Métodos De Calefacción Industrial, Por Convección O Infrarrojos
Este artículo comparará dos métodos de calefacción industrial: por infrarrojos y convección para determinar los beneficios de cada uno en términos de costo y tiempo empleados.
Si bien siempre es importante tener en cuenta los requisitos de costo y tiempo o un nuevo sistema de calefacción. Lo más importante debe ser cuán efectivo es el método de calefacción para alcanzar los objetivos de su producto. Ahorrar tiempo y dinero en un método de calefacción en particular no es bueno si el método utilizado genera defectos en el producto que se está calentando. Por lo tanto, es imperativo observar la efectividad del calentador que está considerando.
En este artículo, analizaremos los beneficios y las posibles desventajas de los calentadores infrarrojos de cuarzo y los métodos de calefacción por convección a gas. Por supuesto, ambos son efectivos; sin embargo, ninguno es efectivo para todos los escenarios de calefacción.
Hay muchas variables a considerar cuando se contemplan diferentes métodos de calefacción, incluyendo: la cantidad de producto a calentar, si el producto necesita permanecer inmóvil y la cantidad de tiempo disponible para calentar el producto.
El tamaño del sistema de calefacción y la tasa de producción
Al iniciar un análisis, determinar la carga de calor es la primera ecuación a considerar. El peso de cada parte, así como el peso total procesado en una hora deben calcularse en términos de unidades térmicas británicas (BTU) por hora o BTU/h, de modo que la ecuación utilizada para determinar el tamaño del sistema de calefacción sería: BTU igual al peso por hora y al calor específico por cambio de temperatura. BTU/hr = (masa/hr) * calor específico * temperatura Delta. Para fluidos con muchos componentes, las BTU/h totales son la suma de las BTU para cada componente.
Métodos para transportar las partes
Lo que debe decidirse después es cómo se deben cargar, retener y transportar las partes o productos a través de una fuente de calor. Un buen flujo de aire o una transferencia de calor sin obstrucciones en un sistema de calefacción por infrarrojos es importante para un calentamiento exitoso. El calentador o el producto deben girarse, y si no es posible, entonces los controles del calentador deben regularse para evitar el sobrecalentamiento de ubicaciones particulares en cualquiera de los sistemas de calefacción.
El uso totalmente correcto de un calentador infrarrojo permitirá que el calentador o el producto gire para permitir que la exposición al calor en la parte ocurra a un índice promedio en lugar que una zona o una parte del producto reciba demasiada exposición. Demasiado calor en una zona podría producir deformaciones o daños al producto.
La diferencia principal entre el método de calefacción por infrarrojos y por convección
Un calentador infrarrojo produce calor radiante; mientras que, la convección se produce por aire caliente. Cuando un calentador o producto se calienta por una fuente de infrarrojos, el calentador requiere una línea directa al producto. La distancia o el espacio entre la parte o el producto y el calentador decidirá la velocidad con la que se caliente el producto.
Un factor menos conocido en la calefacción por infrarrojos es la forma en que el color de los productos afecta la velocidad de calentamiento. La emisividad es la medida de la capacidad de la parte para absorber o emitir energía en comparación con la de un objeto negro. Debe medirse la emisividad del producto para determinar su velocidad de calentamiento.
La calefacción por energía infrarroja podría ser la fuente más eficiente y efectiva para calentar productos. Sin embargo, debe usarse un control de temperatura adecuado para garantizar que el producto no se sobrecaliente. Similar a la forma en que un automóvil negro puede ser más caliente que el aire que lo rodea en un día soleado, un objeto que se calienta por infrarrojos puede ser más caliente que el aire que lo rodea. Para corregir esto, asegúrese de estar midiendo la temperatura del objeto en sí y no el aire que lo rodea.
En la calefacción por aire caliente o convección, la posición y la forma del producto son menos importantes debido a la distribución del calor por el movimiento del aire. El aire caliente circula desde varios ángulos que rodean el producto a la misma velocidad que un horno a una temperatura constante con un calor muy acelerado que pasa alrededor de las partes. En este escenario, las partes absorben el calor de manera uniforme, lo que reduce la posibilidad de sobrecalentamiento en algunos lugares.
Un argumento frecuente contra el calor por convección es que dependiendo de la masa o el tamaño del objeto a calentar, a menudo es más lento que otros métodos. Otro factor con la convección a gas es la disipación o expulsión de los subproductos de la combustión para evitar condiciones inseguras en la cámara calentada.
El tiempo es la diferencia crítica en estos métodos de calefacción; solo cuando el tiempo es un factor, las diferencias se manifiestan significativamente.
Requisitos de tiempo de calentamiento
Cuando el tiempo para calentar una parte o un producto no se ha establecido previamente, se debe realizar un perfil de temperatura en la parte o el producto. Se pueden utilizar registradores de datos y termopares en este proceso. Los termopares se montan en las piezas en lugares críticos y registran los datos de la temperatura durante el calentamiento.
Para determinar cuál es el método de calefacción más eficiente, se deben registrar los datos para cada calentador respectivo. Las temperaturas y los tiempos pueden variar para los calentadores de convección durante el curado, mientras que la calefacción por infrarrojos mostrará una temperatura más alta en la superficie durante todo el ciclo de calentamiento.
Otra nota importante es que las temperaturas máximas de las piezas o productos durante el calentamiento nunca superarán el ajuste de temperatura máxima del horno. Como verá más adelante, este no es el caso de los calentadores infrarrojos.
En comparación, el perfil de un producto calentado por infrarrojos muestra una temperatura superficial sustancialmente más alta, así como en los termopares interiores.
· Una curación calentada por infrarrojos puede alcanzar una temperatura más alta durante la etapa posterior al calentamiento, lo que podría ser apropiado para algunos procesos. Sin embargo, en algunos otros procesos, el calor desigual podría dañar ciertos productos siendo calentados.
· Un producto o pieza calentada por convección puede tardar más tiempo en alcanzar la temperatura necesaria en función de su masa, pero se sabe que la temperatura nunca se supera en ninguna parte del producto calentado y que todas las partes se calientan completamente en el tiempo requerido.
Por lo tanto, cuando elija la calefacción por convección, asegúrese de que se de el tiempo adecuado para calentar completamente el producto y cuando elija la calefacción por infrarrojos, tenga cuidado con el sobrecalentamiento y los lugares calientes. Al curar lacas, tenga cuidado con el sobrecalentamiento y el calentamiento irregular para evitar partes defectuosas.
Método de calentamiento: Ventajas vs desventajas
Existen beneficios e inconvenientes en el uso de cualquiera de los dos métodos, el truco consiste en medir los tiempos de calentamiento evitando un sobrecalentamiento o calentamiento irregular. Considere la necesidad de curar las lacas y los efectos de cada método en este proceso.
El uso de un calentador infrarrojo eléctrico en lugar de un horno de convección a gas elimina la necesidad de expulsar los subproductos quemados con gas de la cámara de calentamiento, por lo que también se elimina un gasto.
Al comparar los costos, la tasa de energía eléctrica promedio utilizada durante la calefacción por infrarrojos en comparación con la cantidad de gas consumido dependerá de los tiempos de operación, las temperaturas de operación y el peso, tamaño y cantidad del producto. El costo de la energía eléctrica o los kilovatios por hora utilizados en comparación con el costo del gas utilizado se comparan para determinar qué método es más rentable en cuanto al consumo de energía durante el calentamiento de piezas y productos.