Gáz infravörös sugárzók ipari helyiségekhez: készülék, működési elv, fajták
A hő- és fényáramokat generáló infravörös eszközöket aktívan használják a termelés és a magángazdaság különböző területein.A gáz infravörös sugárzókra a legkeresettebbek az ipari helyiségek. Működésük a felhevült test azon képességén alapul, hogy a keletkező hőt az űrbe engedje ki.
Javasolt cikkünkből mindent megtudhat az infravörös berendezések működési elveiről. Szó lesz az infravörös berendezések típusairól és azok jellemző különbségeiről. Bemutatjuk a piac vezető modelljeit.
A cikk tartalma:
Az infravörös sugárzás lényege
Az infravörös sugárzás különbözik a közönséges és oly jól ismert látható fénytől. Hasonlóak abban a sebességben, amellyel terjednek és áthaladnak a téren. Mindkét fajta képes fénytörésre, visszaverődésre és csomósodásra.
A hagyományos fénysugárzástól eltérően, amely elektromágneses hullám, az IR fluxusnak hullám- és kvantumtulajdonságai is vannak. Vagyis átadja a fényt és a hőt is.
Az infravörös eszközök által szolgáltatott fény hullámokban mozog.Az elektromágneses fényrezgések a 760 nm (nanométer) és 540 μm (mikrométer) közötti spektrumszegmensben találhatók. Az infravörös sugárzók által termelt hő kvantumáram. Energiájuk 0,0125 és 1,25 eV (elektronvolt) között mozog.
Az infravörös eszközök által kibocsátott hő- és fényáram egymással összefügg. A fényintenzitás növekedésével a kvantum-hőáram csökken. A hőmérséklettől függően az infravörös sugárzást a szemünk érzékeli vagy nem. A hősugárzás vizuálisan nem észlelhető.
Az infravörös sugárzásnak ezt a specifikusságát az iparban használják a polimerizációs és keményedési folyamatok felgyorsítására. Az infravörös sugárzás termikus része lehetővé teszi egy személy vagy állat jelenlétének és elhelyezkedésének meghatározását gyengén megvilágított és meg nem világított éjszakai időszakokban.
A fényt hővel kombinált infravörös készülékek nem szabványos működése vált az éjjellátó készülékek fejlesztésének alapjává. Hibafelismerésre, rejtett riasztórendszerekben és sötétben történő fotózáshoz szükséges technikai eszközökben használják.
Mindkét komponens infravörös sugárzás szinte nem oszlanak el a feldolgozott térben, úgy tűnik, hogy a befolyásuk zónájában elhelyezkedő tárgyakra összpontosítanak. A hő behatol a felmelegített tárgy testébe, a behatolás mélysége a tárgy tulajdonságaitól, szerkezetétől és anyagától függ. A mélység tized mm-től néhány mm-ig változik.
Ha ipari célokra használják, az infravörös sugárzók hullámhosszát a tárgy vagy anyag műszaki jellemzői alapján választják ki. Az infravörös sugarak szabadon áthaladnak a légtömegen, így a fűtés észrevehető veszteségek nélkül történik. Ez a körülmény indokoltan tekinthető jelentős előnynek a termelésben.
Az infravörös sugárzók a készülék által kezelt terület fűtésén és megvilágításán túl a következő problémák megoldására szolgálnak:
Az infravörös sugárforrások típusai
Az infravörös sugárzás legegyszerűbb forrásai közé tartoznak azok, amelyek mindannyiunk számára nagyon ismerősek izzólámpák, alacsony feszültség alatt működik. Ilyen körülmények között főleg infravörös sugárzást bocsátanak ki.A könnyű elektromágneses hullámok részaránya elenyésző, de optikailag mégis meghatározható.
Napjainkban a magánfogyasztók, építőipari és termelő szervezetek sokféle típusú infravörös sugárzóval rendelkeznek.
Alkalmazásuk körét a következők határozzák meg:
- Üzemi hőmérséklet;
- maximális hullámhossz érték;
- zóna, amelyben az infravörös fluxus egyenletesen oszlik el.
A felsorolt jellemzők figyelembevételével olyan sugárzó készüléket választanak ki, amelyet speciális problémák megoldására terveztek.
Az infravörös sugárzók leggyakoribb típusai a következők:
- Lámpák tükörvisszaverő eszközökkel. Maximális sugárzásnál a hullámhosszuk 1,05 mikron.
- Kvarccsöves lámpák. Hullámhosszuk maximális sugárzásnál 2-3 mikron tartományba esik.
