Emissores infravermelhos a gás para instalações industriais: dispositivo, princípio de funcionamento, variedades

Dispositivos de infravermelho que geram fluxos de calor e luz são usados ​​ativamente em vários campos da produção e economia privada. Os emissores de infravermelho a gás mais populares para instalações industriais. Sua ação é baseada na capacidade de um corpo aquecido de liberar o calor recebido no espaço.

Você aprenderá tudo sobre os princípios de operação do equipamento infravermelho em nosso artigo. Falaremos sobre as variedades de equipamentos de infravermelho e suas diferenças características. Apresentando modelos líderes de mercado.

A essência da radiação infravermelha

A radiação infravermelha difere da luz visível comum e familiar. Eles são semelhantes em velocidade com que se espalham e atravessam o espaço. Ambas as variedades são capazes de refratar, refletir e reunir "em um pacote".

Ao contrário da radiação de luz comum, que é ondas eletromagnéticas, o fluxo de IR tem propriedades de onda e quânticas. Ou seja, transfere luz e calor.

Tanto a luz comum quanto a radiação infravermelha são fluxos de ondas eletromagnéticas. A diferença é que, no primeiro caso, o componente visível prevalece, no segundo - o componente visível é combinado com o térmico

A luz fornecida pelos dispositivos infravermelhos se move em ondas. As vibrações eletromagnéticas da luz estão no segmento do espectro de 760 nm (nanômetros) a 540 microns (micrômetros). O calor gerado pelos emissores de infravermelho é um fluxo de quanta. Sua energia varia de 0,0125 a 1,25 eV (elétron-volts).

O fluxo de calor e luz emitido por dispositivos de infravermelho está interconectado. Com o aumento da intensidade da luz, o fluxo quântico de calor diminui. Dependendo da temperatura, a radiação infravermelha pode ser percebida e não percebida pelos nossos olhos. A radiação térmica não é detectada visualmente.

Essa especificidade da radiação infravermelha é usada na indústria para acelerar os processos de polimerização e solidificação. A parte térmica da radiação infravermelha fornece a capacidade de determinar a presença e a localização de uma pessoa ou animal em um período noturno pouco iluminado e apagado.

Os dispositivos de aquecimento infravermelho emitem luz em combinação com a energia térmica usada na formação de um microclima confortável em acampamentos, oficinas, lojas de produção, granjas de aves, estufas e muitos outros objetos

A operação não padronizada de dispositivos de infravermelho que emitem luz em combinação com o calor tornou-se a base para o desenvolvimento de dispositivos de visão noturna. É usado na detecção de falhas, como meio de um alarme oculto e em dispositivos técnicos para fotografar no escuro.

Ambos os componentes radiação infravermelha quase não se dissipam no espaço tratado, eles parecem se concentrar em objetos na zona de influência. O calor entra no corpo do objeto aquecido, a profundidade de penetração depende das propriedades, estrutura e material do objeto. A profundidade varia de um décimo de mm a vários mm.

Aquecedores infravermelhos são instalados no chão, presos às paredes, suspensos no teto. Os dispositivos são caracterizados por combustão sem chama, conservação de oxigênio no espaço circundante, não levantam colunas de poeira, ao contrário dos convectores

Quando usado para fins industriais, o comprimento de onda dos emissores de infravermelho é selecionado com base nas características técnicas do objeto ou substância. Os raios infravermelhos passam livremente pela massa de ar, de modo que o aquecimento é realizado sem perdas visíveis. Esta circunstância é justificadamente considerada uma grande vantagem na produção.

Além de aquecer e iluminar a zona tratada pelo dispositivo, emissores de infravermelho são usados ​​para resolver os seguintes problemas:

Tipos de fontes de infravermelho

As fontes mais simples de radiação infravermelha são familiares para todos nós. lâmpadas incandescentesoperando sob baixa tensão. Sob tais condições, eles emitem principalmente fluxos infravermelhos. A proporção de ondas eletromagnéticas da luz é insignificante, mas, no entanto, é determinada opticamente.

Agora à disposição de consumidores particulares, organizações de construção e manufatura, muitos tipos diferentes de emissores de IR.

O escopo de sua aplicação é determinado por:

• temperatura de operação;
• o valor máximo do comprimento de onda;
• uma área na qual o fluxo infravermelho é distribuído uniformemente.

Dadas as características acima, eles selecionam um dispositivo de radiação projetado para resolver problemas específicos.

