Emettitori di gas a infrarossi per locali industriali: dispositivo, principio di funzionamento, varietà

I dispositivi IR che generano flussi di calore e di luce vengono utilizzati attivamente in vari settori della produzione e dell'economia privata. Gli emettitori di gas a infrarossi più popolari per locali industriali. La loro azione si basa sulla capacità di un corpo riscaldato di rilasciare il calore ricevuto nello spazio.

Imparerai tutto sui principi di funzionamento delle apparecchiature a infrarossi dal nostro articolo. Parleremo delle varietà di apparecchiature a infrarossi e delle loro differenze caratteristiche. Presentazione dei modelli leader di mercato.

L'essenza della radiazione infrarossa

La radiazione infrarossa differisce dalla luce visibile ordinaria e così familiare. Sono simili nella velocità con cui si diffondono e attraversano lo spazio. Entrambe le varietà sono in grado di rifrangere, riflettere e raccogliere "in un fascio".

A differenza delle normali radiazioni luminose, che sono onde elettromagnetiche, il flusso IR ha sia proprietà ondulatorie che quantistiche. Cioè trasferisce sia la luce che il calore.

Sia la luce ordinaria che la radiazione infrarossa sono flussi di onde elettromagnetiche. La differenza è che nel primo caso prevale il componente visibile, nel secondo - il componente visibile è combinato con il termico

La luce fornita dai dispositivi a infrarossi si muove a onde. Le vibrazioni della luce elettromagnetica sono nel segmento dello spettro da 760 nm (nanometri) a 540 micron (micrometri). Il calore generato dagli emettitori IR è un flusso di quanti. La loro energia varia da 0,0125 a 1,25 eV (elettronvolt).

Il calore e il flusso luminoso emessi dai dispositivi a infrarossi sono interconnessi. Con l'aumentare dell'intensità della luce, il flusso di calore quantico diminuisce. A seconda della temperatura, la radiazione infrarossa può essere percepita e non percepita dai nostri occhi. Le radiazioni termiche non vengono rilevate visivamente.

Questa specificità della radiazione infrarossa viene utilizzata nell'industria per accelerare i processi di polimerizzazione e solidificazione. La parte termica della radiazione infrarossa fornisce la capacità di determinare la presenza e la posizione di una persona o animale in un periodo notturno scarsamente illuminato e spento.

I dispositivi di riscaldamento a infrarossi emettono luce in combinazione con l'energia termica utilizzata nella formazione di un microclima confortevole nei campeggi, nelle officine, nei negozi di produzione, negli allevamenti di pollame, nelle serre e in molti altri oggetti

Il funzionamento non standard dei dispositivi a infrarossi che emettono luce in combinazione con il calore è diventato la base per lo sviluppo di dispositivi per la visione notturna. Viene utilizzato nel rilevamento dei difetti, nei mezzi di un allarme nascosto e nei dispositivi tecnici per fotografare al buio.

Entrambi i componenti radiazione infrarossa quasi non si dissipano nello spazio trattato, sembrano concentrarsi su oggetti nella zona della loro influenza. Il calore entra nel corpo dell'oggetto riscaldato, la profondità di penetrazione dipende dalle proprietà, dalla struttura e dal materiale dell'oggetto. La profondità varia da un decimo di mm a diversi mm.

I riscaldatori a infrarossi sono installati sul pavimento, attaccati alle pareti, sospesi al soffitto. I dispositivi sono caratterizzati da combustione senza fiamma, conservazione dell'ossigeno nello spazio circostante, non sollevano colonne di polvere, a differenza dei convettori

Se utilizzato per scopi industriali, la lunghezza d'onda degli emettitori a infrarossi viene selezionata in base alle caratteristiche tecniche dell'oggetto o della sostanza. I raggi IR passano liberamente attraverso la massa d'aria, quindi il riscaldamento viene eseguito senza perdite evidenti. Questa circostanza è giustamente considerata un notevole vantaggio nella produzione.

