Инфракрасные лампы как средство отопления

Здесь вы узнаете:

Инфракрасное отопление – это отличная альтернатива привычным электрообогревателям с ТЭНами и традиционным батареям. Оно позволяет отапливать помещения различного назначения, радуя потребителей мягким теплом и комфортом. В мире ИК-обогревателей существует довольно необычный отопительный прибор – это инфракрасная лампа, внешне напоминающая самую обыкновенную лампу накаливания. Давайте посмотрим, как работает этот прибор, где он используется и каковы его особенности.

Конструкция инфракрасной лампы

Инфракрасная лампа представляет собой автономный отопительный прибор, питающийся от электрической сети. Она является источником ИК-излучения, достигающего окружающих предметов и нагревающего их. Самая простая лампочка – это стеклянная колба, внутри которой располагается обычная вольфрамовая нить. Стекло чаще всего окрашено в буро-красный цвет, изнутри виднеется зеркальное покрытие. Вкручивается такая лампочка в самый обыкновенный патрон, подвешенный над обогреваемым пространством или заключенный в какой-либо корпус.

Существуют и более компактные инфракрасные лампы для обогрева помещений – они выполняются в виде тонких стеклянные трубок, внутрь которых закачивается смесь из азота и аргона. Получается миниатюрная лампочка, дающая приличный поток тепла. Работает она за счет все той же вольфрамовой нити, как и в обычной электролампочке, служащей для освещения помещений.

Инфракрасная лампа – это компактный источник ИК-излучения. Ее мощность варьируется от 50 до 500 Вт, хотя в продаже встречаются и более мощные образцы (используются в обогревателях). Вкручивается она в самый простой керамический патрон, хотя для некоторых моделей необходимы патроны иного типа. В процессе работы ее корпус прогревается до высоких температур, поэтому патрон не должен быть сделан из пластмассы – иначе он просто расплавится. Прикасаться к ИК-лампам не стоит – не исключено получение ожога.

Инфракрасные лампы представлены на рынке следующими разновидностями:

Ни в коем случае нельзя вкручивать ИК-лампу в обычный пластмассовый патрон — высокая температура попросту его расплавит.

• С зеркальным покрытием – они отличаются серебристыми колбами;
• С синим зеркальным покрытием;
• С красным зеркальным покрытием;
• Без зеркального покрытия.

Последние типы ламп внешне напоминают обычные лампочки накаливания, но они тоже являются источником инфракрасного излучения.

Лампы инфракрасного излучения оснащаются зеркальным напылением с двоякой целью – для повышения их эффективности и для направления ИК-потока в определенную сторону. Если отражающего покрытия нет, то его роль могут сыграть внешние отражающие элементы, как это реализовано в галогеновых ИК-обогревателях. Кроме того, несколько ИК-ламп могут объединяться в одну конструкцию с целью получения ИК-прожектора.

Обозначения и основные характеристики

Инфракрасная нагревательная лампа обладает следующими характеристиками:

• Длина волны – по этому параметру лампочки подразделяются на коротковолновые, средневолновые и длинноволновые;
• Тип патрона (цоколя) – например, традиционная лампа обогреватель привычного нам вида оснащается патроном E27;
• Напряжение питания – практически для всех бытовых инфракрасных лампочек оно составляет 220 Вольт;
• Мощность – варьируется в самом широком диапазоне.

Традиционная ИК лампа для обогрева, сделанная в виде обыкновенной лампочки под цоколь E27, наделена определенной маркировкой в виде аббревиатуры. Например, аббревиатура ИКЗ указывает на то, что лампочка не окрашена в какие-либо цвета и может использоваться не только для обогрева, но и для освещения. Обозначение ИКЗК означает наличие окраски в красный цвет, в то время как обозначение ИКЗС указывает на синюю окраску.

Принцип действия инфракрасной лампы

ИК-лампы прогревают помещение куда эффективнее и не расходуют энергию попусту.

Используемый инфракрасными лампами принцип работы изобрела сама природа. Все мы хорошо знакомы с самым мощным источником ИК-излучения – с Солнцем. Его лучи достигают поверхности планеты и расположенных на ней искусственных построек, прогревая их. В результате они начинают отдавать тепло в воздух. То есть, Солнце нагревает не сам воздух, который вообще является неплохим теплоизолятором, а элементы ландшафта и созданные человечеством постройки.

