Emissors d’infrarojos de gas per a locals industrials: dispositiu, principi de funcionament, varietats

Els dispositius IR que generen fluxos de calor i llum s’utilitzen activament en diversos camps de la producció i l’economia privada. Els emissors d’infrarojos de gas més populars per a locals industrials. La seva acció es basa en la capacitat d’un cos escalfat per alliberar la calor rebuda a l’espai.

El nostre article aprendrà sobre els principis de funcionament dels equips d'infrarojos. Parlarem de les varietats d’equips d’infrarojos i les seves diferències característiques. Presentació de models líders en el mercat

L’essència de la radiació infraroja

La radiació infraroja difereix de la llum visible habitual i tan familiar. Són similars en velocitat amb la qual s’estenen i travessen l’espai. Ambdues varietats són capaces de refractar, reflectir i reunir "en un paquet".

A diferència de la radiació lumínica ordinària, que és ones electromagnètiques, el flux IR té propietats quàntiques tant d’ona com de quantitats. És a dir, transfereix llum i calor.

Tant la llum ordinària com la radiació infraroja són fluxos d’ones electromagnètiques. La diferència és que en el primer cas preval el component visible, en el segon, el component visible es combina amb el tèrmic

La llum que subministren els dispositius d’infrarojos es mou en ones. Les vibracions de llum electromagnètiques es troben en el segment de l’espectre des de 760 nm (nanòmetres) a 540 micres (micròmetres). La calor generada pels emissors d’IR és un flux de quanta. La seva energia oscil·la entre 0,0125 i 1,25 eV (electrons volts).

El flux de calor i llum emesa pels dispositius infrarojos estan interconnectats. Amb l’augment de la intensitat de la llum, el flux de calor quàntic disminueix. Depenent de la temperatura, la radiació infraroja es pot percebre i no percebre pels nostres ulls. La radiació tèrmica no es detecta visualment.

Aquesta especificitat de la radiació infraroja s’utilitza a la indústria per accelerar els processos de polimerització i solidificació. La part tèrmica de la radiació d’infrarojos proporciona la capacitat de determinar la presència i la ubicació d’una persona o animal en un període nocturn mal il·luminat i poc apte.

Els aparells de calefacció per infrarojos emeten llum en combinació amb l’energia tèrmica que s’utilitza en la formació d’un microclima còmode als llocs de campament, als tallers, a les botigues de producció, a les avícoles, hivernacles i molts altres objectes.

El funcionament no estàndard de dispositius d’infrarojos que emeten llum en combinació amb calor s’ha convertit en la base per al desenvolupament de dispositius de visió nocturna. S'utilitza en la detecció de falles, en el cas d'una alarma oculta i en dispositius tècnics per fotografiar a les fosques.

Tots dos components radiació infraroja gairebé no es dissipen a l’espai tractat, semblen centrar-se en objectes a la zona de la seva influència. La calor entra al cos de l’objecte escalfat, la profunditat de penetració depèn de les propietats, l’estructura i el material de l’objecte. La profunditat varia des d'una dècima de mm a diversos mm.

Els escalfadors d’infrarojos s’instal·len al terra, enganxats a les parets, penjats al sostre. Els aparells es caracteritzen per la combustió sense flames, la conservació de l’oxigen a l’espai circumdant, no eleven columnes de pols, a diferència dels convectors

Quan s'utilitza amb finalitats industrials, la longitud d'ona dels emissors d'infrarojos es selecciona en funció de les característiques tècniques de l'objecte o substància. Els raigs IR passen lliurement per la massa d’aire, de manera que la calefacció es realitza sense pèrdues notables. Aquesta circumstància es considera raonablement un avantatge important en la producció.

A més de la calefacció i l’enllumenat de la zona tractada pel dispositiu, s’utilitzen emissors d’infrarojos per solucionar els problemes següents:

Tipus de fonts d’infrarojos

Totes les fonts de radiació infraroja més senzilles són familiars. làmpades incandescentsoperant en baixa tensió. En aquestes condicions, emeten principalment corrents d’infrarojos. La proporció d’ones electromagnètiques lleugeres és insignificant, però tanmateix es determina òpticament.

