بخاری های لوله تابشی چگونه کار می کنند؟ راهنمای فنی کامل برای ارائه

بخاری لوله تابشی یک سیستم گرمایش مادون قرمز با سوخت گاز است که با سوزاندن سوخت در داخل یک لوله فلزی محصور گرما تولید می کند و انرژی حرارتی را مستقیماً به اشیاء، افراد و طبقات زیر آن تابش می کند. برخلاف بخاری واحد هوای اجباری که کل حجم هوای ساختمان را گرم می‌کند، بخاری لوله‌ای تابشی امواج مادون قرمز ساطع می‌کند که در خطوط مستقیم حرکت می‌کنند تا زمانی که به سطح جامد برسند. کف، ماشین‌ها و سرنشینان این تشعشعات را جذب می‌کنند و گرما را به محیط اطراف خود باز می‌گردانند. برای مهندسان کارخانه و مدیران تاسیسات، نتیجه عملی پاسخ آسایش سریع‌تر، مصرف سوخت کمتر و دمای ثابت‌تر سطح کف در ساختمان‌های صنعتی بزرگ است.

چگونه یک بخاری لوله تابشی سوخت را به گرما تبدیل می کند

توالی کامل عملکرد یک بخاری لوله تابشی را می توان به چهار مرحله کاملاً مشخص کاهش داد.

1. مشعل گاز طبیعی یا پروپان را با مقدار کنترل شده هوای احتراق مخلوط کرده و مخلوط را مشتعل می کند.
2. شعله و گازهای احتراق داغ از یک لوله فولادی بلند یا آلیاژ مقاوم در برابر حرارت عبور می کنند و به تدریج دیواره لوله را از داخل گرم می کنند.
3. سطح بیرونی لوله به دمای تقریباً 800 درجه فارنهایت تا 1000 درجه فارنهایت می رسد و شروع به انتشار تابش مادون قرمز می کند.
4. انرژی مادون قرمز در هوا بدون گرم کردن آن حرکت می کند، به کف و تجهیزات برخورد می کند و مستقیماً آن سطوح را گرم می کند.

آن مرحله نهایی، ویژگی تعیین کننده گرمایش تابشی است. یک بخاری همرفتی بستگی به هوای گرمی دارد که به سمت سقف بالا می رود، لایه لایه می شود و مناطق سرد را در نزدیکی بارگیری یا میز کار می گذارد. لوله های تابشی با انتقال مستقیم انرژی به منطقه اشغال شده، این مشکل را دور می زنند. هوا تنها پس از اینکه کف و تجهیزات گرمای ذخیره شده خود را دوباره ساطع کنند گرم می شود. این اجازه می دهد تا ترموستات را چندین درجه پایین تر برای راحتی درک شده یکسان تنظیم کنید، به همین دلیل است که بسیاری از تأسیسات در مقایسه با سیستم های هوای اجباری، 25 تا 40 درصد صرفه جویی در سوخت را گزارش می دهند.

صرفه جویی های نشان داده شده در بالا، محدوده های معمولی گزارش شده در تاسیسات صنعتی به جای مقادیر تضمین شده است. نتیجه واقعی به ارتفاع سقف، شرایط پیش نویس، سطح عایق و تعداد دفعات باز شدن درها بستگی دارد. ساختمان هایی با سقف های بلند و حجم هوای زیاد به گرمایش تابشی بهترین پاسخ را می دهند، زیرا نیازی به گرم کردن هوا نیست که به سادگی در نزدیکی سقف جمع می شود. تسهیلات با باز شدن مکرر درب نیز سود می‌برند، زیرا انرژی تابشی پس از ورود هوای سرد به سرعت گرمای سطح کف را دوباره برقرار می‌کند. یک سیستم هوای اجباری مدت زمان بیشتری را صرف گرم کردن مجدد کل حجم هوای داخلی بعد از هر چرخه درب می‌کند. این ویژگی‌های عملیاتی، رویکرد تابشی را به ویژه در محیط‌های لجستیک و تولید که نشت هوا و ارتفاع ساختمان در برابر گرمایش معمولی کار می‌کنند، جذاب می‌کند. برای تأسیساتی که به حرارت فرآیند یا اجزای کوره نیز نیاز دارند، از همان فناوری آلیاژ مقاوم در برابر حرارت موجود در لوله های تابشی در تجهیزات مرتبط استفاده می شود، به همین دلیل است که بسیاری از خریداران با راهنمای دقیق اصول لوله تابشی قبل از نوشتن مشخصات آنها

