Waarom verbruikt een PTFE-verwarmingsplaat meer energie terwijl de verwarming langzamer verloopt?

Soms vertonen industriële verwarmingssystemen een verontrustend patroon: de energiekosten stijgen, maar het duurt langer om de gewenste temperatuur te bereiken. Uit de meterstanden blijkt dat er meer energie wordt verbruikt, terwijl de hoeveelheid productie toch afneemt. Het lijkt erop dat de PTFE-verwarmingsplaat geen bruikbare warmte naar de lading stuurt; in plaats daarvan lijkt het energie ergens anders heen te sturen.

Deze combinatie van een hoger energieverbruik en een langzamere opwarming is een belangrijk waarschuwingssignaal voor bedrijven die de kosten willen beperken en het energieverbruik willen reguleren. Om alles weer normaal te krijgen, moet je weten waar de energie stroomt en waarom de thermische efficiëntie is gedaald.

Hoe u verwarmingssystemen energie-efficiënter kunt maken
Een goed werkend verwarmingssysteem zet elektrische energie om in thermische energie en stuurt deze op een efficiënte manier naar de juiste verbruiker. Thermische efficiëntie vertelt u hoeveel van de energie die u erin stopt daadwerkelijk nuttig werk doet in plaats van verspild te worden.

Het grootste deel van de warmte die een verwarmingsplaat afgeeft, gaat naar het procesmateriaal of het oppervlak als deze goed werkt. Als dingen niet goed werken, ontsnapt er meer energie door geleiding, convectie of straling voordat deze kan worden gebruikt om het proces te verwarmen. Hierdoor stijgt het energieverbruik en daalt de nuttige warmtelevering.

Het grootste probleem is niet dat het verwarmingselement meteen meer elektriciteit verbruikt. In plaats daarvan kan het langer duren of gemiddeld meer stroom leveren om te compenseren voor het feit dat het ook geen warmte overdraagt.

Slecht thermisch contact en hoe dit alles beïnvloedt
Een van de meest voorkomende redenen voor een daling van het thermisch rendement is wanneer de PTFE-verwarmingsplaat en het te verwarmen oppervlak geen goed thermisch contact maken. Er kunnen kleine luchtspleten ontstaan ​​als de vlakheid van het oppervlak verandert, de montagedruk afneemt of de interfacematerialen kapot gaan.

Lucht transporteert warmte niet goed. Zelfs kleine openingen in het materiaal maken het veel moeilijker om warmte door te laten stromen. De plaattemperatuur stijgt sneller dan de belastingstemperatuur wanneer de warmtestroom naar de belasting beperkt is. De controller detecteert dat er niet genoeg warmte wordt geleverd en blijft langere tijd elektriciteit leveren.

De verwarmingsplaat wordt feitelijk heter en langer, wat betekent dat hij meer energie verbruikt om dezelfde hoeveelheid warmte aan de werking te leveren. De energie wordt niet volledig verspild; steeds meer ervan gaat de lucht eromheen in, in plaats van het materiaal waar het in zou moeten gaan.

Het herstellen van de juiste montagedruk of het toevoegen van nieuw thermisch interfacemateriaal maakt vaak een groot verschil in hoe snel en hoeveel energie er wordt gebruikt om iets te verwarmen.

Warmteverlies en schade aan de isolatie
Rugisolatie is van groot belang om ervoor te zorgen dat de warmte naar de proceszijde gaat en niet naar de omgeving ontsnapt. Na verloop van tijd kunnen isolatiematerialen kapot gaan als gevolg van schade door bewegende delen, wateropname, compressievervorming of blootstelling aan chemicaliën.

Wanneer isolatie zijn effectiviteit verliest, neemt het warmteverlies door geleiding en convectie toe. Vervolgens moet de verwarmingsplaat meer energie produceren om dezelfde oppervlaktetemperatuur te behouden.

Een plaat met slechte rugisolatie heeft mogelijk 20% meer energie nodig om hetzelfde instelpunt te behouden. In bepaalde situaties is het mogelijk dat gegevens over de oppervlaktetemperatuur alleen het probleem niet meteen aantonen, omdat de controller dit compenseert door de werkcyclus te verhogen.

Thermische beeldvorming maakt deze ziekte vaak heel duidelijk. Als het achteroppervlak of de montagestructuur heter is dan normaal, betekent dit dat de warmte ontsnapt waar deze niet zou moeten zijn.

