なぜ迅速な応答が実際にエネルギーコストを削減できるのか
ほとんどのエンジニアは、エネルギーを節約するためには、より厚い断熱材を使用したり、消費電力が少ない電球を使うことが重要だと考えています。しかし、工業的な規模でパンを乾燥させる場合、本当に重要なのは制御システムの性能です。
要するに、センサーが温度の低下を感知してからヒーターがフルパワーで動き出すまでの時間差が重要なのです。
“遅い”加熱方式の問題点
一般的なヒーターを考えてみましょう。これらは熱容量が大きいため、温まるのに時間がかかります。また、スイッチを切っても長い間高温状態が続きます。これにより「熱的過剰反応」という現象が起こります。コントローラーが目標温度に達してスイッチを切っても、ヒーターは依然として熱を放ち続けます。その結果、パンが過度に焼けてしまい、不要なエネルギーが消費されてしまいます。
一方、赤外線ヒーターはこの問題を解決します。対流ではなく放射によって熱を与えるため、数秒で所定の温度に到達します。電源を自由にオンオフできるので、不要な余熱に悩まされることもありません。
より効率的なエネルギー利用
システムが迅速に反応することで、PID調整をより積極的に行うことができます。パンを一定の温度に保つために、ヒーターを常に40％の出力で動かし続ける代わりに、短時間だけ強力に加熱する方法があります。これは、アクセルペダルを半分押したままにするのではなく、素早く踏み込むようなものです。そうすることで、オーブン全体をサウナのようにしなくても、パンの表面を正確に所定の温度に保つことができます。
ハードウェアについての注意点
ただし、迅速な応答を実現するためには高い出力密度が必要です。瞬時に熱を得られる一方で、配線にかかる負担も大きくなります。頻繁に電源をオンオフする場合は、機械式リレーを使うべきではありません。それではすぐに壊れてしまいます。その代わりに、高耐久性のソリッドステートリレーを使用する必要があります。
私たちは、乾燥時間が最も大きなボトルネックとなるライン用にこのようなシステムを製造しています。このようにして、1個のパンあたりに必要なエネルギー量を大幅に削減できます。これは、より効率的でスピーディな作業方法です。