محبوبترینها
قیمت دیگ بخار و تولیدکننده اصلی دیگ بخار
معروف‌ترین هدیه و سوغاتی یزد مشخص شد!
آشنایی با انواع دوربین مداربسته ضد آب
پرداخت اینترنتی قبوض ساختمان (پرداخت قبض گاز، برق و آب)
بهترین دوره آموزش سئو محتوا در سال 1403 با نام طوفان ۱۴۰۳ در فروردین ماه شروع می شود
یک صرافی ارز دیجیتال چه امکاناتی باید داشته باشد؟
تعمیرگاه مجاز تعمیر ماشین لباسشویی در شرق تهران
تعمیرگاه مجاز تعمیر ماشین لباسشویی در شرق تهران
جراحی و درمان ریشه دندان عفونی با خانم دکتر صفوراامامی
چه مواردی بر قیمت کابین دوش حمام تاثیر دارند؟
صفحه اول
آرشیو مطالب
ورود/عضویت
هواشناسی
قیمت طلا سکه و ارز
قیمت خودرو
مطالب در سایت شما
تبادل لینک
ارتباط با ما
مطالب سایت سرگرمی سبک زندگی سینما و تلویزیون فرهنگ و هنر پزشکی و سلامت اجتماع و خانواده تصویری دین و اندیشه ورزش اقتصادی سیاسی حوادث علم و فناوری سایتهای دانلود گوناگون
مطالب سایت سرگرمی سبک زندگی سینما و تلویزیون فرهنگ و هنر پزشکی و سلامت اجتماع و خانواده تصویری دین و اندیشه ورزش اقتصادی سیاسی حوادث علم و فناوری سایتهای دانلود گوناگون
آمار وبسایت
تعداد کل بازدیدها :
1796879907
گرمايش تشعشعي مادون قرمز (1)
واضح آرشیو وب فارسی:راسخون:
گرمايش تشعشعي مادون قرمز (1) نويسنده:سيد محمد مهدي شهرستاني (2) Infrared heating radiation مقدمه همان طور که مي دانيم انتقال حرارت تشعشعي در موارد صنعتي که با دماهاي بالا باشند اهميت پيدا مي کند مانند: کوره ها، شيپوره موشک، موتور احتراق داخلي و خشک کن هاي صنعتي و تابش خورشيد، همچنين اين موضوع در مواردي که حالت هاي ديگر انتقال حرارت کم اهميت بوده يا مانند خارج از جوّ که اصلاً انتقال حرارتي وجود نداشته باشد، تشعشع نقش اصلي را ايفا ميکند. تفاوت اساسي بين انتقال حرارت تشعشعي و ديگر حالت هاي انتقال حرارت اين است که: الف) نرخ انتقال حرارت بين دو جسم به اختلاف توان چهارم دماي اجسام بستگي دارد. ب) انتقال حرارت بين و جسم نياز به محيط مادي واسط ندارد. سازوکار تبادل حرارت تشعشعي بين دو جسم با دماهاي متفاوت به اين صورت است که هر دو جسم به واسطه ي دمايي که دارند به طور طبيعي از خود انرژي تابشي گسيل مي کند(Natural Emission) و گسيل از هر يک از دو جسم توسط ديگري جذب مي شود. ليکن مقدار انرژي جذب شده توسط جسم با د ماي پايين نسبت به مقدار انرژي که گسيل کرده بيش تر است. بنابراين تبادل حرارت از جسم گرم تر به جسم سردتر صورت مي پذيرد (قانون دوم ترموديناميک). تشعشع از گسيل انرژي توسط ماه منشا مي گيرد و انتقال آن نيازي به وجود ماده ندارد. يکي از نظريات ماهيت اين نوع ا نتقال را اين گونه بيان مي کند که تشعشع را به عنوان انتشار مجموعه اي از ذرات به نام فوتون يا کوانتا مي دانند و نظريه ي ديگر تشعشع را انتشار امواج الکترومغناطيسي مي دانند. اما به هر حال مي دانيم که تشعشع به دو خاصيت امواج يعني طول موج و فرکانس بستگي دارد: که c سرعت نوردر محيط است و براي انتشار در خلأ در حدود طول موج و vفرکانس مي باشد.
شکل 1: توزيع حرارت در امواج الکترومغناطيسي در شکل 2 طيف کامل الکترومغناطيس نشان داده شده است: تشعشع اشعه ي گاما، اشعه ي x و ماوراي بفنش (uv) که طول موج کوتاه دارند مورد توجه فيزيک دان ها و مهندسان هسته اي است که با انرژي زياد سر و کار دارند و ميکروويوها و امواج راديويي که طول موج بلند دارند مورد توجه مهندسان الکترونيک و برق مي باشد. قسمت مرکزي طيف را که تقريباً تا را مي پوشاند و شامل قسمت uv و تمام امواج مرئي و مادون قرمز (IR) است را تشعشع گرمايي مي گويند. تشعشع گرمايي گسيل شده از هر سطح، شامل گستره اي از طول موج ها است و مقدار تشعشع در هر طول موج و توزيع طيفي بر حسب ماهيت و دماي سطح گسيلنده تغيير مي کند.