Ara es posa a disposició dels consumidors privats, les organitzacions de fabricació i fabricació, molts tipus diferents d’emissors d’infrarojos.

L’abast de la seva aplicació està determinat per:

• temperatura de funcionament;
• el valor màxim de la longitud d'ona;
• una zona en la qual es distribueix uniformement el flux d’infrarojos.

Tenint en compte les característiques anteriors, seleccionen un dispositiu radiant dissenyat per resoldre problemes concrets.

Els tipus més habituals d'emissors d'infrarojos són:

• Llums amb aparells reflectants de miralls. A la radiació màxima, la seva longitud d’ona és d’1,05 micres.
• Llums de tub de quars. La seva longitud d’ona a la radiació màxima es troba entre els 2 i els 3 micres.
• Escalfadors no metàl·lics de canya. Estructuralment, es complementen amb reflectors, la longitud d’ona màxima és de 6 a 8 micres.
• Escalfadors elèctrics tubulars. Àmpliament utilitzat en la vida quotidiana, utilitzat en dispositius de producció amb elements de calefacció.
• Cremadors per infrarojos. Estan equipats amb broquets de ceràmica o de metall perforats. S'utilitzen en la construcció per escalfar zones exteriors i interiors durant la construcció d'un edifici, acabant els treballs.

Fonts de raigs infrarojos han trobat aplicació a la granja. Amb la seva ajuda, es realitza la calefacció d’animals joves d’aviram i animals domèstics de recent naixement. Els emissors s’instal·len en hivernacles per estimular el creixement de varietats conreades, en ovins i graners per a l’assecat.

Les fonts de fluxos d'infrarojos es divideixen en:

• Llums infrarojos. Es tracta d’emissors i “dispositius lleugers” que subministren radiació tèrmica.
• Escalfadors. Dispositius utilitzats per escalfar espais tancats i oberts. Entre ells es troben models alimentats per energia, combustibles líquids o gasosos. L’element de calefacció pot ser un element de calefacció o un espiral fet d’un aliatge d’alta resistència.

Segons la classificació per longitud d’ona, les fonts d’infrarojos es divideixen en dos grups principals: fosc i clar. Els primers treballen emetent onades llargues a l'espai, les segones curtes.

Emissors de llum fosca i lluminosa

Per definició, les fonts “brillants” són capaces d’emetre llum. Els fluxos emesos per ells es perceben a la vista, tot i que encara és difícil anomenar-los i utilitzar-los amb exactitud per a aquest propòsit.

Els dispositius “foscos” proporcionen un flux de calor invisible per als humans, detectat per la pell de l’usuari, però no detectable visualment. El valor del límit entre "clar" i "fosc" es considera que és una longitud d'ona de 3 μm. La temperatura límit de la superfície escalfada és de 700º.

La propietat dels emissors d’infrarojos per subministrar energia tèrmica s’utilitza activament en hivernacles, en gallines i granges per donar suport a animals joves

El representant més famós de la unitat de calefacció "fosca" és estufa russa de maó, fa molts segles, amb èxit, escalfar edificis de poca alçada. Entre els més “brillants”, com ja entenem, apareix una bombeta incandescent si no proporciona més del 12%. La seva energia principal està dirigida a la generació de calor.

Característiques dels dispositius lleugers del dispositiu

Estructuralment, les fonts de llum són similars a una làmpada incandescent típica. Tot i això, hi ha diferències en els cossos de calor. Per a dispositius d’infrarojos lleugers, la temperatura no pot superar el límit de 2270-2770 K. Això és necessari per augmentar el flux de calor reduint l’emissió de llum.

