Gāzes infrasarkanie izstarotāji rūpnieciskām telpām: ierīce, darbības princips, šķirnes
IR ierīces, kas rada siltuma un gaismas plūsmas, tiek aktīvi izmantotas dažādās ražošanas un privātās ekonomikas jomās.Gāzes infrasarkanie izstarotāji ir vispieprasītākie industriālajām telpām. To darbība balstās uz sakarsēta ķermeņa spēju izdalīt iegūto siltumu kosmosā.
Jūs uzzināsiet visu par infrasarkano staru iekārtu darbības principiem no mūsu piedāvātā raksta. Mēs runāsim par infrasarkano staru iekārtu veidiem un to raksturīgajām atšķirībām. Ļaujiet mums iepazīstināt jūs ar vadošajiem modeļiem tirgū.
Raksta saturs:
Infrasarkanā starojuma būtība
Infrasarkanais starojums atšķiras no parastās un tik pazīstamās redzamās gaismas. Tās ir līdzīgas ātrumā, ar kādu tie izplatās un šķērso telpu. Abas šķirnes spēj refrakcijas, atstarošanas un saišķošanās.
Atšķirībā no parastā gaismas starojuma, kas ir elektromagnētiskie viļņi, IR plūsmai ir gan viļņu, gan kvantu īpašības. Tas ir, tas pārraida gan gaismu, gan siltumu.
Infrasarkano ierīču piegādātā gaisma pārvietojas viļņos.Elektromagnētiskās gaismas vibrācijas ir spektra segmentā no 760 nm (nanometriem) līdz 540 μm (mikrometri). IR izstarotāju radītais siltums ir kvantu plūsma. To enerģija svārstās no 0,0125 līdz 1,25 eV (elektronvolti).
Siltuma un gaismas plūsmas, ko izstaro infrasarkanās ierīces, ir savstarpēji saistītas. Palielinoties gaismas intensitātei, kvantu siltuma plūsma samazinās. Atkarībā no temperatūras mūsu acis var uztvert vai neuztvert infrasarkano starojumu. Termiskais starojums nav vizuāli nosakāms.
Šo infrasarkanā starojuma specifiku izmanto rūpniecībā, lai paātrinātu polimerizācijas un sacietēšanas procesus. Infrasarkanā starojuma termiskā daļa ļauj noteikt cilvēka vai dzīvnieka klātbūtni un atrašanās vietu vāji apgaismotos un neapgaismotos nakts periodos.
IR ierīču nestandarta darbība, kas izstaro gaismu kombinācijā ar siltumu, kļuva par pamatu nakts redzamības ierīču izstrādei. To izmanto defektu noteikšanai, slēptās signalizācijas sistēmās un tehniskajās ierīcēs fotografēšanai tumsā.
Abas sastāvdaļas infrasarkanais starojums gandrīz neizkliedējas apstrādājamajā telpā, šķiet, ka tie koncentrējas uz objektiem, kas atrodas to ietekmes zonā. Siltums iekļūst apsildāmā objekta ķermenī, iespiešanās dziļums ir atkarīgs no objekta īpašībām, struktūras un materiāla. Dziļums svārstās no mm desmitdaļas līdz vairākiem mm.
Ja to izmanto rūpnieciskiem nolūkiem, infrasarkano staru izstarotāju viļņa garums tiek izvēlēts, pamatojoties uz objekta vai vielas tehniskajām īpašībām. IR stari brīvi iziet cauri gaisa masai, tāpēc apkure notiek bez manāmiem zudumiem. Šis apstāklis pamatoti tiek uzskatīts par būtisku priekšrocību ražošanā.
Papildus ierīces apstrādātās zonas apsildīšanai un apgaismošanai infrasarkanie starotāji tiek izmantoti, lai atrisinātu šādas problēmas:
Infrasarkanā starojuma avotu veidi
Vienkāršākie IR starojuma avoti ir tie, kas mums visiem ir ļoti pazīstami kvēlspuldzes, kas darbojas zem sprieguma. Šādos apstākļos tie galvenokārt izstaro infrasarkanās plūsmas.Gaismas elektromagnētisko viļņu īpatsvars ir niecīgs, taču tas joprojām tiek noteikts optiski.
