Tööstusruumide gaasiinfrapuna kiirgajad: seade, tööpõhimõte, sordid
Soojust ja valgusvooge tekitavaid IR-seadmeid kasutatakse aktiivselt erinevates tootmisvaldkondades ja eramajanduses.Tööstuspindade jaoks on enim nõutud gaasi-infrapunakiirgurid. Nende tegevus põhineb kuumutatud keha võimel eraldada tekkiv soojus kosmosesse.
Meie pakutud artiklist saate teada kõike infrapunaseadmete tööpõhimõtete kohta. Räägime infrapunaseadmete tüüpidest ja nende iseloomulikest erinevustest. Tutvustame turul olevaid juhtivaid mudeleid.
Artikli sisu:
Infrapunakiirguse olemus
Infrapunakiirgus erineb tavalisest ja nii tuttavast nähtavast valgusest. Nad on sarnased kiiruse poolest, millega nad levivad ja läbivad ruumi. Mõlemad sordid on võimelised murduma, peegelduma ja kimbuma.
Erinevalt tavalisest valguskiirgusest, milleks on elektromagnetlained, on IR-vool nii laine- kui ka kvantomadused. See tähendab, et see laseb läbi nii valgust kui ka soojust.
Infrapunaseadmete poolt edastatav valgus liigub lainetena.Elektromagnetilised valgusvibratsioonid on spektrisegmendis vahemikus 760 nm (nanomeetrit) kuni 540 μm (mikromeetrit). IR-kiirgurite tekitatud soojus on kvantide voog. Nende energia jääb vahemikku 0,0125 kuni 1,25 eV (elektronvolti).
Infrapunaseadmete poolt kiiratavad soojus- ja valgusvood on omavahel seotud. Valguse intensiivsuse kasvades kvantsoojusvoog väheneb. Sõltuvalt temperatuurist võivad meie silmad infrapunakiirgust tajuda või mitte tajuda. Soojuskiirgus ei ole visuaalselt tuvastatav.
Seda infrapunakiirguse eripära kasutatakse tööstuses polümerisatsiooni- ja kõvenemisprotsesside kiirendamiseks. Infrapunakiirguse termiline osa võimaldab määrata inimese või looma olemasolu ja asukohta hämaras ja valgustamata ööperioodidel.
Öönägemisseadmete väljatöötamise aluseks sai valgust kiirgavate IR-seadmete ebastandardne töö koos soojusega. Seda kasutatakse vigade tuvastamisel, peidetud häiresüsteemides ja tehnilistes seadmetes pimedas pildistamiseks.
Mõlemad komponendid infrapunakiirgus peaaegu ei haju töödeldavas ruumis, nad näivad keskenduvat objektidele, mis asuvad nende mõjutsoonis. Soojus tungib kuumutatava eseme kehasse, läbitungimissügavus sõltub eseme omadustest, struktuurist ja materjalist. Sügavus varieerub kümnendikust mm kuni mitme mm.
Tööstuslikel eesmärkidel kasutamisel valitakse infrapunakiirguse lainepikkus objekti või aine tehniliste omaduste põhjal. IR-kiired läbivad õhumassi vabalt, nii et kuumutamine toimub ilma märgatavate kadudeta. Seda asjaolu peetakse tootmises põhjendatult oluliseks eeliseks.
Lisaks seadmega töödeldud ala soojendamisele ja valgustamisele kasutatakse infrapunakiirteid järgmiste probleemide lahendamiseks:
Infrapunakiirguse allikate tüübid
Lihtsamate IR-kiirguse allikate hulka kuuluvad need, mis on meile kõigile väga tuttavad hõõglambid, töötab madalpingel. Sellistes tingimustes kiirgavad nad peamiselt infrapunavooge.Kergete elektromagnetlainete osatähtsus on tühine, kuid siiski määratakse see optiliselt.
Tänapäeval on eratarbijate, ehitus- ja tootmisorganisatsioonide käsutuses palju erinevat tüüpi IR-kiirgureid.
Nende kohaldamisala määrab:
- Töötemperatuur;
- maksimaalne lainepikkuse väärtus;
- tsoon, kus infrapunavoog jaotub ühtlaselt.
Võttes arvesse loetletud omadusi, valitakse kiirgusseade, mis on mõeldud konkreetsete probleemide lahendamiseks.
Kõige levinumad IR-kiirgurite tüübid on järgmised:
- Peegelpeegeldusseadmetega lambid. Maksimaalse kiirguse korral on nende lainepikkus 1,05 mikronit.
- Kvartstoru lambid. Nende lainepikkus maksimaalsel kiirgusel on vahemikus 2 kuni 3 mikronit.
