Конвекция в духовке: 3 основных разновидности
Средняя духовка сегодня часто оборудована важной опцией, которая именуется режимом конвекции. Зачем она нужна в духовке, что это вообще и в чем ее польза заключается – об этом ниже по тексту.
Читайте также: Электрический или газовый духовой шкаф: 5 критериев выбора
Принцип работы духового шкафа
Начать стоит с простого: классические модели духовок состоят из одной или нескольких нагревателей (горелок), над которыми размещаются противни на разной высоте. В таких духовках пища подогревается только снизу, а наверху действует естественная конвекция, или разогретый воздух. Так блюдо часто пропекается неравномерно.
В инновационных моделях есть верхний нагрев. Например, в модели Zanussi ZZB 510301 X возможно сразу включить оба нагревателя. Дополнительный источник ускоряет и облегчает готовку. Во многих моделях – например, Gorenje BO625E01BK – есть гриль.
Виды духовых шкафов:
В разогреве духовки принимает участие вентилятор, который комбинирует потоки воздуха, горячие и холодные. В многофункциональных духовых шкафах верхний нагрев регулируется, и может включаться самостоятельно, или вместе с нижним.
Будет интересно почитать: Зависимая и независимая духовка: отличия 2 видов техники
Что такое конвекция?
Разобраться, что такое конвектор в духовке, несложно. Внутри шкафа легкий разогревшийся воздух занимает верхнюю часть, а холодный спускается ниже, где, в свою очередь, разогревается. И так – до полной стабилизации температурного режима. Такое явление называется природной или естественной конвекцией.
Даже в старых моделях печей она присутствует, но в естественном порядке процесс происходит очень медленно и не всегда справляется с прямым предназначением. Поэтому в современных вариантах – например, HANSA BOEI 68434 – она принудительная. В таких устройствах присутствует вентилятор, равномерно распределяющий воздух по рабочей камере.
Для чего конвекция в духовке? Ее наличие даст возможность:
- запекать большие и толстые куски мяса;
- получать хрустящую корочку;
- высушивать большое количество выделяющегося сока;
- разморозить овощи или мясо быстро.
Запущенный режим конвекции предполагает эффективное задействование полного объема духового шкафа. Можно ставить несколько противней, и не беспокоиться о равномерном пропекании блюда. Не обязательно запускать функцию при каждой готовке, но в случае выпекания тушки птицы или больших пирожков она незаменима.
Какие бывают конвекторы?
Конвекция присутствует решительно во всех разновидностях духовых шкафов. Она бывает:
- Естественной. Хорошо известна любому человеку, предусмотрена в стандартных духовках. Основана на природном процессе перемещения нагретовго и холодного воздуха по духовому шкафу. Не самый удобный в использовании вариант.
- Принудительной. Обустраивается в мультифункциональных моделях, типа Electrolux EOB55351AX. Тепло в таких духовках присутствует равномерно распределяется за счет вентилятора. Иногда он комбинируется с электрическими тэнами для полноценного пропекания.
- Влажной или паровой. Предполагает насыщение паром воздуха внутри духовки. Так тесто поднимается лучше, пища не пересыхает и не поджаривается, сохраняя все полезные свойства.
Конвекция иногда комбинируется с грилем – например, как в модели PYRAMIDA F 105 S IX. В некоторых духовках конвекция объединена с усиленным грилем (это совмещение с верхним нагревом, для готовки больших порций и подрумянивания).
Это интересно: Топ-10 лучших производителей духовых шкафов
Ответ на вопрос, нужна ли конвекция в газовой или электрической духовке, довольно прост. Лишней она точно не будет, а вот полезной – еще как. Конвекция пригодится любителям здоровой еды и просто тем, кто любит, когда снаружи хрустит а внутри – сочно. Комбинируясь с разными видами нагрева, грилем, конвекция способствует более полной реализации возможностей мультифункционального духового шкафа. Благодаря этой опции выпекание любого блюда пройдет без хлопот.
Конвекция или инфракрасное излучение? Статья Элемаг
В данной статье мы рассмотрим два типа нагрева на примере подогрева частей статора электродвигателя при производстве.