- Rúd nem fém fűtőtestek. Szerkezetileg reflektorokkal vannak kiegészítve, a maximális hullámhossz 6-8 mikron.
- Cső alakú elektromos fűtőtestek. A mindennapi életben széles körben használják, a gyártásban fűtőelemekkel ellátott eszközöket használnak.
- Infravörös égők. Kerámia vagy fém perforált fúvókákkal vannak felszerelve. Az építőiparban nyílt és zárt területek fűtésére használják épületek építése és befejező munkái során.
Az infravörös sugárzás forrásai alkalmazásra találtak a mezőgazdaságban. Segítségükkel a fiatal madarakat és az újonnan született háziállatokat melegítik. Emittereket üvegházakba telepítenek a termesztett fajták növekedésének serkentésére, pajtákba és magtárakba szárításra.
Az infravörös fluxusok forrásai a következőkre oszthatók:
- Infravörös lámpák. Ezek „fénykibocsátók” és hősugárzást biztosító eszközök.
- Fűtők. Zárt és nyitott terek fűtésére használt készülékek. Ide tartoznak az elektromos, folyékony vagy gáznemű tüzelőanyaggal működő modellek. A fűtőelem lehet fűtőelem vagy nagy ellenállású ötvözetből készült spirál.
A hullámhossz szerinti osztályozás szerint az infravörös forrásokat két fő csoportra osztják: sötétre és világosra. Az előbbiek hosszú hullámokat bocsátanak ki az űrbe, az utóbbiak pedig rövideket.
Sötét és világos IR sugárzók
Definíció szerint a „fényes” források képesek fényt kibocsátani. Az általuk kibocsátott patakokat a látás érzékeli, bár még mindig nehéz őket erős világításnak nevezni, és egyáltalán nem szabad erre a célra használni.
A „sötét” eszközök az ember számára láthatatlan hőáramot bocsátanak ki, amelyet a felhasználó bőre érez, de vizuálisan nem észlelhető. A „világos” és a „sötét” határértéke 3 mikronos hullámhossznak számít. A fűtött felület határhőmérséklete 700º.
A „sötét” fűtőegység leghíresebb képviselője az Orosz tégla kályha, amely hosszú évszázadok óta sikeresen fűti az alacsony épületeket. A „könnyűek” közé tartozik, amint azt már megértjük, az izzólámpás villanykörte, ha az legfeljebb 12% fényt szolgáltat. Fő energiája a hőtermelésre irányul.
A világítótestek kialakításának jellemzői
Szerkezetileg a fényforrások hasonlóak egy tipikus izzólámpához. Vannak azonban különbségek az izzószál testében. A fényes infravörös készülékeknél a hőmérséklet nem haladhatja meg a 2270-2770 K határértéket. Ez azért szükséges, hogy a fénykibocsátás csökkentésével növeljük a hőáramlást.
Csakúgy, mint a hagyományos izzóknál, a wolfram izzószálból készült izzószálas testet üvegburába helyezik. Csak a lombik van felszerelve reflektorokkal, amelyeknek köszönhetően minden sugárzó energia a fűtött tárgyra összpontosul. Ebben az esetben az energia egy kis részét az izzótalp fűtésére fordítják.
Az infravörös fényforrások izzója magas hőmérsékletre melegszik fel, így az űrbe történő hőátadás folyamatában is részt vesz. A fűtött lombikból származó hőenergiát a reflektor nem fókuszálja, hanem kimegy a kezeletlen térbe, ez az a komponens, amely csökkenti a készülék hatékonyságát.
A fény infravörös forrás termelékenysége átlagosan nem haladja meg a 65%-ot.Növeli, ha volfrám fűtőtestet helyezünk egy csőbe vagy hasonló kvarcüvegből készült lombikba. Ez a megoldás lehetővé teszi a hullámhossz 3,3 mikronra növelését és a hőmérséklet 600º-ra történő csökkentését.
Ezt az opciót a kvarc infravörös melegítőknél használják, amelyekben a króm-nikkel huzalt egy kvarc rúd köré tekerik, és az egészet egy kvarccsőbe helyezik össze.
A munka lényege az izzószálas huzal kettős felhasználása. A felszabaduló hőenergiát részben közvetlen fűtésre, részben a kvarcrúd hőmérsékletének növelésére használják fel. A vörösen izzó rúd hőt is bocsát ki.
A csőszerű eszközök előnyei közé tartozik, ésszerűen, az összes kvarcból és kerámiából készült alkatrész ellenállása a légköri negativitással szemben. Hátránya a kerámia alkatrészek törékenysége.
