Plynové infračervené zářiče pro průmyslové prostory: zařízení, princip činnosti, odrůdy

IR zařízení, která generují tepelné a světelné toky, se aktivně používají v různých oblastech výroby a soukromé ekonomiky.Plynové infračervené zářiče jsou nejvíce žádané pro průmyslové prostory. Jejich působení je založeno na schopnosti zahřátého tělesa uvolňovat vzniklé teplo do prostoru.

Vše o principech fungování infračerveného zařízení se dozvíte z našeho navrhovaného článku. Budeme mluvit o typech infračervených zařízení a jejich charakteristických rozdílech. Pojďme si představit přední modely na trhu.

Podstata infračerveného záření

Infračervené záření se liší od běžného a tolik známého viditelného světla. Jsou podobné v rychlosti, s jakou se šíří a překračují prostor. Obě odrůdy jsou schopné lomu, odrazu a shlukování.

Na rozdíl od běžného světelného záření, což jsou elektromagnetické vlny, má IR tok vlnové i kvantové vlastnosti. To znamená, že propouští světlo i teplo.

Běžné světlo i infračervené záření jsou proudy elektromagnetických vln. Rozdíl je v tom, že v prvním případě převažuje viditelná složka, ve druhém je viditelná složka kombinována s tepelnou

Světlo dodávané infračervenými zařízeními se pohybuje ve vlnách.Vibrace elektromagnetického světla jsou v segmentu spektra od 760 nm (nanometrů) do 540 μm (mikrometrů). Teplo generované IR zářiči je tok kvant. Jejich energie se pohybuje od 0,0125 do 1,25 eV (elektronvoltů).

Tepelné a světelné toky vyzařované infračervenými zařízeními jsou vzájemně propojeny. S rostoucí intenzitou světla klesá kvantový tepelný tok. V závislosti na teplotě může, ale nemusí být infračervené záření naším zrakem vnímáno. Tepelné záření není vizuálně zjistitelné.

Tato specifičnost infračerveného záření se používá v průmyslu k urychlení polymeračních a vytvrzovacích procesů. Tepelná část infračerveného záření umožňuje určit přítomnost a polohu osoby nebo zvířete v tlumeně osvětlených a neosvětlených nočních obdobích.

Infračervená topná zařízení vyzařují světlo v kombinaci s tepelnou energií, slouží k vytvoření příjemného mikroklimatu na parkovištích, dílnách, výrobních halách, drůbežích farmách, sklenících a mnoha dalších objektech

Nestandardní provoz IR přístrojů, které vyzařují světlo v kombinaci s teplem, se stal základem pro vývoj přístrojů pro noční vidění. Používá se při detekci chyb, ve skrytých poplašných systémech a v technických zařízeních pro fotografování ve tmě.

Obě složky infračervené záření se ve zpracovávaném prostoru téměř nerozptýlí, zdá se, že se soustředí na předměty umístěné v zóně jejich vlivu. Teplo proniká do těla vytápěného předmětu, hloubka průniku závisí na vlastnostech, struktuře a materiálu předmětu. Hloubka se pohybuje od desetiny mm do několika mm.

Infrazářiče jsou instalovány na podlaze, připevněny ke stěnám nebo zavěšeny na stropě. Zařízení se vyznačují bezplamenným spalováním, zachováním kyslíku v okolním prostoru a na rozdíl od konvektorů nezvyšují sloupce prachu

Při použití pro průmyslové účely se vlnová délka z infračervených zářičů volí na základě technických charakteristik předmětu nebo látky. IR paprsky volně procházejí vzduchovou hmotou, takže ohřev probíhá bez znatelných ztrát. Tato okolnost je přiměřeně považována za významnou výhodu ve výrobě.

Kromě ohřevu a osvětlení prostoru ošetřovaného zařízením se infračervené zářiče používají k řešení následujících problémů:

Druhy zdrojů infračerveného záření

Mezi nejjednodušší zdroje IR záření patří ty, které jsou nám všem velmi dobře známé žárovky, pracující pod nízkým napětím. Za takových podmínek vyzařují především infračervené proudy.Podíl světelných elektromagnetických vln je nevýznamný, ale přesto je určen opticky.

