بهینه‌سازی مصرف انرژی و تامین رفاه کارکنان، دو رکن اصلی برای افزایش بهره‌وری صنایع هستند. محیط‌های صنعتی و کارگاهی، فضاهایی گسترده و با ارتفاع زیاد می‌باشند که مدیریت دما را به یک چالش بزرگ تبدیل می‌کنند. این موضوع باعث شده که سیستم‌های گرمایش سنتی همرفتی، ناکارآمد و پرهزینه باشند. چرا که انرژی بسیار زیادی صرف گرم کردن هوا شده و بخش عمده آن از طریق درها، پنجره‌ها و منافذ به‌هدر می‌رود. این سیستم‌ها هزینه‌های گزافی را به صاحبان صنایع تحمیل کرده و در تامین گرمای مورد نیاز ناتوان می‌مانند. بخاری تابشی کارگاهی، نسل جدیدی از سیستم‌های گرمایشی است که با رویکردی متفاوت توانسته نیازهای گرمایشی صنایع را برطرف سازد. بخاری تابشی در ایران با نام‌های دیگری چون هیتر تابشی، بخاری صنعتی، گرمایش تابشی و... نیز شناخته می‌شود. در ادامه قصد داریم که ببینیم بخاری تابشی کارگاهی چیست، چگونه عمل می‌کند و برای چه کاربردهایی مناسب است.

بخاری تابشی کارگاهی چیست و چگونه کار می کند؟

بخاری تابشی کارگاهی برخلاف سیستم‌های گرمایشی همرفتی که هوا را گرم می‌کنند، بر افزایش دمای مستقیم افراد و اشیا تمرکز دارد. این نگرش تحولی بزرگ و انقلابی در حوزه گرمایش فضاهای بزرگ به‌شمار می‌رود. این سیستم بر اساس اصل انتقال حرارت از طریق تابش عمل می‌کند. در واقع برای طراحی سیستم هیتر تابشی از مکانیسم گرمایش طبیعی خورشید الهام گرفته شده است.

به این صورت که، انرژی حرارتی را به‌ صورت مستقیم و بدون واسطه، به اجسام و افراد منتقل می‌کند. از این رو عملکردی کاملا متفاوت با سیستم‌های گرمایش همرفتی دارد.

در طبیعت، انتقال حرارت به سه روش هدایت، همرفت و تابش صورت می‌گیرد؛ اما مکانیزم بخاری تابشی کارگاهی مبتنی بر روش سوم (تابش) است. اجسامی که دمایی بالاتر از صفر مطلق دارند، انرژی حرارتی را به‌صورت امواج الکترومغناطیسی از خود ساطع می‌کنند. در بخاری‌های تابشی کارگاهی این امواج در طیف مادون قرمز تولید می‌شوند.

مشعل گازسوز یا المنت برقی بخاری تابشی، دمای لوله یا صفحه تابشی را بالا می‌برد. صفحه تابشی از فولاد بسیار مقاوم در برابر حرارت ساخته شده و با رسیدن به دمای بسیار بالا، از خود امواج مادون قرمز را ساطع می‌کند. این امواج با سرعت نور در محیط انتشار یافته و تاثیر قابل‌توجهی بر مولکول‌های هوا ندارند.

امواج مادون قرمز بخاری تابشی کارگاهی، پس از برخورد به اجسامی مثل کف سالن، دیوارها، ماشین‌آلات و بدن انسان، توسط ملکول‌ها جذب شده و به انرژی جنبشی (حرارت) تبدیل می‌گردند. از این رو دچار افزایش دمای جسم شده و در افراد حس گرما را ایجاد می‌کند. این مکانیسم باعث شده تا بخاری‌های تابشی در فضاهای بزرگ عملکرد بسیار کارآمدی داشته باشند.

اجزاء هیتر یا بخاری تابشی کارگاهی

بخاری تابشی کارگاهی، تجهیزی پیشرفته است که اجزاء آن با مهندسی دقیق طراحی شده و در کنار یکدیگر قرار گرفته‌اند.