A sötét fűtőtestek működésének és kialakításának sajátosságai
Az IR fluxusok úgynevezett „sötét” forrásai sokkal praktikusabbak, mint „világos” társaik. Sugárzó elemük szerkezete jobbra tér el. Maga a fűtött vezető nem bocsát ki hőenergiát, azt a környező fémhéj táplálja.
Ennek eredményeként a készülék üzemi hőmérséklete nem haladja meg a 400-600º-ot. A hőenergia pazarlásának elkerülése érdekében a sötét sugárzók reflektorokkal vannak felszerelve, amelyek az áramlást a kívánt irányba irányítják.
A sötét csoport hosszúhullámú sugárzói nem félnek az ütésektől és hasonló mechanikai hatásoktól, mert a bennük lévő törékeny polimer vagy kerámia elemet fém burkolat és védő hőszigetelő réteg védi. E csoportba tartozó kibocsátók hatékonysága eléri a 90%-ot.
De nincsenek hátrányaik nélkül. A sötét csoportos fűtőelemek az eszköz tervezési jellemzőitől függenek. Ha nagy a távolság a fő sugárzó elem és a készülék felülete között, akkor azt az átáramló levegő mossa és hűti. Ennek eredményeként a hatékonyság csökken.
Tervezési jellemzőik miatt a sötét modelleket alacsony mennyezetű helyiségek és lineáris hőellátást igénylő területek fűtésére szerelik fel. Világos - olyan helyen kell elhelyezni, ahol magas mennyezettel és függőlegesen hosszúkás helyiségek feldolgozására van szükség.
A gázégők az infravörös sugárzás forrásaként
Azokat az eszközöket, amelyekben lángmentes gázfeldolgozás történik, gázégőknek vagy gáz infravörös sugárzóknak nevezzük. A nagy intenzitással felszabaduló hőenergia az egység sugárzó felületén keresztül kerül a térbe.
Gáz infravörös égő típusú fűtőberendezésekről van szó, amelyeket ipari méretekben használnak az építési és szerelési munkák során.A hőenergia túlnyomó részét a sugárzó kerámia égőfúvókák továbbítják.
Fúvókaként a következőket használják:
- perforált kerámia lemezek, amelyek laposak vagy dombornyomottak lehetnek;
- kerámia lemezek egyenletesen elosztott pórusokkal;
- kerámia elemek nikrómhálóval, fémhálóval és mindenféle katalizátorral.
A kerámia vagy fém elemek felsorolt furattípusai mindegyike tűzcsatorna.
Az ilyen típusú infravörös sugárzó üzemeltetéséhez a fő gáz, valamint annak cseppfolyósított változata vagy mesterségesen előállított gázok az üzemanyag. Oroszországban cseppfolyósított és főgáz feldolgozására tervezett égőket gyártanak. A külföldi berendezéseket elsősorban cseppfolyósított és mesterséges változatok feldolgozására tervezték.
Ha az üzemeltetési szabályokat nem sértik meg, akkor a gázégő működéséből származó égéstermékek minimális mennyiségben szabadulnak fel, jelentéktelen nitrogén-oxid- és szén-monoxid-tartalommal.
A gázellátáshoz a gáz infravörös égők (GIG) fúvókákkal vannak felszerelve, amelyeken keresztül a gázt nagy sebességgel szivattyúzzák. Ez a gázellátás biztosítja az égéshez szükséges levegő befecskendezését. Az injektoron keresztül nagy sebességű áramlás „tolja” az elosztó kamrába.
A gáz nem csak levegőt fecskendez be, hanem keveredik is vele a befecskendezőben, így teljes égésre alkalmas gáz-levegő keverék jön létre. Ez a keverék a kerámia fúvóka felületére kerül a pórusokon, perforált lyukakon vagy réseken keresztül, ahol egy vékony, legfeljebb 1,5 mm vastag rétegben teljesen megég.
Égőfejek lapos kerámia fúvókákkal
A hőenergia túlnyomó részét a kerámialapokra adják át, amelyeket kevesebb mint egy perc alatt ultramagas hőmérsékletre hevítenek. A kerámia elem külső felülete további hőáramlási forrássá válik.
A kerámia fúvóka az ipari gáz infravörös fűtőberendezések által kibocsátott sugárzás 40-60%-át teszi ki. A készülék hatékonyságának növelése érdekében a fúvóka fölé egy hálós szita van felszerelve.A hőátadó felület növelése érdekében a perforált lapokat tűzálló gitt segítségével ragasztják össze.
