Инфракрасный газовый обогреватель: назначение, принцип работы, критерии выбора

Для создания нормального температурного режима в быту и на производстве используются различные типы отопительных приборов. В зависимости от места установки они бывают как временного, так и стационарного размещения, а по принципу действия разделяются на конвекционные и инфракрасные. Конвекционные модели являются классическими и применяются человечеством с незапамятных времен, но сегодня их применение далеко не всегда целесообразно. Поэтому все чаще для обогрева помещений используется инфракрасный газовый обогреватель, имеющий значительные преимущества.

Назначение

Основным назначением инфракрасного обогревателя является воздействие вырабатываемых им лучей на любые поглощающие поверхности. К таким поверхностям следует отнести любые окружающие вас предметы, которые поглощают световую энергию, то есть не прозрачные и самого человека. Благодаря такому свойству нагрев окружающего воздушного пространства является побочным эффектом работы инфракрасного обогревателя, когда тепловая энергия от нагретых предметов передается воздуху. Это и определяет основное преимущество перед классическими системами – прямое воздействие на определенную зону и отсутствие таких больших потерь.

Рис. 1: принципиальная разница в обогреве

На практике инфракрасный газовый обогреватель предназначен для нагревания какого-либо пространства в тех местах, где отсутствует возможность подключения к сети электрических конвекторов или подводить электроснабжение нецелесообразно.

В качестве конкретных примеров ИК обогреватель может использоваться для:

• Отопления беседок и столов на природе, в парковых зонах и, местах отдыха и т.д.;
• Обогрева палаток в холодное время года от газового баллона;
• Обогрева гаражей для обеспечения комфортных условий работы;
• Отопления жилых помещений на дачных участках;
• Обеспечения температурного режима в рабочей зоне промышленных помещений;
• Отопления теплиц, курятников и питомников для домашнего скота;
• Нагревания какой-либо области под открытым небом (на стройках, карьерных выработках, объектах геологоразведки, террасах и т.д.).

Также посредством данного типа газовых нагревателей может производиться сушка и подогрев различных поверхностей. Важным плюсом инфракрасного газового обогревателя является использования особого элемента для горения топлива и выработки инфракрасного излучения. Такая особенность делает его работу идентичной с электрическими приборами, с тем отличием, что он может функционировать независимо от наличия централизованного источника топлива.

Конструкция и принцип работы

Конструктивно инфракрасный газовый обогреватель включает в себя металлический корпус, в котором собирается газораспределительное оборудование, устройства защитной автоматики и тепловой излучатель. Принцип его работы схож с газовой горелкой, но в отличии от обычных конфорок, классическое горение газа здесь отсутствует.

Рис. 2: принцип действия ИК газового обогревателя

Посмотрите на рисунок, здесь показан принцип действия инфракрасного газового обогревателя. При подаче газа он поступает в диффузор, где его подхватывает поток воздуха и направляет в смесительную камеру, где формируется горючая смесь. После этого газовая смесь поступает в перфорированную пористую структуру керамической пластины. После подачи искры от пьезоэлемента смесь в отверстиях воспламеняется и передает тепловую энергию керамическому элементу.

Далее разогреваемая керамическая пластина нагревается до температуры в 900ºС и начинает излучать волны в инфракрасном диапазоне. Сам по себе керамический излучатель не передает тепло в окружающее пространство, как конвектор, но направляет поток инфракрасного излучения в зону обогрева. Такая зона получается строго ограниченной по своим геометрическим параметрам, а газовый обогреватель имеет направленное действие. Все предметы и люди, попадающие в зону действия инфракрасного излучения, будут нагреваться от потока.

Классификация

Следует отметить, что далеко не все газовые обогреватели работают по вышеприведенному принципу. В зависимости от способа получения тепловой энергии из голубого топлива газовые обогреватели подразделяются на три основные класса:

• Газовые конвекторы – имеют конструкцию горелки и работают по принципу газовой пушки. При сгорании топлива возникает тепловая энергия, которая при помощи вентилятора направляется потоком в нужную область. Недостатком является наличие открытого пламени и относительно большие потери.
• Каталитические обогреватели – их отличительная особенность – наличие каталитической панели, преобразующей топливо в тепловую энергию посредством его окисления. В таких устройствах процесс горения отсутствует, поэтому они являются наиболее безопасными и экологичным источниками тепла. Но их главным недостатком является относительно высокая себестоимость самой панели. Поэтому обогреватели, работающие по принципу каталитического горения, приобретаются относительно редко.
• Инфракрасные обогреватели выделяют направленное ИК излучение из керамической горелки. В отличии от предыдущего типа, они все-таки требуют сгорания газа, но способны вырабатывать большую тепловую мощность и характеризуются значительно большей площадью обогрева.

