Infračervené zářiče pro průmyslové prostory: zařízení, princip činnosti, odrůdy

IR zařízení, která generují toky tepla a světla, se aktivně používají v různých oblastech výroby a soukromé ekonomiky. Nejoblíbenější plynové infračervené zářiče pro průmyslové prostory. Jejich působení je založeno na schopnosti vyhřívaného těla uvolňovat přijaté teplo do vesmíru.

Z našeho článku se dozvíte vše o principech fungování infračerveného zařízení. Budeme hovořit o různých druzích infračerveného vybavení a jejich charakteristických odlišnostech. Představujeme špičkové modely na trhu.

Podstata infračerveného záření

Infračervené záření se liší od běžného a tak známého viditelného světla. Jsou podobné rychlostí, s jakou se šíří a prolínají prostorem. Obě odrůdy jsou schopny lámat, odrážet a shromažďovat „ve svazku“.

Na rozdíl od běžného světelného záření, kterým jsou elektromagnetické vlny, má IR tok jak vlnové, tak kvantové vlastnosti. To znamená, že přenáší světlo i teplo.

Normální světelné i infračervené záření jsou toky elektromagnetických vln. Rozdíl je v tom, že v prvním případě převažuje viditelná složka, ve druhém - viditelná složka je kombinována s tepelnou

Světlo dodávané infračervenými zařízeními se pohybuje ve vlnách. Vibrace elektromagnetického světla jsou v segmentu spektra od 760 nm (nanometry) do 540 mikronů (mikrometry). Teplo generované IR zářiči je tokem quanta. Jejich energie se pohybuje od 0,0125 do 1,25 eV (elektron voltů).

Teplo a světelný tok emitovaný infračervenými zařízeními jsou vzájemně propojeny. S rostoucí intenzitou světla klesá kvantový tepelný tok. V závislosti na teplotě může naše infračervené záření vnímat a nevnímat naše oči. Tepelné záření není vizuálně detekováno.

Tato specifičnost infračerveného záření se v průmyslu používá k urychlení polymerizačních a solidifikačních procesů. Tepelná část infračerveného záření poskytuje schopnost určit přítomnost a umístění osoby nebo zvířete ve špatně osvětleném a neosvětleném nočním období.

Infračervená topná zařízení vyzařují světlo v kombinaci s tepelnou energií používanou při vytváření příjemné mikroklima na kempech, v dílnách, ve výrobních provozech, drůbežárnách, sklenících a mnoha dalších objektech

Nestandardní provoz infračervených zařízení emitujících světlo v kombinaci s teplem se stal základem pro vývoj zařízení pro noční vidění. Používá se při detekci vad, ve skrytém poplachu a v technických zařízeních pro fotografování ve tmě.

Obě složky infračervené záření téměř se v ošetřovaném prostoru nerozptylují, zdá se, že se zaměřují na objekty v zóně jejich vlivu. Teplo vstupuje do těla vyhřívaného objektu, hloubka průniku závisí na vlastnostech, struktuře a materiálu objektu. Hloubka se pohybuje od desetiny mm do několika mm.

Infračervené ohřívače jsou instalovány na podlaze, připevněny ke stěnám a zavěšeny na stropě. Zařízení se vyznačují bezplamenným spalováním, zachováním kyslíku v okolním prostoru, na rozdíl od konvektorů nezvyšují sloupce prachu

Při použití pro průmyslové účely je vlnová délka z infračervených zářičů vybírána na základě technických charakteristik objektu nebo látky. Infračervené paprsky volně procházejí hmotou vzduchu, takže se zahřívání provádí bez znatelných ztrát. Tato okolnost je oprávněně považována za vážnou výhodu ve výrobě.

Kromě zahřívání a osvětlení zóny ošetřené zařízením se infračervené zářiče používají k řešení následujících problémů:

Druhy infračervených zdrojů

Nejjednodušší zdroje infračerveného záření jsou nám známé. žárovkypracující pod nízkým napětím. Za takových podmínek emitují hlavně infračervené proudy. Podíl světelných elektromagnetických vln je zanedbatelný, nicméně je stanoven opticky.