Fontos mutató a tűzcsatornák átmérője. Ez határozza meg, hogy a készülék milyen gázt képes feldolgozni. A kerámialapon lévő lyukak száma az átmérőtől függ. Minél több van, annál sérülékenyebb lesz a hőkibocsátó elem, és a GIG érzékenyebb lesz a mechanikai sérülésekre.
Fűtők bordás típusú fúvókákkal
A perforált lapos kerámia fúvókákon kívül dombormű elemeket is használnak. A bordás felület alkalmazása ebben az esetben serkenti a hőcsere áramlását a sugárzó felület és az égő gáz között. A bordázott kerámialapok jobban felmelegszenek, miközben a sugárzó elem hőterhelése nem növekszik.
A lapos és bordás kerámia fúvókák 1473 K-ra melegednek fel. A porózus kerámia elemek azonban csak 1237 K-re melegednek fel. A porózus változat könnyebben gyártható, ezért olcsóbb.Emellett a kerámiaipar hulladékát is felhasználják a gyártás során.
A porózus burkolólapok vastagsága eléri a 30 mm-t, ami jelentősen növeli a fúvóka mechanikai igénybevétellel szembeni ellenállását. Az ilyen fúvókával ellátott égő működése során az elosztókamrából kilépő gáz-levegő keverék a kerámialap külső felületén legfeljebb 2 mm-es rétegben megég.
A porózus fúvókában az égési terület a külső felületről 3-5 mm mélységig mozog. Ebben az esetben a fűtési hőmérséklet csak 1123 K-t ér el.
A higroszkópos befecskendezésre szolgáló porózus fúvókák hátránya a túlzottan magas hidraulikus ellenállás, ami lehetetlenné teszi az alacsony nyomású főgáz alkalmazását.
Fémhálóval ellátott berendezés
A felsorolt rögzítőelemek mindegyike azonban kerámiából készül, ami azt jelenti, hogy a vastagság és a szilárdságot növelni vágyó gyártó mindenféle trükkje ellenére mégis törékenyek. A törékenység különösen bosszantó, ha a készüléket folyamatosan mozgatni kell.
Ezért a helyszínek építési vagy szerelési munkák során történő fűtésére egy tartósabb típusú égőt fejlesztettek ki, fém kettős hálóval. Egy ilyen berendezésben a gáz-levegő keveréket a fúvóka és a rácsok közötti térben dolgozzák fel. A külső háló felülete mindössze 1023 K-ra melegszik fel.
A hálós fúvókákkal ellátott GIG-ben ezek az elemek hőálló króm-nikkelötvözetekből készülnek.A fúvókák úgy készültek, hogy a felső háló celláinak mérete lehetővé tegye a láng szabad áthaladását, az alsó háló mérete pedig minimális, kritikus a tűz áttörése szempontjából. Itt mindkét rács vagy az egyik lehet infravörös hősugárzó.
Ha az infraégő főgázt vagy cseppfolyósított propán-bután keveréket dolgoz fel gázpalack, csak a felső háló vesz részt a hőenergia terjedésében. Ha alacsony terhelésű gázt dolgoznak fel, mindkét rács hőt sugároz. Ily módon a hőátadás megnő.
A hálós GIG maximális hatásfoka azonban nem haladja meg a 60%-ot, mert a fúvókák hidraulikus ellenállása kétszerese minden típusú perforált kerámialapokénak. Igaz, ez kevesebb, mint a porózus fúvókáké.
Megnövelt hőteljesítményű készülékek
A kerámialapokkal és rácsokkal ellátott infravörös gázsugárzók meglehetősen alacsony hatásfoka arra késztetett bennünket, hogy keressük a hőteljesítmény növelésének módjait. Az eredményt egy új típusú fúvóka bevezetésével érték el, amely egy kerámia panel számos résszel.
A vágásban a repedések hirtelen kiszélesednek, bemeneti nyílásaik kisebbek, mint a kilépőlyukaké. Ez a megoldás az égéstermékek visszavezetése miatt növeli az égő hatásfokát, pl. visszatérésük a tűz csatornán belüli láng alapjához. Ezenkívül az ilyen modellekben a láng stabilabb, és sokkal kevésbé valószínű, hogy kialszik a nyílt szélben.
A hornyolt panelek élő keresztmetszete átlagosan a tényleges teljes keresztmetszet 55-60%-a. A velük felszerelt égők közepes nyomású gázzal működnek. A fúvóka külső síkja 1723 K-ra melegszik fel.