Рис. 3: устройство инфракрасного газового обогревателя

Сравнивая вышеперечисленные виды газовых обогревателей, можно отметить, что каталитический и инфракрасный обладают весомыми преимуществами в сравнении с классическим нагревательным прибором. Из этих двух каталитические являются предпочтительными для помещений с квадратурой до 20м 2 . Свыше 20м 2 бесспорным преимуществом обладают инфракрасные, поэтому их можно применять не только как систему отопления помещений, но и в качестве уличных обогревателей.

Классификация инфракрасных газовых обогревателей может разделяться по нескольким критериям. Так все устройства условно можно подразделить на две основные группы: автономные и работающие от магистральных газопроводов. Для первых из них требуется установка баллона с газом, который осуществляет подпитку обогревателя, их можно брать с собой на природу для обогрева палаток. Вторые должны запитываться от центрального газопровода и не могут перемещаться с места на место, на новые объекты без подведения системы газоснабжения к этой точке.

По типу размещения инфракрасные газовые обогреватели подразделяются на:

• Напольные – которые устанавливаются на горизонтальные поверхности при помощи специальной подставки или посредством конструкционных элементов; Рис. 4: напольный ИК газовый обогреватель
• Потолочные – подвешиваемые к потолку непосредственно над той зоной, которую необходимо обогреть, такие модели позволяют экономить место в помещения с небольшой квадратурой, так как сами не занимают полезного пространства; Рис. 5: потолочный ИК газовый обогреватель
• Настенные – идентичны предыдущим газовым обогревателям с тем отличием, что инфракрасное излучение от них может направляться в нужное место, как возле устройства, так и на другом конце комнаты, а не только под газовым обогревателем.

Достоинства и недостатки

Большая популярность таких устройств обуславливается их весомыми преимуществами, в сравнении с обогревателями другого принципа действия.

К преимуществам инфракрасных газовых обогревателей следует отнести:

• Куда более высокий кпд – порядка 80%, в сравнении с теми же конвекторами;
• Обеспечивает экономию топлива из тех же стандартных баллонов или магистральной системы;
• Формирует тепловой поток под нужным углом, но на расстоянии не более 60м;
• Имеет компактные габариты и эргономичный дизайн;
• Не требует особых навыков и знаний для установки, по простоте в эксплуатации сравним с обычными бытовыми приборами;
• Высокая степень безопасности, так как устройство оснащается системой защиты от падения или опрокидывания, замера уровня угарного газа, системой газового контроля;
• Автономность — инфракрасные обогреватели запитывающиеся от газовых баллонов не боятся перебоев в поставке энергоресурсов, а работающие от магистрального газопровода не боятся отключений электроэнергии.

Но, наряду с вышеперечисленными преимуществами такое устройство характеризуется и некоторыми минусами.

К недостаткам инфракрасных газовых обогревателей относят:

• Наличие открытого очага пламени и высокой температуры, что ограничивает возможность их применения в пожаро- и взрывоопасных помещениях, вблизи легковоспламеняемых предметов;
• В процессе горения расходуется кислород и выделяется угарный газ с химическими веществами, образовавшимися от сгорания топлива, ухудшает качество воздуха в помещении;
• Требует очистки и проведения профилактических работ для инфракрасного излучателя после переработки определенного количества горючего;
• Относительно высокая стоимость такого газового обогревателя.

Следует отметить, что именно инфракрасный обогреватель на газу является самым оптимальным устройством для отопления помещений с большой площадью и высокими потолками.

Критерии выбора

При выборе конкретной модели для отопления следует обращать особое внимание на параметры инфракрасного газового обогревателя. Первым из них является тип получаемого топлива – баллонный газ или магистральный. Для первого варианта нет особых условий подключения, для второго же необходимо обеспечить подвод всех коммуникаций.