Os tipos mais comuns de emissores de infravermelho incluem:

• Lâmpadas com dispositivos refletores de espelho. Na radiação máxima, seu comprimento de onda é de 1,05 mícrons.
• Lâmpadas de tubo de quartzo. Seu comprimento de onda na radiação máxima está na faixa de 2 a 3 mícrons.
• Aquecedores não metálicos com haste. Estruturalmente, eles são complementados com refletores, o comprimento de onda máximo é de 6 a 8 mícrons.
• Aquecedores elétricos tubulares. Amplamente utilizado na vida cotidiana, usado em dispositivos de produção com elementos de aquecimento.
• Queimadores infravermelhos. Eles são equipados com bicos perfurados de cerâmica ou metal. Eles são usados ​​na construção para aquecer áreas externas e internas durante a construção de um edifício, finalizando os trabalhos.

Fontes de raios infravermelhos encontraram aplicação na fazenda. Com a ajuda deles, é realizado o aquecimento de animais jovens de aves e recém-nascidos. Os emissores são instalados em estufas para estimular o crescimento de variedades cultivadas, em ovinos e celeiros para secagem.

As fontes de fluxos infravermelhos são divididas em:

• Lâmpadas infravermelhas. Estes são emissores e dispositivos “leves” que fornecem radiação térmica.
• Aquecedores. Dispositivos usados ​​para aquecer espaços fechados e espaços abertos. Entre eles estão modelos movidos a energia, combustíveis líquidos ou gasosos. O elemento de aquecimento pode ser um elemento de aquecimento ou uma espiral feita de uma liga com alta resistência.

De acordo com a classificação por comprimento de onda, as fontes de infravermelho são divididas em dois grupos principais: escuro e claro. O primeiro trabalho, emitindo ondas longas no espaço, o segundo - curto.

Emissores de infravermelho escuro e claro

Por definição, fontes "brilhantes" são capazes de emitir luz. Os fluxos emitidos por eles são percebidos pela visão, embora ainda seja difícil nomeá-los e usá-los exatamente para esse fim.

Os dispositivos "escuros" fornecem um fluxo de calor invisível para os seres humanos, detectado pela pele do usuário, mas não detectável visualmente. O valor limite entre “claro” e “escuro” é considerado um comprimento de onda de 3 μm. A temperatura limite da superfície aquecida é 700º.

A propriedade de emissores de infravermelho para fornecer energia térmica é usada ativamente em estufas, galinheiros e fazendas para apoiar animais jovens

O representante mais famoso da unidade de aquecimento "escura" é fogão russo de tijolo, muitos séculos aquecendo com sucesso edifícios baixos. Entre as "brilhantes", como já entendemos, uma lâmpada incandescente aparece se não fornecer mais de 12%. Sua principal energia é direcionada à geração de calor.

Recursos dos dispositivos leves do dispositivo

Estruturalmente, as fontes de luz são semelhantes a uma lâmpada incandescente típica. No entanto, existem diferenças nos corpos de calor. Para dispositivos de luz infravermelha, a temperatura não pode exceder o limite de 2270-2770 K. Isso é necessário para aumentar o fluxo de calor, reduzindo a emissão de luz.

Assim como ocorre com as lâmpadas comuns, um corpo de filamento de tungstênio é colocado em um frasco de vidro. Somente a lâmpada está equipada com refletores, graças aos quais toda a energia radiante é focada no objeto aquecido. Ao mesmo tempo, uma pequena parte da energia é gasta no aquecimento da base da lâmpada.

O balão de fontes de luz infravermelha é aquecido a altas temperaturas, porque também participa do processo de transferência de calor para o espaço. A energia térmica de uma lâmpada aquecida não é focada pelo refletor e entra em um espaço impraticável, e é um componente que reduz a eficiência do dispositivo.

Por projeto e método de conexão, as lâmpadas infravermelhas são muito semelhantes às lâmpadas incandescentes comuns. No entanto, a temperatura corporal de trabalho é muito menor, devido à qual sua vida útil é aumentada consideravelmente

O desempenho de uma fonte de infravermelho brilhante não excede 65% em média. Para aumentar, coloque o corpo de aquecimento de tungstênio em um tubo de vidro de quartzo ou em um balão semelhante. Esta solução permite aumentar o comprimento de onda para 3,3 mícrons e reduzir a temperatura para 600º.

Essa opção é usada em aquecedores infravermelhos de quartzo, nos quais um fio de níquel-cromo é enrolado ao redor da haste de quartzo e tudo isso junto está localizado em um tubo de quartzo.