V dnešní době mají soukromí spotřebitelé, stavební a výrobní organizace k dispozici mnoho různých typů IR zářičů.

Rozsah jejich použití je určen:

• Provozní teplota;
• maximální hodnota vlnové délky;
• zóna, ve které je infračervený tok rozložen rovnoměrně.

S přihlédnutím k uvedeným charakteristikám je vybráno vyzařovací zařízení, které je určeno k řešení konkrétních problémů.

Mezi nejběžnější typy IR zářičů patří:

• Lampy se zrcadlovými odrazkami. Při maximálním záření je jejich vlnová délka 1,05 mikronu.
• Křemenné trubicové lampy. Jejich vlnová délka při maximálním záření je v rozmezí od 2 do 3 mikronů.
• Tyčové nekovové ohřívače. Konstrukčně jsou doplněny o reflektory, maximální vlnová délka je od 6 do 8 mikronů.
• Trubkové elektrické ohřívače. Široce používané v každodenním životě, používané ve výrobě jsou zařízení s topnými články.
• Infračervené hořáky. Jsou vybaveny keramickými nebo kovovými perforovanými tryskami. Používají se ve stavebnictví pro vytápění otevřených i uzavřených prostor při výstavbě budovy a dokončovacích pracích.

Zdroje infračervených paprsků našly uplatnění v zemědělství. S jejich pomocí se ohřívají mláďata ptáků a nově narozená domácí zvířata. Zářiče jsou instalovány ve sklenících, aby stimulovaly růst pěstovaných odrůd, ve stodolách a sýpkách k sušení.

Zdroje infračervených toků se dělí na:

• Infračervené lampy. Jedná se o „světelné“ zářiče a zařízení, která dodávají tepelné záření.
• Ohřívače. Zařízení používaná pro vytápění uzavřených a otevřených prostor. Patří mezi ně modely, které fungují na elektřinu, kapalné nebo plynné palivo. Topné těleso může být buď topné těleso nebo spirála z vysoce odolné slitiny.

Podle klasifikace podle vlnové délky se infračervené zdroje dělí do dvou hlavních skupin: tmavé a světlé. První fungují tak, že do vesmíru vypouštějí dlouhé vlny, druhé - krátké.

Tmavé a světlé IR zářiče

Podle definice jsou „jasné“ zdroje schopné vyzařovat světlo. Proudy, které vydávají, jsou vnímány zrakem, i když je stále těžké nazvat je jasným osvětlením a neměly by se k tomuto účelu vůbec používat.

„Tmavá“ zařízení dodávají pro člověka neviditelný tok tepla, který pociťuje pokožka uživatele, ale není vizuálně detekován. Za hraniční hodnotu mezi „světlem“ a „tmou“ se považuje vlnová délka 3 mikrony. Limitní teplota vyhřívaného povrchu je 700º.

Vlastnost infračervených zářičů dodávat tepelnou energii se aktivně využívá ve sklenících, kurnících a farmách na podporu mladých zvířat

Nejznámějším představitelem „tmavé“ topné jednotky je Ruská cihlová kamna, která již dlouhá staletí úspěšně vytápí nízkopodlažní budovy. Mezi ty „světelné“, jak už víme, patří žárovka, pokud dodává ne více než 12 % světla. Jeho hlavní energie směřuje k výrobě tepla.

Vlastnosti designu svítidel

Strukturálně jsou zdroje světla podobné typické žárovce. Existují však rozdíly v tělíscích vláken. U jasných infračervených zařízení nemůže teplota překročit limit 2270-2770 K. To je nezbytné pro zvýšení tepelného toku snížením vyzařování světla.

