الموقد الغازي بالأشعة تحت الحمراء: مبدأ التشغيل والمزايا. التعليمات. حول الغلايات والتدفئة

يختلف التسخين باستخدام مواقد الأشعة تحت الحمراء (المشعة) عن المعتاد من حيث أن الحرارة اللازمة يتم توفيرها بشكل أساسي للمستهلك مباشرة عن طريق الإشعاع. تنتشر الطاقة من فوهات الشعلات كأشعة ضوئية وتمتصها الأجسام المشععة مما يؤدي إلى تسخينها. على الرغم من أن درجة حرارة الهواء قد تكون أقل مما هي عليه في التسخين بالحمل الحراري ، إلا أنه يتم إنشاء الظروف التي لا يعطي فيها الشخص حرارة إلى البيئة أكثر مما يتلقاه ويطلقها ، أي يتم إنشاء ظروف الراحة الحرارية. يسمح هذا باستخدام مواقد الغاز بالأشعة تحت الحمراء لتدفئة مثل هذه المباني والمناطق التي لا يكون فيها استخدام أنظمة التدفئة التقليدية (الحمل الحراري) مجديًا اقتصاديًا أو مجديًا تقنيًا.

تشمل هذه المرافق الورش الصناعية ذات الفاقد الكبير للحرارة ، ومواقع التركيب والتجميع المفتوحة ، والمدرجات الرياضية المفتوحة ، وأحواض السباحة ، والمعارض ، ونوافذ المتاجر ، والمدرجات ، والمقاهي المفتوحة ، والمباني الصناعية الزراعية (مزارع لتربية المواشي ، والدواجن ، وصناديق تربية الدجاج) ، أماكن العمل الفردية ، والأرصفة ، ومحطات النقل ، إلخ. يمكن للحراقات المشعة بالغاز تسخين مناطق فردية (أجزاء) من المباني التي يعمل فيها الأشخاص. التسخين بالغاز الشعلات بالأشعة تحت الحمراءعمليا خالية من القصور الذاتي الحراري. مباشرة بعد التشغيل ، يوفر نظام التدفئة الشعور الضروري بالراحة. يمكن أيضًا استخدام هذا التسخين بشكل متقطع لعدة ساعات.

فيما يتعلق بتكاليف رأس المال والتشغيل ، فإن تسخين الغاز باستخدام مواقد تعمل بالأشعة تحت الحمراء أكثر اقتصادا من الحمل الحراري. ومع ذلك ، تتطلب أنظمة التسخين ذات بواعث الأشعة تحت الحمراء الغازية إزالة منتجات احتراق الغاز باستخدام تهوية الإمداد والعادم.

أرز. 9.21. سخان غاز بالأشعة تحت الحمراء من النوع الخطي.

تخلق أنظمة التسخين بالأشعة تحت الحمراء بالغاز ظروفًا مناخية مواتية في الغرف المدفأة بسبب التدفق المشع بكثافة معينة الموجهة إلى منطقة العمل. يشتمل نظام التسخين على مدخل الغاز وخطوط أنابيب التوزيع والإمداد ووحدة قياس استهلاك الغاز والشعلات وأجهزة القفل والأدوات والإشعال عن بعد وأتمتة السلامة. يمكن أن يعمل النظام على غاز الشبكة الطبيعي والغاز المسال من تركيب خزان المجموعة. مع إمدادات الغاز من شبكات متوسطة أو ضغط مرتفعيجب توفير PIU و GRU.

يجب أن تكون أنظمة تسخين الغاز بالأشعة تحت الحمراء المستخدمة منتجة بكميات كبيرة ، ولها جواز سفر مصنع مع المواصفات الفنية، والتي يجب أن تشير إلى المدة عملية آمنةالشعلات. يمكن توصيل الشعلات مباشرة بخط أنابيب الغاز باستخدام أنابيب معدنيةأو الأكمام المطاطية. يجب أن يتم تثبيت الأكمام على الشعلات وأنابيب الغاز باستخدام المشابك. يجب تثبيت الشعلات على هياكل مقاومة للحريق ، وأجهزة إغلاق - أمام كل موقد أو مجموعة من الشعلات حتى غلاف المطاط المطاطي على طول تدفق الغاز. يمكن أن يتم إشعال الشعلات يدويًا باستخدام جهاز إشعال محمول أو عن بُعد (ملف كهربائي أو فجوة شرارة).

أنظمة تسخين الغاز بالأشعة تحت الحمراء المخصصة للغرف التي لا يوجد بها مرافق دائم مجهزة بأجهزة أوتوماتيكية تضمن قطع إمدادات الغاز في حالة انطفاء لهب الموقد. لا يمكن ضبط ناتج الحرارة لنظام التدفئة إلا عن طريق تغيير عدد الشعلات.

يتم تقليل حساب نظام التدفئة بالأشعة تحت الحمراء إلى حل شامل للمشكلات التالية:

• تحديد الحمل الحراري لنظام التدفئة ؛
• تحديد عدد ونوع البواعث ؛
• اختيار تخطيط الباعث ؛
• تحديد تبادل الهواء المطلوب واختيار التبادل العام للتزويد وتهوية العادم.

يتم تحديد موضع مواقد الأشعة تحت الحمراء من خلال كثافة الإشعاع المسموح بها وتوحيد تعرض منطقة الأرضية. الشدة المسموح بها للإشعاع بالأشعة تحت الحمراء لشخص Qdop على مستوى الرأس (بدون غطاء الرأس) عند درجة حرارة هواء معينة في الغرفة مذكورة في الجدول 9.36. الانحرافات في شدة التشعيع حتى 10٪ من متوسط ​​القيمة ليس لها أي تأثير عمليًا على الشخص ، لذلك ، يُسمح بتفاوت الإشعاع في حدود 20-30٪ ويتم تحديده من النسبة

A \ u003d 100 (1 - Q دقيقة / Q كحد أقصى)

حيث Q min و Q max هما الحد الأدنى والأقصى لشدة الأشعة تحت الحمراء ، kJ / (h m 2).

