Ostatnich kilka lat przyniosło znaczące zmiany na rynku pieców do hartowania szkła. Nastąpił wyraźny schyłek zapotrzebowania na linie hartownicze oparte o czystą technologię radiacyjną. Większość klientów planujących zakup pieca już wie, że powinno kupić piec konwekcyjny jednocześnie nie do końca rozumiejąc jakie korzyści daje to rozwiązanie. O co więc chodzi z tą konwekcją?

 

 

Lata 2000–2005 to okres szerokiego wprowadzenia na rynek szkła z powłokami Low-E, które, niestety, spowodowały duże kłopoty z zachowaniem wymaganej jakości geometrycznej tafli po hartowaniu. Okazało się, że dominujące na rynku piece radiacyjne nie radzą sobie z hartowaniem takiego szkła.

 

Przyczyną wygięcia szkła wewnątrz pieca było nierównomierne jego rozgrzanie. Dlaczego?

 

Dwie strony tafli czystego szkła bez powłoki mają jednakową zdolność absorbcji promieniowania radiacyjnego, dzięki któremu odbywa się transfer ciepła do tafli (rys. 1). Niestety, w przypadku gdy jedna z powierzchni tafli pokryta jest powłoką Low-E, 85% promieniowania radiacyjnego jest odbijana, a co za tym idzie – absorbacja ciepła obu powierzchni jest znacząco różna (rys. 2).

 

 

2016 07 55 1

Rys. 1

 

2016 07 55 2

Rys. 2

 

 

Na skutek różnicy temperatur pomiędzy powierzchnią dolną i górną tafla wygina się do góry (rys. 3). Próby przeciwdziałania temu zjawisku poprzez efektywniejszą pracę grzałek górnych okazały się nieskuteczne i niosły ryzyko „przypalenia” delikatnej powłoki Low-E.

 

 

2016 07 55 3

Rys. 3

 

 

Rozwiązaniem tego problemu okazało się zastosowanie konwekcji, czyli nadmuchu gorącego powietrza. Początkowo był to nadmuch tylko od góry (rys. 4), a powietrze dostarczały zewnętrzne kompresory. Kłopot ze zróżnicowaniem absorbcji został rozwiązany ponieważ transfer ciepła przez nadmuch jest niewrażliwy na fakt czy tafla jest pokryta powłoką czy też nie.

 

 

2016 07 55 4

Rys. 4

 

 

W następnej fazie rozwoju technologii konwekcyjnych producenci zaczęli stosować nadmuchy również od dołu tafli i rozwinęli inne, nie oparte na kompresorach, metody generowania konwekcji. Na rys. 5 widzimy piec z górną i dolną konwekcją firmy LandGlass czołowego producenta pieców konwekcyjnych.

 

 

2016 07 55 5

Rys. 5

 

 

Zatem: „po co nam ta konwekcja?” Pierwszą zaletę omówiliśmy powyżej, czyli: 

 

Skuteczne hartowanie szkła z powłokami Low-E

 

Możemy powiedzieć, że w latach 2000–2005 podstawowym kryterium wyboru „konwekcja czy radiacja” było kryterium potrzeby hartowania szkła z powłokami. 

 

Sytuacja zaczęła zmieniać się wraz ze wzrostem popytu na szkło bezpieczne laminowane. Dostrzeżono wtedy kolejną zaletę pieców konwekcyjnych, a mianowicie znacznie lepsze parametery geometryczne wszystkich tafli, również tych wykonanych z czystego floatu. Rys. 6 przedstawia różnice zafalowania w części brzegowej dla szkła zahartowanego w piecu radiacyjnym i konwekcyjnym.

 

 

2016 07 56 1

Rys. 6

 

 

Okazało się, że po zahartowaniu szkła w piecu konwekcyjnym możemy zastosować do laminowania jedną warstwę folii 0,38 mm zamiast trzech lub czterech warstw (rys. 7), co przekładało się na istotne oszczędności.

 

 

2016 07 56 2

Rys. 7

 

(...)

 

Mamy więc kolejną zaletę:

 

Lepsze parametry geometryczne i to każdego rodzaju szkła 

 

ponieważ intensywność przepływu ciepła na taflę w przypadku konwekcji jest znacznie większa w porównaniu z radiacją, uzyskujemy krótsze czasy grzania, rzędu 28-32 s/mm dla szkla float i 38-41 s/mm w przypadku tafli pokrytej powłoką Low-E. Oznacza to:

1. Wyższą wydajność. Lepszy współczynnik transferu ciepła pozwala na obniżenie temperatury wewnątrz komory grzania, co poprawia ochronę delikatnych powłok Low-E przed przegrzaniem Jak już wspomniałem wyżej, w kolejnych latach nastąpił dynamiczny rozwój innych niż kompresorowe technologii generowania konwekcji co przełożyło się na kolejną bardzo istotną zaletę:

2. Oszczędność energii. Producenci nowoczesnych pieców konwekcyjnych chwalą się, że oszczędności w zużyciu energii sięgają 30% w porównaniu z piecami radiacyjnymi.

 

Mam nadzieję, że maksymalnie syntetyczny sposób przedstawienia praktycznych zalet technologii konwekcyjnej pozwoli Państwu odpowiedzieć sobie na pytanie czy warto zainwestować w ciągle znacznie droższy piec konwekcyjny. 

 

 

LANDGLASS

 

 

Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym 
Inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne 
Więcej informacji: Świat Szkła 07-08/2016

 

  • Logo - alu
  • Logo aw
  • Logo - fenzi
  • Logo - glass serwis
  • Logo - lisec
  • Logo - mc diam
  • Logo - polflam
  • Logo - saint gobain
  • Logo termo
  • Logo - swiss
  • Logo - guardian
  • Logo - forel
  • vitrintec wall solutions logo

Copyright © Świat Szkła - Wszelkie prawa zastrzeżone.