ІЧ прилади, що генерують теплові і світлові потоки, активно використовуються в різноманітних сферах виробництва і приватного господарства. Найбільш затребувані газові інфрачервоні випромінювачі для промислових приміщень. Їх дія базується на здатності нагрітого тіла виділяти в простір отримане тепло.

Все про принципи роботи інфрачервоного обладнання ви дізнаєтеся із запропонованої нами статті. Ми розповімо про різновиди інфрачервоного обладнання і про їх характерних відмінностях. Познайомимо з лідируючими на ринку моделями.

Суть інфрачервоного випромінювання

Інфрачервоне випромінювання відрізняється від звичайного і такого звичного видимого світла. Схожі вони по швидкості, на яку поширюються і перетинають простір. Обидва різновиди здатні переломлюватися, відбиватися і збиратися «в пучок».

На відміну від звичайного світлового випромінювання, що представляє собою електромагнітні хвилі, ІЧ потік володіє як хвильовими, так і квантовими властивостями. Тобто він передає і світло, і тепло.

І звичайне світло, і інфрачервоне випромінювання являють собою потоки електромагнітних хвиль. Різниця в тому, що в першому випадку переважає видима складова, у другому – видима складова поєднується з теплової.

Світло, що поставляється інфрачервоними приладами, рухається хвилеподібно. Електромагнітні світлові коливання знаходяться в сегменті спектра від 760 нм (нанометрів) до 540 мкм (мікрометрів). Тепло, що виділяється ІЧ випромінювачами, є потоком квантів. Їх енергія займає інтервал від 0,0125 до 1,25 ев (електрон-вольтах).

Тепловий і світловий потоки, які випромінює інфрачервоними приладами, взаємопов’язані. Зі збільшенням інтенсивності світла скорочується квантовий потік тепла. Залежно від температури інфрачервоне випромінювання може сприйматися і не сприйматися нашими очима. Теплове випромінювання візуально не визначається.

Ця специфіка інфрачервоного випромінювання використовується в промисловості для прискорення процесів полімеризації і затвердіння. Теплова частина інфрачервоного випромінювання надає можливість визначати присутність і розташування людини або тварини в слабо освітлений і неосвітлений нічний період.

Інфрачервоні прилади випромінюють світло в поєднанні з тепловою енергією, яка застосовується в формуванні комфортного мікроклімату на стойплощадках, в майстернях, у виробничих цехах, птахофермах, теплицях і безлічі інших об’єктів.

Нестандартність роботи ІЧ приладів, що виділяють світло в поєднанні з теплом, стала основою для розробки приладів нічного бачення. Її застосовують в дефектоскопії, в засобах прихованої сигналізації і в технічних пристроях для фотографування в темний час доби.

Обидві складові інфрачервоного випромінювання майже не розсіюються в оброблюваному просторі, вони як би фокусуються на об’єктах, що знаходяться в зоні їх впливу. Тепло проникає в тіло нагрівається предмета, глибина проникнення залежить від властивостей, структури і матеріалу об’єкта. Варіює глибина від десятої частки мм до декількох мм.

Інфрачервоні обігрівачі встановлюються на підлогу, кріпляться до стін, підвішуються на стелю. Прилади відрізняються безполуменевий горінням, збереженням кисню в навколишньому просторі, не піднімають стовпи пилу на відміну від конвекторів.

При використанні в промислових цілях довжину хвилі від інфрачервоних випромінювачів підбирають, виходячи з технічних характеристик предмета або речовини. ІЧ промені вільно проходять через повітряну масу, тому нагрівання проводиться без відчутних втрат. Ця обставина обгрунтовано вважається вагомим плюсом на виробництві.

Крім нагріву і освітлення оброблюваної приладом зони інфрачервоні випромінювачі використовуються в рішенні наступних завдань:

Види джерел інфрачервоного випромінювання

До простих джерел ІЧ випромінювання відносяться всім нам добре знайомі лампи розжарювання , що функціонують під малим напругою. В таких умовах вони в основному виділяють інфрачервоні потоки. Частка світлових електромагнітних хвиль при цьому незначна, але все ж вона визначається оптично.

Зараз в розпорядженні приватного споживача, будівельних і виробничих організацій безліч різних типів ІЧ випромінювачів.

Сфера їх застосування визначається:

  • робочою температурою;
  • максимальним значенням довжини хвилі;
  • зоною, в якій інфрачервоний потік розподіляється рівномірно.

З урахуванням перерахованих характеристик і підбирають випромінює прилад, призначений для вирішення конкретних завдань.

