Тепловизионное обследование инженерных систем (вентиляция, кондиционирование, отопление, электроснабжение) проводят специалисты инженерных специальностей. Занимаясь разработкой, монтажом и обслуживанием инженерных систем вентиляции, кондиционирования, теплоснабжения и автоматики наши специалисты определяет не только проблемные места, но и причины их возникновения и возможности их устранения.

Принципы обследования тепловизором систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Работа тепловизора.

 По сравнению с традиционным тестовым оборудованием тепловизоры, кажется, обладают пророческими возможностями хрустального шара. Возможность заглянуть за границы видимого спектра, в область теплового излучения, наделяет даром предвидения, который действительно позволяет предсказывать будущее. Тепловизоры работают в инфракрасном спектре и подчиняются тем же законам, что и ИК-термометры, но на этом их сходство заканчивается. ИК-термометры сообщают среднюю по «пятну» температуру. ИК-тепловизоры аналогичны цифровым фотокамерам, и для практических целей их можно считать ИК-камерами. ЖК-дисплей демонстрирует изменяющееся ИК-изображение, пока пользователь выбирает изображение, наводит на резкость и нажимает кнопку записи изображения. Помимо выявления отклонений температуры  и нагретых мест в реальном времени при помощи ЖК-дисплея, камеры теперь поддерживают технологию IR- Fusion®*, объединяющую изображение в видимом свете с ИК-изображением для улучшения идентификации, анализа и управления изображением. При этом всю мощь тепловизионной технологии можно понять, только когда записанное изображение будет загружено в компьютер, проанализировано посредством предоставляемого программного обеспечения и сохранено в сравнительной базе данных вместе с описаниями, заметками и обычной фотографией для сравнения ИК-изображения с видимым. В компьютерной программе изображение может дать температуры отдельных участков, таблицу значений температуры,  минимальную-максимальную среднюю температуру выбранного участка изображения. Имеется возможность настройки коэффициентов излучения и отражения, уровня и диапазона, смены палитры (цветная, оттенки серого или «горячий металл»– палитра со сглаженными переходами цветов) и выполнения множества других действий.

Тепловидение пользуется репутацией неоценимого средства прогнозирования и диагностики в таких отраслях, как распределение энергии, обслуживание электростанций, нефтехимические производства и контроль технологических процессов, и многих других.

Какая отрасль лучше всего подходит для тепловидения, чем отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха с их высокой тепловой динамикой? Динамический анализ нагрева движущихся частей (моторы, подшипники, ролики, ремни), качество электрических цепей (пускатели  и замыкатели, разъединители, предохранители и шины, электрические соединения), утечки тепла или нагрев в трубах, поиск течей в плоских кровлях, условия работы компрессоров (крышка, отстойник, всасывающая труба, температуры нагнетания и работа разгрузочного клапана или обводной трубы горячего газа), анализ конденсационных горшков, радиаторов и конвекторов, петель изчателей или любой процесс, состояние которого может быть раскрыто путем сравнения температур. Полный спектр применения тепловизоров для отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха зависит только от творческого подхода специалистов. 

Использование тепловизора.  Специалист анализирует ИК-изображение подобно тому, как врач анализирует рентгеновский снимок или ЯМР-изображение. Это может звучать вызывающе, но вы уже обладаете знаниями и опытом, чтобы понимать, что искать. Остается добавить к этому несколько фактов о физических основах тепловидения, и вы уже готовы.

ИК-излучение находится вне видимого спектра. Излученный свет отражается от поверхностей или излучается источниками, он воспринимается человеческим глазом и интерпретируется человеческим мозгом. ИК- излучение – это тепло, излучаемое веществом или отражаемое от него, оно невидимо для наших глаз. Лучшим датчиком ИК-излучения является наша кожа. Она позволяет чувствовать излучение пламени. Она позволяет чувствовать потерю тепла рядом с холодной стеной. Тепловизор интерпретирует испущенное или отраженное ИК-излучение, назначая заданные видимые цвета или оттенки серого различным уровням излучения на ИК изображении. Цветная палитра показывает горячие места белым цветом, а для отображения более низких температур используется красный-оранжевый-желтый-зеленый-голубой-синий-фиолетовый, вплоть до холодного черного. Палитра оттенков серого также показывает горячие места белым цветом, а для отображения более низких температур использует меньшую яркость, постепенно  затемняя изображение вплоть до холодного черного. Это позволяет получить видимое представление невидимого ИК-спектра. Хотя в видимом свете кажется, что с этим рубильником все в порядке, на ИК-изображении видно, что температура контакта L2 (красный) на 35°С выше, чем контакта L1 (синий).

