紅外線加熱器烤漆原理及應(yīng)用特性

時間：2014-06-16作者：廣州市薩萊米自動化設(shè)備有限公司瀏覽：325

紅外線加熱器烤漆原理及應(yīng)用特性


一、紅外線輻射原理

    紅外線輻射是指光譜在0.7um-80um之間的電磁波的**和傳送（傳播）。**和傳送伴隨著明顯的、定向的傳播能量。能量的傳輸不需交換媒介，即使在真空中也可以傳輸，紅外線按照波長可分為短波、中波、長波。如圖：

 

 

0.7um<入<1.5um為短波

1.5um<入<3um為中波

入>3um為長波。

 

    紅外線輻射理論：輻射傳熱是將物體的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)殡姶挪ㄏ蛩闹軅鞑?，當輻射能落到其他物體上被吸收之后又轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮艿默F(xiàn)象。油漆是由**高分子組成，其**涂層具有特殊的能源光譜吸收曲線，在涂層表面和接近涂層表面的地方吸收非常好，并形成一個波峰。

在能源滲透或進入涂層的地方形成波谷，這些高峰和低谷**器對應(yīng)著特定的范圍，由于**材料里共同的碳氫鍵，大部分涂層在波長2.5um-5um有吸收峰。

    因此，為了提高油漆對紅外線的吸收率，我們必須選擇合適波長（即遠紅外線）的紅外線來對油漆進行加熱，以加快油漆固化的速度。

二、紅外線烤漆的優(yōu)點

    現(xiàn)今,汽車產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展,汽車的普及率已非常高.人們對汽車外觀烤漆的美觀性、保護性也有了較高的要求，相應(yīng)汽車的烤漆技術(shù)也在逐漸向節(jié)能、環(huán)保、高效經(jīng)濟、高品質(zhì)的方向發(fā)展。

    目前，烤漆主要由烤漆房及局部烤漆燈完成，烤漆房按加熱方式分為：柴油烤漆房（熱風）、普通電熱管烤漆房、紅外線烤漆房、蒸汽加熱烤漆房、廢機油烤漆房等。

    紅外線輻射加熱方式以其快速、節(jié)能、環(huán)保、烘干效果均勻、安裝維護方便、減少大量以往使用熱風機所產(chǎn)生的機械故障等優(yōu)點，受到越來越多烤漆房生產(chǎn)商及廣大汽車維修企業(yè)的重視與歡迎。下面我們可從幾方面分析陶瓷紅外線烤漆的優(yōu)點：

☆☆☆從加熱原理上分析

    陶瓷紅外線烤漆房利用在烤漆房內(nèi)墻板上安裝板狀陶瓷紅外線輻射器,把紅外線波直接輻射在油漆上。同時穿透油漆表層,從油漆內(nèi)部開始加熱,部分直接被金屬車體吸收,使漆里的溶劑、稀釋劑、固化劑等較先揮發(fā)出來，提高油漆對金屬表面的附著力，較加堅固、美觀。

傳統(tǒng)熱風烤漆由于是從外到里的熱對流傳遞加熱方式，所以常常表面油漆已固化，里層油漆未固化，導(dǎo)致起泡或皺皮等現(xiàn)象，并且如過濾裝置差的情況下容易引起二次污染。采用紅外線加熱則加熱過程中不需熱風，不會造成二次污染。并且采用熱風循環(huán)能耗非常巨大，像一個標準7mX4mX2.6m烤漆房，功率要100KW以上，而采用陶瓷紅外線只需30KW。

    金屬發(fā)熱管的加熱原理是通過發(fā)熱絲發(fā)熱來加熱周圍空氣，形成熱對流，雖然其也有部分能量是以紅外線波的形式來傳遞。但輻射效率低，對油漆的加熱也主要是以由外到里的熱傳遞方式來加熱，效率比熱風稍高一點。

    紅外石英管屬于短波加熱器，其原理是燈絲通電加熱，熱量被石英管吸收轉(zhuǎn)化為熱能之后進一步轉(zhuǎn)換為紅外線輻射波，另一部分輻射則直接穿透玻璃管。