Второй параметр – мощность устройства. Рассмотрите этот критерий более подробно, расчет производится исходя из соотношения 1 кВт мощности на каждый 10 – 15 м 2 площади, в зависимости от удаления инфракрасного обогревателя от конкретной поверхности. Так, исходя из предложенного соотношения, модели на 4кВт можно использовать для помещений площадью в 40 – 50 м 2 . На открытом воздухе инфракрасный газовый калорифер подбирается в соответствии с местными особенностями и задачами, но соотношение мощности и площади остается тем же.

Наряду с тепловой мощностью учитывайте и расход газа, так как их соотношение может отличаться для разных моделей инфракрасных обогревателей. Выбирайте наиболее оптимальный расход для вашей ситуации. Следует отметить, что данный параметр зависит не только от внутреннего устройства, но и от типа используемого газа.

В вопросах долговечности наиболее актуальным узлом считается керамический элемент, так как от его характеристик зависит долговечность и качество работы всего обогревателя.

Видео в развитие темы

Резервное отопление загородного дома газовым конвектором

Трудности и дороговизна подключения магистрального газа вынуждают загородных жителей искать альтернативу централизованно поставляемому «голубому топливу». Кто-то ставит твердотопливный котел. Другие выбирают отопление электричеством или тепловыми насосами. Но бывают аварийные ситуации, когда из-за отключения электроэнергии основная система отопления (если нет естественной циркуляции теплоносителя или источника бесперебойного питания для циркуляционного насоса) не работает. Не забываем и о простых дачниках, которым, зачастую, незачем и не на что устанавливать современную отопительную систему. Выход — использовать, как резерв, конвектор или инфракрасные обогреватели, работающие на сжиженном газе.

• Преимущества резервного отопления газовыми конвекторами
• Как самостоятельно установить газовый конвектор или инфракрасный обогреватель
• Расход газа и время непрерывной работы оборудования

Преимущества резервного отопления дома сжиженным газом из баллонов

В статье: «Отопление дома газовыми баллонами. Личный опыт», мы подробно рассказали выгодно или нет обогревать коттедж сжиженным газом. Если резюмировать материал, то этот вариант стоит рассмотреть:

• Если дом имеет небольшую площадь (около 50-70 кв. м).
• Дом хорошо утеплён.
• У владельца недвижимости нет иной альтернативы, а выделенной мощности электросетей недостаточно, чтобы дешево отапливаться электричеством по ночному тарифу.

К этому добавим постоянную потерю времени и денег (на бензин), т.к. владельцу отопительной системы на сжиженном газе, скорее всего, придётся еженедельно отвозить баллоны на заправку.

Поэтому рассмотрим отопление газовыми баллонами только как временную, резервную и энергонезависимую отопительную систему, чтобы не замерзнуть зимой и как-то перекантоваться 2-3 дня, при аварии основной системы отопления или отключения электричества.

Я построил каркасный дом площадью 90 кв. м в виде коаксиальной юрты. Дом пока эксплуатируется в режиме «дача», т.е. приезжаю в него только по выходным. Магистрального газа нет. Электричество — одна фаза. Напряжение плавает от 150 до 230 Вольт. Длительных отключений не бывает, но однажды грузовик снёс столб электропередач. От аварийных ситуаций никто не застрахован. Задумался, как мне отопить дом, и вот к чему я пришел.

Пользователь проанализировал все доступные ему виды отопления:

• твердотопливные печи-камины;
• газгольдеры;
• электрокотлы;
• ИК обогреватели;
• тепловые насосы;
• альтернативную энергетику.

В итоге, наиболее простыми для установки, дешёвыми по затратам, удобными в использовании и для автоматизации оказались электрические и газовые конвекторы. Немного отойдя от основной темы статьи скажем, что электрические конвекторы управляются через таймеры и через термостаты. Это позволяет к приезду Dekagon на выходные (к вечеру пятницы), заранее поднять температуру в доме с «дежурного» до комфортного уровня. Т.е. с + 15 °C до + 23 °C и не тратить время на прогрев помещений.

