Emițătoare cu infraroșu de gaze pentru spații industriale: dispozitiv, principiu de funcționare, soiuri

Dispozitivele IR care generează fluxuri de căldură și lumină sunt utilizate în mod activ în diferite domenii ale producției și economiei private. Cele mai populare emițătoare cu infraroșu de gaze pentru spații industriale. Acțiunea lor se bazează pe capacitatea unui corp încălzit de a elibera căldura primită în spațiu.

Veți afla totul despre principiile de funcționare a echipamentelor cu infraroșu din articolul nostru. Vom vorbi despre varietățile de echipamente cu infraroșu și despre diferențele lor caracteristice. Introducerea de modele lider pe piață.

Esența radiațiilor infraroșii

Radiația infraroșie diferă de lumina vizibilă obișnuită și atât de familiară. Sunt similare ca viteză cu care se răspândesc și traversează spațiul. Ambele soiuri sunt capabile să refracteze, să reflecte și să adune „într-un pachet”.

Spre deosebire de radiațiile obișnuite de lumină, care sunt unde electromagnetice, fluxul IR are atât proprietăți de undă cât și cuantice. Adică transferă lumina și căldura.

Atât lumina obișnuită, cât și radiațiile infraroșii sunt fluxuri de unde electromagnetice. Diferența este că în primul caz predomină componenta vizibilă, în al doilea - componenta vizibilă este combinată cu cea termică

Lumina furnizată de dispozitivele infraroșii se deplasează în valuri. Vibrațiile de lumină electromagnetică sunt în segmentul spectrului de la 760 nm (nanometri) la 540 microni (micrometri). Căldura generată de emitenții IR este un flux de canta. Energia lor variază între 0,0125 și 1,25 eV (electroni volți).

Fluxul de căldură și lumină emis de dispozitivele infraroșii sunt interconectate. Odată cu creșterea intensității luminii, fluxul de căldură cuantic scade. În funcție de temperatură, radiațiile infraroșii pot fi percepute și nu percepute de ochii noștri. Radiația termică nu este detectată vizual.

Această specificitate a radiațiilor infraroșii este utilizată în industrie pentru a accelera procesele de polimerizare și solidificare. Partea termică a radiațiilor infraroșii oferă capacitatea de a determina prezența și locația unei persoane sau a unui animal într-o perioadă de noapte slab luminată și neluminată.

Dispozitivele de încălzire cu infraroșu emit lumină în combinație cu energia termică folosită la formarea unui microclimat confortabil pe locurile de lagăr, în ateliere, în magazinele de producție, fermele de păsări de curte, sere și multe alte obiecte

Funcționarea non-standard a dispozitivelor cu infraroșu care emit lumină în combinație cu căldura a devenit baza dezvoltării dispozitivelor de vizionare pe timp de noapte. Este utilizat în detectarea defectelor, în mijloacele unei alarme ascunse și în dispozitivele tehnice pentru fotografierea în întuneric.

Ambele componente radiații infraroșii aproape că nu se disipează în spațiul tratat, par să se concentreze asupra obiectelor din zona influenței lor. Căldura intră în corpul obiectului încălzit, adâncimea de penetrare depinde de proprietățile, structura și materialul obiectului. Adâncimea variază de la o zecime de mm la câteva mm.

Încălzirea cu infraroșu este instalată pe podea, atașată de pereți, suspendată pe tavan. Dispozitivele sunt caracterizate prin combustie fără flacără, conservarea oxigenului în spațiul înconjurător, nu ridică coloane de praf, spre deosebire de convectoare

Atunci când este utilizat în scopuri industriale, lungimea de undă de la emițătorii cu infraroșu este selectată pe baza caracteristicilor tehnice ale obiectului sau substanței. Razele IR trec liber prin masa de aer, astfel încălzirea se realizează fără pierderi vizibile. Această circumstanță este considerată în mod justificativ un avantaj important în producție.

Pe lângă încălzirea și iluminarea zonei tratate de dispozitiv, emițătorii cu infraroșu sunt folosiți pentru a rezolva următoarele probleme:

Tipuri de surse infraroșii

Cele mai simple surse de radiații infraroșii sunt familiare tuturor. lămpi incandescentecare funcționează sub tensiune joasă. În astfel de condiții, acestea emit în principal fluxuri infraroșii. Proporția undelor electromagnetice ușoare este neglijabilă, dar totuși este determinată optic.

