Emițători de gaz infraroșu 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.Emițătorii de gaz în infraroșu sunt cei mai căutați pentru spațiile industriale. Acțiunea lor se bazează pe capacitatea unui corp încălzit de a elibera căldura rezultată în spațiu.

Veți afla totul despre principiile de funcționare ale echipamentelor cu infraroșu din articolul nostru propus. Vom vorbi despre tipurile de echipamente cu infraroșu și despre diferențele lor caracteristice. Să prezentăm modelele de top de pe piață.

Esența radiației infraroșii

Radiația infraroșie diferă de lumina vizibilă obișnuită și atât de familiară. Se aseamănă cu viteza cu care se răspândesc și traversează spațiul. Ambele soiuri sunt capabile de refracție, reflexie și grupare.

Spre deosebire de radiația luminoasă obișnuită, care este unde electromagnetice, fluxul IR are atât proprietăți ondulatorii, cât și cuantice. Adică transmite atât lumină, cât și căldură.

Atât lumina obișnuită, cât și radiația infraroșie 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 cu infraroșu se mișcă în valuri.Vibrațiile luminii electromagnetice sunt în segmentul spectrului de la 760 nm (nanometri) la 540 μm (micrometri). Căldura generată de emițătorii IR este un flux de cuante. Energia lor variază de la 0,0125 la 1,25 eV (electron volți).

Fluxurile de căldură și lumină emise de dispozitivele cu infraroșu sunt interconectate. Pe măsură ce intensitatea luminii crește, fluxul de căldură cuantic scade. În funcție de temperatură, radiațiile infraroșii pot fi sau nu percepute de ochii noștri. Radiația termică nu este detectabilă vizual.

Această specificitate a radiației infraroșii este utilizată în industrie pentru a accelera procesele de polimerizare și întărire. Partea termică a radiației infraroșii face posibilă determinarea prezenței și locației unei persoane sau a unui animal în perioadele de noapte slab iluminate și neluminate.

Dispozitivele de încălzire cu infraroșu emit lumină în combinație cu energia termică, folosită pentru a crea un microclimat confortabil pe parcări, ateliere, hale de producție, ferme de păsări, sere și multe alte obiecte

Funcționarea non-standard a dispozitivelor IR care emit lumină în combinație cu căldură a devenit baza pentru dezvoltarea dispozitivelor de vedere pe timp de noapte. Este folosit în detectarea defectelor, în sistemele de alarmă ascunse și în dispozitivele tehnice pentru fotografierea în întuneric.

Ambele componente Radiatii infrarosii aproape că nu se risipesc în spațiul procesat, par să se concentreze asupra obiectelor situate în zona de influență. Căldura pătrunde în corpul obiectului încălzit, adâncimea de penetrare depinde de proprietățile, structura și materialul obiectului. Adâncimea variază de la o zecime de mm la câțiva mm.

Încălzitoarele cu infraroșu sunt instalate pe podea, atașate de pereți sau suspendate de tavan. Dispozitivele se disting prin arderea fără flacără, păstrarea oxigenului în spațiul înconjurător și nu ridică coloane de praf, spre deosebire de convectoare.

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

Pe lângă încălzirea și iluminarea zonei tratate de dispozitiv, emițătoarele infraroșii sunt folosite pentru a rezolva următoarele probleme:

Tipuri de surse de radiații infraroșii

Cele mai simple surse de radiații IR includ cele care ne sunt foarte familiare tuturor lămpi cu incandescență, funcționând sub tensiune joasă. În astfel de condiții, ei emit în principal fluxuri infraroșii.Ponderea undelor electromagnetice luminoase este nesemnificativă, dar este încă determinată optic.

În zilele noastre, consumatorii privați, organizațiile de construcții și producție au la dispoziție multe tipuri diferite de emițători IR.

Sfera de aplicare a acestora este determinată de:

• Temperatura de Operare;
• valoarea maximă a lungimii de undă;
• zonă în care fluxul infraroșu este distribuit uniform.

Luând în considerare caracteristicile enumerate, este selectat un dispozitiv radiant care este conceput pentru a rezolva probleme specifice.

