Emetteurs infrarouges à gaz pour locaux industriels: appareil, principe de fonctionnement, variétés

Les appareils IR qui génèrent des flux de chaleur et de lumière sont activement utilisés dans divers domaines de la production et de l'économie privée. Les émetteurs infrarouges à gaz les plus populaires pour les locaux industriels. Leur action est basée sur la capacité d'un corps chauffé à libérer la chaleur reçue dans l'espace.

Vous apprendrez tout sur les principes de fonctionnement des équipements infrarouges dans notre article. Nous parlerons des variétés d'équipements infrarouges et de leurs différences caractéristiques. Présentation de modèles leaders du marché.

L'essence du rayonnement infrarouge

Le rayonnement infrarouge diffère de la lumière visible ordinaire et familière. Ils sont similaires en vitesse avec laquelle ils se propagent et traversent l'espace. Les deux variétés sont capables de se réfracter, de se refléter et de se rassembler «en faisceau».

Contrairement au rayonnement lumineux ordinaire, qui est des ondes électromagnétiques, le flux infrarouge a à la fois des propriétés ondulatoires et quantiques. Autrement dit, il transfère à la fois la lumière et la chaleur.

La lumière ordinaire et le rayonnement infrarouge sont tous deux des flux d'ondes électromagnétiques. La différence est que dans le premier cas, le composant visible prévaut, dans le second - le composant visible est combiné avec le thermique

La lumière fournie par les appareils infrarouges se déplace par vagues. Les vibrations de la lumière électromagnétique se situent dans le segment spectral de 760 nm (nanomètres) à 540 microns (micromètres). La chaleur générée par les émetteurs IR est un flux de quanta. Leur énergie varie de 0,0125 à 1,25 eV (électron-volt).

La chaleur et le flux lumineux émis par les appareils infrarouges sont interconnectés. Avec l'augmentation de l'intensité lumineuse, le flux de chaleur quantique diminue. Selon la température, le rayonnement infrarouge peut être perçu et non perçu par nos yeux. Le rayonnement thermique n'est pas détecté visuellement.

Cette spécificité du rayonnement infrarouge est utilisée dans l'industrie pour accélérer les processus de polymérisation et de solidification. La partie thermique du rayonnement infrarouge permet de déterminer la présence et l'emplacement d'une personne ou d'un animal dans une période nocturne mal éclairée et non éclairée.

Les appareils de chauffage infrarouge émettent de la lumière en combinaison avec l'énergie thermique utilisée pour la formation d'un microclimat confortable sur les campings, dans les ateliers, dans les ateliers de production, les élevages de volailles, les serres et de nombreux autres objets

Le fonctionnement non standard d'appareils infrarouges émettant de la lumière en combinaison avec de la chaleur est devenu la base du développement des appareils de vision nocturne. Il est utilisé dans la détection de défauts, au moyen d'une alarme cachée et dans des dispositifs techniques pour photographier dans l'obscurité.

Les deux composants rayonnement infrarouge ne se dissipent presque pas dans l'espace traité, ils semblent se concentrer sur des objets dans la zone de leur influence. La chaleur pénètre dans le corps de l'objet chauffé, la profondeur de pénétration dépend des propriétés, de la structure et du matériau de l'objet. La profondeur varie d'un dixième de mm à plusieurs mm.

Des radiateurs infrarouges sont installés au sol, fixés aux murs, suspendus au plafond. Les appareils sont caractérisés par une combustion sans flamme, une conservation de l'oxygène dans l'espace environnant, ne soulèvent pas les colonnes de poussière, contrairement aux convecteurs

Lorsqu'elle est utilisée à des fins industrielles, la longueur d'onde des émetteurs infrarouges est sélectionnée en fonction des caractéristiques techniques de l'objet ou de la substance. Les rayons infrarouges traversent librement la masse d'air, de sorte que le chauffage est effectué sans pertes notables. Cette circonstance est à juste titre considérée comme un avantage de poids dans la production.

