Со времени появления на рынке приборы инфракрасного обогрева медленно, но верно завоевывают все большую популярность. Сфера их применения достаточно широка – от обычных жилых помещений до производственных зданий большой высоты. Естественно, что устройство и принцип работы инфракрасного обогревателя вызывает немалый интерес. Вашему вниманию предлагается данная статья, где все вопросы касательно работы указанных приборов будут подробно рассмотрены.
Инфракрасный обогреватель: как это работает?
Чтобы получить представление о том, как функционируют аппараты инфракрасного обогрева, сначала разберемся, какими способами может передаваться тепловая энергия в пространстве помещения. Их всего два:
- конвекция: любой предмет, чья температура выше, чем окружающего воздуха, обменивается с ним теплом напрямую. Воздух, нагреваясь от этого предмета, теряет в плотности и массе, за счет чего устремляется вверх, вытесняемый более тяжелым холодным потоком. Таким образом, в пространстве комнаты начинается циркуляция воздушных масс разной температуры.
- лучистое тепло: поверхность, имеющая температуру более 60 ºС, начинает интенсивно испускать электромагнитные волны в диапазоне 0.75—100 мкм, несущие в себе тепловую энергию. На этом и основана работа инфракрасных обогревателей, чьи нагревательные элементы выделяют такие волны.
Самый комфортный для человека диапазон ИК-излучения – от 5.6 до 100 мкм, в его рамках функционирует большинство инфракрасных обогревателей. Исключение – приборы дальнего действия, устанавливаемые на потолках производственных зданий. Они излучают в среднем (2.5—5.6 мкм) и коротком (0.75—2.5 мкм) диапазонах и располагаются на расстоянии от цели 3—6 м и 6—12 м соответственно. Использовать такие излучатели в жилых зданиях недопустимо.
Попадая на поверхности, находящиеся в пределах видимости, ИК-лучи повышают их температуру. После этого вступает в действие принцип конвекции, тепло начинает передаваться от поверхностей воздуху комнаты. Такой прогрев является более равномерным, чем при работе традиционных конвективных систем, что и отражено на рисунке:
Устройство обогревателя
Прежде чем рассмотреть устройство инфракрасного обогревателя, отметим, что эти приборы производятся 2 видов:
электрические: в них используются нагревательные элементы различных видов: карбоновые спирали, трубчатые ТЭНы, галогенные лампы и пленочные микатермические панели.
газовые: здесь ИК-лучи выделяет нагретый керамический элемент.
Устройство аппарата мы рассмотрим на примере потолочного длинноволнового обогревателя, питающегося от электросети. В нем роль нагревательного элемента играет алюминиевая пластина со встроенным ТЭНом особой конструкции. На поверхность пластины нанесено анодированное покрытие, улучшающее теплоотдачу поверхности. С обратной стороны установлен отражатель и слой теплоизоляционного материала. Ниже на схеме показано устройство потолочных обогревателей:
1 – металлический корпус; 2 – кронштейны крепления к потолку; 3 – ТЭН; 4 – излучающая пластина из алюминия; 5 – слой тепловой изоляции с отражателем.
Прочие электрические приборы инфракрасного обогрева с другими видами нагревательных элементов конструктивно мало чем отличаются от излучателей подвесного типа. Существенная разница меж ними только в способе управления. Настенные и напольные ИК-обогреватели имеют встроенный блок управления с терморегулятором и датчиком опрокидывания. У потолочных аппаратов этот блок — выносной, устанавливаемый на стену, он может управлять несколькими приборами одновременно.
Надо сказать, что принцип работы газового инфракрасного обогревателя аналогичен электрическому, только получение тепловой энергии происходит разными путями.
В газовом приборе нагревательным элементом служит керамическая пластина, чья температура может достигать 900 ºС в зависимости от настроек. Пластина прогревается газовой горелкой, находящей в торцевой части корпуса, как это изображено на схеме:
В чем секрет популярности?
Производители декларируют следующие достоинства инфракрасных обогревателей:
- высокая эффективность и экономичность;
- отсутствие вращающихся деталей и шума;
- выделяется мягкое тепло, не вызывающее ухудшение самочувствия у человека;
- простой монтаж и подключение.
Как правило, это общие фразы, нечто подобное можно встретить в описаниях масляных радиаторов или настенных конвекторов. Они не отвечают на вопрос – чем приборы так привлекательны для пользователей в реальной жизни? Оказывается, все просто, работа потолочного инфракрасного обогревателя, как и настенного, возможна в неутепленных зданиях, на сквозняках и даже на улице. Главное, находиться в зоне действия ИК-излучения.
Прибор, выделяющий инфракрасные волны, будет создавать зону комфортного тепла перед собой, оставляя без внимания остальное пространство помещения. Оно прогреется после, спустя несколько часов от разогретых предметов. Но факт остается фактом: в комнате, где для отопления нужен 1 кВт тепла, люди ставят инфракрасный нагреватель на 500 Вт таким образом, чтобы лучистое тепло распространялось как можно шире. Это создает иллюзию хорошего отопления, хотя на самом деле температура в помещении остается собачьей, законы физики обмануть не удастся.
Если для отопления помещения требуется 1 кВт теплоты, то инфракрасные излучатели должны быть именно такой мощности, тогда никаких иллюзий не будет, во всей комнате достаточно быстро установится комфортная температура.
Есть у приборов и другие недостатки. К примеру, схема инфракрасного обогревателя в подвесном исполнении подразумевает бесполезный расход около 10% тепла, скапливающегося под потолком. Это конвективная передача энергии от нагретого корпуса аппарата окружающему воздуху, который там, под потолком, и остается. Работе настенных обогревателей мешают различные предметы, карбоновые и галогенные приборы раздражают своим ярким светом, а микатермические – высокой ценой.