Acum, la dispoziția consumatorilor privați, a organizațiilor de construcții și producție, a multor tipuri diferite de emițătoare cu infraroșu.

Domeniul de aplicare al acestora este determinat de:

• temperatura de operare;
• valoarea maximă a lungimii de undă;
• o zonă în care fluxul infraroșu este distribuit uniform.

Având în vedere caracteristicile de mai sus, selectează un dispozitiv de radiație conceput pentru a rezolva probleme specifice.

Cele mai frecvente tipuri de emițătoare cu infraroșu includ:

• Lămpile cu dispozitive reflectorizante în oglindă. La radiații maxime, lungimea lor de undă este de 1,05 microni.
• Lămpi cu tub cuarț. Lungimea lor de undă la radiații maxime este cuprinsă între 2 și 3 microni.
• Încălzitoare nemetalice. Structurale, sunt completate cu reflectoare, lungimea de undă maximă este de la 6 la 8 microni.
• Încălzitoare electrice tubulare. Folosit pe scară largă în viața de zi cu zi, utilizat în dispozitivele de producție cu elemente de încălzire.
• Arzătoare cu infraroșu. Sunt echipate cu duze perforate din ceramică sau metal. Sunt utilizate în construcții pentru încălzirea zonelor exterioare și interioare în timpul construcției unei clădiri, lucrări de finisare.

Surse de raze infraroșii au găsit aplicație în fermă. Cu ajutorul lor, se realizează încălzirea animalelor tinere de pasăre și a animalelor domestice recent născute. Emitenții sunt instalați în sere pentru a stimula creșterea soiurilor cultivate, la ovine și greniere pentru uscare.

Sursele fluxurilor infraroșii sunt împărțite în:

• Lămpi infraroșii. Este vorba despre emițători „ușori” și dispozitive care furnizează radiații termice.
• încălzitoare. Dispozitive utilizate pentru încălzirea spațiilor închise și a spațiilor deschise. Printre ele se numără modele alimentate cu energie electrică, lichide sau combustibili gazosi. Elementul de încălzire poate fi fie un element de încălzire, fie o spirală dintr-un aliaj cu rezistență ridicată.

Conform clasificării pe lungimea de undă, sursele infraroșii sunt împărțite în două grupe principale: întuneric și lumină. Primele lucrează prin emiterea unor valuri lungi în spațiu, iar cele din urmă - scurte.

Emisoare IR întunecate și luminoase

Prin definiție, sursele „luminoase” sunt capabile să emită lumină. Fluxurile emise de aceștia sunt percepute prin vedere, deși este încă dificil să le denumiți și să le utilizați tocmai în acest scop.

Dispozitivele „întunecate” oferă un flux de căldură invizibil pentru oameni, sesizat de pielea utilizatorului, dar care nu poate fi detectat vizual. Valoarea graniței dintre „lumină” și „întuneric” este considerată a fi o lungime de undă de 3 μm. Temperatura de delimitare a suprafeței încălzite este de 700º.

Proprietatea emițătorilor cu infraroșu de a furniza energie termică este folosită în mod activ în sere, în găleți și ferme pentru a sprijini animalele tinere

Cel mai cunoscut reprezentant al unității de încălzire „întunecată” este sobă rusă din cărămidă, multe secole, încălzirea cu succes a clădirilor înalte. Printre cele „luminoase”, așa cum am înțeles deja, apare un bec incandescent dacă nu furnizează mai mult de 12%. Principala sa energie este îndreptată spre generarea de căldură.

Caracteristicile dispozitivelor de lumină ale dispozitivului

Din punct de vedere structural, sursele de lumină sunt similare cu o lampă incandescentă tipică. Cu toate acestea, există diferențe în corpurile de căldură. Pentru dispozitivele cu infraroșu ușor, temperatura nu poate depăși limita de 2270-2770 K. Aceasta este necesară pentru a crește fluxul de căldură prin reducerea emisiilor de lumină.