Cele mai comune tipuri de emițători IR includ:

• Lămpi cu dispozitive reflectorizante în oglindă. La radiația maximă, lungimea lor de undă este de 1,05 microni.
• Lămpi cu tub de cuarț. Lungimea lor de undă la radiația maximă este în intervalul de la 2 la 3 microni.
• Incalzitoare nemetalice cu tije. Din punct de vedere structural, acestea sunt completate cu reflectoare, lungimea de undă maximă este de la 6 la 8 microni.
• Incalzitoare electrice tubulare. Folosite pe scară largă în viața de zi cu zi, folosite în producție sunt dispozitivele cu elemente de încălzire.
• Arzatoare cu infrarosu. Sunt echipate cu duze perforate ceramice sau metalice. Sunt utilizate în construcții pentru încălzirea zonelor deschise și închise în timpul construcției unei clădiri și lucrărilor de finisare.

Sursele de raze infraroșii și-au găsit aplicație în agricultură. Cu ajutorul lor, păsările tinere și animalele de companie nou-născute sunt încălzite. Emițătoarele sunt instalate în sere pentru a stimula creșterea soiurilor cultivate, în hambare și grânare pentru uscare.

Sursele de fluxuri infraroșii sunt împărțite în:

• Lămpi cu infraroșu. Acestea sunt emițători „de lumină” și dispozitive care furnizează radiații termice.
• Încălzitoare. Dispozitive utilizate pentru încălzirea spațiilor închise și spațiilor deschise. Acestea includ modele care funcționează cu energie electrică, combustibil lichid sau gazos. Elementul de încălzire poate fi fie un element de încălzire, fie o spirală dintr-un aliaj de înaltă rezistență.

Conform clasificării după lungimea de undă, sursele infraroșii sunt împărțite în două grupe principale: întuneric și luminoase. Primele lucrează prin eliberarea undelor lungi în spațiu, cele din urmă - cele scurte.

Emițătoare IR întunecate și luminoase

Prin definiție, sursele „luminoase” sunt capabile să emită lumină. Fluxurile pe care le emit sunt percepute prin viziune, deși este încă dificil să le numim lumină puternică și nu ar trebui folosite deloc în acest scop.

Dispozitivele „întunecate” furnizează un flux de căldură invizibil pentru oameni, resimțit de pielea utilizatorului, dar nedetectat vizual. Valoarea limită dintre „lumină” și „întuneric” este considerată a fi o lungime de undă de 3 microni. Temperatura limită a suprafeței încălzite este de 700º.

Proprietatea emițătorilor de infraroșu de a furniza energie termică este utilizată în mod activ în sere, cotețe de găini și ferme pentru a sprijini animalele tinere

Cel mai faimos reprezentant al unității de încălzire „întunecată” este sobă rusească de cărămidă, care încălzește cu succes clădiri mici de multe secole. Printre cele „luminoase”, după cum înțelegem deja, se numără un bec electric cu incandescență, dacă nu furnizează mai mult de 12% din lumină. Energia sa principală este direcționată spre generarea de căldură.

Caracteristici ale designului corpurilor de iluminat

Din punct de vedere structural, sursele de lumină sunt similare cu o lampă cu incandescență tipică. Cu toate acestea, există diferențe în corpurile filamentului. Pentru dispozitivele cu infraroșu strălucitor, temperatura nu poate depăși o limită de 2270-2770 K. Acest lucru este necesar pentru a crește fluxul de căldură prin reducerea emisiei de lumină.

La fel ca becurile standard, corpul filamentului, realizat din filament de tungsten, este plasat într-un bec de sticlă. Numai balonul este echipat cu reflectoare, datorită cărora toată energia radiantă este concentrată asupra obiectului încălzit. În acest caz, o mică parte din energie este cheltuită pentru încălzirea bazei becului.

Becul surselor de lumină infraroșu se încălzește până la temperaturi ridicate, deci participă și la procesul de transfer de căldură în spațiu. Energia termică din balonul încălzit nu este focalizată de reflector și iese în spațiul netratat; este componenta care reduce eficiența dispozitivului.

În ceea ce privește proiectarea și metoda de conectare, lămpile cu infraroșu sunt foarte asemănătoare cu becurile convenționale cu incandescență. Cu toate acestea, temperatura lor de funcționare a corpului filamentului este semnificativ mai scăzută, datorită faptului că durata de viață este crescută de multe ori.

Productivitatea unei surse de lumină infraroșu în medie nu depășește 65%.Se mărește prin plasarea unui corp de încălzire cu wolfram într-un tub sau un balon similar din sticlă de cuarț. Această soluție face posibilă creșterea lungimii de undă la 3,3 microni și reducerea temperaturii la 600º.

Această opțiune este folosită în încălzitoarele cu IR cu cuarț, în care firul de crom-nichel este înfășurat în jurul unei tije de cuarț și totul este plasat împreună într-un tub de cuarț.