Заключение
В целом инфракрасные электрические и газовые обогреватели – изделия совершенные и могут хорошо отапливать частные дома. Главное, при покупке не идти на поводу у продавцов и выбирать себе аппарат необходимой мощности, а после расположить его дома оптимальным образом.
cotlix.com
Инфракрасные нагреватели и излучение. Инфракрасные излучатели. Основная информация
Инфракрасное (тепловое) излучение имеет спектр волн 2,5-10 нм. Благодаря большому диапазону длин волн, инфракрасный нагрев получил широкую область использования, таких как предварительный нагрев различных пластиков и тонких полимерных плёнок, нагрев оборудования и рабочих поверхностей, предварительный нагрев металлов перед порошковой покраской и сушка-спекание после покраски, стерилизация и подогрев продуктов питания и ресторанном деле, обогрев рабочих мест. В последнее время промышленные инфракрасные обогреватели получили широкое применение при производстве линолеума, керамической плитки, незаменимы для латексирования ковровых покрытий.
Многие материалы: пластики, краски, клеи, дерево и т.д. идеально прогревать инфракрасными нагревателями, т.к. они способны поглощать спектр волн от 3-10 мкм. Большой плюс у нагреватели инфракрасного излучения в том, что это бесконтактный нагрев. За счет нагрева непосредственно объекта (практически не затрачивая энергию на прогрев воздуха), можно сэкономить до 30-40% электроэнергии. Промышленные ИК нагреватели нашли своё применение в жидкостях и вакуумных средах.
Виды и типы инфракрасных нагревателей в продаже
|
|
Полые керамические инфракрасные нагревательные элементы Данная модель ИК нагревательного элемента имеет нихромовую спираль 1, которая залита керамикой 3, пустотелое пространство с высокотемпературной изоляцией 2. ИК нагреватель электрический может быть изготовлен со встроенной термопарой и в данной случае будет иметь электрическую подводку 4, и хвостики термопар 5. Полая конструкция ИК нагревателя имеет энергосберегающую функцию. По сравнению с заполненными керамическими ИК нагревателями полый ИК излучатель экономит до 18% электропотребления за счет высокотемпературной изоляции, благодаря чему на обратную сторону идет меньше потерь тепла. Размерный ряд начинается с 60*60 мм.
|
|
|
ИК нагревательная инфракрасная кассета из искусственного кварца. У данной модели ИК нагревателя нагревательная спираль 1 помещена в искусственную кварцевую трубку 2, открытые с обеих концов. Все трубки помещены в металлический кожух 3. Нагрев происходит в течении 1-2 сек. и спираль приобретает красный цвет. Искусственная трубка поглощает лучи от спирали и медленно разогреваясь отдает тепловую энергию вперед. Рассеяние лучей благодаря рефлектирующему корпусу очень большое. Размерный ряд начинается с 62,5*62,5 мм.
|
|
|
Инфракрасные галогеновые излучатели. Данные ИК излучатели состоят из вольфрамовой спирали 1, которая помещена в кварцевую трубку, заполненную галогеновым газом. ИК нагреватель имеет узкую полосу излучения, что не позволяет его использовать при очень тонкой толщине материала или полимеров определенного вида и цвета. Галогеновый инфракрасный излучатель купить: поставляются всех размеров.
|
|
|
Газовые инфракрасные нагреватели. Принцип работы газового ИК нагревателя: предварительно нагрев идет с помощью электрического пускателя 6, затем вводится газ, который горит в каталитическом слое 7. Эффективность нагрева сопоставима с эффективностью керамического инфракрасного нагревателя. Максимальная длина волны 4-5 мкм. В зависимости от каталитического слоя температура нагрева может достигать 430-600 градусов. Газовый инфракрасный нагревательный элемент требует кислорода (воздуха), поэтому его нельзя использовать в закрытых полых камерах. Размерный ряд от 110*110 мм. 1 – подводка газа и предохранительный клапан, 2 – термопара, 3 – электрическая проводка, 4 – кожух, 5 – изолятор, 6 – электрический пускатель, 7 – каталитический слой, закрытый проволочный сеткой 8
|
Суммирование и сравнение различных видов инфракрасных нагревательных элементов.
Существенные различия между керамическими, из искусственного кварца, галогеновыми и газовыми инфракрасными нагревателями:
Цены ИК нагревателей и наличие промышленных инфракрасных обогревателей уточняйте у менеджеров. Чтобы купить ИК нагреватель, звоните +7 (499) 689-02-66
Инфракрасные излучатели промышленные электрические
Преимущества инфракрасных нагревателей
• широкий спектр применения:
в области производства пластмасс, химикатов, печати, дерева, металла,
бумаги, текстильной, пищевой и автомобильной
промышленности.
• электрические инфракрасные нагревательные элементы в модульной системе расширяют возможности использования ИК, оптимизируют процесс нагрева
• большой выбор температурных профилей
• высокое качество и длительный срок службы
• высокая эффективность благодаря целенаправленному использованию энергии
• чистый электрический источник тепла
• быстрые
• компактные
• бесконтактный нагрев
Инфракрасные нагреватели очень экономичны и практичны в установке и эксплуатации. Они не требуют квалифицированного обслуживания и ремонта и имеют большой срок службы.
Инфракрасный способ передачи тепла подразумевает нагревание поверхностей (полы, стены, мебель) в зоне обогрева, а не воздуха, как в случае традиционного отопления, что гарантирует отсутствие сквозняков, скоплений пыли и сохранение тепла внизу, у поверхностей, а не под потолком.