Аналогичным образом работают инфракрасные лампы, обогревающие помещение. Они являются источником ИК-излучения, воздействующего на людей, животных и окружающие вещи. Мгновенно и практически без потерь достигая каких-либо предметов, ИК-лучи поглощаются ими и превращаются в тепловую энергию. Именно поэтому, подставив руку под ИК-лампу, мы почувствуем внутри себя разливающееся тепло.

Аналогичным образом работает любой ламповый инфракрасный обогреватель:

• На его излучатель подается напряжение;
• Начинает разогреваться спираль;
• Возникающее ИК-излучение отправляется в помещение.

Чем ярче светится лампа, тем более коротковолновое излучение оно дает, и тем дальше оно распространяется, позволяя отапливать большую площадь. Длинноволновые лампы не такие яркие, тепло от них более мягкое и щадящее.

Инфракрасное излучение от ламп не оказывает никакого губительного воздействия на живые организмы, в том числе и на человека – естественно, при разумном использовании. Поэтому за свое здоровье можно не опасаться. Более того, некоторые виды ИК-лампочек активно применяются в физиотерапевтических целях для лечения различных заболеваний, о чем мы еще поговорим в рамках нашего обзора.

Достоинства и недостатки

Давайте посмотрим, чем хороши и плохи инфракрасные лампы. Начнем с положительных черт:

Среди всех видов обогрева помещений инфракрасное является самым безопасным и экологичным.

• Полная бесшумность работы – в отличие от тепловых пушек, ИК-излучение распространяется без помощи вентиляторов и со скоростью света;
• Максимальный КПД – как у практически всех электрических отопительных приборов, он приближается к 100% (но не достигает этого показателя в силу определенных законов физики);
• Простейшая установка – достаточно вкрутить инфракрасную лампу в патрон и щелкнуть выключателем;
• Возможность точечного обогрева – это актуально для животных, содержащихся в небольших клетках и загонах;
• Предельная компактность – традиционная инфракрасная лампа мощностью 500 Вт занимает места не больше чем обычная лампочка накаливания;
• Экологическая чистота – ИК-лампы не сжигают кислород и не выделяют в воздух каких-либо газов.

Есть и некоторые минусы:

• Высокая температура колб – можно получить серьезные ожоги;
• Дискомфорт при длительном нахождении в зоне действия ламп – здесь чаще всего сказывается несоблюдение норм эксплуатации;
• Высокое потребление электроэнергии – это характерно для любых электрических отопительных приборов.

Минусы не самые страшные, ими можно пренебречь, если соблюдать правила эксплуатации.

Сфера применения инфракрасных ламп

Давайте посмотрим, как и где применяются инфракрасные лампы. Сфера их применения широка – они необходимы в быту, на производстве, в медицине и во многих других областях человеческой деятельности.

Обогрев помещений

Галогеновая инфракрасная лампа – это прекрасная основа для обогревателя уличного типа. При небольшой мощности и короткой длине волны она сможет обогреть довольно большую площадь. Отопительные приборы на подобных ИК-лампах часто используются вблизи бассейнов, на верандах и террасах, а также на открытых площадках ресторанов и кафе. Испускаемые ими ИК-лучи мгновенно достигают окружающих предметов и людей, радуя теплом и комфортом. Причем в уличных условиях это чуть ли не единственный вид обогрева – обычные конвекторы и тепловые пушки здесь бесполезны.

Ламповый инфракрасный обогреватель пригодится для обогрева любых жилых и коммерческих помещений. Установив его на потолок или на стену, мы получим отличный источник тепла – коротковолновая или средневолновая лампа быстро создаст комфортную для пребывания человека атмосферу. Но такие обогреватели редко используются на постоянной основе – чаще всего они выступают как вспомогательное оборудование при недостаточно хорошо работающем основном отоплении.

Обогрев теплиц

Купить инфракрасный светильник для обогрева теплицы – решение более чем отличное. Хотя для этого можно приспособить и одиночные лампы, свисающие на проводах над поднимающимися растениями. В любом случае, ИК-лампы создадут в теплице оптимальную атмосферу, ведь от нашего Солнца растения получают точно такие же лучи. Поэтому для развития сельскохозяйственных культур такой обогрев станет плюсом – свидетельством этому становятся отзывы тех, кто много лет занимается рассадой и разведением растений.