اجزای اصلی یک بخاری لوله تابشی

یک سیستم گرمایش لوله تابشی معمولی از تعداد کمی از اجزای قوی ساخته شده است. درک هر یک به تعیین واحد مناسب و تشخیص مشکلات بعدا کمک می کند.

مشعل و سیستم کنترل

مشعل قلب سیستم است. هوای اولیه را می کشد، آن را با گاز طبیعی یا پروپان با نسبت کنترل شده مخلوط می کند و مخلوط را در داخل لوله مشعل مشتعل می کند. سیستم کنترل شامل یک شیر گاز، ماژول احتراق، حسگر شعله و یک ترموستات یا رابط مدیریت ساختمان است. مشعل ها می توانند در حالت تک مرحله ای، دو مرحله ای یا مدوله کار کنند. مشعل های دو مرحله ای و مدوله شونده با کاهش ورودی سوخت در زمانی که فضا به خروجی کامل نیاز ندارد، کارایی را بهبود می بخشد.

لوله تابشی و بازتابنده

خود لوله تابشی از فولاد مقاوم در برابر حرارت یا فولاد ضد زنگ با آلیاژ بالا در هندسه مستقیم، U یا W شکل ساخته شده است. گازهای حاصل از احتراق از طریق لوله عبور می کنند و دمای سطح آن را تا جایی افزایش می دهند که انتشار مادون قرمز شروع می شود. یک بازتابنده آلومینیومی صیقلی در بالای لوله قرار دارد تا تابش را به سمت بالا به سمت کف زیر هدایت کند و گرما را در جایی که مردم واقعاً کار می کنند متمرکز کند. بازتابنده همچنین ساختار سقف را از قرار گرفتن در معرض حرارت بیش از حد تابشی محافظت می کند.

سیستم اگزوز و وکیوم

پس از عبور گازهای احتراق از لوله تابشی، همچنان حاوی گرمای قابل استفاده هستند و باید به طور ایمن تخلیه شوند. در طراحی خلاء یا فشار منفی، یک فن القا شده محصولات احتراق را از طریق لوله و سیستم دودکش می کشد. در طراحی فشار مثبت، فشار مشعل گازها را از طریق لوله می راند. سیستم‌های کششی رایج‌تر هستند زیرا احتمال نشت گاز احتراق به فضای اشغال شده را از طریق یک مفصل آسیب دیده از بین می‌برند.

متالورژی لوله تابشی یک عامل اصلی در عمر سیستم است. لوله هایی که بالاتر از 900 درجه فارنهایت کار می کنند اکسیداسیون تدریجی و خستگی حرارتی را تجربه می کنند، بنابراین آلیاژهای مقاوم در برابر حرارت ریخته گری و فولادهای آلیاژی بالا ریخته گری گریز از مرکز برای خدمات طولانی تر ترجیح داده می شوند. لوله های تابشی همچنین در کوره های صنعتی و خطوط عملیات حرارتی استفاده می شوند، جایی که اتمسفر احتراق را از جو فرآیند جدا می کنند و توزیع یکنواخت گرما را فراهم می کنند. تولیدکنندگان تجهیزات عملیات حرارتی و اجزای کوره، دانش مواد مشابهی را هنگام تولید لوله های تابشی به کار می برند، و بسیاری از آنها گزینه های محصول لوله تابشی در گریدهای آلیاژی همسان برای کار مداوم در دسترس هستند.

پیکربندی های لوله تابشی و خروجی گرما

شکل لوله تابشی تعیین می کند که چه مقدار سطح گرما آزاد کننده در یک فضای سقف معین قرار می گیرد. سه پیکربندی استاندارد بر بازار تسلط دارند و هر کدام تعادل متفاوتی از هزینه، خروجی و پوشش دارند.

