Plinski infrardeči oddajniki za industrijske prostore: naprava, princip delovanja, sorte

IR naprave, ki ustvarjajo toplotne in svetlobne tokove, se aktivno uporabljajo na različnih področjih proizvodnje in zasebnega gospodarstva.Plinski infrardeči oddajniki so najbolj iskani v industrijskih prostorih. Njihovo delovanje temelji na sposobnosti segretega telesa, da sprošča nastalo toploto v prostor.

Vse o načelih delovanja infrardeče opreme boste izvedeli iz našega predlaganega članka. Govorili bomo o vrstah infrardeče opreme in njihovih značilnih razlikah. Predstavimo vodilne modele na trgu.

Bistvo infrardečega sevanja

Infrardeče sevanje se razlikuje od navadne in tako znane vidne svetlobe. Podobni so si po hitrosti širjenja in prečkanja prostora. Obe različici sta sposobni loma, odboja in združevanja.

Za razliko od običajnega svetlobnega sevanja, ki je elektromagnetno valovanje, ima IR tok valovne in kvantne lastnosti. To pomeni, da prepušča svetlobo in toploto.

Tako navadna svetloba kot infrardeče sevanje sta tokova elektromagnetnega valovanja. Razlika je v tem, da v prvem primeru prevladuje vidna komponenta, v drugem pa je vidna komponenta kombinirana s toplotno

Svetloba, ki jo oddajajo infrardeče naprave, se premika v valovih.Elektromagnetne svetlobne vibracije so v segmentu spektra od 760 nm (nanometri) do 540 μm (mikrometri). Toplota, ki jo proizvajajo IR oddajniki, je tok kvantov. Njihova energija se giblje od 0,0125 do 1,25 eV (elektronvoltov).

Toplotni in svetlobni tokovi, ki jih oddajajo infrardeče naprave, so med seboj povezani. Ko se jakost svetlobe poveča, se kvantni toplotni tok zmanjša. Odvisno od temperature lahko naše oči zaznajo infrardeče sevanje ali pa tudi ne. Toplotnega sevanja ni mogoče vizualno zaznati.

Ta specifičnost infrardečega sevanja se uporablja v industriji za pospeševanje procesov polimerizacije in strjevanja. Toplotni del infrardečega sevanja omogoča ugotavljanje prisotnosti in lokacije osebe ali živali v slabo osvetljenih in neosvetljenih nočnih obdobjih.

Infrardeče grelne naprave oddajajo svetlobo v kombinaciji s toplotno energijo, ki se uporablja za ustvarjanje udobne mikroklime na parkiriščih, delavnicah, proizvodnih halah, perutninskih farmah, rastlinjakih in številnih drugih objektih.

Nestandardno delovanje IR naprav, ki oddajajo svetlobo v kombinaciji s toploto, je postalo osnova za razvoj naprav za nočno opazovanje. Uporablja se pri odkrivanju napak, v skritih alarmnih sistemih in v tehničnih napravah za fotografiranje v temi.

Obe komponenti infrardeče sevanje skoraj ne razpršijo v prostoru, ki se obdeluje, zdi se, da se osredotočajo na predmete, ki se nahajajo v območju njihovega vpliva. Toplota prodre v telo segrevanega predmeta, globina prodiranja je odvisna od lastnosti, strukture in materiala predmeta. Globina se spreminja od desetinke mm do nekaj mm.

Infrardeči grelci so nameščeni na tleh, pritrjeni na stene ali obešeni na strop. Naprave odlikuje brezplamensko zgorevanje, ohranjanje kisika v okoliškem prostoru in za razliko od konvektorjev ne dvigujejo stolpcev prahu.

Pri uporabi v industrijske namene se valovna dolžina infrardečih oddajnikov izbere glede na tehnične značilnosti predmeta ali snovi. IR žarki prosto prehajajo skozi zračno maso, zato ogrevanje poteka brez opaznih izgub. Ta okoliščina se upravičeno šteje za pomembno prednost v proizvodnji.