Os emissores de luz infravermelha são caracterizados por baixa produtividade. A eficiência de seu fluxo infravermelho geralmente não excede 65%

A essência do trabalho é o uso duplo de filamentos de arame. O calor liberado é parcialmente usado para aquecimento direto e parcialmente para aumentar a temperatura da haste de quartzo. Uma haste vermelha aquecida também gera fluxos de calor.

As vantagens dos dispositivos tubulares incluem razoavelmente a resistência de todos os componentes feitos de quartzo e cerâmica ao negativo atmosférico. A desvantagem é a fragilidade das peças de cerâmica.

As especificidades do trabalho e design de aquecedores escuros

As chamadas fontes "escuras" dos fluxos de infravermelho são muito mais práticas do que as contrapartes "claras". Seu elemento radiante na estrutura difere para melhor. O próprio condutor aquecido não irradia energia térmica, é fornecido pelo invólucro metálico circundante.

Como resultado, a temperatura operacional do dispositivo não excede 400 - 600º. Para que a energia térmica não seja desperdiçada, os emissores escuros são equipados com refletores que redirecionam os fluxos na direção certa.

Os emissores de ondas longas do grupo escuro não têm medo de choques e efeitos mecânicos semelhantes, porque um polímero frágil ou um elemento cerâmico neles é protegido por um invólucro de metal e uma camada protetora de isolamento térmico. A eficiência dos emissores desse grupo chega a 90%.

Mas eles não estão isentos de falhas. Os aquecedores do grupo escuro dependem dos recursos de design do dispositivo. Se a distância entre o elemento radiante principal e a superfície do dispositivo for grande, ele será lavado e resfriado pelo ar que passa. A eficiência é reduzida como resultado.

Devido às características do projeto, modelos escuros são instalados para aquecer salas com tetos baixos e áreas que requerem suprimento de calor linear. Luz - defina onde é necessário o processamento de salas com teto alto e áreas alongadas verticalmente.

Queimadores a gás como fonte de raios infravermelhos

Os dispositivos nos quais o processamento de gás sem chama ocorre são chamados queimadores ou emissores de infravermelho. A energia térmica liberada com grande tensão é transferida para o espaço através da superfície radiante da unidade.

São aquecedores infravermelhos a gás, do tipo queimador, usados ​​em escala industrial durante os trabalhos de construção e instalação. A quantidade predominante de energia térmica é transmitida pelos bocais do queimador de cerâmica.

Como os bicos são usados:

• placas de cerâmica perfurada que são planas ou com relevo;
• placas de cerâmica com poros uniformemente distribuídos;
• elementos cerâmicos com tela de malha nicrômica, malha metálica e todos os tipos de bocais catalíticos.

Todos os tipos de orifícios acima em um elemento de cerâmica ou metal são canais de incêndio.

A geração de calor pelo bico catalítico é baseada no processo de oxidação ativado quando o gás é fornecido à placa

O principal gás para operação desse tipo de emissor infravermelho é o gás, assim como sua versão liquefeita ou gases criados artificialmente. Na Rússia, os queimadores são projetados para o processamento de gás liquefeito e principal. O equipamento estrangeiro é projetado principalmente para processar opções liquefeitas e artificiais.

Os queimadores de gás infravermelho processam gás com um fator de queima de massa de ar de praticamente um. Eles trabalham no gás principal, liquefeito e artificial

Se as regras de operação não forem violadas, os produtos de combustão resultantes da operação do queimador de gás serão emitidos em uma quantidade mínima com um leve conteúdo de óxidos de nitrogênio e monóxido de carbono.

Para fornecer gás, os queimadores de infravermelho a gás (GIG) são equipados com bicos através dos quais o gás é bombeado em alta velocidade. Esse suprimento de gás fornece a injeção de ar necessária para a combustão. É "empurrado" por um fluxo de alta velocidade através do injetor para a câmara de distribuição.

Uma estrutura metálica está localizada acima do bico radiante do dispositivo. Aumenta a eficiência e serve de suporte para a louça, se os queimadores estiverem cozidos

O gás não apenas injeta ar, mas também se mistura com ele no injetor, resultando em uma mistura gás-ar adequada para combustão completa. Essa mistura se move para a superfície do bico de cerâmica através de seus poros, orifícios ou fendas perfurados, onde queima completamente em uma camada fina com uma espessura não superior a 1,5 mm.

Queimadores com bicos planos de cerâmica

A quantidade predominante de energia térmica é transferida para telhas cerâmicas aquecidas a temperaturas extremamente altas em menos de um minuto.A superfície externa do elemento cerâmico se transforma em uma fonte adicional de fluxo de calor.

