Gas-infraroodstralers voor industriële gebouwen: soorten, werkingsprincipe, merkoverzicht

IR-apparaten die warmte en lichtstromen genereren, worden actief gebruikt in verschillende productiegebieden en particuliere economie. De meest gevraagde gas-infraroodstralers voor industriële gebouwen. Hun actie is gebaseerd op het vermogen van een verwarmd lichaam om de ontvangen warmte in de ruimte af te geven.

In ons artikel leert u alles over de werkingsprincipes van infraroodapparatuur. We vertellen u over de soorten infraroodapparatuur en hun karakteristieke verschillen. We laten u kennismaken met de toonaangevende modellen op de markt.

De essentie van infraroodstraling

Infraroodstraling is anders dan gewoon en vertrouwd zichtbaar licht. Ze zijn vergelijkbaar in de snelheid waarmee ze zich voortplanten en de ruimte doorkruisen. Beide varianten zijn in staat tot breking, reflectie en bundeling.

In tegenstelling tot gewone lichtstraling, die elektromagnetische golven zijn, heeft de IR-flux zowel golf- als kwantumeigenschappen. Dat wil zeggen, het zendt zowel licht als warmte uit.

Het licht dat door infraroodapparaten wordt geleverd, reist in golven. Elektromagnetische lichttrillingen bevinden zich in het spectrumsegment van 760 nm (nanometer) tot 540 micron (micrometer). De warmte die wordt gegenereerd door IR-stralers is een stroom van quanta. Hun energie varieert van 0,0125 tot 1,25 eV (elektronvolt).

De warmte en lichtstroom die worden uitgestraald door infraroodapparaten, zijn met elkaar verbonden. Naarmate de intensiteit van het licht toeneemt, neemt de kwantumwarmtestroom af. Afhankelijk van de temperatuur kan infraroodstraling al dan niet door onze ogen worden waargenomen. Warmtestraling wordt niet visueel gedetecteerd.

Deze specifieke infraroodstraling wordt in de industrie gebruikt om de polymerisatie- en uithardingsprocessen te versnellen. Het thermische deel van infraroodstraling maakt het mogelijk om de aanwezigheid en locatie van een persoon of een dier te bepalen in een slecht verlichte en onverlichte nachtperiode.

De niet-standaard werking van infraroodtoestellen die licht uitstralen in combinatie met warmte werd de basis voor de ontwikkeling van nachtkijkers. Het wordt gebruikt bij het opsporen van fouten, in verborgen signaalapparatuur en in technische apparaten om 's nachts te fotograferen.

Beide componenten Infrarood straling bijna niet verstrooien in de verwerkte ruimte, ze lijken zich te concentreren op objecten in het gebied van hun invloed. Warmte dringt door in het lichaam van het verwarmde object, de penetratiediepte hangt af van de eigenschappen, structuur en materiaal van het object. De diepte varieert van een tiende van een mm tot enkele mm.

Bij gebruik voor industriële doeleinden wordt de golflengte van infraroodstralers geselecteerd op basis van de technische kenmerken van het object of de stof. IR-stralen gaan vrij door de luchtmassa, daarom wordt verwarming uitgevoerd zonder tastbare verliezen. Deze omstandigheid wordt redelijkerwijs beschouwd als een zwaarwegend pluspunt bij de productie.

Naast het verwarmen en verlichten van het gebied dat door het apparaat wordt verwerkt, worden infraroodstralers gebruikt bij het oplossen van de volgende taken:

Soorten infraroodstralingsbronnen

De eenvoudigste bronnen van IR-straling zijn ons allemaal bekend. gloeilampenonder laagspanning werken. In dergelijke omstandigheden zenden ze voornamelijk infrarode stromen uit. In dit geval is de fractie van lichte elektromagnetische golven onbeduidend, maar desalniettemin wordt deze optisch bepaald.

Nu ter beschikking van een particuliere consument, bouw- en industriële organisaties, veel verschillende soorten IR-stralers.