شکل 2: طيف الکترومغناطيسي تشعشع گرمايي مادون قرمز تاريخ کشف امواج حرارتي به سر ويليام هرشل، ستاره شناس انگليسي (Sir Wm Herschel) در سال 1800 ميلادي مربوط مي شود. او به کمک يک منشور تجزيه نور و دماسنج متوجه شد که امواج منتشره از خورشيد پس از تجزيه توسط منشور در رنگ آبي داراي کم ترين دما و در طيف زير قرمز داراي بالاترين دما مي باشد. تمام انرژي اي که ما از خورشيد از فاصله 93 ميليون مايلي با دماسنج دريافت مي کنيم، ماهيتش امواج الکتروموغناطيسي است (electromagnetic) که اين خواص نسبت به طول موج و فرکانس متغير مي باشد. در حدود 3 درصد از امواج الکترومغناطيس دريافتي از خورشيد فرابنفش مي باشد که سرطان زا است و حدود 50 درصد از اين امواج الکترومغناطيس به صورت نور مرئي وجود دارد و حدود 47 درصد از اين امواج به صورت طول موج مادون قرمز مي باشد و بحث ما در مورد همين قسمت (مادون قرمز) است. گرمايش تشعشعي مادون قرمز با فرستادن امواج مادون قرمز به وسيله ي خورشيد سبب گرم شدن زمين مي شود. اين روش گرمايي از طبيعت الهام گرفته شده است. همه ي اجسام فيزيکي قادر به جذب و ساطع کردن انرژي الکترومغناطيسي هستند و نسبت انرژي ساطع شده به اختلاف دما بين اجسام بستگي دارد که پارامتري براي اندازه گيري بارهاي گرمايي جسم مي باشد. در مورد ماهيت کارکرد دستگاه هاي گرماي تشعشعي مي توان گفت، هنگامي که دماي ساطع کننده افزايش مي يابد، دامنه ي طول موج کوتاه مي شود و فرکانس افزايش مي يابد. نکته ي قابل توجه اين است که همه ي مواد، طول موج هاي انرژي الکترومغناطيس را به روش يکساني جذب نمي کنند، بلکه هر ماده با توجه به ماهيتش بيش ترين جذب انرژي الکترومغناطيسي را در طول موج خاصي دارد. در اينجا بحث را به بتن و آب محدود مي کنيم، زيرا اين مواد گيرنده ي انرژي مادون قرمز هستند. به دليل اين که بيش ترين حرارت توسط اين چاه هاي حرارتي (Sink) که از اجزاي تشکيل دهنده ي يک فضاي گرمايشي هستند، جذب مي شود.
بتن نماينده اي از ساختمان و آب نماينده اي از بدن انسان است، زيرا 97 درصد از وزن بدن آب مي باشد. همه ي اجزاي يک ميل ترکيبي منحصر به فرد، براي جذب انرژي الکترومغناطيسي در طول موج معيني را دارند. در ادامه بحث به نمودارهاي بتن و آب مي پردازيم. شکل 3، بررسي درصد جذب انرژي الکترومغناطيسي در طول موج هاي مختلف براي آب را نشان مي دهد. همان طور که مشاهده مي کنيد، آب ميل ترکيبي براي طول موج هاي 3 و 6 ميکرومتر را دارد که در اين دو، طول موج بيش ترين انرژي را در حدود 85 درصد جذب مي کند، و اين بهترين حالت است. شکل 4، بررسي درصد جذب انرژي الکترومغناطيسي در طول موج هاي مختلف براي بتن را نشان ميدهد. همان طور که مشاهده مي کنيد، بتن ميل ترکيبي براي طول موج هاي 3 تا 6 ميکرومتر را دارد و در فاصله ي اين طول موج ها بيش ترين انرژي را در حدود 95 درصد جذب مي کند. در نتيجه هيترها يا دستگاه هاي گرمايش تشعشعي، که در اين طيف کار مي کنند، بهترين جذب انرژي الکترومغناطيسي را دارند. اشتراک دو ماده ي آب و بتن در طول موج در حدود 3 ميکرومتر است. دستگاه هايي که با طول موج بيشس تر از 3 ميکرومتر کار مي کند راندمان تشعشعي کاملاً بالايي دارند، ولي طول موجي که ساطع مي کنند، باعث مي شود که با توجه به نمودارهاي بتن و آب، عملاً اين گونه دستگاه ها انرژي الکترومغناطيسي غيرقابل استفاده بسازند. پس براي حالت بهينه بايد انرژي الکترومغناطيسي، طول موجي در حدود 3 ميکرومتر داشته باشد، تا توسط چاه هاي حرارتي (آب و بتن) کاملاً جذب شود. انواع گرمايش تشعشعي مادون قرمز تقسيم بندي دستگاه هاي گرمايش تشعشعي مادون قرمز بر اساس دماي سطح ساطع کننده مي باشد. که از رنج دمايي، بالاتر از دماي اتاق تا قابل دسترسي است. اما بر اساس طبقه بندي هندبوک Ashrea منابع تشعشعي را مي توان بر اساس دما به چهار گروه تقسيم نمود: گروه اول: کم دما (Low temperature)، گروه دوم: کم شدت (Low intensity)، گروه سوم: شدت متوسط (Medium intensity)، گروه چهارم: پُرشدت (High intensity)
