Méthodes De Chauffage Industriel, Convection Ou Infrarouge?
Cet article comparera deux méthodes de chauffage industriel, l’infrarouge et la convection, afin de déterminer les avantages de chacune d’elles en termes de coût et de temps.
Bien qu’il soit toujours important de prendre en compte les coûts et les délais nécessaires ou un nouveau système de chauffage. Il ne faut surtout pas perdre de vue l’efficacité de cette méthode de chauffage pour atteindre les objectifs de votre produit. Économiser du temps et de l’argent sur une méthode de chauffage particulière ne sert à rien si la méthode utilisée produit des défauts dans le produit chauffé. Par conséquent, il est impératif de considérer l’efficacité du réchauffeur que vous envisagez.
Dans cet article, nous examinerons les avantages et les inconvénients éventuels du réchauffeur infrarouge à quartz et les procédés de chauffage par convection de gaz. Bien entendu, les deux sont efficaces. Cependant, ni l’un ni l’autre ne sont efficaces pour chaque scénario de chauffage.
Il existe de nombreuses variables à prendre en compte lors de l’examen de différentes méthodes de chauffage, notamment : la quantité de produit à chauffer, si le produit doit rester stationnaire ou non, et le délai disponible pour chauffer le produit.
La taille du système de chauffage et le taux de production
En commençant une analyse, déterminer la charge calorifique est la première équation à considérer. Le poids de chaque pièce, ainsi que le poids total traité en une heure, doit être calculé en unités thermiques britanniques (BTU) par heure ou en BTU/h, de sorte que l’équation utilisée pour déterminer la taille du système de chauffage serait égale au poids égal en BTU par heure multiplié par la chaleur spécifique multiplié par le changement de température. BTU/h = (masse/h) * Chaleur spécifique * Delta de Température. Pour les fluides contenant de nombreux composants, le total de BTU/h correspond à la somme des BTU de chaque composant.
Méthodes de transport des pièces
Ce qui doit être décidé ensuite, c’est comment les pièces ou les produits sont chargés, retenus et transportés dans une source de chaleur. Un bon flux d’air ou un transfert de chaleur sans obstruction dans un système de chauffage à infrarouge est important pour un chauffage réussi. Il faut faire pivoter le réchauffeur ou le produit. Si cela n’est pas possible, les commandes du réchauffeur doivent être régulées pour éviter la surchauffe d’endroits particuliers dans les deux systèmes de chauffage.
L’utilisation particulièrement réussie d’un réchauffeur à infrarouge permettra de faire pivoter le réchauffeur ou le produit afin de permettre à la chaleur d’être exposée à un taux moyen au lieu d’une zone du produit ou d’une partie trop exposée. Trop de chaleur dans une zone donnée peut entraîner une déformation ou une détérioration du produit dans cette zone.
La différence essentielle entre les méthodes de chauffage par infrarouge et par convection
Un réchauffeur à infrarouge produit de la chaleur rayonnante; alors que la convection est produite par l’air chaud. Lorsqu’un réchauffeur ou un produit est chauffé par une source infrarouge, il doit être relié directement au produit. La distance ou l’espace entre la pièce ou le produit et le réchauffeur déterminera la vitesse à laquelle le produit est chauffé.
Un facteur moins connu dans le chauffage infrarouge est la façon dont les produits ou la couleur affectent la vitesse de chauffe. L’émissivité est la mesure de la capacité de la pièce à absorber ou à émettre de l’énergie par rapport à celle d’un objet noir. L’émissivité du produit doit être mesurée pour déterminer sa vitesse de chauffage.
Le chauffage à l’énergie infrarouge pourrait être la source la plus efficace et efficiente pour le chauffage de produits. Cependant, une bonne régulation de la température doit s’utiliser pour s’assurer de ne pas surchauffer le produit. De la même manière qu’une voiture noire peut être plus chaude que l’air qui l’entoure par une journée ensoleillée, un objet chauffé par infrarouge peut être plus chaud que l’air qui l’entoure. Pour y remédier, assurez-vous de mesurer la température de l’objet lui-même et non de l’air qui l’entoure.
