Kaasun infrapunasäteilijät teollisuuskäyttöön: tyypit, toimintaperiaate, tuotekatsaus

Lämpö- ja valovirtoja tuottavia IR -laitteita käytetään aktiivisesti eri tuotanto- ja yksityistalouden aloilla. Kaikkein kysytyimmät kaasun infrapunasäteilijät teollisuuskäyttöön. Niiden toiminta perustuu lämmitetyn kehon kykyyn vapauttaa vastaanotettu lämpö avaruuteen.

Opit kaikki infrapunalaitteiden toimintaperiaatteista artikkelistamme. Kerromme infrapunalaitteiden tyypeistä ja niiden ominaiseroista. Esittelemme sinulle markkinoiden johtavat mallit.

Infrapunasäteilyn ydin

Infrapunasäteily eroaa tavallisesta ja tutusta näkyvästä valosta. Ne ovat samanlaisia ​​nopeudella, jolla ne etenevät ja kulkevat avaruuden läpi. Molemmat lajikkeet kykenevät taittumaan, heijastumaan ja niputtamaan.

Toisin kuin tavallinen valosäteily, joka on sähkömagneettisia aaltoja, IR -vuolla on sekä aalto- että kvanttiominaisuuksia. Eli se siirtää sekä valoa että lämpöä.

Infrapunalaitteiden tuottama valo kulkee aaltoina. Sähkömagneettiset valovärähtelyt ovat spektrisegmentissä 760 nm (nanometriä) - 540 mikronia (mikrometriä). IR -säteilijöiden tuottama lämpö on kvanttivirta. Niiden energia vaihtelee välillä 0,0125 - 1,25 eV (elektronivoltti).

Infrapunalaitteiden lähettämä lämpö ja valovirta on kytketty toisiinsa. Valon voimakkuuden kasvaessa kvanttilämpövirta pienenee. Lämpötilasta riippuen silmämme eivät ehkä havaitse infrapunasäteilyä. Lämpösäteilyä ei havaita visuaalisesti.

Tätä erityistä infrapunasäteilyä käytetään teollisuudessa polymerointi- ja kovetusprosessien nopeuttamiseksi. Infrapunasäteilyn lämpöosan avulla voidaan määrittää henkilön tai eläimen läsnäolo ja sijainti hämärässä ja valaisemattomassa yöjaksossa.

Valoa yhdessä lämmön kanssa säteilevien infrapunalaitteiden epätyypillisestä toiminnasta tuli perusta pimeänäkölaitteiden kehittämiselle. Sitä käytetään virheiden havaitsemiseen, piilotettuihin merkinantolaitteisiin ja teknisiin laitteisiin yökuvaukseen.

Molemmat komponentit infrapunasäteily lähes eivät hajoa käsitellyssä tilassa, ne näyttävät keskittyvän esineisiin niiden vaikutusalueella. Lämpö tunkeutuu lämmitetyn esineen runkoon, tunkeutumissyvyys riippuu kohteen ominaisuuksista, rakenteesta ja materiaalista. Syvyys vaihtelee kymmenestä millimetristä useisiin millimetreihin.

Teollisiin tarkoituksiin käytettäessä infrapunasäteilijöiden aallonpituus valitaan kohteen tai aineen teknisten ominaisuuksien perusteella. IR -säteet kulkevat vapaasti ilmamassan läpi, joten lämmitys tapahtuu ilman konkreettisia häviöitä. Tätä seikkaa pidetään kohtuullisena painavana plussana tuotannossa.

Laitteen käsittelemän alueen lämmittämisen ja valaistuksen lisäksi infrapunasäteilyä käytetään seuraavien tehtävien ratkaisemiseen:

Infrapunasäteilylähteiden tyypit

Yksinkertaisimmat infrapunasäteilylähteet ovat meille kaikille tuttuja. hehkulamputtoimii pienjännitteellä. Tällaisissa olosuhteissa ne lähettävät pääasiassa infrapunavirtoja. Tässä tapauksessa kevyiden sähkömagneettisten aaltojen osuus on merkityksetön, mutta siitä huolimatta se määritetään optisesti.