De reikwijdte van hun toepassing wordt bepaald door:

• werktemperatuur;
• de maximale waarde van de golflengte;
• een gebied waarin de infrarode flux gelijkmatig is verdeeld.

Rekening houdend met de vermelde kenmerken, wordt een emitterend apparaat geselecteerd dat is ontworpen om specifieke problemen op te lossen.

De meest voorkomende soorten IR-stralers zijn:

• Lampen met spiegelreflectoren. Bij maximale straling is hun golflengte 1,05 micron.
• Kwarts buislampen. Hun golflengte bij maximale straling ligt in het bereik van 2 tot 3 micron.
• Staaf niet-metalen kachels. Structureel worden ze aangevuld met reflectoren, de maximale golflengte is van 6 tot 8 micron.
• Buisvormige elektrische kachels. Apparaten met verwarmingselementen, veel gebruikt in het dagelijks leven, gebruikt in de productie.
• Infrarood branders. Ze zijn uitgerust met keramische of metalen geperforeerde sproeiers. Ze worden gebruikt in de bouw voor het verwarmen van open en gesloten ruimtes tijdens de constructie van een gebouw, bij de productie van afwerkingswerkzaamheden.

Bronnen van infraroodstralen zijn gebruikt in de landbouw. Met hun hulp worden jong pluimvee en pasgeboren huisdieren verwarmd. In kassen worden emitters geïnstalleerd om de groei van gekweekte rassen te stimuleren, in schuren en graanschuren om te drogen.

Bronnen van infraroodstromen zijn onderverdeeld in:

• Infrarood lampen. Dit zijn "lichte" zenders en apparaten die warmtestraling afgeven.
• Kachels. Apparaten die worden gebruikt voor het verwarmen van gesloten ruimten en open ruimten. Dit zijn onder andere modellen die werken op elektriciteit, vloeibare of gasvormige brandstoffen. Het verwarmingselement kan een verwarmingselement zijn of een spiraal gemaakt van een legering met hoge weerstand.

Volgens de classificatie op golflengte worden infraroodbronnen onderverdeeld in twee hoofdgroepen: donker en licht. De eerste werken door lange golven in de ruimte te scheiden, de laatste - korte.

Donkere en lichte IR-stralers

Per definitie zijn "lichtbronnen" in staat licht uit te zenden. De stromen die door hen worden uitgezonden, worden waargenomen door het zicht, hoewel het nog steeds moeilijk is om ze te benoemen met heldere verlichting en het is helemaal niet de moeite waard om voor dit doel te gebruiken.

"Donkere" apparaten leveren warmte die onzichtbaar is voor mensen en wordt gevoeld door de huid van de gebruiker, maar niet visueel waarneembaar. De grenswaarde tussen "licht" en "donker" wordt beschouwd als een golflengte van 3 micron. De grenstemperatuur van het verwarmde oppervlak is 700º.

De meest bekende vertegenwoordiger van de "donkere" verwarmingseenheid is bakstenen russische kachel, die al eeuwenlang met succes laagbouw verwarmt. Onder het "licht", zoals we al begrijpen, is er een gloeilamp, als deze niet meer dan 12% van het licht levert. Tegelijkertijd wordt de belangrijkste energie ervan gericht op de opwekking van warmte.

Kenmerken van het apparaat van verlichtingsarmaturen

Lichtbronnen zijn structureel vergelijkbaar met een typische gloeilamp. Er zijn echter verschillen in filamentlichamen. Voor licht-infraroodapparaten mag de temperatuur de limiet van 2270-2770 K niet overschrijden. Dit is nodig om de warmtestroom te vergroten door de emissie van licht te verminderen.

Net als bij standaard gloeilampen zit de wolfraamgloeidraad in een glazen bol. Alleen de lamp is uitgerust met reflectoren, waardoor alle stralingsenergie op het verwarmde object wordt gericht. In dit geval wordt een onbeduidend deel van de energie besteed aan het verwarmen van de lampvoet.