Mūsdienās privāto patērētāju, būvniecības un ražošanas organizāciju rīcībā ir daudz dažādu veidu IR izstarotāju.
To piemērošanas jomu nosaka:
- Darbības temperatūra;
- maksimālā viļņa garuma vērtība;
- zona, kurā infrasarkanā plūsma tiek sadalīta vienmērīgi.
Ņemot vērā uzskaitītās īpašības, tiek izvēlēta izstarojoša ierīce, kas paredzēta konkrētu problēmu risināšanai.
Visizplatītākie IR izstarotāju veidi ir:
- Lampas ar spoguļa atstarojošām ierīcēm. Pie maksimālā starojuma to viļņa garums ir 1,05 mikroni.
- Kvarca lampas. To viļņa garums pie maksimālā starojuma ir robežās no 2 līdz 3 mikroniem.
- Stieņu nemetāla sildītāji. Strukturāli tie ir papildināti ar reflektoriem, maksimālais viļņa garums ir no 6 līdz 8 mikroniem.
- Cauruļveida elektriskie sildītāji. Plaši izmanto ikdienas dzīvē, ražošanā tiek izmantotas ierīces ar sildelementiem.
- Infrasarkanie degļi. Tie ir aprīkoti ar keramikas vai metāla perforētām sprauslām. Tos izmanto būvniecībā atklātu un slēgtu telpu apsildīšanai ēkas būvniecības un apdares darbu laikā.
Infrasarkano staru avoti ir atraduši pielietojumu lauksaimniecībā. Ar viņu palīdzību tiek apsildīti jaunputni un tikko dzimuši mājdzīvnieki. Izstarotājus uzstāda siltumnīcās kultivēto šķirņu augšanas stimulēšanai, šķūņos un klētis žāvēšanai.
Infrasarkano staru plūsmu avoti ir sadalīti:
- Infrasarkanās spuldzes. Tie ir “gaismas” izstarotāji un ierīces, kas nodrošina siltuma starojumu.
- Sildītāji. Ierīces, ko izmanto slēgtu un atklātu telpu apkurei. Tie ietver modeļus, kas darbojas ar elektrību, šķidru vai gāzveida degvielu. Sildīšanas elements var būt vai nu sildelements, vai spirāle, kas izgatavota no augstas pretestības sakausējuma.
Saskaņā ar klasifikāciju pēc viļņa garuma infrasarkanie avoti ir sadalīti divās galvenajās grupās: tumšā un gaišā. Pirmie darbojas, izlaižot kosmosā garus viļņus, otrie - īsus.
Tumši un gaiši IR izstarotāji
Pēc definīcijas “spilgti” avoti spēj izstarot gaismu. To izstarotās plūsmas tiek uztvertas ar redzi, lai gan joprojām ir grūti tās nosaukt par spilgtu apgaismojumu, un tās vispār nevajadzētu izmantot šim nolūkam.
“Tumšās” ierīces nodrošina cilvēkiem neredzamu siltuma plūsmu, kas jūtama lietotāja ādai, bet nav vizuāli atklāta. Robežvērtība starp “gaismo” un “tumšo” tiek uzskatīta par viļņa garumu 3 mikroni. Apsildāmās virsmas ierobežojošā temperatūra ir 700º.
Slavenākais “tumšās” siltummezgla pārstāvis ir Krievu ķieģeļu krāsns, kas jau daudzus gadsimtus veiksmīgi apsilda mazstāvu ēkas. Starp “gaišajām”, kā jau saprotam, ir kvēlspuldze, ja tā nodrošina ne vairāk kā 12% gaismas. Tās galvenā enerģija tiek novirzīta siltuma ražošanai.
Gaismas ķermeņu dizaina iezīmes
Strukturāli gaismas avoti ir līdzīgi tipiskai kvēlspuldzei. Tomēr kvēldiega korpusos ir atšķirības. Spilgtām infrasarkanajām ierīcēm temperatūra nedrīkst pārsniegt robežu 2270-2770 K. Tas ir nepieciešams, lai palielinātu siltuma plūsmu, samazinot gaismas emisiju.