Статоры двигателей обычно покрывают смолой или эпоксидными смолами, которые предварительно нагревают до нанесения покрытия. Затем вся деталь проходит заключительную стадию пост-нагрева/отверждения. Чтобы определить наиболее подходящий метод термообработки для этой детали, важно задать несколько вопросов о сфере применения.
Следуйте одному методу выбора способа нагрева для процесса или продукции. Как и многие другие изделия, которые необходимо нагревать, статор электродвигателя имеет участки большой массы и материалы конструкции, чувствительные к перегреву. Как лучше нагреть такую деталь, не создавая дефектов?
В начале каждого процесса нагрева следует задать вопрос: «Какой метод нагрева лучше всего подходит для этой детали или процесса?» Доступно множество вариантов нагрева, и в этой статье мы сравним два: газовый конвектор и кварцевый инфракрасный обогрев. Оба метода нагрева эффективны, но, конечно, ни один из них не эффективен для каждого типа деталей. В этой статье также будут рассмотрены некоторые вопросы, возникающие в начале проекта, и предложены ответы на эти вопросы. Тот же самый процесс проверки можно использовать для большинства других применений нагрева.
Чтобы сделать некоторые сравнения, статор электродвигателя переменного тока будет использоваться в качестве образца на протяжении всей статьи. В этом примере эталонная деталь будет весить приблизительно 13 килограмм и производиться со скоростью 30 деталей в час. Статор был выбран в качестве репрезентативной детали, поскольку статоры двигателей обычно покрыты диэлектрическими композитами или эпоксидными смолами. Детали предварительно нагреваются перед нанесением покрытия, а затем проходят заключительную стадию последующего нагрева/отверждения.
Итак, каков «правильный» метод термической обработки для этого типа продукта?
Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо оценить ряд факторов. Они включают:
- Сколько продукта будет переработано?
- Как часть будет передана?
- В чем основные отличия конвекционного и инфракрасного нагрева для прогрева этой детали?
- Сколько времени потребуется для эффективного нагрева этой детали?
Производительность и размер системы нагрева.
Чтобы начать анализ, вес каждой детали и общий вес, подлежащий обработке в час, используются для определения тепловой нагрузки. Рассчитанное на основе почасовой ставки и выраженное в Джоулях в час, уравнение тепловой нагрузки выглядит следующим образом:
Тепловая нагрузка = Вес/час x Удельная теплоемкость x Изменение температуры
Результаты этого расчета используются для определения параметров системы нагрева.
Метод транспортировки деталей.
Затем необходимо определить, как детали будут удерживаться, загружаться и транспортироваться к источнику тепла и мимо него. Наличие хорошего доступа к детали для воздушного потока или хорошей прямой видимости детали для инфракрасной энергии оптимизирует нагрев детали.
В случае статора двигателя переменного тока удержание и вращение части перед источником тепла является ключом к тому, чтобы оба метода нагрева работали. При вращении статора тепло воздействует на деталь со средней скоростью воздействия, а не нагревает только одну область детали. Если деталь неподвижна, то контроль инфракрасных обогревателей или конвекционного нагрева воздуха имеет решающее значение, чтобы избежать перегрева детали в любом конкретном месте.
Различия между конвекционным и инфракрасным нагревом детали.
Характеристики конвекционного (горячего воздуха) нагрева и инфракрасного (лучистого) нагрева влияют на то, как нагревается деталь. Чтобы понять разницу, рассмотрим простую аналогию: предположим, вы видите черный крашеный металлический стул теплым летним днем. Если металл находится в тени, теплый ветерок может нагреть его до температуры окружающей среды. Это похоже на конвекцию. Затем, если вы переместите кресло в солнечное место, вы вскоре заметите, что сиденье и другие части, находящиеся под прямыми солнечными лучами, стали намного горячее. Лучистый солнечный свет подобен инфракрасному нагреву. Он нагревает то, что видит, а участки в тени не нагреваются.
Возвращаясь к примеру статора двигателя переменного тока, для конвекционного нагрева форма и ориентация детали менее важны, чем при инфракрасном нагреве, поскольку тепло распространяется движущимся воздухом и может циркулировать вокруг детали под разными углами. При конвекционном нагреве в печи поддерживается постоянная температура, а воздух с высокой скоростью распределяет тепло между деталями. Чем чаще воздух в зоне обогрева переворачивается, тем равномернее будет температура во всей зоне нагрева. Аналогично, чем интенсивнее воздух циркулирует в зоне нагрева, тем быстрее деталь нагревается до желаемой температуры.