En plus de chauffer et d'éclairer la zone traitée par l'appareil, des émetteurs infrarouges permettent de résoudre les problèmes suivants:

Types de sources infrarouges

Les sources de rayonnement infrarouge les plus simples nous sont familières. lampes à incandescencefonctionnant sous basse tension. Dans de telles conditions, ils émettent principalement des flux infrarouges. La proportion d'ondes électromagnétiques légères est négligeable, mais elle est néanmoins déterminée optiquement.

Désormais à la disposition des consommateurs privés, des entreprises de construction et de fabrication, de nombreux types d'émetteurs infrarouges.

La portée de leur application est déterminée par:

• température de fonctionnement;
• la valeur maximale de la longueur d'onde;
• une zone dans laquelle le flux infrarouge est uniformément distribué.

Compte tenu des caractéristiques ci-dessus, ils choisissent un dispositif rayonnant conçu pour résoudre des problèmes spécifiques.

Les types d'émetteurs infrarouges les plus courants comprennent:

• Lampes avec dispositifs réfléchissants miroir. Au rayonnement maximum, leur longueur d'onde est de 1,05 µm.
• Lampes à tube de quartz. Leur longueur d'onde au rayonnement maximum est de l'ordre de 2 à 3 microns.
• Radiateurs à tige non métalliques. Structurellement, ils sont complétés par des réflecteurs, la longueur d'onde maximale est de 6 à 8 microns.
• Radiateurs électriques tubulaires. Largement utilisé dans la vie quotidienne, utilisé dans les appareils de production avec éléments chauffants.
• Brûleurs infrarouges. Ils sont équipés de buses perforées en céramique ou en métal. Ils sont utilisés dans la construction pour le chauffage des espaces extérieurs et intérieurs lors de la construction d'un bâtiment, des travaux de finition.

Des sources de rayons infrarouges ont trouvé une application dans la ferme. Avec leur aide, le chauffage des jeunes volailles et des animaux domestiques récemment nés est effectué. Les émetteurs sont installés dans des serres pour stimuler la croissance des variétés cultivées, dans les ovins et les greniers à sécher.

Les sources de flux infrarouges sont divisées en:

• Lampes infrarouges. Ce sont des émetteurs «légers» et des dispositifs fournissant un rayonnement thermique.
• Radiateurs. Appareils utilisés pour chauffer des espaces clos et des espaces ouverts. Parmi eux, des modèles propulsés par des carburants électriques, liquides ou gazeux. L'élément chauffant peut être soit un élément chauffant, soit une spirale en alliage à haute résistance.

Selon la classification par longueur d'onde, les sources infrarouges sont divisées en deux groupes principaux: l'obscurité et la lumière. Les premiers fonctionnent en émettant de longues ondes dans l'espace, les seconds - courts.

Emetteurs IR sombres et clairs

Par définition, les sources «lumineuses» sont capables d'émettre de la lumière. Les flux qu'ils émettent sont perçus par la vue, bien qu'il soit encore difficile de les nommer et de les utiliser précisément à cette fin.

Les appareils «sombres» fournissent un flux de chaleur invisible aux humains, détecté par la peau de l'utilisateur, mais non détectable visuellement. La valeur limite entre «clair» et «sombre» est considérée comme une longueur d'onde de 3 μm. La température limite de la surface chauffée est de 700 °.

La propriété des émetteurs infrarouges de fournir de l'énergie thermique est activement utilisée dans les serres, les poulaillers et les fermes pour soutenir les jeunes animaux

Le représentant le plus célèbre de l'unité de chauffage "sombre" est poêle russe en brique, plusieurs siècles ont réussi à chauffer des bâtiments de faible hauteur. Parmi les «brillantes», on le comprend déjà, une ampoule à incandescence apparaît si elle ne fournit pas plus de 12%. Son énergie principale est dirigée vers la génération de chaleur.

Caractéristiques des dispositifs d'éclairage de l'appareil

Structurellement, les sources de lumière sont similaires à une lampe à incandescence typique. Cependant, il existe des différences dans les corps de chaleur. Pour les appareils infrarouges légers, la température ne peut pas dépasser la limite de 2270-2770 K. Ceci est nécessaire pour augmenter le flux de chaleur en réduisant l'émission lumineuse.