De lamp van licht-infraroodbronnen wordt verwarmd tot hoge temperaturen en neemt daarom ook deel aan het proces van warmteoverdracht naar de ruimte. De warmte-energie van de verwarmde lamp wordt niet gefocust door de reflector en gaat uit in de onbehandelde ruimte, het is dit onderdeel dat de efficiëntie van het apparaat vermindert.

De productiviteit van een licht-infraroodbron bedraagt ​​gemiddeld niet meer dan 65%. Het wordt verhoogd door het wolfraam verwarmingslichaam in een kwartsglazen buis of soortgelijke lamp te plaatsen. Met deze oplossing kan de golflengte worden verhoogd tot 3,3 µm en de temperatuur worden verlaagd tot 600º.

Deze optie wordt gebruikt bij kwarts infraroodstralers, waarbij een chroom-nikkeldraad om een ​​kwartsstaaf wordt gewikkeld en dit alles bij elkaar in een kwartsbuis wordt geplaatst.

De essentie van het werk ligt in het dubbele gebruik van de verwarmingsdraad. De vrijgekomen warmte-energie wordt deels gebruikt voor directe verwarming en deels voor temperatuurverhoging van de kwartsstaaf. Een gloeiend hete staaf straalt ook warmtestromen uit.

De pluspunten van buisvormige apparaten zijn redelijkerwijs de weerstand van alle componenten gemaakt van kwarts en keramiek tegen atmosferisch negatief. Het nadeel is de kwetsbaarheid van keramische onderdelen.

De bijzonderheden van het werk en het ontwerp van donkere kachels

De zogenaamde "donkere" bronnen van IR-fluxen zijn veel praktischer dan hun "lichte" tegenhangers. Hun emitterende element is ten goede anders van structuur. De verwarmde geleider zelf straalt geen thermische energie uit; deze wordt geleverd door de omringende metalen mantel.

Als gevolg hiervan is de bedrijfstemperatuur van het apparaat niet hoger dan 400 - 600. Om geen warmte-energie te verspillen, zijn donkere emitters uitgerust met reflectoren die stromen in de gewenste richting leiden.

Langegolfstralers van de donkere groep zijn niet bang voor schokken en soortgelijke mechanische invloeden, omdat breekbaar het polymeer of keramische element daarin wordt beschermd door een metalen behuizing en een beschermende thermische isolatie laag. Het rendement van de emitters van deze groep bereikt 90%.

Maar ze zijn niet zonder nadelen. Verwarmers van de donkere groep zijn afhankelijk van de ontwerpkenmerken van het apparaat. Als de afstand tussen het hoofdstralingselement en het oppervlak van het apparaat groot is, wordt het door de langsstromende lucht gewassen en gekoeld. Het rendement wordt hierdoor verminderd.

Vanwege hun ontwerpkenmerken worden donkere modellen geïnstalleerd voor het verwarmen van kamers met lage plafonds en gebieden die een lineaire warmtetoevoer vereisen. Licht - geplaatst waar verwerking van kamers met hoge plafonds en verticaal langwerpige gebieden vereist is.

Gasbranders als bron van infraroodstralen

De apparaten waarin de vlamloze gasverwerking plaatsvindt, worden gasbranders of gas-infraroodstralers genoemd. De met hoge intensiteit vrijkomende warmte-energie wordt via het stralingsoppervlak van de unit naar de ruimte overgebracht.

Het zijn gas-infraroodstralers zoals branders die op industriële schaal worden toegepast tijdens bouw- en installatiewerkzaamheden. De overheersende hoeveelheid warmte-energie wordt overgedragen door de keramische sproeiers van de branders.

Gebruikt als bijlagen:

• geperforeerde keramische platen, die vlak of gebosseleerd zijn;
• keramische platen met gelijkmatig verdeelde poriën;
• keramische elementen met een mesh nichrome scherm, mesh metaal en allerlei katalytische sproeiers.