Nyt yksityisten kuluttajien, rakennus- ja teollisuusorganisaatioiden käytettävissä on monia erilaisia ​​IR -säteilylähteitä.

Niiden soveltamisala määräytyy seuraavasti:

• Työskentelylämpötila;
• aallonpituuden suurin arvo;
• alue, jossa infrapunavirta jakautuu tasaisesti.

Luetellut ominaisuudet huomioon ottaen valitaan tiettyjen ongelmien ratkaisemiseksi suunniteltu säteilylaite.

Yleisimmät IR -lähettimet ovat:

• Heijastimilla varustetut lamput. Suurimmalla säteilyllä niiden aallonpituus on 1,05 mikronia.
• Kvartsiputkilamput. Niiden aallonpituus suurimmalla säteilyllä on 2 - 3 mikronia.
• Sauvat, ei-metalliset lämmittimet. Rakenteellisesti niitä täydennetään heijastimilla, suurin aallonpituus on 6-8 mikronia.
• Putkimaiset sähkölämmittimet. Laitteet, joissa on lämmityselementtejä, joita käytetään laajasti jokapäiväisessä elämässä ja joita käytetään tuotannossa.
• Infrapuna polttimet. Ne on varustettu keraamisilla tai metallisilla rei'itetyillä suuttimilla. Niitä käytetään rakentamisessa avoimien ja suljettujen alueiden lämmittämiseen rakennuksen rakentamisen aikana, viimeistelytöiden valmistuksessa.

Infrapunasäteitä käytetään maataloudessa. Heidän avullaan lämmitetään nuori siipikarja ja vastasyntyneet kotieläimet. Päästöt asennetaan kasvihuoneisiin viljeltyjen lajikkeiden kasvun stimuloimiseksi, latoihin ja aitoihin kuivattavaksi.

Infrapunavirtojen lähteet on jaettu:

• Infrapunalamput. Nämä ovat "valonlähettimiä" ja laitteita, jotka tuottavat lämpösäteilyä.
• Lämmittimet. Laitteet suljettujen ja avoimien tilojen lämmittämiseen. Näitä ovat malleja, jotka käyttävät sähköä, nestemäisiä tai kaasumaisia ​​polttoaineita. Lämmityselementti voi olla joko lämmityselementti tai spiraali, joka on valmistettu seoksesta, jolla on suuri vastus.

Aallonpituusluokituksen mukaan infrapunalähteet on jaettu kahteen pääryhmään: tumma ja vaalea. Edelliset toimivat erottamalla pitkät aallot avaruuteen, jälkimmäiset lyhyet.

Tummat ja vaaleat infrapunasäteilijät

Määritelmän mukaan "valonlähteet" voivat lähettää valoa. Niiden lähettämät virrat havaitaan näön avulla, vaikka niitä on edelleen vaikea nimetä kirkkaalla valaistuksella, eikä niitä kannata käyttää tähän tarkoitukseen.

"Tummat" laitteet tuottavat lämpöä, joka on ihmisille näkymätöntä ja käyttäjän ihon tuntevaa, mutta ei visuaalisesti havaittavaa. Raja -arvon "vaalea" ja "tumma" välillä katsotaan olevan 3 mikronin aallonpituus. Lämmitetyn pinnan rajalämpötila on 700º.

Tunnetuin "tumman" lämmitysyksikön edustaja on venäläinen tiili liesi, joka on lämmittänyt menestyksekkäästi pieniä rakennuksia vuosisatojen ajan. "Kevyiden" joukossa, kuten jo ymmärrämme, on hehkulamppu, jos se tuottaa enintään 12% valoa. Sen pääenergia on suunnattu lämmön tuottamiseen.

Valolaitteiden laitteen ominaisuudet

Valonlähteet ovat rakenteeltaan samanlaisia ​​kuin tyypillinen hehkulamppu. Filamenttikappaleissa on kuitenkin eroja. Kevyiden infrapunalaitteiden lämpötila ei saa ylittää rajaa 2270-2770 K. Tämä on tarpeen lämmön virtauksen lisäämiseksi vähentämällä valon päästöjä.

