Sind Öfen mit Infrarotstrahlern die Lösung

Die gegenwärtige Wirtschaftslage wird uns auf mittlere und lange Sicht beschäftigen.  Welche Lösungen bietet uns die Technik, um auf einem äußerst angespannten und unsicheren Energiemarkt zu bestehen?  Wenn wir die verschiedenen technischen Möglichkeiten in Betracht ziehen,  wäre der Hybridofen mit Infrarotstrahlern durchaus ein Lösungsansatz.

In der Pulverbeschichtung beansprucht das Härtungsverfahren besonders viel Energie, denn die beschichteten Teile müssen auf 150 oder sogar 200 °C erhitzt werden. Die Verweilzeit bis zur vollständigen Aushärtung liegt je nach Dicke und Masse des Teils zwischen 5 und 20 Minuten.

Die zum Erhitzen eines Teils benötigte Energie ist eine physikalische Größe (unabhängig davon, welche Technik oder welches Verfahren angewandt wird),  das heißt, die Erhitzungsgeschwindigkeit und somit die Prozessdauer sind von der energetischen Übertragungseffizienz abhängig.   Prozessdauer und Geschwindigkeit der Anlage wiederum bestimmen die Länge der Ofenstrecke.  Diese Erhitzungsphase gilt es zu regeln, um den Energiebedarf zu senken.

Der Schlüssel zu einem sparsamen Verbrauch liegt in der Energieübertragung, die durch Infrarotstrahlung viel effizienter erfolgt als bei der Konvektion mit Heißluft.  Der Infrarotstrahler leitet/überträgt die Energie direkt auf das Produkt, ohne dass die Luft erwärmt werden muss.

Am Eingang herkömmlicher Konvektionsöfen vorgeschaltete Infrarotstrahler erzielen einen höheren Wirkungsgrad beim Aufheizen und sind somit sparsamer im Verbrauch.  Der Konvektionsofen erfüllt dabei lediglich die Funktion, die Temperatur während des Härtungs-/Polymerisationsverfahrens aufrechtzuerhalten.  Zu diesem Zweck haben wir den Hybridofen mit Infrarot-Booster entwickelt.

Vergleicht man beide Ofensysteme, also den herkömmlichen Konvektionsofen und den Hybridofen mit IR-Booster, hinsichtlich ihrer Heizeffizienz, erhält man folgende Ergebnisse:

Automobilteil (Stange): Stahl, 3,6 kg, Durchmesser 4 cm, 180 °C

• Konvektionsofen: 50 Minuten
• IR-Booster: 5 Minuten

Automobil-Stoßdämpfer: Stahl, 1,1 kg, 150 °C

• Konvektionsofen: 60 Minuten
• IR-Booster: 2,5 Minuten

Metallplatte: Stahl, 1,5 mm, 160 °C

• Konvektionsofen: 7,5 Minuten
• IR-Booster: 1,5 Minuten

Fahrradrahmen: Aluminium, 2,6 kg, 160 °C

• Konvektionsofen: 4 Minuten und 30 Sekunden
• IR-Booster: 90 Sekunden

50 bis 60 % der vom Infrarotstrahler erzeugten Energie wird direkt auf das Produkt übertragen und bewirkt einen Anstieg seiner Temperatur.  Die konvektive Energie hingegen erreicht das Produkt nur zu 5 %. Der Wirkungsgrad eines Hybridofens mit Infrarotstrahler ist also sowohl beim Aufheizen als auch beim anschließenden Halten der Temperatur während der Aushärtung deutlich höher.

Durch den Einsatz von Infrarotstrahlern zum Aufheizen und die Nutzung der Konvektionsstrecke zum Aushärten wird eine bessere thermische Gesamteffizienz erreicht. Die Vorschaltung eines Infrarot-Boosters am Eingang von Konvektionsöfen bringt eine Reihe von Vorteilen mit sich:

– beschleunigte Gelierung des Pulvers,

– verbesserte Oberflächenspannung des Beschichtungsfilms,

– weniger Verschmutzung der Teile oder der Umwelt,

– reduzierte Länge der Ofenstrecke,

– höhere Produktivität,

– geringerer Energiebedarf.

Eratec Infrarotstrahler

Eratec infrared emitters are efficient gas burners with an emitter head equipped with a metal fiber structure.  The size, shape and power output range of the emitter are adapted to the exact needs of your process. The emitters heat up and cool down within seconds.  The power output of the infrared emitters is continuously modulated.  They are easily adapted to the constraints of powder coating curing ovens.  The high durability and the very low level of maintenance required contribute to the performance and reliability of your equipment. The flexibility of power modulation results in user friendly operation and last but not least: significant energy saving.