Oltre a riscaldare e illuminare la zona trattata dal dispositivo, gli emettitori a infrarossi vengono utilizzati per risolvere i seguenti problemi:

Tipi di sorgenti a infrarossi

Le fonti più semplici di radiazione infrarossa sono familiari a tutti noi. lampade a incandescenzaoperando a bassa tensione. In tali condizioni, emettono principalmente flussi a infrarossi. La percentuale di onde elettromagnetiche luminose è trascurabile, ma è determinata otticamente.

Ora a disposizione di privati, organizzazioni di costruzione e produzione, molti diversi tipi di emettitori a infrarossi.

L'ambito della loro applicazione è determinato da:

• temperatura di funzionamento;
• il valore massimo della lunghezza d'onda;
• un'area in cui il flusso infrarosso è distribuito uniformemente.

Date le caratteristiche di cui sopra, selezionano un dispositivo radiante progettato per risolvere problemi specifici.

I tipi più comuni di emettitori a infrarossi includono:

• Lampade con dispositivi riflettenti a specchio. Alla massima radiazione, la loro lunghezza d'onda è 1,05 micron.
• Lampade a tubo al quarzo. La loro lunghezza d'onda alla massima radiazione è compresa tra 2 e 3 micron.
• Riscaldatori non metallici a stelo. Strutturalmente, sono integrati con riflettori, la lunghezza d'onda massima va da 6 a 8 micron.
• Riscaldatori elettrici tubolari. Ampiamente usato nella vita di tutti i giorni, utilizzato nei dispositivi di produzione con elementi riscaldanti.
• Bruciatori a infrarossi. Sono dotati di ugelli perforati in ceramica o metallo. Sono utilizzati nella costruzione per il riscaldamento di aree esterne e interne durante la costruzione di un edificio, lavori di finitura.

Fonti di raggi infrarossi hanno trovato applicazione nella fattoria. Con il loro aiuto, viene eseguito il riscaldamento di pollame giovani animali e animali domestici di recente nascita. Gli emettitori sono installati in serre per stimolare la crescita di varietà coltivate, in ovini e granai per l'essiccazione.

Le fonti di flussi infrarossi sono suddivise in:

• Lampade a raggi infrarossi. Si tratta di emettitori e dispositivi "leggeri" che forniscono radiazione termica.
• riscaldatori. Dispositivi utilizzati per il riscaldamento di spazi chiusi e spazi aperti. Tra questi ci sono modelli alimentati a energia, combustibili liquidi o gassosi. L'elemento riscaldante può essere un elemento riscaldante o una spirale fatta di una lega ad alta resistenza.

Secondo la classificazione per lunghezza d'onda, le sorgenti a infrarossi sono divise in due gruppi principali: buio e luce. La prima opera emettendo onde lunghe nello spazio, la seconda - breve.

Emettitori IR scuri e chiari

Per definizione, le fonti "luminose" sono in grado di emettere luce. I flussi emessi da essi sono percepiti dalla vista, sebbene sia ancora difficile nominarli e usarli proprio per questo scopo.

I dispositivi "scuri" forniscono un flusso di calore invisibile per l'uomo, percepito dalla pelle dell'utente, ma non rilevabile visivamente. Il valore al contorno tra "chiaro" e "scuro" è considerato come una lunghezza d'onda di 3 μm. La temperatura al contorno della superficie riscaldata è di 700º.

La proprietà degli emettitori di infrarossi per fornire energia termica viene attivamente utilizzata nelle serre, nei pollai e negli allevamenti per sostenere i giovani animali

Il rappresentante più famoso dell'unità di riscaldamento "scuro" è stufa russa in mattoni, molti secoli riscaldando con successo edifici bassi. Tra quelli "luminosi", come già capiamo, appare una lampadina a incandescenza se non fornisce più del 12%. La sua energia principale è diretta alla generazione di calore.

Caratteristiche dei dispositivi di illuminazione del dispositivo

Strutturalmente, le sorgenti luminose sono simili a una tipica lampada a incandescenza. Tuttavia, ci sono differenze nei corpi di calore. Per i dispositivi a infrarossi leggeri, la temperatura non può superare il limite di 2270-2770 K. Ciò è necessario per aumentare il flusso di calore riducendo l'emissione di luce.