Alle bovenstaande soorten gaten in een keramisch of metalen element zijn vuurkanalen.

De brandstof voor de werking van dit type infraroodstralers is hoofdgas, evenals de vloeibaar gemaakte versie of kunstmatig gecreëerde gassen. In Rusland produceren ze branders die zijn ontworpen voor de verwerking van vloeibaar en mainstream gas. Buitenlandse apparatuur is voornamelijk ontworpen voor de verwerking van vloeibare en kunstmatige versies.

Als de bedieningsregels niet worden geschonden, worden de verbrandingsproducten van de werking van de gasbrander in een minimale hoeveelheid uitgestoten met een onbeduidend gehalte aan stikstofoxiden en koolmonoxide.

Voor de gastoevoer zijn gas-infraroodbranders (GIG) uitgerust met sproeiers waardoor het gas met hoge snelheid wordt geïnjecteerd. Deze gastoevoer zorgt ervoor dat de verbrandingslucht wordt geïnjecteerd. Het wordt door de hogesnelheidsstroom door de injector in de verdeelkamer "geduwd".

Het gas injecteert niet alleen lucht, maar vermengt zich er ook mee in de injector, waardoor een gas-luchtmengsel ontstaat dat geschikt is voor volledige verbranding. Dit mengsel verplaatst zich naar het oppervlak van het keramische mondstuk door zijn poriën, geperforeerde gaten of sleuven, waar het volledig verbrandt in een dunne laag van niet meer dan 1,5 mm dik.

Keramische platte lansbranders

De overheersende hoeveelheid warmte-energie wordt in minder dan een minuut overgebracht naar keramische tegels die tot ultrahoge temperaturen worden verwarmd. Het buitenoppervlak van het keramische element verandert in een extra bron van warmtestroom.

Het keramische mondstuk is goed voor 40 tot 60% van de straling die door een industriële gas-infraroodverwarmer wordt uitgezonden. Om de efficiëntie van het apparaat te verhogen, wordt een gaasscherm boven het mondstuk geïnstalleerd. Om het warmteoverdrachtsoppervlak te vergroten, worden geperforeerde tegels verlijmd met een vuurvaste stopverf.

Een belangrijke indicator is de diameter van de afvuurkanalen. Het hangt af van wat voor soort gas het apparaat kan verwerken. Het totaal aantal gaten in de keramische tegel is afhankelijk van de diameter. Hoe meer van hen, hoe kwetsbaarder het warmte-afgevende element zal blijken en gevoelig zal zijn voor mechanische schade aan de GIG.

Geribbelde kachels

Naast platte keramische geperforeerde mondstukken worden reliëfelementen gebruikt. Het gebruik van een geribbeld oppervlak stimuleert in dit geval de stroom van warmte-uitwisseling tussen het stralende oppervlak en het brandende gas. Geribbelde keramische tegels warmen beter op zonder de warmtebelasting op het emitterende element te verhogen.

Keramische platte en geribbelde sproeiers verwarmen tot 1473 K. Maar poreuze keramische elementen slechts tot 1237 K. De poreuze versie is gemakkelijker te vervaardigen en dus goedkoper. Daarnaast wordt bij de productie ervan afval uit de keramische industrie gebruikt.

De dikte van de poreuze tegels bereikt 30 mm, wat de weerstand van het mondstuk tegen mechanische belasting aanzienlijk verhoogt. Tijdens de werking van een brander met een dergelijk mondstuk brandt het gas-luchtmengsel dat uit de verdeelkamer is gekomen op het buitenoppervlak van de keramische tegel in een laag van maximaal 2 mm uit.

Het verbrandingsgebied in de poreuze pakking verplaatst zich van het buitenoppervlak naar een diepte van 3-5 mm. Tegelijkertijd bereikt de verwarmingstemperatuur slechts 1123 K.

