Tub electric de încălzire cu infraroșu: selecție, lungimi de undă și ghid de eficiență

O linie de ambalare care rulează film termocontractabil la 55 de unități pe minut cheltuiește aproape 40% din bugetul total de energie pe căldură. Când inginerul de linie a înlocuit un cuptor cu aer cald convectiv cu un tub electric de încălzire cu infraroșu, timpul de încălzire a scăzut de la 18 minute la sub 90 de secunde, iar calitatea filmului s-a îmbunătățit deoarece radiația a încălzit produsul în loc de aerul din jur. Acest rezultat măsurat este tipic pentru încălzirea radiantă și este motivul pentru care emițătorii de infraroșu domină liniile de întărire a vopselei, termoformare, uscare și ambalare în fabricile industriale.

Ce este un tub electric de încălzire cu infraroșu și cum furnizează căldură

Un tub electric de încălzire cu infraroșu este un emițător cilindric care transformă energia electrică în radiație infraroșie și o transferă direct pe suprafața țintă fără a încălzi aerul între ele. În interiorul tubului, un fir spiralat de rezistență nichel-crom se încălzește la temperatura de funcționare, iar învelișul din ceramică sau cuarț radiază acea căldură către produs.

Trei modele domină piața, iar diferența este materialul suprafeței emițătorului:

• Tuburi cu undă scurtă de cuarț cu umplere cu gaz halogen, ajungând la 900 până la 950 C
• Tuburi cu undă medie de cuarț, ajungând la 550 până la 750 C
• Tuburi ceramice cu undă lungă, ajungând la 300 până la 600 C

Aceste temperaturi de suprafață se traduc direct în eficiență. O unitate bine construită convertește 85 până la 95% din puterea de intrare în radiații utilizabile, comparativ cu 40 până la 60% pentru un cuptor cu aer cald care trebuie să încălzească mai întâi aerul, conductele și pereții cuptorului.

Selectarea lungimii de undă pentru tubul dumneavoastră electric de încălzire cu infraroșu

Lungimea de undă determină ce poate încălzi tubul de încălzire cu infraroșu electric, deoarece fiecare material absoarbe energia infraroșu doar în benzi specifice. Alegeți lungimea de undă greșită și radiația trece prin produs sau se reflectă asupra acestuia; alege-l pe cel potrivit și cea mai mare parte a energiei ajunge exact acolo unde este nevoie.

Radiația cu unde scurte, de la 0,76 la 1,4 microni, are cea mai mare intensitate și cea mai adâncă penetrare. Se potrivește produselor groase sau dense și liniilor cu mișcare rapidă, unde piesa rămâne sub emițător doar câteva secunde. Radiația cu undă medie, de la 1,4 la 3 microni, se potrivește cu vârfurile de absorbție ale apei, solvenților și vopselei, ceea ce o face implicit pentru uscare și întărire. Radiația cu undă lungă de peste 3 microni este absorbită la suprafață, astfel încât se potrivește materialelor plastice, alimentelor și acoperirilor sensibile la temperatură. O comparație dedicată a emițători cu unde scurte, unde medii și unde lungi explică diferențele fizice mai detaliat.

Dimensionarea unui tub de încălzire electrică cu infraroșu: densitatea în wați și materialul învelișului

Dimensionarea unui tub de încălzire electrică cu infraroșu se reduce la trei numere: densitatea în wați, lungimea încălzită și tensiunea de intrare. Dintre acestea, densitatea de wați este cea mai des specificată greșit, iar eroarea apare fie ca produs ars, fie ca o linie care nu atinge niciodată temperatura.

Densitatea de wați este puterea totală împărțită la suprafața totală încălzită a tubului, exprimată în wați pe centimetru pătrat. Controlează cât de fierbinte devine suprafața emițătorului și, prin urmare, cât de agresiv este încălzit produsul. Un tub cu densitate redusă de wați care funcționează la putere maximă nu se încinge pur și simplu; puterea suplimentară este irosită deoarece temperatura suprafeței este fixată de designul elementului.

• Întărirea vopselei și vopsire cu pulbere: 3 până la 5 W/cm2
• Evaporarea apei și uscarea textilelor: 5 până la 8 W/cm2
• Termoformare și înmuiere plastic: 2 până la 4 W/cm2
• Preîncălzire sticla și metal: 4 până la 6 W/cm2

Materialul învelișului este a doua decizie. Tuburile de cuarț răspund în câteva secunde și rezistă șocului termic, dar sunt fragile și costă mai mult. Tuburile ceramice sunt mai puternice din punct de vedere mecanic și emit în mod natural radiații cu unde lungi, motiv pentru care emițătorii ceramici domină termoformarea și liniile alimentare. Tuburile cu înveliș metalic sunt cea mai robustă alegere pentru mediile murdare, deși eficiența lor radiantă este mai mică. Xinghua Yading Electric Heating Element Co., Ltd. produce încălzitoare ceramice cu tub infraroșu la fabrica sa din Jiangsu, una dintre primele fabrici de elemente de încălzire electrice din China.