Emițătorii de lumină în infraroșu au performanțe scăzute. Eficiența fluxului lor infraroșu nu depășește de obicei 65%

Esența lucrării este utilizarea dublă a firului de filament. Energia termică degajată este parțial utilizată pentru încălzirea directă și parțial pentru creșterea temperaturii tijei de cuarț. O tijă încinsă emite și căldură.

Avantajele dispozitivelor tubulare includ, destul de rezonabil, rezistența tuturor componentelor din cuarț și ceramică la negativitatea atmosferică. Dezavantajul este fragilitatea pieselor ceramice.

Specificații de funcționare și proiectare a încălzitoarelor întunecate

Așa-numitele surse „întunecate” de fluxuri IR sunt mult mai practice decât omologii lor „lumini”. Elementul lor radiant diferă în structură în bine. Conductorul încălzit în sine nu emite energie termică; este furnizat de carcasa metalică din jur.

Ca urmare, temperatura de funcționare a dispozitivului nu depășește 400 - 600 ° C. Pentru a se asigura că energia termică nu este irosită, emițătoarele întunecate sunt echipate cu reflectoare care redirecționează fluxul în direcția dorită.

Emițătorii de unde lungi ai grupului întunecat nu se tem de șocuri și influențe mecanice similare, deoarece polimerul fragil sau elementul ceramic din ele este protejat de o carcasă metalică și un strat protector termoizolant. Eficiența emițătorilor din acest grup ajunge la 90%.

Dar nu sunt lipsite de dezavantajele lor. Încălzitoarele de grup întunecat depind de caracteristicile de design ale dispozitivului. Dacă distanța dintre elementul radiant principal și suprafața dispozitivului este mare, atunci acesta va fi spălat și răcit de aerul care trece. Ca urmare, eficiența scade.

Datorită caracteristicilor lor de design, modelele întunecate sunt instalate pentru încălzirea încăperilor cu tavane joase și zone care necesită alimentare liniară de căldură. Lumină - plasat acolo unde este necesară prelucrarea încăperilor cu tavane înalte și zone alungite vertical.

Arzătoare cu gaz ca sursă de raze IR

Dispozitivele în care are loc procesarea gazului fără flacără se numesc arzătoare cu gaz sau emițători de gaz infraroșu. Energia termică eliberată cu intensitate mare este transferată în spațiu prin suprafața radiantă a unității.

Este vorba de încălzitoare de tip arzător cu infraroșu pe gaz care sunt utilizate la scară industrială în timpul lucrărilor de construcție și instalare.Volumul predominant de energie termică este transmis prin duze ceramice radiante pentru arzătoare.

Următoarele sunt utilizate ca duze:

• plăci ceramice cu perforații, care pot fi plate sau în relief;
• plăci ceramice cu pori distribuiți uniform;
• elemente ceramice cu ecran de plasă nicrom, plasă metalică și tot felul de atașamente catalitice.

Toate tipurile de găuri enumerate într-un element ceramic sau metal sunt canale de foc.

Generarea de căldură a duzei catalitice se bazează pe procesul de oxidare activat atunci când gazul este furnizat plăcii

Combustibilul pentru funcționarea acestui tip de emițător infraroșu este gazul principal, precum și versiunea sa lichefiată sau gazele create artificial. În Rusia, produc arzătoare proiectate pentru procesarea gazului lichefiat și principal. Echipamentele străine sunt concepute în principal pentru prelucrarea versiunilor lichefiate și artificiale.

Arzătoarele cu gaz cu infraroșu procesează gaz cu un coeficient de ardere a masei de aer care este de fapt egal cu unitatea. Funcționează pe rețea, gaz lichefiat și artificial.

Dacă regulile de funcționare nu sunt încălcate, atunci produsele de ardere din funcționarea unui arzător cu gaz sunt eliberate în cantități minime, cu un conținut nesemnificativ de oxizi de azot și monoxid de carbon.

Pentru alimentarea cu gaz, arzătoarele cu infraroșu cu gaz (GIG) sunt echipate cu duze prin care gazul este pompat cu viteză mare. Această alimentare cu gaz asigură injectarea aerului necesar arderii. Este „împins” de un flux de mare viteză prin injector în camera de distribuție.

O structură metalică este plasată deasupra duzei emițătoare a dispozitivului. Mareste eficienta si serveste drept suport pentru preparate daca gatesti pe arzatoare

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

Arzatoare cu duze plate ceramice

Cantitatea predominantă de energie termică este transferată plăcilor ceramice, care sunt 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.

