Infračervené topné systémy jsou k dispozici již desítky let. Vzhledem k současnému růstu cen elektřiny se nyní stále více přechází na mnohé technologické procesy infračervené vytápění. Následujících několik tipů je obecnými body, které je třeba zvážit pro společnosti, které plánují používat infračervené zářiče ve svých výrobních závodech.
Jak funguje infračervené vytápění?
Infračervené systémy obsahují infračervené zářiče, ohřev objektu na vysoké teploty. Konečná teplota dílu je dána dobou, po kterou se udržuje v infračervené peci. Přenos IR energie se zvyšuje se zvyšujícím se rozdílem mezi teplotou ohřívače a teplotou ohřívané části.
Infračervené popř IR energie se skládá z elektromagnetických vln, které předávají energii přímo produktu rychlostí světla. Při vysokých okolních teplotách trouby se do vlhkosti vzduchu uvnitř rozptýlí málo energie a tato ztráta má malý vliv na výkon systému. Pokud se energie odrazí nebo nevstoupí do výrobku, neztratí se. Místo toho se infračervené paprsky odrážejí od vnitřních stěn pece, které mohou mít reflexní povrch, nebo jsou znovu vyzařovány na produkt z protilehlého ohřívače.
Všechny organické materiály, jako jsou barvy, prášky, plasty, filmy, tkaniny a papíry, mají jedinečná elektromagnetická absorpční spektra, která jsou stejně jako otisky prstů charakteristická pro složení materiálu. Absorpční spektra jsou obvykle založena na konkrétní tloušťce materiálu a budou vykazovat maximální a minimální vlnové délky. Tedy oblasti, kde materiál absorbuje infračervenou energii, oblasti, kde materiál propouští infračervené záření materiálem, a oblasti s částečnou absorpcí.
Na základě těchto znalostí lze pro každý materiál zvolit vlnovou délku ohřívače, která je účinná pro ohřev povrchu nebo celé tloušťky.
Určete, kdy použít infračervené a kdy konvekční vytápění
Konvektomaty – nejjednodušší způsob opětovného zahřátí produktu. Při konvekci, ať už v elektrickém nebo plynovém systému, se energie přenáší do produktu nejprve zahřátím vzduchu, který pak energii předá materiálu.
Elektrické systémy obvykle používají otevřené nichromové spirály, suchá keramická topná tělesa nebo vzduchová topná tělesa s kovovým pláštěm. Systémy s přímým spalováním využívají plamen k přímému ohřevu vzduchu. Systémy nepřímého spalování využívají k oddělení procesního vzduchu od spalovacího vzduchu výměník tepla.
Abyste pochopili rozdíl mezi konvekčním vytápěním a infračerveným vytápěním, zvažte následující příklad: sedíte před zavřeným oknem před východem slunce a v místnosti je chladno. Zapnete topení v místnosti a pokojová teplota se postupně zvýší na vaši příjemnou úroveň. Když slunce začne svítit oknem, okamžitě se zahřeje, i když se teplota vzduchu v místnosti nezměnila. Slunce vám dodá infračervenou energii rychleji, než ji vzduch v místnosti odebere. Infračervená energie může být přenesena přímo do produktu mnohem rychleji než konvekcí.
V konvekční peci stráví produkt značnou část své celkové doby zdržení těsně před dosažením procesní teploty. To je hlavní část spotřebované energie.
Infračervené záření ohřívá materiál na teplotu rychleji než konvekční pec díky vyšší rychlosti přenosu energie a také produkuje teplo s větší účinností.
V konvekční peci s typickou dobou setrvání 20 až 30 minut může zahřátí dílů na teplotu trvat 15 až 20 minut; infračervená trouba může zkrátit čas na 1-3 minuty. Infračervené záření je totiž přímou formou přenosu energie, která se nespoléhá na vedení prostředím, jako je vzduch. Mezi další výhody patří zkrácená délka dopravníku, méně přípravků a úspora podlahové plochy. Celkovým cílem je snížit náklady na zpracování jednotek.