При конвекции нагрев детали происходит за счет воздуха, проходящего мимо статора, и энергии, поглощаемой деталью. Перегрев обычно не является проблемой, если есть хороший воздушный поток, потому что воздушный поток распределяет тепло и снижает вероятность появления горячих точек. На рис. 1 показано, как нагрев посредством конвекции может создавать горячую сторону во время нагрева.
РИСУНОК 1. Температурный профиль процесса нагрева показывает, как конвекционный нагрев может создавать горячую сторону во время нагрева, в зависимости от направления воздушного потока и от того, вращается ли деталь.
Часто утверждают, что одним из недостатков конвекционного нагрева является то, что скорость нагрева зависит от массы и часто медленнее по сравнению с другими методами нагрева. При газовом конвекционном отоплении важно, чтобы часть воздуха выбрасывалась за счет продуктов горения (газа), чтобы не создавать небезопасную атмосферу внутри нагревательной камеры.
Когда в качестве источника тепла выбрано инфракрасное тепло, для оптимального нагрева статора потребуется прямая видимость от излучателя до детали. Номинальная мощность кварцевого нагревателя и расстояние от электронагревателя до детали определяют скорость нагрева статора.
Уникальным фактором инфракрасного нагрева является то, что цвет детали влияет на скорость ее нагрева. Это связано с коэффициентом излучения детали, который является мерой способности объекта излучать или поглощать инфракрасную энергию по сравнению с черным телом. Статор двигателя будет нагреваться с разной скоростью из-за ламинированного стального сердечника и разного коэффициента излучения медной обмотки. Разницу в скорости нагрева двух материалов можно увидеть на рисунке 2.
РИСУНОК 2. Разницу в скорости нагрева двух материалов можно увидеть на этом температурном профиле, иллюстрирующем процесс инфракрасного нагрева.
Нагрев инфракрасной энергией может быть наиболее эффективным и действенным источником обогрева, но он также может вызвать проблемы, когда температура поверхности становится слишком высокой. Инфракрасное излучение основано на кондуктивном нагреве для передачи тепла от более горячей внешней поверхности внутрь детали. Единственный способ увеличить скорость нагрева после выбора типа излучателя — это иметь более высокую температуру внешней поверхности, которая будет проводить больше энергии в защищенные области детали. Если не контролировать, эти температуры могут подняться довольно высоко и представляют собой черную кривую, показанную на рис. 2. Контроль температуры обычно происходит путем контроля температуры самой детали, а не температуры воздуха. Это связано с тем, что теоретически воздух не нагревается (обратите внимание на красную кривую на рис. 2).
Если имеется достаточно времени для нагрева статора, оба метода нагрева будут очень эффективно работать до тех пор, пока существует контроль подводимого тепла. Когда желательно, чтобы время было минимальным, а скорость нагревания максимальной, будут проявляться различия в методах нагрева.
Время, необходимое для нагрева продукта.
Если ответ на вопрос «Сколько времени потребуется для нагрева продукта?» неизвестно, его можно узнать, определив тепловой профиль детали. Это делается с помощью регистратора данных, термопар и детали. Температура детали измеряется путем установки термопар на деталь в стратегических точках и записи данных во время нагрева детали.
Два различных тепловых профиля были сделаны с использованием эталонного статора. Как отмечалось ранее, на рис. 1 показан процесс конвекционного нагрева, а на рис. 2 — процесс инфракрасного нагрева. На графике кривых нагрева каждая кривая соответствует данным, получаемым с одной из шести термопар, которые считывают температуру в каждом из шести мест:
- Стальная поверхность статора.
- Внутри стального корпуса статора (заглубленная в сталь).
- Три отдельных расположения медной обмотки.
- Температура окружающего воздуха.
На обоих рисунках профиль нагрева показывает три периода:
- Зона предварительного нагрева.
- Моделируемое время покрытия в окружающем воздухе.
- Зона постнагрева.
Время и температура изменяются в основном во время отверждения, когда инфракрасный нагрев показывает гораздо более высокую температуру поверхности в течение всего цикла нагрева.