Nyní k dispozici soukromým spotřebitelům, stavebním a výrobním organizacím, mnoho různých typů infračervených zářičů.

Rozsah jejich použití je určen:

• Provozní teplota;
• maximální hodnota vlnové délky;
• oblast, ve které je infračervený tok rovnoměrně distribuován.

Vzhledem k výše uvedeným vlastnostem vybírají vyzařovací zařízení určené k řešení specifických problémů.

Mezi nejčastější typy infračervených zářičů patří:

• Svítilny se zrcadlovými odrazkami. Při maximálním záření je jejich vlnová délka 1,05 mikronů.
• Lampy z křemenné trubice. Jejich vlnová délka při maximálním záření je v rozmezí od 2 do 3 mikronů.
• Ohřívače nekovové tyče. Strukturálně jsou doplněny reflektory, maximální vlnová délka je od 6 do 8 mikronů.
• Trubkové elektrické ohřívače. Široce se používá v každodenním životě, používá se ve výrobních zařízeních s topnými články.
• Infračervené hořáky. Jsou vybaveny keramickými nebo kovovými děrovanými tryskami. Používají se ve stavebnictví pro vytápění venkovních a vnitřních prostor během výstavby budovy, dokončovacích prací.

Zdroje infračervených paprsků našli uplatnění na farmě. S jejich pomocí se provádí zahřívání mladých drůbežích a nově narozených domácích zvířat. Emise jsou instalovány ve sklenících, aby stimulovaly růst pěstovaných odrůd, ve ovcích a sýpkách pro sušení.

Zdroje infračervených toků se dělí na:

• Infračervené žárovky. Jedná se o „světelné“ zářiče a zařízení dodávající tepelné záření.
• Ohřívače. Zařízení používaná pro vytápění uzavřených a otevřených prostor. Mezi ně patří modely poháněné energií, kapalnými nebo plynnými palivy. Topným prvkem může být buď topný prvek nebo spirála vyrobená ze slitiny s vysokým odporem.

Podle klasifikace podle vlnové délky jsou infračervené zdroje rozděleny do dvou hlavních skupin: tmavé a světlé. První práce vyzařováním dlouhých vln do vesmíru, druhá - krátká.

Tmavé a světlé IR zářiče

Podle definice jsou „světlé“ zdroje schopné emitovat světlo. Proudy, které vyzařují, jsou vnímány zrakem, i když je stále obtížné je pojmenovat a použít je právě pro tento účel.

„Tmavá“ zařízení dodávají neviditelný tepelný tok pro člověka, snímaný kůží uživatele, ale není vizuálně detekovatelný. Hraniční hodnota mezi „světlem“ a „tmou“ se považuje za vlnovou délku 3 μm. Mezní teplota zahřátého povrchu je 700 °.

Vlastnost infračervených zářičů pro dodávku tepelné energie se aktivně používá ve sklenících, v kuřecích koších a farmách na podporu mladých zvířat

Nejslavnější představitel "temné" topné jednotky je cihlová ruská kamna, mnoho století úspěšně vytápí nízkopodlažní budovy. Mezi „jasnými“ žárovkami, jak již víme, se žárovka objeví, pokud nepřináší více než 12%. Jeho hlavní energie je zaměřena na výrobu tepla.

Vlastnosti světelných zařízení zařízení

Strukturálně jsou světelné zdroje podobné typické žárovce. Existují však rozdíly v tělech tepla. U světelných infračervených zařízení nesmí teplota překročit mez 2270 - 2770 K. To je nutné ke zvýšení tepelného toku snížením emise světla.

Stejně jako u standardních žárovek se do skleněné baňky vloží tělo z wolframového vlákna. Pouze žárovka je vybavena reflektory, díky kterým je veškerá sálavá energie zaměřena na vyhřívaný objekt. Současně se malá část energie spotřebuje na zahřívání základny baňky.