При конвекционном отоплении сначала нагревается один из самых плохих теплоносителей – воздух, после чего тепло доставляется человеку. Теплый воздух естественным образом оказывается вверху, создавая мощные конвективные потоки, перемещающие пыль в помещении. А внизу -остаётся холодный воздух. В результате большая часть тепловой энергии расходуется на обогрев бесполезного для потребителя подпотолочного пространства.
Волны инфракрасных излучателей совпадают с излучением человеческого тела, способствуя его максимальному прогреву.
В зависимости от объекта нагрева инфракрасные нагреватели делятся на нагреватели, прогревающие всё помещение, включая воздух, и на нагреватели, греющие исключительно мебель и человека.
Тепловая энергия от инфракрасных нагревателей не поглощается воздухом, поэтому все тепло от прибора почти без потерь достигает предметов и людей в зоне его действия и греет именно их, а не воздух. При этом теплый воздух практически не скапливается под потолком, что делает эти приборы незаменимыми при решении задач экономичного обогрева помещений с высокими потолками. Применение инфракрасного обогрева обеспечивает до 40% энергосбережения.
Необходимо отметить, что ИК обогрев – это единственный способ, который позволяет осуществлять локальный обогрев рабочего места или зоны в помещении. С помощью инфракрасного обогрева появляется возможность поддерживать различные температурные режимы в различных частях помещения и полностью отключать приборы в отдельных зонах. Например, если рабочие места находятся на значительном удалении друг от друга, помещение в целом не должно иметь одинаковую температуру. Даже с точки зрения комфортности различные рабочие ситуации предполагают разные температуры. Точечный обогрев достигается путем размещения приборов над отдельными рабочими местами без обогрева всего помещения.
Инфракрасные нагреватели обеспечивают ускоренный, по сравнению с традиционными системами, прогрев помещения. Передача тепла от инфракрасных нагревателей предметам происходит мгновенно, поэтому нет необходимости в постоянном или предварительном нагреве рабочих помещений, есть возможность снижения температуры на время обедов, в ночные часы, выходные и праздничные дни, что существенно снижает потребление энергии.
Перимущества, чтобы электрический инфракрасный нагреватель купить: не сушит воздух, не сжигает кислород, не поднимает пыль и не шумит, а современный дизайн позволяет ему вписываться в любой интерьер. Инфракрасные нагреватели работают бесшумно и без вибраций. Отсутствие продуктов сгорания устраняет потребность в дополнительных системах вытяжной вентиляции. Поскольку нет необходимости перемещать воздух для повышения эффективности теплопередачи, пыль и другие атмосферные загрязнения не циркулируют в обогреваемых помещениях.
Высокая практичность инфракрасных нагревателей заключается в простом и быстром монтаже, в отсутствии дорогостоящих котельных, тепловых сетей, в простоте эксплуатации оборудования и управлении температурным режимом. За счёт этого освобождаются значительные площади. Исключается опасность размораживания системы, которая так высока при водяном отоплении. В инфракрасных нагревателях не используются движущиеся части, нет воздушных фильтров, отсутствует смазка. Применяемые в них плоские ИК нагревательные элементы более эффективны, чем трубчатые нагревательные элементы (ТЭНы) и имеют большой срок службы. Инфракрасные нагреватели крепятся на потолке или на стенах и могут работать круглосуточно.
Инфракрасные нагреватели не требуют особого ухода, так как в них не используются движущиеся части, нет воздушных фильтров, отсутствует смазка. Инфракрасные излучатели могут работать круглосуточно.
Инфракрасный нагреватель:
- экономит электроэнергию
- греет Вас, а не воздух
- долго работает
- пожаробезопасен
- не сжигает кислород
- не сушит воздух
- без шума
- без запаха
- не занимает полезную площадь помещения
- дает возможность локального обогрева
Что такое инфракрасное тепло?
С инфракрасными волнами мы встречаемся каждый день, они проникают во все уголки нашего быта. Солнце, радиаторы, русская печь, нагретые на солнце камни, человеческое тело – все это ИК излучатели инфракрасных волн. Это излучение не имеет ничего общего с рентгеновским или ультрафиолетовым излучением. Оно абсолютно безопасно для человека. Кроме того, обогрев инфракрасными лучами – это древнейший вид обогрева, он же – самый универсальный.
Активное внедрение инфракрасных излучений в нашу жизнь началось в конце двадцатого века. Теперь инфракрасный нагрев находит применение в промышленности и в медицине, в быту и сельском хозяйстве. Оно универсально и может применяться для самых разнообразных целей. Нет такой области, где бы не пригодился природный метод передачи тепла.
Инфракрасное излучение было открыто в 1800 году английским ученым В. Гершелем. Гершель обнаружил, что в полученном им с помощью призмы спектре Солнца за границей красного, то есть уже в невидимой области, температура термометра повышается. Термометр, помещенный в эту область, показывал большую температуру, чем контрольный термометр. Далее было доказано, что излучение в этой области подчиняется законам оптики, следовательно, имеет ту же природу, что и свет.
Спустя 123 года после открытия инфракрасного излучения советский физик А.А. Глаголева-Аркадьева получила радиоволны с длиной волны равной приблизительно 80 мкм, то есть располагающиеся в инфракрасном диапазоне длин волн. Это доказало, что свет, инфракрасные лучи и радиоволны имеют одинаковую природу, все это лишь разновидности обычных электромагнитных волн. Электромагнитные волны окружают нас повсеместно. С их помощью мы слушаем радио, смотрим телевизор, общаемся по мобильному телефону. Без всего этого наша жизнь была бы не просто другой, намного более тяжелой или неудобной, наша жизнь была бы просто невозможной. Ведь свет – это тоже электромагнитные волны. С помощью электромагнитных волн у нас есть возможность видеть окружающие нас предметы.