Aivan kuten tavalliset hehkulamput, volframihehkulamppu asetetaan lasipolttimoon. Vain polttimo on varustettu heijastimilla, joiden ansiosta kaikki säteilevä energia kohdistuu lämmitettyyn kohteeseen. Tässä tapauksessa merkityksetön osa energiasta käytetään lampun kannan lämmitykseen.

Infrapunalähteiden lamppu kuumenee korkeisiin lämpötiloihin, joten se osallistuu myös lämmön siirtämiseen avaruuteen. Heijastin ei keskitä lämmitetyn lampun lämpöenergiaa ja menee ulos käsittelemättömään tilaan, juuri tämä komponentti vähentää laitteen tehokkuutta.

Kevyen infrapunalähteen tuottavuus on keskimäärin enintään 65%. Sitä lisätään asettamalla volframilämmitysrunko kvartsilasiputkeen tai vastaavaan lamppuun. Tämä ratkaisu mahdollistaa aallonpituuden nostamisen 3,3 µm: iin ja lämpötilan alentamisen 600 asteeseen.

Tätä vaihtoehtoa käytetään kvartsi-infrapunalämmittimissä, joissa kromi-nikkelilanka on kierretty kvartsisauvan ympärille ja kaikki tämä on yhdistetty kvartsiputkeen.

Työn ydin on lämmityslangan kaksinkertainen käyttö. Vapautunutta lämpöenergiaa käytetään osittain suoraan lämmitykseen ja osittain kvartsisauvan lämpötilan nostamiseen. Punakuuma sauva lähettää myös lämpövirtoja.

Putkimaisten laitteiden plussat sisältävät kohtuullisesti kaikkien kvartsista ja keramiikasta valmistettujen komponenttien kestävyyden ilmakehän negatiivisille vaikutuksille. Haittapuoli on keraamisten osien hauraus.

Tummien lämmittimien työn ja suunnittelun erityispiirteet

Niin kutsutut "tummat" IR-virtauslähteet ovat paljon käytännöllisempiä kuin "vaaleat" kollegansa. Niiden säteilevä elementti on rakenteeltaan erilainen parempaan. Lämmitetty johdin itsessään ei säteile lämpöenergiaa, vaan sen syöttää ympäröivä metallivaippa.

Tämän seurauksena laitteen käyttölämpötila ei ylitä 400-600 astetta. Lämpöenergian tuhlaamiseksi tummat säteilijät on varustettu heijastimilla, jotka ohjaavat virtaukset haluttuun suuntaan.

Pimeän ryhmän pitkän aallonpituuden säteilijät eivät pelkää iskuja ja vastaavia mekaanisia vaikutuksia, koska hauras niissä oleva polymeeri- tai keraaminen elementti on suojattu metallikotelolla ja suojaavalla lämpöeristyksellä kerros. Tämän ryhmän päästöjen tehokkuus saavuttaa 90%.

Mutta he eivät ole ilman haittoja. Pimeän ryhmän lämmittimet riippuvat laitteen suunnitteluominaisuuksista. Jos pääsäteilyelementin ja laitteen pinnan välinen etäisyys on suuri, se pesee ja jäähdyttää kulkevan ilman läpi. Tämän seurauksena tehokkuus heikkenee.

Suunnitteluominaisuuksiensa vuoksi tummat mallit asennetaan huonelämpöisten huoneiden lämmitykseen ja alueille, jotka tarvitsevat lineaarista lämmönsyöttöä. Vaalea - sijoitettu sinne, missä vaaditaan korkeiden kattojen ja pystysuoraan pitkänomaisten tilojen käsittelyä.

Kaasupolttimet infrapunasäteiden lähteenä

Laitteita, joissa liekitön kaasun käsittely tapahtuu, kutsutaan kaasupolttimiksi tai kaasun infrapunasäteilijöiksi. Suurella intensiteetillä vapautunut lämpöenergia siirtyy tilaan yksikön säteilevän pinnan kautta.

Kaasu -infrapunalämmittimiä, kuten polttimia, käytetään teollisessa mittakaavassa rakennus- ja asennustöiden aikana. Pääosa lämpöenergiasta siirtyy polttimien keraamisilla suuttimilla.