La fel ca în cazul becurilor standard, un corp de filament de wolfram este plasat într-un balon de sticlă. Doar becul este echipat cu reflectoare, datorită cărora toată energia radiantă este focalizată asupra obiectului încălzit. În același timp, o mică parte din energie este cheltuită pentru încălzirea bazei becului.

Flaconul cu surse infraroșii de lumină este încălzit la temperaturi ridicate, deoarece participă și la procesul de transfer de căldură în spațiu. Energia termică dintr-un bec încălzit nu este focalizată de reflector și se deplasează într-un spațiu nefuncțional și este o componentă care reduce eficiența dispozitivului.

Prin design și metoda de conectare, lămpile cu infraroșu sunt foarte asemănătoare cu becurile incandescente obișnuite. Cu toate acestea, temperatura corpului lor de lucru este mult mai scăzută, datorită căreia durata lor de funcționare este foarte mare

Performanța unei surse infraroșii luminoase nu depășește în medie 65%. Acesta este crescut prin plasarea corpului de încălzire a wolframului într-un tub din sticlă de cuarț sau într-un balon similar. Această soluție vă permite să creșteți lungimea de undă la 3,3 microni și să reduceți temperatura la 600º.

Această opțiune este utilizată în încălzitoare cu infraroșu de cuarț, în care un fir de nichel-crom este înfășurat în jurul tijei de cuarț și toate acestea împreună sunt amplasate într-un tub de cuarț.

Emitenții cu infraroșu luminos se caracterizează printr-o productivitate scăzută. Eficiența fluxului lor infraroșu nu depășește, de obicei, 65%

Esența lucrării este dubla utilizare a filamentului de sârmă. Căldura degajată se folosește parțial pentru încălzirea directă și parțial pentru creșterea temperaturii tijei de cuarț. O tijă roșie încălzită generează, de asemenea, fluxuri de căldură.

Avantajele dispozitivelor tubulare includ destul de rezonabil rezistența tuturor componentelor fabricate din cuarț și ceramică la negativul atmosferic. Dezavantajul este fragilitatea pieselor ceramice.

Specificul lucrării și proiectarea încălzitoarelor întunecate

Sursele așa-numite „întunecate” ale fluxurilor IR sunt mult mai practice decât omologii „ușori”. Elementul lor de radiație în structură diferă în bine. Conductorul încălzit în sine nu radiază energie termică, ci este furnizat de carcasa metalică din jur.

Drept urmare, temperatura de funcționare a dispozitivului nu depășește 400 - 600º. Pentru a nu irosi energia termică, emițătorii întunecați sunt prevăzuți cu reflectoare care redirecționează fluxurile în direcția corectă.

Emitenții cu unde lungi din grupul întunecat nu se tem de șocuri și de efectele mecanice similare, deoarece un polimer fragil sau un element ceramic din ele este protejat de un metal precum cochilie și un strat protector termoizolant. Eficiența emițătorilor acestui grup ajunge la 90%.

Dar nu sunt fără defecte. Încălzitoarele grupului întunecat depind de caracteristicile de proiectare ale dispozitivului. Dacă distanța dintre elementul principal de radiație și suprafața dispozitivului este mare, atunci acesta va fi spălat și răcit de aerul care curge în trecut. Ca urmare, eficiența este redusă.

Datorită caracteristicilor de proiectare, modele întunecate sunt instalate pentru camere de încălzire cu tavane joase și zone care necesită alimentare lineară de căldură. Lumină - set în care este necesară prelucrarea camerelor cu tavan înalt și zone alungite vertical.

Arzatoare cu gaz ca sursa de raze infrarosii

Dispozitivele în care are loc prelucrarea gazelor fără flacără se numesc arzătoare de gaz sau emițătoare cu infraroșu de gaz. Energia termică eliberată cu mare tensiune este transferată în spațiu prin suprafața de radiație a unității.

Este vorba despre încălzitoare cu infraroșu cu gaz, de tip arzător, care sunt utilizate la scară industrială în timpul lucrărilor de construcție și instalare. Cantitatea predominantă de energie termică este transmisă de duzele arzătorului ceramic.