- Varraste mittemetallist küttekehad. Struktuurselt on neid täiendatud helkuritega, maksimaalne lainepikkus on 6-8 mikronit.
- Torukujulised elektrikerised. Igapäevaelus kasutatakse laialdaselt, tootmises kasutatakse kütteelementidega seadmeid.
- Infrapunapõletid. Need on varustatud keraamiliste või metallist perforeeritud düüsidega. Neid kasutatakse ehituses avatud ja suletud alade kütmiseks hoone ehitamisel ja viimistlustöödel.
Infrapunakiirguse allikad on leidnud rakendust põllumajanduses. Nende abiga köetakse noorlinde ja vastsündinud lemmikloomi. Emitterid paigaldatakse kasvuhoonetesse kultiveeritud sortide kasvu stimuleerimiseks, lautadesse ja aidadesse kuivatamiseks.
Infrapuna voogude allikad jagunevad:
- Infrapuna lambid. Need on "valgus" kiirgajad ja seadmed, mis annavad soojuskiirgust.
- Küttekehad. Seadmed, mida kasutatakse suletud ruumide ja avatud ruumide kütmiseks. Nende hulka kuuluvad mudelid, mis töötavad elektri-, vedel- või gaaskütusel. Kütteelemendiks võib olla kas küttekeha või suure takistusega sulamist valmistatud spiraal.
Lainepikkuse järgi jaotatakse infrapunaallikad kahte põhirühma: tumedad ja heledad. Esimesed lasevad kosmosesse pikki laineid, teised - lühikesed.
Tumedad ja heledad IR-kiirgurid
Definitsiooni järgi on "heledad" allikad võimelised kiirgama valgust. Nende kiirgavaid voogusid tajub nägemine, kuigi eredaks valgustuseks on neid siiski raske nimetada ja neid ei tohiks selleks üldse kasutada.
"Tumedad" seadmed edastavad inimesele nähtamatut soojusvoogu, mida kasutaja nahk tunneb, kuid mida visuaalselt ei tuvastata. "Hele" ja "tumeduse" vaheliseks piiriks loetakse lainepikkus 3 mikronit. Köetava pinna piirtemperatuur on 700º.
“Pimeda” kütteüksuse kuulsaim esindaja on Vene tellistest ahi, mis on paljude sajandite jooksul edukalt kütnud madalaid hooneid. Nagu me juba aru saame, on "kergete" hulgas hõõglamp, kui see ei anna rohkem kui 12% valgust. Selle põhienergia on suunatud soojuse tootmisele.
Valgustite disaini omadused
Struktuurselt on valgusallikad sarnased tüüpilise hõõglambiga. Hõõgniidi kehades on aga erinevusi. Eredate infrapunaseadmete puhul ei tohi temperatuur ületada piiri 2270–2770 K. See on vajalik soojusvoo suurendamiseks, vähendades valguse emissiooni.
Nii nagu tavalistel lambipirnidel, asetatakse volframniidist hõõgniidi korpus klaaspirni. Ainult kolb on varustatud helkuritega, tänu millele on kogu kiirgusenergia suunatud kuumutatud objektile. Sel juhul kulub väike osa energiast pirnipõhja soojendamisele.
Kergete infrapunaallikate pirn soojeneb kõrgete temperatuurideni, seega osaleb see ka soojusülekande protsessis kosmosesse. Kuumutatud kolvi soojusenergiat ei fokuseerita reflektoriga ja see läheb välja töötlemata ruumi, see on komponent, mis vähendab seadme efektiivsust.
Valguse infrapunaallika tootlikkus ei ületa keskmiselt 65%.Seda suurendatakse volframist kuumutuskeha asetamisega kvartsklaasist valmistatud torusse või sarnasesse kolbi. See lahendus võimaldab suurendada lainepikkust 3,3 mikronini ja alandada temperatuuri 600º-ni.
Seda võimalust kasutatakse kvarts-IR-soojendites, milles kroom-nikkeltraat on keritud ümber kvartsvarda ja kogu asi asetatakse kokku kvartstorusse.
Töö põhiolemus on hõõgniidi traadi kahekordne kasutamine. Vabanev soojusenergia kasutatakse osaliselt otseseks kütmiseks, osaliselt aga kvartsvarda temperatuuri tõstmiseks. Kuum varras eraldab ka soojust.
Torukujuliste seadmete eeliste hulka kuulub üsna mõistlikult kõigi kvartsist ja keraamikast valmistatud komponentide vastupidavus atmosfääri negatiivsusele. Negatiivne külg on keraamiliste osade haprus.
