در صنعت فرآوری پلاستیک، مصرف انرژی یک چالش کلیدی برای شرکت‌ها در کنترل هزینه‌ها و تولید سبز است. روش‌های گرمایش مقاومتی مرسوم مشکلاتی مانند راندمان گرمایش پایین، اتلاف انرژی حرارتی بالا و پاسخ کند کنترل دما دارند که برآورده کردن نیازهای راندمان بالا و صرفه‌جویی در مصرف انرژی در تولید مدرن را به طور فزاینده‌ای دشوار می‌کند. در همین حال، ظهور بخاری‌های الکترومغناطیسی صنعتی، صرفه‌جویی قابل توجهی در مصرف انرژی و بهبود عملکرد را در صنعت ماشین‌آلات فرآوری پلاستیک به ارمغان آورده است.
در ادامه، تحلیل عمیقی از چگونگی کمک گرمایش الکترومغناطیسی به صنعت ماشین‌آلات فرآوری پلاستیک برای تولید محصولات بسیار کارآمد و کم‌مصرف از نظر اصول عملیاتی، مکانیسم‌های صرفه‌جویی در مصرف انرژی، مزایای عملکرد و مثال‌های کاربردی ارائه شده است.
۱. اصل کار: از گرمای خارجی دددد تا گرمای داخلی دددد
ماشین‌های پردازش پلاستیک مرسوم (ماشین‌های اکستروژن، ماشین‌های قالب‌گیری تزریقی، ماشین‌های گرانول‌سازی و غیره) عموماً از سیم‌های مقاومتی یا کویل‌های گرمایشی سرامیکی برای انتقال گرما به لوله مواد از طریق گرمایش تماسی استفاده می‌کنند. به دلیل مسیر طولانی هدایت حرارتی و اتلاف شدید گرما از سطح، میزان واقعی استفاده از انرژی حرارتی اغلب کمتر از 70٪ است.
از سوی دیگر، فناوری گرمایش الکترومغناطیسی کاملاً متفاوت است. یک جریان متناوب با فرکانس بالا، یک میدان مغناطیسی در ناحیه گرمایش ایجاد می‌کند و به صورت القایی خود لوله فلزی را گرم می‌کند و خودگرمایش فلز محقق می‌شود. این روش گرمایش القایی غیرتماسی، راندمان تبدیل انرژی بیش از ۹۰٪ دارد و به دلیل تولید مستقیم گرما در داخل سیلندر، اتلاف گرما را به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهد.
به عبارت ساده:
گرمایش مقاومتی: گرمایش خارجی به هدایت گرما، در نتیجه افزایش دمای داخلی
گرمایش الکترومغناطیسی: گرمایش داخلی مستقیم بدون نیاز به هدایت حرارتی، که منجر به راندمان بالاتر مصرف انرژی می‌شود
دوم، مکانیسم صرفه‌جویی در انرژی: کاهش مصرف انرژی از ریشه
بخاری‌های الکترومغناطیسی می‌توانند به طور قابل توجهی مصرف انرژی ماشین‌آلات پردازش پلاستیک را، عمدتاً در جنبه‌های زیر، بهبود بخشند.
۱. کاهش اتلاف گرما
گرمایش القایی مستقیماً در داخل سیلندر فلزی گرما تولید می‌کند، بنابراین تقریباً هیچ اتلاف حرارتی به بیرون وجود ندارد. با پوشاندن سطح با عایق، گرما می‌تواند به طور مؤثر به دام بیفتد و اتلاف گرما تقریباً 60٪ کاهش یابد.
۲. بهبود سرعت گرمایش
سرعت گرمایش الکترومغناطیسی دو تا سه برابر گرمایش مقاومتی است و می‌تواند در مدت زمان کوتاهی به دمای تنظیم شده برسد که این امر باعث کاهش زمان آماده به کار راه‌اندازی و بهبود میزان استفاده از تجهیزات می‌شود.
۳. عملیات صرفه‌جویی در انرژی پویا
با اتخاذ ماژول کنترل دمای هوشمند پی آی دی، سیستم می‌تواند به طور خودکار خروجی را مطابق با بار تولید تنظیم کند و انرژی مورد نیاز را تأمین کند و از مصرف برق ناشی از دوره‌های طولانی کارکرد با بار کامل جلوگیری کند.
۴. کاهش بار سرمایشی
افزایش دمای خارجی گرمایش الکترومغناطیسی کم است، که باعث کاهش دمای محیط کارخانه تولید و کاهش مصرف انرژی سیستم خنک کننده می‌شود که به طور غیرمستقیم منجر به صرفه‌جویی در مصرف انرژی می‌شود.
داده‌های آماری جامع نشان می‌دهد که وقتی یک سیستم گرمایش الکترومغناطیسی در یک اکسترودر پلاستیک یا دستگاه قالب‌گیری تزریقی به کار گرفته می‌شود، میزان کلی صرفه‌جویی در انرژی عموماً به 30 تا 60 درصد می‌رسد و حتی در برخی از محیط‌های با دمای بالا از 70 درصد نیز فراتر می‌رود.