Инфракрасная лампа пригодится и тем, кто выращивает рассаду на подоконнике или на столе у окна. Молодые растения могут испытывать недостаток в освещении и тепле, а ИК-лампы с легкостью восполнят этот недостаток. Главное, не перестараться с мощностью и длительностью подсветки, иначе достигнутые результаты будут загублены.

Обогрев животных

Инфракрасная лампа хорошо известна тем, кто занимается разведением домашней птицы – кур, уток, гусей, индюков, перепелок и т. д. Только что рожденные птенцы, отсаженные в отдельную клетку, нуждаются в тепле. Красная лампа для обогрева птенцов позволит молодняку выжить и не замерзнуть – птички с удовольствием ютятся прямо под инфракрасной лампой, наслаждаясь ее теплом. Аналогичным образом обогреваются отдельные клетки с животными – здесь может пригодиться тепловая лампа с регулировкой температуры, что позволит оптимизировать условия для размещения живности.

Аналогичные инфракрасные лампы используются в зоопарках и на фермах, где только что родившиеся животные отсаживаются от матери в отдельные клетки и боксы. Для того чтобы им было тепло и комфортно, над ними вешаются маломощные ИК-лампочки. Для создания более комфортных условий, клетки и боксы оклеиваются отражающими материалами.

Инфракрасные лампы используются жителями деревень и сельских населенных пунктов для зимнего обогрева птичников – в периоды лютых морозов ИК-лампы позволят предотвратить замерзание птицы. Те же самые меры применяются в отношении кроликов, нутрий и даже домашних животных – это могут быть только что родившиеся щенята и котята, которым не хватает материнского тепла.

Лечение заболеваний

О лечении инфракрасными лампами мы как-то и позабыли, все больше надеясь на чудодейственные (и часто бесполезные) таблетки. А ведь раньше они использовались для ликвидации болевых симптомов, при болях в мышцах и костях, при лечении остеохондроза. Также они помогали при ОРЗ, гриппе, болезнях горла, повышенном давлении и заболеваниях кожи. Синими инфракрасными лампами снимали стресс, укрепляли иммунитет, повышали выносливость организма, удаляли синяки.

Сегодня лечение инфракрасными лампами потихоньку возрождается – люди все меньше доверяют таблеткам, вспоминая о чудодейственном воздействии физиотерапевтических процедур. Причем лечение ИК-лучами как раз и относится к физиотерапии. Также мы успели забыть, что инфракрасные лампы хорошо помогают при лечении угревой сыпи – эта информация актуальна для многих людей, испытывающих проблемы с кожными покровами.

Давайте посмотрим, сколько стоит инфракрасная лампа для самостоятельной терапии. В аптеках и специализированных магазинах их цена составляет в среднем 2000 рублей (встречаются как более дорогие, так и более дешевые вариации). Но ничто не мешает воспользоваться дешевой лампой из хозяйственного магазина, вкрученной в обычный светильник.

Инфракрасный обогреватель своими руками — схема сборки и подключения.

Для комфортной работы в гараже или мастерской в холодное время года, не обязательно покупать дорогие масляные или инфракрасные обогреватели.

Можно легко обойтись и заменить их обычными лампочками накаливания или галогенками. При этом при использовании простых ламп, в качестве бонуса вы еще получите и светильник.

Простейшая печка собирается на основе всего одной галогеновой лампы мощностью 1квт.

Для этого вам понадобятся три вещи:

герметичная металлическая емкость или бочка из оцинковки, бидон и т.п.

Помещаете эту лампу внутри емкости на кирпич и закрываете, если можно так выразиться ”поддувало”.

Температура нагрева поверхности стенок при размерах емкости 400*400*600мм, будет доходить до 80 градусов. Максимальная температура теплых полов и то не превышает 30С.

Восемьдесят — это безусловно многовато, поэтому лучше взять одну галогенку на 500Вт или включить две последовательно по 1квт. Нагрев стенок печки при этом будет оптимальным – 60 градусов.