Zkontrolujte infračervenou kompatibilitu dílů
Cílem je určit, zda systém navržený pomocí infračerveného záření bude mít výhody oproti konvekčnímu systému.
Potíže s infračerveným ohřevem může nastat, pokud:
- Sestavené díly vyrobené z více materiálů.
- Materiály různé hustoty.
- Špatně vodivé tepelné produkty se skrytými oblastmi složitého tvaru.
Infračervené vytápění bude účinné v případech, kdy:
- Materiál bude rychle vést teplo (jako většina kovů).
- Díl, pokud má skryté oblasti, lze otáčet.
- Díly jsou zavěšeny na podvěsném dopravníku pouze v jedné řadě (není dvojitě složené, pokud jsou části dílu odstíněny před infračervenou energií), nebo se jedná o nízkoprofilové konstrukce, ploché panely nebo spojité stojiny.
Porozumět rozdílu mezi krátkovlnným, středním a dlouhovlnným infračerveným zářením
K dispozici jsou infračervené ohřívače, které vyzařují v oblasti krátkých, středních a dlouhých vln infračerveného spektra. Nejúčinnější typ ohřívače pro konkrétní proces je určen skutečnými potřebami procesu a produktu. To se týká elektromagnetického absorpčního spektra zahřívaného produktu a množství energie potřebné pro tento proces.
Krátkovlnné ohřívače
Krátkovlnné nebo vysoce intenzivní ohřívače emitují energii v rozsahu vlnových délek menší než 2 mikrony. Vzhledem k tomu, že krátkovlnné ohřívače mohou vyzařovat část své energie v oblasti viditelného světla, proces může být citlivý na různé barevné povlaky a může vyžadovat různé nastavení trouby pro každý z nich. Krátkovlnná energie má tendenci pronikat tenkými organickými povlaky.
Krátkovlnné ohřívače jsou typicky křemenné wolframové halogenové žárovky a obvykle používají reflektory nebo žáruvzdorné materiály k nasměrování části vyrobené energie do produktu. Předpokládaná životnost ohřívače je přibližně 5000 hodin při provozu na jmenovitý výkon.
Středně vlnové ohřívače
Středně vlnové ohřívače nebo střední intenzity vyzařují v rozsahu vlnových délek od 2 do 4 mikronů. Středovělné ohřívače jsou k dispozici v mnoha konfiguracích, včetně trubkových křemenných ohřívačů, standardních křemenných panelů QP, uhlíkových IR zářičů a vlastních křemenných panelů.
Infračervené záření střední vlnové délky má tendenci být přímo absorbováno organickými povlaky. V tomto režimu klesá maximální absorpce vody, takže je vhodný pro efektivní ohřev potravin s vysokým obsahem vlhkosti nebo povlaků na vodní bázi. Některé konstrukce ohřívačů mají vestavěná reflexní zařízení pro snížení nákladů na údržbu. Předpokládaná délka života může přesáhnout 30 000 hodin.
Ohřívače s dlouhými vlnami
Ohřívače s dlouhou nebo nízkou intenzitou emitovat v oblasti větší než 4 mikrony. Při nejnižších energetických hladinách se dlouhovlnné ohřívače blíží nižší účinnosti konvekční pece.
Keramické infrazářiče jsou klasifikovány jako středně a dlouhovlnné záření, protože mohou mít vlnovou délku od 2 do 10 mikronů v závislosti na výkonu.
Navrhněte infračervený kompatibilní dopravníkový systém
Infračervené záření, stejně jako světlo, přenáší energii tomu, co vidí. Uvnitř infračervené pece se energie, která není přímo absorbována produktem, bude odrážet nebo znovu emitovat (obvykle na nižší vlnové délce) v těle trouby, což poskytuje produktu mnoho příležitostí k absorbování energie. Materiál, ze kterého je výrobek vyroben, může pomoci přenést energii přijatou z infračerveného zářiče do skrytých oblastí na výrobku. To platí pro kovové výrobky s vysokou vodivostí.