Теперь интересны доводы «за» использование телогенератора, работающего на сжиженном газе.

Когда мне возводили дом зимой, строители жили в бытовке. Электричества тоже не было. Задумался как обогреть рабочих. Хотел купить им «буржуйку», но хорошая твердотопливная печь дорого стоит. Надо ещё устанавливать дымоход. Заготавливать, хранить, пилить, колоть дрова. Лишняя морока. Взял газовый конвектор мощностью 2.2 кВт. В 2014 году он обошелся мне в 8500 руб. Прибор сразу готов к работе, только подключи к баллону. За время эксплуатации газовый конвектор показал себя с лучшей стороны. Работает эффективно и безопасно, автономно. Заданную температуру держит по термостату. В общем, так он мне понравился, что я решил перенести его в дом, на случай отключения электричества.

Для газа пользователь купил современный композитный, (а не тяжелый стальной) баллон на 24 л. Ещё дополнительно приобрел плитку для кухни с двумя элетро- и двумя газовыми конфорками.

Еще через год Dekagon купил стационарный газовый камин мощностью 7 кВт.

Камин работает от второго газового баллона, имеет автоматику, а продукты горения отводятся через коаксиальный дымоход.

Монтаж газового камина или конвектора не сложен и доступен каждому. Пользователь сделал отверстие в стене, повесил теплогенераторы на стену и подключил их к баллонам с газом.

В итоге: Dekagon отапливает дом электричеством и время от времени газовыми теплогенераторами. Приведём расходы на комбинированную систему отопления. Итак, отопительный сезон длится 7 месяцев. Кроме электрических и газовых конвекторов, в доме установлены ИК электрообогреватели и несколько ламп ИКЗК. От электричества греется вода для ГВС. Работают бытовые приборы, освещение и т.д.

• Расход электроэнергии за отопительный сезон 2014-2015 — 8000 кВт⋅ч.
• Расход электроэнергии за отопительный сезон 2015-2016 — 6800 кВт⋅ч.

В сезон 14-15 года, тариф за электроэнергию — 3.15 руб. за 1 кВт⋅ч. Итого (8000 х 3.15 = 25 200 руб.) / 7 мес. = 3 600 руб. за 1 месяц за электричество.

В сезон 15-16 года, тариф за электроэнергию 3.45 руб. за 1 кВт⋅ч. Итого (6800 х 3.45 = 23 460 руб.) / 7 мес. = 3 350 руб. за 1 месяц за электричество.

Сжиженный газ пропан-бутан (СУГ) используется как резервное отопление и для приготовления пищи. За сезон уходит 3 баллона (20 л газа). Это около 1200 руб.

Самостоятельная установка газового обогревателя

Если вы хотите своими руками смонтировать газовый конвектор в загородном доме, то воспользуйтесь опытом Pavel V. Исходные данные:

• Брусовый дом без наружного утепления.
• Толщина стен – 10 см.
• Перекрытие второго этажа утеплено 15 см минваты.
• Мансарда не утеплена.
• Углы и оконные рамы толком не проконопачены.

Требуется установить газовый конвектор и сделать проходку коаксиального дымохода для эксплуатации деревянного дома в режиме «дача» зимой. Пользователь, кроме конвектора мощностью 2.3 кВт и комплекта (газового крана с жиклером) для перевода обогревателя на баллонный газ, купил:

• газовый баллон на 50 л;
• редуктор;
• прокладки 1/2″;
• газовый шланг;
• переходник 1/4″ на штуцер под шланг 9 мм;
• винтовые хомуты для шланга;
• термостойкий герметик;
• фиброцементную плиту для теплоизоляции стены;
• лист фольгированного утеплителя;
• лист оцинковки.

Работу разбили на ряд последовательных шагов:

1. В стене пробили (просверлив отверстия 7 мм и выдолбив дерево стамеской) отверстие диаметром 26 см под дымоход диаметром 127 мм.

1. Из фиброцементной плиты вырезали теплозащитный кожух и просверлили в нём отверстие под дымоход.

1. Кожух прикрутили к стене.
2. Установили конвектор со смонтированным дымоходом.

1. Подключили газовый баллон к конвертору по схеме: баллон – редуктор (для понижения давления) – газовый шланг – переходник на конвектор.