Käytetään lisälaitteina:

• rei'itetyt keraamiset levyt, jotka ovat litteitä tai kohokuvioituja;
• keraamiset levyt, joissa on tasaisesti jakautuneet huokoset;
• keraamiset elementit, joissa on nichrome -verkko, mesh -metalli ja kaikenlaiset katalyyttiset suuttimet.

Kaikki edellä mainitut reiät keraamisessa tai metalli -elementissä ovat palokanavia.

Tämän tyyppisten infrapunasäteilijöiden toiminnan polttoaine on pääkaasu sekä sen nesteytetty versio tai keinotekoisesti syntyneet kaasut. Venäjällä ne tuottavat polttimia, jotka on suunniteltu nesteytetyn ja valtavirran kaasun käsittelyyn. Ulkomaiset laitteet on suunniteltu pääasiassa nesteytettyjen ja keinotekoisten versioiden käsittelyyn.

Jos käyttösääntöjä ei rikota, kaasupolttimen toiminnasta syntyvät palamistuotteet päästetään vähimmäismäärään, jossa on vähäinen typen oksidien ja hiilimonoksidin pitoisuus.

Kaasun syöttöä varten kaasun infrapunapolttimet (GIG) on varustettu suuttimilla, joiden kautta kaasu ruiskutetaan suurella nopeudella. Tämä kaasunsyöttö varmistaa, että palamisilma syötetään. Se "työnnetään" suuttimen läpi kulkevalla nopealla virtauksella jakelukammioon.

Kaasu ei ainoastaan ​​ruiskuta ilmaa, vaan myös sekoittuu sen kanssa injektoriin, jolloin saadaan kaasu-ilma-seos, joka soveltuu täydelliseen palamiseen. Tämä seos siirtyy keraamisen suuttimen pinnalle huokostensa, rei'itettyjen reikiensä tai rakojensa kautta, missä se palaa kokonaan ohuena, enintään 1,5 mm paksuisena kerroksena.

Keraamiset litteät polttimet

Valtaosa lämpöenergiasta siirretään keraamisiin laattoihin, jotka on lämmitetty erittäin korkeisiin lämpötiloihin alle minuutissa. Keraamisen elementin ulkopinta muuttuu ylimääräiseksi lämpövirran lähteeksi.

Keraaminen suutin vastaa 40-60% teollisen kaasun infrapunalämmittimen lähettämästä säteilystä. Laitteen tehokkuuden lisäämiseksi suuttimen yläpuolelle on asennettu verkkoseula. Lämmönsiirtopinnan lisäämiseksi rei'itetyt laatat liimataan tulenkestävällä kitillä.

Tärkeä indikaattori on tulikanavien halkaisija. Se riippuu siitä, millaista kaasua laite pystyy käsittelemään. Keraamisten laattojen reikien kokonaismäärä riippuu halkaisijasta. Mitä enemmän niitä on, sitä hauraammaksi lämpöä säteilevä elementti tulee ja on herkkä GIG: n mekaanisille vaurioille.

Uritetut lämmittimet

Tasaisten keraamisten rei'itettyjen suuttimien lisäksi käytetään helpotuselementtejä. Rivipinnan käyttö tässä tapauksessa stimuloi lämmönvaihdon virtausta säteilevän pinnan ja palavan kaasun välillä. Uratut keraamiset laatat kuumenevat paremmin lisäämättä säteilevän elementin lämpökuormitusta.

Keraamiset litteät ja uritetut suuttimet kuumenevat 1473 K. Mutta huokoiset keraamiset elementit vain 1237 K. Huokoinen versio on helpompi valmistaa ja siksi halvempi. Lisäksi sen tuotannossa käytetään keramiikkateollisuuden jätettä.

Huokoisten laattojen paksuus saavuttaa 30 mm, mikä lisää merkittävästi suuttimen mekaanista rasitusta. Tällaisella suuttimella varustetun polttimen käytön aikana jakelukammiosta ulos tullut kaasu-ilma-seos palaa keraamisen laatan ulkopinnalle enintään 2 mm: n kerroksessa.

Huokoisen pakkauksen palamisalue siirtyy ulkopinnalta 3-5 mm syvyyteen. Samaan aikaan lämmityslämpötila saavuttaa vain 1123 K.