Igual que amb les bombetes estàndard, es col·loca un cos de filament de tungstè en un matràs de vidre. Només la bombeta està equipada amb reflectors, gràcies als quals tota l'energia radiant està enfocada a l'objecte escalfat. Al mateix temps, una petita part de l’energia es gasta en escalfar la base de la bombeta.

El matràs de fonts d’infrarojos de llum s’escalfa a temperatures elevades, perquè també participa en el procés de transferència de calor a l’espai. L’energia tèrmica provinent d’una bombeta escalfada no és focalitzada pel reflector i s’endinsa en un espai poc funcional i és un component que redueix l’eficiència del dispositiu.

Per disseny i mètode de connexió, les làmpades d’infrarojos són molt similars a les bombetes incandescents ordinàries. Tanmateix, la seva temperatura corporal de treball és molt inferior, a causa de la qual la seva vida útil augmenta molt

El rendiment d’una font d’infrarojos brillants no supera el 65% de mitjana. S'incrementa col·locant el cos de calefacció de tungstè en un tub fet de vidre de quars o en un matràs similar. Aquesta solució permet augmentar la longitud d’ona a 3,3 micres i reduir la temperatura a 600 º.

Aquesta opció s’utilitza en els escalfadors d’infrarojos de quars, en els quals s’enrotlla un fil de níquel-crom al voltant de la varilla de quars i tot plegat es troba en un tub de quars.

Els emissors d’infrarojos lleugers es caracteritzen per una baixa productivitat. L’eficàcia del seu flux d’infrarojos no sol superar el 65%

L’essència del treball és el doble ús del filament de filferro. La calor alliberada s'utilitza parcialment per escalfar directament, i en part per augmentar la temperatura de la varilla de quars. Una vareta vermella escalfada també genera fluxos de calor.

Els avantatges dels dispositius tubulars inclouen força raonablement la resistència de tots els components fets de quars i ceràmiques a la negativa atmosfèrica. L’inconvenient és la fragilitat de les peces ceràmiques.

Les especificitats del treball i el disseny de calefactors fosques

Les anomenades fonts "fosques" de fluxos IR són molt més pràctiques que les contrapartides "lleugeres". El seu element radiant en estructura difereix millor. El propi conductor escalfat no irradia energia tèrmica, sinó que l’ofereix la closca metàl·lica que l’envolta.

Com a resultat, la temperatura de funcionament del dispositiu no supera els 400 - 600º. Per tal de no perdre l’energia tèrmica, els emissors foscos estan equipats amb reflectors que redirigeixen els fluxos en la direcció correcta.

Els emissors d’ona llarga del grup fosc no tenen por dels xocs i efectes mecànics similars, perquè un polímer o un element ceràmic fràgil en ells està protegit per un metall com la closca i una capa protectora tèrmica. L’eficiència dels emissors d’aquest grup arriba al 90%.

Però no estan sense defectes. Els calefactors del grup fosc depenen de les funcions de disseny del dispositiu. Si la distància entre l'element radiador principal i la superfície del dispositiu és gran, es rentarà i es refredarà per l'aire que flueix. L'eficiència es redueix com a resultat.

A causa de les funcions de disseny, s’instal·len models foscos per a calefacció d’habitacions amb sostres baixos i zones que necessiten subministrament de calor lineal. Llum: estableix el processament d’habitacions amb un sostre alt i zones allargades verticalment.

Cremadors de gas com a font de raigs infrarojos

Els dispositius en què es produeix un processament sense gasos s’anomenen cremadors de gas o emissors d’infrarojos de gas. L’energia tèrmica alliberada amb gran tensió es transfereix a l’espai a través de la superfície radiant de la unitat.

Es tracta d’escalfadors d’infrarojos a gas de tipus cremador que s’utilitzen a escala industrial durant els treballs de construcció i instal·lació. La quantitat predominant d’energia tèrmica la transmeten els broquets de cremadors ceràmics.