Os bicos de cerâmica representam 40 a 60% da radiação transmitida por um aquecedor infravermelho a gás industrial. Para aumentar a eficiência do dispositivo, uma tela de malha é instalada sobre o bico. Para aumentar a superfície de transferência de calor, os ladrilhos perfurados são colados usando massa refratária.

Um indicador importante é o diâmetro dos canais de incêndio. Depende de qual gás o aparelho pode processar. O número total de furos na telha cerâmica depende do diâmetro. Quanto mais deles, mais frágil será o elemento radiante e será sensível aos danos mecânicos do GIG.

Aquecedores tipo aleta

Além de bicos planos de cerâmica com perfuração, são utilizados elementos de alívio. A utilização de uma superfície nervurada, neste caso, estimula o fluxo de troca de calor entre a superfície radiante e o gás em chamas. As telhas cerâmicas com nervuras aquecem melhor, enquanto a carga térmica no elemento radiante não aumenta.

Os bicos de cerâmica planos e nervurados são aquecidos até 1473 K. Mas os elementos cerâmicos porosos apenas até 1237 K. A versão porosa é mais fácil de fabricar, portanto, mais barata. Além disso, os resíduos da indústria cerâmica são utilizados em sua produção.

O uso de bicos de cerâmica com um elemento radiante de alívio permite aumentar significativamente a área que transfere calor para o consumidor

A espessura dos ladrilhos porosos atinge 30 mm, o que aumenta significativamente a resistência do bico ao estresse mecânico. Durante a operação de um queimador com esse bico, a mistura gás-ar que sai da câmara de distribuição queima até 2 mm na superfície externa do ladrilho cerâmico.

A área de combustão no bico poroso se move da superfície externa para uma profundidade de 3-5 mm. Nesse caso, a temperatura de aquecimento atinge apenas 1123 K.

A desvantagem dos bocais porosos para o GIG é uma resistência hidráulica excessivamente alta, por causa da qual é impossível usar gás principal de baixa pressão em operação.

Equipamento com malha metálica

No entanto, todos esses tipos de bicos são feitos de cerâmica, o que significa que, apesar da espessura e de todos os tipos de truques do fabricante que deseja aumentar a resistência, eles ainda são frágeis. A fragilidade é especialmente irritante se o dispositivo precisar ser constantemente movido.

Portanto, para aquecer os locais durante os trabalhos de construção ou instalação, foi desenvolvido um tipo de queimador mais durável, equipado com uma malha dupla de metal. Nesse dispositivo, a mistura gás-ar é processada no espaço entre o bico e as redes. A superfície da malha externa aquece até apenas 1023 K.

O uso de uma malha de metal possibilitou aumentar significativamente a energia térmica do emissor IR, além de proteger o bico de cerâmica contra danos

No GIG com bicos de malha, esses elementos são feitos de ligas resistentes ao calor com cromo e níquel.Os bicos são feitos de modo que o tamanho da malha da malha superior permita que a chama passe livremente, e a inferior é mínima, crítica para a passagem do fogo. Aqui, os emissores de calor por infravermelho podem ser grades ou um.

Se um queimador de infravermelho processar gás principal ou uma mistura liquefeita de propano-butano de garrafa de gás, apenas a grade superior está envolvida na distribuição de energia térmica. Se o gás com carga baixa for processado, ambas as grades emitem calor. Desta forma, a transferência de calor é aumentada.

No entanto, o valor máximo da eficiência do GIG com grades não excede 60%, porque a resistência hidráulica dos bicos é duas vezes maior que a dos ladrilhos perfurados de todas as variedades. É verdade que é menor que o dos bocais porosos.

Dispositivos com maior potência térmica

A eficiência bastante baixa dos emissores de gás infravermelho com placas e grades de cerâmica levou à busca de maneiras de aumentar a energia térmica. O resultado foi alcançado com a introdução de um novo tipo de bico, que é um painel de cerâmica com vários slots.

Na fenda, os slots têm uma expansão repentina, suas entradas são menores que as saídas. Esta solução melhora a eficiência do queimador recirculando os produtos de combustão, ou seja, seu retorno à base da chama dentro do canal de fogo. Além disso, a chama nesses modelos é mais estável e muito menos provável de se extinguir ao vento aberto.

Para aumentar a energia térmica, são utilizadas várias técnicas, uma das quais é o deslocamento dos furos com fenda em relação um ao outro. Esta solução também contribui para a proteção contra o vento.

A seção ativa dos painéis de fenda é em média de 55 a 60% da seção total real. Os queimadores equipados com eles operam com gás de média pressão. O plano externo do bico é aquecido a 1723 K.