Baňka světelných infračervených zdrojů se zahřívá na vysoké teploty, protože se také podílí na procesu přenosu tepla do vesmíru. Tepelná energie z vyhřívané žárovky není zaostřována reflektorem a jde do nepracovatelného prostoru a je to součást, která snižuje účinnost zařízení.

Svým designem a způsobem připojení jsou infračervené lampy velmi podobné běžným žárovkám. Jejich pracovní tělesná teplota je však mnohem nižší, díky čemuž se výrazně zvyšuje jejich životnost

Výkon jasného infračerveného zdroje nepřesahuje v průměru 65%. Zvyšuje se umístěním wolframového topného tělesa do zkumavky vyrobené z křemičitého skla nebo podobné baňky. Toto řešení umožňuje zvýšit vlnovou délku na 3,3 mikronů a snížit teplotu na 600 °.

Tato varianta se používá v křemenných infračervených topných tělesech, ve kterých je kolem křemíkové tyče navinut nikl-chromový drát a to vše společně v křemenné trubici.

Světelné infračervené zářiče se vyznačují nízkou produktivitou. Účinnost jejich infračerveného toku obvykle nepřesahuje 65%

Podstatou práce je dvojí použití drátu. Uvolněné teplo se částečně používá k přímému ohřevu a částečně ke zvýšení teploty křemenné tyče. Vyhřívaná červená tyč také vytváří tepelné toky.

Mezi výhody trubkových zařízení patří docela přiměřeně odolnost všech komponentů vyrobených z křemene a keramiky vůči atmosférickým negativům. Nevýhodou je křehkost keramických dílů.

Specifika práce a konstrukce tmavých ohřívačů

Takzvané „tmavé“ zdroje IR toků jsou mnohem praktičtější než „lehké“ protějšky. Jejich vyzařovací prvek ve struktuře se liší k lepšímu. Vyhřívaný vodič sám nevyzařuje tepelnou energii, je dodáván okolním kovovým pláštěm.

Výsledkem je, že provozní teplota zařízení nepřesahuje 400 - 600 °. Aby nedošlo k plýtvání tepelnou energií, jsou tmavé zářiče vybaveny reflektory, které přesměrují toky správným směrem.

Dlouhovlnné zářiče temné skupiny se nebojí šoků a podobných mechanických efektů, protože křehký polymer nebo keramický prvek v nich je chráněn kovovým pláštěm a ochrannou tepelně izolační vrstvou. Účinnost emitorů této skupiny dosahuje 90%.

Ale nejsou bez nedostatků. Ohřívače temné skupiny závisí na konstrukčních vlastnostech zařízení. Pokud je vzdálenost mezi hlavním vyzařovacím prvkem a povrchem zařízení velká, pak se umyje a ochlazuje vzduchem proudícím kolem. Výsledkem je snížení účinnosti.

Díky konstrukčním prvkům jsou instalovány tmavé modely pro vytápění místností s nízkými stropy a oblastí vyžadujících lineární přívod tepla. Svítidlo, které vyžaduje zpracování místností s vysokým stropem a svisle podlouhlými oblastmi.

Plynové hořáky jako zdroj infračervených paprsků

Zařízení, ve kterých probíhá zpracování bez plamenů, se nazývají plynové hořáky nebo plynové infračervené zářiče. Tepelná energie uvolněná při velkém napětí je přenášena do prostoru skrz vyzařující povrch jednotky.

Jedná se o plynové infračervené ohřívače typu hořáku, které se používají v průmyslovém měřítku během stavebních a instalačních prací. Převládající množství tepelné energie je přenášeno tryskami keramického hořáku.

Jako trysky se používají:

• děrované keramické desky, které jsou ploché nebo reliéfní;
• keramické desky s rovnoměrně rozloženými póry;
• keramické prvky s mřížkovým mikrometrem, kovovou mřížkou a všemi druhy katalytických trysek.