• مشعل

مشعل اصلی‌ترین جزء سیستم گرمایش تابشی بوده که با ایجاد احتراق و تولید حرارت اولیه، آغازگر فرایند انتشار امواج مادون قرمز است. این تجهیز با استفاده از گاز طبیعی یا مایع و اکسیژن موجود در هوا، شعله‌ای پایدار و پر حرارت به‌وجود می‌آورد. در نمونه‌های برقی از هیتر بجای مشعل استفاده شده و لوله تابشی با انرژی الکتریکی داغ می‌شود.

بیشتر بخوانید :  تنظیم مشعل هیتر تابشی

• لوله تابشی

لوله تابشی به‌ طور مستقیم در معرض مشعل قرار گرفته و با جذب حرارت، دمایش افزایش می‌یابد. این قطعه فولادی انرژی حرارتی را جذب کرده و به‌ صورت امواج مادون قرمز ساطع می‌کند.

• بازتابنده

بازتابنده در واقع یک صفحه فلزی براق (استیل صیقلی یا آلومینیوم آنودایز) است که در بخش بالایی لوله تابشی در بخاری تابشی نصب می‌گردد. امواج مادون قرمز از لوله تابشی به‌سمت بالا ساطح می‌شود. از این رو نیاز است که به‌سمت پایین تغییر جهت داده شود. بازتابنده، امواج مادون قرمز را در جهت پایین یا به‌ سمت فضای مورد نظر برای گرمایش، هدایت خواهد کرد. از این طریق توزیع گرما بهینه شده و با تمرکز بیشتری انجام می‌گیرد. در نتیجه از اتلاف انرژی و تابش آن به سقف جلوگیری می‌شود.

• فن مکنده

در انتهای لوله تابشی، یک فن نصب شده که وظیفه مکش گازهای داغ حاصل از احتراق را بر عهده دارد. فن مکنده با ایجاد یک جریان هوای یکنواخت، گازهای بسیار داغ را در طول لوله تابشی به حرکت وا می‌دارد. در نتیجه تمام نقاط سطح لوله به دمای یکسانی رسیده و فرایند تابش حرارتی بهینه خواهد شد.

• شیر برقی مشعل

شیر برقی، قطعه‌ای الکترومکانیکی است که جریان گاز ورودی به مشعل را کنترل می‌کند. این شیر به‌ واسطه دریافت سیگنال‌های الکتریکی از برد کنترل، باز یا بسته می‌شود. همچنین در صورت بروز نقص فنی یا قطع برق، جریان گاز را مسدود کرده و مانع از نشت و وقوع حوادث ناگوار می‌شود.

• ایر سوئیچ

ایر سوئیچ، یک حسگر حساس به فشار است که عملکرد صحیح سیستم تهویه و احتراق را نظارت می‌کند. این قطعه وظیفه محاسبه اختلاف فشار بین لوله تابشی و محیط بیرون را بر عهده دارد. به‌ طور مثال چنانچه فن مکنده به‌ درستی کار نکند یا لوله‌ها دچار نشتی باشند، فشار لوله کاهش خواهد یافت. ایر سوئیچ کاهش فشار را تشخیص داده و سیگنالی برای عدم روشن شدن مشعل، به برد کنترلی ارسال می‌کند.

• برد الکترونیکی یا رله مشعل

برد الکترونیکی تمامی فرایندهای بخاری تابشی کارگاهی را کنترل و مدیریت می‌کند. این قطعه الکترونیکی فرایندهای روشن و خاموش کردن مشعل، عملکرد سنسورهای ایر سوئیچ و شعله، زمان‌بندی دقیق مراحل پیش‌تهویه، احتراق، پس‌تهویه و همچنین قطع سیستم در زمان بروز اختلال را مدیریت می‌کند.

• متعلقات نصب

برای نصب بخاری تابشی از متعلقات دیگری مثل کوپلینگ، بست کرپی، بست اتصال به سقف و ... نیز استفاده می‌شود.