Равные нагрузки, но разные температуры. У этого рубильника есть невидимая проблема. Кроме того, тепловизор делает «снимок» всего устройства и его электрических соединений со сравнительными температурами. Все реальные вещества, в зависимости от своих физических свойств, поглощают, отражают и пропускают ИК-излучение.

ИК-излучение = Поглощение + Отражение + Пропускание Насколько хорошо ИК излучение поглощается, настолько же хорошо оно и испускается веществом. Еще  не встречалось вещество, которое бы идеально поглощало и излучало все ИК-излучение. Материал, который поглощает ИК-излучение полностью, называется «черным телом» и обладает коэффициентом излучения, равным единице (1). Большинство встречающихся веществ представляют собой так называемые «серые тела», которые не являются идеальными излучателями. Возможно, они близки к идеалу, но не идеальны. Прохождением излучения сквозь твердые тела в полевых условиях можно пренебречь, за исключением стекла и пластиковых пленок, называющихся «несерыми телами». Это упрощает формулу до следующей:

Коэффициент излучения = 1 - Коэффициент отражения Коэффициент отражения обратно пропорционален коэффициенту излучения. Чем больше ИК-излучения отражает объект, тем меньше он излучает. О коэффициенте отражения можно сравнительно судить по визуальному определению отражения. Полированный хром обладает очень высоким коэффициентом отражения и низким коэффициентом излучения. У обработанной напильником полированной стали коэффициент отражения меньше, а коэффициент излучения больше. У матовых латунных и медных поверхностей коэффициент отражения еще меньше, а коэффициент излучения пропорционально больше. Большинство окрашенных поверхностей обладают очень высоким  коэффициентом излучения и пренебрежимо малым коэффициентом отражения.

 Измерения: качественные и количественные

Большинство задач тепловидения являются качественными, а не количественными. При количественных измерениях основное внимание уделяется точному значению температуры, а  при качественных - относительному распределению температур. Например, при взгляде на замыкатель  интересна разница температур в 12 точках контакта. Одинаковы ли температуры всех электрических соединений (T1- L1, T2-L2, T3-L3)? Соответствуют ли друг другу температуры фиксированных и подвижных контактов (T1C- L1C, T2C-L2C, T3C-L3C)? Выявление

точки с повышенной температурой позволяет обнаружить плохое электрическое соединение или поломку контактов, не заботясь, на сколько процентов отклонилась наблюдаемая температура.

Окрашенные поверхности обладают высоким коэффициентом излучения и очень низким разбросом количественных ошибок. Поэтому получаемое ИК-изображение компрессора, двигателя, подшипников, конденсационных горшков, трансформаторов и т.п. оказывается достаточно точным, без точной установки коэффициента излучения в тепловизоре.

 Настройка коэффициента излучения

Тепловизоры предусматривают возможность настройки как коэффициента излучения, так и коэффициента отражения. Оба коэффициента легко измерить и компенсировать, когда потребность в количественных

данных перевешивает полезность качественных данных. Для настройки коэффициента излучения на поверхность наклеивают

полоску черной изоленты, а затем измеряют тепловизором покрытые и непокрытые лентой

участки поверхности. Коэффициент излучения настраивается, пока температура непокрытой поверхности не станет равной температуре поверхности, покрытой лентой.

Для измерения температуры высокотемпературных поверхностей применяют контактный датчик температуры, а затем настраивают коэффициент излучения, пока

ИК-температура не сравняется с температурой контактного датчика. Также доступны таблицы коэффициентов излучения различных материалов.