لضمان شدة معينة من تشعيع الأرضية والجدران ، من الضروري وضع الشعلات في ترتيب معين. في الوقت نفسه ، يتم أخذ أبعاد فوهة الإشعاع للشعلات ، وارتفاع الموضع فوق الأرض ، والمسافة بينهما. في الحسابات العملية ، يمكنك استخدام العلاقة التالية (إذا كانت الشعلات موجودة بشكل أفقي):

L / ح< 1 (9.1)

حيث L هي المسافة بين مراكز (خطوة) الشعلات ، m ؛ ح - المسافة من الأرضية إلى الشعلات (ارتفاع التعليق) ، م.
في هذه الحالة ، يمكن إجراء تقدير للإشعاع المسموح به باستخدام البيانات المتوسطة للغرفة المسخنة بالكامل من الصيغة

ZQ ik / (η ik F p) = Q cf< Q д (9.2)

حيث η ik هو المعامل البيرومتري الإشعاعي (يفترض أن يكون 0.5-0.6) ؛ Q cf - متوسط ​​كثافة الأشعة تحت الحمراء ، kJ / (h m 2) ؛ F p - مساحة ساخنة للأرضية والجدران ، م 2.

نظرًا لانتقال الحرارة الكبير بالقرب من أسطح التبريد وتيارات الهواء البارد ، يجب أن تتلقى حواف الأرضية بالقرب من الجدران الخارجية على طول محيط المبنى حرارة أكثر بنسبة 20-50٪ من بقية الحواف. بالإضافة إلى ذلك ، يجب ألا يغيب عن البال أن شعلات الصف الخارجي لم تعد تتأثر بالشعلات المجاورة. لذلك ، من الضروري إما تقليل المسافة بين الشعلات ، أو زيادة ناتجها الحراري.

يتم وضع شعلات الأشعة تحت الحمراء بشكل متساوٍ تحت السقف على طول محيط الغرفة المُدفأة مع فوهة تشع الحارق مائلة إلى الأسوار الخارجية أو أفقيًا بطريقة تضمن الإشعاع المحدد لسطح الأرض والجدران الخارجية على ارتفاع يصل إلى 2 م وينصح بتغيير ناتج حرارة الوحدة من الشعلات المستخدمة للتدفئة حسب ارتفاع تركيبها.

تم تطوير جزء الغاز من النظام بواسطة FAS (ألمانيا) مع مراعاة خصائص تقنية التسخين بالأشعة تحت الحمراء ويتضمن مجموعة كاملة من معدات التحكم والتنظيم.

منع منتجات الاحتراق من دخول حاقن الموقد. يزيد تركيز أول أكسيد الكربون في نواتج احتراق الغاز مع الوضع الأفقي للموقد مع انخفاض الباعث بسبب الشفط الجزئي لهذه المنتجات بواسطة الحاقن بمقدار 2-8 مرات مقارنةً بـ الوضع الرأسي. يصبح أقل من الحد الأقصى المسموح به عندما يميل الحارق إلى الأفق بمقدار 20 درجة على الأقل.

تم تجهيز المباني التي تحتوي على تدفئة باستخدام مواقد تعمل بالأشعة تحت الحمراء بتبادل عام للتزويد وتهوية العادم التي تلبي متطلبات تقنية الإنتاج الرئيسية وتبادل الهواء الضروري لتحقيق تركيزات مقبولة للمواد الضارة من منتجات احتراق الغاز التي يتم تفريغها في الغرفة. عند تصميم التهوية ، من الضروري ليس فقط حساب المواد الضارة من الناحية التكنولوجية ، ولكن أيضًا حساب التحقق من كفاية تبادل الهواء لإزالة بخار الماء والمواد الضارة المتكونة أثناء احتراق الغاز.

في الجدول. يوضح الشكل 9.37 تكوين نواتج الاحتراق واستهلاك الأكسجين لمحارق الأشعة تحت الحمراء. في الأماكن الصناعية بالغاز تدفئة بالأشعة تحت الحمراءيجب ألا يتجاوز تركيز ثاني أكسيد الكربون 6 ، في الأماكن العامة - 2 مجم / م 3. لمنع دخول منتجات الاحتراق إلى منطقة العمل بالغرفة المسخنة ، يجب أن يضمن نظام التهوية إزالة الهواء من المنطقة العلوية فوق مستوى الشعلات.

يمكن إجراء حساب تقريبي للحمل الحراري لنظام التدفئة وتحديد عدد الشعلات باستخدام المتوسط ​​المعمم القيم التجريبيةالأحمال الحرارية المحددة للسطح الساخن (الأرضية) ، الواردة في الجدول. 9.38 يمكن استخدام البيانات الموجودة في الجدول عند تصميم أنظمة التدفئة المؤقتة الضرورية عند أداء العمل في مناطق مفتوحة أو شبه مفتوحة في فصل الشتاء. أنظمة التدفئة التقليدية (الماء والهواء) لمثل هذه المواقع غير مجدية عمليا. يتيح لك استخدام مواقد الأشعة تحت الحمراء للتدفئة المحلية الإنشاء الظروف المواتيةالمناخ المحلي. لهذه الأغراض ، يمكن استخدام التركيبات الثابتة والمتحركة (مثل خيمة ، دش حراري) بكتل من مواقد الأشعة تحت الحمراء. عند العمل في منطقة مفتوحة ، قد تحتوي هذه الوحدات على هياكل مغلقة مصنوعة من مواد صفائحية لحماية الناس من الرياح.

فيما يتعلق ب درجة حرارة عاليةفوهات مشعة وقابلية اشتعال النظام تسخين الغازمع مواقد الأشعة تحت الحمراء ، وفقًا لمتطلبات السلامة من الحرائق ، لا يُسمح باستخدامها في الغرف:

• مع المنتجات A و B و C و E ؛
• تخزين المواد والأعلاف القابلة للاحتراق والاشتعال ؛
• مزارع الماشية المغطاة بالقش والقصب ؛
• غير مزود بإضاءة كهربائية ؛
• من الرئتين الهياكل المعدنيةمع عزل قابل للاشتعال في الأسوار (الجدران والأسقف).