Infrardeči oddajniki se poleg ogrevanja in osvetlitve območja, ki ga aparat tretira, uporabljajo za reševanje naslednjih težav:

Vrste virov infrardečega sevanja

Med najenostavnejše vire IR sevanja sodijo tisti, ki so nam vsem dobro poznani žarnice z žarilno nitko, ki deluje pod nizko napetostjo. V takih pogojih oddajajo predvsem infrardeče tokove.Delež svetlobnega elektromagnetnega valovanja je zanemarljiv, vendar je še vedno določen optično.

Dandanes imajo zasebni potrošniki, gradbene in proizvodne organizacije na voljo veliko različnih vrst IR oddajnikov.

Obseg njihove uporabe določajo:

• delovna temperatura;
• največja vrednost valovne dolžine;
• območje, v katerem je infrardeči tok enakomerno porazdeljen.

Ob upoštevanju navedenih značilnosti se izbere sevalna naprava, ki je namenjena reševanju specifičnih problemov.

Najpogostejši tipi IR oddajnikov vključujejo:

• Svetilke z odbojnimi napravami. Pri največjem sevanju je njihova valovna dolžina 1,05 mikrona.
• Kvarčne cevne svetilke. Njihova valovna dolžina pri največjem sevanju je v območju od 2 do 3 mikronov.
• Palični nekovinski grelci. Strukturno so dopolnjeni z reflektorji, največja valovna dolžina je od 6 do 8 mikronov.
• Cevni električni grelci. V vsakdanjem življenju se pogosto uporabljajo naprave z grelnimi elementi, ki se uporabljajo v proizvodnji.
• Infrardeči gorilniki. Opremljeni so s keramičnimi ali kovinskimi perforiranimi šobami. Uporabljajo se v gradbeništvu za ogrevanje odprtih in zaprtih prostorov med gradnjo objekta in zaključnimi deli.

Viri infrardečih žarkov so našli uporabo v kmetijstvu. Z njihovo pomočjo se ogrevajo mlade ptice in novorojene hišne ljubljenčke. Sevalnike namestimo v rastlinjake za spodbujanje rasti gojenih sort, v hleve in kašče za sušenje.

Vire infrardečih tokov delimo na:

• Infrardeče svetilke. To so oddajniki "svetlobe" in naprave, ki dovajajo toplotno sevanje.
• Grelniki. Naprave, ki se uporabljajo za ogrevanje zaprtih in odprtih prostorov. Sem spadajo modeli, ki delujejo na elektriko, tekoče ali plinasto gorivo. Grelni element je lahko grelni element ali spirala iz visokoodporne zlitine.

Glede na razvrstitev po valovni dolžini infrardeče vire delimo v dve glavni skupini: temne in svetle. Prvi delujejo tako, da v vesolje sproščajo dolge valove, drugi pa kratke.

Temni in svetli IR oddajniki

Po definiciji lahko "svetli" viri oddajajo svetlobo. Tokove, ki jih oddajajo, zaznavajo vid, čeprav jih je še vedno težko imenovati svetla osvetlitev in jih sploh ne bi smeli uporabljati v ta namen.

"Temne" naprave oddajajo ljudem neviden tok toplote, ki ga uporabnikova koža občuti, vendar ga vizualno ne zazna. Mejna vrednost med "svetlobo" in "temo" je valovna dolžina 3 mikronov. Mejna temperatura ogrevane površine je 700º.

Lastnost infrardečih oddajnikov za oskrbo s toplotno energijo se aktivno uporablja v rastlinjakih, kokošnjakih in na farmah za podporo mladim živalim.

Najbolj znan predstavnik "temne" grelne enote je Ruska zidana peč, ki že več stoletij uspešno ogreva nizke stavbe. Med "lahkimi", kot že razumemo, je žarnica z žarilno nitko, če ne daje več kot 12% svetlobe. Njegova glavna energija je usmerjena v ustvarjanje toplote.

Značilnosti zasnove svetlobnih naprav

Strukturno so svetlobni viri podobni tipični žarnici z žarilno nitko. Vendar pa obstajajo razlike v telesih filamentov. Za svetle infrardeče naprave temperatura ne sme preseči meje 2270-2770 K. To je potrebno za povečanje toplotnega toka z zmanjšanjem oddajanja svetlobe.

