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电伴热节能最佳解决方案——高效节能换热系统

3  红外加热节能技术方案



        该技术方案由红外发热元件、镜面反射层和隔热保温层等结构组成,如图3所示。其中,采用红外发热元件代替电阻丝加热圈,热能传递方式由传导变成了辐射;镜面反射层的作用在于向料筒表面汇聚反射红外光,以加强辐射效果;隔热保温层的作用同样在于隔绝空气,避免高温料筒直接暴露在空气中,从而减少对空气加热导致的能量损失。红外发热元件经历了普通石英红外灯管到陶瓷或碳纤维远红外灯管的发展,发热效率、传热效率及其它特性都得到了一定的提高。

        该技术方案的节能主要通过二方面实现,一是利用红外发热元件,特别是远红外灯管,热转换效率可以达到99%,再辅以镜面反射层等结构设计,保证良好的辐射形式热能传递;二是隔热保温层起到的减少对空气加热引起的能量损失。同电磁加热节能方案类似,隔热保温层是节能的关键。

选择某企业的远红外加热产品进行安装及实测,测得数据详见表1.从测试数据、测试过程、结合节能原理及用户使用情况调查,有以下分析及相关结论。

1)具有较好的节能效果。如前文所述,得益于红外发热元件较高的热转换和传输效率,特别是厚达4cm左右的隔热保温层,        有效减少了热能散失空气中。

2)产品通常采用金属外壳、二个半圆开合的安装结构,加上16~24支红外发热管支架及对应镜面反射层等,总体而言结构比        较复杂,并且需要与料筒尺寸比较精确的配合。结构复杂、红外发热管多,导致该方案成本偏高;而与料筒尺寸需要精确        配合则影响了该方案产品的标准化、批量生产,进一步推高成本。该方案产品的厚度尺寸通常在5~7cm,其中灯管约             1cm、距离料筒表面约1cm、隔热保温层厚2~4cm。这一厚度在局部或者一些结构紧凑的机型上安装受限,曾有厂家通过       压缩隔热保温层厚度来减小尺寸,但节能效果显著下降。

3)红外发热元件有功率衰减和易碎的问题。即便使用陶瓷或纤维远红外灯管,其寿命也基本在10000h以内,按50%占空比加       热输出,工作寿命约200d,对用户而言存在使用成本偏高的问题。事实上,随着使用时间增加,功率逐步衰减,对于部分       需要较大加热功率的产品,可能更早出现功率不足而更换的情况。红外灯管由石英、陶瓷或碳纤维等材料制成,都比较           脆,尤其是高温发热时更加易碎。注塑机工作过程存在较大的振动,某些需要座台进和退的工况,更是存在比较大的机械       冲击,再加上安装使用过程中的一些机械外力,灯管破碎情况比较多,增加了售后维护和使用成本。

4)产品销售价格高于电磁加热和节能环方案。

       综上评估,红外加热节能技术方案应用于注塑机料筒加热可以获得较好的节能效果,但存在结构复杂、灯管功率衰减和易碎等问题,且产品价格及使用成本偏高,因此,认为该方案适用作小批量、特殊订制等场合的料筒加热节能方案。



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