Газови инфрачервени излъчватели за промишлени помещения: устройство, принцип на работа, разновидности

IR устройства, които генерират топлинен и светлинен поток, се използват активно в различни области на производството и частната икономика. Най-популярните газови инфрачервени излъчватели за промишлени помещения. Тяхното действие се основава на способността на нагрято тяло да отделя получената топлина в космоса.

Ще научите всичко за принципите на работа на инфрачервеното оборудване от нашата статия. Ще говорим за разновидностите на инфрачервеното оборудване и техните характерни разлики. Представяме водещи модели на пазара.

Същността на инфрачервеното лъчение

Инфрачервеното лъчение се различава от обикновената и такава позната видима светлина. Те са сходни по скорост, с която се разпространяват и прекосяват пространството. И двете разновидности са способни да пречупват, отразяват и събират „в пакет“.

За разлика от обикновеното светлинно излъчване, което е електромагнитни вълни, IR потокът има както вълнови, така и квантови свойства. Тоест, той предава както светлина, така и топлина.

Както обикновената светлина, така и инфрачервеното лъчение са потоци от електромагнитни вълни. Разликата е, че в първия случай преобладава видимият компонент, във втория - видимият компонент се комбинира с термичния

Светлината, подавана от инфрачервени устройства, се движи във вълни. Електромагнитните вибрации на светлината са в спектралния сегмент от 760 nm (нанометри) до 540 микрона (микрометра). Топлината, генерирана от ИЧ излъчвателите, е поток от кванти. Тяхната енергия варира от 0,0125 до 1,25 eV (електронни волта).

Топлинният и светлинният поток, излъчван от инфрачервените устройства, са свързани помежду си. С увеличаване на интензивността на светлината квантовият топлинен поток намалява. В зависимост от температурата, инфрачервеното лъчение може да се възприема и да не се възприема от очите ни. Топлинното излъчване не се открива визуално.

Тази специфичност на инфрачервеното лъчение се използва в промишлеността за ускоряване на процесите на полимеризация и втвърдяване. Топлинната част на инфрачервеното лъчение осигурява възможността да се определи присъствието и местоположението на човек или животно в слабо осветен и неосветен нощен период.

Инфрачервените отоплителни уреди излъчват светлина в комбинация с топлинна енергия, използвана за формиране на комфортен микроклимат на лагерни площадки, в цехове, в производствени магазини, птицеферми, оранжерии и много други обекти

Нестандартната работа на инфрачервени устройства, излъчващи светлина в комбинация с топлина, се превърна в основа за разработването на устройства за нощно виждане. Използва се при откриване на дефекти, в средствата за скрита аларма и в технически устройства за фотографиране на тъмно.

И двата компонента инфрачервено лъчение почти не се разсейват в третираното пространство, те сякаш се фокусират върху обекти в зоната на тяхното влияние. Топлината навлиза в тялото на нагрятия обект, дълбочината на проникване зависи от свойствата, структурата и материала на обекта. Дълбочината варира от десета от мм до няколко мм.

Инфрачервените нагреватели са инсталирани на пода, прикрепени към стените, окачени на тавана. Устройствата се характеризират с пламъчно горене, запазване на кислорода в заобикалящото пространство, не вдигат прашни колони, за разлика от конвекторите

Когато се използва за промишлени цели, дължината на вълната от инфрачервените излъчватели се избира въз основа на техническите характеристики на обекта или веществото. ИЧ лъчите свободно преминават през въздушната маса, така че загряването се извършва без забележими загуби. Това обстоятелство обосновано се счита за значително предимство в производството.

В допълнение към отоплението и осветлението на третираната от устройството зона, инфрачервените излъчватели се използват за решаване на следните проблеми:

Видове инфрачервени източници

Най-простите източници на инфрачервено лъчение са познати на всички нас. лампи с нажежаема жичкаработещи при ниско напрежение. При такива условия те излъчват главно инфрачервени потоци. Съотношението на светлинните електромагнитни вълни е незначително, но въпреки това се определя оптично.

Сега на разположение на частни потребители, строителни и производствени организации, много различни видове инфрачервени излъчватели.

Обхватът на тяхното приложение се определя от:

• работна температура;
• максималната стойност на дължината на вълната;
• зона, в която инфрачервеният поток е равномерно разпределен.

Като се имат предвид горните характеристики, те избират излъчващо устройство, предназначено да реши конкретни проблеми.

