هنگام در نظر گرفتن یک سیستم گرمایشی جدید یا تغییراتی در سیستم موجود، هزینه و کارایی بسیار مهم است. علاوه بر هزینه واقعی یک سیستم و انرژی لازم برای راه اندازی آن، باید به کاهش روحیه و بهره وری در زمانی که کارگران در محیط خود ناراحت هستند توجه کرد.
|
هنگام در نظر گرفتن یک سیستم گرمایشی جدید یا تغییراتی در سیستم موجود، هزینه و کارایی بسیار مهم است. علاوه بر هزینه واقعی یک سیستم و انرژی لازم برای راه اندازی آن، باید به کاهش روحیه و بهره وری در زمانی که کارگران در محیط خود ناراحت هستند توجه کرد.
گرمای مادون قرمز می تواند راه حل های مقرون به صرفه ای برای انواع مشکلات گرمایشی ارائه دهد. مانند خورشید، مادون قرمز مستقیماً افراد و اشیاء را گرم می کند. و برخلاف گرمای هوای اجباری که بلافاصله در سراسر یک منطقه پخش می شود، مادون قرمز مناطق خاصی را به طور مداوم گرم می کند (شکل 1).
بخاری های هوای اجباری هوا را با همرفت گرم می کنند. هوای گرم شده به سرعت بالا می رود و تنها توسط عایق ساختمان متوقف می شود. بخاری های مادون قرمز مستقیماً افراد و اشیاء را گرم می کنند و سپس گرما را با همرفت و تشعشعات ثانویه به هوا منتقل می کنند. نتیجه یک سیستم گرمایشی است که کارآمد، مقرون به صرفه و کنترل آن آسان است و در عین حال محیطی راحت را فراهم می کند.
اثر پیش نویس
هنگامی که هوای گرم دمیده شده از یک بخاری هوای اجباری بیش از 10-15 فوت حرکت می کند، هوای اطراف آن را رقیق می کند و دما به زیر دمای سطح بدن می رسد. هر هوای متحرکی که خنک‌تر از دمای سطح بدن باشد، به‌عنوان یک بادکش در نظر گرفته می‌شود. این “اثر پیش نویس” توضیح می دهد که چرا مردم در دمای محیط احساس سردی می کنند در حالی که در غیر این صورت راحت هستند.
مادون قرمز افراد و اشیاء را بدون ایجاد حرکت هوا گرم می کند. با گرمای مادون قرمز، مردم گرمای تابشی را از بالای سر و تشعشعات ثانویه از کف، دیوارها و اجسام اطراف دریافت می کنند.
این تشعشعات ثانویه ثابت است و تحت تأثیر هیچ حرکت هوا قرار نمی گیرد. گرمایی که از کف ها ساطع می شود نیز برای سلامت کارگران بسیار مهم است. اگر پای کارگران گرم باشد، معمولاً دمای ساختمان را “راحت” می دانند.
عامل سرمای باد در هنگام طراحی یک محیط کاری راحت توجه دیگری را ایجاد می کند. درهای باز یا ساختمان های نیمه باز هوای سرد را به داخل می کشند و اجازه می دهند هوای گرم خارج شود. حتی بادها یا بادهای با سرعت بسیار کم می توانند راحتی را به شدت کاهش دهند.
باد با سرعت 1 مایل در ساعت باعث می شود 70 فارنهایت به 60 فارنهایت تبدیل شود
باد 2 مایل در ساعت باعث می شود که 53 فارنهایت مانند 23 فارنهایت باشد
یک سیستم گرمایش هوای اجباری باید سخت کار کند تا دمای هوای مورد نظر را در مناطقی که تحت تأثیر بادکش ها و درهای باز قرار دارند، دوباره برقرار کند. بخاری های مادون قرمز به سرعت بهبود می یابند زیرا اشیاء موجود در ساختمان گرمای خود را حفظ می کنند و کمتر تحت تأثیر حرکت هوا قرار می گیرند.
در ساختمان هایی با عایق ضعیف یا سقف های بلند، حفظ دمای راحت تنها با گرمای هوای اجباری دشوار می شود. پنکه های سقفی به پایین آوردن گرما کمک می کنند، اما همچنین هوای دمنده ایجاد می کنند و به جلوه کشنده کمک می کنند.
مهندسان کارخانه می‌توانند از قابلیت گرمایش مستقیم مادون قرمز برای راحت نگه داشتن کف کار بدون ایجاد پیش ران استفاده کنند. هرچه سقف بالاتر باشد، ساختمان از گرمایش مستقیم افراد و کف کار توسط مادون قرمز بهره بیشتری خواهد برد.
ساختمان هایی که با مادون قرمز گرم می شوند می توانند سطوح راحتی بالاتری را در دمای محیط پایین تر حفظ کنند. برای مثال، دمای محیط 50 درجه فارنهایت با گرمایش مستقیم مادون قرمز می تواند به اندازه دمای محیط 70 درجه فارنهایت در یک مکان پر آب راحت باشد.