Resistente à carga do vento

A estabilidade do trabalho sob carga de vento é um indicador importante para a escolha de um queimador de infravermelho a gás usado na construção ou montagem de plantas de produção. Essa qualidade está longe de todos os emissores de infravermelho industriais que processam gás.

Para áreas externas, são necessários dispositivos especiais que:

• caracterizado por injeção estável, dependendo das rajadas de vento;
• equipado com um dispositivo para impedir o desvio do jato que sai do bico;
• protegido do resfriamento ativo da superfície da radiação devido aos efeitos dos ventos.

Na folha de dados do equipamento a gás capaz de aquecer com um vento forte e não sair, a resistência do vento é indicada. Esta característica dos queimadores infravermelhos produzidos comercialmente é aproximadamente igual à dos queimadores diretos, isto é, exposição frontal ao vento e com fluxo de ar lateral.

Uma redução no coeficiente de injeção faz com que uma chama apareça na superfície externa do painel de irradiação. Nesse caso, a temperatura cai acentuadamente. Reduz o ar frio que penetra na área de combustão.

A resistência do vento está fisicamente interconectada com a carga de calor específica e o volume de ar que entra no bico durante o período de combustão. Com um excesso e alta velocidade do fluxo de ar, a eficiência do emissor infravermelho é reduzida. É acompanhado por uma redução no aparecimento de chamas, escurecimento da superfície radiante e término da unidade no modo sem chama.

Visão geral dos fabricantes de aquecedores infravermelhos

Empresas nacionais e estrangeiras produzem aparelhos a gás para criar um microclima favorável no canteiro de obras, na oficina, oficina de produção e instalações similares.

Segundo os consumidores, a classificação dos produtos fabricados na Rússia é liderada por queimadores a gás da marca Solyarogaz. O sortimento apresentado por esta empresa inclui modelos projetados para aquecimento de áreas de vários tamanhos. As unidades podem ser usadas em estufas, garagens e áreas abertas.

Um dos mais populares no mercado doméstico e comprovado na prática como equipamento infravermelho a gás é a linha de queimadores e fogões a gás da empresa Solyarogaz

A única desvantagem que compradores e proprietários reais de modelos de queimadores e fogões do fabricante da capital devem levar em consideração é a falta de sensores de segurança. Em vista do que, eles podem ser usados ​​na vida cotidiana, mas com a observância de medidas de precaução.

Os produtos da empresa Pathfinder não têm popularidade inferior. No entanto, produtos de consumo e opções de viagem predominam na gama de produtos oferecidos ao comprador.

Os ladrilhos utilizados tanto no aquecimento quanto na preparação de pratos simples são bastante justificados; mini queimadores da lata de spray.

Excelentes características dos consumidores receberam aquecedores a gás com o logotipo Aeroheat. Este equipamento atrai com confiabilidade, justificada pelo uso de componentes de alta qualidade e custo acessível. Os azulejos e os queimadores a gás de Dikson e Sibiryachka provaram ser bons.

A lista de aquecedores de gás decentes de fornecedores estrangeiros é liderada por queimadores e fogões da empresa sul-coreana Kovea. Os produtos da marca são usados ​​ativamente em pequenas oficinas, em locais de pintura e construção, em acampamentos e pesca.

Fogões a gás e queimadores da Hyundai não têm qualidade e características técnicas inferiores aos dispositivos de fabricantes europeus. Em alguns indicadores, eles superam

Para equipar as oficinas, os aquecedores a gás da empresa italiana Sistema são mais usados. Modelos da Hyundai sul-coreana, fogões a gás italianos Bartolini, que podem ser usados ​​tanto em casa quanto no escritório, são muito procurados. Confiabilidade e operação estável são distinguidas pelos fogões suecos Timberk, equipamentos chineses Ballu.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

O autor do vídeo a seguir informará em detalhes o princípio de operação e as vantagens dos queimadores a gás IR:

Detalhes da organização do aquecimento infravermelho são apresentados no vídeo a seguir:

As etapas para instalar um dispositivo de aquecimento a gás montado no teto são mostradas aqui:

Na Federação Russa, são produzidos vários tipos de queimadores de infravermelho, incluindo modelos resistentes ao vento. A gama oferecida pela empresa permite escolher um dispositivo para aquecimento de áreas externas e internas.

Antes de comprar, é importante decidir com que finalidade e em que condições o equipamento será usado e, em seguida, escolha um modelo mais produtivo ou durável que não tenha medo de movimentos repetidos.