Tout comme avec les ampoules standard, un corps de filament de tungstène est placé dans un flacon en verre. Seule l'ampoule est équipée de réflecteurs, grâce auxquels toute l'énergie rayonnante est concentrée sur l'objet chauffé. Dans le même temps, une petite partie de l'énergie est dépensée pour chauffer la base de l'ampoule.

Le ballon des sources infrarouges lumineuses est chauffé à des températures élevées, car il participe également au processus de transfert de chaleur vers l'espace. L'énergie thermique d'une ampoule chauffée n'est pas focalisée par le réflecteur et va dans un espace impraticable, et c'est un composant qui réduit l'efficacité de l'appareil.

De par leur conception et leur méthode de connexion, les lampes infrarouges sont très similaires aux ampoules à incandescence ordinaires. Cependant, leur température corporelle de travail est beaucoup plus basse, ce qui augmente considérablement leur durée de vie

Les performances d'une source infrarouge brillante ne dépassent pas 65% en moyenne. Il est augmenté en plaçant le corps de chauffe en tungstène dans un tube en verre de quartz ou un ballon similaire. Cette solution vous permet d'augmenter la longueur d'onde à 3,3 microns et de réduire la température à 600º.

Cette option est utilisée dans les chauffages infrarouges à quartz, dans lesquels un fil de nickel-chrome est enroulé autour de la tige de quartz et tout cela ensemble est situé dans un tube de quartz.

Les émetteurs infrarouges lumineux se caractérisent par une faible productivité. L'efficacité de leur flux infrarouge ne dépasse généralement pas 65%

L'essence de l'œuvre est la double utilisation du filament. La chaleur dégagée est utilisée en partie pour le chauffage direct et en partie pour augmenter la température de la tige de quartz. Une tige rouge chauffée génère également des flux de chaleur.

Les avantages des dispositifs tubulaires incluent raisonnablement la résistance de tous les composants en quartz et en céramique au négatif atmosphérique. L'inconvénient est la fragilité des pièces en céramique.

Les spécificités du travail et de la conception des radiateurs sombres

Les sources dites "sombres" de flux infrarouges sont beaucoup plus pratiques que leurs homologues "claires". Leur élément rayonnant dans la structure diffère pour le mieux. Le conducteur chauffé lui-même ne rayonne pas d'énergie thermique, il est fourni par la coque métallique environnante.

En conséquence, la température de fonctionnement de l'appareil ne dépasse pas 400 - 600º. Pour que l'énergie thermique ne soit pas gaspillée, les émetteurs sombres sont équipés de réflecteurs qui redirigent les flux dans la bonne direction.

Les émetteurs à ondes longues du groupe sombre n'ont pas peur des chocs et des effets mécaniques similaires, car un élément polymère ou céramique fragile est protégé par une coque métallique et une couche de protection thermique. L'efficacité des émetteurs de ce groupe atteint 90%.

Mais ils ne sont pas sans défauts. Les éléments chauffants du groupe sombre dépendent des caractéristiques de conception de l'appareil. Si la distance entre l'élément rayonnant principal et la surface de l'appareil est grande, il sera lavé et refroidi par l'air qui circule. L'efficacité est ainsi réduite.

En raison des caractéristiques de conception, des modèles sombres sont installés pour chauffer les pièces à faible plafond et les zones nécessitant une alimentation en chaleur linéaire. Éclairage - où le traitement des pièces avec un haut plafond et des zones allongées verticalement est requis.

Brûleurs à gaz comme source de rayons infrarouges

Les appareils dans lesquels se produit un traitement de gaz sans flamme sont appelés brûleurs à gaz ou émetteurs infrarouges à gaz. L'énergie thermique libérée avec une grande tension est transférée dans l'espace à travers la surface rayonnante de l'unité.

Ce sont des radiateurs infrarouges à gaz de type brûleur qui sont utilisés à l'échelle industrielle lors des travaux de construction et d'installation. La quantité prédominante d'énergie thermique est transmise par les buses des brûleurs en céramique.