Для фиксации лампы, используйте специальный керамический патрон-держатель.

Именно керамический. Кирпич на котором лежит этот ”зверь”, разогревается до 300 градусов!

Как понимаете, провода для подключения, должны быть термические.

Если открыть ”поддувало” такого обогревателя, то картинка изнутри будет напоминать миниатюрный ядерный реактор, с одним единственным топливным элементом – галогенкой лежащей на кирпиче.

Причем из-за небольшой мощности, подключается это все через обычную розетку с вилкой. Вы будете в шоке, сколько тепла способна излучать такая конструкция.

На ней кстати, очень удобно сушить одежду и обувь.

Вот только есть одно большое НО. Это срок жизни такой лампочки в замкнутом пространстве без нормальных условий охлаждения. Смею уверить, что он вас сильно разочарует.

Поэтому рассмотрим еще одну более рабочую и долговечную конструкцию, собранную на основе простых ламп накаливания.

Обычная лампочка с нитью накала, это самый доступный источник не только света, но и тепла. Из всего ее спектра излучения мы видим только малую часть.

Все остальное прячется от нас в инфракрасной области.

Как эффективный источник света с ее КПД в 3%, лампочка никуда не годится.

А вот если ее рассматривать с точки зрения тепла, то тут КПД уже приближается к 100%.

Как поднять КПД по свету? Например, можно повысить напряжение.

Однако одновременно с этим, резко упадет ее срок жизни. Она у вас проживет буквально несколько часов.

А вот если проделать все наоборот, то есть понизить U=220В в два раза, это резко снизит светоотдачу в пять раз. Но при этом почти вся полезная энергия будет уходить в ИК спектр.

Он конечно не увеличится, и общий его уровень упадет от первоначальных значений. Однако уровень видимого спектра упадет еще больше. Тут весь смысл и заключается в том, чтобы ваша сборка в первую очередь грела, а не светила.

Самый главный и жирный плюс от этого — увеличение срока жизни лампы почти до 1млн. часов (более ста лет).

То есть, один раз купили, и можете пользоваться до конца своей жизни! Каким же образом без всяких регулирующих аппаратов, наподобие ЛАТР, в домашних условиях снизить напряжение?

Очень легко. Просто соедините две лампочки одинаковой мощности последовательно, и напряжение на каждой из них снизится вдвое.

Светить они конечно же будут тусклее.

А как изменится потребление мощности такой связки источников света? Замеры можно сделать мультиметром.

Пусть например при неизменном напряжении в 240В, для двух 100 ваттных лампочек сила тока составляет 290мА.

Исходя из формулы расчета мощности получаем, что:

Как видите, потребление упало. Но при этом тепло рассеиваемое на один ватт мощности возросло.

Для сборки лампового обогревателя, лучше всего использовать модели мощностью 150Вт. Только обратите внимание, что после введения закона запрещающего производить обычные лампы накаливания более 100Вт, они стали продаваться под названием ”теплоизлучателей”.

При их последовательной схеме подключения, даже двух экземпляров, можно сразу почувствовать излучаемое тепло. При этом глаза они не слепят.

Ток в такой цепи при том же напряжении будет 420мА. Это означает, что две лампы суммарно потребляют около 100Вт, и большая часть из них идет именно на обогрев.

Можно сравнить, какой мощности продаются инфракрасные обогреватели, и на какую при этом площадь они рассчитаны. Соотношение для обычных моделей – 100Вт на 1м2.

У масляных радиаторов, практически те же показатели.

То есть, в любом случае ватты переходят в тепло. Только у специализированных инфракрасных моделей, будет более направленное излучение в конкретную точку или зону, а у вашей самоделки получится более широкий угол.

Кстати, эти 100Вт/м2 взяты из СНиП для помещений утепленного по всем нормам. Это оптимальная мощность для всех обогревателей в средней полосе России.

А вот если идеальные теплопотери близки к нулю, то и 100Вт будет достаточно, чтобы внутри создать баню.

Также эта мощность зависит и от высоты потолков (средняя расчетная – до 3м).

Исходя из всего этого и нужно собирать наш обогреватель из лампочек. Переходим к практике.