بالنسبة للمباني الصناعية من الدرجة III-V لمقاومة الحريق ، يتم تنسيق استخدام الأنظمة مع السلطات الفنية وسلطات الإشراف على الحريق. لا يُسمح باستخدام أنظمة التدفئة هذه أيضًا في الغرف التي تحتوي على مواد يمكنها ، تحت تأثير الأشعة تحت الحمراء ، تغيير خصائصها وتتحلل بتكوين مواد سامة أو متفجرة.

التدفئة بالغاز لمعدات السكك الحديدية (الإقبال). تم تثبيت الأجهزة التلقائية على سكة حديدية، بحاجة إلى رعاية وصيانة دقيقة وفي الوقت المناسب ، حيث يتعلق الأمر بالسلامة في المقام الأول. هذا صحيح بشكل خاص في فصل الشتاء ، عندما تتطلب الإقبال الحديث ، المجهزة بأجهزة وإشارات آلية ، تنظيفًا شاملاً للغاية للجليد والثلج ، خاصة في المنطقة التي يتم فيها توصيل النقطة بسكة الإطار.

يتراكم الثلج في ممرات الإقبال بشكل مستمر أثناء تساقط الثلوج والعواصف الثلجية وأيضًا من القطارات التي تتحرك على طول الإقبال بسرعات عالية. في شروط معينةيمكن أن تكون شدة انزلاق مجرى التبديل كبيرة. الأخطر هو تراكمات الثلج على وسادات المفاتيح ، في منطقة براغي الدفع ، تثبيت الجذر وصناديق النوم مع قضبان النقل. يصاحب التنظيف المبكر لمزاريب المفتاح ، عند نقله ، ضغط الثلج بين الخفة وسكة الإطار ويمنع الضغط عليها بإحكام.

من بين خيارات تنظيف مفاتيح السكك الحديدية (تعمل بالهواء المضغوط ، والتي تتطلب إنشاء محطة ضاغط خاصة ، وتدفئة كهربائية بمعدل تدفق يبلغ 10-12 كيلوواط لكل مفتاح) تسخين الغازيبدو واعدًا جدًا.

وحدة تسخين الغاز العلوية عبارة عن كتلة من مواقد الأشعة تحت الحمراء المثبتة فوق قضبان الإغلاق على أعمدة خاصة. تم تجهيز الشعلات بعواكس توفر إمدادًا مركزًا بالأشعة تحت الحمراء مباشرة إلى الإقبال وحمايتها من الرياح. نظام التسخين مزود بنظام أوتوماتيكي يشعل الشعلات عند ظهور الثلج والجليد ويطفئها عند توقف الثلج. يوفر تسخين الغاز العلوي في مناخ معتدل تنظيفًا كافيًا للإقبال ، ولكنه يتطلب استهلاكًا عاليًا للحرارة.

يعطي تسخين الغاز المنخفض في أي مناخ جودة عاليةتنظيف الإقبال ويتطلب 4-6 مرات أقل من الغاز من أعلى واحد. في هذه الحالة ، يتم استخدام سخانات خاصة كسخانات. مواقد الغازمع فوهات سيراميك ، مواقد شعلة وبواعث معدنية "داكنة".

وبالنظر إلى أنه في ظل ظروف التشغيل ، فإن عناصر الإقبال تخضع لأحمال ديناميكية مكثفة وتعمل في ظروف أرصاد جوية صعبة ، ينبغي اعتبار التركيب الذي يستخدم بواعث "مظلمة" الأكثر موثوقية. كما تستخدم منشآت تسخين الغاز مع مواقد تعمل بالأشعة تحت الحمراء مزودة بفوهات خزفية مثقبة. يتم تثبيت بواعث على السطح الخارجي لسكة الإطار (في شكل صناديق) على مسافة معينة من بعضها البعض. الإشعال عن بعد والإغلاق والتحكم أوتوماتيكي. عيب هذا الحل هو المقاومة المنخفضة لفوهات السيراميك للأحمال الديناميكية والتدفئة غير الكافية للذكاء في الوضع المضغوط في ظل الظروف المناخية القاسية.

يمكن أن تعمل تركيبات تسخين الغاز على الغاز الطبيعي وعلى الغاز البروبان المسال. في المحطات الكبيرة ، التي توجد بالقرب منها خطوط أنابيب الغاز ، يستخدمون غاز طبيعي، في نقاط منفصلة وسيطة ، وأعمدة الوصلات والأسهم المفردة - مسالة. لتخزين هذا الغاز ، يتم استخدام خزانات تحت الأرض أو تركيبات مجموعة بالون الغاز. يتم ضبط إمداد الغاز مع مراعاة عدد الأسهم الساخنة وظروف الأرصاد الجوية. عادة ما يتم أخذها من حساب التشغيل المستمر لمنشآت التدفئة خلال أكثر العواصف الثلجية وتساقط الثلوج التي لوحظت في المنطقة.

تعتمد جودة إزالة مزاريب التبديل من الثلج والجليد على ناتج الحرارة للسخانات وترتيبها على المفتاح. يتم تحديد الطاقة الحرارية للسخانات على أساس الحساب الحراري والاختبارات التجريبية.

الجدول 9.36. الشدة المسموح بها للأشعة تحت الحمراء حسب درجة الحرارة

الجدول 9.37. تكوين نواتج الاحتراق واستهلاك الأكسجين أثناء احتراق الغاز في مواقد الأشعة تحت الحمراء (لكل 10 ميغا جول من الحرارة)