Tāpat kā standarta spuldzēm, kvēldiega korpuss, kas izgatavots no volframa kvēldiega, ir ievietots stikla spuldzē. Tikai kolba ir aprīkota ar atstarotājiem, pateicoties kuriem visa starojuma enerģija tiek koncentrēta uz apsildāmo objektu. Šajā gadījumā neliela daļa enerģijas tiek tērēta spuldzes pamatnes sildīšanai.
Gaismas infrasarkano staru avotu spuldze uzsilst līdz augstām temperatūrām, tāpēc piedalās arī siltuma pārneses procesā kosmosā. Siltumenerģija no apsildāmās kolbas netiek fokusēta ar reflektoru un izplūst neapstrādātā telpā, tā ir sastāvdaļa, kas samazina ierīces efektivitāti.
Gaismas infrasarkanā avota produktivitāte vidēji nepārsniedz 65%.To palielina, ievietojot volframa sildīšanas korpusu mēģenē vai līdzīgā kolbā, kas izgatavota no kvarca stikla. Šis risinājums ļauj palielināt viļņa garumu līdz 3,3 mikroniem un samazināt temperatūru līdz 600º.
Šī opcija tiek izmantota kvarca IR sildītājos, kuros hroma-niķeļa stieple ir apvīta ap kvarca stieni un visa lieta tiek ievietota kvarca caurulē.
Darba būtība ir kvēldiega stieples dubultā izmantošana. Izdalītā siltumenerģija daļēji tiek izmantota tiešai karsēšanai, bet daļēji kvarca stieņa temperatūras paaugstināšanai. Uzkarsis stienis arī izdala siltumu.
Cauruļveida ierīču priekšrocības diezgan pamatoti ietver visu no kvarca un keramikas izgatavoto komponentu izturību pret atmosfēras negatīvismu. Negatīvā puse ir keramikas detaļu trauslums.
Tumšo sildītāju darbības specifika un dizains
Tā sauktie "tumšie" IR plūsmu avoti ir daudz praktiskāki nekā to "gaišie" kolēģi. Viņu izstarojošais elements atšķiras pēc struktūras, lai labāk. Apsildāmais vadītājs pats neizdala siltumenerģiju, to piegādā apkārtējais metāla apvalks.
Rezultātā ierīces darba temperatūra nepārsniedz 400 - 600º. Lai siltumenerģija netiktu tērēta, tumšie izstarotāji ir aprīkoti ar atstarotājiem, kas novirza plūsmu vēlamajā virzienā.
Tumšās grupas garo viļņu izstarotāji nebaidās no triecieniem un tamlīdzīgām mehāniskām ietekmēm, jo trauslais polimērs vai keramikas elements tajos ir aizsargāts ar metāla apvalku un aizsargājošu siltumizolācijas slāni. Šīs grupas emitētāju efektivitāte sasniedz 90%.
Bet tie nav bez trūkumiem. Tumšas grupas sildītāji ir atkarīgi no ierīces dizaina iezīmēm. Ja attālums starp galveno izstarojošo elementu un ierīces virsmu ir liels, tad to nomazgās un atdzesēs garām plūstošais gaiss. Tā rezultātā efektivitāte samazinās.
Pateicoties to konstrukcijas īpatnībām, tumšie modeļi tiek uzstādīti telpu apsildīšanai ar zemiem griestiem un zonām, kurām nepieciešama lineāra siltuma padeve. Gaisma - novietota tur, kur nepieciešama telpu ar augstiem griestiem un vertikāli iegarenām zonām apstrāde.
Gāzes degļi kā IR staru avots
Ierīces, kurās notiek bezliesmas gāzes apstrāde, sauc par gāzes degļiem vai gāzes infrasarkanajiem stariem. Ar augstu intensitāti izdalītā siltumenerģija tiek pārnesta kosmosā caur iekārtas izstarojošo virsmu.
Tie ir gāzes infrasarkanā degļa tipa sildītāji, kas tiek izmantoti rūpnieciskā mērogā būvniecības un uzstādīšanas darbu laikā.Pārsvarā siltumenerģijas apjoms tiek pārraidīts, izstarojot keramikas degļu sprauslas.
