"Hay muchas cosas que los fabricantes pueden hacer para que los elementos de calentamiento sean más eficientes, pero esto no siempre se traducirá en un ahorro de energía en el horno", dice Dean McCabe, Responsable de Soporte técnico de Kanthal. "Hemos realizado muchas pruebas, tanto en el laboratorio como sobre el terreno, para hacer que nuestros elementos sean más eficientes y, según nuestra experiencia, el nivel de ahorro de energía puede variar mucho de una aplicación a otra".
Transferencia de calor y relaciones de potencia
Una consideración clave cuando se trata de elementos de calentamiento es la relación entre la potencia disipada en la zona caliente del elemento (la sección que está dentro del horno) y la potencia disipada en el extremo frío (la sección que pasa a través de las paredes del horno). En algunos elementos, la relación puede llegar hasta 60:1. Sin embargo, en otros puede ser menor, lo que hace que un mayor porcentaje de la potencia del elemento se disipe en la parte fría del mismo.
"Para hacer un elemento calefactor más eficiente desde el punto de vista energético, lo que hay que intentar cambiar es la relación de potencia", dice McCabe. "Como operador de hornos, buscar elementos de eficiencia energética es un buen punto de partida y podría suponer un ahorro. Pero es importante recordar que no es lo único que se debe mirar".
Otros factores que afectan el consumo de energía
Otras consideraciones clave incluyen la calidad y el estándar del aislamiento utilizado en el horno. Si se ha deteriorado o necesita reparaciones, entonces la cantidad de calor que se escapa podría aumentar el consumo de energía. El entorno del horno también es un factor importante. Las puertas o ventanas abiertas en las cercanías pueden afectar la transferencia de calor por convección y tener un efecto importante en el consumo de energía del horno.
"Vimos esto sobre el terreno", dice McCabe. "Un cliente de la industria de automoción que operaba un horno de tratamiento térmico muy grande vio grandes fluctuaciones en la demanda de energía. Las investigaciones revelaron que este aumento en la demanda coincidió con la apertura y cierre de las puertas de su muelle de carga. Esto provocó un gran cambio en el flujo de aire en la fábrica, aumentando la transferencia de calor por convección alejándola de su horno. Así de sensibles son los hornos a su entorno".
Otra razón por la que un elemento eficiente energéticamente puede no proporcionar necesariamente un ahorro de energía puede ser porque en algunos casos la energía disipada en el extremo frío del elemento contribuye al balance energético global del horno. Al reducir la potencia del extremo frío, la zona caliente tiene que suministrar más, y por lo tanto no hay un ahorro energético neto.
"La potencia disipada por el extremo frío no se desperdicia toda", dice Dean McCabe. "Parte de esa energía contribuye a calentar el horno y mantenerlo a la temperatura de referencia".
No hay una solución única para todos
Según la experiencia de Kanthal, varios hornos han experimentado ahorros de energía significativos después de instalar sus elementos calefactores Globar® SR. En algunos casos, los clientes han informado de ahorros de alrededor del 15 por ciento. Esto se logra mediante el diseño de extremos fríos de menor resistencia, que mejoran la relación de potencia general del elemento. Sin embargo, eso no significa necesariamente que todos los hornos vayan a obtener el mismo ahorro. Los clientes que normalmente se benefician más de Globar® son los que realizan operaciones a gran escala con múltiples hornos, aplicaciones de alta potencia u hornos que utilizan elementos con extremos fríos largos.
"Es muy difícil decir que un determinado elemento reducirá la energía en una cantidad determinada, porque, según nuestra experiencia, solo será cierto para un conjunto específico de condiciones de funcionamiento", dice McCabe. "Podemos producir elementos eficientes energéticamente, pero si no se tienen en cuenta todos los demás factores, como el aislamiento y el entorno, podría resultar ineficaz. Si usted opera un horno, sin duda debe tener en cuenta los elementos eficientes energéticamente, pero debe ser consciente de que es sólo una parte del rompecabezas de su horno".