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‧ 技術資料 ‧ 熱風爐 VS 紅外線爐
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紅外線爐(碳中波或標準中波)相較於熱風爐之優點:
  • 由於能量直接傳遞,故能節能起碼50%。
  • 由於能量傳遞效率高,故能節省大約80%之空間。(將熱風爐燃燒室空間、爐體空間皆計算在內)
  • 正確的燈管種類與安裝設計,紅外線加熱製程容易整合於生產線。
  • 熱傳遞不需介質,所以製程潔淨無灰塵之困擾。
以高壓鋼瓶粉體塗裝製程為例:
 
  熱風爐 紅外線爐 節省
總長度 30 m 6 m 80%
膠凝與固化 30~60 分鐘 5~15分鐘 80%
註:輻射加熱之缺點為被加熱物必須被光線照射到,死角部分之加熱效率會略差
對死角較多之工件,最佳方式是爐體最前段使用紅外線,將工件溫度快速提升,
爐體後段使用熱風,讓死角之塗層有足夠時間固化。



實際案例:
工件:樂器  /  塗料種類:液體
原使用熱能傳遞模式:熱風
改善方式:威惇科技於爐口規劃並安裝適當波長之紅外線輻射器
改善前溫度曲線


改善後溫度曲線


輕易可見,改善後之好處:
1. 工件在爐內超過攝氏140度之時間大幅增加,平均增加約近50%的Curing時間
2. 讓工件在進爐後很短的時間達到可指觸狀態,更一舉將不良率由45%降低至5%以下
3. 工件更均溫(改善前之工件不同地方溫差大、改善後之工件不同地方溫差小)



輻射與對流比較圖示
          


輻射熱之優點
 
相對於傳統的加熱方式,如傳導與對流,使用電之輻射加熱有更多的優點
 
  • 非接觸式加熱
     輻射加熱器作用時不需與被加熱物有實際上的接觸,這特性是有好處的,如果被加熱物在被加熱時是在移動、或者加熱器與被加熱接觸時會污染或損傷被加熱物。
 
  • 快速反應
     紅外線熱輻射系統的低熱慣量的特性降低了加熱器的預熱時間。燈管紅外線加熱器只需要幾秒(中波需一分多鐘)即可達到運作溫度,這個特性也使得在生產中的空隙關閉輻射變的可能,也因此達到節能的效果。輻射加熱所需花的時間一般來說比傳統的熱風爐少了三分之二的時間,這是因為輻射熱能直接照射到被加熱工件,不需有空氣、流體等熱傳遞的介質,對流熱則必須透過空氣層層將熱傳導到被加熱工件表面的空氣,最後傳導到工件。
 
  • 高效率
     輻射加熱器產生之電磁波可以直接傳遞至工件表面並被吸收轉換成熱能,並不需加熱空氣或周遭環境,所以紅外線爐可以達到更高效率。輻射能量可以聚焦、或像光線一樣可以直接照射或間接反射,從而提升了紅外線爐的彈性、降低能量的無效耗損。
 
  • 控制精準
     使用電力的輻射加熱器可以很容易並精準地控制。加熱器可以適當分區以提供更均勻的加熱或可提供客製化的功率分布。紅外線測溫儀可以偵測工件的真實溫度並迴授控制加熱器的功率輸出或工件線速度。
 
  • 低建置成本
     紅外線爐之加熱器相對簡易、爐體結構輕盈、不需一般熱風爐笨重的機構,所以可以大幅降低建置成本與安裝費用。
 
  • 節省樓板面積
     高密度輻射熱爐能快速提升工件溫度,使得輸送帶的長度可以有效縮短,不管行進方向是水平或垂直,輻射加熱器都能均勻加熱工件。簡便小巧的輻射加熱系統甚至可以從天花板以垂吊方式固定,這可以大幅節省樓板面積,這個價值甚至超過初始建置成本。
 
  • 乾淨的熱
     不像瓦斯或燃煤熱風爐,使用電力的輻射加熱爐不會產生燃燒後的副產品,所以工件不會被污染。低風速也降低了產品工件被空氣中的灰塵污染的機率。