افزایش راندمان گرمایش فرآیند: استفاده از هیترهای کارتریجی

افزایش راندمان گرمایش فرآیند: استفاده از هیترهای کارتریجی
بخاری کارتریج اصطلاح هدف است. شش مورد وجود دارد

هزینه انرژی برای گرمایش فرآیندهای صنعتی کاهش نمی یابد. حدود یک سوم انرژی مورد استفاده در گرمایش فرآیند در نهایت به عنوان گرمای اتلاف از بین می رود و گرمایش تنها در ایالات متحده بیشترین نیاز انرژی تولیدی را تشکیل می دهد. با نگاهی به قبض انرژی، مدیران تأسیسات این سومین از دست رفته را هم یک فرصت و هم یک مسئله مالی می دانند.

از این نظر، فناوری‌های گرمایش الکتریکی-مانند بخاری‌های کارتریجی-یک مزیت ساختاری نسبت به سیستم‌های مبتنی بر احتراق- ارائه می‌دهند. آنها انتشار دودکش، تلفات احتراق و نیاز به نگهداری لوله های توزیع را با تبدیل مستقیم نیرو به گرما در محل کاربرد حذف می کنند. «چه مقدار گرما در حین انتقال از دست می‌رود» دیگر سؤال کارآیی نیست. در عوض، "به چه میزان گرما به طور موثر به قطعه کار منتقل می شود."

عملکرد مخاطب در انتقال حرارت
رسانایی یا تماس فیزیکی مستقیم بین غلاف بخاری و فلز اطراف آن، روش اصلی توزیع گرما توسط بخاری کارتریجی است. بخاری باید در دمای بالاتری کار کند تا همان مقدار گرما تولید شود زیرا هر شکاف هوا، سطح ناهموار و لایه اکسیداسیون مقاومت حرارتی را افزایش می دهد.

یکی از ارزان ترین راه ها برای افزایش کارایی، بهبود تماس است. مسیر رسانایی با باز کردن سوراخ ها تا تحمل های محکم تر، تمیز کردن سوراخ ها قبل از نصب و استفاده از ترکیبات انتقال حرارت در صورت لزوم بهبود می یابد. دمای غلاف بخاری کمتر، عمر بیشتر بخاری و زمان گرم کردن سریع‌تر{2}}نتیجه این امر است.

از آنجایی که شار گرما از طریق رابط تماس در برنامه‌های کاربردی با تراکم-وات{1} بالا بزرگ‌تر است، معیارهای تناسب دقیق‌تر می‌شوند. در بسیاری از شرایط، تناسب نزدیک برای عملکرد قابل اعتماد ضروری است و یک انتخاب نیست.

مدیریت منطقه و تراز بار
چندین بخاری کوچکتر کنترل بهتری را فراهم می کنند، با این حال بسیاری از سیستم های گرمایش فرآیندی فقط از یک بخاری بزرگ استفاده می کنند. این سیستم تنها می‌تواند گرما را در هر زمان معینی در جایی که نیاز باشد، با تقسیم بار گرمایش در چندین منطقه گرمکن کارتریج کنترل‌شده مستقل، تامین کند.

به یک قالب تزریق پلاستیک با شکل پیچیده فکر کنید. در برخی مناطق نسبت به مناطق دیگر به گرمای بیشتری نیاز است. یک پروفیل دمایی سازگار توسط یک بخاری تولید می شود. نیاز حرارتی هر منطقه را می توان با چندین بخاری با کنترل های جداگانه برآورده کرد، که مصرف کلی انرژی را کاهش می دهد و در عین حال کیفیت قطعه را افزایش می دهد.

برای سیستم های بزرگتر، همین ایده صادق است. یکی از اجزای کلیدی قابلیت اطمینان سیستم های گرمایش فرآیند، ظرفیت آن برای تنظیم گرمای ورودی در مناطق مختلف است. سیستم های گرمایش فرآیندی باید منبع انرژی ثابتی را با کنترل های قوی فراهم کنند.