Kā sprauslas tiek izmantotas šādas:
- keramikas plāksnes ar perforācijām, kas var būt plakanas vai reljefas;
- keramikas plāksnes ar vienmērīgi sadalītām porām;
- keramikas elementi ar nihroma sieta sietu, metāla sietu un visa veida katalītiskajiem stiprinājumiem.
Visi uzskaitītie caurumu veidi keramikas vai metāla elementos ir uguns kanāli.
Degviela šāda veida infrasarkano staru izstarotāju darbināšanai ir galvenā gāze, kā arī tās sašķidrinātā versija vai mākslīgi radītas gāzes. Krievijā viņi ražo degļus, kas paredzēti sašķidrinātās un galvenās gāzes apstrādei. Ārzemju iekārtas ir paredzētas galvenokārt sašķidrināto un mākslīgo versiju apstrādei.
Ja ekspluatācijas noteikumi netiek pārkāpti, tad sadegšanas produkti no gāzes degļa darbības izdalās minimālos daudzumos ar nenozīmīgu slāpekļa oksīdu un oglekļa monoksīda saturu.
Gāzes padevei gāzes infrasarkanie degļi (GIG) ir aprīkoti ar sprauslām, caur kurām gāze tiek sūknēta lielā ātrumā. Šī gāzes padeve nodrošina sadegšanai nepieciešamā gaisa iesmidzināšanu. Tas tiek "stumts" ar liela ātruma plūsmu caur inžektoru sadales kamerā.
Gāze ne tikai ievada gaisu, bet arī sajaucas ar to inžektorā, kā rezultātā veidojas gāzes-gaisa maisījums, kas piemērots pilnīgai sadegšanai. Šis maisījums caur tās porām, perforētajām atverēm vai spraugām pārvietojas uz keramikas sprauslas virsmu, kur tas pilnībā izdeg plānā slānī, kura biezums nepārsniedz 1,5 mm.
Degļi ar plakanām keramikas sprauslām
Pārsvarā siltumenerģija tiek pārnesta uz keramikas flīzēm, kuras tiek uzkarsētas līdz īpaši augstām temperatūrām mazāk nekā minūtes laikā. Keramikas elementa ārējā virsma pārvēršas par papildu siltuma plūsmas avotu.
Keramikas sprausla veido 40 līdz 60% no rūpnieciskā gāzes infrasarkanā sildītāja pārraidītā starojuma. Lai palielinātu ierīces efektivitāti, virs sprauslas ir uzstādīts sieta ekrāns.Lai palielinātu siltuma pārneses virsmu, perforētās flīzes tiek salīmētas kopā, izmantojot ugunsdrošu špakteli.
Svarīgs rādītājs ir uguns kanālu diametrs. Tas nosaka, kādu gāzi ierīce var apstrādāt. Kopējais caurumu skaits keramikas flīzē ir atkarīgs no diametra. Jo vairāk to būs, jo trauslāks būs siltumu izstarojošais elements un GIG būs jutīgs pret mehāniskiem bojājumiem.
Sildītāji ar spuru tipa sprauslām
Papildus plakanām keramikas sprauslām ar perforācijām tiek izmantoti reljefa elementi. Rievotās virsmas izmantošana šajā gadījumā stimulē siltuma apmaiņas plūsmu starp izstarojošo virsmu un degošo gāzi. Rievotās keramikas flīzes labāk uzsilst, savukārt siltuma slodze uz izstarojošo elementu nepalielinās.
Plakanās un rievotās keramikas sprauslas uzkarst līdz 1473 K. Bet porainie keramikas elementi uzkarst tikai līdz 1237 K. Poraino versiju ir vieglāk ražot un tāpēc lētāk.Turklāt tā ražošanā tiek izmantoti keramikas rūpniecības atkritumi.
Poraino flīžu biezums sasniedz 30 mm, kas ievērojami palielina sprauslas izturību pret mehānisko spriegumu. Degļa darbības laikā ar šādu sprauslu no sadales kameras izplūstošais gāzes-gaisa maisījums sadedzina keramisko flīžu ārējo virsmu līdz 2 mm slānī.
Degšanas zona porainajā sprauslā pārvietojas no ārējās virsmas līdz 3-5 mm dziļumam. Šajā gadījumā apkures temperatūra sasniedz tikai 1123 K.