شکل 5: درصد کل تابش خروجي از جسم سياه در طول موج هاي متفاوت گروه اول. کم دما به اين گروه دستگاه ها کم دما يا گرمايش پنلي (پنجره اي) مي گويند و در رنج دمايي بين دماي اتاق تا کار مي کنند. معمولاً کم د ماها بر روي سقف يا کف نصب مي شود. منبع انرژي براي اين سيستم ها را مي توان از سيم ها مقاومت الکتريکي (المنت)، آب داغ و يا هواي گرم تامين کرد. دستگاه هاي کم دما معمولاً در سيستم هاي مسکوني و يا در ساختمان هاي اداري، تجاري و صنعتي مورد استفاده قرار مي گيرند. اين دستگاه ها اغلب در سيستم هاي حجم هواي متغير(VAV) مورد استفاده قرار مي گيرند. گروه دوم . کم شدت اين دسته از دستگاه ها در رنج دمايي بين تا کار مي کند و طول موج هايي در حدود 2 تا 10 ميکرومتر ساطع مي کند. و با توجه به توضيحات اوليه اي که داده شده است، اين طول موج در طيف الکترومغناطيسي خيلي نزديک به امواج نامرئي است. بنابراين نوري از کم شدت ها ساطع نمي شود و اين بدين معني است که هنگامي که به دستگاه هاي کم شدت نگاه مي کنيم گداخته نيستند. نوع معمولي اين دستگاه ها را اغلب بر روي سقف قرار مي دهند که با لوله هاي فولادي يا فولاد زنگ نزن به طول 20 تا 30 فوت ساخته مي شود و با يک مشعل در داخل لوله قرار دارد و بيش تر اين لوله ها به يک منعکس کننده (رفلکتور) مجهز مي شوند تا انرژي تشعشعي ساطع شده از لوله ها را به سمت پايين براي فضايي که مي خواهيم تهويه کنيم، منعکس کند. گروه سوم . شدت متوسط در اين دستگاه ها رنج دمايي بين تا مي باشد و معمولاً با الکتريسيته يا گاز مشعل کار مي کند و مي توان مشاهده کرد که کمي دستگاه ها برافروخته يا سرخ گون مي باشند. گروه چهارم . پر شدت اين دستگاه ها در رنج دمايي بين تا کار مي کنند. در اين نوع دستگاه ها انرژي الکترومغناطيسي ساطع شده معمولاً در طول موج هايي در حدود 1 تا 6 ميکرومتر مي باشد. اين بدان معني است که دسته انرژي ساطع شده با توجه به طيف الکترومغناطيس، کاملاً نزديک به طيف نورهاي مرئي است. بنابراين مشاهده مي کنيم که ساطع کننده با رنگي مايل به قرمز (سرخ گون) به نظر مي رسد. (رنگ روشن، يعني متمايل به سمت رنگ هاي نارنجي و زرد، کم تر از ميانگين طول موج ساطع کننده انرژي دارد). معمولاً پر شدت ها از يک لامپ الکتريکي با يک رفلکتور استفاده مي کنند که به وسيله ي ايجاد مقاومت الکتريکي بسيار زياد باعث مي شود دمايي در حدود تأمين کند. شکل 5 مقايسه اي بين پر شدت ها و کم شدت ها را نشان مي دهد. شکل 5 درصد کل تابش خروجي در طول موج هاي متفاوت از جسم سياه مي باشد. در دماي (گرم کن پرشدت)، 25 درصد از کل تابش خروجي از ساطع کننده در طول موج 8/2 ميکرومتر مشاهده مي شود. و در دماي (گرم کن شدت)، 15 درصد از کل تابش خروجي از ساطع کننده در طول موج 5/4 ميکرومتر مي شود. با توجه به نمودارهاي جذب انرژي الکترومغناطيسي توسط بتن و آب که قبلاً توضيح داده شد مي توان دريافت که بهترين راندمان جذب انرژي الکترومغناطيس طول موجي در حدود 3 ميکرومتر مي باشد و از شکل 5 بهترين حالت براي پُر شدت ها 8/2 ميکرومتر است و براي کم شدت ها 5/4 ميکرومتر است که با جمع بندي مطالب فوق بهترين دستگاه ها پر شدت ها هستند، ولي د ستگاه هاي کم شدت که به طول موج 3 ميکرومتر نزديک مي باشد نيز راندمان خوبي دارند. نکته ي ديگر اين که نرخ راندمان حرارتي براي پُر شدت ها و کم شدت ها معيار خوبي براي انتخاب ميان اين دو دستگاه نمي باشد، زيرا راندمان حرارتي يک معيار مهندسي است و مي توان آن را فقط براي تجهيزاتي مورد استفاده قرار داد که تهويه به خارج دارد. براي مثال در دستگاه هاي گرم کن پُر شدت به دليل اين که چون خروجي تهويه ندارند، راندمان حرارتي 100 درصد مي باشد، و در کم شدت ها چون مي توانند تهويه شوند (يعني دريچه به بيرون دارند، راندمان حرارتي در حدود 70 تا 80 درصد است. نکته ي مهم اين که اگر از گرم کن هايي استفاده کرديم که تهويه به بيرون نداشت بايد متعهد باشيم که از دستورالعمل هاي ايمني استفاده کنيم. اگر ساختمان هايي داشته باشيم که نياز به تهويه داشته باشد بايد از گرم کن هاي کم شدت استفاده کنيم.