До найпоширеніших різновидів ІЧ випромінювачів відносяться:

  • Лампи з дзеркальними відображають пристроями. При максимальному випромінюванні довжина їх хвилі становить 1,05 мкм.
  • Кварцові трубчасті лампи. Їх довжина хвилі при максимальному випромінюванні знаходиться в діапазоні від 2 до 3 мкм.
  • Стрижневі неметалеві нагрівачі. Конструктивно їх доповнюють рефлекторами, максимальна довжина хвилі – від 6 до 8 мкм.
  • Трубчасті електронагрівачі. Широко поширені в побуті, що застосовуються на виробництві прилади з ТЕНами.
  • Інфрачервоні пальники. Їх оснащують керамічними або металевими перфорованими насадками. Застосовують в будівництві для обігріву відкритих і закритих майданчиків під час зведення будівлі, виробництві оздоблювальних робіт.

Джерела інфрачервоних променів знайшли застосування в фермерському господарстві. З їх допомогою виробляється обігрів пташиного молодняку ​​і недавно з’явилися на світ домашніх тварин. Випромінювачі встановлюються в теплицях для стимуляції росту культивованих сортів, в клунях і зерносховищах для сушки.

Найбільш поширеними випромінювачами інфрачервоних потоків є лампові прилади з дзеркальними відбивачами. При максимальному випромінюванні довжина його хвилі дорівнює 1,05 мкм.

Джерела інфрачервоних потоків поділяються на:

  • Інфрачервоні лампи . Це «світлові» випромінювачі і прилади, які постачають теплове випромінювання.
  • Нагрівачі . Пристрої, що застосовуються для обігріву замкнутих приміщень і відкритих просторів. У їх числі моделі, що працюють на електроживленні, рідкому чи газоподібному паливі. Нагрівальним елементом може бути як ТЕН, так і спіраль зі сплаву з високим опором.

Відповідно до класифікації по довжині хвилі інфрачервоні джерела діляться на дві основні групи: темні і світлі. Перші працюють, виділяючи в простір довгі хвилі, втори – короткі.

Темні і світлі ІЧ випромінювачі

Згідно з визначенням «світлі» джерела спроможні виділяти світло. Випромінювані ними потоки сприймаються зором, хоча яскравим освітленням їх все ж складно назвати і застосовувати саме з цією метою зовсім не варто.

«Темні» прилади постачають невидимий для людини потік тепла, що відчувається шкірою користувача, але візуально не визначається. Граничним значенням між «світлими» і «темними» вважається довжина хвилі, яка дорівнює 3 мкм. Граничної температурою нагрівається поверхні є 700º.

Властивість інфрачервоних випромінювачів поставляти теплову енергію активно використовується в тепличному господарстві, в курниках і фермах для підтримки молодняка.

Найвідомішим представником «темного» гріє агрегату є цегляна російська піч , багато століть успішно обігріває малоповерхові будинки. У числі «світлих», як уже нам зрозуміло, фігурує електрична лампочка розжарювання, якщо світла вона поставляє не більше 12%. Основна її енергія направлена при цьому на вироблення тепла.

Особливості побудови світлих приладів

Конструктивно світлі джерела схожі з типовою лампою розжарювання. Однак є відмінності в тілах напруження. У світлих інфрачервоних приладів температура не може перевищувати межі в 2270-2770 К. Це необхідно для збільшення теплового потоку за рахунок скорочення виділення світла.

Точно так само як у стандартних лампочок тіло розжарення, виконане з вольфрамової нитки, поміщається в скляну колбу. Тільки колба оснащена відбивачам, завдяки якому вся промениста енергія фокусується на нагреваемом предмет. При цьому незначна частина енергії витрачається на нагрів цоколя лампочки.

Колба світлих інфрачервоних джерел розігрівається до високих температур, тому вона теж бере участь в процесі передачі тепла в простір. Теплова енергія від нагрітої колби Неможливо сфокусуватись рефлектором і виходить в необроблюваних простір, вона-то і є знижує ККД приладу складової.

По конструкції і способу підключення інфрачервоні лампи дуже схожі на звичайні лампочки розжарювання. Однак робоча температура тіла напруження у них значно нижче, завдяки чому багато кратно збільшений термін служби.

Продуктивність світлого інфрачервоного джерела в середньому не перевищує 65%. Її збільшують, поміщаючи вольфрамовое тіло нагріву в виконану з кварцового скла трубку або аналогічну колбу. Таке рішення дозволяє збільшити довжину хвилі до 3,3 мкм, а температуру знизити до 600º.