Stejně jako u standardních žárovek je vláknité tělo vyrobené z wolframového vlákna umístěno ve skleněné baňce. Pouze baňka je vybavena reflektory, díky kterým je veškerá zářivá energie zaměřena na ohřívaný předmět. V tomto případě je malá část energie vynaložena na ohřev základny žárovky.

Žárovka světelných infračervených zdrojů se zahřívá na vysoké teploty, takže se podílí i na procesu přenosu tepla do prostoru. Tepelná energie z ohřívané baňky není soustředěna reflektorem a odchází do neošetřovaného prostoru, je to součást, která snižuje účinnost zařízení.

Designem a způsobem připojení jsou infračervené lampy velmi podobné běžným žárovkám. Jejich provozní teplota filamentového tělesa je však výrazně nižší, díky čemuž se mnohonásobně zvyšuje životnost.

Produktivita světelného infračerveného zdroje v průměru nepřesahuje 65 %.Zvyšuje se umístěním wolframového topného tělesa do trubice nebo podobné baňky z křemenného skla. Toto řešení umožňuje zvýšit vlnovou délku na 3,3 mikronů a snížit teplotu na 600º.

Tato možnost se používá u křemenných IR zářičů, ve kterých je chromniklový drát navinut kolem křemenné tyče a celé je to umístěno dohromady v křemenné trubici.

Světelné infračervené zářiče mají nízký výkon. Účinnost jejich infračerveného toku obvykle nepřesahuje 65 %

Podstatou práce je dvojí použití vláknitého drátu. Uvolněná tepelná energie se částečně využívá k přímému ohřevu a částečně ke zvýšení teploty křemenné tyče. Žhavá tyč také vydává teplo.

Mezi výhody trubicových zařízení patří vcelku rozumně odolnost všech komponentů z křemene a keramiky vůči atmosférické negativitě. Nevýhodou je křehkost keramických dílů.

Specifika provozu a konstrukce tmavých topidel

Takzvané „tmavé“ zdroje IR toků jsou mnohem praktičtější než jejich „světlé“ protějšky. Jejich vyzařovací prvek se strukturou liší k lepšímu. Vyhřívaný vodič sám nevyzařuje tepelnou energii, dodává ji okolní kovový plášť.

V důsledku toho provozní teplota zařízení nepřesahuje 400 - 600 °. Aby nedocházelo k plýtvání tepelnou energií, jsou tmavé zářiče vybaveny reflektory, které přesměrovávají proudění požadovaným směrem.

Dlouhovlnné zářiče temné skupiny se nebojí otřesů a podobných mechanických vlivů, protože křehký polymerový nebo keramický prvek v nich je chráněn kovovým obalem a ochrannou tepelně izolační vrstvou. Účinnost zářičů této skupiny dosahuje 90 %.

Ale nejsou bez svých nevýhod. Ohřívače tmavé skupiny závisí na konstrukčních prvcích zařízení. Pokud je vzdálenost mezi hlavním vyzařovacím prvkem a povrchem zařízení velká, pak se bude omývat a ochlazovat vzduchem proudícím kolem. V důsledku toho se účinnost snižuje.

Vzhledem ke svým konstrukčním vlastnostem jsou tmavé modely instalovány pro vytápění místností s nízkými stropy a prostorů, které vyžadují lineární přívod tepla. Světlo - umístěné tam, kde je vyžadováno zpracování místností s vysokými stropy a vertikálně protáhlými plochami.

Plynové hořáky jako zdroj IR paprsků

Zařízení, ve kterých probíhá bezplamenné zpracování plynu, se nazývají plynové hořáky nebo plynové infračervené zářiče. Tepelná energie uvolněná s vysokou intenzitou je přenášena do prostoru sálavým povrchem jednotky.

Jedná se o plynové infračervené hořákové ohřívače, které se používají v průmyslovém měřítku při stavebních a instalačních pracích.Převážný objem tepelné energie je přenášen sálavými keramickými hořákovými tryskami.

Jako trysky se používají:

• keramické desky s perforací, které mohou být ploché nebo ražené;
• keramické desky s rovnoměrně rozmístěnými póry;
• keramické prvky s nichromovým sítem, kovovou sítí a všemi druhy katalytických nástavců.