الجدول 9.38. أحمال حرارية محددة للسطح الساخن

الجدول 9.39. الخصائص التقنية لبواعث الأشعة تحت الحمراء الغازية FAS-SPACERAY

مرحبا زملائي!
في العام الماضي قمت ببناء إطار مساحته 100 متر مربع. لا توجد أبواب داخلية في المنزل والدرج على شكل حرف L المؤدي إلى الطابق الثاني غير مسدود. العزل الحراري للجدران جيد ، والنوافذ زجاج مزدوج ، لكنها تهب من تحت الأرض. شاباشنيكي غير معزول بشكل جيد وسيتعين عليه تغييره في الصيف. خلال هذا الشتاء أستخدم ثلاثة أنواع من السخانات. المشعات الكهربائية تحافظ على درجة الحرارة داخل المنزل عند 5 درجات. عندما وصلنا ، أفتح النوافذ وأطلق مسدسًا حراريًا بقدرة 15 كيلو وات من بالون سعة 27 لترًا. في غضون 20 دقيقة ، ترتفع درجة حرارة غرفة المعيشة ~ 25 مترًا مربعًا إلى 24 درجة مئوية ، أطفئ المسدس ، وأغلق الفتحات وأبدأ سخان الأشعة تحت الحمراء بالغاز بارتوليني 4.4 كيلو واط ، والذي يحافظ على ارتفاع درجة الحرارة في غرفة المعيشة وبشكل تدريجي ، بعد 6 -8 ساعات ، تدفئة الغرف بسبب الدوران الطبيعي للطابق الثاني إلى حوالي 17-18 درجة. بندقية الغازتسريب الغاز - 1.4 كجم / ساعة. الأشعة تحت الحمراء - 300 غرام / ساعة ، وعندما يتم تسخين الغرفة ، يتم الحفاظ على درجة الحرارة على اللوحة الأولى - 100 غرام / ساعة. تبلغ درجة حرارة اللوح الإسفنجي الخزفي ، حيث يتم حرق الغاز تمامًا ويتم إطلاق كمية صغيرة من ثاني أكسيد الكربون ، حوالي 900-1000 درجة. فكرت ، هل من الممكن تكييف ، على سبيل المثال ، مبادل حراري لوحة من عمود غاز إلى لوحة الأشعة تحت الحمراء ، وهذا المبادل الحراري ، على التوالي ، يتم توصيله بدائرة التسخين؟
قادني البحث حول هذه القضية إلى مقال للأساتذة مازالوف وشميلف وزاخاروف ، حيث يكتبون عن أكثر من ضعف كفاءة مواقد الأشعة تحت الحمراء مقارنة بمواقد الشعلة المستخدمة في كل مكان.

فيما يلي نتائج بحثهم:

يوضح الجدول 1 مؤشرات مقارنة للتركيزات القصوى المسموح بها (MPCs) لسمية غازات العادم المعتمدة في روسيا وسويسرا وألمانيا والتي تم الحصول عليها على مواقد الأشعة تحت الحمراء المطورة ذات المصفوفة الحجمية. تسمح السمية المنخفضة لغازات العادم من مواقد الأشعة تحت الحمراء بتقليل متطلبات تهوية المباني التي يوجد فيها معدات الغاز، مما يوسع نطاقها بشكل كبير.

يوضح الجدول 2 اختبارات قياس السعرات الحرارية المقارنة لمواقد موقد الغاز التسلسلي Gefest مع مواقد "اللهب المكشوف" ومواقد الأشعة تحت الحمراء ذات المصفوفة الحجمية من حيث استهلاك الغاز. تم تسخين وعاء به لتر واحد من الماء من درجة حرارة أولية تبلغ 8.5 درجة مئوية إلى درجة حرارة نهائية تبلغ 80 درجة مئوية.

يوضح الجدول أن موقد الأشعة تحت الحمراء ذو ​​المصفوفة الحجمية أكثر اقتصادا من موقد Gefest ، بقوة 1.5 كيلو واط - بنسبة 34٪ ، وبطاقة 3 كيلوواط - بنسبة 50٪.

المزايا الرئيسية لشعلات الأشعة تحت الحمراء ذات المصفوفة الضخمة مقارنة بمواقد اللهب المكشوفة التقليدية ومواقد الأشعة تحت الحمراء ذات المصفوفة المسطحة:

- توفير الغاز بنسبة تصل إلى 50٪ ؛

- انخفاض حاد في سمية غازات العادم (حتى 10 مرات أو أكثر) ؛

- تقليل تكلفة تهوية المباني وتنظيم إزالة وتشتت غازات العادم (المداخن) ؛

- زيادة كبيرة في قوة معينة (الطاقة المتعلقة بالمنطقة المقطع العرضيالشعلات - أكثر من 2500 كيلو واط / م 2) مقارنة بـ 250 كيلو وات / م 2 في مواقد الأشعة تحت الحمراء ذات المصفوفة المسطحة ؛

بالإضافة إلى ذلك ، اتضح في قيرغيزستان ، في نوع ما من تعاونية المرآب ، أن الغلايات التي تحتوي على مثل هذه الشعلات يتم تثبيتها بالفعل.
لم يُسمح لي بعد بنشر رابط ، لكن يكفي نسخ العبارة في البحث: "فخرنا هو موقد سيراميك يعمل بالأشعة تحت الحمراء".

الآن سؤال. هل سمع أحد عن مثل هذه الغلايات وأين يمكنني شراؤها؟
كما أطلب من الزملاء إبداء رأيهم في هذا الشأن.
إذا كان من الممكن ، بمساعدة مثل هذا الموقد ، ضمان تشغيل المرجل على أسطوانة سعة 50 لترًا لمدة 4-5 أيام على الأقل ، فسيكون هذا بالفعل انتصارًا كبيرًا لأولئك الذين يعتبرون الديزل عزيزًا عليهم ، و سيكون الغاز الطبيعي ، ولكن ليس في هذه الحياة.

مواقد الغاز بالأشعة تحت الحمراء هي نوع من الشعلات المستخدمة لتسخين الأشياء والغرف باستخدام الأشعة تحت الحمراء. العناصر الرئيسية لهذه الشعلات هي الغلاف الذي يتم فيه خلط الغاز والهواء ، وتشكيل خليط الغاز والهواء وبلاط خزفي مثقوب على السطح الخارجي يحرق الخليط الناتج.
حقيقة أن نطاق سخانات الأشعة تحت الحمراء اليوم واسع للغاية أمر لا شك فيه ، لكننا نود أن نتحدث بإيجاز عن تاريخ إنشائها.
لذلك ، تم اختراع أول موقد غاز يعمل بالأشعة تحت الحمراء وحصل على براءة اختراع في عام 1933 من قبل المصمم الألماني غونتر شوانك ، واليوم ينتمي اسمه إلى أكبر مصنع في العالم لمعدات تسخين الغاز بالأشعة تحت الحمراء - شركة Schwank. (يقع المكتب الرئيسي في مدينة كولونيا).
انظر إلى صورة براءة الاختراع رقم 1 الصادرة له لموقد غاز يعمل بالأشعة تحت الحمراء. اتضح أن التصميم كان ناجحًا لدرجة أنه لم يخضع لتغييرات أساسية على مدار العقود الماضية.

