Kontinuirana linija za oplatu--na kolut trošila je 38 000 kWh mjesečno za grijanje kupke u pet procesnih spremnika. Postrojenje je instaliralo PTFE uronjene grijače s niskom gustoćom u vatima i poboljšanom distribucijom protoka u dva spremnika. U sljedećih šest mjeseci potrošnja energije za grijanje za ta dva spremnika pala je za 11%, odnosno 14%. Ukupna ušteda bila je otprilike 1400 USD mjesečno. Projekt se isplatio za manje od godinu dana.
Linije za kontinuirano galvaniziranje rade drugačije od šaržnih spremnika. Traka ili obradak neprestano se kreće kroz kadu, stvarajući ravnomjerno toplinsko opterećenje koje mora zamijeniti grijač. Grijač radi kontinuirano, često u visokom radnom ciklusu, a potrošnja energije je značajna. Poboljšanje učinkovitosti grijača i njegove interakcije s kupkom smanjuje energiju potrebnu za održavanje zadane vrijednosti.
Kamo odlazi energija u kontinuiranom presvlačenju
Energija koju troši PTFE uronjeni grijač u kontinuiranoj liniji za oplatu ide na tri odredišta: zagrijavanje ulaznih izradaka, nadoknada topline izgubljene kroz stijenke i površinu spremnika i prevladavanje neučinkovitosti u samom grijaču.
Opterećenje zagrijavanjem obratka je najveće. Čelična traka koja ulazi u kadu na 25 stupnjeva i izlazi na 60 stupnjeva kontinuirano apsorbira toplinu. Za liniju koja obrađuje 500 kg trake na sat, opterećenje zagrijavanja izratka je približno 12 kW. To opterećenje mora osigurati grijač bez obzira na njegovu konstrukciju.
Gubici stjenke i površine ovise o izolaciji spremnika i temperaturi kupke. Neizolirani spremnik na 60 stupnjeva može izgubiti 3-5 kW kroz svoje stijenke i površinu. Izolirani spremnik s poklopcem može izgubiti manje od 1 kW.
Neučinkovitost grijača je izgubljena energija jer plašt radi na višoj temperaturi od potrebne ili zato što kamenac izolira plašt. Čisti grijač s niskom gustoćom vata ima minimalnu neučinkovitost. Skalirani grijač s velikom gustoćom vata gubi 10–20% svoje energije na otpad.
| Komponenta opterećenja | Tipični raspon | Može se kontrolirati dizajnom grijača | Bilješke |
|---|---|---|---|
| Zagrijavanje obratka | 8–15 kW | Ne | Ovisi o brzini linije i masi trake |
| Gubici zida i površine | 1–5 kW | Djelomično | Izolacija i pokrovi smanjuju gubitke |
| Neučinkovitost grijača | 0,5–3 kW | Da | Watt gustoća i čistoća |
Komponente energetskog opterećenja u spremniku za kontinuirano oplata
Kako niska gustoća vata smanjuje gubitak energije
Grijač niske-watt-gustoće radi na nižoj temperaturi omotača za istu izlaznu snagu. Niža temperatura plašta smanjuje gubitak topline kroz prirubnicu i kućište terminala, te smanjuje pokretačku silu za taloženje kamenca.
Ušteda energije dolazi iz dva izvora. Prvo, niža temperatura plašta smanjuje vodljive gubitke kroz hardver za montažu grijača. Drugo, sporije stvaranje kamenca održava veću učinkovitost prijenosa topline kroz dulja razdoblja. Grijač koji bi izgubio 10% učinkovitosti tijekom tri mjeseca pri visokoj gustoći vata može izgubiti samo 5% pri niskoj gustoći vata.
| Watt Gustoća | Temp. omotača | Stopa razmjera | Učinkovitost nakon 3 mjeseca | Učinkovitost nakon 6 mjeseci |
|---|---|---|---|---|
| 1,5 W/cm² | 92-98 stupnjeva | visoko | 90% | 82% |
| 1,2 W/cm² | 88-93 stupnja | Umjereno | 93% | 88% |
| 1,0 W/cm² | 85-90 stupnjeva | Niska | 95% | 92% |
| 0,8 W/cm² | 82-87 stupnjeva | Vrlo nisko | 96% | 94% |
Učinkovitost grijača tijekom vremena kao funkcija gustoće u vatima
Poboljšana distribucija protoka
Kod kontinuiranog presvlačenja, pomicanje obratka stvara uzorak protoka koji može pomoći ili spriječiti prijenos topline. Ako je grijač postavljen na glavnom putu protoka, pokretna traka ili cirkulacijska pumpa kontinuirano čiste plašt, održavajući tanak granični sloj i visoku učinkovitost prijenosa topline.
Ako se grijač nalazi u mrtvoj zoni, granični sloj se zadeblja, temperatura plašta raste, a učinkovitost pada. Premještanje grijača u stazu protoka ili dodavanje namjenskog eduktora može poboljšati učinkovitost za 5-10%.
| Položaj grijača | Lokalna brzina protoka | Plašt ΔT | Učinkovitost | Ušteda energije |
|---|---|---|---|---|
| Mrtva zona | <0.05 m/s | 30-45 stupnjeva | 82–88% | Osnovna linija |
| Nizak protok | 0.1–0.2 m/s | 20-30 stupnjeva | 88–92% | 5–8% |
| Umjeren protok | 0.2–0.4 m/s | 12-20 stupnjeva | 92–95% | 8–12% |
| Visok protok | >0.4 m/s | 8-14 stupnjeva | 95–97% | 12–15% |
Učinkovitost i ušteda energije prema položaju grijača i brzini protoka
Izolacija i pokrovi
Najveća ušteda energije koju je moguće kontrolirati u spremniku s kontinuiranim oplatama dolazi od izolacije i poklopaca. Neizolirani spremnik gubi 3-5 kW kroz svoje stijenke. Dodavanje 50 mm izolacije smanjuje taj gubitak za 80-90%. Plutajuća kuglasta deka ili poklopac spremnika smanjuju površinske gubitke za 60-70%.
Uštede od izolacije i pokrova veće su od ušteda od promjena dizajna grijača. Postrojenje koje izolira svoje spremnike i pokriva površinu može smanjiti energiju grijanja za 20-30% prije promjene grijača.
Kada je nadogradnja PTFE grijača opravdana
Nadogradnja PTFE grijača je opravdana kada postojeći grijač radi na visokoj gustoći vata, kada nakupljanje kamenca uzrokuje gubitak učinkovitosti ili kada je grijač postavljen u mrtvu zonu. Nadogradnja bi trebala uključivati nisku gustoću vata, poboljšani pristup protoku i ulaštenu površinu omotača.
Prilagođena konfiguracija PTFE uronjenog grijača s niskom gustoćom u vatima, velikom površinom i geometrijom-optimiziranom protokom pruža najmanju potrošnju energije u kontinuiranom nanošenju galvaniziranih ploča. Proces specifikacije zahtijeva kemijski sastav kupke, radnu temperaturu, dimenzije spremnika, brzinu linije i potrebnu snagu u vatima. Za objekte s kontinuiranim linijama nanošenja, ovaj-pristup specifičan za primjenu smanjuje troškove kemijskog grijanja i produljuje vijek trajanja grijača.