    

    在正常情況下，這類輻射器的加熱線圈能夠升溫至2600－3000℃。在這種高溫的狀態(tài)下，加熱絲的熱能大多以峰值波長約為1.6 um的短波紅外射線進行輻射。而由上圖可見其在波長1.6um時吸收率不高。甚至容易由于表面溫度過高而燒焦受熱物體表面。

☆☆☆從吸收效率上分析

油漆的干燥固化主要有兩個過程，一是：溶劑的揮發(fā)，二是：組成油漆各成份之間的交聯(lián)反應(yīng)，兩個過程都需要吸收能量。而在眾多物質(zhì)中，油漆對于紅外線的吸收率是較高的，達90%以上，如圖：

 

 

    眾所周知，物質(zhì)對紅外線的吸收與**效率是對等的，也就是說吸收效率越高，那么相應(yīng)的**效率也就越高。陶瓷遠紅外線的熱轉(zhuǎn)換率可達到80%以上，另一部分熱能則以熱對流的方式對周圍空氣進行補充加熱。由上圖可見陶瓷對紅外線的吸收效率達到90%以上，而鋼鐵、鋁等物質(zhì)吸收率僅在15%左右。這就是為什么金屬發(fā)熱管相比陶瓷遠紅外線輻射器其輻射效率低下，同等功率加熱器實際耗能要比陶瓷遠紅外輻射器高出30%-40%。

☆☆☆從節(jié)能環(huán)保上分析

    采用柴油燃燒機熱風加熱方式，總功率100KW，烤一臺整車需要柴油5L，預(yù)熱時間20分鐘，烤漆時間40分鐘。并且躁音污染嚴重，燃油燃燒排出廢氣污染周邊環(huán)境。

    采用金屬發(fā)熱管加熱方式，總功率50KW

    預(yù)熱時間30分鐘，烤漆時間35分鐘，烤一臺整車的電耗為45度。無廢氣污染。

    采用鹵素石英發(fā)熱管加熱方式，總功率為40KW，預(yù)熱時間15分   鐘，烤漆時間30分鐘，烤一臺整車耗電為30度。無污染。

     采用愛爾蘭ceramicx陶瓷遠紅外線輻射器加熱，總裝機功率30KW，預(yù)熱時間20分鐘，烤漆時間15-20分鐘，烤一臺整車電費成本為9度?？酒釤o躁音產(chǎn)生，無廢氣污染。

    即采用愛爾蘭ceramicx陶瓷遠紅外線輻射器可在烤漆時間縮短一半情況下仍減低費用大約36元。

    在加熱器的購置成本上看，一臺燃燒機的價格至少要幾千塊以上，加上循環(huán)系統(tǒng)、熱交換器，成本至少在1萬以上，一條ceramicx汽車烤漆用紅外石英發(fā)熱管價格200元以上，標準房成本按照30支算6000元，而愛爾蘭ceramicx每片陶瓷加熱器也在150-200元左右。

    面包車直通式面漆烘道，長25米，寬2.4米,高2米,原打膠、補漆等工藝一直用真射加熱風600KW的烘道中進行，在新烘道中，安裝了愛爾蘭陶瓷輻射器產(chǎn)品后，輻射器裝機180KW，烘烤質(zhì)量達到原烘烤質(zhì)量標準，節(jié)能近70%。

    貨車箱烘烤線，橋式烘道24.5米X2.5米X2.5米，氨基醇酸漆，工藝溫度140℃，原熱源采用碳化硅紅外加熱器，功率220KW，預(yù)熱時間60分鐘，改用愛爾蘭陶瓷遠紅外輻射器后，輻射器裝機功率84KW，預(yù)熱時間20分鐘即達到設(shè)計要求，節(jié)能效果顯著。