Huokoisten suuttimien haittapuoli GIG: lle on tarpeettoman korkea hydraulinen vastus, minkä vuoksi on mahdotonta käyttää matalapaineista pääkaasua toiminnassa.

Laitteet, joissa on metalliverkot

Kaikki edellä mainitut suuttimet on kuitenkin valmistettu keramiikasta, mikä tarkoittaa, että huolimatta vahvuudesta ja kaikenlaisista tempuista valmistaja, joka haluaa lisätä lujuutta, ne ovat edelleen hauraita. Hauraus on erityisen ärsyttävää, jos laitetta on jatkuvasti siirrettävä.

Siksi on kehitetty kestävämpi poltin, joka on varustettu metallisella kaksoisverkolla lämmitysalueille rakennus- tai asennustöiden aikana. Tällaisessa laitteessa kaasu-ilma-seos käsitellään suuttimen ja silmien välisessä tilassa. Ulomman verkon pinta lämpenee vain 1023 K.

Verkkosuuttimilla varustetussa GIG: ssä nämä elementit on valmistettu kuumuutta kestävistä seoksista, joissa on kromia ja nikkeliä. Suuttimet on tehty siten, että ylemmän verkon solujen koko sallii liekin kulkea vapaasti ja alempi on minimaalinen, kriittinen tulen läpimurron kannalta. Tässä infrapunalämmönlähteet voivat olla molemmat ristikot tai yksi.

Jos infrapunapoltin käsittelee pääkaasua tai nestemäistä propaani-butaaniseosta kaasupullo, vain ylempi verkko on mukana lämmön jakelussa. Jos prosessoidaan kaasua, jolla on pieni kuormitus, molemmat verkot säteilevät lämpöä. Tällä tavoin lämmönsiirto lisääntyy.

Kuitenkin GIG: n suurin hyötysuhde ristikoilla ei ylitä 60%, koska suuttimien hydraulinen vastus on kaksi kertaa kaikkien lajikkeiden rei'itettyjen keraamisten laattojen vastus. Totta, se on pienempi kuin huokoisten suuttimien.

Laitteet, joilla on suurempi lämmöntuotto

Keraamisilla levyillä ja ristikoilla varustettujen infrapunakaasusäteilijöiden melko alhainen hyötysuhde joutui etsimään tapoja lisätä lämpötehoa. Tulos saavutettiin ottamalla käyttöön uudentyyppinen suutin, joka on keraaminen paneeli, jossa on useita rakoja.

Leikkauksessa raot laajenevat äkillisesti, niiden sisääntulot ovat pienempiä kuin ulostulot. Tämä ratkaisu lisää polttimen tehokkuutta palamistuotteiden kierrätyksen vuoksi, ts. palaavat liekin juureen ampumiskanavan sisällä. Lisäksi liekki tällaisissa malleissa on vakaampi ja sammuu paljon vähemmän tuulessa.

Uralevyjen vapaa poikkileikkaus on keskimäärin 55-60% niiden todellisesta kokonaispoikkileikkauksesta. Niillä varustetut polttimet toimivat keskipaineisella kaasulla. Pakkauksen ulkotaso kuumennetaan 1723 K.

Tuulenkestävät päästöt

Vakaus tuulen kuormituksessa on tärkeä tekijä, kun valitaan infrapunakaasupoltin teollisuuslaitosten rakentamiseen tai kokoonpanoon. Kaikilla kaasua käsittelevillä teollisilla infrapunasäteilijöillä ei ole tätä laatua.

Avoimille alueille tarvitaan erikoislaitteita, jotka:

• niille on ominaista vakaa ruiskutus tuulenpuuskista riippuen;
• varustettu laitteella, joka estää suuttimesta poistuvan suihkun taipumisen;
• suojattu säteilypinnan aktiiviselta jäähtymiseltä tuulen vaikutuksesta.

Kaasulaitteiden tietolomakkeessa, joka kykenee lämmittämään tuulisella tuulella eikä sammumaan, on ilmoitettu tuulen vastus. Tämä ominaisuus sarjatuotannossa oleville infrapunapolttimille on suunnilleen sama kuin suoraan, ts. etutuulitoiminta ja sivupuhallus.