Comme les buses sont utilisées:

• plaques de céramique perforées plates ou gaufrées;
• plaques en céramique à pores uniformément répartis;
• éléments en céramique avec un tamis nichrome à mailles, mailles métalliques et toutes sortes de buses catalytiques.

Tous les types de trous ci-dessus dans un élément en céramique ou en métal sont des canaux d'incendie.

La génération de chaleur par la buse catalytique est basée sur le processus d'oxydation activé lorsque le gaz est fourni à la plaque

Le gaz principal pour le fonctionnement de ce type d'émetteurs infrarouges est le gaz, ainsi que sa version liquéfiée ou les gaz créés artificiellement. En Russie, les brûleurs sont conçus pour le traitement du gaz liquéfié et principal. L'équipement étranger est principalement conçu pour le traitement des options liquéfiées et artificielles.

Les brûleurs à gaz infrarouges traitent du gaz avec un facteur de combustion de la masse d'air de pratiquement un. Ils travaillent sur le gaz principal, liquéfié et artificiel

Si les règles de fonctionnement ne sont pas enfreintes, les produits de combustion issus du fonctionnement du brûleur à gaz sont émis en quantité minimale avec une légère teneur en oxydes d'azote et en monoxyde de carbone.

Pour fournir du gaz, les brûleurs à gaz infrarouge (GIG) sont équipés de buses à travers lesquelles le gaz est pompé à grande vitesse. Cette alimentation en gaz assure l'injection d'air nécessaire à la combustion. Il est «poussé» par un débit à grande vitesse à travers l'injecteur dans la chambre de distribution.

Une structure métallique est située au-dessus de la buse rayonnante de l'appareil. Il augmente l'efficacité et sert de support à la vaisselle, si les brûleurs sont cuits

Le gaz non seulement injecte de l'air, mais se mélange également avec lui dans l'injecteur, ce qui donne un mélange gaz-air adapté à une combustion complète. Ce mélange se déplace à la surface de la buse en céramique à travers ses pores, trous perforés ou fentes, où il brûle complètement en une couche mince d'une épaisseur ne dépassant pas 1,5 mm.

Brûleurs à buses plates en céramique

La quantité prédominante d'énergie thermique est transférée aux carreaux de céramique chauffés à des températures ultra-élevées en moins d'une minute.La surface extérieure de l'élément en céramique se transforme en une source supplémentaire de flux de chaleur.

Les buses en céramique représentent 40 à 60% du rayonnement transmis par un chauffage infrarouge à gaz industriel. Afin d'augmenter l'efficacité de l'appareil, un tamis à mailles est installé sur la buse. Pour augmenter la surface de transfert de chaleur, les carreaux perforés sont collés avec du mastic réfractaire.

Un indicateur important est le diamètre des canaux d'incendie. Cela dépend du gaz que l'appareil peut traiter. Le nombre total de trous dans le carreau de céramique dépend du diamètre. Plus ils sont nombreux, plus l'élément rayonnant sera fragile et sensible aux dommages mécaniques du GIG.

Radiateurs à ailettes

En plus des buses plates en céramique avec perforation, des éléments en relief sont utilisés. Dans ce cas, l'utilisation d'une surface nervurée stimule le flux d'échange de chaleur entre la surface rayonnante et le gaz brûlant. Les carreaux de céramique nervurés chauffent mieux, tandis que la charge thermique sur l'élément rayonnant n'augmente pas.

Les buses en céramique plates et nervurées sont chauffées jusqu'à 1473 K. Mais les éléments en céramique poreuse seulement jusqu'à 1237 K. La version poreuse est donc plus facile à fabriquer, donc moins chère. De plus, les déchets de l'industrie céramique sont utilisés dans sa production.

L'utilisation de buses en céramique avec un élément rayonnant en relief vous permet d'augmenter considérablement la zone qui transfère la chaleur au consommateur

L'épaisseur des carreaux poreux atteint 30 mm, ce qui augmente considérablement la résistance de la buse aux contraintes mécaniques. Lors du fonctionnement d'un brûleur avec une telle buse, le mélange gaz-air sortant de la chambre de distribution brûle jusqu'à 2 mm sur la surface extérieure du carreau de céramique.