Všechny uvedené typy otvorů v keramickém nebo kovovém prvku jsou požární kanály.

Generování tepla katalytické trysky je založeno na oxidačním procesu aktivovaném, když je na desku přiváděn plyn

Palivem pro provoz tohoto typu infračerveného zářiče je hlavní plyn, stejně jako jeho zkapalněná verze nebo uměle vytvořené plyny. V Rusku vyrábějí hořáky určené pro zpracování zkapalněného a hlavního plynu. Zahraniční zařízení je určeno především pro zpracování zkapalněných a umělých verzí.

Infračervené plynové hořáky zpracovávají plyn s koeficientem spalování hmoty vzduchu, který je ve skutečnosti roven jednotce. Fungují na hlavní, zkapalněný a umělý plyn.

Pokud nedojde k porušení provozního řádu, pak se zplodiny hoření z provozu plynového hořáku uvolňují v minimálním množství s nevýznamným obsahem oxidů dusíku a oxidu uhelnatého.

Pro přívod plynu jsou plynové infračervené hořáky (GIG) vybaveny tryskami, kterými je plyn čerpán vysokou rychlostí. Tento přívod plynu zajišťuje vstřikování vzduchu potřebného pro spalování. Je „tlačen“ vysokorychlostním průtokem přes injektor do distribuční komory.

Nad vypouštěcí tryskou zařízení je umístěna kovová konstrukce. Zvyšuje účinnost a slouží jako podpěra nádobí, pokud vaříte na hořácích

Plyn nejen vstřikuje vzduch, ale také se s ním mísí ve vstřikovači, čímž vzniká směs plynu a vzduchu vhodná pro úplné spalování. Tato směs se přes její póry, perforované otvory nebo štěrbiny dostává na povrch keramické trysky, kde zcela vyhoří v tenké vrstvě o tloušťce maximálně 1,5 mm.

Hořáky s plochými keramickými tryskami

Převážná část tepelné energie se přenáší na keramické dlaždice, které se za méně než minutu zahřejí na ultra vysoké teploty. Vnější povrch keramického prvku se promění v přídavný zdroj tepelného toku.

Keramická tryska představuje 40 až 60 % záření přenášeného průmyslovým plynovým infrazářičem. Pro zvýšení účinnosti zařízení je nad tryskou instalováno síto.Pro zvýšení teplosměnné plochy se děrované dlaždice lepí pomocí ohnivzdorného tmelu.

Důležitým ukazatelem je průměr požárních kanálů. Určuje, jaký plyn dokáže zařízení zpracovat. Celkový počet otvorů v keramické dlaždici závisí na průměru. Čím více jich bude, tím křehčí bude tepelný prvek a GIG bude citlivý na mechanické poškození.

Ohřívače s tryskami typu fin

Kromě plochých keramických trysek s perforací se používají odlehčovací prvky. Použití žebrovaného povrchu v tomto případě stimuluje tok výměny tepla mezi sálavým povrchem a hořícím plynem. Žebrovaná keramická dlažba se lépe zahřívá, přičemž se nezvyšuje tepelné zatížení sálavého prvku.

Ploché a žebrované keramické trysky se zahřejí až na 1473 K. Ale porézní keramické prvky se zahřejí pouze na 1237 K. Porézní verze je jednodušší na výrobu, a proto levnější.Při jeho výrobě se navíc využívá odpad z keramického průmyslu.

Použití keramických trysek s odlehčovacím prvkem vyzařujícím teplo umožňuje výrazně zvětšit plochu, která přenáší teplo spotřebiteli

Tloušťka porézních dlaždic dosahuje 30 mm, což výrazně zvyšuje odolnost hubice proti mechanickému namáhání. Při provozu hořáku s takovou tryskou hoří směs plynu a vzduchu vycházející z rozdělovací komory na vnějším povrchu keramické dlaždice ve vrstvě až 2 mm.