Při použití infračerveného systému se nejúčinnější zobrazení součásti vyskytuje v jednom rozměru. Pokud je povlak na jedné straně, infračervené záření může být umístěno na potažené straně nebo na obou stranách, aby se zkrátila celková doba setrvání v peci. U XNUMXD dílů otáčení dílu v peci často zlepšuje rovnoměrnost ohřevu produktu.
Infračervené záření neposkytuje maximální účinnost:
když jsou části velké a mají složitý tvar;
když jsou přepravovány v několika částech podél šířky dopravníku;
když jsou zavěšeny na stojanu, kde může být jedna část zablokována nebo skryta před infračervenou energií jinou částí.
Pokud se nespoléháte na vedení tepla z exponovaných oblastí nebo na asistenci horkého vzduchu, měl by mít výrobek infračervenou energii blízko „přímé viditelnosti“.
Řízení procesní teploty
Řízení procesu bez zpětné vazby – V tomto případě je zdroj infračerveného záření, plynový nebo elektrický, nastaven na procento plného výkonu. Je to podobné jako u běžného elektrického nebo plynového sporáku, kde máte nízké, střední nebo vysoké nastavení. Řídicí systém nepřijímá informace o skutečné teplotě ohřívače nebo produktu.
В řízení procesu se zpětnou vazbou používá se měřicí zařízení, jako je termočlánek. Řídicí systémy s uzavřenou smyčkou mohou automaticky kompenzovat změny okolní teploty, změny teploty vstupního produktu a kolísání síťového napětí v elektrických systémech.
U nekritických procesů, kde se přijatelná teplota produktu může pohybovat od 14 do 28 °C, je řízení s otevřenou smyčkou nákladově efektivnější a může zajistit dostatečnou kontrolu produktu a opakovatelnost procesu. Tam, kde je požadována těsná regulace teploty, například méně než 5 ø C, je preferovanou volbou regulace s uzavřenou smyčkou.
Kombinované systémy lze použít tam, kde je první část procesu řízena s otevřenou smyčkou, aby se produkt zvýšil na běžný teplotní rozsah, a poslední část systému je s uzavřenou smyčkou, což poskytuje požadovanou konečnou teplotní toleranci a opakovatelnost pro celý proces.
Použijte infračervené vytápění k modernizaci a výměně systémů
Pokud má vaše společnost konvekční troubu nebo dokonce stávající infračervenou troubu, která nefunguje správně, aby splnila vaše výrobní cíle, zvažte upgrade systému. Pokud je stávající pec v dobrém stavu a v lince je prostor pro přidání infračerveného systému předehřívání nebo následného ohřevu, nejlepší návratnost investice může poskytnout pomocný systém.
Běžnou aplikací je infračervený předehřívací systém na lince práškového lakování. Infračervené záření poskytne energii k roztavení prášku. Skutečné provozní náklady každého dílu lze snížit, protože energie spotřebovaná konvekční pecí se sníží na energii potřebnou pouze k udržení teploty dílu. Kvalita produktu se může zlepšit, protože se systémem booster může produkt déle odolávat teplotě pro lepší průtok.
Firma Polymernagrev vyrábí infrazářiče různých typů: keramika, křemen, halogenové žárovky, uhlíkové, stejně jako hotová infračervená zařízení, jako jsou práškové polymerační pece, formovací stoly, infrapanely, tunelové sušení a mnoho dalšího.
V chladném období se každý chce cítit pohodlně a v teple. Infrazářiče se staly oblíbeným řešením pro vytápění místností různých velikostí. Výběr správného ohřívače však může být ošemetný. V tomto článku vám řekneme, jak vybrat infrazářič na základě jeho typů, výkonu, rozměrů a jedinečných vlastností.