Tumedate küttekehade töö ja disaini eripära
Niinimetatud "tumedad" IR-voogude allikad on palju praktilisemad kui nende "heledad" kolleegid. Nende kiirgav element erineb struktuurilt paremuse poole. Kuumutatud juht ise ei eralda soojusenergiat, seda toidab ümbritsev metallkest.
Selle tulemusena ei ületa seadme töötemperatuur 400–600º. Tagamaks, et soojusenergiat ei raisata, on tumedad emitterid varustatud reflektoritega, mis suunavad voolu soovitud suunas.
Tumeda rühma pikalainelised kiirgajad ei karda lööke ja sarnaseid mehaanilisi mõjusid, sest neis olevat habrast polümeeri või keraamilist elementi kaitseb metallkesta ja kaitsev soojusisolatsioonikiht. Selle rühma emitterite efektiivsus ulatub 90% -ni.
Kuid neil pole ka puudusi. Tume rühma küttekehad sõltuvad seadme disainifunktsioonidest. Kui peamise kiirgava elemendi ja seadme pinna vaheline kaugus on suur, peseb ja jahutab seda mööda voolav õhk. Selle tulemusena väheneb efektiivsus.
Oma disainiomaduste tõttu paigaldatakse tumedad mudelid madalate lagedega ruumide ja lineaarset soojusvarustust vajavate piirkondade kütmiseks. Valgus - asetatakse kohtadesse, kus on vaja kõrgete lagedega ja vertikaalselt piklike aladega ruume töödelda.
Gaasipõletid IR-kiirte allikana
Seadmeid, milles toimub leegivaba gaasi töötlemine, nimetatakse gaasipõletiteks või gaasi infrapunakiirguse kiirguriteks. Suure intensiivsusega vabanev soojusenergia kandub ruumi läbi seadme kiirgava pinna.
Tegemist on gaasi-infrapunapõleti tüüpi küttekehadega, mida kasutatakse tööstuslikus mastaabis ehitus- ja paigaldustöödel.Valdav osa soojusenergiast edastatakse kiirgavate keraamiliste põletiotsikute kaudu.
Düüsidena kasutatakse järgmist:
- perforeeritud keraamilised plaadid, mis võivad olla tasased või reljeefsed;
- keraamilised plaadid ühtlaselt jaotunud pooridega;
- keraamilised elemendid nikroomvõrksõelaga, metallvõrk ja kõikvõimalikud katalüütilised kinnitused.
Kõik loetletud keraamilistes või metallelementides olevad augud on tulekanalid.
Seda tüüpi infrapunakiirguri käitamiseks kasutatav kütus on põhigaas, samuti selle veeldatud versioon või kunstlikult loodud gaasid. Venemaal toodavad nad veeldatud ja põhigaasi töötlemiseks mõeldud põleteid. Välismaised seadmed on mõeldud peamiselt veeldatud ja kunstlike versioonide töötlemiseks.
Kui tööreegleid ei rikuta, eralduvad gaasipõleti tööst tulenevad põlemisproduktid minimaalses koguses, kusjuures lämmastikoksiidide ja süsinikmonooksiidi sisaldus on ebaoluline.
Gaasi tarnimiseks on gaasi infrapunapõletid (GIG) varustatud düüsidega, mille kaudu pumbatakse gaasi suurel kiirusel. See gaasivarustus tagab põlemiseks vajaliku õhu sissepritse. See "surutakse" kiire vooluga läbi pihusti jaotuskambrisse.
Gaas mitte ainult ei süsti õhku, vaid seguneb sellega ka pihustis, mille tulemuseks on täielikuks põlemiseks sobiv gaasi-õhu segu. See segu liigub läbi selle pooride, perforeeritud aukude või pilude keraamilise otsiku pinnale, kus põleb täielikult õhukese, mitte üle 1,5 mm paksuse kihina.
Lamekeraamiliste otsikutega põletid
Valdav osa soojusenergiast kantakse üle keraamilistele plaatidele, mis kuumutatakse ülikõrgetele temperatuuridele vähem kui minutiga. Keraamilise elemendi välispind muutub täiendavaks soojusvoo allikaks.
Keraamiline otsik moodustab 40–60% tööstusliku gaasi-IR-soojendi poolt edastatavast kiirgusest. Seadme efektiivsuse tõstmiseks paigaldatakse düüsi kohale võrksõel.Soojusülekande pinna suurendamiseks liimitakse perforeeritud plaadid kokku, kasutades tulekindlat pahtlit.
