Инфракрасный нагрев

Инфракрасный нагрев

Инфракрасное излучение позволяет передавать энергию при отсутствии непосредственного контакта между источником и приемником энергии и подчиняется тем же законам, что и электромагнитные колебания других диапазонов спектра (видимое, ультрафиолетовое). Инфракрасное излучение, занимает область спектра от 760 нм до 420 мкм, обладает значительным тепловым действием.

Источником инфракрасного излучения является любое тело, имеющее температуру выше абсолютного нуля. От тел, нагретых до 600 °C, перенос тепла происходит главным образом посредством конвекции, а при температуре 1500 °C на излучение приходится 80% энергии. Температура излучающего тела определяет как величину потока излучения, так и его спектральный состав.

Инфракрасные облучатели применяются для сельского хозяйства, промышленности, научных исследований и различных ремесел:

· в сельском хозяйстве для разведения и выращивания птицы, поросят, телят, жеребят. Преимущества при облучении животных: более быстрый рост благодаря увеличению аппетита животных и улучшенному усвоению кормов. Повышение сопротивляемости организма к болезням. У молодняка нет больше необходимости скучиваться в стремлении согреться, поэтому и потерь при выращивании становится меньше. Гигиенически чистые стойла благодаря сухой подстилке.

· при обработке продуктов питания для пастеризации и сушки;

· в промышленности для сушки лаков и красок, для процессов обжига.

Инфракрасные облучатели имеют большое биологическое значение. Их эффективность базируется, главным образом, на глубоком внутреннем воздействии

и регулировании тепла в организме. Клетки и органы, подвергаемые облучению, активизируются, и в результате расширения сосудов, лучше снабжаются кровью. Тем самым обеспечивается ускоренный вывод шлаков обмена веществ и мобилизация антигенов в теле. Результатом этого является смягчение болей при таких болезнях, как ревматизм, боли в мышцах, гриппозные инфекции и многое другое. Через систему кровообращения полученное тепло физиологически распределяется по всему телу.

Инфракрасный свет заменит недостающие солнечные лучи в холодное время. Его использование повышает иммунную защиту, является прекрасной физиотерапией при многих заболеваниях, гарантирует прекрасный, здоровый внешний вид.

Инфракрасные теплооблучатели для физиотерапии обеспечивают лечебное излучение в эффективном коротковолновом инфракрасном диапазоне. Колба из красного стекла со специальными пигментными добавками обеспечивает приятную и равномерную цветность света. Внутренний отражатель в форме параболоида фокусирует излучение для получения высокой его интенсивности.

1. Инфракрасный обогрев молодняка

Механизм терморегуляции в первые дни жизни животных несовершенен и не в состоянии поддерживать устойчивый тепловой баланс тела, что приводит к переохлаждению организма, различного рода заболеваниям, а часто и к гибели животного. Для создания теплового комфорта в первый период жизни молодняка используют обогреваемые полы, электронагревательные коврики, брудеры и т.д. Среди средств локального обогрева инфракрасные источники отличаются благоприятным физиологическим воздействием на живой организм, простотой монтажа и эксплуатации.

Инфракрасные лучи действуют на животное как за счет повышения температуры окружающего воздуха, так и прогревания кожи лучистой энергией, что создает тепловой барьер, препятствующий переохлаждению животного. Проникающее тепловое действие инфракрасного излучения способствует улучшению кровообращения, усилению обменных и биохимических процессов, в результате повышается сопротивляемость организма простудным и другим заболеваниям.

Высота подвеса лампы устанавливается в зависимости от температуры в помещении, мощности лампы и от вида животного или птицы. Так, например, при температуре в помещении 16 °C и мощности лампы 250 Вт для поросят-сосунков высота подвеса выбирается в первую неделю их жизни 500 мм, затем с возрастом поросят постепенно увеличивается до 1400 мм. Для телят до 15-дневного возраста облучатель устанавливается на высоте 1500 мм, для ягнят в первые 10 дней их жизни ИК-облучатель подвешивается на высоте 1100 мм. Для цыплят в первую неделю жизни высота подвеса инфракрасного облучателя должна составлять 500 мм, затем через каждую неделю увеличивается на 100 мм. Наибольший эффект инфракрасного облучения получен при периодическом отключении ламп на 30 мин. после 3 час. их работы.

Общим недостатком инфракрасных облучателей является односторонний нагрев тела животного, что не исключает подстилочный материал, и неравномерность температуры на поверхности пола под лампой. Так, ИК-облучатель при высоте подвеса 550 мм в помещении с температурой воздуха 16 °C обеспечивает температуру под центром лампы 29 °C, на расстоянии 100 мм — 23 °C, на расстоянии 200 мм — только 19 °C, тогда как оптимальная температура для поросенка, например, в первые дни его жизни, должна быть 32 °C.