شکل 6:انباشته شدن حرارت در زير سقف با استفاده از روش جابه جايي شکل 7: توزيع مناسب حرارت با استفاده از گرمايش تشعشعي * دلايل صرفه جويي در انرژي با استفاده از گرمايش تشعشعي مادون قرمز سيستم هاي گرمايش جابه جايي علي رغم هزينه ي سنگين راهبري، نگهداري و انرژي، عمده ترين راه تأمين گرمايش کارخانجات و فضاهاي بزرگ محسوب گرديده است. با ابداع سيستم گرمايش تابشي در آمريکا و کانادا و مشخص شدن مزاياي آن باعث گرديد که از 25 سال پيش تا کنون در کشورهاي توسعه يافته از اين روش براي گرمايش فضاهاي بزرگ استفاده شود. همان طور که مي دانيم در حالت گرمايش جابه جايي، هوا گرم شود. بنابراين چگالي آن کاهش مي يابد، در نتيجه هوا از نظر وزني سبک تر شده است و به سمت بالا شروع به حرکت مي کن (شکل 6)، در نهايت حرارتي که اغلب در کف ساختمان به آن نياز داريم در زير سقف انباشته مي شود و اتلاف حرارت از سقف بسيار زياد مي شود. اما در گرمايش تابشي از طريق امواج مادون قرمز چون مي توان مسير گرمايش را جهت داد، بنابراين حرارت را در مکاني که مي خواهيم تأمين مي کنيم، که معمولاً در کف ساختمان است (شکل 7) و اين يکي از دلايل صرفه جويي در انرژي است. يونيت هاي گرمايش مادون قرمز داراي گرمايش منطقه اي بسيار مناسب هستند، زيرا راندمان بالايي دارند و همچنين مي توان براي گرمايش کلي فضاهاي بزرگ و ورودي ساختمان ها از آن استفاده کرد. گرم کن هاي تشعشعي انرژي را به طور مستقيم به اجسام جامد مي فرستند و کمي از انرژي در طول فرآيند انتقال هدر مي رود، زيرا هوا يک جاذب خيلي بد براي جذب انرژي مادون قرمز مي باشد. همچنين نياز به سيال واسط براي انتقال انرژي ندارد، مانند هوا يا آب و نيز به دمنده ها (فن ها)، پمپ ها و تجهيزاتي نظير ديگ و... نيازي ندارد که به نوبه ي خود باعث صرفه جويي در انرژي مي شود. همچنين به دليل عدم وجود تجهيزات ذکر شده، اين روش گرمايش نسبت به ساير روش ها به حداقل انرژي الکتريکي نياز دارد، که مقدار 10 درصد نسبت به گرمايش مرکزي است و 90 درصد باعث صرفه جويي در انرژي الکتريکي مي شود. انرژي مادون قرمز کف زمين و اشياي اطراف را گرم مي کند و مثل روش هايي ديگر گرما در بالا ذخيره نمي شود. نکته ي ديگر اين که اشيايي که انرژي را دريافت کرده ان حرارت را در هوا به وسيله جابه جايي رها مي کنند، و باعث مي شود اطراف اشيا که بيش ترين استفاده را از آن داريم، يک توزيع مناسب حرارتي داشته باشيم که باعث بهبود شرايط آسايش افراد مي شود. اما صرفه جويي ديگر اين که دستگاه هاي گرمايش تشعشعي حرارت را با سرعت نور به محيطي که مي خواهيم گرم کنيم مي رساند، به همين دليل بسيار سريع تر از ساير روش ها فضا را گرم مي کند. به طور مثال با استفاده از اين سيستم، هرگاه به گرم کردن فضا نياز نباشد، در پايان ساعت کار کارگاه، مي توان آن را خاموش کرد و در حداقل زمان ممکن مي تواند مکان را گرم کند و خود اين مورد عامل بسيار مهمي براي صرفه جويي، مخصوصاً در مساجد و کليساها است. روش گرمايش تشعشعي سبب مي شود که احساس آسايش در دماي کم تري نسبت به ساير روش ها تقريباً 2-3 درجه ي سانتي گراد رخ دهد. در نتيجه باعث کاهش دماي حباب خشک (dry bulb Temperature) مي شود که خود اين پارامتر طراحي باعث صرفه جويي در انرژي مي گردد. عامل ذکر شده سبب افت حرارتي نسبت به تهويه هوا مي شود و همچنين انتقال حرارت