En cas de chauffage à air chaud ou par convection, la position et la forme du produit sont moins importantes en raison de la répartition de la chaleur exercée par le mouvement de l’air. L’air chaud circule sous différents angles, entourant le produit au même rythme qu’un four réglé à une température constante, avec une chaleur très accélérée passant autour des pièces. Dans ce scénario, les pièces absorbent la chaleur uniformément, ce qui réduit les risques de surchauffe par endroits.
Un argument fréquent contre la chaleur par convection est que, selon la masse ou la taille de l’objet à chauffer, elle est souvent plus lente que d’autres méthodes. Un autre facteur lié à la convection des gaz est la dissipation ou l’évacuation des sous-produits de la combustion afin d’éviter des conditions dangereuses dans la chambre chauffée.
Le temps est la différence critique entre ces méthodes de chauffage, les différences ne se manifestent de manière significative que lorsque le temps est un facteur.
Exigences en matière de temps de chauffage
Lorsque le temps nécessaire pour chauffer une pièce ou un produit n’a pas encore été déterminé, un profil de chaleur doit être défini sur la pièce ou le produit. Les enregistreurs de données et les thermocouples peuvent être utilisés dans ce processus. Les thermocouples sont montés sur les pièces aux endroits critiques et enregistrent les données de température pendant le chauffage.
Pour déterminer quelle méthode de chauffage est la plus efficace, les données doivent être enregistrées pour chaque réchauffeur respectif. Les températures et les temps peuvent varier pour les réchauffeurs par convection lors du traitement, tandis que le chauffage à infrarouge affichera une température supérieure à la surface tout au long du cycle de chauffage.
Une autre remarque importante est que les températures maximales des pièces ou des produits pendant le chauffage ne dépasseront jamais le réglage de température maximal du four. Comme vous le verrez ci-dessous, ce n’est pas le cas des radiateurs à infrarouge.
En comparaison, le profil d’un produit chauffé par infrarouge montre une température de surface sensiblement plus élevée, ainsi que sur les thermocouples intérieurs.
- Un traitement thermique à infrarouge peut atteindre une température plus élevée pendant la phase de post-chauffage, ce qui pourrait convenir à certains procédés. Cependant, dans certains autres procédés, cette chaleur inégale pourrait endommager certains produits chauffés.
- Un produit ou une pièce chauffé par convection peut prendre plus longtemps pour arriver à la température nécessaire en fonction de sa masse, mais il est connu que la température ne sera jamais dépassée dans n’importe quelle partie du produit chauffé et que toutes les pièces seront parfaitement chauffées au bout du temps voulu.
Par conséquent, lorsque le chauffage par convection est choisi, assurez-vous de disposer du temps nécessaire pour bien chauffer le produit et, lorsque le chauffage par infrarouge est choisi, prenez garde aux surchauffes et aux points chauds. Lors du traitement de revêtements, prenez garde aux surchauffes et à la chauffe inégale pour éviter des parties défectueuses.
Procédé de chauffage : Avantages >< Inconvénients
L’utilisation de l’une ou l’autre méthode présente des avantages et des inconvénients. L’astuce consiste à mesurer le temps de chauffage tout en évitant la surchauffe ou le chauffage ponctuel. Considérez la nécessité de traiter les revêtements et les effets de chaque méthode sur ce processus.
L’utilisation d’un réchauffeur électrique à infrarouge en lieu et place d’un four à convection de type gaz élimine la nécessité d’évacuer les sous-produits brûlés par les gaz de la chambre de chauffage, de sorte que les dépenses sont également éliminées.
Lors de la comparaison des coûts, le taux moyen de consommation électrique pendant l’utilisation de la chaleur infrarouge par rapport à la quantité de gaz consommée dépend des durées de fonctionnement, des températures de fonctionnement ainsi que du poids, de la taille et de la quantité du produit. Le coût de l’énergie électrique ou des kilowatts par heure utilisés par rapport au coût du gaz utilisé se compare afin de déterminer quelle méthode est la plus rentable pour la consommation d’énergie durant le chauffage des pièces et des produits.