یک لوله تابشی I شکل ساده ترین طرح است، در اصل یک لوله مستقیم است که به صورت افقی با زاویه کمی نصب می شود. مناسب کارگاه‌های کوچک‌تر و محل‌های باریک‌تر است که در آن یک منطقه گرمایش فشرده کافی است. طرح مستقیم افت فشار را کم و طول لوله را کوتاه نگه می دارد، بنابراین فن مشعل کار کمتری انجام می دهد. از آنجایی که خروجی حرارت کمتر است، یک واحد I شکل نیز مقرون به صرفه ترین گزینه برای یک منطقه گرمایشی منفرد است.

تولید کننده لوله تابشی I شکل عمده، شرکت صادرکننده Jiangsu Huaye Technology Co., Ltd تولید کننده لوله تابشی I شکل و شرکت صادر کننده لوله تابشی I شکل است، ما سفارشی و ... مشاهده محصول →

A لوله تابشی U شکل سطح آزاد کننده گرما را در همان ردپای افقی دو برابر می کند. خم برگشتی در یک انتها گازهای احتراق را از طریق پایه دوم به عقب می فرستد، به این معنی که طول سقف پوشش داده شده توسط بخاری تقریباً به اندازه طول لوله فیزیکی آن است. این پیکربندی به طور گسترده در انبارهای متوسط، تعمیرگاه ها و سلول های تولیدی استفاده می شود. سطح اضافی در مقایسه با یک لوله مستقیم با طول کلی مشابه، خروجی کل و بازده تابشی را افزایش می دهد.

تولید کننده لوله تابشی U شکل، شرکت صادر کننده عمده Jiangsu Huaye Technology Co., Ltd تولید کننده لوله تابشی U شکل و شرکت صادر کننده لوله تابشی U شکل است، ما سفارشی و ... مشاهده محصول →

A لوله تابشی W شکل بالاترین گزینه خروجی است. چهار گذر موازی از سطح لوله برای مشعل که در یک انتها قرار دارد فراهم می کند. این طرح برای فضاهای باز بزرگ مانند آشیانه های هواپیما، مراکز توزیع و سالن های ساخت بزرگ انتخاب شده است. اگرچه بیشترین گرما را ارائه می دهد، اما پیکربندی W همچنین به فاصله های بیشتر و فاصله پشتیبانی دقیق تر برای کنترل انبساط حرارتی نیاز دارد.

عمده فروشی لوله تابشی W-Type تولید کننده، شرکت صادر کننده Jiangsu Huaye Technology Co., Ltd تولید کننده لوله تابشی نوع W چین و شرکت صادر کننده لوله تابشی نوع W است، ما سفارشی و کل... مشاهده محصول →

مقادیر خروجی بالا نشان‌دهنده بخاری‌های لوله تابشی معمولی با سوخت گاز است نه محدودیت‌های مطلق. امتیازات واقعی به ظرفیت مشعل، قطر لوله و ضخامت آلیاژ دیواره لوله بستگی دارد. لوله های بلندتر سطح کل را افزایش می دهند اما افت فشار گاز احتراق را نیز افزایش می دهند، بنابراین مشعل باید با هندسه لوله مطابقت داشته باشد. انتخاب پیکربندی بیش از حد بزرگ برای فضا منجر به دوچرخه‌سواری کوتاه و راحتی ضعیف می‌شود، در حالی که یک واحد کوچک به طور مداوم کار می‌کند و بیش از حد لازم سوخت مصرف می‌کند. سیستمی که به درستی منطبق شده باشد، تشعشع ثابتی را بدون کشش یا نویز ناشی از گرمایش هوا با سرعت بالا ارائه می دهد.

نمایه توزیع گرمای تابشی و راحتی

نحوه توزیع گرما در سطح یک طبقه یکی از قوی ترین استدلال ها برای بخاری های لوله تابشی است. از آنجا که انرژی مادون قرمز تا زمانی که با یک سطح تماس پیدا می کند حرکت می کند، کف به خودی یک رادیاتور با دمای پایین تبدیل می شود که گرما را به سمت بالا آزاد می کند. این پروفیل دمایی بسیار متفاوت از سیستم هوای گرم ایجاد می کند.