هدايتي در سرتاسر پوسته ساختمان کاهش مي يابد، زيرا همان گونه که مي دانيم گرايان دما باعث افت حرارت از پوسته ساختمان مي شود و هر چه اين گراديان دما کاهش پيدا کند، افت حرارتي نيز کاهش مي يابد. * حرارت از طريق تابش، جذب هواي محيط نمي شود، زيرا تعداد مولکول هاي هوا نسبتاً کم است و از يکديگر فاصله زيادي دارند. بنابراين امواج الکترومغناطيسي مي توانند به راحتي از ميان آن ها عبور کنند. به اين ترتيب مقدار کمي از امواج تشعشعي با مولکول هاي هوا برخورد مي کنند و جذب ناچيزي رخ مي دهد. براي همين، اتلاف حرارتي در اثر تعويض هوا هم بسيار ناچيز مي شود. * يکي از عوامل تاثيرگذار بر روي افت حرارت از ساختمان، نفوذ هوا (Infilration) است. در اين سيستم چون حرکت هواي گرم بسيار کند است، اتلاف حرارت، به علت حرکت هواي گرم و خروج آن از جداره ها، درها، پنجره ها و هواکش ها نيز کاهش مي يابد. اما دليل ديگر براي کاهش نفوذ هوا چون گراديان دمايي در اين روش، نسبت به ساير روش ها کاهش يافته است. بنابراين نفوذ هوا که يکي از پارامترهاي تعيين کننده آن دما است نيز کاهش مي يابد. * دستگاه گرم کننده تابش لوله اي (Radiant Tube Heaters): در اواخر سال 1950 آقاي رابرت گرودون براي اولين بار مقدمات ساخت دستگاه انتقال حرارت تابشي Radiant Heater نوع لوله اي و گازسوز را براي توليد و انتقال امواج الکترومغناطيسي با عملکرد مشابه خورشيد تدارک ديد. روش کار به اين صورت است که سوخت پروپان LP (گاز مايع) يا گاز طبيعي پس از وارد شدن در يک مشعل ويژه با مقداري هوا که مي تواند از داخل سالن يا خارج سالن تغذيه شود و مقدار آن به وسيله ي واحد کنترل تنظيم مي گردد، ترکيب، و (همچنين ميزان ورود گاز، براي ايمني و قطع کردن سيستم در مواقع ضروري) پس از آن ميزان اختلاف فشار يا فشار گاز احتراقي سنجيده مي شود. که اين سنجش نيز توسط واحد کنترل صورت مي گيرد و سپس وارد يک نازل شده، جرقه زده مي شود. در اين هنگام شعله اي با طول زياد ايجاد مي شود که طول شعله يکي از پارامترهاي مهم مشعل است و تنظيم تمامي شرايط کارکرد خوب يک مشعل توسط واحد کنترل تنظيم مي شود. هواي داغ داخل لوله سبب مي شود که سطح داخلي لوله افزايش يابد، و اين باعث انتقال حرارت مي شود و پس از آن انتقال حرارت از سطح داخلي به سطح خارجي راه پيدا مي کند. اين ناحيه ي انتقال حرارت هدايتي، به علت اختلاف دماي درون و بيرون لوله است. سپس دماي سطح لوله (خارجي) بسيار زياد، حدود - مي شود و مي دانيم انتقال حرارت تشعشعي يک پديده ي سطحي، چون سطح دمايش بالا رفته و مرتبط با توان چهارم اختلاف دما است. سبب مي شود که انتقال حرارت صورت گير و دماي سطح خارجي لوله حدود در نزديکي مشعل و در انتهاي لوله حدود باشد. پس از آن در انتهاي لوله يک فن قرار دارد که گازهاي حاصل از احتراق را به خارج هدايت مي کند. بعضي اوقات از يک رفلکتور براي هدايت توزيع تشعشع در يک الگوي خاص استفاده مي شود که حرارت را از سطح خارجي رو به پايين و به سطح زمين مستقيماً تابش مي کند و حرارت از سطح خارجي رو به بالا ابتدا به يک رفلکتور برخورد مي کند و پس از آ ن رفلکتور، يک زاويه خاص به آن طول موج ها مي دهد و باعث تغيير مسير مي شود، و سپس به زمين هدايت مي شود. طرز کار به اين صورت است که پس از آن که سطح خارجي لوله يک طول موجي از انرژي مادون قرمز را ساطع کرد