مزایای بخاری تابشی کارگاهی نسبت به سایر سیستم های گرمایشی

بخاری تابشی کارگاهی در مقایسه با روش‌های گرمایشی سنتی مبتنی بر همرفتی مزایای علمی و عملی قابل‌توجهی ارائه می‌دهد.

• افزایش چشمگیر راندمان حرارتی و صرفه‌جویی در انرژی

 سیستم‌های گرمایشی سنتی انتقال حرارت را از طریق اصل همرفت انجام می‌دهند. هوای گرم شده توسط سیستم گرمایشی به‌خاطر چگالی کمتر به‌سمت بالا حرکت کرده و هوای سرد در جهت مخالف، یعنی به‌سمت پایین، رانده می‌شود. در واقع انرژی صرف گرم کردن هوایی خواهد شد که در زیر سقف تجمع می‌یابد. در مقابل بخاری تابشی کارگاهی امواج مادون قرمز را بدون واسطه و مستقیما به اجسام، سطوح و افراد می‌تاباند. این ویژگی مصرف گاز تا ۷۰٪ و مصرف برق تا ۹۰٪ را کاهش می‌دهد.

• اشغال فضای بسیار کم

سیستم‌های گرمایشی سنتی نیازمند فضای وسیعی برای نصب موتورخانه، لوله‌کشی و کانال‌کشی هستند. از این رو فضای بسیار زیادی را اشغال کرده و هزینه اولیه و نگهداری بالایی خواهند داشت. در مقابل بخاری‌های تابشی بر روی سقف یا دیوارها نصب شده و فضای بسیار کمی را اشغال می‌کنند. همچنین این تجهیزات قادرند تنها یک ناحیه مشخص را گرم کنند. در نتیجه می‌توانید آن‌ها را تنها در بخش‌های مورد نیاز نصب کنید.

• بهبود کیفیت هوای محیط کار

سیستم‌های سنتی با ایجاد جریان هوا، گرد و غبار، ذرات معلق و عوامل بیماری‌زا را مدام جابجا می‌کنند. این فرایند در محیط‌های صنعتی که آلاینده‌ها و گرد و غبار تولید می‌کنند، کیفیت هوا را کاهش داده و مشکلات تنفسی جدی برای کارکنان به‌وجود می‌آورد. بخاری‌های تابشی بدون ایجاد جریان هوا و عملکردی بی‌صدا، محیط کار سالم‌تر و آرام‌تری فراهم می‌کنند.

• سرعت بالا در تامین گرما

سیستم‌های سنتی تلاش می‌کنند که تمام هوای موجود در فضای داخلی را گرم کنند. از این رو برای رسیدن به دمای مطلوب، زمان و انرژی زیادی صرف می‌شود. این درحالیست که بخاری تابشی کارگاهی انرژی را با سرعت نور و تنها در مدت چند دقیقه به اجسام منقل کرده و ناحیه کاری را گرم می‌کند.

• هزینه نگهداری اقتصادی

بخاری‌های تابشی به‌دلیل ساختار ساده و عدم وجود قطعات متحرک پیچیده، نیاز چندانی به نگهداری و تعمیرات گرمایش تابشی ندارند. در نتیجه هزینه‌های مربوط به نگهداری موتورخانه‌ها، پمپ‌ها و رادیاتورها حذف شده و عمر مفید سیستم افزایش می‌یابد.

• ایمنی بالا

سنسورهای ایمنی مانند ایر سوئیچ و شعله به‌طور مداوم عملکرد دستگاه را پایش می‌کنند. از این رو در صورت بروز هرگونه اختلالی، جریان گاز متوقف خواهد شد. همچنین نصب در ارتفاع و عدم تماس مستقیم با افراد، این تجهیز را به‌گزینه‌ای بسیار ایمن برای کارکنان بدل می‌کند. ضمنا می‌توانید از بخاری تابشی کارگاهی در فضاهای کاملا بسته، نیمه باز و باز استفاده نمایید.