Где можно использовать инфракрасные нагреватели?
|
Инфракрасные нагреватели очень удобно и практично использовать для обогрева:
|
Длина волны ИК
в зависимости от длины волны выделяют медленные, средневолновые, коротковолновые ИК
график показывает интенсивность излучения в диапазоне 1-4 мкм (см.фото)
по форме выделяют следующие типы ИК:
средневолновые ИК излучатели:
850 ° C
2,0-2,6 мкм
звездообразные ИК излучатели:
до 1400 ° C
1,8-2,2 мкм
быстрые средневолновые ИК излучатели:
до 1600 ° C
1,4-1,9 мкм
коротковолновые излучатели(со сдвоенной трубкой):
до 2100 ° C
0,9-1,6 мкм
коротковолновые излучатели(с округлой трубкой):
2500 ° C
0,8-1,6 мкм
Применение инфракрасных нагревательных элементов
Авиация-Судостроение-ЖД
Промышленные инфракрасные нагревательные элементы активно применяются для производства облегченных конструкций в авиационной и аэрокосмической промышленности.
Они используются при термоформовке и обеспечивают точность исполнения и высокое качество продукции. С применением инфракрасных нагревателей достигается очень высокая точность размеров при термоформовке пластика.
Инфракрасные нагревательные элементы отличаются высокой эффективностью и точностью в работе и наилучшим образом подходят для аэрокосмической и авиационной промышленности, где все детали должны быть изготовлены с высочайшей точностью и обладать высоким уровнем надежности.
Автомобилестроение
Инфракрасные нагревательные элементы применяются в производстве автомобилей и их комплектующих.
Они пользуются стабильным спросом у производителей автомобилей.
Как правило данные нагревательные элементы изготавливаются на заказ. В автомобилестроении они используются для термоформовки, склеивания, термоусадки и т.д.
Когда дело доходит до работы с лучшим производителем автомобилей в Великобритании – невозможно обойтись без инфракрасных нагревательных элементов.
Уже на протяжении трех лет один из ведущих производителей автомобилей в Великобритании использует инфракрасные нагреватели в области производства автомобильных панелей. Производитель сталкивался с трудностями соединения составляющих частей и проблемой ограниченного пространства при производственном процессе.
Нельзя не отметить, что комплектующие компании заказчика обладали весьма высокими требованиями к техпроцессу.
Инфракрасный излучатель для сушки
Инженеры рассчитывали подходящий вариант ИК нагрева для обсушки и соединения составляющих в оптимальные сроки. Успешная работа в этой области положила начало сотрудничеству с этой компанией и в других сферах. Производственные ноу-хау в применении инфракрасных нагревателей неоценимы для компаний производителей автомобилей, так как могут использоваться в ограниченном пространстве, сокращают время техпроцесса, повышают производительность.
В автомобильной промышленности инфракрасные нагревательные элементы применяются для склеивания различных частей панелей и т.д.
В процессе обогрева применяются различные типы инфракрасных нагревательных элементов. Подобные нагревательные элементы обеспечивают умеренный нагрев. Нагрев производится с использованием измерительных приборов, которые точно замеряют температуру нагрева. Среднее время процесса составляет около 17 минут.
Измерение скорости известно человечеству со времен Древнего Рима. В наше время в этой сфере особо важными становятся вопросы эстетики и производительности.
Инфракрасные нагревательные элементы активно используются немецкими производителями автомобилей. Они используются для термоформовки и других аспектов производства. Ключевые требования при производстве спидометров – точность, надежность, эстетичный внешний вид. Нынешняя популярность производства трехмерных приборных панелей также требует соответствия нагрева технологическому процессу и точного контроля температуры.
Проводка является очень важной частью любого автомобиля.
Инфракрасные нагревательные элементы используются при обжимке проводов, изготавливаемых для автомобилей, для закрепления лобового стекла автомобилей, так как прекрасно подходят для выполнения подобных задач. Они отличаются надежностью и точностью в работе, высокой стабильностью и эффективностью, что полностью соответствует растущим темпам производства проводки для автомобилей.
Инновационные технологии, применяемые в работе ИК нагревательных элементов, незаменимы при сушке и нагреве резиновых прокладок и самого стекла.
Стоит отметить, что при работе с инфракрасными нагревателями для закрепления стекла применялся абсолютно такой же клей, как и при обычном производстве. Также, подобные нагревательные элементы применяются и для демонтажа стекол, позволяя значительно снизить время этого процесса.
Добывающая промышленность
В последнее время инфракрасные нагревательные элементы активно применяются в добывающей промышленности. Основные сферы применения: добыча нефти, газа и минералов
Медицина
Масштабы применения инфракрасных нагревательных элементов в области медицины непрерывно увеличиваются.Они используются в медицинских центрифугах и саунах. Недавние медицинские исследования показали, что инфракрасное излучение имеет нейтрализующее воздействие на насекомых и вирусы. Доказано, что инфракрасное и ультрафиолетовое излучение убивает вирусы.
Применение инфракрасных нагревательных элементов в медицине:
- лечение астмы
- борьба с постельными клопами
- медицинские центрифуги
- инфракрасное излучение
- ик излучатели для сауны
Инфракрасный нагреватель для паяльных станций
Керамические и кварцевые ИК нагревательные элементы активно применяются в работе паяльных станций. Применение подобных инфракрасных нагревательных элементов позволяет получить равномерный и точный нагрев, они подогревают объекты пайки до нужной температуры. Как правило, в паяльных станциях применяют инфракрасный нагревательный элемент небольшого размера.
Пищевая промышленность
Промышленные инфракрасные обогреватели применяются для нагрева, кипячения и поддержания температуры продуктов питания. Подобные ИК нагревательные элементы используются в специальных печах.