Spalovací plocha v porézní trysce se pohybuje od vnějšího povrchu do hloubky 3-5 mm. V tomto případě teplota ohřevu dosahuje pouze 1123 K.

Nevýhodou porézních trysek pro hygroskopické vstřikování je příliš vysoký hydraulický odpor, který znemožňuje použití nízkotlakého hlavního plynu.

Zařízení s kovovou sítí

Všechny uvedené typy nástavců jsou však keramické, což znamená, že i přes tloušťku a všemožné triky výrobce, který chce zvýšit pevnost, jsou stále křehké. Křehkost vadí zejména v případě, že je potřeba zařízení neustále přemisťovat.

Proto byl pro vytápění míst během stavebních nebo instalačních prací vyvinut odolnější typ hořáku vybavený dvojitou kovovou sítí. V takovém zařízení se směs plynu a vzduchu zpracovává v prostoru mezi tryskou a mřížkami. Povrch vnější sítě se zahřeje pouze na 1023 K.

Použití kovové síťky umožnilo výrazně zvýšit tepelný výkon IR zářiče a také chránit keramickou trysku před poškozením

U GIG se síťovými tryskami jsou tyto prvky vyrobeny ze žáruvzdorných slitin s chromem a niklem.Trysky jsou vyrobeny tak, že velikost buněk horní sítě umožňuje plameni volně procházet a velikost spodní sítě je minimální, kritická pro proražení ohně. Zde mohou být obě mřížky nebo jedna mřížka IR zářiče tepla.

Pokud infračervený hořák zpracovává hlavní plyn nebo zkapalněnou směs propan-butanu z plynová láhev, na šíření tepelné energie se podílí pouze horní síťka. Pokud se zpracovává plyn s nízkou zátěží, obě mřížky vyzařují teplo. Tímto způsobem se zvyšuje přenos tepla.

Maximální hodnota účinnosti GIG se sítěmi však nepřesahuje 60 %, protože hydraulický odpor trysek je dvakrát vyšší než u děrovaných keramických dlaždic všech typů. Je pravda, že je to méně než u porézních trysek.

Zařízení se zvýšeným tepelným výkonem

Spíše nízká účinnost infračervených plynových zářičů s keramickými deskami a mřížkami nás donutila hledat způsoby, jak zvýšit tepelný výkon. Výsledek byl dosažen zavedením nového typu trysky, kterou je keramický panel s řadou štěrbin.

V řezu se trhliny náhle rozšiřují, jejich vstupní otvory jsou menší než výstupní otvory. Toto řešení zvyšuje účinnost hořáku díky recirkulaci zplodin hoření, tzn. jejich návrat k základně plamene v ohnivém kanálu. Kromě toho je plamen v takových modelech stabilnější a je mnohem méně pravděpodobné, že vyhasne na otevřeném větru.

Pro zvýšení tepelného výkonu se používají různé techniky, z nichž jedna je posunutí štěrbinových otvorů vůči sobě navzájem. Toto řešení také pomáhá chránit před poškozením větrem.

Živý průřez štěrbinových panelů je v průměru 55–60 % jejich skutečného celkového průřezu. Hořáky jimi vybavené pracují na středotlaký plyn. Vnější rovina trysky je zahřátá na 1723 K.

Zářiče odolné proti zatížení větrem

Stabilita provozu při zatížení větrem je důležitým ukazatelem pro výběr plynového infračerveného hořáku používaného při výstavbě nebo montáži výrobních závodů. Ne všechny průmyslové infračervené zářiče, které zpracovávají plyn, mají tuto kvalitu.

Pro otevřené prostory jsou zapotřebí speciální zařízení, která:

• vyznačující se stabilním vstřikováním v závislosti na poryvech větru;
• vybaveno zařízením, které zabraňuje vychýlení proudu vycházejícího z trysky;
• chráněna před aktivním ochlazováním povrchového záření, ke kterému dochází vlivem větru.