با سرعت نور به محل مورد نياز برخورد مي کند. اين برخورد سبب گرمايش آن ناحيه مي شود. پس از برخورد، کف زمين يا تجهيزاتي که روي آن قرار دارد مانند يک منبع حرارتي، حرارت را به وسيله جابه جايي به هواي اطرافشان منتقل مي کنند که سبب مي شود هواي اطراف آن ها نيز گرم بشود. شايان ذکر است رفلکتورها اصولاً به شکل ذوزنقه يا نيم دايره با طولي حدود 5 متر تا 16 مي باشند و با نرخ خروجي 50000 تا 125000 (BTU/h) با يک مرحله يا د و مرحله گرم کن خروجي در بازار در دسترس هستند نکته ي ديگر اين که هر چه ضريب تابش بيش تر باشد، راندمان تشعشع نيز بيش تر خواهد بود. تعميرات و نگهداري و راهبري تنها تعميرات دوره اي مورد نياز اين وسيله، تميز نگه داشتن سطح رفلکتورها و لوله ها است، زيرا گرد و غبار باعث کاهش راندمان ارسال طول موج ها به زمين مي شود. و نسبت به ساير روش ها باعث صرفه جويي 95 درصد در هزينه ي تعميرات نگهداري مي شود. روش نصب توزيع حرارت تشعشعي در سالن ها بسيار مهم است. توزيع کم منجر به گرمايش منطقه اي با دماهاي پايين مي شود. در اين روش به وسيله ي سايه که مي توان آن را با استفاده از تکنولوژي نورها ايجاد کرد سايه ي محلي را که مي خواهيم گرم کنيم در گرمايش منطقه اي مشخص مي کنيم و با استفاده از آن زاويه ي نصب را نيز معين مي کنيم. الف) دستگاه هاي گرم کننده تابشي لوله اي، با نصب عمودي (شکل 8) که بيش تر، براي گرمايش کلي مورد استفاه قرار مي گيرد. ب) دستنگاه هاي گرم کننده تابشي لوله اي با نصب زاويه دار (شکل 9) که بيش تر براي گرمايش منطقه اي مورد استفاده قرار مي گيرد، البته براي گرمايش کلي هم مورد استفاده قرار مي گيرد. • طبقه بندي دستگاه هاي گرمايش تشعشعي لوله اي بر اساس شکل لوله الف) U شکل: که به آن مدل UT (Tube) نيز گفته مي شود و داراي شدت گرمايي زياد نسبت به طول دستگاه است که توزيع حرارت با شدت بالا به صورت دو عدد لوله موازي انجام مي دهد و براي نصب در ارتفاع زياد مناسب است (شکل 10). ب) L شکل ها: به مدل SL (single Line) معروف مي باشد و داراي شدت گرمايش کم تري نسبت به U شکل ها است و معمولاً براي نصب در ارتفاع کم يا نصب بر روي ديوار و يا مکان هايي که مساحت زياد با طول زياد دارند، استفاده مي شود (شکل 11). مشخصات فني: • خروجي در حدود 50.000BTU/h تا 125,000Btu/H • وزني در حدود 50kg تا 150kg • با لوله هايي از جنس آلومينيم، استيل، فولاد • طولي در حدود5m تا 17m • حداقل ارتفاع براي نصب 3m • حداقل مساحت تحت پوشش 40m2 • دبي گاز مورد نياز بر اي گاز طبيعي بين2m3/h تا 5m3/h (اگر گاز مايع استفاده شود چون فشارش بيش تر است اين ميزان کاهش مي يابد). انواع کاربري دستگاه گرم کننده ي تابشي لوله اي 1- خودروسازي و صنايع وابسته مانند سالن هاي تست خودرو، توليد قطعات يدکي، سرويس، تعميرگاه ها که مزايايي از قبيل عدم اشغال فضاي کارگاه، گرم شدن ابزار، راندمان بيش تر کار، تأمين گرمايش مطلوب با توجه به باز بودن درها و تأمين گرمايش مطلوب در سالن ها با ارتفاع زياد را دارا است. 2- صنايع فولاد • گرمايش تابشي به دليل اين که تغييري در رطوبت ايجاد نمي کند. نسبت به ساير روش ها ثابت است در نتيجه از زنگ زدن فولاد جلوگيري مي کند. گرم کردن سالن هاي مرتفع با درهاي هميشه باز و تهويه زياد با گرمايش تابشي با کم ترين ميزان مصرف انرژي به راحتي انجام مي شود.