Pe măsură ce se folosesc duze:

• plăci ceramice perforate plate sau în relief;
• plăci ceramice cu pori distribuiți uniform;
• elemente ceramice cu ecran de nichrom cu plasă, plasă metalică și tot felul de duze catalitice.

Toate tipurile de găuri de mai sus dintr-un element ceramic sau metal sunt canale de foc.

Generarea căldurii prin duza catalitică se bazează pe procesul de oxidare activat la furnizarea gazului pe placă

Principalul gaz pentru funcționarea acestui tip de emițătoare cu infraroșu este gazul, precum și versiunea lichefiată sau gazele create artificial. În Rusia, arzatoarele sunt proiectate pentru prelucrarea gazului lichefiat și principal. Echipamentele străine sunt concepute în principal pentru prelucrarea opțiunilor lichefiate și artificiale.

Arzătoarele cu infraroșu prelucrează gazul cu un factor de ardere în masă de aer de aproape unul. Acestea lucrează pe gazul principal, lichefiat și artificial

Dacă nu sunt încălcate regulile de funcționare, produsele de ardere din funcționarea arzătorului de gaz sunt emise în cantitate minimă cu un conținut ușor de oxizi de azot și monoxid de carbon.

Pentru a furniza gaz, arzătoarele cu infraroșu de gaz (GIG) sunt echipate cu duze prin care gazul este pompat la viteză mare. Această alimentare cu gaz asigură injecția de aer necesară pentru ardere. Este „împins” de un flux de mare viteză prin injector în camera de distribuție.

O structură metalică este amplasată deasupra duzei radiatoare a dispozitivului. Crește eficiența și servește ca suport pentru bucate, dacă arzătoarele sunt gătite

Gazul nu numai că injectează aer, dar se amestecă cu acesta în injector, rezultând un amestec gaz-aer potrivit pentru o combustie completă. Acest amestec se deplasează pe suprafața duzei ceramice prin porii, găurile perforate sau fante, unde arde complet într-un strat subțire cu o grosime de cel mult 1,5 mm.

Arzătoare cu duze ceramice plate

Cantitatea predominantă de energie termică este transferată pe plăci ceramice încălzite la temperaturi ultra-înalte în mai puțin de un minut.Suprafața exterioară a elementului ceramic se transformă într-o sursă suplimentară de flux de căldură.

Duzele ceramice reprezintă 40 până la 60% din radiațiile transmise de un încălzitor cu infraroșu de gaz industrial. Pentru a crește eficiența dispozitivului, peste duză este instalat un ecran cu plasă. Pentru a crește suprafața de transfer de căldură, plăcile perforate sunt lipite folosind chit refractar.

Un indicator important este diametrul canalelor de incendiu. Depinde de gazul pe care îl poate prelucra aparatul. Numărul total de găuri din țiglă ceramică depinde de diametru. Cu cât sunt mai multe, cu atât elementul de radiație este mai fragil și va fi sensibil la deteriorarea mecanică a GIG.

Încălzitoare tip Finned

Pe lângă duze ceramice plate cu perforație, sunt utilizate elemente de relief. Utilizarea unei suprafețe cu nervuri stimulează în acest caz fluxul de schimb de căldură între suprafața radiantă și gazul arzător. Placile ceramice cu nervuri se incalzesc mai bine, in timp ce sarcina termica pe elementul radiant nu creste.

Duzele ceramice plate și cu nervuri sunt încălzite până la 1473 K. Dar elemente ceramice poroase numai până la 1237 K. Versiunea poroasă este mai ușor de fabricat, prin urmare, mai ieftină. În plus, la producția sa sunt utilizate deșeuri din industria ceramică.

Utilizarea de duze ceramice cu un element de radiație în relief vă permite să creșteți semnificativ suprafața care transferă căldura către consumator

Grosimea plăcilor poroase ajunge la 30 mm, ceea ce crește semnificativ rezistența duzei la eforturi mecanice. În timpul funcționării unui arzător cu o astfel de duză, amestecul gaz-aer care iese din camera de distribuție arde până la 2 mm pe suprafața exterioară a plăcii ceramice.

Zona de ardere din duza poroasă se deplasează de la suprafața exterioară la o adâncime de 3-5 mm. În acest caz, temperatura de încălzire ajunge doar la 1123 K.