في البداية ، كانت هذه الشعلات مخصصة للتركيب في مواقد الغاز وكانت مزايا الموقد الغازي المخترع بالأشعة تحت الحمراء عدة:
أولاً ، تم نقل معظم حرارتها عن طريق الإشعاع ووفر نقلًا أكثر كثافة للحرارة إلى أرضية الطهي في الموقد ، مما أدى إلى زيادة الكفاءة بشكل كبير.
ثانيًا ، مقارنة بمواقد "الشعلة" التقليدية للتشغيل العادي والتي يجب أن تكون نسبة الهواء الزائد فيها 1.5 على الأقل ، كان الموقد الجديد يعمل بالأشعة تحت الحمراء جيدًا عندما تم تخفيضه إلى 1.05. ، مما زاد من كفاءة عمله.
ثالثًا ، تميزت بأفضل أداء بيئي ، فمثلاً كانت درجة حرارة لهب الموقد التقليدي حوالي 1500 درجة مئوية ، وفي أثناء تشغيله تتشكل أكاسيد النيتروجين الضارة بصحتنا. أثناء تشغيل موقد غاز يعمل بالأشعة تحت الحمراء ، يحدث احتراق غاز عديم اللهب عند درجة حرارة حوالي 900 درجة مئوية ، ونتيجة لذلك لا يتأكسد النيتروجين الموجود في الهواء.
كل هذا فتح إمكانيات جديدة لاستخدام الشعلات من هذا النوع.

قام Günter Schwank أولاً ببناء مواقد سيراميك تعمل بالأشعة تحت الحمراء في مدفأة مكتبه. في نفس الوقت ، آخر جدا خاصية مفيدةتدفئة بالأشعة تحت الحمراء. في المنطقة التي يتم تسخينها بواسطة موقد يعمل بالأشعة تحت الحمراء ، يشعر الشخص بالراحة الحرارية عند درجة حرارة هواء منخفضة مقارنة بالتدفئة التقليدية (الحمل الحراري). وكان الاختلاف الرئيسي هو أنه يمكن توجيه الحرارة في أي اتجاه ، على مسافة طويلة بما فيه الكفاية ، وفي نفس الوقت تسخين منطقة العمل فقط (أي المنطقة الضرورية). في ضوء ذلك ، أصبح من الممكن تركيب مواقد غاز تعمل بالأشعة تحت الحمراء لورش إنتاج التدفئة ، ووضعها على السقف أو الجزء العلوي من الجدران ، حيث لا تتداخل مع أي شخص. تم تقدير الفوائد الاقتصادية للتدفئة بالأشعة تحت الحمراء بسرعة من قبل أولئك الذين كانوا يبحثون عنها طرق فعالةتدفئة مستودع أو تدفئة الصوبات ، وكذلك الغرف الأخرى ذات الأسقف الداخلية العالية.

في السنوات الاخيرةأصبحت كلمتا التدفئة بالأشعة تحت الحمراء والتدفئة الموفرة للطاقة مترادفتين. بدأ أيضًا استدعاء مواقد الغاز بالأشعة تحت الحمراء بشكل أكثر تنوعًا. أكثرها شيوعًا:
"سخانات الغاز بالأشعة تحت الحمراء"
"بواعث الغاز بالأشعة تحت الحمراء"
سخانات الغاز السقف
"سخانات الغاز بالأشعة تحت الحمراء" ، وفي دائرة شركات التصميم والتركيب تستخدم الأسماء:
"سخانات الطيف الضوئي" (تلك التي يكون سطحها المشع عبارة عن بلاط خزفي بدرجة حرارة تسخين تتراوح بين 800-1000 درجة مئوية)
"سخانات الطيف المظلم" (حيث يكون السطح المشع عبارة عن أنابيب فولاذية ذات درجة حرارة تسخين قصوى 400-600 درجة مئوية).

إذا كنا نتحدث عن عدة سخانات مثبتة في نفس الغرفة ، فإنها تسمى بالفعل "أنظمة التدفئة بالأشعة تحت الحمراء" أو "أنظمة التدفئة المشعة" والاسم الرسمي المختصر لبواعث الأشعة تحت الحمراء للغاز الخفيف هو "GII" ،
وسخانات الغاز الأنبوبية بالأشعة تحت الحمراء الداكنة "ITGO"

تعتبر مواقد الغاز بالأشعة تحت الحمراء خيارًا ممتازًا لتدفئة دفيئة خاصة أو مرآب أو حظيرة طائرات. عند عامة الناس ، تسمى هذه الأجهزة أيضًا "نماذج الشمس" نظرًا لظلالها المشمسة المميزة لسطح العمل عند تشغيلها. تدريجيا ، أصبح استخدام مواقد الغاز بالأشعة تحت الحمراء أكثر شيوعًا ، وسرعان ما ستحل هذه الأجهزة محل استخدام المواقد التقليدية والحمل الحراري. ما الذي يميز مواقد الغاز بالأشعة تحت الحمراء وما هي مزاياها؟

فرق

السمة الرئيسية لهذه الأجهزة ، والتي تميز IR burner عن جميع "الإخوة" الآخرين ، هي طريقة التسخين. على وجه التحديد ، في هذه الأجهزة ، تحدث عملية نقل الحرارة من خلال أشعة غير مرئية للعين البشرية. بفضل هذه الميزة ، تمر كل الحرارة التي تولدها مواقد الغاز بالأشعة تحت الحمراء عبر الهواء إلى جميع الأشياء القريبة ، وسترتفع درجة حرارة الغرفة بأكملها من تسخينها. وبالتالي ، عند استخدام أجهزة الأشعة تحت الحمراء ، لن تشعر بالشعور بالاكتئاب ، لأن الأشعة ، أولاً وقبل كل شيء ، لا تسخن الهواء ، ولكن الأرض والجدران وجميع الأشياء الأخرى. في النهاية ، ستنتقل الطاقة من الأرضية الساخنة والجدار إلى كامل مساحة الغرفة ، وتحدث عملية نقل الحرارة نفسها في غضون دقائق. في الواقع، موقد غازمع مواقد الأشعة تحت الحمراء ، بما في ذلك سخانات الأشعة تحت الحمراء ، هي الأسرع بين جميع الأجهزة المماثلة الأخرى.