Co je infračervený ohřívač
Infračervený ohřívač (IR ohřívač) je zařízení, které využívá infračervené záření k vytápění místností. Infračervená technologie funguje na principu ohřevu předmětů umístěných v oblasti sálání, jako jsou stěny, stropy, nábytek, osoby atd. Předměty přijímají infračervené záření a začnou vyzařovat teplo. Infrazářiče vám tedy umožňují vytápět místnost bez ohřívání vzduchu. To může být užitečné, když je vzduch příliš suchý nebo znečištěný.
IR ohřívače jsou ideální tam, kde jsou jiné typy vytápění místností ekonomicky nerentabilní, nepohodlné nebo je nelze instalovat vůbec. Například v místnostech s vysokými tepelnými ztrátami, velkých rozměrech nebo i v otevřených a větraných prostorách. Takové ohřívače jsou nejen účinné, ale také pohodlné, bezpečné, ekonomické a tiché. Vhodné nejen pro vytápění bytových prostor, ale i chat, garáží, skleníků, kurníků, výrobních dílen a dalších objektů.
Typy topných těles
Infrazářiče využívají různé druhy topných těles, které ovlivňují kvalitu a účinnost vytápění. Výběr toho či onoho topného tělesa závisí na velikosti místnosti, stupni její izolace, četnosti používání topidla a individuálních potřebách uživatele. Správná volba topného tělesa poskytuje nejúčinnější, hospodárné a bezpečné vytápění prostoru.
Nejběžnější topná tělesa jsou:
- Halogen;
- Uhlík;
- Keramický;
- Mykatermické (trubkové);
- Film.
Halogen ohřívače mají halogenovou žárovku s wolframovým nebo uhlíkovým vláknem. Vydávají nejen teplo, ale i světlo, které může dráždit oči. Vyzařované IR vlny jsou také škodlivé pro člověka, a proto se nedoporučují pro instalaci v obytných oblastech.
Uhlík Ohřívače mají křemennou trubici s uhlíkovou spirálou. Rychle se zahřívají a jsou vysoce účinné, ale mají krátkou životnost – až dva roky. Také se nedoporučuje pro instalaci osobám trpícím astmatem nebo alergiemi.
Keramika topná tělesa nemají žhavení a mají vysokou účinnost. Dlouho chladnou, mají vysokou životnost a jsou pro člověka neškodné, ale mají vyšší cenu.
Mykatermická ohřívače mají vrstvu slídové kompozitní desky, na kterou je nanesena tenká vrstva kovové elektrody. Spolehlivé, účinné a zdravotně nezávadné, během provozu však mohou vydávat mírné praskliny, způsobené rozdílem teplot mezi tělem a ocelovou spirálou.
Film topidla se nejčastěji používají k instalaci IR podlahového vytápění.
Materiály pouzdra a ochranná mřížka
IR ohřívače se liší nejen typy topných těles, ale také různými materiály těla, mezi které patří:
- Keramika;
- Sklenka;
- Plastický;
- Ocel;
- Kov.
Keramika, používaný pro topná tělesa, má vysokou spolehlivost a odolnost proti opotřebení spolu se schopností odolávat vysokým teplotám a příjemným vzhledem.
sklo v ohřívačích má také vysokou účinnost, ale je to křehký materiál s vysokou cenou. S takovými ohřívači musíte být opatrní a vyhnout se náhodným nárazům nebo pádům z výšky.
Umělá hmota obvykle se používá pro přídavné prvky ohřívače a je vysoce odolný, u nekvalitních ohřívačů však může dojít k roztavení materiálu při vystavení vysokým teplotám a specifickému zápachu v prvních dnech používání zařízení. Je lehký.
ocel и kov vynikající odolnost vůči vysokým teplotám v kombinaci s výbornou odolností proti opotřebení, avšak hmotnost samotného zařízení se zvyšuje, a proto je méně pohodlný na přepravu.
Je také nutné věnovat pozornost přítomnosti ochranné mřížky, která může u levných modelů chybět. Mřížka funguje jako dodatečná ochrana a chrání topné těleso před náhodnými nárazy s následným poškozením.