Poraino sprauslu trūkums higroskopiskai iesmidzināšanai ir pārmērīgi augstā hidrauliskā pretestība, kas padara neiespējamu zema spiediena galvenās gāzes izmantošanu.
Aprīkojums ar metāla sietu
Tomēr visi uzskaitītie stiprinājumu veidi ir izgatavoti no keramikas, kas nozīmē, ka, neskatoties uz biezumu un visdažādākajiem ražotāja trikiem, kas vēlas palielināt izturību, tie joprojām ir trausli. Trauslums ir īpaši kaitinošs, ja ierīce ir nepārtraukti jāpārvieto.
Tāpēc, lai apsildītu vietas būvniecības vai uzstādīšanas darbu laikā, tika izstrādāts izturīgāks degļu veids, kas aprīkots ar metāla dubulto sietu. Šādā ierīcē gāzes-gaisa maisījumu apstrādā telpā starp sprauslu un režģiem. Ārējā sieta virsma uzsilst tikai līdz 1023 K.
GIG ar sieta sprauslām šie elementi ir izgatavoti no karstumizturīgiem sakausējumiem ar hromu un niķeli.Sprauslas ir izgatavotas tā, lai augšējā sieta šūnu izmērs ļautu liesmai brīvi iziet cauri, un apakšējās acs izmērs ir minimāls, kas ir kritisks, lai uguns varētu izlauzties cauri. Šeit abi režģi vai viens var būt IR siltuma izstarotāji.
Ja infrasarkanais deglis apstrādā galveno gāzi vai sašķidrinātu propāna-butāna maisījumu no gāzes balons, siltumenerģijas izplatīšanā ir iesaistīta tikai augšējā sieta. Ja tiek apstrādāta zemas slodzes gāze, abi režģi izstaro siltumu. Tādā veidā tiek palielināta siltuma pārnese.
Tomēr GIG ar sietu maksimālā efektivitātes vērtība nepārsniedz 60%, jo sprauslu hidrauliskā pretestība ir divas reizes lielāka nekā visu veidu perforētajām keramikas flīzēm. Tiesa, tas ir mazāks nekā porainām sprauslām.
Ierīces ar paaugstinātu siltuma jaudu
Infrasarkano gāzu emitētāju ar keramikas plāksnēm un režģiem diezgan zemā efektivitāte lika meklēt veidus, kā palielināt siltumu. Rezultāts tika sasniegts, ieviešot jauna veida sprauslu, kas ir keramikas panelis ar vairākām spraugām.
Izgriezumā plaisas ir pēkšņi paplašinājušās, to ieejas atveres ir mazākas nekā izejas atveres. Šis risinājums paaugstina degļa efektivitāti, pateicoties sadegšanas produktu recirkulācijai, t.i. to atgriešanās pie liesmas pamatnes ugunsdzēsības kanālā. Turklāt liesma šādos modeļos ir stabilāka un daudz mazāka iespēja apdzist atklātā vējā.
Rievotu paneļu dzīvais šķērsgriezums ir vidēji 55–60% no to faktiskā kopējā šķērsgriezuma. Ar tiem aprīkotie degļi darbojas ar vidēja spiediena gāzi. Sprauslas ārējā plakne tiek uzkarsēta līdz 1723 K.
Izstarotāji ar izturību pret vēja slodzēm
Darbības stabilitāte vēja slodzes apstākļos ir svarīgs rādītājs, izvēloties gāzes infrasarkano degli, ko izmanto būvniecībā vai ražotņu montāžā. Ne visiem rūpnieciskajiem infrasarkanajiem stariem, kas apstrādā gāzi, ir šāda kvalitāte.
Atvērtām zonām ir nepieciešamas īpašas ierīces, kas:
- raksturīga stabila injekcija atkarībā no vēja brāzmām;
- aprīkots ar ierīci, kas novērš no sprauslas izplūstošās strūklas novirzīšanu;
- aizsargāts no virsmas starojuma aktīvas atdzišanas, kas rodas vēja ietekmē.
Brāzmainā vējā sildīties un nenodziestošu gāzes iekārtu tehnisko datu lapa norāda uz vēja pretestību. Šis raksturlielums komerciāli ražotiem infrasarkanajiem degļiem ir aptuveni tāds pats kā tiešajiem degļiem, t.i. frontālā vēja iedarbība, kā arī sānu pūšana.
