Emițătoare cu infraroșu de gaz pentru spații industriale: tipuri, principiu de funcționare, prezentare generală a mărcii

Dispozitivele IR care generează fluxuri de căldură și lumină sunt utilizate în mod activ în diferite domenii ale producției și economiei private. Cei mai solicitați emițători de infraroșu de gaz pentru spațiile 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. Vă vom spune despre tipurile de echipamente cu infraroșu și diferențele caracteristice ale acestora. Vă vom prezenta cele mai importante modele de pe piață.

Esența radiațiilor infraroșii

Radiațiile infraroșii sunt diferite de lumina vizibilă obișnuită și familiară. Acestea sunt similare în ceea ce privește viteza cu care se propagă și traversează spațiul. Ambele soiuri sunt capabile de refracție, reflexie și grupare.

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

Lumina furnizată de dispozitivele cu infraroșu se deplasează în unde. Vibrațiile electromagnetice ale luminii sunt în segmentul spectral de la 760 nm (nanometri) la 540 microni (micrometri). Căldura generată de emițătorii IR este un flux de quanta. Energia lor variază de la 0,0125 la 1,25 eV (electron volți).

Căldura și fluxul luminos emis de dispozitivele cu infraroșu sunt interconectate. Pe măsură ce intensitatea luminii crește, fluxul de căldură cuantică scade. În funcție de temperatură, radiația infraroșie poate sau nu poate fi percepută de ochii noștri. Radiația termică nu este detectată vizual.

Această radiație infraroșie specifică este utilizată în industrie pentru a accelera procesele de polimerizare și întărire. Partea termică a radiației infraroșii face posibilă determinarea prezenței și localizării unei persoane sau a unui animal într-o perioadă de noapte slab luminată și neluminată.

Funcționarea nestandardă a dispozitivelor IR care emit lumină în combinație cu căldura a devenit baza dezvoltării dispozitivelor de vedere nocturnă. Este utilizat în detectarea defectelor, în dispozitivele de semnalizare ascunse și în dispozitivele tehnice pentru fotografierea pe timp de noapte.

Ambele componente Radiatii infrarosii aproape nu se împrăștie în spațiul procesat, par să se concentreze asupra obiectelor din zona influenței lor. 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.

Atunci când este utilizată în scopuri industriale, lungimea de undă de la emițătoarele cu infraroșu este selectată pe baza caracteristicilor tehnice ale obiectului sau substanței. Razele IR trec liber prin masa de aer, prin urmare încălzirea se realizează fără pierderi tangibile. Această circumstanță este considerată în mod rezonabil un plus important în producție.

Pe lângă încălzirea și iluminarea zonei procesate de dispozitiv, emițătoarele cu infraroșu sunt utilizate pentru rezolvarea următoarelor sarcini:

Tipuri de surse de radiații infraroșii

Cele mai simple surse de radiații IR sunt bine cunoscute de noi toți. lămpi cu incandescențăfuncționând sub tensiune scăzută. În astfel de condiții, ele emit în principal fluxuri de infraroșu. În acest caz, fracția undelor electromagnetice ușoare este nesemnificativă, dar totuși este determinată optic.

Acum, la dispoziția unui consumator privat, a construcțiilor și a organizațiilor industriale, multe tipuri diferite de emițătoare IR.

Domeniul de aplicare al acestora este determinat de:

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

Luând în considerare caracteristicile enumerate, este selectat un dispozitiv de emisie conceput pentru rezolvarea problemelor specifice.

Cele mai frecvente tipuri de emițătoare IR sunt:

• Lămpi cu reflectoare cu 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.
• Incalzitoare nemetalice cu tija. Structural, acestea sunt completate cu reflectoare, lungimea de undă maximă este de la 6 la 8 microni.
• Încălzitoare electrice tubulare. Dispozitive cu elemente de încălzire, utilizate pe scară largă în viața de zi cu zi, utilizate în producție.
• Arzătoare cu infraroșu. Sunt echipate cu duze perforate din ceramică sau metal. Acestea sunt utilizate în construcții pentru încălzirea zonelor deschise și închise în timpul construcției unei clădiri, în producția de lucrări de finisare.

Sursele de raze infraroșii sunt utilizate în agricultură. Cu ajutorul lor, păsările tinere și animalele domestice nou-născute sunt încălzite. Emițătorii sunt instalați în sere pentru a stimula creșterea soiurilor cultivate, în hambare și grânare pentru uscare.