2. Сушка и дезинсекция зерна

При сушке инфракрасными лучами зерно прогревают на определенную глубину значительно быстрее, чем при контактном или конвекционном способах прогрева. Слой в одно зерно пропускает 20% всей падающей энергии. Через слой в два зерна (7 мм) проходит всего 5% энергии. Перемешивание зерна в зоне облучения позволяет производить его прогрев без ухудшения качества в слое толщиной 100 мм и более.

Сушить зерно только инфракрасными лучами экономически нецелесообразно. Более выгодно комбинировать инфракрасную сушку с конвективной. Энергия инфракрасных лучей расходуется при этом на быстрый нагрев зерна, а горячий воздух — на съем влаги. Зерно в течении нескольких минут нагревают в инфракрасном прогревателе до температуры 40—50 °C и затем подают в конвективную сушилку, где влажность зерна снижают до кондиционной (14—15%).

При прочих равных условиях комбинированные установки в 2 раза производительнее конвекционных сушилок. Расход электроэнергии составляет 0,5 кВт×ч/кг испаренной влаги или 35 кВт×ч/т зерна при съеме влаги 6%. Энергия прорастания и всхожесть зерна после прогревания повышаются на 5—10%.

Дезинсекция инфракрасными лучами — эффективный метод обеззараживания зерна различных культур (овса, пшеницы, ржи, проса, кукурузы, гороха), а также круп.

Инфракрасные лучи оказывают селективное воздействие на семена, микрофлору и насекомых-вредителей, так как они имеют различные спектры поглощения лучистой энергии. Облучение почти полностью уничтожает вредную микрофлору на поверхности семян. В зерне, нагретом в течении 1—2 мин до 50—60 °C, погибают такие вредители, как клещ, долгоносик, брухус, мукоед во всех стадиях своего развития. При этом семенные и продовольственные качества зерна не изменяются.

Инфракрасные лучи также применяют вместо воздушно-теплового или солнечного обогрева для уменьшения твердосемянности при предпосевной обработке семян. Экспозиция инфракрасной обработки семян составляет 2 мин вместо 5—7 дней при воздушно-тепловой обработке.

3. Облучатель бытовой «Эффект-1»

Облучатель бытовой «Эффект-1» предназначен для локального инфракрасного обогрева и ультрафиолетового облучения молодняка сельскохозяйственных животных и птицы в условиях частного хозяйства.

Облучатель бытовой состоит из двух инфракрасных облучателей, которые включаются тумблером в блоке питания, и одной ультрафиолетовой лампы, которая включается с помощью реле времени.

Комплексное действие инфракрасного обогрева и ультрафиолетового облучения интенсифицирует обменные процессы в организме животных и птицы, устраняет в них сезонный «солнечный голод», снижает их склонность к инфекционным и простудным заболеваниям. Облучатель обеспечивает лучшее сохранение поголовья и увеличение прироста молодняка при значительном снижении затрат.

Основные технические характеристики:

· среднее превышение температуры над температурой окружающей среды в зоне обогрева при высоте подвеса 0,6 м от спины животного или птицы, 8 °C;

· значение ультрафиолетового облучения при высоте подвеса 0,6 м над спиной животного или птицы, 30 мер/м2;

· номинальное напряжение питания: ИК источника — 220 В;

УФ лампы — 127 В;

потребляемая мощность — 620 Вт.

4. Бытовые облучатели ЛИЧВ-1, ЛИЧВ-2

Облучатели ЛИЧВ-1 и ЛИЧВ-2 с направленным потоком инфракрасных лучей предназначены для облучения (обогрева) молодняка домашних животных и птицы, что обеспечивает интенсивность их роста и снижает заболеваемость, а также для обогрева бытовых помещений, сушки семян зернобобовых растений и корнеплодов, что обеспечивает долгосрочное их сохранение.

Основные технические характеристики:

· напряжение питания — 220 В;

· потребляемая мощность: ЛИЧВ-1 —300 Вт; ЛИЧВ-2 — 600 Вт;

· оптимальное расстояние от поверхности объекта сушения: ЛИЧВ-1 — 0,5 м; ЛИЧВ-2 — 1,0 м.

5. Лампы инфракрасного излучения

Лампы инфракрасного излучения — термоизлучатели — имеют относительно низкую по сравнению с осветительными лампами температуру тела накала. Их максимум излучения смещен в сторону длинноволновой части спектра. В зеркальных термоизучателях ИКЗ и ИКЗК (с окрашенной колбой) баллон ламп заполнен смесью аргона и азота. Внутренняя поверхность баллона зеркализована тонким слоем алюминия. Он концентрирует излучаемый поток (около 40%) в заданном направлении. Биспиральное тело накала имеет температуру 2200—2400 °К и расположено в фокусе параболы.

Таблица 5.1. Технические характеристики инфракрасных ламп