Rozsahy záření IR zářičů
Při výběru IR ohřívače byste měli věnovat pozornost především výkonu zařízení a dosahu záření.
Tři rozsahy záření:
- Krátkovlnný;
- střední vlna;
- Dlouhé vlny.
krátkovlnný mají vlnovou délku 0,74 až 2,5 mikronu a zahřívají se od 1000 stupňů Celsia. Nedoporučuje se pro instalaci v obytných oblastech a výška stropů musí být alespoň šest metrů. Používají se v továrních obchodech, skladech a dalších velkých místnostech.
střední vlna mají vlnovou délku v rozmezí 2,5–5,6 mikronů a zahřívají se od 600 do 1000 stupňů Celsia. Instalují se v kancelářských a obecních prostorách, kde výška stropu je minimálně tři metry.
Dlouhá vlna mají vlnovou délku 5,6-100 mikronů a zahřívají se od 100 do 600 stupňů Celsia. Instalují se v obytných budovách, bytech a kancelářích, kde výška stropu nepřesahuje tři metry.
Doporučený topný výkon
Výběr topidla podle výkonu by měl vycházet z místnosti, ve které bude použit. Pokud plánujete používat IR ohřívač jako hlavní topné těleso pak v tepelně izolované místnosti 10 čt. M. m zařízení s tepelným výkonem 1 kW.
Pokud má být ohřívač používán jako pomocný prvek, pak byste měli použít vzorec 500W na 10 metrů čtverečních. Pokud chcete například vytopit místnost o velikosti 25 metrů čtverečních, pak byste měli použít infrazářič o výkonu 2.5 kW.
“Upozorňujeme, že tyto hodnoty jsou pouze přibližné a mohou se lišit v závislosti na výšce stropů, počtu oken a dveří, materiálu stěn, okolní teplotě.”
Dále upozorňujeme, že se doporučuje zakoupit IR ohřívač rezerva chodu 15–20 procent. To je nezbytné, aby ohřívač nepracoval na hranici svých možností, a tím umožnil zvýšení životnosti zařízení.
Rovněž stojí za to věnovat pozornost skutečnosti, že některé modely jsou dodávány s vestavěným termostatumožňuje udržovat teplotu ve specifikovaném rozsahu.
Typy a schémata připojení IR ohřívačů k síti
Infrazářiče se připojují k elektrické síti jak zásuvkou, tak elektrickým rozvodem. Mezi hlavní schémata patří:
- Přímé spojení;
- Prostřednictvím termostatu zapojeného do zásuvky;
- Prostřednictvím stacionárního mechanického nebo elektronického termostatu;
Přímé spojení IR ohřívač je nejjednodušší, ale zároveň nepohodlný způsob. Pokud v ohřívači není žádný termostat, bude takové zařízení fungovat pouze ve dvou režimech: zapnuto a vypnuto. Kromě mínusů lze vyzdvihnout omezení počtu elektrických spotřebičů v jedné zásuvce, aby se zabránilo nebezpečí požáru, nutnosti ručního ovládání zařízení, nereprezentativnímu vzhledu a dodatečně obsazené zásuvce.
Připojení přes zásuvkový termostat, řeší hlavní problém předchozího schématu – nedostatek možnosti termoregulace při absenci termostatu v ohřívači. Nevýhody však zůstávají stejné: vazba na zásuvky, omezení počtu elektrických spotřebičů, dodatečné náklady na nákup termostatu a nereprezentativní vzhled.
Připojení přes pevnou linku mechanické, elektromechanické nebo elektronický termostat je jednou z nejlepších možností, řešící problémy předchozích zapojení. Pro jeho realizaci může být nutné položit samostatné elektrické vedení, i když je možné realizovat připojení pomocí kabelového kanálu, s minimálním poškozením designu místnosti. Nevýhody opět můžete provést dodatečnou instalaci elektrického vedení a nákup stacionárních termostatů.