Sursele fluxurilor cu infraroșu sunt împărțite în:

• Lămpi cu infraroșu. Acestea sunt emițătoare și dispozitive „luminoase” care furnizează radiații termice.
• Încălzitoare. Dispozitive utilizate pentru încălzirea spațiilor închise și a spațiilor deschise. Acestea includ modele care utilizează electricitate, combustibili lichizi sau gazoși. Elementul de încălzire poate fi fie un element de încălzire, fie o spirală dintr-un aliaj cu rezistență ridicată.

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

Emițătoare IR întunecate și deschise

Prin definiție, sursele „luminoase” sunt capabile să emită lumină. Fluxurile emise de acestea sunt percepute prin vedere, deși este încă dificil să le denumiți cu iluminare puternică și nu merită deloc să le folosiți în acest scop.

Aparatele „întunecate” furnizează căldură invizibilă pentru oameni și simțită de pielea utilizatorului, dar nu detectabilă 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.

Cel mai faimos reprezentant al unității de încălzire „întunecată” este aragaz rusesc din caramida, care a încălzit cu succes clădirile joase de mai multe secole. Dintre „lumină”, așa cum am înțeles deja, există un bec cu incandescență, dacă alimentează nu mai mult de 12% din lumină. Principala sa energie este direcționată către producția de căldură.

Caracteristicile dispozitivului de corpuri de iluminat

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

La fel ca becurile standard, filamentul de tungsten este plasat într-un bec de sticlă. Numai becul este echipat cu reflectoare, datorită cărora toată energia radiantă este concentrată asupra obiectului încălzit. În acest caz, o parte nesemnificativă a energiei este cheltuită pentru încălzirea bazei lămpii.

Becul surselor de infraroșu luminos este încălzit la temperaturi ridicate, prin urmare participă și la procesul de transfer al căldurii în spațiu. Energia termică de la becul încălzit nu este focalizată de reflector și se stinge în spațiul netratat, această componentă este cea care reduce eficiența dispozitivului.

Productivitatea unei surse de lumină cu infraroșu nu depășește în medie 65%. Se mărește prin plasarea corpului de încălzire a tungstenului într-un tub de sticlă de cuarț sau un bec similar. Această soluție permite creșterea lungimii de undă la 3,3 µm și a temperaturii la 600 °.

Această opțiune este utilizată în încălzitoarele cu infraroșu cuarț, în care un fir de crom-nichel este înfășurat în jurul unei tije de cuarț și toate acestea sunt plasate împreună într-un tub de cuarț.

Esența lucrării constă în utilizarea dublă a firului de încălzire. Energia termică degajată este utilizată parțial pentru încălzirea directă și parțial pentru creșterea temperaturii tijei de cuarț. O tijă roșie emite, de asemenea, fluxuri de căldură.

Plusurile dispozitivelor tubulare includ în mod rezonabil rezistența tuturor componentelor din cuarț și ceramică la negativul atmosferic. Dezavantajul este fragilitatea pieselor ceramice.

Specificul lucrării și al designului încălzitoarelor întunecate

Așa-numitele surse „întunecate” ale fluxurilor IR sunt mult mai practice decât omologii lor „luminoși”. Elementul lor emitent este diferit în structură în bine. Conductorul încălzit în sine nu emite energie termică; este alimentat de învelișul metalic din jur.

Ca urmare, temperatura de funcționare a dispozitivului nu depășește 400 - 600º. Pentru a nu irosi energia termică, emițătoarele întunecate sunt echipate cu reflectoare care redirecționează fluxurile în direcția dorită.

Emițătorii de lungime de undă lungă din grupul întunecat nu se tem de șocuri și influențe mecanice similare, deoarece fragil elementul polimeric sau ceramic din acestea este protejat de o carcasă metalică și de o izolație termică de protecție strat. Eficiența emitenților acestui grup ajunge la 90%.

Dar nu sunt fără dezavantajele lor. Încălzitoarele din grupul întunecat depind de caracteristicile de design ale dispozitivului. Dacă distanța dintre elementul principal radiant și suprafața dispozitivului este mare, atunci acesta va fi spălat și răcit de aerul care trece prin. Eficiența este redusă ca urmare.

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

Arzătoarele de gaz ca sursă de raze infraroșii

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

Încălzitoarele cu infraroșu cu gaz, cum ar fi arzătoarele, sunt utilizate la scară industrială în timpul lucrărilor de construcție și instalare. Cantitatea predominantă de energie termică este transferată de duzele ceramice ale arzătoarelor.

