При планировании инвестиций в новую линию закалки одним из самых важных вопросов всегда является потребление энергии. Причина проста: процесс закалки требует огромного количества энергии. Более того, затраты на энергию составляют значительную часть эксплуатационных расходов линии закалки. Вот почему производители оборудования для закалки продолжают повышать энергоэффективность своих линий — а вы иногда видите нереалистичные заявления о потреблении энергии.

Хорошей аналогией является автомобильная отрасль. Автомобили потребляют все меньше топлива и производят все меньше выбросов. Одним из основных движущих факторов этой тенденции стало ужесточение нормативов. А благодаря тому, что цены на топливо играют большую роль в расходах на автомобиль, сами покупатели также становятся все более требовательными в этом отношении. В результате на наших улицах появились более экологичные автомобили. Но еще одним следствием стало мошенничество, вызванное желанием добиться более высоких показателей при меньших инвестициях.
Два года назад мы опубликовали в блоге сообщение под названием «Фольксвагены в закалке стекла», посвященное аналогичным проблемам в сфере производства линий закалки. В статье рассматривался пример из реальной жизни. Ознакомьтесь с этой статьей, если вы ее еще не читали.

Прошло два года, но проблема никуда не делась. Мы постоянно сталкиваемся с людьми, которые утверждают, что стекло можно закалять, используя меньше энергии, чем требуется для его нагрева согласно законам физики.

Вот почему мне кажется необходимым продолжить это обсуждение более детально. Чтобы получить общее представление о теме, посмотрите нашу анимацию «Потребление энергии при закалке стекла».

Основы закалки

Закалка стекла состоит из двух этапов: нагрева и собственно закалки. Сначала стекло необходимо нагреть до температуры, значительно превышающей температуру перехода (+567 °C), но ниже температуры размягчения (+710 °C).

Обычно для достижения хорошего результата закалки стекло необходимо нагреть до температуры не менее +630 °C. После нагрева стекло необходимо быстро и равномерно охладить с контролируемой скоростью до температуры, которая значительно ниже температуры деформации (+510 °C). Только после этого этапа стекло можно продолжить охлаждать до достижения температуры, при которой с ним можно работать.

Если вас интересуют физические основы процесса закалки стекла, ознакомьтесь со Справочником по закалке стекла.

Терминология

Важно понимать, что означают термины, используемые при обсуждении потребления энергии. В разных компаниях эти термины могут немного различаться, поэтому самое главное следить за тем, чтобы полученные вами цифры включали в себя все этапы: от нагрева до охлаждения. Сюда входят все показатели и переменные в нагревателях, конвекция, а также потери энергии в печи и воздуходувках. Также убедитесь, что цифры отражают реальный, непрерывный производственный процесс.

Ниже представлены наиболее распространенные термины, необходимые для лучшего понимания этой темы.

• Подключенная мощность. Общая мощность всех электрических компонентов, подключенных к линии закалки. Вопреки распространенному мнению, подключенная мощность не связана напрямую с потреблением энергии. Высокая подключенная мощность необходима для того, чтобы печь могла обрабатывать большие партии стекла без задержек, связанных с загрузкой. Это означает, что печь может быстро восстанавливаться после предыдущих партий.
• Поскольку для достижения температуры закалки стеклу требуется определенное количество тепла, потребление энергии при нагреве стекла будет абсолютно одинаковым — независимо от подключенной мощности. В сущности, высокая подключенная мощность может даже сэкономить вам некоторое количество энергии, поскольку сократится время ожидания, которое тратится на восстановление печи между партиями. Потребление энергии может меняться в зависимости от печи, потому что в разных печах применяются разные технологии изоляции и конвекции.
• Мощность нагрева. Общая мощность печи, включая мощность нагревателя и конвекцию.
• Мощность закалки. Общая мощность воздуходувок, используемых для закалки и охлаждения стекла.
• Потери энергии. Потери энергии в печи. Через стенки печи постоянно излучается некоторое количество тепла. Однако в современных печах с хорошей изоляцией количество таких потерь минимально по сравнению с общим потреблением энергии.
• Потребление энергии при производстве. Количество энергии, используемой при производстве. Обычно измеряется в кВт•ч/м². Этот показатель объединяет энергию, расходуемую на нагрев и закалку, а также потери энергии в печи.

Будьте осторожны при оценке показателей потребления энергии, которые вам предоставили.

1. Всегда сравнивайте предоставленную информацию с минимальными цифрами, которые, как вы знаете, необходимы для производства.
2. Следите за тем, чтобы учитывались все компоненты.
3. Помните о показателе 0.475 kWh/m² на каждый миллиметр. Это абсолютный минимум, необходимый для нагрева стекла.

Например, для стекла толщиной 10 мм это означает, что только на нагрев потребуется минимум 4,75 кВт•ч/м². К этому числу нужно добавить энергию на закалку. Поэтому, увидев значения, которые ниже минимально необходимых для нагрева, вы можете сразу понять: что-то здесь не так.

В статье «Фольксвагены в закалке стекла» приведен пример ситуации, когда производитель утверждает, что его оборудование может выполнить весь цикл закалки, потратив всего 0,20 кВт•ч/м² на 1 мм.

Это радикальный пример, однако, к сожалению, подобные ситуации не так уж редки. Если поставщик намеренно предоставляет вам ложную информацию, чтобы его оборудование выглядело лучше, кто знает, какие еще данные были подкорректированы для заключения сделки!

На этом этапе справедливо поинтересоваться, почему вы должны верить в приведенные выше цифры.

В следующем сообщении блога я объясню некоторые теоретические моменты, стоящие за этими цифрами, чтобы вы могли понять их физические основы. Я также более подробно расскажу о нагреве и охлаждении. После этого ни один непорядочный поставщик больше не сможет пустить вам пыль в глаза.

Хотите узнать больше?

Поделиться историей

Об авторе