گرمایش نقطه ای یا کلی؟
گرمایش نقطه ای یا جزئی یکی از مزیت های حرارت مادون قرمز است. مناطق خاصی از یک ساختمان را می توان تا سطح آسایش بالاتری نسبت به دمای محیط ساختمان گرم کرد. بخاری های هوای اجباری نمی توانند گرمای نقطه ای یا اضافی را فراهم کنند، زیرا گرمای همرفتی بلافاصله در سراسر ساختمان پخش می شود.
توانایی مادون قرمز در تشخیص گرما می تواند در مصرف انرژی صرفه جویی کند. دمای محیط کم و صرفه جویی در مصرف انرژی را می توان برای کل ساختمان تنظیم کرد، در حالی که بخاری های مادون قرمز گرمایش راحت را در مناطقی که اغلب اشغال می کنند فراهم می کنند.
حل مسایل
توانایی مادون قرمز برای گرم کردن مناطق خاص را می توان در طیف گسترده ای از مشکلات گرمایش استفاده کرد. به عنوان مثال، یک انبار بزرگ ممکن است به گرمایش بسیار کم نیاز داشته باشد، زیرا کارگران لباس های سنگین پوشیده اند. در این شرایط، محافظت در برابر یخ زدگی ممکن است تمام چیزی باشد که لازم است.
یک بخاری مادون قرمز با چگالی کم وات دارای نیمی از شدت مدل های معمولی غلاف فلزی است. این اجازه می دهد تا ارتفاع نصب کمتر و گرمای دقیق فقط در مقدار مورد نیاز باشد. بخاری های با چگالی کم وات را نیز می توان مانند چراغ های فلورسنت بین راهروهای انبار آویزان کرد. این برنامه از مشکلی که بخاری‌های هوای اجباری ایجاد می‌کنند زمانی که جریان هوای ایده‌آل آنها توسط قفسه‌های کامل مسدود می‌شود، جلوگیری می‌کند. هر جا که جریان هوای گرمکن همرفتی ممکن است توسط موانع بزرگ مسدود شود، مادون قرمز ترجیح داده می شود.
عایق کاری ساختمان های صنعتی بزرگ ممکن است بسیار گران یا غیرعملی باشد. سازه‌های معمولی با مشکلات عایق بسیار زیاد، ساختمان‌های بسیار مرتفع با تغییرات شدید هوا، مانند ریخته‌گری‌ها هستند. مادون قرمز می تواند نواحی انتخابی گرما را که در آن گرمایش هوای اجباری عملی نیست، شناسایی کند.
از آنجایی که نیاز به نگهداری کمتری نسبت به بخاری های هوای اجباری دارند، بخاری های مادون قرمز گاهی اوقات در محیط های مرطوب یا کثیف (غیر قابل انفجار) استفاده می شوند. بخاری‌های مادون قرمز غلاف فلزی ضد آب هستند و می‌توان آنها را به سادگی با جدا کردن و قرار دادن آنها با آب تمیز کرد. ظرفیت خشک کردن مادون قرمز الکتریکی را می توان برای خشک کردن ساختمان های مرطوب و محافظت از تجهیزات ارزشمند در برابر تراکم استفاده کرد.
بخاری های مادون قرمز قابل حمل را می توان به راحتی به محلی که بیشتر مورد نیاز است منتقل کرد (شکل 2). چه در داخل خانه و چه در خارج از منزل، می توان از آن ها در هر موقعیتی استفاده کرد – عمودی، پهلو یا رو به پایین.
انواع بخاری مادون قرمز
دو نوع اصلی بخاری مادون قرمز وجود دارد، لامپ کوارتز و غلاف فلزی. بخاری های لامپ کوارتز می توانند گرما را در مسافت های طولانی و از طریق نواحی کشنده انتقال دهند (شکل 3). آنها برای ساختمان های مرتفع یا خلیج و همچنین کاربردهای بیرونی مانند آب شدن برف و یخ در رمپ های پارکینگ، گذرگاه ها و ورودی ها ایده آل هستند.
بخاری‌های غلاف فلزی در کاربردهای حرارتی نقطه‌ای داخلی عالی هستند. این بخاری ها قوی و مقاوم در برابر ضربه هستند. بخاری های غلاف فلزی با صفحه های محافظ بسیار بادوام و ایده آل برای استفاده در مناطقی هستند که ممکن است ضربه های ناگهانی رخ دهد. در کارخانه های نیمه باز، بخاری های مادون قرمز غلاف فلزی می توانند به طور مستقیم اجزای یخ زده، مانند قیف سنگدانه ها را گرم کنند و مشکلات جابجایی مواد ناشی از دمای انجماد را کاهش دهند (شکل 4).