Proprio come con le lampadine standard, un corpo in filamento di tungsteno è inserito in un pallone di vetro. Solo la lampadina è dotata di riflettori, grazie ai quali tutta l'energia radiante viene focalizzata sull'oggetto riscaldato. Allo stesso tempo, una piccola parte dell'energia viene spesa per riscaldare la base del bulbo.

Il pallone di sorgenti luminose a infrarossi viene riscaldato a temperature elevate, poiché partecipa anche al processo di trasferimento di calore nello spazio. L'energia termica di una lampadina riscaldata non è focalizzata dal riflettore e va in uno spazio non lavorabile, è un componente che riduce l'efficienza del dispositivo.

In base al design e al metodo di connessione, le lampade a infrarossi sono molto simili alle normali lampade a incandescenza. Tuttavia, la loro temperatura corporea di lavoro è molto più bassa, a causa della quale la loro durata è notevolmente aumentata

Le prestazioni di una sorgente a infrarossi luminosi non superano in media il 65%. Si aumenta posizionando il corpo riscaldante in tungsteno in un tubo di vetro al quarzo o in un matraccio simile. Questa soluzione consente di aumentare la lunghezza d'onda a 3,3 micron e ridurre la temperatura a 600º.

Questa opzione è utilizzata nei riscaldatori a infrarossi al quarzo, in cui un filo di nichel-cromo è avvolto attorno all'asta di quarzo e tutto questo è situato insieme in un tubo di quarzo.

Gli emettitori di luce infrarossa sono caratterizzati da una bassa produttività. L'efficienza del loro flusso infrarosso di solito non supera il 65%

L'essenza del lavoro è il doppio uso del filamento di filo. Il calore rilasciato è in parte utilizzato per il riscaldamento diretto e in parte per aumentare la temperatura dell'asta di quarzo. Un'asta rossa riscaldata genera anche flussi di calore.

I vantaggi dei dispositivi tubolari includono abbastanza ragionevolmente la resistenza di tutti i componenti in quarzo e ceramica al negativo atmosferico. Lo svantaggio è la fragilità delle parti in ceramica.

Le specifiche del lavoro e del design dei riscaldatori scuri

Le cosiddette fonti "scure" di flussi IR sono molto più pratiche delle controparti "leggere". Il loro elemento radiante nella struttura differisce in meglio. Il conduttore riscaldato stesso non irradia energia termica, è fornito dal guscio metallico circostante.

Di conseguenza, la temperatura operativa del dispositivo non supera i 400 - 600º. Affinché l'energia termica non venga sprecata, gli emettitori di luce scura sono dotati di riflettori che reindirizzano i flussi nella giusta direzione.

Gli emettitori di onde lunghe del gruppo oscuro non hanno paura di shock e simili effetti meccanici, perché un fragile polimero o elemento ceramico in essi è protetto da un guscio simile al metallo e da uno strato protettivo termoisolante. L'efficienza degli emettitori di questo gruppo raggiunge il 90%.

Ma non sono privi di difetti. I riscaldatori del gruppo oscuro dipendono dalle caratteristiche di design del dispositivo. Se la distanza tra l'elemento radiante principale e la superficie del dispositivo è grande, verrà lavata e raffreddata dall'aria che scorre. Di conseguenza, l'efficienza si riduce.

A causa delle caratteristiche del design, vengono installati modelli scuri per il riscaldamento di ambienti con soffitti bassi e aree che richiedono un riscaldamento lineare. Light - set dove è richiesta la lavorazione di stanze con un soffitto alto e aree allungate verticalmente.

Bruciatori a gas come fonte di raggi infrarossi

I dispositivi in ​​cui avviene il trattamento del gas senza fiamma sono chiamati bruciatori o emettitori di gas a infrarossi. L'energia termica rilasciata con grande tensione viene trasferita nello spazio attraverso la superficie radiante dell'unità.

Si tratta di riscaldatori a infrarossi alimentati a gas del tipo a bruciatore che vengono utilizzati su scala industriale durante i lavori di costruzione e installazione. La quantità predominante di energia termica viene trasmessa dagli ugelli del bruciatore in ceramica.

Come vengono utilizzati gli ugelli:

• lastre ceramiche forate piatte o goffrate;
• piatti in ceramica con pori distribuiti uniformemente;
• elementi ceramici con schermo a maglie cromate, rete metallica e tutti i tipi di ugelli catalitici.