Com s'utilitzen broquets:

• plaques de ceràmica perforada planes o en relleu;
• plaques de ceràmica amb porus distribuïts uniformement;
• elements ceràmics amb pantalla de nichrom de malla, malla metàl·lica i tot tipus de broquets catalítics.

Tots els tipus anteriors de forats en un element de ceràmica o metall són canals de foc.

La generació de calor per la boquilla catalítica es basa en el procés d'oxidació activat quan es subministra gas a la placa

El principal gas per al funcionament d’aquest tipus d’emissors d’infrarojos és el gas, així com la seva versió liquada o gasos creats artificialment. A Rússia, els cremadors estan dissenyats per al processament de gas liquat i principal. L’equipament estranger està dissenyat principalment per processar opcions liquides i artificials.

Els cremadors de gasos per infrarojos processen gas amb un factor de cremada en massa d’aire de pràcticament un. Funcionen amb el gas principal, liquat i artificial

Si no s’incompleixen les normes de funcionament, els productes de combustió procedents del funcionament del cremador de gas s’emeten en una quantitat mínima amb un lleuger contingut d’òxids de nitrogen i monòxid de carboni.

Per subministrar gas, els cremadors amb infrarojos de gas (GIG) estan equipats amb broquets a través dels quals es bombea gas a gran velocitat. Aquest subministrament de gas proporciona la injecció d’aire necessària per a la combustió. És un impuls d'alta velocitat a través de l'injector a la cambra de distribució.

Una estructura metàl·lica està situada a sobre de la boquilla radiant del dispositiu. Augmenta l’eficiència i serveix de suport als plats, si els cremadors estan cuits

El gas no només injecta aire, sinó que també es barreja amb l’injector, donant lloc a una barreja gas-aire adequada per a la combustió completa. Aquesta barreja es desplaça a la superfície del boix ceràmic a través dels seus porus, forats o ranures perforades, on es crema completament en una capa fina amb un gruix no superior a 1,5 mm.

Cremadors amb broquets de ceràmica plana

La quantitat d’energia tèrmica predominant es transfereix a les rajoles ceràmiques escalfades a temperatures ultra altes en menys d’un minut.La superfície exterior de l’element ceràmic es converteix en una font addicional de flux de calor.

Les broquetes de ceràmica representen entre el 40 i el 60% de la radiació transmesa per un escalfador d’infrarojos de gas industrial. Per tal d’augmentar l’eficiència del dispositiu, s’instal·la una pantalla de malla sobre la boquilla. Per augmentar la superfície de transferència de calor, s’enganxen rajoles perforades mitjançant massilla refractària.

Un indicador important és el diàmetre dels canals de foc. Depèn de quin gas pugui processar l’aparell. El nombre total de forats de la rajola de ceràmica depèn del diàmetre. Com més d’ells, més fràgil serà l’element radiant i serà sensible als danys mecànics del GIG.

Escalfadors tipus fines

A més dels broquets de ceràmica plana amb perforació, s’utilitzen elements de relleu. L’ús d’una superfície acanalada en aquest cas estimula el flux d’intercanvi de calor entre la superfície radiant i el gas cremant. Les rajoles ceràmiques de costella s’escalfen millor, mentre que la càrrega tèrmica de l’element radiant no augmenta.

Els tubs de ceràmica plana i costellats s’escalfen fins a 1473 K. Però els elements ceràmics porosos només fins a 1237 K. La versió porosa és més fàcil de fabricar, per tant, més barata. A més, s’utilitzen residus de la indústria ceràmica en la seva producció.

L’ús de broquets de ceràmica amb un element radiador de relleu permet augmentar significativament la zona que transfereix calor al consumidor

El gruix de les rajoles poroses arriba als 30 mm, la qual cosa augmenta significativament la resistència del broquet a la tensió mecànica. Durant el funcionament del cremador amb tal boquilla, la barreja gas-aire que surt de la cambra de distribució es crema fins a 2 mm a la superfície exterior de la rajola ceràmica.