Tako kot pri standardnih žarnicah je tudi telo z žarilno nitko, izdelano iz volframovega filamenta, nameščeno v stekleno žarnico. Samo bučka je opremljena z reflektorji, zaradi katerih je vsa sevalna energija osredotočena na segreti predmet. V tem primeru se majhen del energije porabi za ogrevanje baze žarnice.

Žarnica svetlobnih infrardečih virov se segreje na visoke temperature, zato sodeluje tudi v procesu prenosa toplote v prostor. Toplotna energija iz segrete bučke se ne fokusira z reflektorjem in gre ven v neobdelan prostor, to je komponenta, ki zmanjšuje učinkovitost naprave.

Po zasnovi in ​​načinu povezovanja so infrardeče sijalke zelo podobne običajnim žarnicam z žarilno nitko. Vendar pa je njihova delovna temperatura telesa žarilne nitke bistveno nižja, zaradi česar se življenjska doba večkrat poveča.

Produktivnost svetlobnega infrardečega vira v povprečju ne presega 65%.Povečamo ga tako, da v cev ali podobno bučko iz kremenčevega stekla postavimo grelno telo iz volframa. Ta rešitev omogoča povečanje valovne dolžine na 3,3 mikrona in znižanje temperature na 600º.

Ta možnost se uporablja pri kvarčnih IR grelcih, pri katerih se krom-nikljeva žica navije okoli kvarčne palice in vse skupaj postavi v kvarčno cev.

Svetlobni infrardeči oddajniki imajo nizko zmogljivost. Učinkovitost njihovega infrardečega toka običajno ne presega 65%

Bistvo dela je dvojna uporaba filamentne žice. Sproščena toplotna energija se delno porabi za neposredno ogrevanje, delno pa za povečanje temperature kremenčeve palice. Tudi razbeljena palica oddaja toploto.

Prednosti cevnih naprav so povsem upravičeno odpornost vseh komponent iz kremena in keramike na atmosferske negativnosti. Slaba stran je krhkost keramičnih delov.

Posebnosti delovanja in zasnove temnih grelnikov

Tako imenovani "temni" viri IR tokov so veliko bolj praktični kot njihovi "svetli" primerki. Njihov sevalni element se razlikuje po strukturi na bolje. Ogrevan vodnik sam po sebi ne oddaja toplotne energije, temveč jo dovaja okoliška kovinska lupina.

Zaradi tega delovna temperatura naprave ne presega 400 - 600º. Da se toplotna energija ne porablja, so temni sevalniki opremljeni z reflektorji, ki preusmerjajo tok v želeno smer.

Dolgovalovni oddajniki temne skupine se ne bojijo udarcev in podobnih mehanskih vplivov, ker krhki polimerni ali keramični element v njih je zaščiten s kovinskim ohišjem in zaščitno toplotnoizolacijsko plastjo. Učinkovitost oddajnikov te skupine doseže 90%.

Niso pa brez pomanjkljivosti. Grelniki temne skupine so odvisni od konstrukcijskih značilnosti naprave. Če je razdalja med glavnim sevalnim elementom in površino naprave velika, jo bo zrak, ki teče mimo, opral in ohladil. Posledično se učinkovitost zmanjša.

Zaradi svojih konstrukcijskih značilnosti so temni modeli nameščeni za ogrevanje prostorov z nizkimi stropi in prostorov, ki zahtevajo linearno oskrbo s toploto. Svetloba - nameščena tam, kjer je potrebna obdelava prostorov z visokimi stropi in navpično podolgovatimi območji.

Plinski gorilniki kot vir IR žarkov

Naprave, v katerih poteka brezplamenska obdelava plina, se imenujejo plinski gorilniki ali plinski infrardeči oddajniki. Toplotna energija, ki se sprošča z visoko intenzivnostjo, se prenaša v prostor skozi sevalno površino enote.

To so plinski infrardeči grelniki tipa gorilnika, ki se uporabljajo v industrijskem obsegu med gradbenimi in inštalacijskimi deli.Prevladujočo količino toplotne energije prenašajo sevalne keramične gorilne šobe.