بخاری های غلاف فلزی را می توان برای حفظ دمای از پیش تعیین شده چرخه کرد. این اجازه می دهد تا سطح راحتی بیشتری داشته باشید و صرفه جویی کلی انرژی را افزایش دهید.
گاز یا برق؟
انتخاب بین مادون قرمز گاز و برق به طراحی ساختمان، نگرانی‌های نصب، و اولویت‌های تعمیر و نگهداری بستگی دارد. بخاری های تابشی گاز نباید در ساختمان های بدون عایق یا عایق بندی ضعیف استفاده شوند زیرا بخار آب تولید می کنند که می تواند بر روی سطوحی با دمای کمتر از نقطه شبنم متراکم شود.
هنگامی که از بخاری های گازی استفاده می شود، محصولات جانبی احتراق معمولاً به بیرون تخلیه می شوند. این اجازه می دهد تا هوای بیرون وارد شود و بار گرمایشی را افزایش می دهد. بخاری‌های مادون قرمز گازی غیرقابل اختراع نباید با پنکه‌های سقفی استفاده شود، زیرا فن‌ها دود مضر را به سطح کف کار می‌رسانند.
بخاری های مادون قرمز الکتریکی هیچ محصول جانبی احتراق تولید نمی کنند و می توانند به کاهش تراکم در ساختمان ها کمک کنند.
هم برق و هم گاز مادون قرمز 100 درصد از انرژی استفاده می کنند. مادون قرمز الکتریکی 70-80٪ ورودی را به گرمای تابشی تبدیل می کند، در حالی که مادون قرمز گاز فقط 40-60٪ را تبدیل می کند. انرژی ورودی باقیمانده تبدیل به گرمای همرفت می‌شود که به سمت سقف بالا می‌رود و باید توسط فن‌ها دوباره به گردش درآید. فقط گرمای تابشی را می توان در صورت نیاز هدایت کرد.
نصب و راه اندازی
تعیین تعداد و چیدمان بخاری های مادون قرمز برای یک مکان معین کاری است که به بهترین وجه توسط متخصص گرمایش مادون قرمز انجام می شود. با این حال، درک برخی از اصول اولیه نصب می تواند به توسعه طرح های گرمایش کمک کند.
بخاری های برقی مادون قرمز را می توان از سقف یا در امتداد دیوارها نصب کرد و به سمت پایین اتاق قرار داد. با سقف هایی به ارتفاع 10 تا 25 فوت، بخاری های مادون قرمز غلاف فلزی یا لامپ کوارتز توصیه می شود. در سقف هایی با ارتفاع بیش از 25 فوت فقط باید از بخاری های مادون قرمز لامپ کوارتز استفاده شود.
بخاری های مادون قرمز برقی را می توان 3-24 اینچ از سقف غیر قابل اشتعال نصب کرد. بسته به اندازه، اکثر بخاری های مادون قرمز گازی بدون تهویه حداقل به فاصله سقف 4-5 فوت نیاز دارند.
در صورت امکان، سرنشینان باید از دو طرف توسط مادون قرمز گرم شوند. یک اشتباه معمولی هنگام نصب بخاری های مادون قرمز، نصب مستقیم آنها در بالای سر است. انجام این کار فقط شانه ها و بالای سر کارگران را گرم می کند، در حالی که قسمت پایین بدن آنها گرمای تابشی کمی دریافت می کند یا اصلاً گرما دریافت نمی کند.
گرمایش کامل و راحت را می توان با بخاری های غلاف فلزی نصب شده با زاویه، استفاده از بازتابنده های نامتقارن در بخاری های کوارتز یا استفاده از کاربردهای چند گرم کن به دست آورد. الگوهای گرما را می توان از روی برخی از دیوارها رد کرد تا به تعادل گرمایی یکنواخت کمک کند.
کنترلرهای مختلفی برای بخاری های مادون قرمز موجود است. بخاری های غلاف فلزی را می توان با استفاده از تایمر ورودی درصدی برای نگه داشتن دمای از پیش تعیین شده چرخه کرد. از آنجایی که گرم کردن یا خنک شدن بخاری های غلاف فلزی تقریباً دو دقیقه طول می کشد، چرخه می تواند گرمای بسیار ثابت و یکنواختی را حفظ کند. بخاری های لامپ کوارتز به طور معمول منطقه بندی شده اند و اجازه می دهد تا 25٪، 50٪ یا 100٪ از سیستم را انرژی دهید.
اقتصاد
حتی اگر یک ساختمان با هوای اجباری گرم شود، استفاده از مادون قرمز مزایای و صرفه های زیادی دارد. با گرمای مادون قرمز تکمیلی، گرمای هوای اجباری را می توان تنظیم کرد تا سطح گرمای محیطی کمتری را فراهم کند که با گرمای مادون قرمز افزایش می یابد. این باعث صرفه جویی در هزینه و انرژی می شود.