¿Qué son los Calentadores de Línea?
Un calentador de línea es un dispositivo diseñado para enfocar la luz emitida por una lámpara halógena en una línea específica.
Estos calentadores son capaces de elevar la temperatura de objetos a niveles superiores a los 1.000 °C. Se caracterizan por ser altamente eficientes en la emisión de calor radiante, ya que más del 85% de la energía de entrada se transforma en radiación infrarroja. La unidad calefactora consiste en un filamento, generalmente de tungsteno, con una baja capacidad térmica, lo que permite ajustar rápidamente la temperatura sin necesidad de contacto físico.
Al ser una fuente de calor sin contacto, mantiene un entorno limpio, sin verse afectado por las emisiones de gas de la fuente de calor, y no elige la atmósfera de calentamiento, por ejemplo, en aire o vacío. A pesar de su elevada potencia, son compactos y ligeros, lo que permite instalarlos en espacios reducidos.
Los calentadores que utilizan un calefactor para calentar agua o aire en medio de una tubería son otro tipo de calentadores de línea, pero este artículo describe principalmente los calentadores que utilizan lámparas halógenas.
Usos de los Calentadores de Línea
En comparación con otras fuentes de calor, los calentadores de línea pueden controlar el aumento y descenso de la temperatura rápidamente y sin contacto. Por eso se utilizan en procesos de fabricación de dispositivos semiconductores y para el calentamiento parcial de materiales de resina y materiales de maquinaria.
Como pueden utilizarse desde presión atmosférica hasta alto vacío, en semiconductores pueden emplearse para la formación de películas de óxido y la activación post-implantación iónica. También pueden utilizarse como fuente de calor para termoplásticos. En la fabricación de automóviles, las aplicaciones incluyen el termoformado de láminas de acero para fabricar chasis y otras piezas de automóviles.
Otras aplicaciones son los procesos de encordado de lengüetas para módulos de células solares, el calentamiento en atmósferas de vacío o de gas de gran pureza y la soldadura de paneles de células solares. También son útiles en diversos procesos de producción de películas, calentamiento auxiliar durante el corte de láminas de resina, precalentamiento en procesos de plegado y como fuente de calor en líneas transportadoras.
Principio de los Calentadores de Línea
Las lámparas halógenas son lámparas en cuyo interior se añade una pequeña cantidad de gas halógeno (por ejemplo, bromo o yodo) al nitrógeno o al argón. En el interior de la lámpara halógena se inserta un filamento de tungsteno o material similar, que emite luz cuando se aplica corriente eléctrica.
Los átomos de tungsteno se evaporan del filamento y, al sellar el gas halógeno, los átomos de tungsteno y el gas se combinan para formar haluro de tungsteno. El haluro de tungsteno formado genera un ciclo de disociación en átomos de halógeno y tungsteno de nuevo en las proximidades del filamento, lo que permite un funcionamiento estable.
La luz infrarroja emitida por el filamento se convierte en luz enfocada o colimada mediante espejos y se irradia sobre el objeto. El objeto puede calentarse a temperaturas de más de 1.000 °C, con lo que se consigue un calentamiento sin contacto con luz infrarroja intensa.
Tipos de Calentadores de Línea
Los calentadores de línea incluyen calentadores que utilizan lámparas halógenas y calentadores que utilizan calefactores para calentar aire, gas, líquido o vapor en tuberías.
1. Calefactores de Línea Halógenos
Estos calefactores concentran la luz de las lámparas halógenas. Existen dos tipos: los que concentran la luz con un espejo y los de luz colimada. Existen varios tipos de concentradores de luz con distancias focales de 20-100 mm mediante espejos. Cuanto menor sea la distancia focal, mayor será la temperatura de calentamiento.
Los métodos de refrigeración incluyen refrigeración natural, refrigeración por aire y refrigeración por agua. Adecuado para calentar y precalentar para fundir rollos largos de plástico, etc., y para calentar en líneas de fábrica durante un cierto periodo de tiempo, así como en líneas de producción de semiconductores. También es posible el calentamiento de superficies si se utilizan calentadores de línea uno al lado del otro.
2. Calentadores de Línea para Tuberías
Estos calentadores se utilizan para calentar aire, gas, líquidos y vapor. El calentamiento se consigue fácilmente insertando calentadores de línea en medio de las tuberías. Pueden conectarse directamente a compresores, ventiladores, sopladores y calderas.
Hay tres tipos disponibles: de interior, de exterior y de refrigeración terminal. En cada caso, se inserta un elemento calefactor en la carcasa de la unidad y el fluido fluye de la entrada a la salida para intercambiar calor con el calefactor. Están equipados con un tapón para acoplar un termopar o dispositivo similar para controlar la temperatura y proteger contra el sobrecalentamiento.
Ejemplos de uso son las aplicaciones para complementar la capacidad de calefacción de las unidades de refrigeración de las bombas de calor alimentadas por agua y las calderas de agua caliente. Los calentadores de línea se instalan en medio de las tuberías que van al aparato de aire acondicionado para elevar la temperatura del agua caliente.