in de lucht-en ruimtevaartindustrie zijn industriële ovens een essentieel onderdeel van het proces van productie en renovatie van onderdelen. Of het nu gaat om het ontharden van metaal om het onderdeel te versterken en stress te verlichten, het drogen van verf en het uitharden van composieten, of het ontbrossen van onderdelen om componenten te verzachten en te rehabiliteren bij onderhoud en reparatie, het stellen van de juiste vragen kan de sleutel zijn tot efficiënte, goedkope werking van lucht-en ruimtevaart industriële ovens.
1. Wat moet ik weten over het energieverbruik van industriële ovens?
sinds ongeveer 100 jaar wordt aardgas gebruikt voor het verwarmen van industriële ovens. Traditioneel werd lucht in een brander gezet en met ventilatoren of blowers naar de andere kant van de oven geblazen. De hete lucht omringde het product, ongeacht de grootte of vorm, dat uiteindelijk werd verwarmd tot de gemiddelde oventemperatuur. In het algemeen, kunnen industriële ovens product tot ongeveer 1.000 F verwarmen, met typische bedrijfstemperaturen in het bereik van ongeveer 180 F, 450 F, en 500 F.
Gas met verwarmde, circulerende lucht, bekend als convectie, is goed voor het snel verwarmen van een hele oven en voor het verwarmen van onregelmatig gevormde producten, vooral in batches, omdat de lucht in zijn hoekjes en gaten komt. Maar veel energie gaat verloren door het verwarmen van de gehele oven, door verwarmde lucht die de voor-of achterkant van de oven verlaat, en door het voeden van de ventilatoren of blowers. Zelfs bij modulerende branders is het verwarmen met gas in wezen een all-on of all-off proces, dat inefficiënt is omdat het verwarmen van de gehele oven ook voor kleine onderdelen nodig is.
2. Wat is de meest efficiënte vorm van industriële ovenwarmte? Hoewel men ervan uitgaat dat industriële ovens met gas minder kosten dan elektrisch, kan elektrisch in feite goedkoper en efficiënter zijn. Vandaag de dag is een van de meest efficiënte manieren om een industriële oven te verwarmen met onzichtbare elektrische, infraroodenergie, die niet vereist dat de hele oven wordt verwarmd, en heeft geen ventilatoren, blowers of bewegende delen, dus het is volledig stil. De infrarode energie komt binnen het elektromagnetische spectrum voor die hitte verlenen wanneer het product het licht absorbeert, dat onzichtbaar is aangezien het onder het zichtbare lichtspectrum is.”Gas is als een vuurspuwende draak; het wordt nu heet, maar mist de energie-efficiëntie, finesse en controle van elektrisch infrarood,” zegt Jesse Stricker, president van Intek Corp., een vakbond, MO-gebaseerde ontwerper en fabrikant van industriële ovens, kachels, verwarmingselementen, procesbesturingssystemen en material handling equipment. “Elektrisch infrarood is bijzonder effectief op blootgestelde oppervlakken zoals het drogen van verf en het uitharden van composieten, en voor continue, industriële inline warmteprocessystemen zoals band-of monorailtransporteurs.”
vanwege de energie-efficiëntie van elektrisch infrarood is het ook gebruikt voor ruimteverwarmingstoepassingen. Bijvoorbeeld, sommige van onze Elektrische Infrarood ruimteverwarmers kunnen werken op slechts 700 watt, maar bieden dezelfde bruikbare warmte als een 1500 watt conventionele eenheid die gebruik maakt van een ventilator, blower, en verwarming spoelen. 700 Watt is ongeveer de helft van het benodigde vermogen van een standaard föhn. Omdat het lage wattage trekt minder stroom, stekker in meerdere kachels is minder kans om elektrische stroomonderbrekers, dat is een veel voorkomend probleem met minder efficiënte kachels struikelen.
een van de gemakkelijkste manieren om de energiebehoefte van de industriële oven te verminderen, de warmte te concentreren en de prestaties te optimaliseren, is met zoned, modulaire elektrische infraroodverwarmers. Net als Lego blokken, worden deze elektrische infraroodverwarmingsmodules, meestal in 12″ x 24″, 12″ x 36″ of 12″ x 48 ” maten, structurele onderdelen van de oven. Omdat sommige geïntegreerde hangers, Montagebeugels en draadverbindingen bevatten, kunnen ze worden ontworpen om individueel voor kleine gebieden te werken, samen te werken voor grotere gebieden en kunnen ze aan het plafond hangen of aan de muur worden gemonteerd voor effectieve verwarming.
de bandtransportovens of monorail-transportovens die vaak in de lucht-en ruimtevaart worden gebruikt, kunnen ook een ander besturingselement bieden. Individuele warmtezones kunnen worden voorzien van afzonderlijke controles, waardoor een grotere, meer consistente verwarming van het product op een geautomatiseerde, handsfree basis.
