Température du four

La température du four dépend de la température de charge requise. La température de l'élément dépassera la température du four d'une quantité déterminée par la conception de l'élément.

Puissance du four

La puissance du four est calculée en déterminant la quantité d'énergie nécessaire pour chauffer la charge à une température prédéterminée dans un délai précis, y compris les pertes du four et une marge de sécurité.

Mode de fonctionnement

Pour les fours fonctionnant en continu, il suffit généralement de calculer la puissance requise pour la charge réelle, en tenant compte du rendement normal pour ce type de four. En supposant une efficacité de 70 à 80 % pour couvrir les pertes d'un four électrique et en ajoutant une marge de sécurité, une valeur d'entrée adéquate peut être obtenue. Pour les fours discontinus, les temps de chauffage requis et la capacité de chauffage du four doivent être pris en compte lors de la détermination des besoins en puissance d'entrée. Cependant, la puissance d'entrée elle-même a un effet minimal sur la consommation et l'efficacité énergétiques. Le facteur décisif est la perte de chaleur, déterminée par l'efficacité de l'isolation. Une masse donnée nécessite la même quantité d'énergie quelle que soit la puissance totale.

L'objectif du choix des valeurs de puissance d'entrée est d'offrir une puissance suffisante, mais pas trop élevée par rapport à la taille du four, car cela entraînerait des températures d'éléments inutilement élevées, ce qui aurait un impact négatif sur la durée de vie. Les fours discontinus à faible masse thermique (LTM) peuvent nécessiter environ 25 % de puissance d'entrée en moins.

Tension des fours

À l'exception des petits fours à haute température, qui fonctionnent généralement à des tensions plus basses via un transformateur, la plupart des fours peuvent être conçus pour fonctionner à une tension de ligne standard. L'épaisseur ou la section transversale de l'élément influence également la conception du circuit. Pour les sections importantes, la puissance du four ne doit pas être divisée entre trop de circuits parallèles. Avec une alimentation CA triphasée, une configuration en étoile (Y) permet généralement des sections transversales plus grandes, tandis qu'une configuration en triangle (Δ) nécessite des sections transversales plus petites. Par conséquent, les éléments des petits fours doivent de préférence être connectés à une source d'alimentation monophasée en série ou via un transformateur basse tension.

Chargement des parois du four

Lors de la conception d'éléments de résistance, la température de l'élément et la section transversale du matériau sont cruciales, car elles affectent considérablement la durée de vie. L'objectif est généralement d'atteindre une durée de vie maximale de l'élément. Les facteurs importants comprennent la concentration de puissance sur la paroi du four, la charge de surface spécifique du matériau de résistance et les conditions de transfert de chaleur. La surface du mur est généralement calculée comme la longueur multipliée par la hauteur ou la largeur du mur porteur, du toit ou du fond.

Charge murale maximale recommandée en fonction de la température du four et des différentes configurations d'éléments

Aperçu : Types d'éléments de four

Les systèmes d'éléments chauffants de four comprennent des configurations de fils et de bandes. Conçus pour des températures allant jusqu'à 1 300 °C (2 370 °F), ils optimisent les performances grâce à des paramètres précis de charge de surface et de chargement de parois.

	Éléments en fil						Élément en bande
Types d'élément	Spirale	Spirale	Porc-épic	Tige sur courbure	Ondulé	En boucle	Ondulé profond	Ondulé profond	Ondulé profond	Ondulé
Supports	Tubes en céramique	Rainures	Tubes en céramique	Tiges métalliques	Agrafes métalliques	Tubes en céramique	Serrures à coupelles en céramique	Bagues en céramique	Tubes en céramique	Rainures
Matériaux	Silimanite	Chamotte grade 28	Silimanite	Kanthal® APM	en forme de U Clous Kanthal®	Sillimanite	Cordiérite ou mullite	Cordiérite ou mullite	Sillimanite	Chamotte grade 28
Température maximale du four, °C	1 300	1 250	800	1 300	1 300	1 300	1 300	1 300	1 300	1 300
Charge murale maximale à 1 000 °C température du four, kW/m2	40	35	–	50	50	60	60	60	60	20 - 40
Charge superficielle maximale à 1 000 °C température du four, W/cm2	3 - 4	3 - 4	–	5 - 6	3 - 6	5 - 6	5–6	5–6	5–6	3 - 4
Diamètre du fil, d, mm	2,0 - 6,5	2,0 - 5,0	1,0 - 6,5	>5.0	2,0 - 5,0	>5.0	–	–	–	–
Épaisseur de la bande, t, mm	–	–	–	–	–	–	2,0–3,0	2,0–3,0	2,0–3,0	1,5–3,0
Largeur de bande, w, mm	–	–	–	–	–	–	8–12 t	8–12 t	8–12 t	8–12 t
Diamètre extérieur de la bobine, D, mm	12 – 14 d	5 – 6 d	–	–	–	–	–	–	–	–
Longueur maximale de la boucle à 1 000 °C température du four, mm	–	–	–	250	100	250	250	250	250	2 – 3 w
Pas min. à longueur de boucle max., mm	3d	2d	3d	40	40	40	50	50	50	1,5 w