دمای سطح در امتداد یک لوله تابشی یکنواخت نیست. در نزدیکی انتهای مشعل، فلز به سرعت به دمای اوج می رسد زیرا شعله و گازهای احتراق در آن نقطه داغ هستند. با حرکت به سمت انتهای اگزوز، گازها گرما را به دیواره لوله می دهند، بنابراین دمای سطح به تدریج کاهش می یابد. یک لوله خوب طراحی شده اختلاف دمایی بین انتهای مشعل و انتهای دودکش را بیش از 20 تا 25 درصد حفظ می کند. با این حال، دمای متوسط ​​در کل لوله تعیین می کند که چه مقدار انرژی مادون قرمز به فضا داده می شود.

افزایش و کاهش صاف منحنی دما هم برای راحتی و هم برای عمر تجهیزات اهمیت دارد. اگر لوله خیلی شدید به اوج برسد و سپس به سرعت سقوط کند، کف مستقیماً زیر انتهای مشعل تشعشع بسیار بیشتری نسبت به بقیه قسمت‌های خلیج دریافت می‌کند و نقاط داغ و مناطق سرد ایجاد می‌کند. نمای یکنواخت تر به این معنی است که بازتابنده می تواند تشعشعات را به طور یکنواخت در سطح زمین اشغال شده توزیع کند. انتخاب مواد نیز بر منحنی تأثیر می گذارد، زیرا لوله های آلیاژی بالا با هدایت حرارتی خوب، گرما را در طول خود به طور یکنواخت تر از لوله های ساخته شده از فولاد کم درجه پخش می کنند. این یکی از دلایلی است که خریداران صنعتی لوله های آلیاژی با درجه حرارت بالا را برای عمر طولانی و خروجی ثابت مشخص می کنند.

بخاری لوله تابشی در مقابل بخاری واحد در فضاهای بزرگ

مدیران تأسیسات معمولاً هنگام برنامه ریزی برای ارتقاء گرمایش، بخاری های لوله تابشی را با بخاری های واحد معمولی مقایسه می کنند. هر دو سیستم کاربردهای معتبری دارند، اما فیزیک انتقال گرما آنها را برای شرایط بسیار متفاوت مناسب می کند. سریعترین راه برای تصمیم گیری این است که به توزیع دمایی که هر سیستم در یک ساختمان بلند ایجاد می کند نگاه کنید.

مقایسه رادار بالا هر دو رویکرد گرمایش را بر اساس پنج معیار عملی امتیاز می دهد. بخاری های لوله تابشی امتیاز بالاتری از نظر کارایی و راحتی دارند زیرا به جای فشار دادن گرما به سمت سقف، گرما را مستقیماً به سطح کف می رسانند. یکنواختی دما نیز بهتر است، زیرا کف به عنوان یک رادیاتور ثانویه عمل می کند که گرما را در سراسر فضا یکنواخت می کند. بخاری های یونیت فقط از نظر بی صدا بودن و دسترسی به فضای کوچک کمی جلوتر هستند، زیرا یک واحد فن کانالی یا پروانه ای نگرانی های طولانی مدت کمتری با خستگی مواد لوله دارد.

مشکل واقعی یک واحد بخاری در یک مرکز بلند طبقه بندی است. هوای گرم در قسمت خرپایی بالا می‌آید و جمع می‌شود، جایی که ارزش مفیدی ندارد، در حالی که کف سرد و کشدار می‌ماند. به همین دلیل است که با افزایش ارتفاع سقف، شکاف عملکرد عملی افزایش می یابد. یک سیستم لوله تابشی نیازی به فشار دادن هوای گرم به سمت پایین ندارد. به سادگی تشعشعاتی را ساطع می کند که روی زمین و سرنشینان فرود می آید. برای ساختمان‌هایی با سقف‌های بالاتر از 15 فوت، که شامل اکثر انبارها و کارخانه‌های صنعتی می‌شود، انرژی از دست رفته برای طبقه‌بندی در یک سیستم بخاری واحد می‌تواند قابل توجه باشد.

