DE10250798A1 - Infrared radiator for thermally treating goods, i.e. structural bodies, units and construction materials, uses selectively transformed infrared for drying, heating and sterilizing bodies, etc. - Google Patents
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Abstract
Description
Infrarotstrahler zur thermischen Behandlung von Gütern, nämlich Baukörpern, Bauelementen und BaustoffenInfrared heater for thermal Treatment of goods, namely building structures, Components and building materials
Die Erfindung betrifft Infrarotstrahler mit selektiven transformierten Infrarot (STIR) für die thermische Behandlung von Baukörpern, Bauelementen und Baustoffen, nämlich zum Trocknen, Heizen, Entkeimen und Sterilisieren.The invention relates to infrared radiators with selective transformed infrared (STIR) for thermal treatment of structures, Components and building materials, namely for drying, heating, sterilizing and sterilizing.
Nach
Stabstrahler besitzen einen Keramikträger mit innenliegenden Kern, der Kapillaren für die Aufnahme mindestens einer Heizeinrichtung aufweist. Auf dem Keramikträger ist eine Keramikschicht als Funktionskeramik befindlich. Stabstrahler sind sinnvollerweise mit einem Reflektor ausgestattet.Rod emitters have a ceramic carrier with inner core, the capillaries for holding at least one Has heating device. There is a ceramic layer on the ceramic carrier located as functional ceramics. Rod emitters are sensible equipped with a reflector.
Je nach Einsatzaufgabe und Verwendungszweck sind bestimmte Werte für Emitterdurchmesser, Reflektoröffnung, Reflektorhöhe, Emitterlänge, Emitterleistung im Verhältnis zur Emitterlänge und Emitterleistung im Verhältnis zur Fläche realisiert.Depending on the application and purpose are certain values for Emitter diameter, reflector opening, Target height, Emitter length, Relative emitter power to the emitter length and emitter power in relation to the area realized.
Ein Flachstrahler besteht aus einem Gehäuse mit Seitenflächen und einem Boden. Das Gehäuse ist von der Bodenseite aus betrachtet schichtweise mit einer thermischen Isolierung, einem Energiesystem, einem Keramikträger und einer Funktionskeramik ausgefüllt. Es nimmt somit alle erforderlichen Baugruppen sicher und stabil auf. Die Infrarotstrahlen treten an der dem Gehäuseboden gegenüberliegenden Seite aus.A flat radiator consists of one casing with side faces and a floor. The housing is viewed from the bottom in layers with a thermal Insulation, an energy system, a ceramic support and a functional ceramic filled. It therefore takes all the necessary assemblies safely and stably on. The infrared rays appear at the opposite end of the case Page out.
Ursprünglich war vorgesehen, diese Strahler in Maschinen, Geräten und Anlagen der Lebensmitteltechnik einzusetzen und somit zum Garen, Backen, Rösten, Trocknen und anderweitigen thermischen Behandeln von Lebensmitteln zu verwenden.This was originally intended Spotlights in machines, devices and systems of food technology and thus for cooking, Baking, roasting, Drying and other thermal treatment of food to use.
Durch unerwartet eingetretene Naturereignisse in Form von Starkregen und Hochwasser bestimmter Flüsse ist der Bedarf an Sanierungs- bzw. Werterhaltungskapazitäten für Bauwerke, Bauelemente und Baustoffe sprunghaft angestiegen. Zur Befriedigung dieses Bedarfs standen im Wesentlichen nur konventionelle Trocknungsverfahren mittels Konvektionswärmegeräten, Ventilatoren und Luftentfeuchtern zur Verfügung. Daneben sind im geringen Maße seltene Verfahren und Techniken mit Mikrowellen, Infrarot und Radiowellen bekannt. Die klassischen Verfahren und die Verfahren mit Radiowellen haben den Nachteil, dass die Trocknung in der Regel außerordentlich zeitaufwendig ist. Die Trocknungszeiten liegen im Bereich von 100 bis 1000 Tagen. Der Nachteil der Mikrowellentechnik liegt in der Gefahr der Zerstörung des Bauwerks, der Schädigung von im Mauerwerk verlegten Kabeln, Rohrleitungen und dgl. sowie in der Gesundheitsgefahr für den Bediener. Vereinzelt bekannt gewordene Infrarotlösungen sind wenig effektiv.Due to unexpected natural events in the form of heavy rain and flooding of certain rivers the need for renovation and maintenance capacity for buildings, Components and building materials soared. To your satisfaction this requirement was essentially only conventional drying processes by means of convection heaters, fans and dehumidifiers are available. Beside are to a small extent rare procedures and techniques with microwaves, infrared and radio waves known. The classic procedures and the procedures with radio waves have the disadvantage that the drying is usually extremely time-consuming is. The drying times range from 100 to 1000 days. The disadvantage of microwave technology lies in the risk of destroying the Structure, the damage of cables, pipelines and the like laid in the masonry in health risk for the operator. Infrared solutions that have become known are little effective.
