Emisores infrarrojos de gas para locales industriales: dispositivo, principio de funcionamiento, variedades
Los dispositivos IR que generan flujos de calor y luz se utilizan activamente en varios campos de producción y economía privada. Los emisores infrarrojos de gas más populares para locales industriales. Su acción se basa en la capacidad de un cuerpo calentado para liberar el calor recibido al espacio.
Aprenderá todo sobre los principios de funcionamiento de los equipos de infrarrojos de nuestro artículo. Hablaremos sobre las variedades de equipos infrarrojos y sus diferencias características. Presentamos modelos líderes en el mercado.
El contenido del artículo:
La esencia de la radiación infrarroja.
La radiación infrarroja difiere de la luz visible ordinaria y tan familiar. Son similares en velocidad con la que se extienden y cruzan el espacio. Ambas variedades son capaces de refractarse, reflejarse y reunirse "en un paquete".
A diferencia de la radiación de luz ordinaria, que son ondas electromagnéticas, el flujo IR tiene propiedades tanto de onda como cuánticas. Es decir, transfiere luz y calor.
La luz suministrada por los dispositivos infrarrojos se mueve en ondas. Las vibraciones de luz electromagnética están en el segmento del espectro de 760 nm (nanómetros) a 540 micras (micrómetros). El calor generado por los emisores de IR es un flujo de cuantos. Su energía varía de 0.0125 a 1.25 eV (electronvoltios).
El calor y el flujo de luz emitidos por los dispositivos infrarrojos están interconectados. Con el aumento de la intensidad de la luz, el flujo de calor cuántico disminuye. Dependiendo de la temperatura, la radiación infrarroja puede ser percibida y no percibida por nuestros ojos. La radiación térmica no se detecta visualmente.
Esta especificidad de la radiación infrarroja se utiliza en la industria para acelerar los procesos de polimerización y solidificación. La parte térmica de la radiación infrarroja proporciona la capacidad de determinar la presencia y ubicación de una persona o animal en un período nocturno con poca luz y sin luz.
El funcionamiento no estándar de dispositivos infrarrojos que emiten luz en combinación con calor se ha convertido en la base para el desarrollo de dispositivos de visión nocturna. Se utiliza en la detección de defectos, en el medio de una alarma oculta y en dispositivos técnicos para fotografiar en la oscuridad.
Ambos componentes radiación infrarroja casi no se disipan en el espacio tratado, parecen enfocarse en objetos en la zona de su influencia. El calor ingresa al cuerpo del objeto calentado, la profundidad de penetración depende de las propiedades, estructura y material del objeto. La profundidad varía de una décima de mm a varios mm.
Cuando se utiliza con fines industriales, la longitud de onda de los emisores de infrarrojos se selecciona en función de las características técnicas del objeto o sustancia. Los rayos IR pasan libremente a través de la masa de aire, por lo que el calentamiento se lleva a cabo sin pérdidas notables. Esta circunstancia se considera justificadamente una gran ventaja en la producción.
Además de calentar e iluminar la zona tratada por el dispositivo, se utilizan emisores de infrarrojos para resolver los siguientes problemas:
Tipos de fuentes infrarrojas
Las fuentes más simples de radiación infrarroja nos son familiares a todos. lámparas incandescentesoperando bajo bajo voltaje. Bajo tales condiciones, emiten principalmente corrientes infrarrojas. La proporción de ondas electromagnéticas de luz es insignificante, pero, sin embargo, se determina ópticamente.
Ahora a disposición de los consumidores privados, organizaciones de construcción y fabricación, muchos tipos diferentes de emisores de infrarrojos.
El alcance de su aplicación está determinado por:
- temperatura de funcionamiento;
- el valor máximo de la longitud de onda;
- Un área en la que el flujo infrarrojo se distribuye uniformemente.
Dadas las características anteriores, seleccionan un dispositivo radiante diseñado para resolver problemas específicos.
Los tipos más comunes de emisores de infrarrojos incluyen:
- Lámparas con dispositivos reflectantes de espejo. A la radiación máxima, su longitud de onda es de 1.05 micras.
- Lámparas de tubo de cuarzo. Su longitud de onda a la radiación máxima está en el rango de 2 a 3 micras.