Het nadeel van poreuze nozzles voor GIG is een onnodig hoge hydraulische weerstand, waardoor het onmogelijk is om tijdens bedrijf lagedruk-hoofdgas te gebruiken.

Uitrusting met metalen mazen

Alle bovengenoemde soorten sproeiers zijn echter gemaakt van keramiek, wat betekent dat ze, ondanks de dikte en allerlei trucs van de fabrikant, die de sterkte wil vergroten, nog steeds kwetsbaar zijn. Breekbaarheid is vooral vervelend als het apparaat constant moet worden verplaatst.

Daarom is er een duurzamer type brander ontwikkeld, uitgerust met een metalen dubbel gaas, voor het verwarmen van locaties tijdens bouw- of installatiewerkzaamheden. In een dergelijke inrichting wordt het gas-luchtmengsel verwerkt in de ruimte tussen het mondstuk en de mazen. Het oppervlak van het buitenste gaas warmt op tot slechts 1023 K.

Bij GIG met mesh-nozzles zijn deze elementen gemaakt van hittebestendige legeringen met chroom en nikkel. De mondstukken zijn zo gemaakt dat de grootte van de cellen van het bovenste gaas de vlam vrij laat passeren, en het onderste is minimaal, cruciaal voor het doorbreken van vuur. Hier kunnen IR-warmteafgevers zowel roosters als één zijn.

Als de infraroodbrander hoofdgas of propaan-butaan vloeibaar mengsel verwerkt van: gasfles, is alleen het bovenste net betrokken bij de distributie van warmte-energie. Als een gas met een lage belasting wordt verwerkt, stralen beide netten warmte uit. Op deze manier wordt de warmteoverdracht vergroot.

Het maximale rendement van GIG met roosters is echter niet hoger dan 60%, omdat de hydraulische weerstand van de sproeiers twee keer zo groot is als die van geperforeerde keramische tegels van alle soorten. Toegegeven, het is minder dan dat van poreuze mondstukken.

Apparaten met verhoogde warmteafgifte

Het vrij lage rendement van infrarood-gasstralers met keramische platen en roosters maakte het noodzakelijk om te zoeken naar manieren om het thermisch vermogen te vergroten. Het resultaat is bereikt door de introductie van een nieuw type mondstuk, namelijk een keramisch paneel met een aantal sleuven.

In de snede hebben de spleten een plotselinge uitzetting, hun inlaten zijn kleiner dan de uitlaten. Deze oplossing verhoogt het rendement van de brander door de recirculatie van verbrandingsproducten, d.w.z. hun terugkeer naar de basis van de vlam binnen het afvuurkanaal. Bovendien is de vlam in dergelijke modellen stabieler en zal deze veel minder snel doven in de open wind.

De vrije doorsnede van sleufpanelen is gemiddeld 55 - 60% van hun werkelijke totale doorsnede. De branders die ermee zijn uitgerust, werken op gas van gemiddelde druk. Het buitenvlak van de pakking wordt verwarmd tot 1723 K.

Windbestendige zenders

Stabiliteit onder windbelasting is een belangrijke factor bij het kiezen van een gas-infraroodbrander die wordt gebruikt in de bouw of montage van industriële installaties. Niet alle industriële infraroodstralers die gas verwerken, bezitten deze kwaliteit.

Voor open ruimtes zijn speciale apparaten nodig die:

• worden gekenmerkt door stabiele injectie, afhankelijk van windstoten;
• uitgerust met een inrichting die de afbuiging van de straal die het mondstuk verlaat, voorkomt;
• beschermd tegen actieve afkoeling van het stralingsoppervlak door invloed van wind.

In het datablad van gasapparatuur die kan opwarmen bij een rukwind en niet dooft, wordt de windweerstand aangegeven. Deze eigenschap is voor in serie geproduceerde infraroodbranders ongeveer hetzelfde als voor directe, d.w.z. frontale windactie, en met zijwaarts blazen.