Най-често срещаните видове инфрачервени излъчватели включват:

• Лампи със светлоотразителни устройства. При максимална радиация дължината на вълната им е 1,05 микрона.
• Кварцови лампи за тръби Дължината на вълната им при максимална радиация е в диапазона от 2 до 3 микрона.
• Родни неметални нагреватели В структурно отношение те се допълват с рефлектори, максималната дължина на вълната е от 6 до 8 микрона.
• Тръбни електрически нагреватели Широко използван в ежедневието, използва се в производствени устройства с нагревателни елементи.
• Инфрачервени горелки. Те са оборудвани с керамични или метални перфорирани дюзи. Използват се в строителството за отопление на открити и закрити площи по време на изграждането на сграда, довършителни работи.

Източници на инфрачервени лъчи са намерили приложение във фермата. С тяхна помощ се извършва загряване на домашни птици и наскоро родени домашни животни. Излъчвателите се инсталират в оранжерии за стимулиране на растежа на култивирани сортове, в овце и житни зърна за сушене.

Източниците на инфрачервени потоци са разделени на:

• Инфрачервени лампи, Това са „светлинни“ излъчватели и устройства, доставящи топлинно излъчване.
• нагреватели, Устройства, използвани за отопление на затворени и открити пространства. Сред тях са модели, захранвани с мощност, течни или газообразни горива. Нагревателният елемент може да бъде нагревателен елемент или спирала, изработена от сплав с висока устойчивост.

Според класификацията по дължина на вълната инфрачервените източници са разделени на две основни групи: тъмни и светли. Първите работят чрез излъчване на дълги вълни в космоса, вторите - къси.

Тъмни и светли ИЧ излъчватели

По дефиниция „светлите“ източници са способни да излъчват светлина. Излъчените от тях потоци се възприемат от зрението, въпреки че все още е трудно да ги назовем и използваме с точно тази цел.

„Тъмните“ устройства доставят невидим топлинен поток за хората, усетен от кожата на потребителя, но не визуално разпознаваем. Граничната стойност между „светлина“ и „тъмно“ се счита за дължина на вълната 3 µm. Граничната температура на нагрятата повърхност е 700º.

Свойството на инфрачервените излъчватели да доставят топлинна енергия се използва активно в оранжерии, в кокошки и ферми за подпомагане на млади животни

Най-известният представител на "тъмния" отоплителен агрегат е тухлена руска печка, много векове успешно отопляват нискоетажни сгради. Както „светлите“, както вече разбрахме, крушка с нажежаема жичка се появява, ако захранва не повече от 12%. Основната му енергия е насочена към производството на топлина.

Характеристики на устройствата за осветяване на устройството

Структурно източниците на светлина са подобни на типична лампа с нажежаема жичка. Има обаче разлики в телата на топлината. За светлинни инфрачервени устройства температурата не може да надвишава границата от 2270-2770 К. Това е необходимо за увеличаване на топлинния поток чрез намаляване на светлинното излъчване.

Точно както при стандартните крушки, тялото от волфрамова нишка се поставя в стъклена колба. Само крушката е снабдена с рефлектори, благодарение на които цялата сияйна енергия е фокусирана върху нагретия обект. В същото време малка част от енергията се изразходва за загряване на основата на крушката.

Колбата от светлинни инфрачервени източници се нагрява до високи температури, тъй като също участва в процеса на пренос на топлина в космоса. Топлинната енергия от нагрята крушка не се фокусира от рефлектора и отива в неработещо пространство и е компонент, който намалява ефективността на устройството.

По дизайн и метод на свързване инфрачервените лампи са много подобни на обикновените крушки с нажежаема жичка. Температурата на работното им тяло обаче е много по-ниска, поради което експлоатационният им живот значително се увеличава

Производителността на ярък инфрачервен източник не надвишава средно 65%. Увеличава се чрез поставяне на волфрамовото нагревателно тяло в тръба, направена от кварцово стъкло или подобна колба. Това решение ви позволява да увеличите дължината на вълната до 3.3 микрона и да намалите температурата до 600º.

Тази опция се използва в кварцови инфрачервени нагреватели, в които никел-хромовата жица е навита около кварцовия прът и всичко това заедно е разположено в кварцова тръба.

Светлинните инфрачервени излъчватели се характеризират с ниска производителност. Ефективността на техния инфрачервен поток обикновено не надвишава 65%

Същността на работата е двойното използване на телени нишки. Освободената топлина частично се използва за директно нагряване, а отчасти за повишаване на температурата на кварцовия прът. Загрятата червена пръчка също генерира топлинни потоци.