Kot šobe se uporabljajo:

• keramični krožniki z luknjami, ki so lahko ravni ali reliefni;
• keramične plošče z enakomerno razporejenimi porami;
• keramični elementi z nichrome mrežastim zaslonom, kovinsko mrežo in vsemi vrstami katalitičnih nastavkov.

Vse naštete vrste lukenj v keramičnem ali kovinskem elementu so požarni kanali.

Proizvodnja toplote katalitične šobe temelji na procesu oksidacije, ki se aktivira, ko se plin dovaja na ploščo

Gorivo za delovanje te vrste infrardečega oddajnika je glavni plin, pa tudi njegova utekočinjena različica ali umetno ustvarjeni plini. V Rusiji proizvajajo gorilnike, namenjene predelavi utekočinjenega in glavnega plina. Tuja oprema je zasnovana predvsem za predelavo utekočinjenih in umetnih različic.

Infrardeči plinski gorilniki obdelujejo plin s koeficientom zgorevanja zračne mase, ki je dejansko enak enoti. Delujejo na omrežni, utekočinjeni in umetni plin.

Če pravila delovanja niso kršena, se produkti zgorevanja pri delovanju plinskega gorilnika sproščajo v minimalnih količinah z nepomembno vsebnostjo dušikovih oksidov in ogljikovega monoksida.

Za dovod plina so plinski infrardeči gorilniki (GIG) opremljeni s šobami, skozi katere se plin črpa z visoko hitrostjo. Ta dovod plina zagotavlja vbrizgavanje zraka, potrebnega za zgorevanje. Pretok visoke hitrosti ga "potisne" skozi injektor v razdelilno komoro.

Nad sevalno šobo naprave je nameščena kovinska konstrukcija. Poveča učinkovitost in služi kot podpora posodam, če kuhate na gorilnikih

Plin ne le vbrizgava zrak, ampak se z njim v injektorju tudi meša, kar povzroči mešanico plina in zraka, primerno za popolno zgorevanje. Ta mešanica se skozi njene pore, perforirane luknje ali reže pomakne na površino keramične šobe, kjer popolnoma zgori v tankem sloju debeline največ 1,5 mm.

Gorilniki s ploščatimi keramičnimi šobami

Pretežna količina toplotne energije se prenese na keramične ploščice, ki se v manj kot minuti segrejejo na ultravisoke temperature. Zunanja površina keramičnega elementa se spremeni v dodaten vir toplotnega toka.

Keramična šoba predstavlja 40 do 60 % sevanja, ki ga prepušča industrijski plinski IR grelec. Da bi povečali učinkovitost naprave, je nad šobo nameščen mrežasti zaslon.Za povečanje površine za prenos toplote so perforirane ploščice zlepljene z ognjevarnim kitom.

Pomemben indikator je premer požarnih kanalov. Določa, kateri plin lahko naprava obdela. Skupno število lukenj v keramični ploščici je odvisno od premera. Več kot jih je, bolj krhek bo element, ki oddaja toploto, in GIG bo občutljiv na mehanske poškodbe.

Grelniki z rebrastimi šobami

Poleg ploščatih keramičnih šob s perforacijami se uporabljajo reliefni elementi. Uporaba rebraste površine v tem primeru spodbuja pretok toplotne izmenjave med sevalno površino in gorečim plinom. Rebraste keramične ploščice se bolje segrejejo, toplotna obremenitev sevalnega elementa pa se ne poveča.

Ploščate in rebraste keramične šobe se segrejejo do 1473 K. Porozni keramični elementi pa se segrejejo le do 1237 K. Porozna različica je lažja za izdelavo in zato cenejša.Poleg tega se pri njegovi proizvodnji uporabljajo odpadki iz keramične industrije.

Uporaba keramičnih šob z reliefnim elementom za oddajanje toplote vam omogoča znatno povečanje površine, ki prenaša toploto na potrošnika

Debelina poroznih ploščic doseže 30 mm, kar znatno poveča odpornost šobe na mehanske obremenitve. Med delovanjem gorilnika s takšno šobo se mešanica plina in zraka, ki izhaja iz razdelilne komore, zgori na zunanji površini keramične ploščice v plasti do 2 mm.

Območje zgorevanja v porozni šobi se premika od zunanje površine do globine 3-5 mm. V tem primeru temperatura ogrevanja doseže le 1123 K.