Также важно отметить, что максимальная температура кривой конвекционного нагрева никогда не превышает максимальную настройку печи. Фактически, в течение указанного времени он остается ниже этой настройки.
Для сравнения, профиль инфракрасного нагрева показывает значительно более высокую температуру на поверхности и в скрытых термопарах стали статора. Возможно, это покажется удивительным, но медная обмотка, имеющая меньшую массу, чем стальной корпус статора, нагревается не так сильно, как можно было бы ожидать. Это связано с разницей в коэффициентах излучения меди и стали.
Результирующая разница в скорости нагрева может быть как положительной, так и отрицательной в зависимости от желаемого результата.
Детали с конвекционным нагревом могут занять больше времени, чтобы достичь желаемой температуры в зависимости от массы детали, но никогда не превышают эту температуру. Вся деталь тщательно прогревается с помощью конвекционного нагрева за отведенное время.
Инфракрасное тепловое отверждение достигает гораздо более высоких температур в зоне последующего нагрева, что может соответствовать целям некоторых процессов. Однако в случае статора двигателя чрезмерное тепло создает неравномерно нагретую часть с температурами, которые могут повредить некоторые неметаллические материалы, используемые в сборке двигателя.
Как уже отмечалось, желаемый результат зоны нагрева определяет наилучший метод нагрева для данного продукта. В случае отверждения покрытий на статоре двигателя как неравномерный нагрев, так и перегрев могут привести к браку деталей. Если выбран конвекционный нагрев, необходимо позаботиться о том, чтобы избежать горячих точек и обеспечить достаточный нагрев детали, что может потребовать более длительного времени нагрева. Если выбран инфракрасный нагрев, необходимо соблюдать осторожность, чтобы избежать горячих точек и перегрева.
В заключение вы можете задаться вопросом: «Какой метод нагревания наиболее эффективен?» С точки зрения энергопотребления использование электрического инфракрасного нагрева вместо газовой конвекционной печи снижает некоторые требования к вытяжке, поскольку продукты сгорания от сжигания газа не нужно выводить из камеры.
Чтобы сравнить затраты, необходимо рассчитать среднюю скорость использования энергии для инфракрасного нагрева по сравнению со стоимостью газа, потребляемого в печи, на основе конкретных рабочих температур процесса, времени работы, размера, количества и веса продукта. Местный тариф на газ и стоимость электроэнергии (кВтч) используются для сравнения тепловой энергии, потребляемой при нагреве, и для определения того, какой метод наиболее эффективен для используемых деталей.
Как оказалось, сегодня статоры электродвигателей переменного тока нагревают обоими методами.Компания Элемаг производит инфракрасные кварцевые и прочие нагреватели, а также готовое инфракрасное оборудование для сушки и отверждения покрытий. Обращайтесь к нам по телефону или через форму на сайте и мы ответим на все ваши вопросы по нагреву.
Основные принципы и компоненты конвекционных обогревателей
Что такое конвекционные обогревателиСистемы конвекционного отопления часто используются для обеспечения полного обогрева помещений. Требуется время, чтобы обогреть все помещения. Однако выделяемое тепло может сохраняться. Они также идеально подходят для мест, где люди, как правило, остаются в течение длительного времени, таких как офисы или склады. Как и любой другой тип нагревателя, конвекционная печь обладает уникальными характеристиками, которые позволяют использовать ее в определенных областях. В этой статье рассматриваются конвекционное отопительное оборудование, его использование и функции безопасности. Конвективный обогреватель – эффективное и надежное отопительное устройство, обеспечивающее высокотемпературный комфорт и невысокую стоимость. Давайте копнем немного глубже, чтобы понять конвекционное тепло.
Как работает конвекционный обогреватель?В отличие от лучистых обогревателей, передающих тепло посредством электромагнитных полей, конвекционные обогреватели используют воздух напрямую. Проще говоря, процесс включает конвекционный ток, циркулирующий через источник тепла. По сути, они нагревают воздух, когда он проходит через устройство. Это тепло передается в окружающую среду, что позволяет расширяться и подниматься в нагретой атмосфере. Тепло воздуха менее плотное и более холодное. Это две ключевые концепции конвекционного производства тепла. Горячий воздух достигает конвекционного нагревателя, когда нагретый воздух поднимается вверх и вытесняет воздух комнатной температуры и нагревается.