Предимствата на тръбните устройства включват доста разумно устойчивостта на всички компоненти, изработени от кварц и керамика, върху атмосферните отрицателни. Недостатъкът е крехкостта на керамичните части.

Спецификата на работата и дизайна на тъмните нагреватели

Така наречените "тъмни" източници на IR потоци са много по-практични от "светлите" колеги. Техният излъчващ елемент по структура се различава към по-добро. Самият нагрет проводник не излъчва топлинна енергия, той се захранва от заобикалящата метална обвивка.

В резултат на това работната температура на устройството не надвишава 400 - 600º. За да не се губи топлинна енергия, тъмните излъчватели са оборудвани с рефлектори, които пренасочват потоците в правилната посока.

Излъчвателите с дълги вълни от тъмната група не се страхуват от удари и подобни механични ефекти, защото крехък полимер или керамичен елемент в тях е защитен от метална обвивка и защитен топлоизолационен слой. Ефективността на излъчвателите от тази група достига 90%.

Но те не са без недостатъци. Нагревателите на тъмната група зависят от конструктивните характеристики на устройството. Ако разстоянието между основния излъчващ елемент и повърхността на устройството е голямо, тогава той ще се измие и охлажда от въздуха, който тече минало. В резултат на това ефективността е намалена.

Поради дизайнерските характеристики, тъмните модели се инсталират за отопление на помещения с ниски тавани и зони, изискващи линейно подаване на топлина. Светлина - настройва се там, където се изисква обработка на помещения с висок таван и вертикално издължени зони.

Газовите горелки като източник на инфрачервени лъчи

Устройствата, в които се извършва обработка на безпламен газ, се наричат ​​газови горелки или газови инфрачервени излъчватели. Топлинната енергия, отделена с голямо напрежение, се прехвърля в пространството през излъчващата повърхност на блока.

Това са газови инфрачервени нагреватели от типа горелка, които се използват в индустриален мащаб по време на строителни и монтажни работи. Преобладаващото количество топлинна енергия се предава от дюзите на керамичната горелка.

Като дюзи се използват:

• перфорирани керамични плочи, които са плоски или релефни;
• керамични плочи с равномерно разпределени пори;
• керамични елементи с мрежест нихромен екран, метална мрежа и всички видове каталитични дюзи.

Всички горепосочени видове дупки в керамичен или метален елемент са пожарни канали.

Генерирането на топлина от каталитичната дюза се основава на процеса на окисляване, активиран при подаване на газ към плочата

Основният газ за работа на този тип инфрачервени излъчватели е газ, както и неговата втечнена версия или изкуствено създадени газове. В Русия горелките са предназначени за преработка на втечнен и основен газ. Чуждестранното оборудване е предназначено главно за обработка на втечнен и изкуствен вариант.

Инфрачервените газови горелки преработват газ с фактор на горене на въздушна маса от почти един. Те работят на основния, втечнен и изкуствен газ

Ако правилата за експлоатация не са нарушени, продуктите от изгарянето от работата на газовата горелка се отделят в минимално количество с леко съдържание на азотни оксиди и въглероден оксид.

За да доставят газ, газовите инфрачервени горелки (GIG) са оборудвани с дюзи, през които се изпомпва газ с висока скорост. Това захранване с газ осигурява инжектирането на въздух, необходим за изгаряне. Тя се „изтласква“ от високоскоростен поток през инжектора в разпределителната камера.

Метална конструкция е разположена над излъчващата дюза на устройството. Повишава ефективността и служи като опора за ястия, ако горелките са сготвени

Газът не само впръсква въздух, но и се смесва с него в инжектора, което води до смес въздух-газ, подходяща за пълно изгаряне. Тази смес се придвижва към повърхността на керамичния накрайник през неговите пори, перфорирани отвори или прорези, където изгаря напълно в тънък слой с дебелина не повече от 1,5 мм.

Горелки с плоски керамични дюзи

Преобладаващото количество топлинна енергия се прехвърля върху керамични плочки, загряти до ултрависоки температури за по-малко от минута.Външната повърхност на керамичния елемент се превръща в допълнителен източник на топлинен поток.