Ruiskutussuhteen pienentäminen aiheuttaa liekin ilmestymisen säteilypaneelin ulkopintaan. Samaan aikaan lämpötila laskee jyrkästi. Vähentää kylmän ilman tunkeutumista palamisalueelle.

Tuulenkestävyys liittyy fyysisesti erityiseen lämpökuormaan ja suuttimeen palamisjakson aikana syötetyn ilman tilavuuteen. Ylimääräisellä ja suurella ilmavirralla infrapunasäteilijän tehokkuus heikkenee. Siihen liittyy liekinkielten ulkonäön väheneminen, säteilevän pinnan tummuminen ja yksikön toiminnan lopettaminen liekittömässä tilassa.

Katsaus infrapunalämmittimien valmistajiin

Sekä kotimaiset että ulkomaiset yritykset tuottavat kaasulaitteita suotuisan mikroilman muodostamiseksi rakennustyömaalla, työpajassa, tuotantolaitoksessa ja vastaavissa tiloissa.

Kuluttajien mukaan venäläisten tuotteiden luokitusta johtavat Solyrogaz-tuotemerkin kaasupolttimet. Tämän yrityksen valikoima sisältää malleja, jotka on suunniteltu erikokoisten alueiden lämmitykseen. Laitteita voidaan käyttää kasvihuoneissa, autotalleissa ja ulkotiloissa.

Ainoa haittapuoli, jonka suurkaupungin valmistajan kaasupolttimien ja -uunien mallien ostajien ja todellisten omistajien tulisi ottaa huomioon, on turva -antureiden puute. Ottaen huomioon, mitä niitä voidaan käyttää jokapäiväisessä elämässä, mutta varotoimia noudattaen.

Suosio ei ole huonompi kuin Pathfinder -yhtiön tuotteilla. Ostajalle tarjottua tuotelinjaa hallitsevat kuitenkin kotitalouskäyttöön tarkoitetut tuotteet ja matkailuvaihtoehdot.

Sekä lämmityksessä että yksinkertaisten ruokien valmistuksessa käytetyt laatat ovat melko suosittuja, ja minisuihkupoltin.

Aeroheat -logolla varustetut kaasulämmittimet saivat kuluttajilta erinomaisia ​​ominaisuuksia. Tämä laite houkuttelee luotettavuudella, joka perustuu korkealaatuisten komponenttien käyttöön ja kohtuuhintaan. Dixonin ja Sibiryachkan kaasuliedet ja polttimet ovat osoittautuneet hyvin.

Ulkomaisten toimittajien arvokkaiden kaasulämmittimien luetteloa johtaa eteläkorealaisen Kovean kaasupolttimet ja -uunit. Brändin tuotteita käytetään aktiivisesti pienissä työpajoissa, maalaus- ja rakennustyömailla, retkeilyssä ja kalastuksessa.

Työpajojen järjestämiseen käytetään usein italialaisen Sistema -kaasulämmittimiä. Etelä -korealaisten Hyundain mallit, italialaiset Bartolini -kaasuliedet, joita voidaan käyttää sekä jokapäiväisessä elämässä että toimistossa, ovat aktiivisesti kysyttyjä. Ruotsalaiset Timberk -uunit ja kiinalaiset Ballu -laitteet erottuvat luotettavuudestaan ​​ja vakaasta toiminnastaan.

Johtopäätökset ja hyödyllinen video aiheesta

Seuraavan videon kirjoittaja kertoo yksityiskohtaisesti IR -kaasupolttimien toimintaperiaatteesta ja eduista:

Yksityiskohdat infrapunalämmityksen järjestämisestä on esitetty seuraavassa videossa:

Kattokaasulämmittimen asennusvaiheet on esitetty tässä:

Venäjän federaatiossa tuotetaan erityyppisiä infrapunapolttimia, mukaan lukien tuulenpitävät mallit. Yrityksen tarjoaman valikoiman avulla voit valita laitteen avoimien ja suljettujen alueiden lämmittämiseen.

On tärkeää päättää ennen ostamista, mihin tarkoitukseen ja missä olosuhteissa laitetta käytetään, valitse sitten tuottavampi tai kestävämpi malli, joka ei pelkää useita siirtymä.