При сравнении лучистого и конвекционного обогрева можно выделить несколько ключевых различий. Но для многих приложений, которые ищут наши клиенты, одно из самых важных различий заключается в том, являются ли они взрывозащищенными или нет.
Что касается теплопередачи, конвекционное тепло и лучистое тепло могут создавать проблемы с безопасностью, если они не соответствуют определенным стандартам. С электрическими конвекционными обогревателями, такими как наша линейка конвекционных обогревателей Norseman, они могут эффективно нагревать воздух и равномерно нагревать все помещение, а также поддерживать безопасную окружающую среду, которая предотвращает риск возникновения пожара.
Щелкните здесь
Типы конвекторов
Существует несколько различных типов, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. Некоторые распространенные типы включают:
Панельные нагреватели: Панельные нагреватели представляют собой тип нагревателя с принудительной конвекцией, в котором для выработки тепла используются либо катушки электрического сопротивления, либо заполненные маслом камеры. Панельные нагреватели часто используются в промышленности, поскольку они могут быстро и эффективно достигать высоких температур. Однако панельные обогреватели также можно использовать в бытовых условиях, например, в гаражах или мастерских.
Обогреватели шкафов: Обогреватели шкафов аналогичны панельным обогревателям, но они заключают нагревательный элемент в металлический корпус. Это помогает защитить элемент от повреждений и делает нагреватель более долговечным в целом. Кабинетные обогреватели часто используются в коммерческих и промышленных условиях.
Инфракрасные обогреватели: Инфракрасный обогреватель использует инфракрасное излучение для выработки тепла. Эти типы конвекционных обогревателей часто используются на открытом воздухе, поскольку они могут эффективно излучать тепло даже в ветреную погоду. Кроме того, инфракрасные излучатели можно использовать для быстрой и эффективной сушки влажных поверхностей или продуктов.
Do Конвекционные обогреватели потребляют много энергии
Нет, промышленные конвекторы не потребляют много энергии. На самом деле разница в энергопотреблении между другими вариантами обогрева и промышленным конвектором составляет всего около 5%. Итак, если вы ищете эффективный способ обогрева помещения, промышленный конвекционный обогреватель — отличный вариант.
Безопасность
В последние годы было много пожаров, вызванных нагревателями. Тем не менее, важно знать, что в системе отопления нельзя располагать легковоспламеняющиеся предметы; это может привести к повреждению. Легковоспламеняющиеся материалы, такие как шторы, ковер или горючие жидкости, должны оставаться при комнатной температуре, если их следует избегать.
Именно здесь взрывозащищенные конвекционные обогреватели, такие как обогреватели Norseman, приносят пользу компаниям, работающим во взрывоопасных зонах. Эти взрывозащищенные обогреватели позволяют компаниям по-прежнему получать выгоду от отапливаемых площадей, а также меньше беспокоиться о риске взрыва и о том, что их отопительные установки остаются в безопасности.
Зачем использовать конвекционный обогревательКонвективные обогреватели — это эффективный и надежный способ обеспечения высоких температур для обеспечения комфорта или недорогих производственных целей. Особенно при поиске безопасной системы отопления для коммерческого применения вы можете увидеть, что конвекционные обогреватели стоят особняком от остальных. При выборе конвективного обогревателя для конкретного применения важно учитывать размер обогреваемой площади, желаемую температуру и тип окружающей среды, в которой будет использоваться обогреватель. Принимая во внимание эти факторы, вы сможете выбрать лучший конвективный обогреватель для ваших нужд.
Если у вас есть дополнительные вопросы, и вам нужна помощь в выборе обогревателя, подходящего для ваших нужд, обратитесь в нашу замечательную службу поддержки клиентов.
Поделиться:
Джен Рейес
Джен Рейес — директор по развитию бизнеса по индивидуальным решениям в Powerblanket. В этой роли она работает с нестандартными продуктами во всех отраслях, чтобы предоставить своим клиентам наилучшее возможное решение. Обладая обширным опытом в области строительства и электричества, Джен обладает целенаправленными знаниями, которые делают ее бесценным активом для команды Powerbanket.
Когда она не работает, Джен любит проводить свободное время, играя в гольф, тренируясь и проводя время в походах, на рыбалке и в карточных играх со своей семьей.