Technický list plynového zařízení schopného zahřát se v nárazovém větru a nezhasnout uvádí odolnost proti větru. Tato charakteristika pro komerčně vyráběné infračervené hořáky je přibližně stejná jako pro přímé hořáky, tzn. čelní vystavení větru, stejně jako boční foukání.

Snížení vstřikovacího poměru způsobí, že se na vnějším povrchu sálavého panelu objeví plamen. Teplota přitom prudce klesá. Snižuje se pronikáním studeného vzduchu do prostoru spalování.

Odpor větru fyzikálně souvisí s měrným tepelným zatížením a objemem vzduchu vstupujícího do trysky během doby spalování. Při přebytku a vysoké rychlosti proudění vzduchu se účinnost infračerveného zářiče snižuje. Snížení je doprovázeno výskytem plamenů, ztmavnutím vyzařující plochy a zastavením provozu jednotky v bezplamenném režimu.

Recenze výrobců IR ohřívačů

Plynové spotřebiče pro vytváření příznivého mikroklimatu na staveništi, dílně, výrobní dílně a podobných zařízeních vyrábí jak tuzemské, tak zahraniční firmy.

Podle spotřebitelů je hodnocení ruských výrobků na vrcholu plynových hořáků značky Solarogaz. V sortimentu této společnosti jsou modely určené pro vytápění ploch různých velikostí. Jednotky lze použít ve sklenících, garážích a na volném prostranství.

Jedním z nejoblíbenějších a v praxi ověřených typů plynových infrazařízení na tuzemském trhu je řada plynových hořáků a kamen od firmy Solarogaz

Jediným negativem, které by kupující a skuteční majitelé modelů plynových hořáků a sporáků od výrobce hlavního města měli vzít v úvahu, je nedostatek senzorů bezpečnostního systému. Proto je lze používat v každodenním životě, ale s opatrností.

Produkty od společnosti Pathfinder nejsou v oblibě o nic horší. V produktové řadě nabízené kupujícímu však dominují produkty pro domácí použití a turistické možnosti.

Dlaždice jsou oprávněně oblíbené, používají se jak k vytápění, tak k přípravě jednoduchých pokrmů a mini hořáky z rozprašovače.

Plynové ohřívače s logem Aeroheat získaly od spotřebitelů vynikající vlastnosti. Toto zařízení je atraktivní svou spolehlivostí založenou na použití vysoce kvalitních komponentů a přijatelnou cenou. Plynové sporáky a hořáky Dixon a Sibiryachka se osvědčily.

V čele žebříčku hodnotných plynových topidel od zahraničních dodavatelů jsou plynové hořáky a kamna od jihokorejské společnosti Kovea. Produkty značky se aktivně používají v malých dílnách, na malířských a staveništích, na pěších výletech a rybaření.

Plynové sporáky a hořáky od Hyundai nejsou v kvalitě a technických vlastnostech horší než zařízení evropských výrobců. V některých ukazatelích je dokonce předčí

K vybavení dílen se často používají plynová topidla italské společnosti Sistema. Aktivně žádané jsou modely od jihokorejských Hyundai a italských plynových sporáků Bartolini, které lze používat jak doma, tak v kanceláři. Švédská kamna Timberk a čínské vybavení Ballu se vyznačují spolehlivostí a stabilním provozem.

Závěry a užitečné video k tématu

Autor následujícího videa vám podrobně řekne o principu fungování a výhodách IR plynových hořáků:

Podrobnosti o organizaci infračerveného vytápění jsou uvedeny v následujícím videu:

Zde jsou ukázány kroky instalace stropního plynového ohřívače:

V Ruské federaci se vyrábějí různé typy infračervených hořáků, včetně modelů odolných proti větru. Sortiment nabízený společností umožňuje vybrat si zařízení pro vytápění otevřených a uzavřených prostor.

Před nákupem je důležité rozhodnout, k jakému účelu a za jakých podmínek bude zařízení používáno, a poté zvolit buď produktivnější, nebo odolnější model, který se nebojí opakovaných pohybů.