Daher wäre ein Trocknungsverfahren wünschenswert, das diese Nachteile nicht aufweist.That would be a drying process desirable, that does not have these disadvantages.
Aufgabenhaft waren daher verfahrens- und vorrichtungsseitig schnell praxisverfügbare Lösungen zu finden und entsprechend wirksam umzusetzen.Therefore, procedural and quickly find practical solutions on the device side and accordingly implement effectively.
Erfindungsgemäß werden Verwendungsmöglichkeiten
der erwähnten
Stab- und Flachstrahler nach
Unter thermischer Behandlung wird Trocknen, Heizen, Entkeimen und Sterilisieren verstanden, und zwar je nach Bedarf bezogen auf frische, dauerfeuchte bzw. durch Wassereinbruch geschädigte Baukörper und die darin verwendeten Bauelemente und Baustoffe, gegebenenfalls auch Lebewesen und leicht verderbliche Güter.Under thermal treatment Understanding drying, heating, sterilizing and sterilizing depending on requirements based on fresh, permanently moist or water ingress damaged buildings and the components and building materials used therein, if necessary also living beings and perishable goods.
Unter die Anwendungsstoffe fallen auch jeweils frisch verarbeitete Estriche, Mörtel, Putze und Farben, wie auch Beton.The application substances fall under the category also freshly processed screeds, mortars, plasters and colors, such as also concrete.
Im Wesentlichen werden Strahler eingesetzt, die
den Konstruktionsprinzipien nach
Aus der Verwendung im Bausektor, wie oben beschrieben, ergeben sich gegenüber der bisher üblichen Praxis folgende kennzeichnende Merkmale:
- – Hohe Emissionswerte an Infrarot bis 95 %;
- – Gezielte und eingeengte Bandbreite der Emission auf die beabsichtigte Absorption der zu behandelnden Güter (OH-Gruppen, CH-Gruppen, Andere);
- – Differenzierte Anwendung, beispielsweise bei Lebensmitteln und Futter;
- – Große Bandbreite der STIR- Intensität von 1 bis 100 kW/m2;
- – Große Bandbreite der möglichen Emittertemperatur von 100 bis 1.500 °C;
- – Große Bandbreite der möglichen Oberflächentemperatur des Behandlungsmaterials von 0 bis 1.000 °C.
- - High emission values of infrared up to 95%;
- - Targeted and narrowed range of emissions to the intended absorption of the goods to be treated (OH groups, CH groups, others);
- - Differentiated application, for example in food and feed;
- - Wide range of STIR intensity from 1 to 100 kW / m 2 ;
- - Wide range of possible emitter temperatures from 100 to 1,500 ° C;
- - Wide range of possible surface temperatures of the treatment material from 0 to 1,000 ° C.
Zum Trocknen ist der Strahler vorzugsweise im Abstand 20 bis 400 mm vertikal, horizontal oder in einen definierten Winkel auf die feuchten Flächen des Behandlungsmaterials ausgerichtet, wobei ein ausreichend großes Partialdruckgefälle einzustellen ist.For drying, the heater is preferably in the Distance 20 to 400 mm vertically, horizontally or in a defined Angle on the damp surfaces of the Treatment material aligned, with a sufficiently large partial pressure drop must be set.