ملاحظات انتخاب، نصب و نگهداری

انتخاب بخاری لوله تابشی مناسب با محاسبه بار گرمایی شروع می شود، نه یک قانون سرانگشتی. این محاسبات باید پوشش ساختمان، عایق، تغییرات هوا، فرکانس باز شدن درب و منابع حرارتی داخلی ماشین آلات یا تجهیزات فرآیند را در نظر بگیرد. نتیجه خروجی BTU/hr مورد نیاز و تعداد مناطق گرمایشی را تعیین می کند. ارتفاع سقف و فاصله نصب، پیکربندی لوله را تعیین می کند، زیرا بازتابنده و سطح لوله باید در فاصله ایمن از مواد قابل احتراق قرار گیرند.

کیفیت نصب تاثیر مستقیمی بر راندمان تابشی دارد. لوله باید کمی به سمت بالا به سمت انتهای اگزوز شیب داشته باشد تا گازهای میعانات و احتراق در جهت صحیح جریان یابد. آویزهای نگهدارنده باید اجازه دهند که لوله در حین گرم شدن و سرد شدن منبسط و منقبض شود. بازتابنده باید در زاویه صحیح نگهداری شود و تمیز نگه داشته شود تا تابش به جای پراکنده شدن به سمت منطقه هدف هدایت شود. یک بازتابنده با تراز نامناسب می تواند گرمای ورودی به کف را با حاشیه قابل توجهی کاهش دهد.

تعمیر و نگهداری ساده اما ضروری است. مشعل باید در هر فصل گرمایش از نظر تجمع کربن و ویژگی های مناسب شعله بازرسی شود. سطح لوله باید از نظر تاب خوردگی، تغییر رنگ موضعی یا ترک بررسی شود، به خصوص در نزدیکی انتهای مشعل که تنش حرارتی در آن بالاتر است. فن اگزوز و تله تخلیه نیز نیاز به توجه دارند، زیرا یک خط کندانس مسدود شده می تواند کل بخاری را خاموش کند. اکثر سازندگان برنامه تعمیر و نگهداری واضحی را منتشر می کنند و پیروی از آن از گارانتی محافظت می کند و طول عمر لوله آلیاژی مقاوم در برابر حرارت را افزایش می دهد.

هنگامی که پروژه شامل جایگزینی یک سیستم گرمایشی موجود یا گسترش به یک ساختمان جدید می شود، ارزش آن را دارد که تامین کننده تجهیزات را در مراحل اولیه طراحی درگیر کند. تامین‌کننده‌ای که لوله‌های تابشی را نیز تولید می‌کند، می‌تواند راهنمایی عملی در مورد درجه‌بندی مواد، ضخامت دیواره لوله و تطابق مشعل ارائه دهد. برای بحث در مورد مشخصات ساختمانی خاص با مهندسان متالورژی، با تیم مهندسی ما تماس بگیرید با پلان طبقه و شرایط عملیاتی.

خط پایین در بازده بخاری لوله تابشی

بخاری های لوله تابشی با سوزاندن گاز در داخل یک لوله فلزی مهر و موم شده کار می کنند، آن لوله را تا نقطه انتشار مادون قرمز گرم می کنند و تابش را مستقیماً به کف، تجهیزات و افراد می فرستند. این اصل ساده است، اما تصمیمات مهندسی در مورد پیکربندی لوله، درجه آلیاژ و کنترل مشعل تعیین می کند که انرژی در عمل چقدر کارآمد استفاده می شود.

برای فضاهای بزرگ با سقف های بلند، بخاری های لوله تابشی مزایای قابل اندازه گیری در راحتی و مصرف سوخت ارائه می دهند. ساختار ساختمان خود بخشی از سیستم گرمایشی می شود و به جای از دست دادن هوای گرم در فضای خالی سقف، تشعشعات را جذب کرده و به آرامی آزاد می کند. تطبیق پیکربندی لوله با بار گرمایی، نصب سیستم با تراز صحیح و حفظ مشعل و سطح لوله باعث می شود سیستم برای بسیاری از فصول گرما به طور موثر کار کند.