La zona de combustió de la boquilla porosa es desplaça des de la superfície exterior fins a una profunditat de 3-5 mm. En aquest cas, la temperatura de calefacció només arriba a 1123 K.

El desavantatge de les broquetes poroses per a GIG és una resistència hidràulica excessivament alta, a causa de la qual és impossible utilitzar gas principal de baixa pressió en funcionament.

Equip amb malla metàl·lica

Tot i això, tot aquest tipus de broquets estan fets de ceràmica, cosa que significa que malgrat el gruix i tot tipus de trucs del fabricant que vol augmentar la força, encara són fràgils. La fragilitat és especialment molesta si cal que el dispositiu es mogui constantment.

Per tant, per escalfar els llocs durant les obres de construcció o instal·lació, es va desenvolupar un tipus de cremador més durador equipat amb una malla metàl·lica doble. En un dispositiu d'aquest tipus, la barreja gas-aire es processa en el buit situat entre la boquilla i les xarxes. La superfície de la malla externa només escalfa fins a 1023 K.

L’ús d’una malla metàl·lica va permetre augmentar significativament la potència tèrmica de l’emissor d’IR, a més de protegir la tova de ceràmica dels danys

En GIG amb broquets de malla, aquests elements estan formats per aliatges resistents a la calor amb crom i níquel.Les broquetes es fan de manera que la mida de la malla superior permeti passar lliurement la flama i la inferior és mínima, crítica per al pas del foc. Aquí, els emissors de calor per infrarojos poden ser tant de xarxa com d’un.

Si un cremador d’infrarojos processa gas principal o una barreja liquada de propà-butà ampolla de gas, només la xarxa superior participa en la distribució d’energia tèrmica. Si es processa gas amb una càrrega baixa, ambdues quadrícules emeten calor. D’aquesta manera, s’incrementa la transferència de calor.

Tanmateix, el valor màxim de l’eficiència del GIG amb reixetes no supera el 60%, perquè la resistència hidràulica dels broquets és dues vegades superior a la de les rajoles ceràmiques perforades de totes les varietats. És cert que és més petita que la dels broquets porosos.

Dispositius amb major potència tèrmica

La força baixa eficiència dels emissors de infrarojos de gas amb plaques i planxes ceràmiques va conduir a la cerca de maneres d’augmentar la potència tèrmica. El resultat es va aconseguir introduint un nou tipus de broquet, que és un panell de ceràmica amb diverses ranures.

A les escletxes, les ranures tenen una expansió sobtada, les seves obertures d’entrada són més petites que les de sortida. Aquesta solució millora l'eficiència del cremador recirculant els productes de combustió, és a dir. el seu retorn a la base de la flama dins del canal de foc. A més, la flama en aquests models és més estable i és molt menys probable que es produeixi la mort en el vent obert.

Per augmentar la potència tèrmica s’utilitzen diverses tècniques, una de les quals és la compensació dels forats ranurats els uns dels altres. Aquesta solució també contribueix a la protecció del vent.

La secció en viu dels panells de ranures promedia el 55-60% del total de la seva secció real. Els cremadors equipats amb ells funcionen amb gas de pressió mitjana. El pla exterior de la boquilla s’escalfa a 1723 K.

Resistent a la càrrega del vent

L’estabilitat del treball sota la càrrega eòlica és un indicador important per triar un cremador d’infrarojos de gas utilitzat en la construcció o el muntatge de les plantes de producció. Aquesta qualitat està lluny de tots els emissors d’infrarojos industrials que processen gas.

Per a zones exteriors, cal dispositius especials que:

• caracteritzat per injecció estable, segons ràfegues de vent;
• equipat amb un dispositiu per evitar la desviació del raig que surti del broquet;
• protegit del refredament actiu de la superfície de la radiació a causa dels efectes dels vents.

A la fitxa d’equips de gas capaços d’escalfar-se amb un vent rauxat i no sortir, s’indica la resistència del vent. Aquesta característica dels cremadors d’infrarojos produïts comercialment és aproximadament igual a la dels directes, és a dir. exposició frontal al vent i amb flux d'aire lateral.

