Технология ИРТЕХ

О ТЕХНОЛОГИИ ИРТЕХ

Если коротко, то технология ИРТЕХ- это возможность создания крупноформатных ИК-излучающих плоских и криволинейных поверхностей с температурой до 250 °С

                        Немного подробнее.

В технике, для генерации теплового излучения, выпускаются различные электрические инфракрасные нагреватели. При всём многообразии их конструктивов (керамические нагреватели, ТЭНы, ИК-лампы накаливания), характерной особенностью таких нагревателей является их малая площадь поверхности излучения. Это обусловлено тем, что к таким нагревателям предъявляется основное требование- они должны иметь максимально высокую температуру излучаемой поверхности, т.е. возможность генерирования ими теплового потока максимальной плотности.

Основное применение они нашли в промышленности, в технологических процессах нагрева, где требуется высокая плотность теплового потока на локальном участке. 

В последнее время технология инфракрасного нагрева, в силу её характерных особенностей, интенсивно развивается, и становиться всё более востребованной в технологических процессах нагрева в промышленности, в сельском хозяйстве, в строительстве, быту.  Как пример, это: 

- сушка пищевых продуктов и сельскохозяйственной продукции, сушка различных технологических покрытий, сушка рабочей одежды и обуви;

- отопление помещений промышленного и гражданского назначения, помещений специального назначения, где значимым является минимизация конвекционных потоков воздуха (медицинские учреждения, технологические чистые комнаты);

- обогрев локального пространства в промышленных объектах для создания комфортных условий на рабочем месте, обогрев локального пространства для создания комфортных условий отдыха в быту, в салонах красоты при проведении процедур, местах общественного питания, локального пространства на животноводческих фермах;

- нагрев поверхностей для целей производства промышленной продукции, (протяжённые ПВХ профили, полимерные материалы, плиты из искусственного акрилового камня и т. д.);

- нагрев в ИК-саунах и многое, многое другое.

И когда возникли задачи нагрева из вышеперечисленных областей применений, оказалось, что эффективно их решить при помощи серийно выпускаемых ИК-нагревателях или сложно, или невозможно.  

Прежде чем пояснить это на конкретных примерах, покажем графически как излучает ИК-нагреватель.

На рис.1 графически показаны различные уровни интенсивности лучистой области формируемой инфракрасным нагревателем и видно, что область непосредственно под поверхностью (E1) получает выходной уровень излучения 90-100%, в то время как внешняя часть (Е3) составляет 50% от интенсивности Е1. 

Рис.1   Графическое изображение распределения энергии, основанное на законе Ламберта.

Данная графика основывается на законе Ламберта, где количество лучистой энергии, излучаемой ИК- поверхностью под углом φ к нормали, равно произведению количества энергии, излучаемой по нормали, на косинус угла φ: 

           Еᵩ= Е_ncosᵩ, где Е_n- плотность потока излучения, называемая также яркостью.

В соответствии с этим законом наибольшее количество энергии излучается по нормали к излучающей поверхности.

ПРИМЕР.  Рассмотрим задачу равномерного нагрева лакокрасочного покрытия (рис.2) на поверхности площадью в 1 м².

Рис.2   Сравнение процесса технологической сушки с применением  крупноформатных излучающих поверхностей

           

Согласно этой информации и анализ графического изображения показывает, что стандартным серийным ИК - нагревателем получить равномерное тепловое поле на площади хотя бы в 1 м², практически невозможно.

Как вариант, для получения приемлемых результатов, группируют несколько таких нагревателей, как правило меньшей мощности, подбирая расстояние как между самими нагревателями, так и между нагревателями и нагреваемой деталью. Эти варианты и показаны на рис.2 (столы №1,2,3).

Дальнейшее увеличение количество нагревателей по ряду причин нецелесообразно и приводит к однозначному выводу - идеальным решением будет нагревательная ИК-поверхность с размерами, соответствующими размерам нагреваемой детали.

Если, например, рассмотреть процесс технологической сушки с применением   крупноформатных излучающих поверхностей (рис. 3) с криволинейной поверхностью (радиусной), то это графически видно, как идеально распределяется тепловой поток в соответствии с геометрией поверхности нагреваемой детали.

Рис.3. Процесс технологической сушки с применением   крупноформатных излучающих поверхностей

Это другой уровень равномерности сушки и энергоэффективности процесса, это принципиально меняет качество сушки окрашенных поверхностей.

Кривизна поверхности излучения может изготавливаться с учётом особенности формы нагреваемых изделий под конкретную задачу (технологический нагрев, сушка, локальный обогрев рабочего места и т.д.) для наиболее эффективного её решения.

 

 ПРИМЕР.  Отоплении помещений промышленного и гражданского назначения.

Речь идёт об отоплении в строгом соответствии со строительными нормами и правилами - СНиП 41-01-2008. А это значит, что при расчёте отопления, кроме определения общей тепловой нагрузки, необходимо обеспечить допустимую поверхностную плотность лучистого теплового потока, особенно в зонах, где постоянно присутствуют люди. А она напрямую зависит от температуры поверхности излучателя и расстояния от излучателя до поверхности облучения.

Это первое, что ограничивает максимальную температуру излучателя, и это однозначно прописано в строительных нормах и правилах.

И далее в нормах постоянно фигурирует температура поверхности излучателя - «… максимально допустимая температура теплоносителя или теплоотдающей поверхности…», и как правило она не превышает 150°С.

Такую же информацию, как насущную проблему, можно увидеть и в различных отраслевых изданиях для профессионалов рынка. Журнал «СОК»: «… Анализ полученных результатов позволяет сделать следующие выводы. Температура излучателей во всех рассматриваемых случаях больше 150°C, что может ограничивать возможность их применения ввиду несоответствия нормативным требованиям. При высокой температуре поверхности излучателя достаточно сложно обеспечить допустимую облученность в обслуживаемой зоне.»

Другими словами, для отопления помещения необходима определённая тепловая мощность, которая должна генерироваться излучающими поверхностями, но с ограниченной температурой.

И для выполнения данных требований, практически основной путь увеличения тепловой мощности при ограниченной температуре излучателя, это увеличение площади излучаемой поверхности.

На сегодняшний день мы не знаем ни одну профессиональную систему электрического ИК-отопления. И основная проблема в том, что нет специализированных ИК-излучателей.

И таких примеров, когда самым эффективным, а нередко и единственным, оборудованием ИК-нагрева является крупноформатный излучатель- множество.

Для возможного решения всех этих задач компанией ИРТЕХ создана технология производства крупноформатной ИК излучающей поверхности с возможностью получения:
- практически неограниченной площади (линейными размерами)
- плоской и криволинейной поверхности для формирования необходимой пространственной плотности теплового потока
- её нормированной (однородной/ неоднородной по площади) температурой до 250 °С.
- подключения её к источнику питания с широким диапазоном напряжений.