3- ايستاه راه آهن و مترو اتوبوس و حمل و نقل عمومي گرمايش کم هزينه در محل هاي سوار و پياده شدن مسافران، سکوها و همچنين در تأمين حرارت مطلوب کارگاه هاي تعميرات واگن استفاده مي گردد. 4- کارگاه و کارخانجات کاهش هزينه ي سوخت، هزينه ي نصب لوله، حذف موتورخانه، شکل تعميرات و نگهداري، کاهش آلودگي محيط، پراکنده نشدن گرد و غبار در فضا، پاسخ سريع به نياز گرمايشي در حداقل زمان ممکن (2 تا 3 ساعت) 5- آشيانه هاي هواپيما، هلي کوپتر، جنگ افزارها گرمايش عمومي آشيانه، گرمايش نقاط مورد نياز با حداقل انرژي، گرمايش سوله ها با ارتفاع بسيار زياد و گرمايش منطقه اي در فضاهاي بزرگ بدون نياز به تيغه بندي به سادگي امکان پذير مي باشد. 6- سالن هاي ورزشي کاهش آلودگي در اثر عدم چرخش هوا، احساس شادابي در اثر امکان تهويه ي بيش تر هوا و همچنين امکان تأمين گرمايش بيش تر در سکوي تماشاگر را داراست. 7- مرغ داري ها و محل هاي نگهداري احشام • روش گرمايش در حال حاضر در مرغداري ها بيش تر از نوع جابه جايي هوا است که توأم با اتلاف بسيار زياد انرژي است. تعداد دفعات تهويه در مرغداري نسبت به ساير فضاها بسيار زياد است، زيرا اگر هوا تهويه نشود باعث بروز بيماري در مرغ ها مي گردد. لذا انرژي جذب شده توسط هوا در هيترهاي مورد استفاده، قبل از تبادل حرارتي با محيط سالن، از طريق اگزوز فن ها هوا به خارج از سالن هدايت مي شود و اين عامل باعث اتلاف انرژي و در نهايت اتلاف هزينه مي گردد. • رطوبت و خيسي بيش از حد کف و نيز عدم يکنواختي گرما در سطح کل سالن از مشکلات ديگر است، که با نصب هيترهاي گرمايش تابشي لوله اي مي توان مشکل را مرتفع ساخت. ميزان اتلاف انرژي از طريق هوا جزئي است، بنابراين مشکل دفعات تعويض هوا حل مي گردد. مشکل ديگر مرغداري ها رطوبت کف سالن است که سبب ايجاد آمونياک با کود حاصل از مرغ ها مي شود و براي جوجه ها خطرناک است و اين روش باعث خشک شدن کف سالن مي گردد و منجر به توليد آمونياک کم تري مي شود و کيفيت محصول مرغداري ها افزايش مي يابد. براي جلوگيري از کاهش اکسيژن در داخل سالن، مشعل هواي مورد نياز را از خارج تأمين مي کند، لذا در غلظت اکسيژن هواي داخل سالن که يک پارامتر حياتي براي جوجه ها محسوب مي شود، تأثيري نمي گذارد. قابل ذکر است در زمان هايي که جوجه ي يک روزه ريخته مي شود بايد سريعاً سالن گرم گردد. در ساير روش ها براي توليد گرمايش مطبوع اين زمان در حدود 36 ساعت است و در اين روش چون فقط دماي کف را بالا مي برد 3 ساعت مي باشد. به دليل استفاده از تجهيزات ضد زنگ (استيل)، فن ها و مشعل هاي ضد آب مي توان تمام تجهيزات گرمايش تشعشعي را ضد عفوني نمود. 8- گل خانه ها يکي از عوامل مهم رشد گياهان دماي خاک است. در گل خانه ها نياز است که گياهان و خاک را گرم نگاه داريم. اين روش مي تواند گرمايش اين دو را تأمين کند. در ضمن مي توان از آن براي پرورش هر محصول کشاورزي استفاده نمود. بعضي از شرايط ايجاد شده توسط اين روش براي رشد گياهان بسيار سودمند است، زيرا گرمايي با جريان يکنواخت ايجاد مي کند و نيز اين روش باعث مي گردد دماي خاک به ميزان 5/1 درجه افزايش يابد. مزيت ديگر باعث مي شود روي گياهان چگالش روي ندهد، زيرا چگالش زياد باعث رطوبت زياد در ساقه ها وب رگ ها مي شود و عدم چگالش باعث کاهش بيماري هاي گياه مي گردد. با اين روش مي توان گياهان را سريع تر از ساير روش ها گرم نمود. براي همين اين خصوصيت اجازه مي دهد تا در شرايطي که آب و هوا يک مرتبه سرد مي شود از سرمازدگي گياهان جلوگيري شود. علاوه بر اين، اين روش با کاهش گردش هوا سبب مي شود که گرد و غبار و بيماري ها و حشرات به مکان هاي ديگر منتقل نشود، زيرا سيستم هاي ديگر فن دارند و اين سيستم فن ندارد. 