بازیابی و عایق حرارتی زباله
از دست دادن خالص زمانی رخ می دهد که گرما از آیتم گرم شده خارج شده و وارد محیط اطراف شود. از آنجایی که ابزارسازی قبلاً یک منطقه خاص در سلول تولید را اشغال می کند، عایق کاری سطوح بیرونی قالب ها، صفحات و قالب ها این تلفات را به حداقل می رساند، اما اغلب نادیده گرفته می شود. پوشش‌های سرامیکی و پتوهای عایق{2}در دمای بالا گزینه‌های قابل اجرا را ارائه می‌دهند که مانع عملکرد دستگاه نمی‌شوند.

گزینه دیگر بازیابی حرارت هدر رفته است. گرمای جمع‌آوری‌شده از آب خنک‌کننده یا هوای خروجی را می‌توان برای برآوردن{1}}نیازهای فرآیند در دمای پایین در سایر نقاط کارخانه یا برای گرم کردن مواد ورودی استفاده کرد. سیستم های بازیابی گرما بسته به کاربرد، طیف وسیعی از هزینه های اولیه را دارند، اما صرفه جویی در عملیات به مرور زمان افزایش می یابد.

مسیر استراتژیک برق رسانی
برقی‌سازی روند کلی در گرمایش فرآیندهای صنعتی است. الکتریسیته گرمایش فرآیند، به‌ویژه فناوری‌هایی که گرما را مستقیماً به ماده هدف منتقل می‌کنند، توسط دفتر فناوری‌های صنعتی وزارت انرژی ایالات متحده به عنوان یک استراتژی مهم برای کاهش انتشار و تلفات انرژی شناسایی شده است.

تأسیساتی که در حال حاضر از سیستم‌های{0}} گاز سوز استفاده می‌کنند، زمان می‌برد. معمولاً با مناطق فرآیندی خاصی شروع می شود که گرمایش الکتریکی مزایای عملیاتی آشکاری را ارائه می دهد، مانند بهبود کنترل دما، زمان واکنش سریع تر، یا حذف مسائل ایمنی مرتبط با احتراق. از آنجایی که می توان آن را با تغییرات اندکی در ماشین آلات موجود بهسازی کرد، بخاری کارتریجی اغلب اولین مرحله برق رسانی در یک استراتژی تبدیل گسترده تر است.

تطبیق کارایی و کاربرد
یک استراتژی واحد برای بهره وری گرمایش فرآیند وجود ندارد که برای هر برنامه کاربردی کار کند. مشخصات کارآیی یک فرآیند شیمیایی ویژه{1}}گروهی با یک خط بسته‌بندی مداوم-با حجم بالا متفاوت است. دانستن اینکه گرما واقعاً در یک سیستم به کجا می‌رود، از جمله اینکه چه مقدار به قطعه کار می‌رسد، چه مقدار تشعشع می‌شود و چه مقدار توسط محیط خنک‌کننده حذف می‌شود، اولین قدم است.

اندازه‌گیری‌هایی مانند تصویربرداری حرارتی از سطوح ابزار،-نظارت سطح برق بخاری، و ردیابی گرما{1}}و مدت زمان بازیابی در طول چرخه تولید، این درک را فراهم می‌کنند. با این اطلاعات در دست، انتخاب‌های مربوط به سرمایه‌گذاری عایق، تاکتیک‌های کنترل منطقه و مشخصات بخاری کارتریج بر اساس عملکرد واقعی است تا دستورالعمل‌های کلی. چیدمان ایده‌آل، چه از بخاری‌های معمولی استفاده کند یا از یک راه‌حل خاص، به ترکیب خاصی از مواد، دوره‌های چرخه و نیازهای دما بستگی دارد. هر تاسیسات دارای مشخصات حرارتی منحصر به فردی است.