Цей варіант застосовується в кварцових ІЧ обігрівачі, в яких навколо кварцового стрижня навивается хромонікелева дріт і все це разом розташовується в кварцовою трубці.

Світлі інфрачервоні випромінювачі відрізняються невисокою продуктивністю. ККД їх інфрачервоного потоку не перевищує зазвичай 65%.

Суть роботи полягає в подвійному використанні напруження дроту. Що виділяється теплова енергія частково йде на прямий обігрів, частково на підвищення температури кварцового стрижня. Розігрітий до червоного стрижень теж виділяє потоки тепла.

До плюсів трубчастих приладів цілком аргументовано відносять стійкість всіх компонентів, виконаних з кварцу і кераміки, до атмосферного негативу. Мінусом вважається крихкість керамічних деталей.

Специфіка роботи і конструкції темних обігрівачів

Так звані «темні» джерела ІЧ потоків значно практичніше «світлих» побратимів. Їх випромінюючий елемент за будовою відрізняється в кращу сторону. Нагрівається провідник сам не випромінює теплову енергію, постачає її оточує металева оболонка.

В результаті робоча температура приладу не перевищує 400 – 600º. Для того щоб теплова енергія не витрачалася даремно, темні випромінювачі оснащують рефлекторами, перенаправляти потоки в потрібний напрямок.

Довгохвильові випромінювачі темної групи не боятися ударів і подібних механічних впливів, тому що крихкий полімерний або керамічний елемент в них захищений металевим подобою кожуха і захисним теплоізоляційним шаром. ККД випромінювачів цієї групи досягає 90%.

Темні інфрачервоні випромінювачі підбирають в залежності від інтенсивності теплового потоку. Світлова складова не є вирішальною характеристикою.

Але і вони не позбавлені недоліків. Обігрівачі темної групи залежать від конструктивних особливостей приладу. Якщо відстань між основним випромінюють елементом і поверхнею приладу велике, то вона буде омиватися і охолоджуватися протікає повз повітрям. ККД в результаті знижується.

Через конструктивних особливостей темні моделі встановлюють для обігріву приміщень з низькими стелями і майданчиків, що вимагають лінійної поставки тепла. Світлі – ставлять там, де потрібна обробка кімнат з високою стелею і вертикально витягнутих майданчиків.

Газові пальники як джерело інфрачервоних променів

Прилади, в яких відбувається Безполуменевий переробка газу, називаються газовими пальниками або газовими інфрачервоними випромінювачами. Що виділяється з великою напруженістю теплова енергія ними передається в простір через випромінює поверхня агрегату.

Саме газовими інфрачервоними обігрівачами типу пальників користуються в промислових масштабах при проведенні будівельних і монтажних робіт. Переважний обсяг теплової енергії передають випромінюють керамічні насадки пальників.

Найбільшого поширення в облаштуванні виробничих і комерційних приміщень, будмайданчиків, спорткомплексів отримали газові пальники з інжекційним принципом дії.

Як насадок використовуються:

  • керамічні пластини з перфорацією, які бувають плоскими або рельєфними;
  • керамічні пластини з рівномірно розподіленими порами;
  • керамічні елементи з сітчастим ніхромовим екраном, сітчасті металеві і всілякі каталітичні насадки.

Всі перераховані види отворів в керамічному або металевому елементі є вогневими каналами.

Генерація тепла каталітичної насадкою заснована на процесі окислення, активизируемого при подачі газу на пластину.

Паливом для роботи цього вид інфрачервоних випромінювачів служить магістральний газ, а також його скраплений варіант або штучно створені гази. У Росії виробляють пальника, розраховані на переробку скрапленого та магістрального газу. Закордонне обладнання розраховане в основному на переробку скрапленого та штучного варіантів.

Інфрачервоні газові горіли переробляють газ з коефіцієнтом спалювання повітряної маси, фактично рівним одиниці. Працюють вони на магістральному, зрідженому і штучному газі.

Якщо правила експлуатації не порушуються, то продукти згоряння від роботи газового пальника виділяються в мінімальній кількості з незначним вмістом оксидів азоту і чадного газу.

Для подачі газу газові інфрачервоні пальники (ГІГ) оснащуються соплами, через які газ нагнітається з високою швидкістю. Така подача газу забезпечує інжекції потрібного для горіння повітря. Він «проштовхується» високошвидкісним потоком через інжектор в розподільну камеру.

Над випромінюючою насадкою приладу розташовують металеву конструкцію. Вона збільшує ККД і служить опорою для посуду, якщо на пальники готують.