☆☆☆從使用壽命、可靠性、控溫及烘烤均勻度上分析

熱風加熱方式的使用壽命主要取決于燃燒機和熱交換機，壽命較長，但其加熱均勻度差，由于氣流的影響，可能造成局部溫度過高或過低，溫度調(diào)節(jié)較粗糙。故障機率較多,燃油燃燒如安裝空間較小,不通風,容易造成安全引隱患。

    金屬電熱管和紅外石英管的壽命一般是5000小時，可靠性較差，石英管由于是脆性很強的材料,實際使用過程可能造成玻璃管破損,這種破損不可避免地使空氣進入原來密閉的實間,加速加熱絲氧化,導(dǎo)致壽命縮短。加熱不均勻，由于管狀是360度都加熱，所以安裝發(fā)熱管對EPS墻面一側(cè)也同樣在加熱,需加反射罩及隔溫措施，否則容易因安裝處溫度過高而燒毀墻體。由于石英管瞬間升溫很快,幾秒鐘可以提高幾百度,所以很難準確控制溫度，并且只能通過外置熱電偶來調(diào)節(jié)。

相對而言，愛爾蘭ceramicx陶瓷加熱器正常使用壽命在20000小時以上，如工作在200℃這樣低溫情況下，壽命是可以成倍增長。即使陶瓷紅外輻射器的陶瓷體被不慎碰碎，只要不觸及加熱絲，就不會大幅度影響到加熱絲的正常發(fā)熱和工作壽命。因而可靠性較前者強。由于發(fā)熱絲合理分布在陶瓷體里，相鄰之間的距離是相等的，特別是在陶瓷里加裝了*特的隔熱材料，使陶瓷體所產(chǎn)生的遠紅外線基本上都定向輻射，較大程度上減少了背面輻射能的損失，達到受熱物體受熱均勻、提高輻射效率、節(jié)能的目的。背面不需加熱隔熱綿。通過內(nèi)置熱電偶采用可控硅控制溫度，可精確到0.1度。

 

三、愛爾蘭陶次瓷遠紅外線輻射器在汽車行業(yè)的部分應(yīng)用實例

 

 

裝配 ceramicx  FTE 650W

 

 

裝配ceramicx QTS石英燈管

 

汽車局部烤漆烘烤燈（裝配FTE650W）

 

 

汽車內(nèi)飾件（地毯、頂棚、門內(nèi)板、隔音墊、儀表盤）熱成型（裝配SFEH 600W）

目前中國銷售陶瓷遠紅外線輻射器主要來源于：愛爾蘭ceramicx、德國、中國內(nèi)地。從選擇紅外線輻射器的眾多標準上看：輻射效率、能耗、輻射均勻度、使用壽命、環(huán)保可靠性、性價比等。從這些選擇標準上來看，愛爾蘭ceramicx產(chǎn)品性能較佳。

因此，熱風改陶瓷遠紅外烤漆是一項節(jié)約能源，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本的革新技術(shù)，其效益顯著。

參考文獻:

<紅外線輻射技術(shù)>

<ceramicx產(chǎn)品培訓(xùn)目錄>

<現(xiàn)代汽車烤漆房技術(shù)>

<較新加熱器選型設(shè)計制造新技術(shù)新工藝

與產(chǎn)品質(zhì)量檢測標準實用手冊>

作者:愛爾蘭ceramicx陶瓷遠紅外線輻射器--廣州薩萊米自動化設(shè)備有限公司

 


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  詞條說明

• 紅外線加熱器熱電偶

  正文 紅外線加熱器在實際使用過程中往往需要對溫度進行有效地控制，這就需要預(yù)先在紅外線加熱器內(nèi)部嵌入感溫元件——熱電偶,同時熱電偶也是一種儀表，它直接測量溫度，并把溫度信號轉(zhuǎn)換成熱電動勢信號，通過電氣儀表轉(zhuǎn)換成被測介質(zhì)的溫度。根據(jù)是否帶熱電偶可以將紅外線加熱器分為兩種類型，分別為內(nèi)置熱電偶與不帶熱電偶兩類加熱器。（如圖所示） ? ? ? ? ? &

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