Iesmidzināšanas koeficienta samazināšana izraisa liesmas parādīšanos uz izstarojošā paneļa ārējās virsmas. Tajā pašā laikā temperatūra strauji pazeminās. To samazina aukstā gaisa iekļūšana degšanas zonā.
Vēja pretestība ir fiziski saistīta ar īpatnējo termisko slodzi un gaisa daudzumu, kas ieplūst sprauslā degšanas periodā. Ar pārmērīgu un lielu gaisa plūsmas ātrumu infrasarkanā starojuma izstarotāja efektivitāte tiek samazināta. Samazināšanu pavada liesmu parādīšanās, izstarojošās virsmas tumšums un iekārtas darbības pārtraukšana bezliesmas režīmā.
IR sildītāju ražotāju apskats
Gāzes iekārtas labvēlīga mikroklimata veidošanai būvlaukumā, darbnīcā, ražošanas cehā un līdzīgās telpās ražo gan pašmāju uzņēmumi, gan ārvalstu uzņēmumi.
Pēc patērētāju domām, Krievijā ražoto produktu reitingu papildina zīmola Solarogaz gāzes degļi. Šī uzņēmuma piedāvātajā sortimentā ir modeļi, kas paredzēti dažāda izmēra apkurei. Ierīces var izmantot siltumnīcās, garāžās un atklātās vietās.
Vienīgais negatīvais, kas jāņem vērā galvaspilsētas ražotāja gāzes degļu un plīšu modeļu pircējiem un faktiskajiem īpašniekiem, ir drošības sistēmas sensoru trūkums. Tāpēc tos var izmantot ikdienas dzīvē, taču ievērojot piesardzības pasākumus.
Uzņēmuma Pathfinder produkti nav zemāki par popularitāti. Taču pircējam piedāvātajā produktu līnijā dominē preces mājsaimniecībai un tūrisma iespējas.
Flīzes ir pamatoti populāras, izmanto gan karsēšanai, gan vienkāršu ēdienu pagatavošanai, gan mini degļi no smidzināšanas kannas.
Gāzes sildītāji ar Aeroheat logotipu saņēma izcilas īpašības no patērētājiem. Šis aprīkojums ir pievilcīgs, pateicoties tā uzticamībai, kuras pamatā ir augstas kvalitātes komponentu izmantošana, un pieejamās cenas dēļ. Ar gāzi darbināmas krāsnis un degļi no Dixon un Sibiryachka ir sevi pierādījuši labi.
Ārvalstu piegādātāju cienīgo gāzes sildītāju sarakstu vada Dienvidkorejas uzņēmuma Kovea gāzes degļi un plītis. Zīmola produkti tiek aktīvi izmantoti mazās darbnīcās, krāsošanas un būvlaukumos, pārgājienos un makšķerēšanā.
Darbnīcu aprīkošanai bieži tiek izmantoti Itālijas uzņēmuma Sistema gāzes sildītāji. Ļoti pieprasīti ir modeļi no dienvidkorejiešu Hyundai un itāļu gāzes plītīm Bartolini, kuras var izmantot gan mājās, gan birojā. Zviedru Timberk krāsnis un Ķīnas Ballu iekārtas izceļas ar uzticamību un stabilu darbību.
Secinājumi un noderīgs video par tēmu
Šī video autors detalizēti pastāstīs par IR gāzes degļu darbības principu un priekšrocībām:
Sīkāka informācija par infrasarkanās apkures organizēšanu ir parādīta šajā videoklipā:
Šeit ir parādīti griestu tipa gāzes sildītāja uzstādīšanas soļi:
Krievijas Federācijā tiek ražoti dažāda veida infrasarkanie degļi, tostarp vēja izturīgi modeļi. Uzņēmuma piedāvātais klāsts ļauj izvēlēties ierīci atvērtu un slēgtu telpu apsildīšanai.
Pirms iegādes ir svarīgi izlemt, kādam nolūkam un ar kādiem nosacījumiem tehnika tiks izmantota, un pēc tam izvēlēties vai nu produktīvāku, vai izturīgāku modeli, kas nebaidās no atkārtotām kustībām.