Керамичните дюзи представляват 40 до 60% от радиацията, предавана от индустриален газов инфрачервен нагревател. За да се увеличи ефективността на устройството, над дюзата е инсталиран мрежест екран. За да увеличите повърхността на топлопреминаване, перфорираните плочки се залепват с помощта на огнеупорна замазка.

Важен показател е диаметърът на пожарните канали. Зависи от кой газ може да преработи уредът. Общият брой на дупките в керамичната плочка зависи от диаметъра. Колкото повече от тях, толкова по-крехък ще бъде излъчващият елемент и ще бъде чувствителен към механични повреди на GIG.

Нагреватели с финиширан тип

В допълнение към плоските керамични дюзи с перфорация се използват релефни елементи. Използването на оребрена повърхност в този случай стимулира топлообменния поток между излъчващата повърхност и горящия газ. Оребрените керамични плочки се нагряват по-добре, докато топлинното натоварване на излъчващия елемент не се увеличава.

Плоските и оребрени керамични дюзи се нагряват до 1473 K. Но порестите керамични елементи само до 1237 K. Порестата версия е по-лесна за производство, следователно, по-евтина. Освен това при производството му се използват отпадъци от керамичната промишленост.

Използването на керамични дюзи с релефен излъчващ елемент ви позволява значително да увеличите площта, която предава топлина на потребителя

Дебелината на порестите плочки достига 30 мм, което значително увеличава устойчивостта на дюзата към механично натоварване. По време на работа на горелка с такъв накрайник газо-въздушната смес, напускаща разпределителната камера, изгаря до 2 мм на външната повърхност на керамичната плочка.

Зоната на горене в порестата дюза се движи от външната повърхност на дълбочина 3-5 мм. В този случай температурата на нагряване достига само 1123 К.

Недостатъкът на порести дюзи за GIG е прекомерно високото хидравлично съпротивление, поради което е невъзможно използването на главен газ с ниско налягане при работа.

Оборудване с метална мрежа

Всички тези видове дюзи обаче са направени от керамика, което означава, че въпреки дебелината и всички видове трикове на производителя, който иска да увеличи здравината, те все още са крехки. Чупливостта е особено досадна, ако устройството трябва постоянно да се движи.

Поради това за отопление на обектите по време на строителни или монтажни работи е разработен по-траен тип горелка, оборудвана с двойна метална мрежа. В такова устройство сместа газ-въздух се обработва в пролуката между дюзата и мрежите. Повърхността на външната мрежа се загрява до само 1023 К.

Използването на метална мрежа направи възможно значително увеличаване на топлинната мощност на ИЧ излъчвателя, както и предпазване на керамичната дюза от повреда

В GIG с мрежести дюзи тези елементи са изработени от термоустойчиви сплави с хром и никел.Дюзите са направени така, че размерите на окото на горната мрежа дават възможност на пламъка да преминава свободно, а долната е минимална, критична за преминаването на огъня. Тук инфрачервените излъчватели на топлина могат да бъдат както решетки, така и такива.

Ако инфрачервената горелка обработва основния газ или сместа от втечнен пропан-бутан от газова бутилка, само горната решетка участва в разпределението на топлинната енергия. Ако се обработва газ с ниско натоварване, и двете мрежи отделят топлина. По този начин се увеличава преносът на топлина.

Максималната стойност на ефективността на GIG с решетки обаче не надвишава 60%, тъй като хидравличното съпротивление на дюзите е два пъти по-голямо от това на перфорираните керамични плочки от всички разновидности. Вярно е, че е по-малък от този на порести дюзи.

Устройства с повишена топлинна мощност

Доста ниската ефективност на инфрачервените газови излъчватели с керамични плочи и решетки доведе до търсене на начини за увеличаване на топлинната мощност. Резултатът беше постигнат чрез въвеждане на нов тип накрайник, който представлява керамичен панел с редица слотове.

В процепа прорезите имат рязко разширение, входните им отвори са по-малки от изходните. Това решение подобрява ефективността на горелката чрез рециркулация на продуктите от горенето, т.е. връщането им в основата на пламъка в рамките на пожарния канал. В допълнение, пламъкът в такива модели е по-стабилен и много по-малко вероятно да изчезне при открит вятър.

За увеличаване на топлинната мощност се използват различни техники, една от които е изместването на прорезаните отвори един спрямо друг. Това решение също допринася за защита от вятър.

Живият участък на панелите с процепи е средно 55-60% от реалния им общ участък. Оборудваните с тях горелки работят на газ със средно налягане. Външната равнина на дюзата се нагрява до 1723 К.