Конвекционное отопление VS Лучистое отопление
Типичный дом обычно отапливается одним из двух методов отопления HVAC – конвекционным отоплением или лучистым отоплением. Если у вас дома установлен блок HVAC, он, скорее всего, использует один из этих двух типов отопления. Когда вы подумываете о покупке нового блока HVAC, вы столкнетесь с необходимостью сделать выбор между этими двумя.
Как у конвекционного, так и у лучистого отопления есть свои плюсы и минусы. Рассмотрев их, вы можете определить, какой из двух лучше всего соответствует вашим конкретным потребностям. Вот посмотрите на сравнение между ними.
Как работает конвекционное отопление?Конвекционное отопление работает путем передачи тепла через жидкость. В нем используется жидкость, такая как вода или масло, или газ для переноса тепла от нагревательного элемента на весь путь до целевой поверхности, где тепло должно быть доставлено.
Внутренняя работа конвекционного нагревателя аналогична работе кондуктивного нагревателя – жидкость, используемая внутри, нагревается, нагретые молекулы поднимаются вверх, а затем, в свою очередь, нагреваются более холодные молекулы. Однако нагретые таким образом молекулы жидкости или газа не имеют прямого контакта с намеченным объектом. Вместо этого молекулы жидкости просто циркулируют близко к поверхности мишени, достаточно нагревая поверхность.
Преимущества конвекционного отопления
9№ 0007
- Выдающимся преимуществом конвекционного отопления является то, что оно обеспечивает исключительно равномерный обогрев всего помещения. Этой поверхностью может быть пол, стена или практически любая другая область. Это позволяет конвекционному отоплению достичь равномерного нагрева в замкнутом пространстве.
- Нагревательные элементы можно установить практически в любом месте по всему дому. Это обеспечивает более универсальную и адаптируемую установку.
- При установке конвектора воздуховод не требуется. Это снижает первоначальные затраты на использование этого метода отопления. 9№ 0085
- Благодаря отсутствию воздуховодов и механического движения жидкости отопительные приборы работают очень тихо.
Недостатки конвекционного подхода
- В конвекционных приборах обычно отсутствует воздушный фильтр. Это в первую очередь потому, что воздух не высвобождается напрямую. Однако это допускает накопление пыли и других форм мусора с течением времени.
- Когда речь идет об обогреве больших помещений, конвекторы просто неэффективны.
Лучистое отопление работает путем нагрева панели в полу или стене. Затем эта панель излучает тепло через заданную среду, позволяя объектам в этой среде поглощать это тепло. Лучистое отопление не зависит от движения молекул воздуха или жидкости.
Как и конвекционное отопление, лучистое отопление имеет свои плюсы и минусы. Вот посмотрите на это.
Преимущества лучистого отопления 9№ 0072
- Лучистое отопление обеспечивает гораздо лучшую и равномерную степень нагрева по сравнению с конвекционным отоплением. Нагретые таким образом предметы также более эффективно сохраняют тепло.
- Системы лучистого отопления просты в установке. Источник тепла устанавливается на пол или стену и отдает прямое тепло в пространство вокруг себя. Еще одна замечательная вещь заключается в том, что такие отопительные приборы практически не требуют обслуживания с течением времени.
- Система лучистого отопления требует меньше энергии для обогрева помещения по сравнению с конвекционной системой отопления. Излучающая панель также быстрее нагревает целевое пространство.
- Инфракрасное отопление отличается абсолютно бесшумной работой.
- Молекулы воздуха не возмущаются и никакие внешние элементы не проникают в воздух в помещении при лучистом нагреве. Это эффективно связано с возможностью попадания пыли или аллергенов в воздух.
Недостатки лучистого отопления
- Основным недостатком лучистого отопления являются первоначальные затраты. По сравнению с конвекционными системами отопления, лучистые системы отопления могут стоить намного дороже.
- Если у вас уже есть готовый дом, установка панелей лучистого отопления может потребовать демонтажа полов или секций стен. Это только увеличивает затраты на установку. Этих затрат можно избежать, если лучистое отопление будет установлено на этапе строительства дома.
Как конвекционные, так и лучистые системы отопления имеют свои преимущества и недостатки, как описано выше.