Производство стекла
Традиционные способы производства стекла дорогостоящие и требуют большого количества ресурсов. Применение инфракрасных нагревательных элементов снижает стоимость производство и уменьшает затраты электроэнергии. Помимо этого, использование данных нагревателей для изготовления стекла позволяет производить стекло большей прочности и для более широкого спектра применения.
Строительство
В наши дни требования к качеству строительных материалов становятся все выше. Инфракрасные нагревательные элементы используются при изготовлении стройматериалов, которые применяются при строительстве в сложных условиях в плане ландшафта и температур. Инфракрасные нагреватели могут быть использованы при изготовлении пластиковых и металлических труб.
Термоформовка
Бытует мнение, что термоформовка пластика требует большего количества потребляемой энергии и уступает в качестве отливке пластмасс. Однако, применение при термоформовке инфракрасных нагревательных элементов значительно повышает ее качество и снижает затраты электроэнергии, повышает производительность и, следовательно, окупаемость готовой продукции, а также значительно продлевает срок службы оборудования.
Применение инфракрасных нагревательных элементов обладает рядом преимуществ:
- уменьшение износа оборудования
- устранение ряда проблем, характерных для отливки пластика
- не требует изменений в работе оборудования
- высокая теплопередача
- улучшения качества продукции
- снижение времени, требуемого для производства продукции
- возможность изготовления более сложных деталей
- улучшение условий работы для операторов оборудования.
Таким образом, логичнее применять ИК нагреватель при термоформовке, чем закупать новое дорогостоящее оборудование. Подобное решение куда выгоднее с экономической точки зрения.
Упаковочная промышленность
Промышленные инфракрасные обогреватели применяются при производстве пластмассовых емкостей. Подобные нагревательные элементы используются при термоформофке пластика и значительно повышают эффективность производства. Применение инфракрасных нагревательных элементов позволяет снизить потребление электроэнергии на 40% при термоформовке.
Инфракрасные лампы в животноводстве – подробнее →→→
Инфракрасные нагревательные элементы активно применяются для обогрева в животноводстве. Также, они используются для обогрева в террариумах.
Керамические ик нагревательные элементы наилучшим образом подходят для обогрева террариумов. Это связано с тем, что подобные инфракрасные нагреватели не только осуществляют нагрев, но и освещают террариум. Для освещения террариума нельзя использовать яркий свет, так как это может нарушить цикл жизнедеятельности рептилий. Инфракрасный нагревательный элемент практически не излучает видимого света. Нельзя не отметить, что он обеспечивает прекрасный нагрев в ограниченном пространстве.
Применение инфракрасных нагревательных элементов в животноводстве, в особенности на птицефабриках, актуально по тем же причинам. Они обеспечивают сильный нагрев и являются источником умеренного света.
Панели (излучательные зоны) на основе промышленных инфракрасных обогревателей
Панели с использованием инфракрасных излучателей применяются для нагрева различных объектов и получили самые хорошие отзывы.
Обычная панель состоит из инфракрасных нагревателей, соединённых между собой с помощью двухполюсных керамических блоков, токопроводящих шин, высокотемпературных проводов. Для возможности управления температурой, панель может содержать нагреватели со встроенной термопарой.
Инфракрасный нагреватель для сауны купить
Программа производства инфракрасных нагревателей нашего европейского партнёра охватывает все типы инфракрасных излучателей, использующихся в инфракрасных саунах и инфракрасных кабинах. Комбинирование различных рефлекторов с разными источниками излучения и мощностью позволяет создавать каждую тепловую сауну и кабину по индивидуальному заказу. Все инфракрасные излучатели для сауны комбинируются друг с другом, благодаря чему в инфракрасных саунах и кабинах достигаются оптимальные условия. Возможны абсолютно все комбинации, например: сзади и по бокам – плоский инфракрасный нагреватель для сауны или ик нагреватель для сауны из оксида магния, а спереди керамический инфракрасный излучатель для сауны или ИК излучатель для сауны из оксида магния. Ниже мы хотим ознакомить Вас с различиями между предлагаемыми ик нагревателями для сауны.
ceramicx (керамикс)
Инфракрасные нагреватели для сауны – подробнее:
Инновационный центр в сфере инфракрасного излучения
Инновационный центр в сфере ИК излучения был основан с целью увеличения производительности и расширения сфер применения инфракрасных излучателей во всех сферах промышленности и повседневной жизни.
Центр будет заниматься и рассказывать о:
- передовых исследованиях в области инфракрасного излучения;
- международными исследованиями и проектами;
- контрактными исследованиями для компаний, работающих в сфере энергетики, инженерии и бытовой техники.
Также центр будет:
www.promnagrev.ru
В статье «Электрические нагревательные элементы» было рассказано в основном о трубчатых нагревательных элементах – ТЭНах и об открытых спиралях. Кроме этого существует еще множество других элементов, некоторые из которых практически ровесники открытой спирали, а другие появились относительно недавно, благодаря развитию современных технологий. Об этих нагревателях, новых и не очень, и будет рассказано в этой статье.
Инфракрасные нагревательные элементы
Применяются в различных устройствах, прежде всего инфракрасных обогревателях для отопления помещений. Попросту говоря, это отопительные приборы, создающие комфорт в доме, квартире, офисе или цехе. Для различных условий применяются самые разнообразные конструкции обогревателей. Инфракрасные нагреватели могут применяться также в различном технологическом оборудовании, где требуется нагрев каких-то предметов.
Ярким примером такого технологического оборудования являются инфракрасные паяльные станции и современные лабораторные нагревательные шкафы и печи. Широко используется ИК нагрев в групповой пайке печатных плат с компонентами SMD.