Folosit ca atașamente:

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

Toate tipurile de găuri de mai sus dintr-un element ceramic sau metalic sunt canale de incendiu.

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

Dacă regulile de funcționare nu sunt încălcate, atunci produsele de ardere din funcționarea arzătorului cu gaz sunt emise într-o cantitate minimă 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 injectat la viteză mare. Această alimentare cu gaz asigură injectarea aerului de ardere. Este „împins” de fluxul de mare viteză prin injector în camera de distribuție.

Gazul nu numai că injectează aer, ci și se amestecă 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 fantele, unde arde complet într-un strat subțire de cel mult 1,5 mm grosime.

Arzătoare cu lance plate din ceramică

Cantitatea predominantă de energie termică este transferată plăcilor ceramice încălzite la temperaturi ultra ridicate 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 cu infraroșu cu gaz industrial. Pentru a crește eficiența dispozitivului, este instalat un ecran de plasă deasupra duzei. Pentru a crește suprafața de transfer de căldură, plăcile perforate sunt lipite folosind un chit refractar.

Un indicator important este diametrul canalelor de tragere. Depinde ce tip de gaz poate procesa dispozitivul. Numărul total de găuri din plăci ceramice depinde de diametru. Cu cât mai multe dintre ele, cu atât elementul emitent de căldură va deveni mai fragil și va fi sensibil la deteriorarea mecanică a GIG.

Încălzitoare cu nervuri

În plus față de duze plate perforate din ceramică, sunt utilizate elemente de relief. Utilizarea unei suprafețe nervurate în acest caz stimulează fluxul de schimb de căldură între suprafața radiantă și gazul care arde. Plăcile ceramice cu nervuri se încălzesc mai bine fără a crește sarcina de căldură pe elementul emitent.

Duzele plate și nervurate din ceramică încălzesc până la 1473 K. Dar elementele ceramice poroase numai până la 1237 K. Versiunea poroasă este mai ușor de fabricat și, prin urmare, mai ieftină. În plus, deșeurile din industria ceramică sunt utilizate în producția sa.

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

Zona de ardere din ambalajul poros se deplasează de la suprafața exterioară la o adâncime de 3-5 mm. În același timp, temperatura de încălzire atinge doar 1123 K.

Dezavantajul duzelor poroase pentru GIG este o rezistență hidraulică inutilă, din cauza căreia este imposibil să se utilizeze gaz principal de joasă presiune în funcțiune.

Echipamente cu ochiuri metalice

Cu toate acestea, toate tipurile de duze de mai sus sunt realizate din ceramică, ceea ce înseamnă că, în ciuda grosimii și a tuturor tipurilor de trucuri ale producătorului, care dorește să crească rezistența, acestea sunt încă fragile. Fragilitatea este deosebit de enervantă dacă dispozitivul trebuie mutat constant.

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

În GIG cu duze cu plasă, aceste elemente sunt fabricate din aliaje rezistente la căldură cu crom și nichel. Duzele sunt realizate astfel încât dimensiunea celulelor ochiurilor superioare să permită flăcării să treacă liber, iar cea inferioară este minimă, critică pentru izbucnirea focului. Aici, emițătoarele de căldură IR pot fi atât rețele, fie unul.

Dacă arzătorul cu infraroșu prelucrează amestecul principal de gaz sau propan-butan lichid din sticla de gaz, doar rețeaua superioară este implicată în distribuția energiei termice. Dacă se procesează un gaz cu o sarcină redusă, ambele rețele radiază căldură. În acest fel, transferul de căldură este crescut.

Cu toate acestea, eficiența maximă a GIG cu grile nu depășește 60%, deoarece rezistența hidraulică a duzelor este de două ori mai mare decât a plăcilor ceramice perforate din toate soiurile. Este adevărat, este mai puțin decât cea a duzelor poroase.

Dispozitive cu putere termică crescută

Eficiența destul de scăzută a emițătorilor de gaz în infraroșu cu plăci și rețele ceramice a făcut necesară căutarea 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 tăietură, fantele au o expansiune bruscă, intrările lor sunt mai mici decât orificiile de ieșire. Această soluție crește eficiența arzătorului datorită recirculării produselor de ardere, adică întoarcerea lor la baza flăcării în canalul de tragere. În plus, flacăra în astfel de modele este mai stabilă și este mult mai puțin probabil să se stingă în vânt deschis.