Všechny výše uvedené typy otvorů v keramickém nebo kovovém prvku jsou požární kanály.

Výroba tepla katalytickou tryskou je založena na oxidačním procesu aktivovaném, když je plyn dodáván na desku

Hlavním plynem pro provoz tohoto typu infračervených zářičů je plyn, jeho zkapalněná verze nebo uměle vytvořené plyny. V Rusku jsou hořáky určeny ke zpracování zkapalněného a hlavního plynu. Zahraniční zařízení je určeno především pro zpracování zkapalněných a umělých doplňků.

Infračervené plynové hořáky zpracovávají plyn s faktorem hoření vzduchu prakticky jedním. Pracují na hlavním, zkapalněném a umělém plynu

Pokud nejsou porušena provozní pravidla, jsou produkty spalování z provozu plynového hořáku emitovány v minimálním množství s mírným obsahem oxidů dusíku a oxidu uhelnatého.

Pro přívod plynu jsou plynové infračervené hořáky (GIG) vybaveny tryskami, kterými je plyn čerpán vysokou rychlostí. Tento přívod plynu zajišťuje vstřikování vzduchu potřebného ke spalování. Je „tlačen“ vysokorychlostním proudem přes injektor do distribuční komory.

Nad vyzařovací tryskou zařízení je umístěna kovová konstrukce. Zvyšuje účinnost a slouží jako podpora pro nádobí, pokud jsou hořáky vařeny

Plyn nejen vstřikuje vzduch, ale také se s ním mísí v injektoru, což vede ke směsi plynu se vzduchem, která je vhodná pro úplné spalování. Tato směs se přes póry, perforované otvory nebo štěrbiny pohybuje na povrch keramické trysky, kde zcela hoří v tenké vrstvě o tloušťce ne větší než 1,5 mm.

Hořáky s plochými keramickými tryskami

Převládající množství tepelné energie se přenáší na keramické dlaždice zahřáté na velmi vysoké teploty za méně než minutu.Vnější povrch keramického prvku se stává dalším zdrojem tepelného toku.

Keramické trysky představují 40 až 60% záření přenášeného průmyslovým plynovým infračerveným ohřívačem. Aby se zvýšila účinnost zařízení, je přes trysku instalována síťovina. Pro zvýšení povrchu přenosu tepla se děrované dlaždice lepí pomocí žáruvzdorného tmelu.

Důležitým ukazatelem je průměr požárních kanálů. Záleží na tom, jaký plyn může zařízení zpracovat. Celkový počet otvorů v keramické dlaždici závisí na průměru. Čím více z nich, tím křehčí bude vyzařovací prvek a bude citlivý na mechanické poškození GIG.

Ohřívače typu Finned

Kromě plochých keramických trysek s perforací se používají reliéfní prvky. Použití žebrovaného povrchu v tomto případě stimuluje tok výměny tepla mezi sálavým povrchem a spalovacím plynem. Žebrované keramické dlaždice se zahřívají lépe, zatímco tepelné zatížení vyzařovacího prvku se nezvyšuje.

Ploché a žebrované keramické trysky se zahřívají až na 1473 K. Porézní keramické prvky však dosahují až 1237 K. Porézní verze se tedy snáze vyrábí, proto je levnější. Kromě toho se při jeho výrobě používá odpad z keramického průmyslu.

Použití keramických trysek s reliéfním vyzařovacím prvkem vám umožňuje výrazně zvětšit oblast, která přenáší teplo na spotřebitele

Tloušťka porézních dlaždic dosahuje 30 mm, což výrazně zvyšuje odolnost trysky vůči mechanickému namáhání. Během provozu hořáku s takovou tryskou hoří směs plynu a vzduchu opouštějící distribuční komoru až 2 mm na vnějším povrchu keramické dlaždice.