Dezavantajul duzelor poroase pentru GIG este o rezistență hidraulică excesiv de mare, din cauza căreia este imposibil de utilizat gazul principal de joasă presiune în funcționare.

Echipamente cu plasă metalică

Cu toate acestea, toate aceste tipuri de duze sunt confecționate din ceramică, ceea ce înseamnă că, în ciuda grosimii și a tot felul de trucuri ale producătorului care dorește să crească rezistența, acestea sunt încă fragile. Fragilitatea este în special enervantă dacă dispozitivul trebuie să fie mișcat constant.

Prin urmare, pentru încălzirea amplasamentelor în timpul lucrărilor de construcție sau instalare, a fost dezvoltat un tip de arzător mai durabil echipat cu o plasă metalică dublă. Într-un astfel de dispozitiv, amestecul gaz-aer este prelucrat în golul dintre duză și plase. Suprafața ochiurilor exterioare se încălzește până la numai 1023 K.

Utilizarea unei rețele metalice a făcut posibilă creșterea semnificativă a puterii termice a emițătorului IR, precum și protejarea duzei ceramice de deteriorare

În GIG cu duze de plasă, aceste elemente sunt confecționate din aliaje termorezistente cu crom și nichel.Duzele sunt făcute astfel încât dimensiunea ochiurilor de plasă superioară să permită flăcării să treacă liber, iar cea inferioară să fie minimă, critică pentru trecerea focului. Aici, emițătorii de căldură cu infraroșu pot fi atât grile, fie unul.

Dacă un arzător cu infraroșu prelucrează gazul principal sau un amestec lichefiat propan-butan din sticla de gaz, numai distribuția energiei termice este implicată doar în rețeaua superioară. Dacă se procesează gaz cu o sarcină redusă, ambele rețele emit căldură. În acest fel, transferul de căldură este crescut.

Cu toate acestea, valoarea maximă a eficienței GIG cu rețelele nu depășește 60%, deoarece rezistența hidraulică a duzelor este de două ori mai mare decât cea a plăcilor ceramice perforate din toate soiurile. Este adevărat, este mai mic decât cel al duzelor poroase.

Dispozitive cu putere termică crescută

Eficiența destul de scăzută a emițătorilor de infraroșu cu plăci și grile ceramice a condus la o căutare a modalităților de creștere a puterii termice. Rezultatul a fost obținut prin introducerea unui nou tip de duză, care este un panou ceramic cu mai multe fante.

În fanta, sloturile au o expansiune bruscă, orificiile de intrare ale acestora sunt mai mici decât prize. Această soluție îmbunătățește eficiența arzătorului prin recircularea produselor de ardere, adică. revenirea lor la baza flăcării în canalul de foc. În plus, flacăra în astfel de modele este mai stabilă și este mult mai puțin probabil să dispară în vântul deschis.

Pentru a crește puterea termică, se folosesc diverse tehnici, dintre care una este compensarea găurilor glisate unele față de altele. Această soluție contribuie, de asemenea, la protecția împotriva vântului.

Secțiunea live a panourilor fantei este în medie de 55-60% din secțiunea lor totală reală. Arzatoarele echipate cu ele functioneaza pe gaz cu presiune medie. Planul exterior al duzei este încălzit la 1723 K.

Rezistent la încărcarea vântului

Stabilitatea muncii sub sarcină eoliană este un indicator important pentru alegerea unui arzător cu infraroșu cu gaz utilizat la construcția sau la asamblarea instalațiilor de producție. Această calitate este departe de toți emitenții cu infraroșu industrial care prelucrează gazul.

Pentru zonele în aer liber, sunt necesare dispozitive speciale care:

• caracterizat prin injecție stabilă, în funcție de rafalele de vânt;
• echipat cu un dispozitiv pentru a preveni devierea jetului care iese din duză;
• ferit de răcirea activă a suprafeței radiațiilor datorită efectelor vânturilor.

În fișa tehnică a echipamentelor pe gaz capabile să se încălzească cu un vânt puternic și să nu se afle, este indicată rezistența la vânt Această caracteristică a arzătoarelor cu infraroșu produse comercial este aproximativ egală cu cea pentru direct, adică. expunere frontală la vânt și cu flux de aer lateral.