Secțiunea liberă a panourilor cu fante este în medie de 55 - 60% din secțiunea lor reală totală. Arzătoarele echipate cu acestea funcționează pe gaz de presiune medie. Planul exterior al ambalajului este încălzit până la 1723 K.

Emițătoare rezistente la vânt

Stabilitatea sub sarcina vântului este un factor important pentru alegerea unui arzător cu infraroșu cu gaz pentru construcția sau asamblarea instalațiilor industriale. Nu toți emițătorii de infraroșu industriali care procesează gazul posedă această calitate.

Pentru zonele deschise, sunt necesare dispozitive speciale care:

• se caracterizează prin injecție stabilă, în funcție de rafalele de vânt;
• echipat cu un dispozitiv care împiedică devierea jetului care iese din duză;
• protejat de răcirea activă a suprafeței radiației datorită influenței vânturilor.

În fișa tehnică a echipamentelor cu gaz, capabile să se încălzească cu un vânt puternic și să nu se stingă, este indicată rezistența la vânt. Această caracteristică pentru arzătoarele cu infraroșu produse în serie este aproximativ aceeași ca și pentru arzătoarele directe, adică acțiune de vânt frontal și cu suflare laterală.

Reducerea raportului de injecție determină apariția unei flăcări pe suprafața exterioară a panoului radiant. În același timp, temperatura scade brusc. Își reduce aerul rece care pătrunde în zona de ardere.

Rezistența la vânt este legată fizic de sarcina de căldură specifică și de volumul de aer furnizat duzei în perioada de ardere. Cu un debit de aer în exces și mare, eficiența emițătorului în infraroșu este redusă. Este însoțit de o reducere a aspectului limbilor de flacără, întunecarea suprafeței emițătoare și încetarea funcționării unității într-un mod fără flacără.

Prezentare generală a producătorilor de încălzitoare IR

Aparatele cu gaz pentru formarea unui microclimat favorabil la un șantier de construcție, într-un atelier, un atelier de producție și instalații similare sunt produse atât de companiile interne, cât și de firmele străine.

Potrivit consumatorilor, evaluarea produselor fabricate în Rusia este condusă de arzătoarele pe gaz ale mărcii Solyrogaz. Gama prezentată de această companie include modele concepute pentru încălzirea zonelor de diferite dimensiuni. Unitățile pot fi utilizate în sere, garaje și spații exterioare.

Singurul dezavantaj pe care cumpărătorii și proprietarii reali ai modelelor de arzătoare cu gaz și sobe de la un producător metropolitan ar trebui să-l ia în considerare este lipsa senzorilor de securitate. Având în vedere ceea ce pot fi utilizate în viața de zi cu zi, dar cu respectarea măsurilor de precauție.

Nu este inferior ca popularitate produselor de la compania Pathfinder. Cu toate acestea, linia de produse oferită cumpărătorului este dominată de produse de uz casnic și opțiuni turistice.

Plăcile utilizate atât la încălzire, cât și la prepararea vaselor simple sunt destul de populare și mini arzător cu pulverizare.

Încălzitoarele pe gaz cu sigla Aeroheat au primit caracteristici excelente de la consumatori. Acest echipament atrage cu fiabilitate, justificat prin utilizarea de componente de înaltă calitate și costuri accesibile. Sobe și arzătoare pe gaz de la Dixon și Sibiryachka s-au dovedit bine.

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

Pentru amenajarea atelierelor, se folosesc adesea încălzitoare pe gaz de la compania italiană Sistema. Modelele din sud-coreenii Hyundai, sobe de gaz italiene Bartolini, care pot fi utilizate atât în ​​viața de zi cu zi, cât și în birou, sunt în mod activ solicitate. Soba Timberk suedeză și echipamentul chinezesc Ballu se disting prin fiabilitate și funcționare stabilă.

Concluzii și videoclip util pe această temă

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

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

Pașii de instalare pentru un încălzitor de tip plafon cu gaz sunt prezentate aici:

În Federația Rusă sunt produse diferite tipuri de arzătoare cu infraroșu, inclusiv modele rezistente la vânt. Sortimentul oferit de companie vă permite să alegeți un dispozitiv pentru încălzirea zonelor deschise și închise.

Este important să decideți înainte de a cumpăra în ce scop și în ce condiții va fi folosit echipamentul, apoi alege fie un model mai productiv, fie mai durabil, care nu se teme de multiple deplasare.