 Настройка коэффициента излучения

Тепловизоры предусматривают возможность настройки как коэффициента излучения, так и коэффициента отражения. Оба коэффициента легко измерить и компенсировать, когда потребность в количественных данных перевешивает полезность качественных данных. Для настройки коэффициента излучения на поверхность наклеивают полоску черной изоленты, а затем измеряют тепловизором покрытые и непокрытые лентой участки поверхности. Коэффициент излучения настраивается, пока температура непокрытой поверхности не станет равной температуре поверхности, покрытой лентой.

Для измерения температуры высокотемпературных поверхностей применяют контактный датчик температуры, а затем настраивают коэффициент излучения, пока ИК-температура не сравняется с температурой контактного датчика. Также доступны таблицы коэффициентов излучения различных материалов.

Уровень и диапазон

Уровень и диапазон представляют собой ожидаемую температуру объекта (уровень) и разность температур (диапазон). Если уровень установлен равным 70°C, а диапазон – 15°C, то температурный диапазон будет ограничен промежутком от 55°C до 85°C. Тепловизоры автоматически выбирают оптимальные значения уровня и диапазона для объекта. После автоматической настройки прибор показывает максимальное и минимальное значения температуры на изображении. Эти значения соответствуют крайним цветовым составляющим палитры. Белое пятно необязательно показывает очень высокую температуру – оно

выделяет максимальную температуру места. Максимальная температура одного места может быть равна 30 °C, а белое пятно другого места может соответствовать 120 °C, если эта температура является максимальной для изображения.

Палитра растягивается по диапазону температур на изображении и не является фиксированной. Незначительное   перемещение пятна по дисплею может изменить отображение градиентов в зависимости от текущих температур места. Полуавтоматическая настройка позволит выбрать пороговое  значение верхней температуры, а прибор автоматически и непрерывно будет пересчитывать минимальную температуру для изображения. Для высокой и низкой температур можно настроить сигналы тревоги, чтобы пользователь получил графическое уведомление о приближении температур к порогам надежности.

 Некоторые примеры применения   тепловизоров

Тепловизоры обеспечивают очень быстрое измерение температур во многих точках и могут использоваться в задачах, для которых важны тепловые зависимости. Они идеальны для движущихся объектов и механизмов, опасных и недоступных или удаленных объектов, электрического оборудования, масштабных оценок механизмов или поверхностей, регистрации тенденций и даже защиты от судебных исков и гарантийных претензий. Нельзя забывать, что тепловизоры измеряют только температуры на поверхности. Для точных выводов человек, анализирующий изображения, должен понимать, что происходит под этими поверхностями. Температуры материалов с различными коэффициентами излучения на зображении не позволяют точно оценить отношения температур. Цифровые фотографии мест, для которых снимается ИК-изображение, полезны не только для идентификации места, но и для определения на изображении материалов с различными коэффициентами излучения. Ниже перечислено несколько вариантов использования тепловизоров.

Утечки из труб под изоляцией или в стенах

Если система труб расположена вне кондиционированной зоны, утечки воздуха могут создавать условия для разности давлений между участками кондиционированной зоны, создавать условия для появления влаги, способствующей образованию плесени в системе труб, на трубах  или даже внутри стен. Эффекты аналогичны неотрегулированной системе вентиляции и выпуска воздуха.

 Рис. 3. Качественные измерения быстро выполняются для трубопроводов, но точные количественные измерения требуют компенсации коэффициента отражения.

•             Утечки воздуха из системы труб под изоляцией, покрывающей трубы.

- Инициировать запрос на обогрев или охлаждение.

- Установить коэффициент излучения равным 0,2 для изоляции, покрытой фольгой, или 0,95 для изоляции, покрытой винилом или ПВХ.

- Выполнить сканирование системы труб с помощью тепловизора.

- Прибором будут отображаться и обновляться в режиме реального времени, по мере возникновения, динамические изменения температуры поверхности изоляции.