Duza ceramică reprezintă 40 până la 60% din radiația transmisă de un încălzitor industrial cu gaz IR. Pentru a crește eficiența dispozitivului, deasupra duzei este instalat un ecran de plasă.Pentru a crește suprafața de transfer de căldură, plăcile perforate sunt lipite împreună cu chit rezistent la foc.

Un indicator important este diametrul canalelor de foc. Acesta determină ce gaz poate procesa dispozitivul. Numărul total de găuri ale plăcii ceramice depinde de diametru. Cu cât sunt mai multe, cu atât elementul care emite căldură va fi mai fragil și GIG-ul va fi sensibil la deteriorarea mecanică.

Incalzitoare cu duze tip aripioare

Pe lângă duzele plate ceramice cu perforații, se folosesc elemente de relief. Utilizarea unei suprafețe cu nervuri în acest caz stimulează fluxul de schimb de căldură între suprafața radiantă și gazul care arde. Placile ceramice cu nervuri se încălzesc mai bine, în timp ce sarcina termică asupra elementului radiant nu crește.

Duzele ceramice plate și cu nervuri se încălzesc până la 1473 K. Dar elementele ceramice poroase se încălzesc doar până la 1237 K. Versiunea poroasă este mai ușor de fabricat și, prin urmare, mai ieftină.În plus, în producția sa se folosesc deșeuri din industria ceramică.

Utilizarea duzelor ceramice cu un element care emite căldură de 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 solicitări mecanice. În timpul funcționării unui arzător cu o astfel de duză, amestecul gaz-aer care iese din camera de distribuție arde pe suprafața exterioară a plăcii ceramice într-un strat de până la 2 mm.

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 atinge doar 1123 K.

Dezavantajul duzelor poroase pentru injecția higroscopică este rezistența hidraulică excesiv de mare, ceea ce face imposibilă utilizarea gazului principal de joasă presiune.

Echipament cu plasă metalică

Cu toate acestea, toate tipurile de atașamente enumerate sunt realizate 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 deosebit de enervantă dacă dispozitivul trebuie mutat în mod constant.

Prin urmare, pentru a încălzi șantierele în timpul lucrărilor de construcție sau instalare, a fost dezvoltat un tip de arzător mai durabil, echipat cu o plasă dublă metalică. Într-un astfel de dispozitiv, amestecul gaz-aer este procesat în spațiul dintre duză și grile. Suprafața rețelei exterioare se încălzește până la doar 1023 K.

Utilizarea unei plase metalice a făcut posibilă creșterea semnificativă a puterii termice a emițătorului IR, precum și protejarea duzei ceramice împotriva deteriorării.

În GIG cu duze cu plasă, aceste elemente sunt realizate din aliaje rezistente la căldură cu crom și nichel.Duzele sunt realizate astfel încât dimensiunea celulelor rețelei superioare să permită flăcării să treacă liber, iar dimensiunea rețelei inferioare să fie minimă, critică pentru străpungerea focului. Aici, ambele grile sau una pot fi emițători de căldură IR.

Dacă arzătorul cu infraroșu procesează gazul principal sau un amestec propan-butan lichefiat din cilindru de gaz, doar plasa superioară este implicată în răspândirea energiei termice. Dacă se prelucrează gaz cu sarcină mică, ambele rețele radiază căldură. În acest fel, transferul de căldură este crescut.

Cu toate acestea, valoarea maximă de eficiență a GIG cu ochiuri nu depășește 60%, deoarece rezistența hidraulică a duzelor este de două ori mai mare decât cea a plăcilor ceramice perforate de toate tipurile. Adevărat, este mai mică decât cea a duzelor poroase.

Dispozitive cu putere termică crescută

Eficiența destul de scăzută a emițătorilor de gaz în infraroșu cu plăci și grile ceramice ne-a forțat să căutăm modalități de creștere a puterii termice. Rezultatul a fost atins prin introducerea unui nou tip de duză, care este un panou ceramic cu un număr de fante.

În tăietură, fisurile au o lărgire bruscă, orificiile lor de intrare sunt mai mici decât orificiile de ieșire. Această soluție mărește eficiența arzătorului datorită recirculării produselor de ardere, adică. întoarcerea lor la baza flăcării în cadrul canalului de foc. În plus, flacăra la astfel de modele este mai stabilă și este mult mai puțin probabil să se stingă în vânt.

Pentru a crește puterea termică, sunt utilizate diverse tehnici, dintre care una este deplasarea orificiilor de fante unele față de altele. Această soluție ajută și la protejarea împotriva daunelor vântului.

