Utilizzo dei riscaldatori a cartuccia per ridurre la perdita di calore e aumentare l'efficienza

Utilizzo dei riscaldatori a cartuccia per ridurre la perdita di calore e aumentare l'efficienza
Le perdite incontrollate, piuttosto che una potenza installata inadeguata, sono spesso la causa di un consumo energetico eccessivo su una piastra o uno stampo riscaldati. Il sistema deve assorbire più corrente solo per mantenere il setpoint quando il calore fuoriesce da componenti mal montati, superfici non isolate o ampie zone fredde. Solo quando il percorso termico circostante è ottimizzato un riscaldatore a cartuccia può fornire calore in modo efficace.
La potenza è concentrata all'interno della massa metallica dalla geometria cilindrica, ma parte di tale potenza viene convertita in temperatura elevata della guaina anziché in calore di processo utilizzabile da qualsiasi traferro tra la guaina e il foro. Questa perdita di parassiti viene ridotta grazie ad un adattamento stretto dell'alesaggio. Il carico che il riscaldatore a cartuccia deve sopportare è ulteriormente ridotto dall'isolamento esterno dell'utensile. È possibile impostare la spaziatura e la distribuzione della potenza in gruppi di riscaldatori multipli- in modo che i campi termici sovrapposti preservino l'omogeneità senza sovraccaricare alcun elemento.
L'efficienza è influenzata anche dalla lunghezza-del cold end. Mentre un'estremità fredda non sufficientemente corta consente al calore di trasferirsi nei conduttori e nella struttura circostante, una parte non riscaldata troppo lunga spreca spazio che altrimenti potrebbe fornire una lunghezza riscaldata. Una parte maggiore dell'energia prodotta viene mantenuta all'interno della zona di lavoro bilanciando la lunghezza dell'estremità fredda-con i vincoli della temperatura-di uscita. Il quadro è completato da terminazioni opportunamente sigillate che impediscono le diminuzioni di efficienza-correlate all'umidità e da rivestimenti riflettenti o basso-emissivi sulle superfici esterne.
L'utilizzo netto di energia è influenzato anche dal metodo di controllo. Il riscaldatore a cartuccia spreca energia durante ogni ciclo di recupero poiché supera il limite e poi va inattivo a causa dell'ampia isteresi di accensione-spegnimento. Queste fluttuazioni vengono ridotte da un controllo proporzionale o SCR più rigoroso, che mantiene la potenza media più vicina alla domanda termica reale. In realtà, l’isolamento esterno, l’accurato adattamento meccanico e il controllo sofisticato spesso riducono il consumo energetico complessivo in modo più efficace rispetto al semplice aumento della potenza del riscaldatore.
I dati operativi mostrano che i sistemi che tengono conto dei percorsi di perdita del calore-durante la fase di progettazione mantengono i setpoint con una potenza media inferiore e una durata degli elementi più lunga. I profili di perdita variano a seconda della velocità del ciclo, delle condizioni ambientali e delle dimensioni dell'utensile. Ogni riscaldatore a cartuccia è dimensionato e posizionato per fornire calore utile anziché correggere le fughe evitabili grazie ad un'analisi termica approfondita che misura le perdite di conduzione, convezione e radiazione.