La zone de combustion dans la buse poreuse se déplace de la surface extérieure à une profondeur de 3 à 5 mm. Dans ce cas, la température de chauffage atteint seulement 1123 K.

L'inconvénient des buses poreuses pour GIG est une résistance hydraulique excessivement élevée, en raison de laquelle il est impossible d'utiliser le gaz principal à basse pression en fonctionnement.

Equipement avec maille métallique

Cependant, tous ces types de buses sont en céramique, ce qui signifie que malgré l'épaisseur et toutes sortes de tours du fabricant qui veut augmenter la résistance, ils sont toujours fragiles. La fragilité est particulièrement gênante si l'appareil doit être constamment déplacé.

Par conséquent, pour chauffer les sites lors des travaux de construction ou d'installation, un type de brûleur plus durable équipé d'une double maille métallique a été développé. Dans un tel dispositif, le mélange gaz-air est traité dans l'espace entre la buse et les filets. La surface du maillage externe ne chauffe que jusqu'à 1023 K.

L'utilisation d'un treillis métallique a permis d'augmenter considérablement la puissance thermique de l'émetteur IR, ainsi que de protéger la buse en céramique des dommages

En GIG avec buses à mailles, ces éléments sont en alliages résistants à la chaleur avec du chrome et du nickel.Les buses sont faites de sorte que la taille du maillage du maillage supérieur permette à la flamme de passer librement, et celle du bas est minimale, critique pour le passage du feu. Ici, les émetteurs de chaleur infrarouges peuvent être à la fois des grilles ou un.

Si un brûleur infrarouge traite du gaz principal ou un mélange liquéfié propane-butane bouteille de gaz, seul le réseau supérieur est impliqué dans la distribution de l'énergie thermique. Si du gaz à faible charge est traité, les deux grilles émettent de la chaleur. De cette façon, le transfert de chaleur est augmenté.

Cependant, la valeur maximale de l'efficacité du GIG avec des grilles ne dépasse pas 60%, car la résistance hydraulique des buses est deux fois supérieure à celle des carreaux de céramique perforés de toutes les variétés. Certes, il est plus petit que celui des buses poreuses.

Appareils à puissance thermique accrue

Le rendement assez faible des émetteurs de gaz infrarouges avec des plaques et des grilles en céramique a conduit à rechercher des moyens d'augmenter la puissance thermique. Le résultat a été obtenu en introduisant un nouveau type de buse, qui est un panneau en céramique avec un certain nombre de fentes.

Dans la fente, les fentes ont une expansion soudaine, leurs ouvertures d'entrée sont plus petites que celles de sortie. Cette solution améliore l'efficacité du brûleur en recirculant les produits de combustion, c'est-à-dire leur retour à la base de la flamme dans le canal de feu. De plus, la flamme de ces modèles est plus stable et beaucoup moins susceptible de s'éteindre dans le vent ouvert.

Pour augmenter la puissance thermique, différentes techniques sont utilisées, dont l'une est le décalage des trous oblongs les uns par rapport aux autres. Cette solution contribue également à la protection contre le vent.

La section active des panneaux fendus représente en moyenne 55 à 60% de leur section totale réelle. Les brûleurs qui en sont équipés fonctionnent au gaz moyenne pression. Le plan extérieur de la buse est chauffé à 1723 K.

Résistant au vent

La stabilité du travail sous la charge du vent est un indicateur important pour le choix d'un brûleur infrarouge à gaz utilisé dans la construction ou l'assemblage des usines de production. Cette qualité est loin de tous les émetteurs infrarouges industriels qui traitent le gaz.

Pour les espaces extérieurs, des dispositifs spéciaux sont nécessaires qui:

• caractérisé par une injection stable, en fonction des rafales de vent;
• équipé d'un dispositif pour empêcher la déviation du jet sortant de la buse;
• protégé du refroidissement actif de la surface de rayonnement dû aux effets des vents.

Dans la fiche technique des équipements à gaz capables de chauffer avec un vent en rafales et de ne pas s'éteindre, la résistance au vent est indiquée. Cette caractéristique des brûleurs infrarouges produits dans le commerce est approximativement égale à celle des brûleurs directs, c'est-à-dire exposition frontale au vent et avec flux d'air latéral.

