En kontinuerlig spole-til-belegglinje forbrukte 38 000 kWh per måned for oppvarming av bad over fem prosesstanker. Anlegget installerte PTFE-elvarmere med lav watttetthet og forbedret strømningsfordeling i to av tankene. I løpet av de neste seks månedene falt energiforbruket til oppvarming for de to tankene med henholdsvis 11 % og 14 %. Den totale besparelsen var omtrent $1400 per måned. Prosjektet betalte seg tilbake på under ett år.
Kontinuerlige pletteringslinjer fungerer annerledes enn batchtanker. Strimmelen eller arbeidsstykket beveger seg kontinuerlig gjennom badekaret, og skaper en jevn varmebelastning som må erstattes av varmeren. Varmeren går kontinuerlig, ofte med høy driftssyklus, og energiforbruket er betydelig. Forbedring av effektiviteten til varmeren og dens interaksjon med badekaret reduserer energien som kreves for å opprettholde settpunktet.
Hvor energien går i kontinuerlig plating
Energien som forbrukes av en PTFE el-varmer i en kontinuerlig pletteringslinje går til tre destinasjoner: oppvarming av de innkommende arbeidsstykkene, erstatter varme tapt gjennom tankveggene og overflaten, og overvinne ineffektivitet i selve varmeren.
Arbeidsstykkets varmebelastning er størst. En stållist som kommer inn i badekaret ved 25 grader og går ut ved 60 grader absorberer varme kontinuerlig. For en linje som behandler 500 kg bånd per time, er arbeidsstykkets varmebelastning ca. 12 kW. Denne lasten må leveres av varmeren uavhengig av dens utforming.
Vegg- og overflatetapene avhenger av tankisolasjonen og badets temperatur. En uisolert tank ved 60 grader kan miste 3–5 kW gjennom veggene og overflaten. En isolert tank med deksel kan tape mindre enn 1 kW.
Varmerens ineffektivitet er energien som går tapt fordi kappen opererer ved en høyere temperatur enn nødvendig, eller fordi kalk isolerer kappen. En ren varmeovn med lav watttetthet har minimal ineffektivitet. En skalert varmeovn med høy watttetthet mister 10–20 % av energien til å kaste bort.
| Last inn komponent | Typisk rekkevidde | Kontrollerbar av Heater Design | Notater |
|---|---|---|---|
| Oppvarming av arbeidsstykket | 8–15 kW | Ingen | Avhenger av linjehastighet og stripemasse |
| Vegg- og overflatetap | 1–5 kW | Delvis | Isolasjon og deksler reduserer tap |
| Varmerens ineffektivitet | 0,5–3 kW | Ja | Watttetthet og renslighet |
Energibelastningskomponenter i en kontinuerlig pletteringstank
Hvordan lav watttetthet reduserer energisvinn
En varmeovn med lav-watt-tetthet fungerer ved en lavere kappetemperatur for samme effekt. Den lavere kappetemperaturen reduserer varmen som går tapt gjennom flensen og terminalkapslingen, og den reduserer drivkraften for kalkavsetning.
Energibesparelsene kommer fra to kilder. For det første reduserer den lavere kappetemperaturen de ledende tapene gjennom varmerens monteringsutstyr. For det andre opprettholder den langsommere skalaoppbyggingen høyere varmeoverføringseffektivitet i lengre perioder. En varmeovn som ville miste 10 % effektivitet over tre måneder ved høy watttetthet kan miste bare 5 % ved lav watttetthet.
| Watt tetthet | Skjede Temp | Skaleringshastighet | Effektivitet ved 3 måneder | Effektivitet ved 6 måneder |
|---|---|---|---|---|
| 1,5 W/cm² | 92–98 grader | Høy | 90% | 82% |
| 1,2 W/cm² | 88–93 grader | Moderat | 93% | 88% |
| 1,0 W/cm² | 85–90 grader | Lav | 95% | 92% |
| 0,8 W/cm² | 82–87 grader | Veldig lavt | 96% | 94% |
Varmereffektivitet over tid som en funksjon av watttetthet
Forbedret flytfordeling
Ved kontinuerlig plettering skaper arbeidsstykkets bevegelse et strømningsmønster som enten kan hjelpe eller hindre varmeoverføring. Hvis varmeren er plassert i hovedstrømningsbanen, sveiper den bevegelige stripen eller sirkulasjonspumpen kappen kontinuerlig, og opprettholder et tynt grenselag og høy varmeoverføringseffektivitet.
Hvis varmeren er plassert i en dødsone, tykner grenselaget, kappetemperaturen øker og effektiviteten synker. Å flytte varmeren inn i strømningsbanen eller legge til en dedikert eduktor kan forbedre effektiviteten med 5–10 %.
| Varmeapparat posisjon | Lokal strømningshastighet | Slire ΔT | Effektivitet | Energisparing |
|---|---|---|---|---|
| Død sone | <0.05 m/s | 30–45 grader | 82–88% | Grunnlinje |
| Lav flyt | 0.1–0.2 m/s | 20–30 grader | 88–92% | 5–8% |
| Moderat flyt | 0.2–0.4 m/s | 12–20 grader | 92–95% | 8–12% |
| Høy flyt | >0.4 m/s | 8–14 grader | 95–97% | 12–15% |
Effektivitet og energibesparelser ved varmeapparatets posisjon og strømningshastighet
Isolasjon og dekker
De største kontrollerbare energibesparelsene i en kontinuerlig pletteringstank kommer fra isolasjon og deksler. En uisolert tank mister 3–5 kW gjennom veggene. Ved å legge til 50 mm isolasjon reduseres tapet med 80–90 %. Et flytende kuleteppe eller et tankdeksel reduserer overflatetapene med 60–70 %.
Besparelsene fra isolasjon og deksler er større enn besparelsene ved endringer i varmeapparatets design. Et anlegg som isolerer tankene og dekker overflaten kan redusere oppvarmingsenergien med 20–30 % før varmeapparatet skiftes.
Når en PTFE-varmeoppgradering er berettiget
En oppgradering av PTFE-varmeren er berettiget når den eksisterende varmeren opererer med høy watttetthet, når kalkoppbygging forårsaker effektivitetstap, eller når varmeren er plassert i en dødsone. Oppgraderingen bør inkludere lav watttetthet, forbedret strømningstilgang og en polert kappeoverflate.
En spesialtilpasset PTFE-dykkvarmerkonfigurasjon med lav watttetthet, stort overflateareal og -flytoptimalisert geometri gir det laveste energiforbruket ved kontinuerlig plettering. Spesifikasjonsprosessen krever badets kjemi, driftstemperatur, tankdimensjoner, linjehastighet og nødvendig effekt. For anlegg med kontinuerlige pletteringslinjer reduserer denne applikasjonsspesifikke-tilnærmingen kjemiske oppvarmingskostnader og forlenger levetiden til varmeapparatet.