Spalovací plocha v porézní trysce se pohybuje od vnějšího povrchu do hloubky 3-5 mm. V tomto případě teplota topení dosáhne pouze 1123 K.

Nevýhodou porézních trysek pro GIG je příliš vysoký hydraulický odpor, díky čemuž není možné při provozu používat nízkotlaký hlavní plyn.

Zařízení s kovovou sítí

Všechny tyto typy trysek jsou však vyrobeny z keramiky, což znamená, že i přes tloušťku a všechny druhy triků výrobce, který chce zvýšit pevnost, jsou stále křehké. Křehkost je obzvláště nepříjemná, pokud je třeba zařízení neustále přemisťovat.

Proto byl pro stavbu během stavebních nebo instalačních prací ohříván trvalejší typ hořáku vybaveného dvojitou kovovou sítí. V takovém zařízení se směs plyn-vzduch zpracovává v mezeře mezi tryskou a sítěmi. Povrch vnější sítě se zahřívá až na 1023 K.

Použití kovové sítě umožnilo výrazně zvýšit tepelný výkon IR zářiče a chránit keramickou trysku před poškozením

V GIG se síťovými tryskami jsou tyto prvky vyrobeny z tepelně odolných slitin s chromem a niklem.Trysky jsou vyrobeny tak, že velikost ok horní sítě umožňuje plamenům volně procházet, a spodní je minimální, kritická pro průchod ohněm. Zde mohou být infračervené zdroje tepla jak mřížky, tak i jedna.

Pokud infračervený hořák zpracovává hlavní plyn nebo zkapalněnou směs propan-butanu plynová láhev, do distribuce tepelné energie je zapojena pouze horní mřížka. Pokud je zpracován plyn s nízkým zatížením, obě mřížky vyzařují teplo. Tímto způsobem je zvýšen přenos tepla.

Maximální hodnota účinnosti GIG s mřížkami však nepřesahuje 60%, protože hydraulický odpor trysek je dvakrát větší než u perforovaných keramických dlaždic všech odrůd. Je pravda, že je menší než u porézních trysek.

Zařízení se zvýšenou tepelnou energií

Poměrně nízká účinnost zářičů infračerveného plynu s keramickými deskami a mřížkami vedla k hledání způsobů, jak zvýšit tepelnou energii. Výsledek byl dosažen zavedením nového typu trysky, což je keramický panel s řadou štěrbin.

Ve štěrbině mají štěrbiny náhlé rozpínání, jejich vstupní otvory jsou menší než výstupní otvory. Toto řešení zlepšuje účinnost hořáku recirkulací spalin, tj. jejich návrat na základnu plamene uvnitř ohnivého kanálu. Kromě toho je plamen v těchto modelech stabilnější a mnohem méně pravděpodobný, že vymře v otevřeném větru.

Ke zvýšení tepelné energie se používají různé techniky, z nichž jedna je vzájemným posunem štěrbinových otvorů. Toto řešení také přispívá k ochraně větru.

Živá část štěrbinových panelů je v průměru 55-60% jejich skutečné celkové sekce. Hořáky, které jsou jimi vybaveny, pracují na středotlaký plyn. Vnější rovina trysky je zahřátá na 1723 K.

Odolné proti větru

Stabilita práce při zatížení větrem je důležitým ukazatelem pro výběr plynového infračerveného hořáku použitého při výstavbě nebo montáži výrobních závodů. Tato kvalita není daleko od všech průmyslových infračervených zářičů, které zpracovávají plyn.

Pro venkovní prostory jsou zapotřebí speciální zařízení, která:

• charakterizované stabilním vstřikováním v závislosti na nárazech větru;
• vybavené zařízením pro zabránění odchylky trysky vystupující z trysky;
• chráněno před aktivním chlazením radiačního povrchu vlivem větru.

V datovém listu plynového zařízení schopného zahřívat se nárazovým větrem a nezhasnout, je uveden odpor větru. Tato charakteristika komerčně vyráběných infračervených hořáků je přibližně stejná jako u přímých, tj. čelní vystavení větru a s bočním proudem vzduchu.

