Nell'industria di lavorazione delle materie plastiche, il consumo energetico rappresenta una sfida fondamentale per le aziende che intendono controllare i costi e adottare una produzione ecosostenibile. I metodi di riscaldamento resistivo convenzionali presentano problemi quali bassa efficienza di riscaldamento, elevata perdita di energia termica e lenta risposta del controllo della temperatura, rendendo sempre più difficile soddisfare le esigenze di elevata efficienza e risparmio energetico nella produzione moderna. Nel frattempo, l'avvento dei riscaldatori elettromagnetici industriali ha portato significativi risparmi energetici e miglioramenti delle prestazioni nel settore dei macchinari per la lavorazione delle materie plastiche.
Di seguito è riportata un'analisi approfondita di come il riscaldamento elettromagnetico aiuta l'industria dei macchinari per la lavorazione della plastica a realizzare prodotti altamente efficienti e a risparmio energetico in termini di principi di funzionamento, meccanismi di risparmio energetico, vantaggi in termini di prestazioni ed esempi di applicazioni pratiche.
1. Principio di funzionamento: da "external heat" a "internal heat"
Le macchine convenzionali per la lavorazione della plastica (estrusioni, stampaggio a iniezione, granulatrici, ecc.) utilizzano generalmente fili resistivi o serpentine riscaldanti in ceramica per trasferire il calore al tubo di materiale mediante riscaldamento per contatto. A causa del lungo percorso di conduzione termica e dell'intensa dissipazione del calore dalla superficie, l'effettivo utilizzo di energia termica è spesso inferiore al 70%.
D'altra parte, la tecnologia di riscaldamento elettromagnetico è completamente diversa. Una corrente alternata ad alta frequenza genera un campo magnetico nell'area di riscaldamento, riscaldando per induzione il tubo metallico stesso, realizzando l'autoriscaldamento del metallo. Questo metodo di riscaldamento a induzione senza contatto ha un'efficienza di conversione energetica superiore al 90% e riduce significativamente la perdita di calore poiché il calore viene generato direttamente all'interno del cilindro.
In parole povere:
Riscaldamento a resistenza: riscaldamento esterno per conduzione del calore, aumentando così la temperatura interna
Riscaldamento elettromagnetico: Riscaldamento interno diretto senza necessità di conduzione termica, con conseguente maggiore efficienza nell'utilizzo dell'energia
In secondo luogo, meccanismo di risparmio energetico: ridurre il consumo di energia dalla radice
I riscaldatori elettromagnetici possono migliorare significativamente l'utilizzo dell'energia nelle macchine per la lavorazione della plastica, principalmente nei seguenti aspetti.
1. Ridurre la perdita di calore
Il riscaldamento a induzione genera calore direttamente all'interno del cilindro metallico, quindi la dissipazione del calore verso l'esterno è pressoché nulla. Rivestendo la superficie con un isolante, il calore può essere efficacemente intrappolato e la perdita di calore può essere ridotta di circa il 60%.
2. Migliorare la velocità di riscaldamento
La velocità di riscaldamento del riscaldamento elettromagnetico è da due a tre volte superiore a quella del riscaldamento a resistenza e può raggiungere la temperatura impostata in breve tempo, il che riduce il tempo di avvio e di standby e migliora il tasso di utilizzo dell'apparecchiatura.
3. Funzionamento dinamico a risparmio energetico
Adottando il modulo di controllo intelligente della temperatura PID, il sistema può regolare automaticamente l'uscita in base al carico di produzione e fornire energia secondo necessità, evitando il consumo di energia dovuto a lunghi periodi di funzionamento a pieno carico.
4. Ridurre il carico di raffreddamento
L'aumento della temperatura esterna dovuto al riscaldamento elettromagnetico è basso, il che riduce la temperatura ambiente dell'impianto di produzione e riduce il consumo energetico del sistema di raffreddamento, il che porta indirettamente al risparmio energetico.
Dati statistici completi dimostrano che quando si adotta un sistema di riscaldamento elettromagnetico in un estrusore di plastica o in una macchina per stampaggio a iniezione, il risparmio energetico complessivo raggiunge generalmente il 30-60% e supera persino il 70% in alcuni ambienti ad alta temperatura.