Unter dem im Folgenden Begriff verwendeten Begriff Behandlungsmaterial werden, wie bereits erwähnt, insbesondere feuchte Bauwerke und die darin befindlichen bzw. einzusetzenden Elemente und Stoffe verstanden, beispielsweise ganze Gebäude, Räume, Wände, Fußböden, Balken, Türen, Treppen, wie auch Estrich, Mörtel, Putz oder Beton in ausgehärteter und frischer Form, gegebenenfalls auch Lebewesen und leicht verderbliche Güter.The term treatment material used in the following term, as already mentioned mentioned, in particular understood wet structures and the elements and substances located or to be used therein, for example entire buildings, rooms, walls, floors, beams, doors, stairs, as well as screed, mortar, plaster or concrete in hardened and fresh form, if necessary also Living creatures and perishable goods.
Die Trockenzeit hängt ab vom Grad der Durchfeuchtung, der Art der Behandlungsmaterialien, deren Dicke, der Intensität des Infrarots und vom Partialdruckgefälle zwischen der Feuchte auf der Oberfläche des Behandlungsmaterials und der Feuchte der umgebenden Luft.The drying time depends on the degree of moisture penetration, the type of treatment materials, their thickness, the intensity of the infrared and the partial pressure drop between the moisture on the surface of the treatment material and the humidity of the surrounding air.
Das mit speziellen Keramikemittern erzeugte selektiv transformierte Infrarot mit einer Energiedichte von 1 bis 10 kW/m2 dringt in die äußere Schicht des Behandlungsmaterials ein. Dort wandelt es sich in Wärme im Temperaturbereich von 30 bis 120 °C um. Im Bereich des Eindringens erfolgt die Liquidierung von Pilzen und Bakterien.The selectively transformed infrared generated with special ceramic emitters with an energy density of 1 to 10 kW / m 2 penetrates into the outer layer of the treatment material. There it converts to heat in the temperature range from 30 to 120 ° C. In the area of penetration, fungi and bacteria are liquidated.
Die erzeugte Wärme wird auf Grund der Wärmeleitfähigkeit des Wassers und des Behandlungsmaterials weiter in die Tiefe fortgeleitet.The heat generated is due to the thermal conductivity of the water and the treatment material further down.
Eindringtiefe und -geschwindigkeit sind von folgenden Faktoren abhängig:
- – Feuchtegrad des Behandlungsmaterials;
- – Art und Beschaffenheit, insbesondere Dicke, des Behandlungsmaterials;
- – Temperatur auf der Außenseite des Behandlungsmaterials;
- – Wassermenge auf der Außenseite des Behandlungsmaterials, zum Beispiel von außen anliegender Grundwasserspiegel.
- - Degree of moisture of the treatment material;
- - Type and nature, in particular thickness, of the treatment material;
- - temperature on the outside of the treatment material;
- - Amount of water on the outside of the treatment material, e.g. groundwater level from the outside.
Die erhöhte Temperatur im Inneren des Behandlungsmaterials führt zur beschleunigten Verdampfung des Wassers. Der Wasserdampf wird über die vorhandenen Kapillaren, Risse o.ä. in Richtung des Strahlers nach außen abgeführt und von Umgebungsluft aufgenommen.The increased temperature inside the Treatment material leads for accelerated evaporation of the water. The water vapor is over the existing capillaries, cracks or similar discharged in the direction of the radiator and absorbed by ambient air.
Die Aufnahmefähigkeit ist um so größer, je größer das Gefälle des Partialdrucks ist. Bei Kombination von STIR in Verbindung mit Elektroosmose, beispielsweise mit dem System AQUAMAT®, oder mit Entfeuchtern, kalter und trockener Luft oder anderen geeigneten Techniken kann die Wirksamkeit noch verstärkt werden.The greater the gradient of the partial pressure, the greater the absorption capacity. When STIR is combined with electroosmosis, for example with the AQUAMAT ® system , or with dehumidifiers, cold and dry air or other suitable techniques, the effectiveness can be increased even further.
Beim Trocknen des Behandlungsmaterials, insbesondere auch von Estrich, Mörtel, Putz, Farben oder Beton, ist ein energiesparendes, schonendes und beschleunigtes Verfahren mit Entkeimungs- und Sterilisierungseffekt realisierbar, das bis in tiefere Schichten wirkt. Somit sind wesentlich kürzere Bauzeiten möglich.When drying the treatment material, in particular also from screed, mortar, Plaster, paint or concrete is an energy-saving, gentle and accelerated process with disinfection and sterilization effect feasible that works down to the deeper layers. So are essential shorter Construction times possible.