- Varilla de calentadores no metálicos. Estructuralmente, se complementan con reflectores, la longitud de onda máxima es de 6 a 8 micras.
- Calentadores tubulares eléctricos. Ampliamente utilizado en la vida cotidiana, utilizado en dispositivos de producción con elementos calefactores.
- Quemadores infrarrojos. Están equipados con boquillas perforadas de cerámica o metal. Se utilizan en la construcción para calentar áreas exteriores e interiores durante la construcción de un edificio, terminando el trabajo.
Las fuentes de rayos infrarrojos han encontrado aplicación en la granja. Con su ayuda, se lleva a cabo el calentamiento de aves jóvenes y animales domésticos recién nacidos. Los emisores se instalan en invernaderos para estimular el crecimiento de variedades cultivadas, en ovinos y graneros para el secado.
Las fuentes de corrientes infrarrojas se dividen en:
- Lámparas infrarrojas. Estos son emisores y dispositivos de "luz" que suministran radiación térmica.
- Calentadores. Dispositivos utilizados para calentar espacios cerrados y espacios abiertos. Entre ellos se encuentran modelos alimentados por energía, combustibles líquidos o gaseosos. El elemento calefactor puede ser un elemento calefactor o una espiral hecha de una aleación con alta resistencia.
Según la clasificación por longitud de onda, las fuentes infrarrojas se dividen en dos grupos principales: oscuro y claro. Los primeros funcionan emitiendo ondas largas en el espacio, los segundos cortos.
Emisores IR oscuros y claros
Por definición, las fuentes "brillantes" son capaces de emitir luz. Las corrientes emitidas por ellas se perciben a la vista, aunque todavía es difícil nombrarlas y utilizarlas precisamente para este propósito.
Los dispositivos "oscuros" proporcionan un flujo de calor invisible para los humanos, detectado por la piel del usuario, pero no detectable visualmente. El valor límite entre "claro" y "oscuro" se considera una longitud de onda de 3 μm. La temperatura límite de la superficie calentada es de 700º.
El representante más famoso de la unidad de calefacción "oscura" es estufa rusa de ladrillo, muchos siglos calentando con éxito edificios de poca altura. Entre los "brillantes", como ya entendemos, aparece una bombilla incandescente si no suministra más del 12%. Su energía principal se dirige a la generación de calor.
Características del dispositivo dispositivos de luz
Estructuralmente, las fuentes de luz son similares a una lámpara incandescente típica. Sin embargo, hay diferencias en los cuerpos de calor. Para dispositivos infrarrojos ligeros, la temperatura no puede exceder el límite de 2270-2770 K. Esto es necesario para aumentar el flujo de calor al reducir la emisión de luz.
Al igual que con las bombillas estándar, se coloca un cuerpo de filamento de tungsteno en un matraz de vidrio. Solo la bombilla está equipada con reflectores, gracias a los cuales toda la energía radiante se enfoca en el objeto calentado. Al mismo tiempo, una pequeña parte de la energía se gasta en calentar la base de la bombilla.
El matraz de fuentes de luz infrarroja se calienta a altas temperaturas, porque también participa en el proceso de transferencia de calor al espacio. La energía térmica de una bombilla calentada no es enfocada por el reflector y entra en un espacio inviable, y es un componente que reduce la eficiencia del dispositivo.
El rendimiento de una fuente infrarroja brillante no supera el 65% en promedio. Se aumenta colocando el cuerpo de calentamiento de tungsteno en un tubo de vidrio de cuarzo o un matraz similar. Esta solución le permite aumentar la longitud de onda a 3.3 micrones y reducir la temperatura a 600º.
Esta opción se utiliza en calentadores infrarrojos de cuarzo, en los que se enrolla un alambre de níquel-cromo alrededor de la varilla de cuarzo y todo esto se encuentra en un tubo de cuarzo.
La esencia del trabajo es el doble uso del filamento de alambre. El calor liberado se usa en parte para el calentamiento directo y en parte para elevar la temperatura de la barra de cuarzo. Una barra roja calentada también genera flujos de calor.