مزايا

بطبيعة الحال ، فإن الميزة الرئيسية عند استخدام هذه الأدوات هي سرعة عملها وسهولة تسخين الغرفة. حتى أبرد غرفة يمكن أن تتحول إلى مساحة معيشة كاملة بدرجة حرارة الغرفة +24 درجة مئوية في غضون دقائق. الحد الأقصى للمبلغ الذي تحتاج إلى إنفاقه لرفع درجة الحرارة في المبنى بمقدار 15 درجة هو 17-20 دقيقة.

في الوقت نفسه ، بعد تسخين الغرفة ، لا يوجد دوران مفرط للهواء في الغرفة ، مما قد يؤدي إلى تكوين غبار مع تركيز عالٍ من الملوثات. سيكون هذا موضع تقدير خاص من قبل الأشخاص الذين يعانون من فرط الحساسية تجاه الحساسية. بالإضافة إلى ذلك ، بعد التسخين ، لا يترك موقد الغاز مع مواقد الأشعة تحت الحمراء تأثير رائحة الغبار المحترق ، لأن الجهاز لا يعمل على زيادة درجة الحرارة في الهواء ، ولكن بشكل مباشر لزيادة تدفئة الغرفة نفسها.

مواد

في أغلب الأحيان ، تتكون مواقد الغاز بالأشعة تحت الحمراء من بواعث السيراميك. شكرا للتطبيق هذه المادة، يزيد بشكل كبير من موثوقية جهاز التسخين هذا ، وبالطبع جودة العمل.

سعر

تكلفة هذه الأجهزة منخفضة نسبيًا وحتى معقولة جدًا ، إذا قارنا سعرها بخلفية ما نحصل عليه نتيجة لذلك. على سبيل المثال ، يقف موقد الغاز بالأشعة تحت الحمراء من Prometheus السوق الروسيحوالي 800-900 روبل. يكلف موقد الغاز الكامل مع مجموعة من هذه الأجهزة حوالي 3-4 آلاف روبل.

يختلف التسخين باستخدام مواقد الأشعة تحت الحمراء (المشعة) عن المعتاد من حيث أن الحرارة اللازمة يتم توفيرها بشكل أساسي للمستهلك مباشرة عن طريق الإشعاع. تنتشر الطاقة من فوهات الشعلات كأشعة ضوئية وتمتصها الأجسام المشععة مما يؤدي إلى تسخينها. على الرغم من أن درجة حرارة الهواء قد تكون أقل مما هي عليه في التسخين بالحمل الحراري ، إلا أنه يتم إنشاء الظروف التي لا يعطي فيها الشخص حرارة إلى البيئة أكثر مما يتلقاه ويطلقها ، أي يتم إنشاء ظروف الراحة الحرارية. يسمح هذا باستخدام مواقد الغاز بالأشعة تحت الحمراء لتدفئة مثل هذه المباني والمناطق التي لا يكون فيها استخدام أنظمة التدفئة التقليدية (الحمل الحراري) مجديًا اقتصاديًا أو مجديًا تقنيًا.

تشمل هذه المرافق الورش الصناعية ذات الفاقد الكبير للحرارة ، ومواقع التركيب والتجميع المفتوحة ، والمدرجات الرياضية المفتوحة ، وأحواض السباحة ، والمعارض ، ونوافذ المتاجر ، والمدرجات ، والمقاهي المفتوحة ، والمباني الصناعية الزراعية (مزارع لتربية المواشي ، والدواجن ، وصناديق تربية الدجاج) ، أماكن العمل الفردية ، والأرصفة ، ومحطات النقل ، إلخ. يمكن للحراقات المشعة بالغاز تسخين مناطق فردية (أجزاء) من المباني التي يعمل فيها الأشخاص. التسخين باستخدام مواقد الغاز بالأشعة تحت الحمراء يخلو عمليا من القصور الذاتي الحراري. مباشرة بعد التشغيل ، يوفر نظام التدفئة الشعور الضروري بالراحة. يمكن أيضًا استخدام هذا التسخين بشكل متقطع لعدة ساعات.

فيما يتعلق بتكاليف رأس المال والتشغيل ، فإن تسخين الغاز باستخدام مواقد تعمل بالأشعة تحت الحمراء أكثر اقتصادا من الحمل الحراري. ومع ذلك ، تتطلب أنظمة التسخين ذات بواعث الأشعة تحت الحمراء الغازية إزالة منتجات احتراق الغاز باستخدام تهوية الإمداد والعادم.

تخلق أنظمة التسخين بالأشعة تحت الحمراء بالغاز ظروفًا مناخية مواتية في الغرف المدفأة بسبب التدفق المشع بكثافة معينة الموجهة إلى منطقة العمل. يشتمل نظام التسخين على مدخل الغاز وخطوط أنابيب التوزيع والإمداد ووحدة قياس استهلاك الغاز والشعلات وأجهزة القفل والأدوات والإشعال عن بعد وأتمتة السلامة. يمكن أن يعمل النظام على غاز الشبكة الطبيعي والغاز المسال من تركيب خزان المجموعة. عندما يتم توفير الغاز من شبكات الضغط المتوسط ​​أو العالي ، يجب توفير التكسير الهيدروليكي ووحدات GRU.

يجب أن تكون أنظمة تسخين الغاز بالأشعة تحت الحمراء المستخدمة منتجة بكميات كبيرة ، ولها جواز سفر خاص بالمصنع بمواصفات فنية ، والتي يجب أن تشير إلى مدة التشغيل الآمن للموقد. يمكن توصيل الشعلات مباشرة بخط أنابيب الغاز باستخدام أنابيب معدنية أو أكمام من القماش المطاطي. يجب أن يتم تثبيت الأكمام على الشعلات وأنابيب الغاز باستخدام المشابك. يجب تثبيت الشعلات على هياكل غير قابلة للاحتراق ، أو على أجهزة الإغلاق - أمام كل موقد أو مجموعة من الشعلات حتى الغلاف المطاطي للنسيج على طول تدفق الغاز. يمكن أن يتم إشعال الشعلات يدويًا باستخدام جهاز إشعال محمول أو عن بُعد (ملف كهربائي أو فجوة شرارة).