Газ не тільки інжектується повітря, але і змішується з ним в інжекторі, в результаті чого виходить придатна для повного згоряння газоповітряна суміш. Ця суміш переміщається на поверхню керамічної насадки через її пори, перфоровані отвори або щілини, де і згоряє повністю в тонкому шарі товщиною не більше 1,5 мм.

Пальники з плоскими керамічними насадками

Переважний обсяг теплової енергії передається керамічних плиток, що нагрівається до надвисоких температур за період менше хвилини. Зовнішня поверхня керамічного елемента перетворюється в додаткове джерело теплового потоку.

На частку керамічної насадки доводиться від 40 до 60% випромінювання, переданого промислових газових ІЧ обігрівачем. З метою збільшення ефективності приладу над насадкою встановлюють сітчастий екран. Для збільшення теплопередающей поверхні перфоровані плитки склеюють із застосуванням вогнетривкої замазки.

Практично всі моделі мобільних газових пальників забезпечені пристроями, що дозволяють змінювати положення корпусу з нагріваючим елементом.

Важливим показником є ​​діаметр вогневих каналів. Від нього залежить, який газ може переробляти прилад. Від діаметра залежить загальна кількість отворів у керамічній плитці. Чим їх більше, тим більш крихким вийде тепловипромінюючої елемент і буде чутливою до механічних пошкоджень ГІГ.

Нагрівачі з ребристим типом насадки

Крім плоских керамічних насадок з перфорацією застосовуються рельєфні елементи. Використання ребристої поверхні в цьому випадку стимулює протягом теплообміну між випромінюючої поверхнею і палаючим газом. Ребриста керамічна плитка краще нагрівається, при цьому теплове навантаження на випромінюючий елемент не збільшується.

Плоскі та ребристі керамічні насадки розігріваються до 1473 К. А ось пористі керамічні елементи тільки до 1237 К. Пористий варіант простіше у виготовленні, отже, дешевше. До того ж в його виробництві використовуються відходи керамічної промисловості.

Використання керамічних насадок з рельєфним тепловипромінювальних елементом дозволяє відчутно збільшити площу, яка транслює тепло споживачеві.

Товщина пористих плиток досягає 30 мм, що відчутно підвищує стійкість насадки до механічного впливу. Під час дії пальника з такою насадкою газоповітряна суміш, що вийшла з розподільної камери, згоряє на зовнішній поверхні керамічної плитки в шарі до 2 мм.

Область горіння в пористої насадки переміщається з зовнішньої поверхні на глибину до 3-5 мм. При цьому температура нагріву досягає всього тисяча сто двадцять три К.

Мінусом пористих насадок для ГІГ є надмірно високий гідравлічний опір, через який неможливо в роботі використовувати магістральний газ низького тиску.

Устаткування з металевими сітками

Однак все з перерахованих видів насадок виконані з кераміки, значить, не дивлячись на товщину і всілякі хитрощі виробника, який бажає підвищити міцність, вони все одно тендітні. Крихкість особливо напружує, якщо прилад потрібно постійно переміщати.

Тому для обігріву майданчиків при проведенні будівельних або монтажних робіт був розроблений більш міцний тип пальника, оснащеної металевої подвійний сіткою. У такому приладі газоповітряна суміш переробляється в проміжку між насадкою та сітками. Поверхня зовнішньої сітки розігрівається всього до 1023 К.

Використання металевої сітки дало можливість суттєво збільшити теплову потужність ІЧ випромінювача, а також захистити керамічну насадку від пошкоджень.

У ГІГ з сітчастими насадками ці елементи виконують з жаростійких сплавів з хромом і нікелем. Насадки роблять так, щоб розмір осередків верхньої сітки дозволяв полум’я вільно проходити, а нижній – був мінімальним, критичним для проскока вогню. Тут випромінювачами ІЧ тепла можуть бути обидві сітки або одна.

Якщо інфрачервона пальник переробляє магістральний газ або пропан-бутановую зріджений суміш з газового балона , в поширенні теплової енергії задіяна тільки верхня сітка. Якщо переробляється газ з низьким навантаженням, тепло випромінюють обидві сітки. Таким способом збільшується теплопередача.

Однак максимальна величина ККД ГІГ з сітками не перевищує 60%, тому що гідравлічне опору насадок в два рази більше, ніж у перфорованих керамічних плиток всіх різновидів. Правда воно менше, ніж у пористих насадок.