Una reducció del coeficient d'injecció fa que aparegui una flama a la superfície exterior del panell radiant. En aquest cas, la temperatura baixa bruscament. Redueix el seu aire fred que penetra a la zona de combustió.

La resistència del vent està físicament interconnectada amb la càrrega de calor específica i el volum d’aire que entra a la boquilla durant el període de combustió. Amb un excés i una alta velocitat del flux d’aire, l’eficiència de l’emissor d’infrarojos es redueix. S'acompanya d'una reducció de l'aparició de flames, d'un enfosquiment de la superfície radiant i de la terminació de la unitat en mode sense flames.

Visió general dels fabricants de calefactors IR

Tant empreses nacionals com empreses estrangeres produeixen aparells de gas per crear un microclima favorable al lloc de construcció, al taller, al taller de producció i en instal·lacions similars.

Segons els consumidors, la qualificació dels productes elaborats a Rússia està dirigida pels cremadors de gas de la marca Solyarogaz. L'assortiment presentat per aquesta empresa inclou models dissenyats per a zones de calefacció de diverses mides. Les unitats es poden utilitzar en hivernacles, garatges i en zones obertes.

Un dels més populars al mercat nacional i provat en la pràctica dels equips d’infrarojos de gas és la línia de cremadors de gas i estufes de l’empresa Solyarogaz

L’únic inconvenient que haurien de tenir en compte els compradors i propietaris reals de models de cremadors i estufes de gas del fabricant del capital és la manca de sensors del sistema de seguretat. En vista de què es poden utilitzar en la vida quotidiana, però amb les mesures de precaució.

Els productes de l’empresa Pathfinder no tenen una popularitat inferior. Tot i això, els productes de consum i les opcions de viatge predominen en la gamma de productes que s’ofereixen al comprador.

Les rajoles emprades tant en la calefacció com en la preparació de plats senzills estan força justificades; mini cremadores de llauna de ruixat.

Les característiques excel·lents dels consumidors han rebut escalfadors de gas amb el logotip Aeroheat. Aquest equipament atrau amb fiabilitat, justificat per l'ús de components d'alta qualitat i un cost assequible. Les rajoles i cremadors a gas de Dikson i Sibiryachka s'han demostrat bé.

La llista de calefactors decents de proveïdors estrangers està encapçalada per cremadores de gas i estufes de la companyia sud-coreana Kovea. Els productes de la marca s’utilitzen activament en petits tallers, en llocs de pintura i construcció, en excursions per a camping i pesca.

Les estufes de gas i els cremadors de Hyundai no són inferiors en qualitat i característiques tècniques que els dispositius dels fabricants europeus. En alguns indicadors, fins i tot superen

Per equipar els tallers s’utilitzen més sovint escalfadors de gas de l’empresa italiana Sistema. Els models de sud-coreans Hyundai, els fogons italians de gas Bartolini, que es poden utilitzar tant a casa com a l'oficina, tenen una demanda activa. La fiabilitat i el funcionament estable es distingeixen pels fogons suecs de Timberk, equips xinesos Ballu.

Conclusions i vídeo útil sobre el tema

L’autor del vídeo següent explicarà amb detall el principi de funcionament i els avantatges dels cremadors de gas IR:

Es detalla l'organització de la calefacció per infrarojos al vídeo següent:

A continuació es mostren els passos per instal·lar un aparell de calefacció de gas instal·lat al sostre:

A la Federació Russa, es produeixen diversos tipus de cremadors d’infrarojos, inclosos els models resistents al vent. La gamma que ofereix l’empresa permet triar un dispositiu per escalfar zones exteriors i interiors.

És important abans de comprar per decidir amb quina finalitat i en quines condicions s’utilitzarà l’equip i, a continuació, triar un model més productiu o durador que no tingui por de repetir moviments.