أنظمة تسخين الغاز بالأشعة تحت الحمراء المخصصة للغرف التي لا يوجد بها مرافق دائم مجهزة بأجهزة أوتوماتيكية تضمن قطع إمدادات الغاز في حالة انطفاء لهب الموقد. لا يمكن ضبط ناتج الحرارة لنظام التدفئة إلا عن طريق تغيير عدد الشعلات.

يتم تقليل حساب نظام التدفئة بالأشعة تحت الحمراء إلى حل شامل للمشكلات التالية:

• تحديد الحمل الحراري لنظام التدفئة ؛
• تحديد عدد ونوع البواعث ؛
• اختيار تخطيط الباعث ؛
• تحديد تبادل الهواء المطلوب واختيار التبادل العام للتزويد وتهوية العادم.

يتم تحديد موضع مواقد الأشعة تحت الحمراء من خلال كثافة الإشعاع المسموح بها وتوحيد تعرض منطقة الأرضية. شدة الأشعة تحت الحمراء المسموح بها لشخص Qdop على مستوى الرأس (بدون غطاء رأس) عند درجة حرارة هواء معينة في الغرفة مذكورة في الجدول 9.16. لا تؤثر الانحرافات في شدة التشعيع حتى 10٪ من متوسط ​​القيمة عمليًا على الشخص ، لذلك ، يُسمح بتفاوت الإشعاع في حدود 20-30٪ ويتم تحديده من النسبة

أ = 100 (1 - س دقيقة / كحد أقصى)

حيث Q min و Q max هما الحد الأدنى والأقصى لشدة الأشعة تحت الحمراء ، kJ / (h.m 2).

لضمان شدة معينة من تشعيع الأرضية والجدران ، من الضروري وضع الشعلات في ترتيب معين. في الوقت نفسه ، يتم أخذ أبعاد فوهة الإشعاع للشعلات في الاعتبار ،
ارتفاع التنسيب فوق الأرض ، والمسافة بينهما. في الحسابات العملية ، يمكنك استخدام العلاقة التالية (إذا كانت الشعلات موجودة بشكل أفقي):

L / ح< 1 (9.1)

حيث L هي المسافة بين مراكز (خطوة) الشعلات ، م ؛ H هي المسافة من الأرضية إلى الشعلات (ارتفاع التعليق) ، م.

في هذه الحالة ، يمكن إجراء تقدير للإشعاع المسموح به باستخدام البيانات المتوسطة للغرفة المسخنة بالكامل من الصيغة

zQ ik / (η ik F p) = Q cf< Q д (9.2)

حيث Q ik هو المعامل البيرومتري المشع (يفترض أن يكون 0.5-0.6) ؛ Q cp - متوسط ​​كثافة الأشعة تحت الحمراء ، kJ / (h.m 2) ؛ و ن - مساحة ساخنة للأرضية والجدران ، م 2.

نظرًا لانتقال الحرارة الكبير بالقرب من أسطح التبريد وتيارات الهواء البارد ، يجب أن تتلقى حواف الأرضية بالقرب من الجدران الخارجية على طول محيط المبنى حرارة أكثر بنسبة 20-50٪ من بقية الحواف. بالإضافة إلى ذلك ، يجب ألا يغيب عن البال أن شعلات الصف الخارجي لم تعد تتأثر بالشعلات المجاورة. لذلك ، من الضروري إما تقليل المسافة بين الشعلات ، أو زيادة ناتجها الحراري.

يتم وضع شعلات الأشعة تحت الحمراء بشكل متساوٍ تحت السقف على طول محيط الغرفة المُدفأة مع فوهة تشع الحارق مائلة إلى الأسوار الخارجية أو أفقيًا بطريقة تضمن الإشعاع المحدد لسطح الأرض والجدران الخارجية على ارتفاع يصل إلى 2 م وينصح بتغيير ناتج حرارة الوحدة من الشعلات المستخدمة للتدفئة حسب ارتفاع تركيبها.

منع منتجات الاحتراق من دخول حاقن الموقد. يزيد تركيز أول أكسيد الكربون في نواتج احتراق الغاز مع الوضع الأفقي للموقد مع انخفاض الباعث بسبب الشفط الجزئي لهذه المنتجات بواسطة الحاقن بمقدار 2-8 مرات مقارنة بالوضع الرأسي. يصبح أقل من الحد الأقصى المسموح به عندما يميل الحارق إلى الأفق بمقدار 20 درجة على الأقل.

الجدول 9.8.تكوين نواتج الاحتراق واستهلاك الأكسجين أثناء احتراق الغاز في مواقد الأشعة تحت الحمراء (لكل 10 ميغا جول من الحرارة)

تم تجهيز المباني التي تحتوي على تدفئة باستخدام مواقد تعمل بالأشعة تحت الحمراء بتبادل عام للتزويد وتهوية العادم التي تلبي متطلبات تقنية الإنتاج الرئيسية وتبادل الهواء الضروري لتحقيق تركيزات مقبولة للمواد الضارة من منتجات احتراق الغاز التي يتم تفريغها في الغرفة. عند تصميم التهوية ، من الضروري ليس فقط حساب المواد الضارة من الناحية التكنولوجية ، ولكن أيضًا حساب التحقق من كفاية تبادل الهواء لإزالة بخار الماء والمواد الضارة المتكونة أثناء احتراق الغاز.

في الجدول. الشكل 9.8 يعطي تكوين نواتج الاحتراق واستهلاك الأكسجين لمحارق الأشعة تحت الحمراء. في المباني الصناعية ذات التسخين بالأشعة تحت الحمراء بالغاز ، يجب ألا يتجاوز تركيز ثاني أكسيد الكربون 6 ، في الأماكن العامة - 2 مجم / م 3. لمنع دخول منتجات الاحتراق إلى منطقة العمل بالغرفة المسخنة ، يجب أن يضمن نظام التهوية إزالة الهواء من المنطقة العلوية فوق مستوى الشعلات.