Pomanjkljivost poroznih šob za higroskopsko vbrizgavanje je previsok hidravlični upor, ki onemogoča uporabo nizkotlačnega glavnega plina.

Oprema s kovinsko mrežo

Vse naštete vrste nastavkov pa so izdelane iz keramike, kar pomeni, da so kljub debelini in najrazličnejšim trikom proizvajalca, ki želi povečati trdnost, še vedno krhki. Krhkost je še posebej moteča, če je treba napravo nenehno premikati.

Zato je bil za ogrevanje območij med gradbenimi ali inštalacijskimi deli razvit bolj vzdržljiv tip gorilnika, opremljen s kovinsko dvojno mrežo. V takšni napravi se mešanica plina in zraka obdeluje v prostoru med šobo in rešetkami. Površina zunanje mreže se segreje na samo 1023 K.

Uporaba kovinske mreže je omogočila znatno povečanje toplotne moči IR oddajnika in zaščito keramične šobe pred poškodbami

V GIG z mrežastimi šobami so ti elementi izdelani iz toplotno odpornih zlitin s kromom in nikljem.Šobe so narejene tako, da velikost celic zgornje mreže omogoča prost prehod plamena, velikost spodnje mreže pa je minimalna, kritična za preboj ognja. Pri tem sta lahko obe mreži ali ena IR oddajnika toplote.

Če infrardeči gorilnik obdeluje glavni plin ali utekočinjeno mešanico propan-butana iz plinska jeklenka, samo zgornja mreža sodeluje pri širjenju toplotne energije. Če se obdeluje plin z nizko obremenitvijo, obe mreži oddajata toploto. Na ta način se poveča prenos toplote.

Največja vrednost učinkovitosti GIG z mrežicami pa ne presega 60%, saj je hidravlični upor šob dvakrat večji kot pri perforiranih keramičnih ploščicah vseh vrst. Res je, da je manj kot pri poroznih šobah.

Naprave s povečano toplotno močjo

Precej nizek izkoristek infrardečih plinskih oddajnikov s keramičnimi ploščami in mrežami nas je prisilil v iskanje načinov za povečanje toplotne moči. Rezultat smo dosegli z uvedbo novega tipa šobe, ki je keramična plošča s številnimi režami.

V rezu se razpoke nenadoma razširijo, njihove vhodne luknje so manjše od izhodnih. Ta rešitev poveča učinkovitost gorilnika zaradi recirkulacije produktov izgorevanja, tj. njihova vrnitev na dno plamena znotraj požarnega kanala. Poleg tega je plamen v takih modelih bolj stabilen in je veliko manj verjetno, da bo ugasnil na odprtem vetru.

Za povečanje toplotne moči se uporabljajo različne tehnike, ena od njih je premik lukenj med seboj. Ta rešitev pomaga tudi pri zaščiti pred poškodbami vetra.

Živi prerez plošč z režami znaša povprečno 55–60 % njihovega dejanskega skupnega prereza. Gorilniki, opremljeni z njimi, delujejo na srednjetlačni plin. Zunanja ravnina šobe je segreta na 1723 K.

Oddajniki, odporni na vetrne obremenitve

Stabilnost delovanja pod obremenitvijo vetra je pomemben pokazatelj pri izbiri plinskega infrardečega gorilnika, ki se uporablja pri gradnji ali montaži proizvodnih obratov. Te kakovosti nimajo vsi industrijski infrardeči oddajniki, ki obdelujejo plin.

Za odprta območja so potrebne posebne naprave, ki:

• značilno stabilno vbrizgavanje, odvisno od sunkov vetra;
• opremljen z napravo, ki preprečuje odklon curka, ki izhaja iz šobe;
• zaščiten pred aktivnim hlajenjem površinskega sevanja, ki nastane zaradi vpliva vetrov.

Tehnični list plinske opreme, ki lahko ogreva v sunkovitem vetru in ne ugasne, kaže odpornost na veter. Ta lastnost komercialno proizvedenih infrardečih gorilnikov je približno enaka kot pri direktnih gorilnikih, tj. izpostavljenost čelnemu vetru, pa tudi bočno pihanje.