Încălzitor cu tub cu infraroșu ceramic pentru încălzire industrială Acest încălzitor cu tub ceramic oferă căldură instantanee în infraroșu cu undă lungă, făcându-l potrivit pentru liniile de termoformare și procesare a alimentelor. Construcția sa durabilă din ceramică oferă rezistență la coroziune și o distribuție uniformă a căldurii. Vizualizare produs →

Distanța și distanța completează aspectul. Tuburile sunt de obicei distanțate între 15 și 100 de milimetri, în funcție de lățimea fasciculului reflector, iar produsul se află la 100 până la 300 de milimetri de emițător. Prea departe și densitatea de energie scade; prea aproape și un singur punct fierbinte arde suprafața produsului.

Economii de energie măsurate în liniile de producție reale

Trecerea la un tub electric de încălzire cu infraroșu reduce în mod constant consumul de energie de proces cu 15 până la 30 la sută, cu câștiguri și mai mari în spațiul de podea și timpul ciclului, deoarece energia aterizează pe produs în loc să încălziți aerul și structura cuptorului.

Un caz reprezentativ: o cabină de întărire a vopselei din estul Chinei a înlocuit un cuptor cu aer cald de 120 kW cu tuburi cu infraroșu cu undă medie evaluate la 78 kW. Durata ciclului a scăzut de la 12 minute la 4 minute, energia pe piesă finită a scăzut cu 28 la sută, iar rebuturile de la contaminarea cu praf au scăzut brusc, deoarece linia infraroșie nu avea mișcare forțată a aerului pentru a transporta particulele pe vopseaua umedă.

Unde încălzitoarele cu tub cu infraroșu își câștigă păstrarea

Un tub electric de încălzire cu infraroșu își câștigă locul oriunde un proces are nevoie de căldură rapid, precis și fără o amprentă mare de tratare a aerului. Cele mai comune cinci grupuri de aplicații sunt:

• Întărirea vopselei și vopsire cu pulbere pe piesele metalice
• Foaie de plastic termoformat și film
• Ambalare și etanșare folie de ambalare
• Uscarea textilelor, usturare și acoperire
• Preîncălzire din sticlă, ceramică și metal

Liniile cu mai multe zone sunt cel mai bun aspect pentru majoritatea acestor procese. Deoarece fiecare tub de încălzire electrică cu infraroșu este controlabil individual, operatorii pot crește căldura la secțiunile dense sau groase și o pot reduce la secțiunile subțiri. Acest control zonat nu este posibil cu un singur cuptor cu aer cald și este principalul motiv pentru care modernizările cu infraroșu se rambursează mai repede decât se prevedea.

Pentru a dimensiona corect o linie, aveți nevoie de spectrul de absorbție a produsului, viteza liniei și temperatura țintă. Poți discutați aspectul cu inginerii noștri și solicitați un test de probă înainte de a vă angaja la o instalare completă.

Întrebări frecvente

Care este diferența dintre un tub de încălzire cu infraroșu cu undă scurtă și un tub de încălzire cu infraroșu cu undă lungă?

Tuburile cu undă scurtă funcționează la 900 până la 950 C și emit radiații de la 0,76 la 1,4 microni, care pătrund adânc în produs. Tuburile ceramice cu undă lungă funcționează la 300 până la 600 C și emit radiații de peste 3 microni, care sunt absorbite la suprafață. Utilizați unda scurtă pentru încălzirea rapidă a părților dense și unda lungă pentru încălzirea ușoară a suprafeței.

Cât durează un tub electric de încălzire cu infraroșu?

Tuburile cu undă scurtă de cuarț durează de obicei 5.000 până la 7.000 de ore, tuburile ceramice cu undă lungă între 8.000 și 12.000 de ore și tuburile cu înveliș metalic mai mult atunci când sunt protejate de contaminare. Controlul temperaturii în buclă închisă prelungește durata de viață prin prevenirea creșterilor de temperatură excesivă.

Un încălzitor cu tub cu infraroșu poate înlocui direct un cuptor cu aer cald?

Da, pentru majoritatea proceselor de încălzire a suprafeței, dar aspectul liniei se modifică. Zona infraroșu este mai scurtă deoarece transferul de căldură este mai rapid, iar distanța produs la tub trebuie controlată la 100 până la 300 de milimetri. O schimbare directă fără re-spațierea emițătorilor dă de obicei rezultate neuniforme.

Ce densitate în wați ar trebui să aleg pentru întărirea vopselei?

Pentru întărirea vopselei pe bază de solvenți și pe bază de apă, planificați 3 până la 5 W/cm2 din suprafața emițătorului. Acoperirea cu pulbere rulează în mod normal puțin mai sus la 4 până la 6 W/cm2. Confirmați valoarea cu un test cu un singur tub pe produsul real înainte de a comanda o linie completă.