Las ventajas de los dispositivos tubulares incluyen bastante razonablemente la resistencia de todos los componentes hechos de cuarzo y cerámica al negativo atmosférico. La desventaja es la fragilidad de las piezas cerámicas.
Los detalles del trabajo y el diseño de los calentadores oscuros.
Las llamadas fuentes "oscuras" de las corrientes IR son mucho más prácticas que las contrapartes "claras". Su elemento radiante en estructura difiere para mejor. El conductor calentado en sí no irradia energía térmica, es suministrado por la carcasa metálica circundante.
Como resultado, la temperatura de funcionamiento del dispositivo no supera los 400 - 600º. Para que la energía térmica no se desperdicie, los emisores oscuros están equipados con reflectores que redirigen los flujos en la dirección correcta.
Los emisores de onda larga del grupo oscuro no temen los golpes y los efectos mecánicos similares, porque un polímero frágil o elemento cerámico en ellos está protegido por una carcasa metálica y una capa protectora aislante del calor. La eficiencia de los emisores de este grupo alcanza el 90%.
Pero no están exentos de defectos. Los calentadores del grupo oscuro dependen de las características de diseño del dispositivo. Si la distancia entre el elemento radiante principal y la superficie del dispositivo es grande, entonces será lavada y enfriada por el aire que pasa. La eficiencia se reduce como resultado.
Debido a las características de diseño, se instalan modelos oscuros para calentar habitaciones con techos bajos y áreas que requieren suministro de calor lineal. Luz: se establece donde se requiere el procesamiento de habitaciones con techos altos y áreas alargadas verticalmente.
Quemadores de gas como fuente de rayos infrarrojos.
Los dispositivos en los que se produce el procesamiento de gas sin llama se denominan quemadores de gas o emisores infrarrojos de gas. La energía térmica liberada con gran tensión se transfiere al espacio a través de la superficie radiante de la unidad.
Se trata de calentadores infrarrojos de gas del tipo de quemador que se utilizan a escala industrial durante los trabajos de construcción e instalación. La cantidad predominante de energía térmica es transmitida por las boquillas de los quemadores de cerámica.
Como se usan las boquillas:
- placas de cerámica perforadas que son planas o en relieve;
- placas de cerámica con poros distribuidos uniformemente;
- Elementos cerámicos con pantalla de malla de nicromo, malla metálica y todo tipo de boquillas catalíticas.
Todos los tipos de agujeros anteriores en un elemento de cerámica o metal son canales de fuego.
El principal gas para el funcionamiento de este tipo de emisores infrarrojos es el gas, así como su versión licuada o gases creados artificialmente. En Rusia, los quemadores están diseñados para el procesamiento de gas licuado y principal. El equipo extranjero está diseñado principalmente para procesar opciones licuadas y artificiales.
Si no se violan las reglas de funcionamiento, los productos de combustión del funcionamiento del quemador de gas se emiten en una cantidad mínima con un ligero contenido de óxidos de nitrógeno y monóxido de carbono.
Para suministrar gas, los quemadores infrarrojos de gas (GIG) están equipados con boquillas a través de las cuales se bombea gas a alta velocidad. Este suministro de gas proporciona la inyección de aire requerida para la combustión. Es "empujado" por un flujo de alta velocidad a través del inyector hacia la cámara de distribución.
El gas no solo inyecta aire, sino que también se mezcla con él en el inyector, lo que da como resultado una mezcla de gas-aire adecuada para la combustión completa. Esta mezcla se mueve hacia la superficie de la boquilla de cerámica a través de sus poros, agujeros perforados o ranuras, donde se quema por completo en una capa delgada con un espesor de no más de 1.5 mm.
Quemadores con boquillas planas de cerámica
La cantidad predominante de energía térmica se transfiere a las baldosas cerámicas calentadas a temperaturas ultra altas en menos de un minuto.La superficie exterior del elemento cerámico se convierte en una fuente adicional de flujo de calor.
Las boquillas de cerámica representan del 40 al 60% de la radiación transmitida por un calentador infrarrojo de gas industrial. Para aumentar la eficiencia del dispositivo, se instala una pantalla de malla sobre la boquilla. Para aumentar la superficie de transferencia de calor, las baldosas perforadas se pegan con masilla refractaria.