Szélterhelésnek ellenálló sugárzók
A szélterhelés melletti működés stabilitása fontos mutató a gyártóüzemek építésénél vagy összeszerelésénél használt gáz-infravörös égő kiválasztásánál. Nem minden gázt feldolgozó ipari infravörös sugárzó rendelkezik ezzel a minőséggel.
A nyílt területekhez speciális eszközökre van szükség, amelyek:
- stabil injektálás jellemzi, széllökésektől függően;
- olyan eszközzel van ellátva, amely megakadályozza a fúvókából kilépő sugár eltérülését;
- védve a szél hatására fellépő felületi sugárzás aktív lehűlésével szemben.
A széllökésben melegedni képes, ki nem altató gázberendezés műszaki adatlapja szélellenállást jelez. Ez a jellemző a kereskedelemben gyártott infravörös égőknél megközelítőleg megegyezik a direkt égőkével, pl. frontális szélhatás, valamint oldalfújás.
A befecskendezési arány csökkenése láng megjelenését okozza a sugárzó panel külső felületén. Ugyanakkor a hőmérséklet meredeken csökken. Csökkenti a hideg levegő behatolása az égéstérbe.
A szélellenállás fizikailag összefügg a fajlagos hőterheléssel és az égési időszak alatt a fúvókába belépő levegő mennyiségével. A túlzott és nagy légáramlási sebességgel az infravörös sugárzó hatékonysága csökken. A csökkenést lángok megjelenése, a sugárzó felület sötétedése és az egység lángmentes üzemmódban történő működésének leállása kíséri.
Az infravörös fűtőberendezések gyártóinak áttekintése
Az építkezésen, műhelyben, gyártóműhelyben és hasonló létesítményekben kedvező mikroklíma kialakítására szolgáló gázkészülékeket hazai és külföldi cégek egyaránt gyártanak.
A fogyasztók szerint az orosz gyártmányú termékek értékelését a Solarogaz márka gázégői vezetik. A cég által bemutatott választék különböző méretű helyiségek fűtésére tervezett modelleket tartalmaz. Az egységek üvegházakban, garázsokban és nyílt területeken használhatók.
Az egyetlen negatívum, amelyet a fővárosi gyártó gázégő- és tűzhelymodelljeinek vásárlóinak és tényleges tulajdonosainak figyelembe kell venniük, a biztonsági rendszer érzékelőinek hiánya. Ezért a mindennapi életben is használhatók, de elővigyázatossággal.
A Pathfinder cég termékei nem alacsonyabbak a népszerűségben. A vásárlónak kínált termékcsaládban azonban a háztartási és turisztikai lehetőségek dominálnak.
A csempe méltán népszerű, melegítésre és egyszerű ételek elkészítésére egyaránt használható, ill mini égők permeteződobozból.
Az Aeroheat logóval ellátott gázfűtők kiváló tulajdonságokat kaptak a fogyasztóktól. Ez a berendezés a kiváló minőségű alkatrészek felhasználásán alapuló megbízhatósága és megfizethető ára miatt vonzó. A Dixon és Sibiryachka gázüzemű tűzhelyei és égői jól beváltak.
A külföldi beszállítók érdemes gázfűtőinek listáját a dél-koreai Kovea cég gázégői és tűzhelyei vezetik. A márka termékeit aktívan használják kis műhelyekben, festő- és építkezéseken, gyalogtúrákon és horgászaton.
A műhelyek felszereléséhez gyakran használják az olasz Sistema cég gázfűtőit. Aktívan keresettek a dél-koreai Hyundai és az olasz Bartolini gáztűzhelyek modelljei, amelyek otthon és az irodában egyaránt használhatók. A svéd Timberk kályhákat és a kínai Ballu berendezéseket megbízhatóságuk és stabil működésük jellemzi.
Következtetések és hasznos videó a témában
A következő videó szerzője részletesen elmondja az IR gázégők működési elvét és előnyeit:
Az infravörös fűtés megszervezésének részleteit a következő videó mutatja be:
A mennyezeti típusú gázfűtő felszerelésének lépései itt láthatók:
Az Orosz Föderációban különféle típusú infravörös égőket gyártanak, beleértve a szélálló modelleket is. A cég által kínált választék lehetővé teszi a nyitott és zárt területek fűtésére szolgáló készülék kiválasztását.
Vásárlás előtt fontos eldönteni, hogy milyen célra és milyen körülmények között használjuk a berendezést, majd válasszunk vagy termelékenyebb, vagy tartósabb, az ismétlődő mozdulatoktól sem ijedő modellt.