Если ваша рабочая зона, которую требуется обогреть составляет 3-4м2, значит собирайте обогреватель мощностью 300Вт.

Для этого потребуется 6 ламп мощностью 150Вт. То есть, три последовательные пары, которые будут давать по 100Вт каждая.

Собираются они на раме из металлического или алюминиевого уголка.

Источники света и тепла в рамке нужно расположить по нижеприведенной схеме.

При этом расстояние между соседними лампочками подбирайте такое, чтобы можно без проблем заменить сгоревший экземпляр на новый. Даже через сто лет.

Зазора между колбами в 1см для этого будет достаточно. Части рамы между собой соединяете болтами или заклепками.

Далее внутри нее потребуется закрепить две алюминиевые полоски, на которые будет садиться рефлектор или отражатель. Данные полоски придадут жесткость всей конструкции.

Теперь самое главное грамотно сделать отражатель. Привычная форма в виде параболы не шибко эффективна.

Гораздо лучше со своими обязанностями справляются модели в виде бипараболы.
Здесь вся разница в отражении лучей, которые во втором случае большей частью не отскакивают обратно в лампу, а выходят наружу.

В качестве материала для изготовления, идеально подойдут алюминиевые банки. Отрезаете у банки дно и макушку.

А стенки разворачиваете и посередине загибаете. При этом с одного края оставляете запас в 1см на еще один изгиб. Вам ведь как-то нужно соединять половинки от двух банок вместе.

Скрепляете их между собой заклепками. Чтобы не порвать тонкий алюминий в этом процессе, предварительно оденьте с обеих сторон шайбы.

В итоге у вас должен получится цельный отражатель из 4-х банок.

Далее накладываете рефлектор на раму и тоже ставите заклепки. Сначала по центру сбоку, а затем по краям.

Ну и про две полоски посередине рамы не забывайте.

Теперь нужно вставить в эту конструкцию сами лампочки. При этом не допускайте того, чтобы они касались рефлектора. От него должен быть минимальный отступ в 1,5-2см.

Здесь опять на выручку придет алюминий. А именно — тонкие полоски длиной в девять сантиметров.

Не ошибитесь при разметке мест крепежа патрона к полосе, иначе вы не сможете провода питания завести во внутрь.

Крепите полосы к раме и устанавливаете на них патроны.

После этого можно вкручивать сами лампочки.

Все что осталось — это подключить провода.

Не забывайте, что каждая пара должна соединяться последовательно. Вот схема подключения такого инфракрасного светильника на шесть ламп.

Провода должны иметь минимум две изоляции и быть трехжильными.

Третья жила это земля, которая сажается на корпус.

Подключение происходит через двухклавишный выключатель. Таким образом, обогреватель сможет иметь три мощности.

Когда будут гореть все лампочки (обе клавиши включены) или только часть из них (средние или крайние).

Например, при нажатии на первую клавишу, загораются крайние лампы.

Рассеиваемая мощность будет 200Вт. При нажатии только на вторую, запускаются центральные.

Здесь мощность будет всего 100Вт.

Ну а если все вместе, то полноценные 300Вт обогрева вы почувствуете сразу после включения. Ощущения будут как от камина. При этом свет не будет слишком ярким, чтобы слепить глаза.

Даже через тонкую одежду, тепло будет пробиваться к телу. Если на такой светильник сверху-вниз направить миниатюрный вентилятор, наподобие тех, что используют в блоках питания, то эффект от тепла будет еще сильнее.

На инфракрасном излучении это практически не скажется, зато здорово увеличит конвекционную теплопередачу внутри помещения. А еще снизит локальный нагрев грелки-прожектора.

Такой светильник можно подвесить за перфоленту и регулировать ей требуемый угол наклона.

В чем преимущество таких нагревателей? Во-первых, они греют практически моментально после включения. Во-вторых, прогревают именно то место куда направлены, а не всю кубатуру помещения.

Четырех таких прожекторов мощностью по 500Вт, вполне достаточно, чтобы не замерзнуть зимой в гараже.

Выйдет такой обогрев кончено дороговато, около 10 рублей в час. Но включать их можно только по необходимости и не отапливать помещение заранее. Зашел во внутрь, включил и сразу чувствуешь тепло, а не дрожишь целый час, стуча зубами.