Instellingen voor de controller en hoe deze fietst
De manier waarop u dingen onder controle houdt, heeft ook invloed op de hoeveelheid energie die u verbruikt. Als de proportionele-integrale-afgeleide (PID)-afstemming verkeerd is, de instelpunten te hoog zijn of de overschrijding te hoog is, zal de controller inefficiënt schakelen.

Als de controller de doeltemperatuur blijft overschrijden en vervolgens de stroom plotseling uitschakelt, wordt er energie verspild tijdens de overshoot-fase. Het systeem koelt dan te veel af voordat het weer gaat opwarmen, waardoor de temperatuur steeds weer op en neer gaat. Deze trend zorgt ervoor dat het gemiddelde energieverbruik stijgt en dat het langer duurt om op te warmen.

Een veel voorkomende aanwijzing dat er iets mis is, is dat de controller blijft fietsen. Korte, snelle aan-uit-cycli zijn vaak een teken dat het moeilijk is om het instelpunt te behouden vanwege een slechte warmteoverdracht of problemen met het afstemmen van de regeling.

Het controleren van de controllerinstellingen en het optimaliseren van de afstemming voor stabiele modulatie in plaats van krachtige correctie kan zowel de stabiliteit als de thermische efficiëntie verbeteren.

Prestaties controleren en vermogen meten
Om erachter te komen waarom het energieverbruik te hoog is, moet u het vermogen op een onpartijdige manier monitoren. U kunt het werkelijke en verwachte verbruik vergelijken door een stroomanalysator te installeren of de gegevens van de elektriciteitsmeter te bekijken bij stabiele- instellingen.

Het gemeten wattage moet binnen een redelijk bereik liggen van het nominale vermogen van de verwarmer. Grote verschillen kunnen betekenen dat de spanning uit balans is, de verbinding te zwak is of dat het element kapot begint te gaan.

Het totale energieverbruik gedurende een verwarmingscyclus geeft een betere indicatie van de efficiëntie dan alleen het tijdelijke vermogen. Als de verwarmingstijd veel toeneemt, maar de procesbelasting niet met dezelfde hoeveelheid toeneemt, is het waarschijnlijk dat de systeemverliezen toenemen.

Wanneer u prestatiegegevens uit het verleden vergelijkt met huidige metingen, ziet u mogelijk vaak een langzame daling van de efficiëntie, die niet altijd duidelijk is bij gebruik van -tot- dagen.

Veranderingen in de omgeving en de belasting
Er zijn ook invloeden van buitenaf die van invloed zijn op hoe efficiënt iets lijkt te zijn. Meer luchtstroom, lagere kamertemperaturen of veranderingen in de belastingsmassa kunnen allemaal betekenen dat er meer energie nodig is. Als de omgevingsomstandigheden hetzelfde blijven en het energieverbruik stijgt, moet er echter rekening worden gehouden met mechanische of thermische schade.

Veranderingen in de belasting vereisen speciale zorg. Het kost meer energie om zwaardere of dichtere materialen op te warmen. Onderdeel van goed energiebeheer is het kennen van het verschil tussen de werkelijke procesvraag en verliezen die vermeden hadden kunnen worden.

Thermische efficiëntie terugbrengen
Om het efficiëntieverlies op te lossen, moet u systematisch het thermische contact, de isolatiestatus, de controleparameters en de elektrische integriteit controleren. Enkele corrigerende maatregelen zijn het aanscherpen van de montagehardware, het vervangen van interfacematerialen, het verbeteren van de isolatie, het opnieuw kalibreren van sensoren of het opnieuw afstemmen van controllers.

Zodra de routes voor warmteoverdracht zijn vastgelegd en de verliezen tot een minimum zijn beperkt, zou het energieverbruik moeten dalen. De verwarmingstijd wordt meestal tegelijkertijd beter, omdat er meer energie rechtstreeks naar de belasting gaat.

Het is niet gebruikelijk dat het energieverbruik stijgt en de verwarming tegelijkertijd afneemt. Het betekent dat een deel van de elektrische input niet langer waardevol werk doet. Door problemen in een vroeg stadium op te sporen, bespaart u geld op de bedrijfskosten en worden systeemonderdelen niet te heet.

De thermische efficiëntie op de lange- termijn kan op peil worden gehouden door regelmatig onderhoud, inspecties en het bijhouden van prestaties. Zodra de efficiëntie weer normaal is, is het volgende belangrijke punt om over na te denken de juiste vermogensgrootte. Dit betekent dat je ervoor moet zorgen dat de verwarmingsplaat niet te klein of te groot is voor zijn taak, zodat hij snel opwarmt en toch energie gebruikt op een manier die goed is voor het milieu.