Oluline näitaja on tulekanalite läbimõõt. See määrab, millist gaasi seade suudab töödelda. Keraamilise plaadi aukude koguarv sõltub läbimõõdust. Mida rohkem neid on, seda hapram on soojust kiirgav element ja GIG on tundlik mehaaniliste kahjustuste suhtes.
Uime tüüpi otsikutega küttekehad
Lisaks perforeeritud lamekeraamilistele düüsidele kasutatakse reljeefseid elemente. Soonilise pinna kasutamine stimuleerib sel juhul soojusvahetuse voogu kiirgava pinna ja põleva gaasi vahel. Soonilised keraamilised plaadid soojenevad paremini, samas kui soojuskoormus kiirgavale elemendile ei suurene.
Lamedad ja ribilised keraamilised düüsid kuumenevad kuni 1473 K. Kuid poorsed keraamilised elemendid soojenevad ainult kuni 1237 K. Poorset versiooni on lihtsam valmistada ja seetõttu odavam.Lisaks kasutatakse selle valmistamisel keraamikatööstuse jäätmeid.
Poorsete plaatide paksus ulatub 30 mm-ni, mis suurendab oluliselt düüsi vastupidavust mehaanilisele pingele. Sellise otsikuga põleti töötamise ajal põleb jaotuskambrist väljuv gaasi-õhu segu keraamilise plaadi välispinnal kuni 2 mm kihina.
Põlemisala poorses otsikus liigub välispinnalt 3-5 mm sügavusele. Sel juhul ulatub küttetemperatuur vaid 1123 K-ni.
Hügroskoopse sissepritse jaoks mõeldud poorsete düüside puuduseks on liiga kõrge hüdrauliline takistus, mis muudab madala rõhuga põhigaasi kasutamise võimatuks.
Varustus metallvõrguga
Kõik loetletud kinnitustüübid on aga keraamikast, mis tähendab, et vaatamata paksusele ja kõikvõimalikele tugevust suurendada sooviva tootja nippidele on need siiski haprad. Haprus on eriti häiriv, kui seadet on vaja pidevalt liigutada.
Seetõttu töötati ehitus- või paigaldustööde ajal objektide soojendamiseks välja vastupidavamat tüüpi põleti, mis on varustatud metallist topeltvõrguga. Sellises seadmes töödeldakse gaasi-õhu segu düüsi ja võre vahelises ruumis. Välisvõrgu pind soojeneb ainult 1023 K-ni.
Võrgusilma otsikutega GIG-is on need elemendid valmistatud kuumakindlatest kroomi ja nikli sulamitest.Düüsid on valmistatud nii, et ülemise võrgusilma lahtrite suurus võimaldab leegil vabalt liikuda ja alumise võrgusilma suurus on tule läbimurdmiseks kriitiline. Siin võivad mõlemad võrgud või üks olla IR-soojusemitter.
Kui infrapunapõleti töötleb põhigaasi või veeldatud propaani-butaani segu gaasiballoon, ainult ülemine võrk osaleb soojusenergia levimises. Kui töödeldakse madala koormusega gaasi, kiirgavad mõlemad võred soojust. Sel viisil suureneb soojusülekanne.
Silmadega GIG-i maksimaalne efektiivsuse väärtus ei ületa aga 60%, sest düüside hüdrauliline takistus on kaks korda suurem kui igat tüüpi perforeeritud keraamilistel plaatidel. Tõsi, seda on vähem kui poorsetel düüsidel.
Suurendatud soojusvõimsusega seadmed
Keraamiliste plaatide ja võredega infrapunagaasi emitterite üsna madal efektiivsus sundis meid otsima võimalusi soojusvõimsuse suurendamiseks. Tulemus saavutati uut tüüpi otsiku kasutuselevõtuga, milleks on mitmete piludega keraamiline paneel.
Lõikes on praod järsu laienemisega, nende sissepääsuavad on väiksemad kui väljalaskeavad. See lahendus tõstab põleti efektiivsust tänu põlemisproduktide retsirkulatsioonile, s.t. nende naasmine tulekanalis leegi alusele. Lisaks on sellistes mudelites leek stabiilsem ja kustub lahtise tuule käes palju vähem tõenäoline.
Pilupaneelide pinge all olev ristlõige on keskmiselt 55–60% nende tegelikust koguristlõikest. Nendega varustatud põletid töötavad keskmise rõhuga gaasil. Düüsi välimine tasapind kuumutatakse 1723 K-ni.
Tuulekoormustele vastupidavad kiirgajad
Tuulekoormusega töötamise stabiilsus on oluline näitaja gaasi-infrapunapõleti valimisel, mida kasutatakse tootmisettevõtete ehitamisel või kokkupanekul. Kõik gaasi töötlevad tööstuslikud infrapunakiirgurid ei oma seda kvaliteeti.