Устойчив на натоварване от вятър

Стабилността на работа при вятърно натоварване е важен показател за избора на газова инфрачервена горелка, използвана при изграждането или монтажа на производствени инсталации. Това качество е далеч от всички промишлени инфрачервени излъчватели, които преработват газ.

За открити площи са необходими специални устройства, които:

• характеризира се със стабилна инжекция, в зависимост от поривите на вятъра;
• оборудван с устройство за предотвратяване на отклонение на струята, излизаща от дюзата;
• защитени от активно охлаждане на радиационната повърхност поради въздействието на ветровете.

В информационния лист на газовото оборудване, което може да се отоплява с порив на вятъра и да не изгасне, се посочва устойчивостта на вятъра. Тази характеристика на произведените в търговската мрежа инфрачервени горелки е приблизително равна на тази за директните, т.е. челно излагане на вятър и със страничен въздушен поток.

Намаляването на коефициента на впръскване причинява пламък върху външната повърхност на излъчващия панел. В този случай температурата рязко спада. Намалява студения си въздух, проникващ в зоната на горене.

Устойчивостта на вятър е физически свързана със специфичното топлинно натоварване и с обема на въздуха, влизащ в дюзата по време на периода на горене. С излишък и висока скорост на въздушния поток, ефективността на инфрачервения излъчвател се намалява. Тя е придружена от намаляване на появата на пламъци, потъмняване на излъчващата повърхност и прекратяване на устройството в режим на пламък.

Преглед на производителите на IR нагреватели

Газовите устройства за формиране на благоприятен микроклимат на строителната площадка, в цеха, производствения цех и подобни съоръжения се произвеждат както от местни компании, така и от чуждестранни компании.

Според потребителите рейтингът на продукти, произведени в Русия, се води от газови горелки на марката Solyarogaz. Асортиментът, представен от тази компания, включва модели, предназначени за отопление на площи с различни размери. Елементите могат да се използват в оранжерии, гаражи и на откритите площи.

Един от най-популярните на вътрешния пазар и доказан на практика вид газово инфрачервено оборудване е линията на газови горелки и печки от компанията Solyarogaz

Единственият недостатък, който купувачите и реалните собственици на газови горелки и печки трябва да вземат предвид от столичния производител, е липсата на сензори за система за сигурност. С оглед на какво, те могат да се използват в ежедневието, но при спазване на предпазните мерки.

Продуктите от компанията Pathfinder не отстъпват по популярност. Потребителските продукти и опциите за пътуване преобладават в гамата от продукти, предлагани на купувача.

Плочките, използвани както за отопление, така и за приготвяне на прости ястия, са напълно оправдани; мини горелки от спрей.

Отлични характеристики от потребителите получиха газови нагреватели с логото на Aeroheat. Това оборудване привлича с надеждност, оправдана с използването на висококачествени компоненти и достъпна цена. Плочките и газовите горелки от Dikson и Sibiryachka са се доказали добре.

Списъкът на приличните газови нагреватели от чуждестранни доставчици се оглавява от газови горелки и печки от южнокорейската компания Kovea. Продуктите на марката се използват активно в малки работилници, на площадки за рисуване и строителство, на къмпинг и риболов.

Газовите печки и горелки от Hyundai не отстъпват по качество и технически характеристики на устройства от европейски производители. По някои показатели те дори надминават

За оборудването на сервизите по-често се използват газови нагреватели от италианската компания Sistema. Модели от южнокорейските Hyundai, италианските газови печки Bartolini, които могат да се използват както у дома, така и в офиса, са активно търсещи. Надеждността и стабилната работа се отличават от шведските печки Timberk, китайското оборудване Ballu.

Изводи и полезно видео по темата

Авторът на следното видео ще ви разкаже подробно за принципа на работа и предимствата на IR газовите горелки:

Подробности за организацията на инфрачервеното отопление са представени в следния видеоклип:

Стъпките за инсталиране на таван, монтиран на газ за отопление, са показани тук:

В Руската федерация се произвеждат различни видове инфрачервени горелки, включително модели, устойчиви на вятър. Предлаганата от компанията гама ви позволява да изберете устройство за отопление на открити и закрити помещения.

Важно е преди да купите да решите с каква цел и при какви условия ще се използва оборудването и след това да изберете или по-продуктивен или издръжлив модел, който не се страхува от многократни движения.