“als een lucht-en ruimtevaartbedrijf een kleiner onderdeel verwarmt, is het niet nodig om de hele oven te verwarmen”, zegt Stricker. “In plaats daarvan is het efficiënter om alleen de nodige warmtezones van de oven te verwarmen.”
” voor de grootste efficiëntie en flexibiliteit van de oven kunnen elektrische infraroodverwarmers bijna onbeperkte verwarmingszones bieden die naar behoefte kunnen worden in-of uitgeschakeld, ” legt hij uit. “Van boven naar beneden, van voor naar achter, elke voet in een ovenpad van een transportband kan worden zoneerd voor een maximale, continue procesverwarmingsefficiëntie, bewaakt door een thermokoppel in elke zone. Om zich aan te passen aan afzonderlijke onderdelen die uur na uur door de oven lopen, kunnen smart controllers worden gebruikt om temperatuurtolerantie en consistentie te garanderen.”
een ander voordeel van elektrische infraroodverwarming is dat deze zeer nauwkeurig en instelbaar is, wat kan bijdragen tot de nauwe temperatuurtoleranties die vaak in de lucht-en ruimtevaart worden vereist. Aangezien infraroodgolflengte correleert met temperatuur en energie absorbeert in elk product bij bepaalde golflengten, kunnen fabrikanten de warmte aanpassen aan de golflengte van een substraat in de oven voor een grotere energie-efficiëntie en ovenprestaties.
3. Hoe kan ik het ovenontwerp optimaliseren voor mijn industriële proces?
kopers kijken vaak naar “standaard” industriële ovens, maar de meeste hebben een soort aangepaste oplossing die aan hun specifieke eisen voldoet, of het nu gaat om een hogere of bredere dekking, of verwarmingselementen met een speciale spanning of wattage. Gelukkig kunnen dergelijke ontwerpverbeteringen vaak worden bereikt met elektrisch infrarood voor weinig of geen extra kosten.
aangepaste verwarmingselementen kunnen worden gebruikt om de prestaties van de industriële oven te verbeteren. Verwarmingselementen met glas of keramiek kunnen bijvoorbeeld worden gebruikt voor toepassingen met hoge warmte, flexibel siliconenrubber voor lagere temperaturen, verhoogde behuizingsdiepte om extra isolatie mogelijk te maken, of dubbelwandige behuizingsisolatie voor inbouw in de wand.
in de lucht-en ruimtevaartindustrie kunnen sommige ontwerpers en bouwers van ovens op maat zelfs baktypes combineren, zoals gasconvectie en elektrisch infrarood. Omdat de warmte stijgt, zijn typische ovens aan de bovenkant warmer dan aan de onderkant, wat een punt van zorg kan zijn in de lucht-en ruimtevaartindustrie waar consistent strakke toleranties nodig zijn.”Hoewel veel lucht-en ruimtevaartbedrijven nog steeds gasconvectieovens specificeren, voegen meer bedrijven elektrisch infrarood toe om de temperatuurzones van hun oven onafhankelijk te regelen”, zegt Stricker. “Om alle delen van de oven binnen een graad of twee in evenwicht te brengen, kunnen ze bijvoorbeeld worden gebruikt om de bodem van de oven meer te verwarmen dan de bovenkant.”
4. Moet ik een nieuwe oven kopen als de mijne inefficiënt of ondermaats is?
zodra een industriële oven zijn nuttige levensduur heeft bereikt, verliest hij zijn efficiëntie, wat de kosten kan verhogen, de productie kan vertragen of de kwaliteit van het product in gevaar kan brengen. Maar voordat u de hele oven vervangt door een nieuwe eenheid, moet u eerst overwegen of een oven retrofit of upgrade zal werken.
soms kunnen reparaties net zo eenvoudig zijn als het installeren van vereiste Vervangende onderdelen zoals hogetemperatuurisolatie, porseleinen aansluitblokken, warmteregelaars of verwarmingselementen.
zelfs wanneer de reparatie uitgebreider is, kan de oplossing aanzienlijk goedkoper zijn dan de aanschaf van een nieuwe oven.
” het bijwerken van industriële ovenverwarmers of verwarmingselementen kan vaak de prestaties van de oven verbeteren volgens de oorspronkelijke specificaties of zelfs verbeteren,” zegt Stricker. “Sommige ovenfabrikanten ontwerpen modules die een prestatieprobleem oplossen, maar die toch gemakkelijk genoeg zijn om zelf te installeren. Upgraden van een oudere technologie zoals gasconvectie naar een moderne zoals elektrisch infrarood is ook mogelijk.”
wanneer reparatie, aanpassing of modernisering van een industriële oven niet langer een kosteneffectieve manier is om de prestaties te verbeteren, is het tijd om een nieuwe oven te kopen.
Intek Corp. is gevestigd in Union, MO. Voor meer informatie visi www.intekcorp.com Del Williams is een technisch schrijver uit Torrance, CA.