Avatud alade jaoks on vaja spetsiaalseid seadmeid, mis:
- mida iseloomustab stabiilne süstimine, olenevalt tuuleiilidest;
- varustatud seadmega, mis takistab düüsist väljuva joa kõrvalekaldumist;
- kaitstud tuule mõjul tekkiva pinnakiirguse aktiivse jahtumise eest.
Tuuletakistust näitab gaasiseadmete tehniline andmeleht, mis suudab puhata tuulega soojendada ja mitte kustuda. See kaubanduslikult toodetud infrapunapõletite omadus on ligikaudu sama, mis otsepõletitel, st. eesmine tuul, samuti külgpuhumine.
Sissepritsesuhte vähendamine põhjustab leegi ilmumist kiirgava paneeli välispinnale. Samal ajal langeb temperatuur järsult. Seda vähendab põlemisalasse tungiv külm õhk.
Tuuletakistus on füüsiliselt seotud konkreetse soojuskoormuse ja põlemisperioodil otsikusse siseneva õhuhulgaga. Üleliigse ja suure õhuvoolu kiirusega väheneb infrapunakiirguri efektiivsus. Vähenemisega kaasneb leekide ilmumine, kiirgava pinna tumenemine ja seadme töö seiskumine leegivabas režiimis.
IR kütteseadmete tootjate ülevaade
Gaasiseadmeid soodsa mikrokliima loomiseks ehitusplatsil, töökojas, tootmistsehhis ja sarnastes ruumides toodavad nii kodumaised ettevõtted kui ka välismaised ettevõtted.
Tarbijate sõnul on Venemaal toodetud toodete reitingu tipus Solarogazi kaubamärgi gaasipõletid. Selle ettevõtte pakutav sortiment sisaldab mudeleid, mis on mõeldud erineva suurusega küttepindade jaoks. Seadmeid saab kasutada kasvuhoonetes, garaažides ja avatud aladel.
Ainus negatiivne, millega pealinna tootja gaasipõleti- ja ahjumudelite ostjad ja tegelikud omanikud peaksid arvestama, on turvasüsteemi andurite puudumine. Seetõttu saab neid kasutada igapäevaelus, kuid ettevaatusabinõusid järgides.
Ettevõtte Pathfinder tooted ei jää populaarsuselt alla. Ostjale pakutavas tootesarjas domineerivad aga koduseks kasutamiseks mõeldud tooted ja turismivõimalused.
Plaadid on õigustatult populaarsed, mida kasutatakse nii soojendamiseks kui ka lihtsate roogade valmistamiseks ja minipõletid pihustuspurgist.
Aeroheat logoga gaasikütteseadmed said tarbijatelt suurepärased omadused. See seade on atraktiivne oma töökindluse, mis põhineb kvaliteetsete komponentide kasutamisel, ja taskukohase hinna tõttu. Dixoni ja Sibiryachka gaasipliidid ja põletid on end hästi tõestanud.
Välismaiste tarnijate väärt gaasiküttekehade nimekirja juhivad Lõuna-Korea ettevõtte Kovea gaasipõletid ja -pliidid. Brändi tooteid kasutatakse aktiivselt väikestes töökodades, värvimis- ja ehitusplatsidel, matkadel ja kalapüügil.
Töökodade varustamiseks kasutatakse sageli Itaalia ettevõtte Sistema gaasikütteseadmeid. Lõuna-Korea mudelid Hyundai ja Itaalia gaasipliit Bartolini, mida saab kasutada nii kodus kui ka kontoris, on aktiivselt nõutud. Rootsi Timberki ahjud ja Hiina Ballu seadmed eristuvad töökindluse ja stabiilse töö poolest.
Järeldused ja kasulik video sellel teemal
Järgmise video autor räägib teile üksikasjalikult IR gaasipõletite tööpõhimõttest ja eelistest:
Infrapunakütte korralduse üksikasjad on esitatud järgmises videos:
Siin on näidatud laetüüpi gaasiküttekeha paigaldamise etapid:
Vene Föderatsioonis toodetakse erinevat tüüpi infrapunapõleteid, sealhulgas tuulekindlaid mudeleid. Ettevõtte pakutav valik võimaldab teil valida seadme avatud ja suletud alade soojendamiseks.
Enne ostmist on oluline otsustada, mis otstarbel ja mis tingimustel varustust kasutama hakatakse ning seejärel valida kas tootlikum või vastupidavam mudel, mis ei karda korduvaid liigutusi.