1. Проходку дымохода теплоизолировали каменной ватой.

1. Из оцинковки вырезали пластину.

1. Просверлили в ней отверстие.
2. Закрыли проходку оцинковкой снаружи дома и загерметизировали узел.

Пробный пуск газового конвектора:

• Открываете подачу газа.
• Обязательно тщательно обмыливаете (мыльным раствором, нанесённым на губку или на старую зубную щетку) все соединения для поиска утечки газовой смеси.
• Если нет пузырей, запускаете газовый конвектор.

Конвектор заработал на раз – два. Делал всё по инструкции. Баллон пока держу дома, но потом установлю его на улице, в специальном железном ящике с отверстиями для проветривания. Газовый обогреватель работает совершенно бесшумно, только редуктор на баллоне немного шипит. Через полчаса, на площади в 20 кв. м, на установленной мощности конвектора в 2.3 кВт, стало жарко как в бане. Уверен, что теперь не замерзну в любой мороз, а дом потом хорошо утеплю.

Инфракрасный газовый обогреватель установить ещё проще, чем конвектор. Не нужно выводить дымоход. Его просто нет, но периодически требуется проветривать помещение.

Баллон устанавливается в корпус печки сзади, или, если нужен больший объём, ставится рядом на пол.

Перед установкой оборудования внимательно читайте инструкцию производителя. Помните, что сжиженный газ тяжелее воздуха и при утечке скапливается внизу. Запрещается хранить газовые баллоны в подвале или в подполе.

Важно! В соответствии с Правилами противопожарного режима в Российской Федерации, утвержденными постановлением Правительства Российской Федерации от 25 апреля 2012 г. №390 «О противопожарном режиме» потребители баллонного газа должны знать следующее:

Газовые баллоны для бытовых газовых приборов (в том числе кухонных плит, водогрейных котлов, газовых колонок), за исключением 1 баллона объемом не более 5 литров, подключенного к газовой плите заводского изготовления, располагаются вне зданий в пристройках (шкафах или под кожухами, закрывающими верхнюю часть баллонов и редуктор) из негорючих материалов у глухого простенка стены на расстоянии не менее 5 метров от входов в здание, цокольные и подвальные этажи.

Расчёт расхода газа из баллонов и длительность работы газового конвектора

Как долго проработает газовый обогреватель на одном баллоне? Этот вопрос волнует многих загородных жителей. Приведём расход Pavel V.

У газового конвектора 3 режима мощности — от 1 до 2.3 кВт. В 50-ти литровый баллон заправляется около 42 л газа, т.к. ёмкость заполняется примерно на 85%, от её полного объёма. В одном литре газа содержится 0.545 кг топлива (если смесь летняя — 50% пропана и 50% бутана) и 0.517 кг топлива (если смесь зимняя — 90% пропана и 10% бутана).

Значит, в 50-ти литровом баллоне, усреднённо, (зависит от вида газа — «летний» или «зимний») 22 кг топлива. Конвектор расходует:

• На первом режиме мощности — 100 г топлива в час.
• На втором режиме мощности — 200 г топлива в час.
• На третьем режиме мощности — 300 г топлива в час.

Итого, конвектор проработает:

• 1-й режим – 220 часов.
• 2-й режим – 110 часов.
• 3-й режим – 73 часа.

Для определения объема остатка газа необходимо взвесить баллон со смесью, вычесть из его массы вес ёмкости и рассчитать остаток топлива в зависимости от его плотности (0.545 кг/л или 0.517 кг/л).

Выводы и рекомендации

Отопление газовым конвектором — реальная альтернатива другим источникам тепла в форс-мажорных обстоятельствах. Среди плюсов системы отметим доступность топлива, сравнительно невысокую стоимость оборудования и сжиженного газа, простоту монтажа обогревателя, надежность работы и автономность.

Среди недостатков выделим: необходимость ездить на газозаправочную станцию и таскать тяжелые баллоны, а также риски связанные с размещением ёмкости с газом в доме.

В целом, при соблюдении правил безопасности, резервное отопление сжиженным газом – разумный выбор рачительных владельцев загородной недвижимости.

По теме советуем узнать, почему замерзает газ в баллонах, и как это исправить.