-  Признаки утечки воздуха будут отображаться как повышенная температура в месте утечки с плавным переходом от места утечки к областям температуры окружающей среды.

-  При необходимости тепловизор может записать выбранные интересующие изображения для загрузки.

•             Утечки воздуха из системы труб за стенами.

-  Выполнить первоначальное сканирование тепловизором стен, закрывающих систему труб при выключенном вентиляторе обдува

- Включить вентилятор и повторить первоначальные сканирования

- Сравнить результаты сканирований при выключенном и включенном вентиляторе обдува.

- Значительные отклонения температуры могут говорить об обратных утечках, вызываемых разностью давления между стенами, стимулирующей поступление снаружи воздуха  и влаги.

- Остановить работу обогревающего или охлаждающего оборудования.

- Повторить сканирование стены.

- Необходимо также исследовать градиенты температуры

стены, соседней с системой трубопроводов.

- Неравномерные или размазанные градиенты температуры могут говорить об утечке в системе каналов.

-  Обратить внимание на градиенты температуры вдоль плинтусов и вокруг проемов.

- При необходимости тепловизор может записать выбранные интересующие изображения для загрузки.

Нагнетательная труба диффузора и температуры потолка при поверхностном эффекте

•Остановить работу обогревающего или охлаждающего оборудования.

•Просканировать диффузор снаружи вдоль потолка по направлению к пересекающимся стенам или зонам.

•Проследить изменение температуры вдоль потолка, чтобы оценить поверхностный эффект.

•Проследить изменение температуры на поверхностях пересекающихся стен для оценки выброса.

•Это обеспечивает хороший предварительный анализ до разворачивания лестниц и оборудования для определения воздушного баланса

•Величина выброса должна быть от 75% до 110% расстояния от диффузора до пересекающейся поверхности.

Эффективность изоляции и утечки воздуха

•Можно просканировать изоляцию всех поверхностей для поиска утечек и потерь.

- Изоляция бойлера, печи, технологического

оборудования, нагревателя технической воды.

•Сканировать кондиционированные ограждающие стены или

потолки, проверяя однородность температур.

-  Для проверки эффективности изоляции первоначальное сканирование следует выполнять при выключенном оборудовании отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

- Последующие этапы сканирования следует проводить при работающем вентиляторе воздухозаборника, подогревателе и вентиляторах вытяжки для оценки утечек воздуха.

- Можно временно перенастроить подогреватели и вытяжку, чтобы в целях тестирования повысить разность давления вдоль кондиционированного кожуха.

- Сканировать и кондиционированную, и некондиционированную сторону поверхности.

- Уделить особое внимание областям оконных проемов и вдоль подоконников.

Протечки воды под пленочными крышами

Устанавливаемое на крыше оборудование отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха нередко обвиняют в появлении протечек на крыше, но утомительные и отнимающие много времени оценки часто рассеивают эти обвинения.

С целью быстрого обнаружения источников появления воды под пленочной кровлей применяют тепловизоры.

•После захода солнца температура воды под рулонной кровлей меняется медленнее, чем в местах сухой изоляции.

•Следует сканировать поверхность крыши и найти места с большей температурой, которые могут являться возможными точками протечек.

Электрическое оборудование

Тепловизоры также применяются для быстрого анализа отдельных устройств или групп замыкателей, или реле панели управления.

С земли можно сканировать горячие места недоступных соединений трансформаторов или скруток линий, показывающие высокое сопротивление проблемных соединений. Можно быстро

сканировать шинные соединения, проверяя целостность цепей.

•Рубильники, замыкатели, реле

-Сканировать рубильники, замыкатели, реле, проверяя одинаковость температур.

-Температуры всех проводников, подключенных к устройству, должны быть приблизительно одинаковыми.

-Температуры всех механических соединений устройства должны быть эквивалентными.

-Температура цепей и тепловые характеристики  каждого контакта должны совпадать

с температурой цепей и тепловыми характеристиками других контактов.

- Температура подвижных контактов, скорее всего, будет выше, чем у неподвижных соединений.

- Спецификация должна содержать расчетное повышение температуры устройства в условиях полной нагрузки.