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

Emițători cu rezistență la sarcinile vântului

Stabilitatea funcționării sub sarcina vântului este un indicator important pentru alegerea unui arzător cu infraroșu cu gaz utilizat în construcția sau asamblarea instalațiilor de producție. Nu toți emițătorii industriali în infraroșu care procesează gaz au această calitate.

Pentru zonele deschise, sunt necesare dispozitive speciale care:

• caracterizat prin injecție stabilă, în funcție de rafale de vânt;
• echipat cu un dispozitiv care împiedică devierea jetului care iese din duză;
• protejat de răcirea activă a radiațiilor de suprafață apărute din cauza influenței vântului.

Fișa tehnică a echipamentelor pe gaz capabile să se încălzească în rafale de vânt și să nu se stingă indică rezistența la vânt. Această caracteristică pentru arzătoarele cu infraroșu produse comercial este aproximativ aceeași ca și pentru arzătoarele directe, adică. expunerea frontală la vânt, precum și suflarea laterală.

O reducere a raportului de injecție face să apară o flacără pe suprafața exterioară a panoului radiant. În același timp, temperatura scade brusc. Este redusă prin pătrunderea aerului rece în zona de ardere.

Rezistența la vânt este legată fizic de sarcina termică specifică și de volumul de aer care intră în duză în timpul perioadei de ardere. Cu o viteză excesivă și mare a fluxului de aer, eficiența emițătorului infraroșu este redusă. Reducerea este însoțită de apariția flăcărilor, întunecarea suprafeței radiante și oprirea funcționării unității în regim fără flacără.

Revizuirea producătorilor de încălzitoare IR

Aparatele cu gaz pentru crearea unui microclimat favorabil pe șantier, atelier, atelier de producție și facilități similare sunt produse atât de companiile autohtone, cât și de companiile străine.

Potrivit consumatorilor, ratingul produselor fabricate rusești este depășit de arzătoarele pe gaz ale mărcii Solarogaz. Sortimentul prezentat de această companie include modele destinate încălzirii zonelor de diferite dimensiuni. Unitățile pot fi utilizate în sere, garaje și spații deschise.

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

Singurul aspect negativ pe care cumpărătorii și proprietarii efectivi de modele de arzătoare și sobe pe gaz de la producătorul capitalei ar trebui să-l țină cont este lipsa senzorilor sistemului de securitate. Prin urmare, ele pot fi folosite în viața de zi cu zi, dar cu precauții.

Produsele companiei Pathfinder nu sunt inferioare ca popularitate. Cu toate acestea, linia de produse oferită cumpărătorului este dominată de produse de uz casnic și opțiuni turistice.

Placile sunt în mod justificat populare, folosite atât pentru încălzire, cât și pentru prepararea mâncărurilor simple și mini arzătoare dintr-o cutie de pulverizare.

Încălzitoarele pe gaz cu sigla Aeroheat au primit caracteristici excelente de la consumatori. Acest echipament este atractiv datorită fiabilității sale, bazată pe utilizarea componentelor de înaltă calitate și prețului său accesibil. Sobele și arzătoarele pe gaz de la Dixon și Sibiryachka s-au dovedit bine.

Lista încălzitoarelor pe gaz demne de la furnizori străini este condusă de arzătoare și sobe pe gaz de la compania sud-coreeană Kovea. Produsele mărcii sunt folosite activ în ateliere mici, pe șantiere de vopsit și construcții, în drumeții și pescuit.

Sobele și arzătoarele pe gaz de la Hyundai nu sunt inferioare ca calitate și caracteristici tehnice față de dispozitivele de la producătorii europeni. În unii indicatori chiar depășesc

Pentru echiparea atelierelor, se folosesc adesea încălzitoare pe gaz de la compania italiană Sistema. Modelele sud-coreene Hyundai și sobele italiene pe gaz Bartolini, care pot fi folosite atât acasă, cât și la birou, sunt în mod activ la cerere. Sobele suedeze Timberk și echipamentele chinezești Ballu se disting prin fiabilitatea și funcționarea stabilă.

Concluzii și video util pe această temă

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

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

Pașii de instalare pentru un încălzitor pe gaz de tip tavan sunt demonstrați 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 deschise și închise.

Înainte de a cumpăra, este important să decideți în ce scop și în ce condiții va fi folosit echipamentul, apoi alegeți fie un model mai productiv, fie mai durabil, care să nu se teamă de mișcările repetate.