Прилади зі збільшеною тепловою потужністю

Досить низька ефективність інфрачервоних газових випромінювачів з керамічними пластинами і сітками змусило шукати шляхи підвищення теплової потужності. Результату вдалося досягти впровадженням нового виду насадки, яка представляє собою керамічну панель з рядом щілин.

У зрізі щілини мають раптове розширення, їх вхідні отвори менше вихідних. Таке рішення підвищує ефективність роботи пальника за рахунок рециркуляції продуктів горіння, тобто їх повернення до основи полум’я в межах вогневого каналу. До того ж полум’я в таких моделях більш стійко і набагато рідше загасає на відкритому вітрі.

Для збільшення теплової потужності використовуються різні прийоми, одним з яких є зміщення щілинних отворів відносно один одного. Це рішення також сприяє захисту від впливу вітрів.

Живе перетин щілинних панелей складає в середньому 55 – 60% від їх реального сумарного перетину. Оснащені ними пальники працюють на газі середнього тиску. Зовнішня площину насадки розігрівається до 1723 К.

Випромінювачі зі стійкістю до вітрового навантаження

Стійкість роботи при вітрової навантаженні – важливий показник для вибору газової інфрачервоної пальника, яка застосовується в будівництві або у роботі виробничих установок. Цим якістю володіють далеко не всі промислові інфрачервоні випромінювачі, переробні газ.

Для відкритих майданчиків потрібні спеціальні прилади, які:

  • відрізняються стабільною инжекцией, на що залежить від поривів вітру;
  • обладнані пристроєм, що запобігає відхилення струменя, що виходить з сопла;
  • захищені від активного охолодження поверхні випромінювання, що відбувається через вплив вітрів.

У техпаспорті газового обладнання, здатного нагрівати при поривчастим вітром і не гаснуть, вказана ветроустойчивость. Ця характеристика у серійно виробляються інфрачервоних пальників приблизно дорівнює як при прямому, тобто лобовому вітряної погоди, так і при бічному охолодженні.

Вітростійкість – важливий показник для масштабних виробничих приміщень, особливо, якщо вони обладнані потужною системою вентилювання.

Скорочення коефіцієнта інжекції викликає поява полум’я на зовнішній поверхні випромінюючої панелі. При цьому температура різко знижується. Знижує її холодне повітря, що проникає в область горіння.

Вітростійкість фізично взаємопов’язана з питомою тепловим навантаженням і обсягом повітря, що надходить до сопла в період горіння. При надлишку і високій швидкості повітряного потоку ККД інфрачервоного випромінювача скорочується. Супроводжується скорочення появою язиків полум’я, потемніння поверхні, що випромінює і припиненням роботи агрегату в безполуменевому режимі.

Огляд виробників ІЧ обігрівачів

Газові прилади для формування сприятливого мікроклімату на будмайданчику, в майстерні, виробничому цеху і подібних об’єктах випускають як вітчизняні компанії, так і зарубіжні фірми.

Відмінні характеристики від споживачів отримали газові обігрівачі з логотипом Aeroheat. Це обладнання привертає надійністю, обґрунтованої використанням високоякісних комплектуючих, і доступною вартістю.

Перелік гідних газових обігрівачів від зарубіжних постачальників очолюють газові пальники і плитки від південнокорейської фірми Kovea. Продукція марки активно використовується в невеликих майстерень, на майданчиках проведення малярних і будівельних робіт, в турпоходах і на рибалці.

Газові плитки і пальника від Hyundai за якістю і технічними характеристиками не поступаються приладом від європейських виробників. За окремими показниками навіть перевершують.

Для облаштування цехів частіше використовують газові обігрівачі від італійської компанії Sistema. Активно затребувані моделі від південнокорейців Hyundai, італійські газові печі Bartolini, які можна використовувати і в побуті, і в офісі. Надійністю і стабільною роботою відрізняються шведські грубки Timberk, китайське обладнання Ballu.

Висновки і корисне відео по темі

Детально про принцип роботи та переваги ІЧ газових пальників розповість автор наступного відео:

Деталі організації інфрачервоного опалення представлені в наступному відео:

Етапи установки газового гріє приладу стельового типу продемонстровані тут:

Важливо перед покупкою визначитися, з якою метою і в яких умовах буде експлуатуватися обладнання, після чого підібрати або більш продуктивну, або міцну модель, яка не боїться багаторазових переміщень.

Газові інфрачервоні випромінювачі для промислових приміщень

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *

Цей сайт використовує Akismet для зменшення спаму. Дізнайтеся, як обробляються ваші дані коментарів.