Защо PTFE нагревателната плоча използва повече енергия, докато нагрява по-бавно?

Понякога индустриалните отоплителни системи показват обезпокоителен модел: цената на електроенергията се повишава, но отнема повече време, за да се постигне желаната температура. Показанията на измервателния уред показват, че се използва повече енергия, но количеството на производството намалява. PTFE нагревателната плоча изглежда не изпраща използваема топлина към товара; вместо това изглежда, че изпраща енергия някъде другаде.

Тази комбинация от по-високо потребление на енергия и по-бавно нагряване е важен предупредителен знак за предприятията, които искат да ограничат разходите и да регулират потреблението на енергия. За да върнете нещата към нормалното, трябва да знаете къде тече енергията и защо топлинната ефективност е намаляла.

Как да направим отоплителните системи по-енергийно ефективни
Отоплителната система, която работи правилно, превръща електрическата енергия в топлинна енергия и я изпраща към правилния товар по ефективен начин. Топлинната ефективност ви казва каква част от енергията, която влагате, действително върши полезна работа, вместо да се губи.

По-голямата част от топлината, която произвежда нагревателната плоча, отива в обработвания материал или повърхност, когато работи добре. Когато нещата не работят както трябва, повече енергия изтича чрез проводимост, конвекция или радиация, преди да може да се използва за загряване на процеса. Поради това потреблението на енергия се увеличава, а подаването на полезна топлина намалява.

Основният проблем не е, че нагревателният елемент използва повече електроенергия веднага. Вместо това може да работи по-дълго или да отдели средно повече мощност, за да компенсира факта, че не пренася топлината добре.

Лош термичен контакт и как се отразява на всичко
Една от най-разпространените причини за спад в топлинната ефективност е, когато PTFE нагревателната плоча и повърхността, която се нагрява, не правят добър топлинен контакт. Малки въздушни междини могат да се появят, когато плоскостта на повърхността се промени, налягането при монтаж се отпусне или материалите на интерфейса се разрушат.

Въздухът не пренася добре топлината. Дори малки празнини в материала правят много по-трудно преминаването на топлина. Температурата на плочата се повишава по-бързо от температурата на товара, когато топлинният поток в товара е ограничен. Контролерът открива, че не се доставя достатъчно топлина и продължава да доставя електричество за по-дълго време.

Нагревателната плоча всъщност работи по-горещо и по-дълго, което означава, че използва повече енергия, за да достави същото количество топлина за операцията. Енергията не е напълно разпиляна; все повече и повече от него отива във въздуха около него, вместо в материала, в който е трябвало да отиде.

Всъщност възстановяването на правилното монтажно налягане или добавянето на нов термичен интерфейсен материал често прави голяма разлика в това колко бързо и колко енергия се използва за нагряване на нещо.

Загуба на топлина и увреждане на изолацията
Задната изолация е много важна, за да се гарантира, че топлината отива към страната на процеса, вместо да изтича в околната среда. С течение на времето изолационните материали могат да се разрушат поради повреда от движещи се части, абсорбция на вода, компресия или излагане на химикали.

Когато изолацията загуби своята ефективност, загубата на топлина чрез проводимост и конвекция се увеличава. Тогава нагревателната плоча трябва да произвежда повече енергия, само за да поддържа същата повърхностна температура.

Плоча с лоша задна изолация може да се нуждае от 20% повече енергия, за да поддържа същата зададена точка. В определени ситуации данните за повърхностната температура сами по себе си може да не покажат проблема веднага, тъй като контролерът го компенсира чрез увеличаване на работния цикъл.

Термичното изображение често прави това заболяване доста ясно. Ако задната повърхност или монтажната конструкция е по-гореща от нормалното, това означава, че топлината излиза там, където не трябва.

Настройки за контролера и как се движи
Начинът, по който контролирате нещата, също влияе върху това колко енергия използвате. Ако настройката на пропорционално-интегралната производна (PID) е грешна, зададените точки са твърде високи или превишаването е твърде голямо, контролерът ще работи неефективно.

Ако контролерът продължава да надвишава целевата температура и след това внезапно изключи захранването, енергията се губи по време на фазата на превишаване. След това системата се охлажда твърде много, преди да започне да се нагрява отново, което води до покачване и понижаване на температурата отново и отново. Тази тенденция увеличава средната консумация на енергия и отнема повече време за загряване.

Често срещана улика, че нещо не е наред, е, че контролерът продължава да цикли. Кратките, бързи цикли на включване-изключване често са знак, че е трудно да се поддържа зададената точка поради лошо предаване на топлина или проблеми с настройката на управлението.

Проверката на настройките на контролера и оптимизирането на настройката за стабилна модулация вместо силна корекция може да подобри стабилността и топлинната ефективност.

Проверка на производителността и измерване на мощността
За да разберете защо потреблението на енергия е твърде високо, трябва да наблюдавате мощността по безпристрастен начин. Можете да сравните действителното и прогнозираното използване, като инсталирате анализатор на мощността или прегледате данните от електромера при настройки за стабилно-състояние.

Измерената мощност трябва да бъде в рамките на разумен диапазон от това, което нагревателят е предназначен да използва. Големите разлики могат да означават, че напрежението е небалансирано, връзката е твърде слаба или елементът започва да се поврежда.

Общото потребление на енергия за цикъл на отопление дава по-добра индикация за ефективност, отколкото просто моментна мощност. Ако времето за нагряване се увеличи много, но натоварването на процеса не се увеличи със същата сума, вероятно е загубите в системата да се повишат.

Когато сравнявате минали данни за ефективността с текущи показания, често може да видите бавен спад в ефективността, който не винаги е ясен при ежедневна-за-ежедневна употреба.

Промени в средата и натоварването
Има и външни влияния, които влияят на това колко ефективно изглежда нещо. Повече въздушен поток, по-хладни стайни температури или промени в масата на товара може да означава, че е необходима повече енергия. Ако обаче условията на околната среда останат същите и потреблението на енергия се увеличи, трябва да се подозира механична или термична повреда.

Промените в натоварването изискват специално внимание. Необходима е повече енергия за нагряване на по-тежки или по-плътни материали. Част от доброто управление на енергията е познаването на разликата между реалното търсене на процеса и загубите, които биха могли да бъдат избегнати.

Възстановяване на топлинната ефективност
За да коригирате загубата на ефективност, трябва систематично да проверявате термичния контакт, състоянието на изолацията, контролните параметри и електрическата цялост. Някои коригиращи действия са затягане на монтажния хардуер, подмяна на интерфейсните материали, надграждане на изолацията, повторно калибриране на сензори или пренастройване на контролери.

След като пътищата за пренос на топлина са фиксирани и загубите са сведени до минимум, потреблението на енергия трябва да намалее. Времето за отопление обикновено става по-добро в същото време, тъй като повече енергия отива директно към товара.

Не е обичайно потреблението на енергия да нараства, а отоплението да се забавя едновременно. Това означава, че част от електрическия вход вече не върши ценна работа. Ранното откриване на проблеми спестява пари от оперативни разходи и предотвратява прегряването на частите на системата.

Дългосрочната-топлинна ефективност може да се поддържа чрез редовна поддръжка, инспекции и проследяване на ефективността. След като ефективността се върне към нормалното, следващото важно нещо, за което трябва да помислите, е правилният размер на мощността. Това означава да се уверите, че нагревателната плоча не е твърде малка или твърде голяма за работата си, така че да се нагрява бързо, като същевременно използва енергия по начин, който е добър за околната среда.