Tutti i suddetti tipi di fori in un elemento in ceramica o metallo sono canali antincendio.

La generazione di calore dall'ugello catalitico si basa sul processo di ossidazione attivato quando il gas viene fornito alla piastra

Il gas principale per il funzionamento di questo tipo di emettitori a infrarossi è il gas, nonché la sua versione liquefatta o i gas creati artificialmente. In Russia, i bruciatori sono progettati per la lavorazione di gas liquefatto e principale. Le apparecchiature straniere sono progettate principalmente per la lavorazione di opzioni liquefatte e artificiali.

I bruciatori a gas a infrarossi elaborano il gas con un fattore di combustione della massa d'aria di praticamente uno. Funzionano sul gas principale, liquefatto e artificiale

Se le regole di funzionamento non vengono violate, i prodotti della combustione derivanti dal funzionamento del bruciatore a gas vengono emessi in una quantità minima con un leggero contenuto di ossidi di azoto e monossido di carbonio.

Per fornire gas, i bruciatori a infrarossi (GIG) sono dotati di ugelli attraverso i quali il gas viene pompato ad alta velocità. Questa fornitura di gas fornisce l'iniezione di aria necessaria per la combustione. Viene "spinto" da un flusso ad alta velocità attraverso l'iniettore nella camera di distribuzione.

Una struttura metallica si trova sopra l'ugello radiante del dispositivo. Aumenta l'efficienza e funge da supporto per i piatti, se i bruciatori sono cotti

Il gas non solo inietta aria, ma si mescola anche con essa nell'iniettore, ottenendo una miscela gas-aria adatta alla combustione completa. Questa miscela si sposta sulla superficie dell'ugello in ceramica attraverso i suoi pori, fori o fessure, dove brucia completamente in uno strato sottile con uno spessore non superiore a 1,5 mm.

Bruciatori con ugelli piatti in ceramica

La quantità predominante di energia termica viene trasferita su piastrelle di ceramica riscaldate a temperature altissime in meno di un minuto.La superficie esterna dell'elemento ceramico si trasforma in un'ulteriore fonte di flusso di calore.

Gli ugelli in ceramica rappresentano dal 40 al 60% della radiazione trasmessa da un riscaldatore a infrarossi a gas industriale. Al fine di aumentare l'efficienza del dispositivo, è installato uno schermo a rete sull'ugello. Per aumentare la superficie di trasferimento del calore, le piastrelle forate vengono incollate con stucco refrattario.

Un indicatore importante è il diametro dei canali antincendio. Dipende dal gas che l'apparecchio può elaborare. Il numero totale di fori nella piastrella in ceramica dipende dal diametro. Più sono, più fragile sarà l'elemento radiante e sarà sensibile ai danni meccanici del GIG.

Riscaldatori di tipo alettato

Oltre agli ugelli piatti in ceramica con perforazione, vengono utilizzati elementi in rilievo. L'uso di una superficie nervata in questo caso stimola il flusso di scambio termico tra la superficie radiante e il gas in combustione. Le piastrelle in ceramica a costine si riscaldano meglio, mentre il carico termico sull'elemento radiante non aumenta.

Gli ugelli in ceramica piatti e rigati sono riscaldati fino a 1473 K. Ma gli elementi in ceramica porosa solo fino a 1237 K. La versione porosa è più facile da produrre, quindi più economica. Inoltre, nella sua produzione vengono utilizzati rifiuti dell'industria ceramica.

L'uso di ugelli in ceramica con un elemento radiante in rilievo consente di aumentare significativamente l'area che trasferisce il calore al consumatore

Lo spessore delle piastrelle porose raggiunge i 30 mm, il che aumenta significativamente la resistenza dell'ugello alle sollecitazioni meccaniche. Durante il funzionamento di un bruciatore con tale ugello, la miscela gas-aria che lascia la camera di distribuzione brucia fino a 2 mm sulla superficie esterna della piastrella di ceramica.

L'area di combustione nell'ugello poroso si sposta dalla superficie esterna a una profondità di 3-5 mm. In questo caso, la temperatura di riscaldamento raggiunge solo 1123 K.

