Segundo as leis da física, a convecção é a forma mais eficiente de transferir calor. Mas quais os argumentos que a sustentam na prática? Vamos mergulhar mais fundo e explorar para além das leis da física o que o aquecimento por convecção promete aos utilizadores na indústria do vidro.
Uma temperatura uniforme entre o par de vidro e o molde evita a quebra do vidro durante o aquecimento. Nos fornos que utilizam aquecimento por radiação, a quebra do vidro é causada pelas velocidades de aquecimento rápidas inerentes ao aquecimento por radiação. O molde não pode aquecer tão rapidamente como o vidro, criando uma diferença de temperatura demasiado grande entre eles. Como resultado, o vidro parte-se do choque térmico antes de ser dobrado. Que desperdício!
Com o aquecimento por convecção, o ar quente circula na câmara de aquecimento, aquecendo o vidro e o molde à mesma velocidade. Assim, as velocidades de aquecimento podem ser muito mais rápidas – e a quebra do vidro é evitada.
O aquecimento por convecção é indiferente aos materiais de superfície de vidro. Não importa se o vidro é transparente, impresso ou revestido.
Pense nas amplas áreas impressas a preto nos lados, no fundo e no topo de um pára-brisas. E pense nas grandes áreas impressas a preto reservadas para a câmara ADAS montada perto da parte superior do pára-brisas. Sem convecção, é preciso gastar muito tempo para descobrir o tamanho e a posição correcta das placas de sucção de calor ou dos escudos de radiação entre o vidro e os aquecedores para evitar o sobreaquecimento dessas áreas impressas em preto.
O sobreaquecimento da área impressa é um problema bem conhecido que causa uma distorção óptica conhecida como “linha de queimadura”, visível logo acima da superfície impressa do pára-brisas.
Este problema não ocorre com o aquecimento por convecção. Quase não se desenvolve qualquer diferença de temperatura entre a área impressa em preto e a área de vidro transparente mesmo ao seu lado. Não se perde tempo com precauções extra ou experiências com placas de sucção de calor ou escudos de radiação. O aquecimento por convecção proporciona – sempre.
Um forno tradicional de aquecimento por radiação infravermelha aquece o vidro a uma taxa de 40-50 °C por minuto. A taxa só é limitada pelo aquecimento mais lento do molde. O aquecimento por convecção atinge uma taxa de 75 °C por minuto.
Uma taxa de aquecimento superior significa que se pode dar bem com um forno mais curto, uma pegada de forno mais pequena, menos moldes e menos energia, produzindo ao mesmo tempo a mesma capacidade.
Ainda mais importante, com um rápido aquecimento por convecção no início do processo, as velocidades de aquecimento do vidro nas câmaras de dobragem podem ser relativamente lentas. Portanto, o aquecimento por convecção permite um tempo mais longo para moldar os pára-brisas.
Como já foi dito, a convecção é a forma mais eficiente de transferir calor. Vamos fazer alguns cálculos simples para provar isto.
Num teste com um forno Glaston Matrix de convecção cheio de composições de pára-brisas com tamanhos de 2,1 + 2,1 mm e 3 + 3 mm, a potência utilizada foi medida para ser de 5 kWh/m². Isto é significativamente menos potência do que os melhores fornos de não-convecção utilizados, tipicamente cerca de 10 kWh/m².
Para permitir erros de medição, digamos que o forno de processamento de vidro com tecnologia de convecção produz 1 m² de vidro utilizando menos 4 kWh/m² de energia do que as máquinas convencionais sem convecção.
Agora – a matemática. Digamos que a sua produção anual é de 300.000 para-brisas. Em média, o tamanho de um pára-brisas é de 1,2 m². Assim, 300.000 x 1,2 m² resultam numa produção anual de 360.000 m² de vidro.
Vamos supor que o preço da energia é 0,12 EUR/kWh.
360.000 m² x 4 kWh/m² x 0,12 EUR/kWh = 172.800 EUR em poupanças anuais.
É verdade – fornos de convecção podem poupar um milhão de euros em menos de seis anos!
Da melhor qualidade do vidro à redução dos custos, as promessas da tecnologia de convecção são substanciais. Mas talvez a promessa mais importante seja a de que os benefícios serão notados. Os seus clientes verão a melhoria da qualidade óptica dos pára-brisas que recebem. E poderão perder um zero ou dois nas suas contas de energia.
Não se pode discutir com as leis da física. E a eficiência do aquecimento por convecção é algo que os processadores de vidro podem determinar por si próprios.
Convecção activa para o pré-aquecimento do vidro do forno de flexão do pára-brisas Glaston Matrix.
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