Une réduction du coefficient d'injection fait apparaître une flamme sur la surface extérieure du panneau rayonnant. Dans ce cas, la température baisse fortement. Réduit son air froid pénétrant dans la zone de combustion.

La résistance au vent est physiquement interconnectée avec la charge thermique spécifique et le volume d'air entrant dans la buse pendant la période de combustion. Avec un excès et une vitesse élevée du flux d'air, l'efficacité de l'émetteur infrarouge est réduite. Elle s'accompagne d'une réduction de l'apparition des flammes, d'un assombrissement de la surface rayonnante et de la terminaison de l'appareil en mode sans flamme.

Aperçu des fabricants de radiateurs infrarouges

Les appareils à gaz pour la formation d'un microclimat favorable sur le chantier de construction, dans l'atelier, l'atelier de production et les installations similaires sont produits par des entreprises nationales et étrangères.

Selon les consommateurs, la notation des produits de fabrication russe est menée par les brûleurs à gaz de la marque Solyarogaz. L'assortiment présenté par cette société comprend des modèles conçus pour chauffer des zones de différentes tailles. Les unités peuvent être utilisées dans les serres, les garages et les espaces ouverts.

L'un des équipements infrarouges à gaz les plus populaires sur le marché domestique et éprouvé dans la pratique est la gamme de brûleurs et poêles à gaz de la société Solyarogaz

Le seul inconvénient que les acheteurs et les vrais propriétaires de modèles de brûleurs à gaz et de poêles du fabricant de la capitale devraient prendre en compte est le manque de capteurs du système de sécurité. Compte tenu de quoi, ils peuvent être utilisés dans la vie quotidienne, mais dans le respect des mesures de précaution.

Les produits de la société Pathfinder ne sont pas inférieurs en popularité. Cependant, les produits de consommation et les options de voyage prédominent dans la gamme de produits proposés à l'acheteur.

Les carreaux utilisés à la fois dans le chauffage et dans la préparation de plats simples sont tout à fait justifiés; mini brûleurs de bombe aérosol.

Les excellentes caractéristiques des consommateurs ont reçu des radiateurs à gaz avec le logo Aeroheat. Cet équipement attire avec fiabilité, justifié par l'utilisation de composants de haute qualité, et un coût abordable. Les carreaux et les brûleurs à gaz de Dikson et Sibiryachka ont fait leurs preuves.

La liste des appareils de chauffage au gaz décents de fournisseurs étrangers est dirigée par des brûleurs à gaz et des poêles de la société sud-coréenne Kovea. Les produits de la marque sont activement utilisés dans de petits ateliers, sur des chantiers de peinture et de construction, en camping et en pêche.

Les poêles et brûleurs à gaz de Hyundai ne sont pas inférieurs en termes de qualité et de caractéristiques techniques aux appareils des fabricants européens. Dans certains indicateurs, ils dépassent même

Pour équiper les ateliers, des chauffages au gaz de la société italienne Sistema sont plus souvent utilisés. Les modèles de sud-coréens Hyundai, les poêles à gaz italiens Bartolini, qui peuvent être utilisés à la maison et au bureau, sont activement demandés. La fiabilité et le fonctionnement stable se distinguent par les poêles suédois Timberk, l'équipement chinois Ballu.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

L'auteur de la vidéo suivante vous expliquera en détail le principe de fonctionnement et les avantages des brûleurs à gaz IR:

Les détails de l'organisation du chauffage infrarouge sont présentés dans la vidéo suivante:

Les étapes d'installation d'un appareil de chauffage au gaz au plafond sont illustrées ici:

En Fédération de Russie, différents types de brûleurs infrarouges sont produits, y compris des modèles résistants au vent. La gamme proposée par l'entreprise vous permet de choisir un appareil pour chauffer les espaces extérieurs et intérieurs.

Il est important avant d'acheter de décider dans quel but et dans quelles conditions l'équipement sera utilisé, puis de choisir un modèle plus productif ou plus durable qui n'a pas peur des mouvements répétés.