Lo svantaggio degli ugelli porosi per GIG è una resistenza idraulica eccessivamente elevata, a causa della quale è impossibile utilizzare il gas principale a bassa pressione durante il funzionamento.

Attrezzatura con rete metallica

Tuttavia, tutti questi tipi di ugelli sono realizzati in ceramica, il che significa che nonostante lo spessore e tutti i tipi di trucchi del produttore che vuole aumentare la resistenza, sono ancora fragili. La fragilità è particolarmente fastidiosa se il dispositivo deve essere costantemente spostato.

Pertanto, per riscaldare i siti durante i lavori di costruzione o installazione, è stato sviluppato un tipo di bruciatore più durevole dotato di una doppia rete metallica. In un tale dispositivo, la miscela gas-aria viene elaborata nello spazio tra l'ugello e le reti. La superficie della maglia esterna si riscalda fino a soli 1023 K.

L'uso di una rete metallica ha permesso di aumentare significativamente la potenza termica dell'emettitore IR e di proteggere l'ugello ceramico da eventuali danni

In GIG con ugelli a maglie, questi elementi sono realizzati in leghe resistenti al calore con cromo e nichel.Gli ugelli sono realizzati in modo tale che la dimensione della maglia della maglia superiore permetta alla fiamma di passare liberamente e quella inferiore sia minima, fondamentale per il passaggio del fuoco. Qui, gli emettitori di calore a infrarossi possono essere sia a griglia che a griglia.

Se un bruciatore a infrarossi elabora gas principale o una miscela liquefatta propano-butano bombola del gas, solo la griglia superiore è coinvolta nella distribuzione di energia termica. Se viene elaborato gas a basso carico, entrambe le griglie emettono calore. In questo modo, il trasferimento di calore aumenta.

Tuttavia, il valore massimo dell'efficienza del GIG con le griglie non supera il 60%, poiché la resistenza idraulica degli ugelli è due volte maggiore di quella delle piastrelle ceramiche perforate di tutte le varietà. È vero, è più piccolo di quello degli ugelli porosi.

Dispositivi con maggiore potenza termica

L'efficienza piuttosto bassa degli emettitori di gas a infrarossi con piastre e griglie in ceramica ha portato alla ricerca di modi per aumentare la potenza termica. Il risultato è stato ottenuto introducendo un nuovo tipo di ugello, che è un pannello ceramico con un numero di fessure.

Nella fessura, le fessure hanno un'espansione improvvisa, le loro prese sono più piccole delle prese. Questa soluzione migliora l'efficienza del bruciatore facendo ricircolare i prodotti della combustione, ad es. il loro ritorno alla base della fiamma all'interno del canale di fuoco. Inoltre, la fiamma in tali modelli è più stabile e molto meno probabile che si estingua nel vento aperto.

Per aumentare la potenza termica, vengono utilizzate varie tecniche, una delle quali è l'offset dei fori scanalati l'uno rispetto all'altro. Questa soluzione contribuisce anche alla protezione dal vento.

La sezione live dei pannelli a fessura è in media il 55-60% della loro sezione totale reale. I bruciatori in dotazione funzionano con gas a media pressione. Il piano esterno dell'ugello viene riscaldato a 1723 K.

Resistente al carico del vento

La stabilità del lavoro sotto carico del vento è un indicatore importante per la scelta di un bruciatore a gas a infrarossi utilizzato nella costruzione o assemblaggio di impianti di produzione. Questa qualità è lontana da tutti gli emettitori industriali a infrarossi che elaborano il gas.

Per le aree esterne sono necessari dispositivi speciali che:

• caratterizzato da iniezione stabile, a seconda delle raffiche di vento;
• dotato di un dispositivo per impedire la deviazione del getto in uscita dall'ugello;
• protetto dal raffreddamento attivo della superficie della radiazione a causa degli effetti dei venti.

Nella scheda tecnica delle apparecchiature a gas in grado di riscaldarsi con un vento rafficato e non uscire, è indicata la resistenza al vento. Questa caratteristica dei bruciatori a infrarossi prodotti commercialmente è approssimativamente uguale a quella per i diretti, cioè esposizione frontale al vento e con flusso d'aria laterale.