سوم، بهبود عملکرد: نه تنها در مصرف برق صرفه‌جویی می‌شود
علاوه بر صرفه‌جویی در مصرف انرژی، گرمایش الکترومغناطیسی از نظر پایداری تولید و کیفیت محصول نیز عملکرد بسیار خوبی ارائه می‌دهد.
۱. بهبود دقت کنترل دما
گرمایش الکترومغناطیسی دارای سرعت پاسخ سریع، دقت کنترل دمای بالا، تغییر دما در ...±1 درجهج، ذوب یکنواخت پلاستیک و بهبود کیفیت محصول.
۲. افزایش عمر تجهیزات
روش گرمایش غیر تماسی، سایش مکانیکی بین کویل و لوله مواد را از بین می‌برد، عمر کویل گرمایشی را بیش از سه برابر افزایش می‌دهد و دفعات تعمیر و نگهداری را کاهش می‌دهد.
۳. بهبود محیط کار
دمای سطح پایین گرمایش الکترومغناطیسی، بدون کوره و بدون تابش، دمای محیط کار را بهبود می‌بخشد و شدت کار را کاهش می‌دهد.
۴. بهبود ایمنی و پایداری سیستم
سیستم کنترل دارای ویژگی‌های حفاظتی متعددی مانند اضافه دما، اضافه جریان و ناهم‌فاز بودن است که عملکرد را قابل اطمینان‌تر می‌کند.
چهارم، مثال‌های کاربردی عملی: اثر صرفه‌جویی قابل توجه در مصرف انرژی
برای مثال، وقتی یک خط اکستروژن پلاستیک ۷۵ میلی‌متری با سیستم گرمایش مقاومتی سنتی مورد استفاده قرار گرفت، کل خروجی کل خط حدود ۳۶ کیلووات بود. پس از تبدیل به یک سیستم گرمایش الکترومغناطیسی سه فاز ۳۸۰ ولت با کل خروجی ۳۰ کیلووات، نتایج عملکرد واقعی به شرح زیر است.
زمان افزایش گرما: از حدود ۵۰ دقیقه به ۲۰ دقیقه کاهش یافته و حدود ۶۰ درصد در زمان پیش گرمایش صرفه‌جویی می‌کند.
مصرف انرژی:به طور متوسط برای همان حجم تولید، حدود 42 درصد در مصرف برق صرفه‌جویی می‌شود و هزینه‌های برق در عملیات بلندمدت به طور قابل توجهی کاهش می‌یابد.
دمای سطح: دمای سطح لوله ماده از 120 درجه سانتیگراد کاهش یافتدرجهج تا زیر ۵۰درجهج، بهبود محیط کار در محل.
پایداری محصول:مذاب یکنواخت‌تر شد، تغییرپذیری جریان مواد کاهش یافت و نرخ شکست تولید نیز کاهش یافت.
دوره بازگشت سرمایه:با فرض ۱۲ ساعت کار در روز و ۳۳۰ روز کار در سال، می‌توان تقریباً ۵۰،۰۰۰ ین (حدود ۵۰،۰۰۰ دلار آمریکا) در هزینه‌های برق صرفه‌جویی کرد و سرمایه‌گذاری برای بازسازی تأسیسات می‌تواند ظرف شش ماه بازگشت سرمایه داشته باشد.
این داده‌ها به وضوح نشان می‌دهند که گرمایش الکترومغناطیسی نه تنها به طور قابل توجهی بهره‌وری انرژی را افزایش می‌دهد، بلکه مزایای اقتصادی بلندمدتی را نیز برای شرکت‌ها فراهم می‌کند.
پنجم، خلاصه: موتور جدید با صرفه جویی در مصرف انرژی و حفاظت از محیط زیست
با ترویج سیاست‌های «اوج انتشار کربن» و «خنثی‌سازی کربن» و افزایش هزینه‌های انرژی، فناوری گرمایش الکترومغناطیسی به بهترین انتخاب برای مقاوم‌سازی با بهره‌وری انرژی بالا در صنعت ماشین‌آلات فرآوری پلاستیک تبدیل شده است.
گرمایش الکترومغناطیسی نه تنها می‌تواند به طور قابل توجهی بهره‌وری انرژی را بهبود بخشد، بلکه فرآیند تولید را بهینه می‌کند، عمر تجهیزات را افزایش می‌دهد، محیط کار را بهبود می‌بخشد و صنعت ماشین‌آلات پردازش پلاستیک را هوشمند می‌کند و گامی مهم در تولید سبز خواهد بود.
در آینده، از طریق ادغام سیستم کنترل و فناوری اینترنت اشیا، سیستم گرمایش الکترومغناطیسی هوشمند می‌تواند نظارت از راه دور، تجزیه و تحلیل مصرف انرژی و پیش‌بینی خرابی را محقق کند و به شرکت‌های ماشین‌آلات پردازش پلاستیک کمک کند تا به تولید هوشمند، کم‌مصرف و با راندمان بالا دست یابند. انتظار می‌رود این مرحله وارد مرحله تولید شود.