Snížení koeficientu vstřikování způsobí, že se na vnějším povrchu vyzařovacího panelu objeví plamen. V tomto případě prudce poklesne teplota. Snižuje jeho studený vzduch pronikající do spalovacího prostoru.

Odpor větru je fyzicky propojen se specifickým tepelným zatížením a objemem vzduchu vstupujícího do trysky během doby spalování. Při nadměrné a vysoké rychlosti proudění vzduchu se snižuje účinnost infračerveného emitoru. Je doprovázeno snížením výskytu plamenů, ztmavnutím vyzařovací plochy a ukončením jednotky v bezplamenném režimu.

Přehled výrobců IR ohřívačů

Domácí i zahraniční společnosti vyrábějí plynová zařízení pro vytvoření příznivého mikroklima na staveništi, v dílně, výrobní dílně a podobných zařízeních.

Podle spotřebitelů je hodnocení ruských výrobků vedeno plynovými hořáky značky Solyarogaz. Sortiment představený touto společností zahrnuje modely určené pro vytápění oblastí různých velikostí. Jednotky mohou být použity ve sklenících, garážích a na otevřených prostranstvích.

Jedním z nejoblíbenějších na domácím trhu a v praxi osvědčeným typem plynového infračerveného zařízení je řada plynových hořáků a kamen od společnosti Solyarogaz

Jedinou nevýhodou, kterou by měli brát v úvahu kupující a skuteční majitelé modelů plynových hořáků a kamen od výrobce kapitálu, je nedostatek senzorů zabezpečovacího systému. Vzhledem k tomu, že mohou být použity v každodenním životě, ale s dodržováním preventivních opatření.

Produkty od společnosti Pathfinder nejsou v popularitě horší. Spotřební zboží a možnosti cestování však dominují v sortimentu produktů nabízených kupujícímu.

Dlaždice používané jak při zahřívání, tak při přípravě jednoduchých pokrmů jsou zcela odůvodněné; mini hořáky ze spreje.

Vynikající vlastnosti od spotřebitelů obdržely plynové topení s logem Aeroheat. Toto zařízení přitahuje spolehlivost, odůvodněno použitím vysoce kvalitních součástí a dostupnou cenou. Dlaždice a plynové hořáky od Dikson a Sibiryachka se osvědčily.

Seznam slušných plynových ohřívačů od zahraničních dodavatelů je veden plynovými hořáky a kamny z jihokorejské společnosti Kovea. Výrobky této značky se aktivně používají v malých dílnách, na malířských a stavitelských místech, na výletech a rybaření.

Plynová kamna a hořáky od společnosti Hyundai nejsou kvalitou a technickými vlastnostmi horší než zařízení evropských výrobců. U některých ukazatelů dokonce lepší

K vybavení dílen se častěji používají plynové ohřívače od italské společnosti Sistema. Modely z jihokorejských Hyundai, italských plynových kamen Bartolini, které lze použít doma i v kanceláři, jsou aktivně žádané. Spolehlivost a stabilní provoz se vyznačují švédskými kamny Timberk, čínským zařízením Ballu.

Závěry a užitečné video na toto téma

Autor následujícího videa vám podrobně řekne o principu činnosti a výhodách plynových hořáků IR:

Podrobnosti o organizaci infračerveného vytápění jsou uvedeny v následujícím videu:

Zde jsou uvedeny kroky pro instalaci plynového topného zařízení namontovaného na stropu:

V Ruské federaci se vyrábějí různé typy infračervených hořáků, včetně modelů odolných proti větru. Rozsah nabízený společností vám umožňuje vybrat zařízení pro vytápění venkovních a vnitřních prostor.

Před nákupem je důležité se rozhodnout, za jakým účelem a za jakých podmínek bude zařízení používáno, a poté zvolit buď produktivnější nebo odolnější model, který se nebojí opakovaných pohybů.