Außerdem sind bereits verlegte Kabel, Leitungen, elektrische und sanitäre Bauelemente nicht gefährdet.In addition, are already relocated Cables, lines, electrical and sanitary components are not at risk.
Zum Heizen sind die verwendeten Strahler nicht direkt gegen eine Fläche, sondern in das Innere eines zu erwärmenden Raumes oder in Richtung des Aufenthalts- bzw. Bewegungsbereiches von Personen, Tieren und/oder Objekten gerichtet, und zwar mit vertikaler, horizontaler oder winkliger Ausrichtung.The heaters used are not for heating directly against a surface but in the interior of a room to be heated or in the direction the residence or Movement range of people, animals and / or objects directed, with vertical, horizontal or angled orientation.
Die eingesetzten keramischen Infrarot- Heizstrahler wirken ähnlich wie ein konventioneller Kachelofen. STIR dringt rasch und effektiv in die Oberfläche des Subjekts oder Objektes ein und sorgt so für Mensch oder Tier für ein wohltuendes gesundheitsförderndes Wärmeempfinden. Gegebenenfalls kann die Erwärmung noch zusätzlich mit Konvektionswärme unterstützt werden.The ceramic infrared Radiant heaters have a similar effect like a conventional tiled stove. STIR penetrates quickly and effectively into the surface of the subject or object and thus ensures a beneficial effect for humans or animals healthful Thermal sensation. If necessary, the heating Additionally with convection heat supports become.
Die empfohlene STIR- Leistung beträgt zweckmäßigerweise 0,2 bis 8 kW/m2. Die Strahlertemperatur liegt zwischen 50 und 500 °C. Der Aufstellungsabstand zum Subjekt oder Objekt sollte wenigstens 0,2 m betragen und auf maximal 8 m erweiterbar.The recommended STIR output is expediently 0.2 to 8 kW / m 2 . The heater temperature is between 50 and 500 ° C. The installation distance to the subject or object should be at least 0.2 m and expandable to a maximum of 8 m.
Das Verfahren besitzt eine hohe Wirtschaftlichkeit gegeben, die darin begründet ist, dass die Strahler ohne lange Vorheizzeit bereits kurz nach dem Einschalten aktiv sind und dass diese nur die gewünschten partiellen Bereiche und nicht das gesamte Luftvolumen des Raumes erwärmen. Gegenüber konventionellen Verfahren sind dadurch Energiekosteneinsparungen erzielbar.The process is extremely economical given that justified in it is that the heaters without a long preheating time shortly after Switch on are active and that these are only the ones you want partial areas and not the entire air volume of the room heat. Across from conventional processes are therefore energy cost savings achievable.
Beim Entkeimen von Räumen mittels
spezieller keramischer Infrarotstrahler mit selektiv transformierten
Infrarot nach
Der Einsatz empfiehlt sich insbesondere in Räumen mit hohen Konzentrationen an Menschen, Tieren, Lebensmitteln und anderen Bioprodukten. In der Regel sind hier die Möglichkeiten der Entstehung, Ausbreitung und Übertragung von Keimen sehr hoch. STIR verringert Ansteckungs- und Infektionsgefahren für Mensch und Tier beispielsweise in Klassenräumen, Wartezimmern, Operationsräumen, Personentransportmitteln aller Art, Ställen und dgl. und dämmt die Entstehung und Ausbreitung von Fäulnis und Keimen in Lagerräumen für Obst, Gemüse, Kartoffeln oder Futtermitteln ein.The use is particularly recommended in rooms with high concentrations of humans, animals, food and other organic products. As a rule, here are the options the origin, spread and transmission of germs very high. STIR reduces the risk of infection and infection for human and animals for example in classrooms, waiting rooms, operating rooms, means of transportation of all kinds, stables and the like. and insulates the development and spread of rot and germs in storage rooms for fruit, Vegetables, Potatoes or feed.
Schließlich sind Infrarotstrahler
nach
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert.The invention will follow Hand of several embodiments explained in more detail.
In den zugehörigen Zeichnungen ist Folgendes dargestellt:In the accompanying drawings, the following is shown:
Zur näheren Erläuterung wird auf den Beschreibungstext verwiesen.For a more detailed explanation, refer to the description text directed.
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