Описание этого процесса опубликовано в журнале «Технологии в электронной промышленности №3, 2007». Статья называется «Инфракрасный нагрев в технологии пайки поверхностного монтажа», автор статьи В. Ланин. В статье приводятся очень интересные факты, как уже ставшие историей, так и имеющие место быть. Схема установки для инфракрасной пайки показана на рисунке 1.
Рисунок 1. Установка групповой пайки с ИК нагревом: 1 — вытяжная вентиляция, 2 — матрица ИК ламп, 3 — плата, 4 — ИК лампа, 5 — отражатель, 6 — устройство охлаждения, 7 — конвейер
ИК излучение, что это, и как оно работает
Инфракрасное излучение является одной из составных частей солнечного спектра. ИК лучи находятся в самой низкочастотной зоне солнечного света. Именно они несут нам на Землю тепло. При этом инфракрасные лучи беспрепятственно проходят сквозь воздух, нисколько не нагревая его. Нагревается земная поверхность, и все, что встречается на пути солнечных лучей. И только потом, от теплых предметов согревается воздух. Вот почему утром воздух прохладен, пока не взойдет Солнце. В точности также работают инфракрасные нагреватели, являющиеся основой промышленных и бытовых обогревателей.
Конечно, спектр рукотворных ИК нагревателей не столь широк, как у солнечного света, и находится в длинноволновой области ИК диапазона с длиной волны λ = 50—2000 мкм. Причем, чем меньше температура нагретого тела, тем больше длина волны. Вообще, диапазон ИК излучения намного шире и делится на три поддиапазона
• коротковолновая область: λ = 0,74—2,5 мкм,
• средневолновая область: λ = 2,5—50 мкм,
• длинноволновая область: λ = 50—2000 мкм,
но инфракрасные нагревательные элементы работают только в длинноволновой части ИК спектра. Различные ИК нагревательные элементы являются основой для создания инфракрасных обогревателей. Поскольку тепло от инфракрасных нагревательных элементов передается в основном теплоизлучением, то их часто называют инфракрасными излучателями.
Как устроены ИК обогреватели
В сущности, конструкция ИК обогревателя проста и незатейлива: нагревательный элемент – излучатель помещен в корпус той или иной конструкции, внутри корпуса имеется рефлектор – отражатель, клеммы для подключения излучателя, а снаружи клеммы для внешних проводов. На рисунке 2 показан именно такой простенький вариант обогревателя.
Рисунок 2. Конструкция ИК обогревателя: 1 — отражатель (рефлектор), 2 — защитная сетка, 3 — переключатель, 4 — крепежная скоба, 5 — инфракрасная карбоновая лампа, 6 — крышка, 7 — клеммная коробка, 8 — шнур питания, 9 — вилка.
Сразу бросается в глаза, что обогреватель данной конструкции очень похож на прожектор для галогенных ламп, применяемый для подсветки рекламы, фасадов зданий, ступенек крыльца, части двора возле дома. В общем, какого-то сравнительно небольшого участка, так называемое локальное освещение.
Поэтому с помощью ИК обогревателей тоже возможен обогрев не всей площади помещения, а лишь какой-то его части. Экономия электроэнергии заметна невооруженным глазом: зачем греть все помещение, если можно нагреть всего один угол? Пример индивидуального обогрева офисного работника показан на рисунке 3.
Рисунок 3. Точечный ИК обогрев
Это как раз тот вариант обогрева, который можно получить, используя обогреватель, показанный на рисунке 2. Если требуется сделать отопление, например в кафе, то понадобятся обогреватели несколько иной конструкции, которые можно установить в потолок, наподобие светильников с дневными лампами. Такой вариант показан на рисунке 4. В принципе, обогреватели можно развесить над каждым столиком, либо просто в шахматном порядке.
Рисунок 4. Полный обогрев
Подобных схем обогрева можно найти немало, ведь ИК обогреватели используются для отопления достаточно больших помещений: мастерских, складов, цехов, а то и вовсе небольших площадок на открытом воздухе. Например, это может быть беседка возле дома или веранда ресторана со столиками. В ИК обогревателе, показанном на рисунке 2, применяется инфракрасная карбоновая лампа, что это такое, как она устроена и какие у нее свойства?
Карбоновая лампа
Представляет собой вакуумную трубку из кварцевого стекла, внутри которой размещен излучающий элемент, сделанный из углеродного (карбонового) волокна, точнее из нескольких волокон свитых в жгут. Иногда этот излучающий элемент называют карбоновой спиралью, хотя это и не совсем правильно.
Карбоновое волокно появилось сравнительно недавно, но завоевало большую популярность в различных технологиях. Из него делаются не только карбоновые излучатели. С помощью специальных технологий из карбоновых волокон делают углепластики.
Спектр применения углепластиков очень широк, примерно около двадцати направлений: от авиастроения и ракетной техники до струн для музыкальных инструментов. Широко применяются углепластики в автомобилестроении, главным образом, в спортивных автомобилях. Те, кто увлекается любительским и спортивным рыболовством, по достоинству оценили все прелести карбоновых удилищ.
Карбоновое волокно имеет волокнистую структуру, что значительно увеличивает площадь излучения. Эта площадь в десятки и сотни раз превышает площадь спирали из нихрома, вольфрама, керамики, фламентина или других материалов. Такая развитая площадь приводит к тому, что теплоотдача карбонового волокна на 30…40% выше, чем у обычных нагревательных элементов.
При подаче напряжения карбоновое волокно разогревается мгновенно, сразу начинается выработка лучистого тепла, причем, без вредного излучения в ультрафиолетовой части спектра. Повышенная теплоотдача карбонового волокна приводит к более экономному расходу электроэнергии, нежели у обычных нагревателей из нихромовой спирали.
При одинаковой потребляемой мощности карбоновые нагреватели вырабатывают большее количество тепла. Тепло при этом не уходит под потолок, как в случае отопления, например, масляным радиатором или батареей центрального отопления.
