Promiennik podczerwieni

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
(Przekierowano z Grzałka na podczerwień)
Skocz do: nawigacja, szukaj

Promiennik podczerwieni - urządzenie emitujące promieniowanie podczerwone. W zależności od źródła zasilania, wyróżnia się:

  • promienniki gazowe (zasilane gazem);
  • promienniki elektryczne (zasilane energią elektryczną);
  • promienniki wodne (ogrzewane ciepłą wodą).

Zastosowanie promienników podczerwieni jest bardzo szerokie, począwszy od przemysłu spożywczego (obróbka termiczna żywności), poprzez przemysł papierniczy (dosuszanie papieru), po ogrzewanie.

W zakresie ogrzewania, promienniki podczerwieni stosowane są bądź do dogrzewania stanowiskowego (promienniki łazienkowe, promienniki w ogródkach restauracyjnych), bądź jako podstawowy składnik systemu grzewczego (ogrzewanie hal).

W odróżnieniu od naturalnych źródeł promieniowania podczerwonego (np. słońce, ogień) omówiono tu źródła promieniowania podczerwonego, w których promieniowanie to jest wytwarzane przy pomocy instrumentów technicznych.

Poniższe objaśnienie nie obejmuje technicznych źródeł promieniowania, które wykorzystuje się np. jako nadajniki podczerwieni, czy też astronomiczne lub wojskowe systemy lokacyjne.

Promiennik elektryczny[edytuj | edytuj kod]

Elektryczny promiennik podczerwieni jest rodzajem grzałki elektrycznej, której powierzchnia robocza rozgrzewa się do temperatury kilkuset stopni Celsjusza w wyniku czego emituje promieniowanie podczerwone. Promienniki są wykonywane w formie żarówek, elementów ceramicznych lub metalowych.

Jest to lampa z umieszczonym wewnątrz żarnikiem, który podobnie jak w żarówce, rozgrzewa się do wysokiej temperatury. Żarnik takiego promiennika ma jednak tak dobrany stosunek oporu elektrycznego do grubości, że przy napięciu roboczym nagrzewa się do temperatury około 500 °C, więc maksimum widmowe emitowanego przez niego promieniowania elektromagnetycznego znajduje się w zakresie podczerwieni. Promieniowanie podczerwone nie jest widzialne dla ludzkiego oka - ale jest odczuwalne w postaci ciepła.[1]

Promiennik podczerwieni jako element grzejny[edytuj | edytuj kod]

Omawiane tu promienniki podczerwieni to komponenty lub urządzenia techniczne, które ze względu na swą konstrukcję przeznaczone są do przetwarzania możliwie dużej ilości dostarczonej do nich energii (prąd elektryczny, gaz) w ciepło, które jest z kolei oddawane poprzez powierzchnię promieniowania.

Niezależnie od konstrukcji promiennika podczerwieni dąży się zawsze do tego, aby z jak najmniejszymi stratami doprowadzić do elementu ogrzewanego emitowane z promiennika podczerwieni promieniowanie cieplne, które rozchodzi się falowo niezależnie od innego medium transportowego.

Należy przy tym pamiętać, iż promiennik podczerwieni w zależności od wyposażenia technicznego emituje promieniowanie podczerwone w określonym zakresie długości fali (zakres spektralny). Jest to na przykład zakres fal o długości 2 – 10 μm; chodzi tu o maksymalną moc promieniowania. Oznacza to, iż każdy promiennik podczerwieni emituje także fale z takich zakresów długości, które są poza zakresem jego maksymalnej mocy promieniowania.

Oddziaływanie na element poddawany promieniowaniu[edytuj | edytuj kod]

Ze względu na różnorodną budowę atomową ogrzewanych elementów różnią się one od siebie zakresami spektralnymi, w których najlepiej absorbują emitowane promieniowanie. Część promieniowania, która ze względu na właściwości materiału nie może być wchłonięta, jest przewodzona przez materiał lub odbijana od niego.

Wchłanianie promieniowania podczerwonego przez ogrzewany element jest określane mianem absorpcji. Proces absorpcji dotyczący ogrzewanego elementu jest w związku z tym zawsze także (częściowo) procesem, któremu towarzyszy odbicie i przepuszczanie promieniowania podczerwonego. Technicznie nie jest możliwa 100-procentowa absorpcja. Pełna absorpcja możliwa jest tylko w przypadku teoretycznego modelu ciała doskonale czarnego.

Ceramiczny promiennik podczerwieni[edytuj | edytuj kod]

Ceramiczny promiennik podczerwieni składa się z elektrycznego oporowego przewodu grzejnego, który jest całkowicie zalany odpowiednim materiałem ceramicznym. Energia wytwarzana przez przewód grzejny jest, dzięki pełnemu zalaniu, przenoszona na otaczający go materiał. Chroni to przewód grzejny przed przegrzaniem i umożliwia wydłużenie jego żywotności. Materiał wykorzystywany do zalania przewodu grzejnego nie przewodzi prądu elektrycznego i powinien wykazywać dobre właściwości absorpcji, wzgl. emisji w wymaganym zakresie długości fal. Przy uwzględnieniu tych kryteriów można produkować ceramiczne promienniki podczerwieni o różnych kształtach.

Ceramiczne promienniki podczerwieni to zatem korpusy ceramiczne, w których część powierzchni jest wykorzystywana jako powierzchnia promieniowania z wbudowaną skrętką grzejną. W przypadku ceramicznych promienników podczerwieni istnieje ponadto możliwość umieszczenia na stałe termoogniwa w bezpośrednim sąsiedztwie przewodu grzejnego.

Wynalazcą opisanego powyżej ceramicznego promiennika podczerwieni jest firma Elstein-Werk. 24 marca 1949 roku przyznano patent dla modelu podstawowego ceramicznego promiennika wkręcanego. Równocześnie pracowano nad rozwojem powierzchniowych ceramicznych promienników podczerwieni, dzięki którym możliwa stała się budowa dużych powierzchni grzejnych wykorzystujących podczerwień. 8 marca 1950 roku przyznano firmie Elstein-Werk patent na powierzchniowe ceramiczne promienniki podczerwieni. Ze względu na powszechne stosowanie w nazewnictwie ceramicznych promienników ciepła określenia „promienniki Elstein“ nazwa ta stanowi obecnie określenie alternatywne dla tychże promienników.

Zastosowania[edytuj | edytuj kod]

  • do ogrzewania wielkokubaturowych wnętrz (hale, magazyny);
  • w chowie i w hodowli zwierząt, szczególnie w wychowie młodzieży (pisklęta drobiu, prosięta);
  • w saunach na podczerwień;
  • w medycynie (duża dawka podczerwieni powoduje miejscowe przegrzanie skóry, co prowadzi do zwiększenia jej ukrwienia);
  • w drukarkach laserowych do termicznego utrwalania toneru na wydruku.

Bibliografia[edytuj | edytuj kod]

Przypisy

  1. Ogrzewanie podczerwienią Dodano 31.03.2014 r.