Door de injectieverhouding te verminderen, ontstaat er een vlam op het buitenoppervlak van het stralingspaneel. Tegelijkertijd daalt de temperatuur sterk. Vermindert de penetratie van koude lucht in het verbrandingsgebied.

Windweerstand is fysiek gerelateerd aan de specifieke warmtebelasting en het luchtvolume dat tijdens de verbrandingsperiode aan het mondstuk wordt toegevoerd. Bij overmatige en hoge luchtstroomsnelheid wordt de efficiëntie van de infraroodstraler verminderd. Het gaat gepaard met een vermindering van het verschijnen van vlammende tongen, een donkerder worden van het emitterende oppervlak en de beëindiging van de werking van de unit in een vlamloze modus.

Overzicht van IR-verwarmingsfabrikanten

Gastoestellen voor de vorming van een gunstig microklimaat op een bouwplaats, in een werkplaats, een productiewerkplaats en soortgelijke installaties worden geproduceerd door zowel binnenlandse als buitenlandse bedrijven.

Volgens consumenten wordt de beoordeling van in Rusland gemaakte producten geleid door gasbranders van het merk Solyrogaz. Het assortiment dat door dit bedrijf wordt gepresenteerd, omvat modellen die zijn ontworpen voor het verwarmen van ruimtes van verschillende groottes. De units kunnen worden gebruikt in kassen, garages en buitenruimtes.

Het enige nadeel waarmee kopers en echte eigenaren van modellen van gasbranders en kachels van een grootstedelijke fabrikant rekening moeten houden, is het ontbreken van beveiligingssensoren. Met het oog op wat ze in het dagelijks leven kunnen worden gebruikt, maar met inachtneming van voorzorgsmaatregelen.

Niet inferieur in populariteit aan producten van het bedrijf Pathfinder. De productlijn die aan de koper wordt aangeboden, wordt echter gedomineerd door producten voor huishoudelijk gebruik en toeristische opties.

De tegels die zowel bij verwarming als bij de bereiding van eenvoudige gerechten worden gebruikt, zijn behoorlijk populair, en mini sproeibrander.

Gaskachels met het Aeroheat-logo kregen uitstekende eigenschappen van consumenten. Deze apparatuur trekt aan met betrouwbaarheid, gerechtvaardigd door het gebruik van hoogwaardige componenten en betaalbare kosten. Gasgestookte fornuizen en branders van Dixon en Sibiryachka hebben zich goed bewezen.

De lijst met waardige gaskachels van buitenlandse leveranciers wordt aangevoerd door gasbranders en kachels van het Zuid-Koreaanse bedrijf Kovea. De producten van het merk worden actief gebruikt in kleine werkplaatsen, op schilder- en bouwplaatsen, bij wandelen en vissen.

Voor de inrichting van werkplaatsen worden vaak gaskachels van het Italiaanse bedrijf Sistema gebruikt. Er is veel vraag naar modellen van de Zuid-Koreaanse Hyundai, Italiaanse gasfornuizen Bartolini, die zowel in het dagelijks leven als op kantoor kunnen worden gebruikt. De Zweedse Timberk-kachels en de Chinese Ballu-apparatuur onderscheiden zich door hun betrouwbaarheid en stabiele werking.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

De auteur van de volgende video zal in detail vertellen over het werkingsprincipe en de voordelen van IR-gasbranders:

Details van de organisatie van infraroodverwarming worden gepresenteerd in de volgende video:

De installatiestappen voor een gasgestookte plafondverwarmer worden hier weergegeven:

In de Russische Federatie worden verschillende soorten infraroodbranders geproduceerd, waaronder windbestendige modellen. Met het assortiment dat door het bedrijf wordt aangeboden, kunt u een apparaat kiezen voor het verwarmen van open en gesloten ruimtes.

Het is belangrijk om te beslissen voordat u koopt voor welk doel en in welke omstandigheden de apparatuur zal worden gebruikt, kies dan een productiever of duurzamer model dat niet bang is voor meerdere verplaatsing.