کاربردهای بخاری تابشی کارگاهی

بخاری تابشی کارگاهی در محیط‌هایی که سیستم‌های گرمایشی سنتی ناکارآمد هستند، کاربرد گسترده‌ای دارد.

کشاورزی و دامداری

بخاری تابشی کارگاهی گرما را به‌طور مستقیم به گیاهان و خاک انتقال داده و شرایط مساعدی برای رشد بهتر و سریع‌تر مهیا می‌کند. این تجهیز در مرغداری‌ها و سالن‌های پرورش دام، به‌ویژه برای گرمایش مرغداری و سایر حیوانات نیز کاربرد دارد. علاوه بر این عدم جابجایی ذرات معلق در هوا، باعث شده تا محیطی سالم‌تر برای رشد و پرورش دام فراهم گردد.

تعمیرگاه ها و آشیانه هواپیما

تعمیرگاه‌ها و آشیانه‌های هواپیما، ابعاد عظیمی دارند و درب آن‌ها به‌طور مداوم باز و بسته می‌شود. از این رو استفاده از سیستم‌های گرمایش سنتی به هیچ عنوان توجیه اقتصادی ندارد. بخاری‌های تابشی به‌طور هدفمند و موضعی سطوح، تجهیزات، خودروها، هواپیماها و بدن کارکنان را گرم خواهد کرد. از این رو با گرمایش آشیانه هواپیما با بخاری تابشی، نیازی به گرم کردن کل فضای وسیع و باز نخواهد بود.

فضاهای عمومی و نمایشگاه ها

بخاری تابشی کارگاهی در فضاهای عمومی مانند سالن‌های نمایشگاهی، پایانه‌ها و رستوران‌های روباز عملکرد مطلوب و بی‌صدایی خواهد داشت. در نتیجه محیطی دلپذیر برای بازدیدکنندگان و مشتریان فراهم می‌شود.

سالن های ورزشی و استخرهای سرپوشیده

سالن‌های ورزشی که سقف‌های بسیار بلند و فضای وسیع دارند، با چالش‌های بزرگی در زمینه گرمایش روبرو هستند. از آنجا که بخاری‌های تابشی در ارتفاع نصب می‌شوند، گرما به‌طور مستقیم به کف، تجهیزات ورزشی و بدن انسان‌ها منتقل خواهد شد. همچنین عدم تولید صدا و نبود جریان هوا، محیطی آرام و مطلوب برای فعالیت‌های ورزشی فراهم می‌کند. گرمایش تابشی در استخرهای سرپوشیده مانع از تبخیر آب شده و سطح آب و فضای اطراف را به‌صورت یکنواخت گرم نگه می‌دارد.

صنایع و کارگاه های تولیدی

به‌طور معمول محیط‌های تولیدی دارای سقف بلند و فضای باز هستند. در حالی که گرمایش با سیستم‌های همرفتی باعث تجمع هوای گرم در ارتفاعات و اتلاف انرژی می‌شود، بخاری‌های تابشی به‌طور متمرکز، یک ناحیه خاص مانند ایستگاه‌های کاری و خطوط تولید را گرم می‌کند. گرمایش موضعی راندمان کاری را به‌میزان قابل‌توجهی افزایش خواهد داد. این سیستم‌ها برای محیط‌های با حساسیت بالا به گرد و غبار، مثل کارگاه‌های رنگ‌کاری و صنایع الکترونیک، بسیار مناسب هستند.

انبارها

درب انبارها به‌طور مداوم باز و بسته می‌شود و میزان تردد در این مکان‌ها بسیار بالاست. بخاری تابشی کارگاهی اجناس و قفسه‌ها را به‌طور مستقیم گرم کرده و از یخ زدن و آسیب دیدن کالاهای حساس به دما جلوگیری می‌کند. لازم به ذکر است که جابجا شدن هوای داخلی با بیرونی، بر این سیستم‌ها تاثیری نمی‌گذارد.