Podrobnější schéma zapojení přes stacionární termostat obvykle najdete v kompletní dokumentaci termostatu, ve které výrobce podrobně popisuje druhy a způsoby zapojení.
Jak nainstalovat IR ohřívače
Při výběru IR ohřívače byste se měli zaměřit nejen na jeho výkon a princip fungování, ale také na způsoby instalace. V prodeji najdete jak kompaktní a lehké ohřívače, tak těžké stacionární. Obecně se rozlišují následující typy instalací:
- Nástěnné;
- Podlaha / pracovní plocha;
- Strop;
První dvě možnosti se nejčastěji používají v obytných oblastech a strop – v komerčních zařízeních, garážích, sklenících a tak dále.
Podlaha/stolní deska topidla jsou vhodná i jako doplňkový zdroj tepla pro ty, kteří je musí často stěhovat nebo nosit s sebou. Mnoho modelů má senzory přehřátí a převrácení, které umožňují včas vypnout zařízení a zabránit nebezpečí požáru.
Na zeď modely mohou úspěšně nahradit klasické topné radiátory, které přebírají funkci hlavního topného tělesa. Mají různé designové možnosti, a proto se hodí do každého interiéru.
Strop varianty jsou vhodné i do domácnosti, například do dětského pokoje, kde dítě na topení nedosáhne. Mají velký dosah záření, nezabírají volné místo a liší se i designem: od zavěšení na strop až po zabudované do stropu.
Další funkce
Mnoho IR ohřívačů má další možnosti, kterým byste měli věnovat pozornost při nákupu:
- Ochrana proti přehřátí — automatické vypnutí v případě kritického přehřátí. Zabraňuje náhodnému požáru bez dozoru majitele.
- Ochrana proti převrácení — senzor, který automaticky vypne podlahové topení v případě převrácení.
- Dálkové ovládání – umožňuje ovládat zařízení na dálku (například bez vstávání ze židle).
- Vyhřívání 360° – umožňuje zahřát ne určitou stranu, ale rovnoměrně ve všech směrech.
- Časovač vypnutí — umožňuje nastavit konkrétní čas pro automatické vypnutí zařízení.
- Ovládání pomocí smartphonu – proprietární aplikace umožňuje dálkové ovládání ohřívače.
Hlasový asistent – některé modely topidel lze také připojit k systémům chytré domácnosti, ovládat zařízení hlasem, prostřednictvím chytrých reproduktorů nebo aplikací v telefonu.
Tipy pro výběr
V případě potřeby zahřejte malou místnost 6-15 metrů čtverečních. m s rychlým připojením přes zásuvku, stojí za to se blíže podívat na kompaktní řešení.
Pro pokoje od 15 do 25 mXNUMX. m, následující jsou vhodné s připojením přes síťovou zástrčku nebo přes elektrické vedení. Vyznačují se zvýšeným výkonem a mírně větší velikostí.
Pro pokoje od 25 do 35 mXNUMX. m, vhodné jsou modely s ještě větším výkonem a rozměry s připojením přes zásuvku a přes elektrické vedení.
Pro integraci vytápění do chytré domácnosti byste měli zvážit topidla s možností připojení k hlasovým asistentům: Alexa, hlasová asistentka Google nebo Alice.
Nebo si pořiďte chytrou zásuvku s vysokým výkonem a podporou hlasových asistentů. Chcete-li navíc ovládat ohřívač podle teploty, budete si muset zakoupit inteligentní klimatický senzor nebo termostat. Tato sada umožňuje přeměnit zařízení na chytré z běžného IR ohřívače.
Do dětských pokojů jsou vhodná stropní topidla s možností nastavení teploty. A pro časté cesty a přepravu – kompaktní, lehké a malé modely.
Pro použití v moderních interiérech se můžete poohlédnout po středně výkonných nástěnných modelech s keramickým nebo skleněným materiálem těla.