Оптическое излучение карбоновых ламп совсем незначительно. Чуть видимое красное свечение вовсе не влияет на зрение, не ослепляет, но свечение все-таки заметно. На рисунке 5 показан работающий бытовой обогреватель на основе карбоновых ламп.
Рисунок 5. Работа карбонового обогревателя
В верхней части обогревателя находятся переключатели, задающие режимы работы. В подставке обогревателя имеется электропривод, создающий покачивания обогревателя в разные стороны, наподобие того, как это делают вентиляторы. Этими поворотами достигается увеличение площади обогрева.
Смотрите также по этой теме: Интересные факты об инфракрасном отоплении
Керамические инфракрасные нагреватели (излучатели)
Представляют собой обычный ТЭН, «заточённый» в керамическую оболочку – корпус. Теплом от ТЭНа разогревается керамика, а уже от нее тепловые лучи излучаются во внешнюю среду. Керамическая оболочка имеет площадь в несколько раз превышающую площадь ТЭНа, поэтому тепло отдается более активно.
Внешний вид керамического обогревателя показан на рисунке 6. Подобные нагреватели часто называют панельными инфракрасными нагревателями. Форма нагревательных панелей самая разнообразная. Нагреватель может быть плоским, вогнутым или, наоборот, выпуклым.
Рисунок 6. Внешний вид керамического нагревателя
На передней поверхности можно рассмотреть конфигурацию ТЭНа, на задней поверхности находятся проволочные выводы изолированные керамическими бусами. Рабочая температура керамических нагревателей 700…750 градусов, удельная поверхностная мощность до 64Квт/м2. Мощность керамических нагревателей может находиться в пределах от нескольких десятков ватт, до нескольких киловатт. Что называется, на все случаи жизни.
Некоторые типы керамических нагревателей имеют открытую, видимую спираль, например типа HSR. Рабочая температура нагревателя 900 °C, нагреватель предназначен для быстрого разогрева. Внешний вид нагревателя HSR показан на рисунке 7.
Рисунок 7. Нагреватель типа HSR
Керамические ИК нагреватели бывают трех типов: объемные (сплошные), полые, а также нагреватели со встроенной термопарой. Объемные элементы достаточно инерционны, долго разогреваются и медленно остывают. В тех случаях, когда нужно периодическое включение/выключение нагревателя, применяются полые нагреватели.
Они менее инерционны, что позволяет применять их в различных технологических процессах, где требуется поддержание точной температуры рабочей среды с помощью периодического включения/выключения излучателя. За счет пониженной массы скорость разогрева пустотелых излучателей на 40% выше, чем у объемных.
В отличие от объемных излучателей большая часть излучения полых излучателей направлена вперед. Излучению назад препятствует полый тепловой барьер с задней стороны, что обеспечивает щадящий температурный режим для элементов корпусных конструкций, а также повышает КПД излучателя. По сравнению с объемными излучателями той же мощности снижение потребления электроэнергии достигает 15%.
При использовании объемного излучателя такое распределение тепла можно получить только с использованием рефлектора. Некоторые типы панельных ИК нагревателей имеют встроенную термопару типа K или J, что позволяет осуществлять точный контроль и регулирование температуры. Очень удобно для применения в технологических процессах.
Технологических процессов, где применяются ИК излучатели достаточно много. Вот только некоторые из них:
-
Сушка краски (двухкомпонентные краски, эпоксидные лаки),
-
Обработка пластмасс (вулканизация ПВХ, термоформовка пластиков АБС, полиэтилена, полистирола, части автокузова, порошковая покраска)
-
Сушка клеящих веществ,
-
Обработка продуктов питания (поддержание в нагретом состоянии, гриль, стерилизация и пастеризация),
-
Текстильные изделия (шелкография, переводные картинки на футболках, латексирование ковровых покрытий),
-
Красота и здоровье (инфракрасные тепловые кабины, сауны)
Инфракрасные керамические лампы Эдисона
Относятся к полым керамическим излучателям, выпускаются с цоколем E27, как у обычной лампы накаливания. Этот цоколь давным-давно был изобретен великим изобретателем Т. Эдисоном. Именно буква «E» в названии цоколя увековечивает имя изобретателя, а 27 это диаметр цоколя в миллиметрах. Конструкция очень удобная: просто ввернули в патрон вместо лампы накаливания, и сразу стало тепло!
Считается, что эти обогреватели, чаще всего, применяются в животноводстве. Даже на китайских сайтах с бесплатной доставкой, из корявого машинного перевода с английского языка, можно понять, что эти обогреватели предназначены для коровников, птичников и свинарников.
Почему нельзя такой излучатель повесить если не дома, то хотя бы на рабочем месте? Ведь далеко не секрет, что наши работодатели не особо утруждают себя созданием нормальных условий на рабочих местах: летом не хватает кондиционера, а в осеннюю пору, пока еще не включили отопление, приходится в цехе, мастерской или в конструкторском отделе одеваться в ватную телогрейку.
Для обогревателей Эдисона выпускаются металлические рефлекторы, что позволяет увеличить теплоотдачу в нужном направлении и снизить тепловое воздействие на стены и потолки. Собственно для этих же целей служат и рефлекторы, используемые с другими типами нагревателей. Внешний вид обогревателя с цоколем E27 показан на рисунке 8.
Рисунок 8. Инфракрасная лампа Эдисона
Естественно, что вкручивать такие «лампочки» надо в высокотемпературный керамический патрон.
Кварцевые и галогеновые излучатели
Представляют собой запаянную вакуумную трубку из кварцевого стекла, внутри которой находится спираль из металла с высоким сопротивлением. По сути дела, это обычные галогенные лампы с вольфрамовой спиралью. В зависимости от конструкции спирали излучатели делятся на два диапазона ИК излучения, – излучатели средневолнового диапазона и излучатели коротковолнового диапазона.