- Изоляция проводов, бумажная изоляция предохранителей и изолированные соединения будут показываться как области с более высокими температурами, чем у неизолированных соединений, токопроводящих шин и обнаженных проводов из-за различий в коэффициенте излучения материалов.

- Цепи внутри герметизированных реле будут излучать тепло на кожух. Реле с аналогичными нагрузками должны показывать на корпусе аналогичные распределения тепла.

- Изолированные проводники и электрические соединения

должны быть холоднее ведущих и подключенных к реле и замыкателям.

•Скрутки линий электропередачи, соединения для передачи электроэнергии, соединения трансформаторов.

- Температуры должны быть одинаковыми вдоль всей длины проводников.

- Температуры скруток и соединений должны

соответствовать   температурам входящих и исходящих проводников.

- Нарушаемые ветром или ветками плохие соединения или скрутки могут создавать паразитные импульсы в линии, которые могут влиять на надежность и работу оборудования. Электронные устройства особенно

подвержены эффектам пиковых импульсов в линии.

Двигатели, подшипники, шкивы и ремни

•Для двигателей можно проверить соответствие рабочих температур спецификации.

•Для подшипников можно проверить соответствие температур.

-Температура подшипников, находящихся под равной нагрузкой, должна быть одинаковой.

- Более горячий подшипник на стороне шкива двигателя может сообщать о перетянутых ремнях.

•Шкивы, оказывающиеся горячее окружающей среды, могут сообщать о проскальзывающих ремнях.

•Горячие ремни между мотором и шкивом вентилятора могут сообщать о проскальзывающих ремнях.

Рис. 6. На этом ИК-изображении слева показан холодный двигатель, а справа – горячая коробка передач, с показанной белым цветом тепловой аномалией

Динамическое давление газа  в установленных над землей резервуарах низкого давления.

Размер резервуаров низкого давления должен соответствовать нагрузке, чтобы позволить испариться количеству газа, достаточному для поддержания минимального давления.

•Для оценки уровня жидкости и давления паров можно

просканировать установленные над землей резервуары низкого давления.

- Источником тепла для парообразования   является жидкость резервуара.

- При высоком расходе горизонтальная линия  перепада температуры снаружи резервуара приблизительно соответствует уровню жидкости в резервуаре.

- Жидкость в резервуаре низкого давления поглощает тепло из окружающего воздуха через стенки резервуара.

-  Давление-температура на поверхности резервуара соответствует давлению пара в резервуаре. Если график

P-T для газа в резервуаре недоступен, для оценки давления можно использовать график P-T для R-22. Давления R-22 ниже точки замерзания обычно на 1,8 атм. меньше давления газа в резервуаре низкого давления при эквивалентных температурах.

Рабочие температуры «всех точек»  компрессоров

Моментальный ИК-снимок работающего компрессора (или другого механизма) можно сохранить для анализа тенденций или планирования обслуживания. Изображение будет содержать рабочие температуры всех точек механизма, например, картера, крышки, всасывающего и выпускного патрубков и пр. Вместе с изображением следует сохранить данные показателей окружающей среды и условий работы.

Конденсационные горшки, трубы, радиаторы и конвекторы

Тепловизоры идеально подходят для оценки процессов парового отопления. Они позволяют быстро увидеть температуры конденсационных горшков и входящих и выходящих труб. Их можно использовать для отслеживания температур труб вплоть до источника проблем. •    При низкой температуре паропровода, конденсационного горшка и возврата конденсата конденсационный горшок может заклинить в закрытом состоянии.

•При высокой температуре паропровода, конденсационного горшка и возврата конденсата конденсационный горшок может заклинить в открытом состоянии.

•При высокой температуре паропровода и конденсационного горшка и несколько меньшей температуре возврата конденсата конденсационный горшок может работать правильно.

Контроль излучающих тепловых контуров систем отопления и обогрева

Тепловизоры могут применять для контроля излучающих контуров под твердыми поверхностями. Излучающий контур должен выглядеть как однородный градиент соответствующей палитры вдоль контуров. Для контроля температуру контуров можно временно повысить.