Un indicador importante es el diámetro de los canales de fuego. Depende de qué gas pueda procesar el aparato. El número total de agujeros en la baldosa cerámica depende del diámetro. Cuantos más, más frágil será el elemento radiante y será sensible al daño mecánico del GIG.
Calentadores de aletas
Además de las boquillas de cerámica planas con perforación, se utilizan elementos de alivio. El uso de una superficie acanalada en este caso estimula el flujo de intercambio de calor entre la superficie radiante y el gas en llamas. Las baldosas cerámicas acanaladas se calientan mejor, mientras que la carga térmica en el elemento radiante no aumenta.
Las boquillas de cerámica planas y acanaladas se calientan hasta 1473 K. Pero los elementos cerámicos porosos solo hasta 1237 K. La versión porosa es más fácil de fabricar, por lo tanto, más barata. Además, los desechos de la industria cerámica se utilizan en su producción.
El grosor de las baldosas porosas alcanza los 30 mm, lo que aumenta significativamente la resistencia de la boquilla a la tensión mecánica. Durante el funcionamiento de un quemador con una boquilla de este tipo, la mezcla de gas y aire que sale de la cámara de distribución se quema hasta 2 mm en la superficie exterior de la baldosa cerámica.
El área de combustión en la boquilla porosa se mueve desde la superficie exterior a una profundidad de 3-5 mm. En este caso, la temperatura de calentamiento alcanza solo 1123 K.
La desventaja de las boquillas porosas para GIG es una resistencia hidráulica excesivamente alta, por lo que es imposible usar gas principal de baja presión en funcionamiento.
Equipamiento con malla metálica
Sin embargo, todos estos tipos de boquillas están hechas de cerámica, lo que significa que a pesar del grosor y todo tipo de trucos del fabricante que desea aumentar la resistencia, siguen siendo frágiles. La fragilidad es especialmente molesta si el dispositivo necesita ser movido constantemente.
Por lo tanto, para calentar los sitios durante los trabajos de construcción o instalación, se desarrolló un tipo de quemador más duradero equipado con una malla metálica doble. En dicho dispositivo, la mezcla de gas y aire se procesa en el espacio entre la boquilla y las redes. La superficie de la malla externa se calienta hasta solo 1023 K.
En GIG con boquillas de malla, estos elementos están hechos de aleaciones resistentes al calor con cromo y níquel.Las boquillas se hacen de modo que el tamaño de la malla de la malla superior permita que la llama pase libremente, y la inferior es mínima, fundamental para el paso del fuego. Aquí, los emisores de calor infrarrojos pueden ser tanto rejillas como una.
Si un quemador infrarrojo procesa gas principal o una mezcla licuada de propano-butano de botella de gas, solo la red superior está involucrada en la distribución de energía térmica. Si se procesa gas con baja carga, ambas rejillas emiten calor. De esta manera, se incrementa la transferencia de calor.
Sin embargo, el valor máximo de la eficiencia de GIG con rejillas no supera el 60%, porque la resistencia hidráulica de las boquillas es dos veces mayor que la de las baldosas cerámicas perforadas de todas las variedades. Es cierto que es más pequeño que el de las boquillas porosas.
Dispositivos con mayor potencia térmica.
La eficiencia bastante baja de los emisores de gas infrarrojos con placas y rejillas de cerámica condujo a la búsqueda de formas de aumentar la potencia térmica. El resultado se logró mediante la introducción de un nuevo tipo de boquilla, que es un panel de cerámica con varias ranuras.
En la ranura, las ranuras tienen una expansión repentina, sus aberturas de entrada son más pequeñas que las de salida. Esta solución mejora la eficiencia del quemador al recircular los productos de combustión, es decir. su regreso a la base de la llama dentro del canal de fuego. Además, la llama en tales modelos es más estable y es mucho menos probable que se extinga con el viento abierto.
La sección en vivo de los paneles de hendidura promedia el 55-60% de su sección total real. Los quemadores equipados con ellos funcionan con gas de presión media. El plano exterior de la boquilla se calienta a 1723 K.
Resistente a la carga del viento.