В первых из них спираль имеет звездчатую форму, во вторых внутри кварцевой трубки находится поддерживаемая нить накала, что прекрасно просматривается сквозь прозрачное кварцевое стекло. Спрашивается, зачем делать спирали различной конструкции, что получается в результате таких технологических изысканий?
Галогеновые излучатели с поддерживаемой нитью накала работают в высокочастотном диапазоне ИК, и обеспечивают возможность нагрева до 2600 °C. Этот нагревательный элемент имеет высокую мощность, очень быстрое время реагирования, что делает его незаменимым в коротких циклических процессах, где требуется высокая удельная мощность.
Нагревательные элементы для обогрева плоскостей
Нагрев до столь высоких температур нужен далеко не всегда, и в этих случаях приходится применять другие нагреватели, которые передают тепло не излучением, а находясь в непосредственном контакте с нагреваемым предметом. При этом нагревается поверхность определенной площади и формы, как плоская, так и криволинейная. Одним из таких типов нагревателей являются плоские эластичные нагреватели, изготовленные из силикона.
Силикон это кремнийорганический полимер, состоящий из атомов кремния и углерода. В зависимости от молекулярной массы эти полимеры могут быть жидкими (кремнийорганические жидкости), эластичными (кремнийорганические каучуки) или твердыми продуктами (кремнийорганические пластики).
Кремнийорганические полимеры обладают хорошими диэлектрическими характеристиками, отличаются высокой термостойкостью, хорошими водоотталкивающими свойствами, физиологической инертностью, что позволяет использовать их для создания плоских нагревательных элементов. Такая конструкция называется силиконовыми нагревательными матами, и применяется в тех случаях, когда необходим равномерный нагрев какой-либо поверхности.
Силиконовые нагревательные элементы
Представляют собой конструкцию из двух слоев силикона, между которыми размещается нагревательный провод или вытравленная нагревательная пленка, что позволяет получить самые различные параметры нагревателя. Для увеличения механической прочности силикон армируется текстильным стекловолокном.
Эти нагреватели обладают высокой скоростью реагирования (малое время нагрева/остывания), точность поддержания температуры достаточно высока, особенно, если нагреватель оснащен сенсором температуры и термостатом.
Геометрические размеры силиконовых матов невелики, толщина нагревателей начинается от 0,7 мм, что позволяет использовать их в самых различных областях, начиная от аэрокосмических аппаратов и заканчивая подогревом бочек с маслами или красками.
Силиконовые нагреватели имеют повышенную устойчивость к влаге и сырости, поэтому они рекомендуются для лабораторного оборудования, применения в сфере общественного питания, а также для защиты электронной аппаратуры от замерзания и конденсата. Единственным ограничением к применению силиконовых нагревательных элементов может служить относительно низкая рабочая температура: 200 °C в режиме длительной эксплуатации и 230 °C кратковременно. Внешний вид силиконовых нагревателей показан на рисунке 9.
Рисунок 9. Силиконовые нагреватели
Нагреватель из вытравленной пленки показан на рисунке 10. Естественно, что эта проводящая дорожка показана условно, на самом деле она закрыта другим слоем силикона.
Рисунок 10.
Нагреватели с вытравленными элементами, также, как и нагреватели с нагревательным проводом выпускаются самых различных форм и размеров, однако, вытравленные элементы позволяют получить самые разнообразные схемы распределения тепла. Кроме того бОльшая площадь вытравленного нагревательного элемента обеспечивает бОльшую плотность мощности и равномерность распределения тепла. Расстояние между вытравленными проводниками можно получить несколько меньше, чем в случае применения нагревательного провода.
Для удобства монтажа многие силиконовые нагреватели с обратной стороны оснащаются самоклеющейся пленкой. Современные клеевые технологии позволяют создать прочные соединения даже при повышенной температуре, на которой работают силиконовые нагреватели, поэтому соединение получается надежным и долговечным.
Нагреватели для бочек часто называются тепловыми рубашками. Такие же рубашки существуют для обогрева контейнеров, а также днищ бочек и контейнеров. Естественно, что эти нагреватели плоские, а их размеры соответствуют размерам бочек или контейнеров. Миканитовые нагреватели
Также относятся к плоским нагревательным элементам. Их основой служит миканит – слюдяная бумага. Ее основа крошка из природной слюды, скрепленная жаростойким связующим составом. Несколько слоев такой бумаги спрессовываются и подвергаются обработке под высоким давлением и температурой, в результате чего получаются пластины требуемого размера.
Для обеспечения эксплуатационных качеств и механической прочности миканитовые «сэндвичи» выпускаются в корпусе из тонкого металла, что позволяет создавать нагреватели различной формы. На рисунке 11 показаны плоский миканитовый нагреватель и нагреватель в виде манжеты. Подобные нагреватели применяются в оборудовании для обработки пластмасс, температура плавления которых находится в диапазоне 180…240°C, что вполне допустимо для миканитовых нагревателей.
Рисунок 11. Миканитовые нагреватели
Для улучшения теплопередачи нагреватели в металлических корпусах прижимаются к нагреваемому элементу с помощью металлических скобок и хомутов, а то и просто обвязываются проволокой.
В настоящее время существует великое множество различных систем и конструкций нагревателей, позволяющих выполнять любые технологические задачи. В этой статье было рассказано лишь о незначительной их части. Если кто-то заинтересовался этой проблемой всерьез, конкретно каким-либо типом нагревателя, технологией его применения, то подобную информацию всегда можно найти в поисковых системах Интернета.
Смотрите также: Современные бытовые электрические обогреватели
electrik.info