9- سوله هاي بي حصار احساس گرما در زير چتر حرارتي مانند ايستادن زير نور آفتاب در ظهر. 10- جلوگيري از يخ زدگي معابر با استفاده از اين دستگاه مي توان از يخ زدگي معابر جلوگيري نمود و يا باعث ذوب شذن برف و يخ نزدن آن در رمپ ها شد. 11- استفاده در ساير مکان ها استخرها، تأمين گرمايش در فضاي باز زير سايبان، براي مثال در رستوران ها يا تعميرگاه ها، گاراژها، سکوي تماشاگران در استاديوم هاي ورزشي، گرمايش سالن هاي ورزش هاي زمستاني، انواع سوله و فضاها، پارکينگ ها، پاسيوها، مساجد، کليسا، تکايا، مدارس، دانشگاه ها، مراکز تحقيقاتي حساس به گرد و غبار، جلوگيري از چگالش و سالن تيراندازي، کارخانجات صنايع غذايي خطوط توليد و ... محاسبات بارهاي حرارتي و انتخاب دستگاه براي محاسبه ي بارهاي حرارتي مي توان به سه روش عمل کرد: 1- با استفاده از محاسبه ي بارهاي حرارتي براي روش تشعشعي در هندبوک ها و کتاب هاي تهويه ي مطبوع 2- با استفاده از فرمول زير: در اين روش ابتدا افت حرارتي ساختمان يا مکان را به روش هايي که آشنا هستيم حساب کرده و در 6/0 به عنواو ضريب تصحيح ضرب مي کنيم. با اعمال کاهش 10 درصد از ميزان شرايط بد آب و هوايي و شرايطي که ممکن است به حساب آورده نشده باشد، ميزان صرفه جويي را 40 درصد فرض مي کنيم، براي همين با اعمال ضريب تصحيح 6/0 براي گرمايش کلي به نتيجه مطلوب مي رسيم. اگر بخواهيم گرمايش منطقه اي انجام دهيم، بسته به آن که اين فضا چه ميزان از (چند درصد) کل فضا را اشغال کرده است. آن درصد را در qradation ضرب مي کنيم. qrad براي گرمايش منطقه اي محسوب مي شود. حال با استفاده از داده هاي محاسبه شده براي qrad مي توان دستگاه مورد نياز را انتخاب کرد که اين کار را از روي کاتالوگ دستگاه ها انجام مي دهيم.
3- با استفاده از نرم افزار: مي توان تمام کارهايي را که قبلاً ذکر گرديد (محاسبه qrad. و انتخاب دستگاه) را به عهده ي نرم افزاري گذاشت که براي اين منظور طراحي شده است. اين نرم افزار را مي توان از شرکت هاي توليد کننده تجهيزات دريافت کرد. نکات مهم در هنگام استفاده از نرم افزار قبل از استفاده از نرم افزار بايد هندسه ي سالن تعيين شود که شامل طول، عرض، ارتفاع ماکزيمم و مينيمم، هندسه و تعداد در و پنجره و همچنين درجه ي حرارت طراحي، نوع فعاليتي که مي خواهد در آن انجام گيرد، درجه ي حرارت خارج در زمستان، کيفيت عايق بندي ساختمان، کيفيت مصالح و تعداد دفعات تهويه مشخص باشد. البته اين نرم افزارها به طور دقيق محاسبه نمي کنند، ولي مي توان از آن به عنوان ابزاري براي برآورد هزينه ي اجرايي و ظرفيت تقريبي دستگاه استفاده کرد. شايان ذکر است دو روش قبلي با توجه به اين که در اين جا بحث صرفه جويي انرژي مطرح مي باشد، مطمئن تر هستند، بنابراين پيشنهاد مي شود از نرم افزار فقط براي برآورد استفاده شود. نتيجه گيري با توجه به مطالعات انجام شده (3)، استفاده از گرمايش تشعشعي مادون قرمز نسبت به سيستم هاي گرمايشي از نوع ديگر موجب صرفه جويي انرژي مي شود. اين روش باعث 50 درصد صرفه جويي در مصرف سوخت انرژي مي شود. پس در مکان هايي که مي توان از اين روش براي گرمايش استفاده کرد انتخابي مناسب، براي بهره مندي از مزاياي صرفه جويي ناشي از اين روش مي باشد. پي‌نوشت‌ها: 1- Infrared Radiant Heating 2- دانشجوي کارشناسي مهندسي مکانيک – سيالات، دانشگاه آزاد اسلامي واحد خميني شهر، E-mail:[email protected] 3- مطالعات انجام شده در سال 1987 توسط دو دانشمند (Buckley & seel) مراجع 1- Incropera.F.P,De witt, D.P, Introduction to Heat Transfer, 5ed,n,John Wiley & Sons, IncmNj, 2001. 2- Handbook of Ashrae 3- www.reverberray.com 4- www.Tombling.com 5- www.Harti world.nl 6- www.Schwank.de 7- www.Superior radiant.com 8- www.big chiefheaters.com 9- www.hayters.com 10- university of Delaware 11-انتقال حرارت، دکتر فرشاد کوثري، انتشارات پارسه. 12- سايت سازمان بهينه سازي انرژي و مصرف سوخت www.ifco.ir /ج
این صفحه را در گوگل محبوب کنید
[ارسال شده از: راسخون]
[مشاهده در: www.rasekhoon.net]
[تعداد بازديد از اين مطلب: 5669]
-
گوناگون
پربازدیدترینها