Схема воздушного холодильника или испарителя

ИК-снимок двойных колен и труб распределителя для холодильника или испарителя может помочь обнаружить проблемы в контуре гораздо быстрее, чем с помощью контактных термометров.

•В каждом контуре хладагент будет испаряться или конденсироваться при постоянной температуре.

•Переохлаждение или перегрев в последних каналах каждого контура должны быть эквивалентны.

•Температура всех трубок распределителя  должна быть равна температуре испарения.

Заключение

Цель настоящего краткого введения в тепловидение – дать потенциальному пользователю некоторое представление о типичных применениях и вдохновить его на разработку идей других вариантов применения приборов. Например, регламентный обход установки с тепловизором, показывающим в режиме реального времени работу критических механизмов или процессов, не только прост, экономит время, но также предупреждает пользователя о процессах, требующих дальнейшего внимания.

Сведения о проверке утечек в оболочке здания см. в стандарте ASTM E1186-03, «Стандартная практика обнаружения мест утечек воздуха в оболочках зданий и системах воздушных барьеров».

Стандарт ASTM E779-03, «Стандартный метод проверки для определения скорости утечки воздуха с помощью повышения давления вентилятора». 

Основная ИК-терминология Инфракрасное излучение (ИК-излучение). Тепловое излучение находится в основном за пределами видимого спектра. ИК-тепловизоры, предназначенные для полевого использования, как правило, обнаруживают ИК-излучение с длинами волн от 7 до 14 микрон, несколько превышающими длину волны красного цвета. ИК-излучение равно сумме излучаемого, отражаемого и пропускаемого излучения. Коэффициент излучения. Характеризует излучательные свойства тела. ИК излучение характеризует количество теплоты, которое содержит тело. Коэффициент излучения равен коэффициенту поглощения.

Коэффициент отражения. Характеризует долю внешнего ИК излучения, отраженного от тела и не связанного с собственной теплотой тела. Коэффициент пропускания. Характеризует ИК-излучение, проходящее сквозь тело, такое как газ или жидкость и некоторые твёрдые тела, например, стекло или пластиковые пленки. Для непрозрачных тел коэффициент пропускания равен нулю.

Отношение расстояния к пятну (D:S). Размер пятна измерения на объекте к расстоянию от прибора до объекта. D:S, равное 90:1, даст пятно в 1 см при расстоянии до объекта 90 см  или пятно в 1 м при расстоянии до объекта в 90 м.

Поле зрения. Размер пятна относительно площади объекта. Пятно должно содержаться внутри периметра объекта с центром в интересующей области.

Фокус. Аналогично фотокамере. Фотокамера фокусируется для получения резкого визуального разрешения. ИК-тепловизор  фокусируется, чтобы получить четкие температуры по ИК-излучению.

Минимальное фокусное расстояние. Минимальное расстояние до объекта, на котором может сфокусироваться  тепловизор для последующего использования.

Окружающие условия. Тепловизоры откалиброваны для работы в определенном диапазоне температур (от-10°C до 50°C). За пределами этого диапазона точность прибора ухудшается. При неожиданном изменении температуры на 10°C и более прибору требуется определенное время для стабилизации и точной работы в новых условиях. Наличие частиц в воздухе (пар, пыль, дым) между тепловизором  и объектом ухудшает показания.

Абсолютные значения температур является  вторичными  по  сравнению с относительными. 

Тепловизионное обследование, цена одного снимка от 400 руб. 

 Минимальный объём обследований от 5000 руб.

Выезд за пределы МКАД - 25 руб/км.

Опишите проблему и мы подберём оптимальную стоимость обследования.  

Почта:  sks@stroykomset.ru   Телефон: (926)521-75-33, (985)319-35-47

Специальное предложение:

Цена на тепловизионное обследование на объектах расположенных в СВАО г. Москвы  и на объектах расположенных в Подмосковье, Ярославского направления, удалённостью до 50 км, за снимок от 350 руб, минимальный объём обследований от 3500 руб. Выезд бесплатно.