Zmanjšanje razmerja vbrizga povzroči, da se na zunanji površini sevalne plošče pojavi plamen. Hkrati se temperatura močno zniža. Zmanjša ga hladen zrak, ki prodre v območje zgorevanja.

Odpornost proti vetru je fizikalno povezana s specifično toplotno obremenitvijo in količino zraka, ki vstopa v šobo med zgorevanjem. S presežkom in visoko hitrostjo pretoka zraka se učinkovitost infrardečega oddajnika zmanjša. Zmanjšanje spremlja pojav plamenov, zatemnitev sevalne površine in prenehanje delovanja enote v brezplamenskem načinu.

Pregled proizvajalcev IR grelnikov

Plinske naprave za ustvarjanje ugodne mikroklime na gradbišču, delavnici, proizvodni delavnici in podobnih objektih proizvajajo tako domača kot tuja podjetja.

Po mnenju potrošnikov so na vrhu lestvice ruskih izdelkov plinski gorilniki blagovne znamke Solarogaz. Asortiman, ki ga predstavlja to podjetje, vključuje modele, namenjene ogrevanju površin različnih velikosti. Enote se lahko uporabljajo v rastlinjakih, garažah in na odprtih površinah.

Ena najbolj priljubljenih vrst plinske infrardeče opreme na domačem trgu in dokazana v praksi je linija plinskih gorilnikov in peči podjetja Solarogaz

Edina pomanjkljivost, ki bi jo morali upoštevati kupci in dejanski lastniki modelov plinskih gorilnikov in peči prestolnega proizvajalca, je pomanjkanje senzorjev varnostnega sistema. Zato jih je mogoče uporabljati v vsakdanjem življenju, vendar s previdnostnimi ukrepi.

Izdelki podjetja Pathfinder niso slabši po priljubljenosti. Vendar pa v ponudbi kupcu prevladujejo izdelki za gospodinjstvo in turistične možnosti.

Ploščice so upravičeno priljubljene, uporabljajo se tako za ogrevanje kot za pripravo preprostih jedi in mini gorilniki iz pršilne pločevinke.

Plinski grelniki z logotipom Aeroheat so od potrošnikov prejeli odlične lastnosti. Ta oprema je privlačna zaradi svoje zanesljivosti, ki temelji na uporabi visokokakovostnih komponent, in dostopne cene. Plinski štedilniki in gorilniki Dixon in Sibiryachka so se dobro izkazali.

Seznam vrednih plinskih grelnikov tujih dobaviteljev vodijo plinski gorilniki in peči južnokorejskega podjetja Kovea. Izdelki blagovne znamke se aktivno uporabljajo v majhnih delavnicah, na pleskarskih in gradbiščih, na pohodniških izletih in ribolovu.

Plinski štedilniki in gorilniki Hyundai po kakovosti in tehničnih lastnostih niso slabši od naprav evropskih proizvajalcev. Po nekaterih kazalnikih jih celo presegajo

Za opremljanje delavnic se pogosto uporabljajo plinski grelniki italijanskega podjetja Sistema. Modeli južnokorejskih Hyundai in italijanskih plinskih peči Bartolini, ki jih je mogoče uporabljati tako doma kot v pisarni, so aktivno povpraševani. Švedske peči Timberk in kitajsko opremo Ballu odlikujeta zanesljivost in stabilno delovanje.

Zaključki in uporaben video na to temo

Avtor naslednjega videa vam bo podrobno povedal o principu delovanja in prednostih IR plinskih gorilnikov:

Podrobnosti o organizaciji infrardečega ogrevanja so predstavljene v naslednjem videu:

Tukaj so prikazani koraki namestitve stropnega plinskega grelnika:

V Ruski federaciji se proizvajajo različne vrste infrardečih gorilnikov, vključno z modeli, odpornimi na veter. Razpon, ki ga ponuja podjetje, vam omogoča izbiro naprave za ogrevanje odprtih in zaprtih prostorov.

Pred nakupom je pomembno, da se odločite, za kakšen namen in pod kakšnimi pogoji se bo oprema uporabljala, nato pa izberite bolj produktiven ali vzdržljiv model, ki se ne boji ponavljajočih se gibov.