La estabilidad del trabajo bajo la carga del viento es un indicador importante para elegir un quemador infrarrojo de gas utilizado en la construcción o montaje de plantas de producción. Esta calidad está lejos de todos los emisores infrarrojos industriales que procesan gas.
Para áreas al aire libre, se necesitan dispositivos especiales que:
- caracterizado por inyección estable, dependiendo de las ráfagas de viento;
- equipado con un dispositivo para evitar la desviación del chorro que sale de la boquilla;
- protegido del enfriamiento activo de la superficie de radiación debido a los efectos de los vientos.
En la hoja de datos del equipo de gas capaz de calentar con un viento racheado y no salir, se indica la resistencia al viento. Esta característica de los quemadores infrarrojos producidos comercialmente es aproximadamente igual a la de los directos, es decir exposición frontal al viento, y con flujo de aire lateral.
Una reducción en el coeficiente de inyección hace que aparezca una llama en la superficie exterior del panel radiante. En este caso, la temperatura cae bruscamente. Reduce su aire frío que penetra en el área de combustión.
La resistencia al viento está físicamente interconectada con la carga de calor específica y el volumen de aire que ingresa a la boquilla durante el período de combustión. Con un exceso y una alta velocidad del flujo de aire, se reduce la eficiencia del emisor de infrarrojos. Se acompaña de una reducción en la aparición de llamas, oscurecimiento de la superficie radiante y la terminación de la unidad en modo sin llama.
Descripción general de los fabricantes de calentadores IR
Tanto las compañías nacionales como las extranjeras producen aparatos de gas para crear un microclima favorable en el sitio de construcción, en el taller, en el taller de producción y en instalaciones similares.
Según los consumidores, la calificación de los productos de fabricación rusa está encabezada por quemadores de gas de la marca Solyarogaz. El surtido presentado por esta compañía incluye modelos diseñados para calentar áreas de varios tamaños. Las unidades se pueden usar en invernaderos, garajes y en áreas abiertas.
El único inconveniente que los compradores y propietarios reales de los modelos de quemadores de gas y estufas del fabricante de la capital deben tener en cuenta es la falta de sensores del sistema de seguridad. En vista de qué, se pueden usar en la vida cotidiana, pero con la observancia de medidas de precaución.
Los productos de la compañía Pathfinder no son inferiores en popularidad. Sin embargo, los productos de consumo y las opciones de viaje predominan en la gama de productos ofrecidos al comprador.
Los azulejos utilizados tanto en calefacción como en la preparación de platos sencillos están bastante justificados; mini quemadores de aerosol.
Excelentes características de los consumidores recibieron calentadores de gas con el logotipo Aeroheat. Este equipo atrae con fiabilidad, justificado por el uso de componentes de alta calidad y costo asequible. Las baldosas y los quemadores de gas de Dikson y Sibiryachka han demostrado ser buenos.
La lista de calentadores de gas decentes de proveedores extranjeros está encabezada por quemadores de gas y estufas de la compañía surcoreana Kovea. Los productos de la marca se usan activamente en pequeños talleres, en sitios de pintura y construcción, en viajes de campamento y pesca.
Para equipar los talleres, se utilizan con mayor frecuencia los calentadores de gas de la empresa italiana Sistema. Los modelos de Hyundai de Corea del Sur, las cocinas de gas italianas Bartolini, que se pueden usar tanto en casa como en la oficina, tienen una demanda activa. La fiabilidad y el funcionamiento estable se distinguen por las estufas suecas Timberk, el equipo chino Ballu.
Conclusiones y video útil sobre el tema.
El autor del siguiente video le informará en detalle sobre el principio de funcionamiento y las ventajas de los quemadores de gas IR:
Los detalles de la organización del calentamiento por infrarrojos se presentan en el siguiente video:
Aquí se muestran los pasos para instalar un aparato de calefacción de gas montado en el techo:
En la Federación de Rusia, se producen varios tipos de quemadores infrarrojos, incluidos los modelos resistentes al viento. La gama ofrecida por la compañía le permite elegir un dispositivo para calentar áreas exteriores e interiores.
Antes de comprar, es importante decidir con qué propósito y en qué condiciones se utilizará el equipo, y luego elegir un modelo más productivo o duradero que no tenga miedo a los movimientos repetidos.
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