Una riduzione del coefficiente di iniezione fa apparire una fiamma sulla superficie esterna del pannello radiante. In questo caso, la temperatura scende bruscamente. Riduce la sua aria fredda penetrando nella zona di combustione.

La resistenza al vento è fisicamente interconnessa con il carico termico specifico e il volume di aria che entra nell'ugello durante il periodo di combustione. Con un eccesso e un'alta velocità del flusso d'aria, l'efficienza dell'emettitore a infrarossi è ridotta. È accompagnato da una riduzione dell'aspetto delle fiamme, dall'oscuramento della superficie radiante e dalla terminazione dell'unità in modalità senza fiamma.

Panoramica dei produttori di riscaldatori IR

Sia le società nazionali che quelle straniere producono apparecchi a gas per creare un microclima favorevole in cantiere, in officina, in officina di produzione e in strutture simili.

Secondo i consumatori, la valutazione dei prodotti di fabbricazione russa è guidata dai bruciatori a gas del marchio Solyarogaz. L'assortimento presentato da questa azienda comprende modelli progettati per il riscaldamento di aree di varie dimensioni. Le unità possono essere utilizzate in serre, garage e aree aperte.

Uno dei più popolari sul mercato interno e comprovato nella pratica attrezzature a gas a infrarossi è la linea di bruciatori e stufe a gas della società Solyarogaz

L'unico inconveniente che gli acquirenti e i veri proprietari di modelli di bruciatori e stufe a gas del produttore della capitale dovrebbero prendere in considerazione è la mancanza di sensori del sistema di sicurezza. In considerazione di ciò, possono essere utilizzati nella vita di tutti i giorni, ma con l'osservanza delle misure precauzionali.

I prodotti dell'azienda Pathfinder non hanno una popolarità inferiore. Tuttavia, i prodotti di consumo e le opzioni di viaggio prevalgono nella gamma di prodotti offerti all'acquirente.

Le piastrelle utilizzate sia per il riscaldamento che per la preparazione di piatti semplici sono abbastanza giustificate; mini bruciatori da bomboletta spray.

Eccellenti caratteristiche da parte dei consumatori hanno ricevuto stufe a gas con il logo Aeroheat. Questa apparecchiatura attira con affidabilità, giustificata dall'uso di componenti di alta qualità e costi accessibili. Piastrelle e bruciatori a gas di Dikson e Sibiryachka hanno dato buoni risultati.

L'elenco di stufe a gas decenti di fornitori stranieri è gestito da bruciatori e stufe a gas della società sudcoreana Kovea. I prodotti del marchio vengono utilizzati attivamente in piccoli laboratori, nei siti di pittura e costruzione, in campeggio e pesca.

Le stufe e i bruciatori a gas di Hyundai non hanno qualità e caratteristiche tecniche inferiori ai dispositivi dei produttori europei. In alcuni indicatori, addirittura superano

Per equipaggiare le officine, vengono utilizzati più spesso riscaldatori a gas della società italiana Sistema. Sono attivamente richiesti modelli della Hyundai sudcoreana, le stufe a gas italiane Bartolini, che possono essere utilizzate sia a casa che in ufficio. L'affidabilità e il funzionamento stabile si distinguono per le stufe Timberk svedesi, le apparecchiature cinesi Ballu.

Conclusioni e video utili sull'argomento

L'autore del seguente video ti parlerà in dettaglio del principio di funzionamento e dei vantaggi dei bruciatori a gas IR:

I dettagli sull'organizzazione del riscaldamento a infrarossi sono presentati nel seguente video:

I passaggi per l'installazione di un apparecchio di riscaldamento a gas a soffitto sono indicati qui:

Nella Federazione Russa vengono prodotti vari tipi di bruciatori a infrarossi, compresi i modelli resistenti al vento. La gamma offerta dalla società consente di scegliere un dispositivo per il riscaldamento di aree esterne e interne.

È importante prima dell'acquisto decidere a quale scopo e in quali condizioni verrà utilizzata l'apparecchiatura, quindi scegliere un modello più produttivo o duraturo che non abbia paura di movimenti ripetuti.