الجدول 9.9.أحمال حرارية محددة للسطح الساخن

يمكن إجراء حساب تقريبي للحمل الحراري لنظام التدفئة وتحديد عدد الشعلات وفقًا للقيم التجريبية المتوسطة المعممة للأحمال الحرارية المحددة للسطح الساخن (الأرضية) ، الواردة في الجدول. 9.9. يمكن استخدام البيانات الموجودة في الجدول عند تصميم أنظمة التدفئة المؤقتة الضرورية عند أداء العمل في مناطق مفتوحة أو شبه مفتوحة في فصل الشتاء. أنظمة التدفئة التقليدية (الماء والهواء) لمثل هذه المواقع غير مجدية عمليا. يسمح استخدام مواقد الأشعة تحت الحمراء للتدفئة المحلية بخلق ظروف مناخية مواتية. لهذه الأغراض ، يمكن استخدام التركيبات الثابتة والمتحركة (مثل خيمة ، دش حراري) بكتل من مواقد الأشعة تحت الحمراء. عند العمل في منطقة مفتوحة ، قد تحتوي هذه الوحدات على هياكل مغلقة مصنوعة من مواد صفائحية لحماية الناس من الرياح.

نظرًا لارتفاع درجة حرارة فوهات الإشعاع وقابليتها للاشتعال ، لا يُسمح باستخدام أنظمة تسخين الغاز مع مواقد الأشعة تحت الحمراء ، وفقًا لمتطلبات السلامة من الحرائق ، في الغرف:

• المنتجات A و B و C و E ؛
• تخزين المواد والأعلاف القابلة للاحتراق والاشتعال ؛
• مزارع الماشية المغطاة بالقش والقصب ؛
• غير مزود بإضاءة كهربائية ؛
• من الهياكل المعدنية الخفيفة ذات العزل القابل للاشتعال في الأسوار (الجدران والأسقف).

بالنسبة للمباني الصناعية ذات درجات مقاومة الحريق III-V ، يتم تنسيق استخدام الأنظمة مع السلطات الفنية وسلطات الإشراف على الحرائق. لا يُسمح باستخدام أنظمة التدفئة هذه أيضًا في الغرف التي تحتوي على مواد يمكنها ، تحت تأثير الأشعة تحت الحمراء ، تغيير خصائصها وتتحلل بتكوين مواد سامة أو متفجرة.

التدفئة بالغاز لمعدات السكك الحديدية (الإقبال). تحتاج الأجهزة الأوتوماتيكية المثبتة على السكة الحديدية إلى رعاية وصيانة دقيقة وفي الوقت المناسب. هذا صحيح بشكل خاص في فصل الشتاء ، عندما تتطلب الإقبال الحديث المجهز بأجهزة وإشارات آلية تنظيفًا شاملاً للجليد والثلج ، خاصة في المنطقة التي يتم فيها توصيل النقطة بسكة الإطار.

يتراكم الثلج في ممرات الإقبال بشكل مستمر أثناء تساقط الثلوج والعواصف الثلجية وأيضًا من القطارات التي تتحرك على طول الإقبال بسرعات عالية. يصاحب التنظيف المبكر لمزاريب المفتاح ، عند نقله ، ضغط الثلج بين الخفة وسكة الإطار ويمنع الضغط عليها بإحكام. من بين خيارات تنظيف الإقبال (هوائي ، يتطلب بناء محطة ضاغط خاصة ، وتدفئة كهربائية بمعدل تدفق من 10 إلى 12 كيلوواط لكل مفتاح) ، يبدو أن تسخين الغاز واعد للغاية.

وحدة تسخين الغاز العلوية عبارة عن كتلة من مواقد الأشعة تحت الحمراء المثبتة فوق قضبان الإغلاق على أعمدة خاصة. تم تجهيز الشعلات بعواكس توفر إمدادًا مركزًا بالأشعة تحت الحمراء مباشرة إلى الإقبال وحمايتها من الرياح. نظام التسخين مزود بنظام أوتوماتيكي يشعل الشعلات عند ظهور الثلج والجليد ويطفئها عند توقف الثلج. يوفر تسخين الغاز العلوي في مناخ معتدل تنظيفًا كافيًا للإقبال ، ولكنه يتطلب استهلاكًا عاليًا للحرارة. يوفر تسخين الغاز المنخفض في أي مناخ تنظيفًا عالي الجودة للإقبال ويتطلب غازًا أقل بـ 4-6 مرات من الغاز العلوي. في هذه الحالة ، يتم استخدام مواقد غاز خاصة مع فوهات سيراميك ، وموقد شعلة وبواعث معدنية "داكنة" كمسخنات.

في ظروف التشغيل ، عندما تتعرض عناصر الترجمة لأحمال شديدة وتعمل في ظروف مناخية صعبة ، يجب اعتبار التركيب باستخدام بواعث "داكنة" الأكثر موثوقية. يتم أيضًا استخدام التركيبات ذات الشعلات بالأشعة تحت الحمراء المزودة بفوهات خزفية مثقبة. يتم تثبيت بواعث على السطح الخارجي لسكة الإطار (في شكل صناديق) على مسافة معينة من بعضها البعض. الإشعال عن بعد والإغلاق والتحكم أوتوماتيكي. عيب هذا الحل هو المتانة المنخفضة لفوهات السيراميك.

يمكن أن تعمل منشآت تسخين الغاز على كل من الغاز الطبيعي وغاز البترول المسال. في المحطات الكبيرة ، التي توجد بالقرب منها خطوط أنابيب الغاز ، يتم استخدام الغاز الطبيعي ، في نقاط منفصلة وسيطة ، وأعمدة تقاطع وأسهم مفردة - غاز مسال. لتخزين هذا الغاز ، يتم استخدام خزانات تحت الأرض أو تركيبات مجموعة بالون الغاز. يتم ضبط إمداد الغاز مع مراعاة عدد الأسهم الساخنة وظروف الأرصاد الجوية.

تعتمد جودة إزالة مزاريب التبديل من الثلج والجليد على ناتج الحرارة للسخانات وترتيبها على المفتاح. يتم تحديد الطاقة الحرارية للسخانات على أساس الحساب الحراري والاختبارات التجريبية.