O reducere a coeficientului de injecție determină apariția unei flăcări pe suprafața exterioară a panoului de radiație. În acest caz, temperatura scade brusc. Își reduce aerul rece care pătrunde în zona de combustie.

Rezistența vântului este interconectată fizic cu sarcina specifică de căldură și volumul de aer care intră în duză în perioada de ardere. Cu o viteză excesivă și mare a fluxului de aer, eficiența emițătorului în infraroșu este redusă. Este însoțită de o reducere a aspectului flăcărilor, de întunecarea suprafeței radiante și de terminarea unității în modul fără flacără.

Prezentare generală a producătorilor de încălzitoare IR

Atât companii autohtone, cât și companii străine produc aparate pe gaz pentru crearea unui microclimat favorabil pe șantier, în atelier, atelier de producție și instalații similare.

Potrivit consumatorilor, ratingul produselor fabricate din Rusia este condus de arzătoarele cu gaz ale mărcii Solyarogaz. Sortimentul prezentat de această companie include modele concepute pentru încălzirea zonelor de diferite dimensiuni. Unitățile pot fi utilizate în sere, garaje și în zonele deschise.

Unul dintre cele mai populare pe piața internă și dovedit în practică tipul de echipamente cu infraroșu cu gaz este linia de arzătoare și sobe de gaz de la compania Solyarogaz

Singurul dezavantaj de care ar trebui să țină seama cumpărătorii și proprietarii reali de arzătoare de gaz și modele de sobă de la producătorul capitalului este lipsa senzorilor sistemului de securitate. Având în vedere ce pot fi utilizate în viața de zi cu zi, dar cu respectarea măsurilor de precauție.

Produsele companiei Pathfinder nu au o popularitate inferioară. Cu toate acestea, produsele de consum și opțiunile de călătorie predomină în gama de produse oferite cumpărătorului.

Placile utilizate atât la încălzire, cât și la prepararea vaselor simple sunt destul de justificate; mini arzătoare din cutie de pulverizare.

Caracteristici excelente de la consumatori au primit încălzitoare de gaz cu sigla Aeroheat. Acest echipament atrage cu fiabilitate, justificat de utilizarea de componente de înaltă calitate și costuri accesibile. Gresiile și arzătoarele cu gaz de la Dikson și Sibiryachka s-au dovedit bine.

Lista încălzitoarelor de gaz decente de la furnizori străini este condusă de arzătoarele de gaz și sobele de la compania sud-coreeană Kovea. Produsele mărcii sunt utilizate în mod activ în ateliere mici, la vopsitorie și construcții, la excursii de camping și la pescuit.

Sobe și arzătoare cu gaz de la Hyundai nu sunt inferioare în ceea ce privește calitatea și caracteristicile tehnice dispozitivelor producătorilor europeni. În anumiți indicatori, chiar depășesc

Pentru echiparea atelierelor, se folosesc mai des încălzitoare de gaz de la compania italiană Sistem. Modelele de la sud-coreenii Hyundai, sobele italiene de gaz Bartolini, care pot fi utilizate atât acasă, cât și la birou, sunt activ în cerere. Fiabilitatea și funcționarea stabilă se disting prin sobele Timberk din Suedia, echipamentele Ballu din China.

Concluzii și video util pe această temă

Autorul următorului videoclip vă va spune în detaliu principiul funcționării și avantajele arzătoarelor cu gaz IR:

Detalii despre organizarea încălzirii cu infraroșu sunt prezentate în următorul videoclip:

Etapele pentru instalarea unui aparat de încălzire cu gaz montat pe tavan sunt prezentate aici:

În Federația Rusă, sunt produse diferite tipuri de arzătoare cu infraroșu, inclusiv modele rezistente la vânt. Gama oferită de companie vă permite să alegeți un dispozitiv pentru încălzirea zonelor exterioare și interioare.

Înainte de cumpărare este important să decideți în ce scop și în ce condiții echipamentul va fi utilizat, apoi alegeți un model mai productiv sau mai durabil, care nu se teme de mișcările repetate.