板型紅外線輻射加熱裝置探討

肖曼

摘要 常用的電紅外線加熱輻射源有燈型（反射式）、管型（石英管式）和板型（平面式）三種。其中板型紅外線輻射源的輻射表面是一個平面，由扁平的電阻板組成，因其具有加熱面積大，可以分攤熱量的特點。具有工作溫度高（可達到1000℃以上），熱效率高的優勢，有良好的發展前景。本文就板式紅外加熱器的優勢原理進行分析，并對其具體的設計結構做一些探討。

關鍵詞 電紅外線加熱 板式紅外加熱器 結構

中圖分類號：TF3文獻標識碼：A

紅外線干燥加熱方式在近幾年來以驚人的發展速度被接受并被廣泛應用于工業和民用領域，幾乎各種工業生產、加工和表面處理所使用的烘干和加熱系統均可以采用紅外線加熱器。電紅外線加熱實際上是電阻加熱的一種特殊形式，即以鎢、鐵鎳或鎳鉻合金等材料作為輻射體，制成輻射源。通電后，由于其電阻發熱而產生熱輻射。常用的電紅外線加熱輻射源有燈型（反射式）、管型（石英管式）和板型（平面式）三種。其中板型紅外線輻射源的輻射表面是一個平面，由扁平的電阻板組成，因其具有加熱面積大，可以分攤熱量的特點，具有工作溫度高（可達到1000℃以上），熱效率高的優勢，有良好的發展前景。

板式加熱器采用金屬發熱板或帶材作為發熱體，這是其優勢的核心。對比傳統的發熱絲或管，不難發現。如：一根直徑1MM的發熱絲，將其做成厚度為0.2MM的加熱帶，其散熱面積變為以前的2.5倍。所以輻射同樣焦耳的能量，發熱帶的溫度會大大降低。而且波長會向紅外端靠近，可見光成分減少。這就是板式加熱裝置輻射能量大，熱效率高，壽命長的原因所在。

目前比較流行的板式加熱器結構如圖1所示，板型紅外線輻射源的輻射表面是一個平面，由扁平的電阻板組成，電阻板的正面涂有反射系數大的材料，反面則涂有反射系數小的材料，所以熱能大部分由正面輻射出去。如圖2，寬面朝被加熱物。

但是，此種結構的板式加熱器在實際制造過程中會有很多技術上的難題。

（1）涂層。電阻板的正面涂有反射系數大的材料，反面則涂有反射系數小的材料。且不管涂層的輻射或反射效果如何，加熱板在加熱過程中會有熱脹冷縮，涂層能有效地附著在金屬表面嗎？

（2）隔熱材料。加熱板后面還是需要隔熱材料的。那加熱板和如何固定在隔熱材料上呢？顯然發熱帶背后涂了反射涂料的那一面不能直接接觸隔熱材料的，這樣會導致傳導熱的流失。直線的發熱帶或板本身就是一種易變形的結構，何況還有熱脹冷縮。

（3）連接導線。寬面朝被加熱物的板材如何拐彎呢？要么是用一種扭曲結構，或是焊接額外的連接片，這造成了工藝的麻煩和不可靠性。

（4）如何改變發熱密度。要改變設計，如將一塊功率為5KW的發熱板改成10KW。那發熱板的電阻應為以前的1/2，需用以前寬度2倍的發熱帶。那豈不是需要準備很多種寬度規格的材料？

為解決上訴工程技術上的問題。可改用另外一種設計結構。這種結構很簡單，發熱板或帶不采用寬面朝被加熱物體，而是立起來，窄面朝被加熱物，并采用一種波浪形的結構。如圖3。當采用此種機構設計后，上述技術問題就迎刃而解了。

（1）涂層。不用加在發熱金屬表面了，直接在隔熱材料上即可。（2）隔熱材料。發熱帶的窄面自然地接觸隔熱材料。因其面積小，不會造成大的傳導熱流失。采用軟性的隔熱材料，插入一些固定腳，即可牢固地將發熱帶固定于隔熱材料上。而且波浪形的結構是一種有彈性的穩定性結構，在熱脹冷縮下可保證穩定性。（3）連接導線。此種結構可以自然拐彎，不需要額外的連接。（4）如何改變發熱密度。只需要改變波浪的密度調整發熱帶的長度，就可隨意地改變其電阻值，從而改變發熱密度，也就是說一種寬度的發熱帶就可以了。

綜上所述，此種平板加熱器具有易于加工制造，結構穩定可靠的優點。

參考文獻

[1] 秦占宏.遠紅外線加熱裝置技術動向.節能，1989（2）.

[2] 烏力吉編譯.系列紅外線加熱器.橡塑機械時代，2007（6）.