Terzo, miglioramento delle prestazioni: non solo risparmio energetico
Oltre al risparmio energetico, il riscaldamento elettromagnetico offre anche ottime prestazioni in termini di stabilità produttiva e qualità del prodotto.
1. Miglioramento della precisione del controllo della temperatura
Il riscaldamento elettromagnetico ha una velocità di risposta rapida, un'elevata precisione nel controllo della temperatura, variazione della temperatura entro±1 °c, fusione uniforme della plastica e miglioramento della qualità del prodotto.
2. Prolungare la durata delle apparecchiature
Il metodo di riscaldamento senza contatto elimina l'usura meccanica tra la bobina e il tubo del materiale, prolunga la durata della bobina di riscaldamento di oltre tre volte e riduce la frequenza della manutenzione.
3. Migliorare l'ambiente di lavoro
La bassa temperatura superficiale del riscaldamento elettromagnetico, l'assenza di griglie e di radiazioni migliorano la temperatura dell'ambiente di lavoro e riducono l'intensità del lavoro.
4. Migliorare la sicurezza e la stabilità del sistema
Il sistema di controllo è dotato di molteplici funzioni di protezione, come sovratemperatura, sovracorrente e fuori fase, rendendo il funzionamento più affidabile.
Quarto, esempi di applicazione pratica: notevole effetto di risparmio energetico
Ad esempio, utilizzando una linea di estrusione di plastica da 75 mm con un sistema di riscaldamento resistivo tradizionale, la potenza totale dell'intera linea era di circa 36 kW. Dopo la conversione a un sistema di riscaldamento elettromagnetico trifase da 380 V con una potenza totale di 30 kW, i risultati operativi effettivi sono i seguenti.
Tempo di salita del calore: ridotto da circa 50 minuti a 20 minuti, con un risparmio di tempo di preriscaldamento di circa il 60 percento.
Consumo energetico:si ottengono risparmi energetici pari in media a circa il 42% a parità di volume di produzione e i costi dell'elettricità vengono notevolmente ridotti nel funzionamento a lungo termine.
Temperatura superficiale: la temperatura superficiale del tubo del materiale è scesa da 120°c a meno di 50°c, migliorando l'ambiente di lavoro sul sito.
Stabilità del prodotto:la fusione è diventata più uniforme, la variabilità del flusso del materiale è diminuita e il tasso di fallimento della produzione è diminuito.
Periodo di ammortamento dell'investimento:Supponendo 12 ore al giorno e 330 giorni di funzionamento all'anno, si può risparmiare sulle bollette elettriche circa 50.000 yen (circa 50.000 dollari USA) e l'investimento per la ristrutturazione della struttura può essere ammortizzato entro sei mesi.
Questi dati dimostrano chiaramente che il riscaldamento elettromagnetico non solo aumenta significativamente l'efficienza energetica, ma offre anche vantaggi economici a lungo termine per le aziende.
Quinto, riassunto: risparmio energetico protezione ambientale nuovo motore
Con la promozione della politica di emissioni di carbonio "peak e di neutralità carbonica" e l'aumento dei costi energetici, la tecnologia di riscaldamento elettromagnetico è diventata la scelta migliore per il retrofitting ad alta efficienza energetica nel settore dei macchinari per la lavorazione della plastica.
Il riscaldamento elettromagnetico non solo può migliorare significativamente l'efficienza energetica, ma anche ottimizzare il processo produttivo, prolungare la durata delle apparecchiature, migliorare l'ambiente di lavoro e rendere l'industria delle macchine per la lavorazione della plastica intelligente e un passo importante verso la produzione ecologica. E lo sarà.
In futuro, attraverso l'integrazione del sistema di controllo e della tecnologia IoT, il sistema di riscaldamento elettromagnetico intelligente potrà realizzare il monitoraggio remoto, l'analisi del consumo energetico e la previsione dei guasti, e aiutare le aziende di macchinari per la lavorazione della plastica a realizzare una nuova produzione intelligente, ad alta efficienza e a basso consumo. Si prevede che entrerà in scena.
