Принцип работы инфракрасного обогревателя

Со времени появления на рынке приборы инфракрасного обогрева медленно, но верно завоевывают все большую популярность. Сфера их применения достаточно широка – от обычных жилых помещений до производственных зданий большой высоты. Естественно, что устройство и принцип работы инфракрасного обогревателя вызывает немалый интерес. Вашему вниманию предлагается данная статья, где все вопросы касательно работы указанных приборов будут подробно рассмотрены.

Инфракрасный обогреватель: как это работает?

Чтобы получить представление о том, как функционируют аппараты инфракрасного обогрева, сначала разберемся, какими способами может передаваться тепловая энергия в пространстве помещения. Их всего два:

• конвекция: любой предмет, чья температура выше, чем окружающего воздуха, обменивается с ним теплом напрямую. Воздух, нагреваясь от этого предмета, теряет в плотности и массе, за счет чего устремляется вверх, вытесняемый более тяжелым холодным потоком. Таким образом, в пространстве комнаты начинается циркуляция воздушных масс разной температуры.
• лучистое тепло: поверхность, имеющая температуру более 60 ºС, начинает интенсивно испускать электромагнитные волны в диапазоне 0.75—100 мкм, несущие в себе тепловую энергию. На этом и основана работа инфракрасных обогревателей, чьи нагревательные элементы выделяют такие волны.

Самый комфортный для человека диапазон ИК-излучения – от 5.6 до 100 мкм, в его рамках функционирует большинство инфракрасных обогревателей. Исключение – приборы дальнего действия, устанавливаемые на потолках производственных зданий. Они излучают в среднем (2.5—5.6 мкм) и коротком (0.75—2.5 мкм) диапазонах и располагаются на расстоянии от цели 3—6 м и 6—12 м соответственно. Использовать такие излучатели в жилых зданиях недопустимо.

Попадая на поверхности, находящиеся в пределах видимости, ИК-лучи повышают их температуру. После этого вступает в действие принцип конвекции, тепло начинает передаваться от поверхностей воздуху комнаты. Такой прогрев является более равномерным, чем при работе традиционных конвективных систем, что и отражено на рисунке:

Устройство обогревателя

Прежде чем рассмотреть устройство инфракрасного обогревателя, отметим, что эти приборы производятся 2 видов:

электрические: в них используются нагревательные элементы различных видов: карбоновые спирали, трубчатые ТЭНы, галогенные лампы и пленочные микатермические панели.

газовые: здесь ИК-лучи выделяет нагретый керамический элемент.

Устройство аппарата мы рассмотрим на примере потолочного длинноволнового обогревателя, питающегося от электросети. В нем роль нагревательного элемента играет алюминиевая пластина со встроенным ТЭНом особой конструкции. На поверхность пластины нанесено анодированное покрытие, улучшающее теплоотдачу поверхности. С обратной стороны установлен отражатель и слой теплоизоляционного материала. Ниже на схеме показано устройство потолочных обогревателей:

1 – металлический корпус; 2 – кронштейны крепления к потолку; 3 – ТЭН; 4 – излучающая пластина из алюминия; 5 – слой тепловой изоляции с отражателем.

Прочие электрические приборы инфракрасного обогрева с другими видами нагревательных элементов конструктивно мало чем отличаются от излучателей подвесного типа. Существенная разница меж ними только в способе управления. Настенные и напольные ИК-обогреватели имеют встроенный блок управления с терморегулятором и датчиком опрокидывания. У потолочных аппаратов этот блок — выносной, устанавливаемый на стену, он может управлять несколькими приборами одновременно.

Надо сказать, что принцип работы газового инфракрасного обогревателя аналогичен электрическому, только получение тепловой энергии происходит разными путями.

В газовом приборе нагревательным элементом служит керамическая пластина, чья температура может достигать 900 ºС в зависимости от настроек. Пластина прогревается газовой горелкой, находящей в торцевой части корпуса, как это изображено на схеме:

В чем секрет популярности?

Производители декларируют следующие достоинства инфракрасных обогревателей:

• высокая эффективность и экономичность;
• отсутствие вращающихся деталей и шума;
• выделяется мягкое тепло, не вызывающее ухудшение самочувствия у человека;
• простой монтаж и подключение.

Как правило, это общие фразы, нечто подобное можно встретить в описаниях масляных радиаторов или настенных конвекторов. Они не отвечают на вопрос – чем приборы так привлекательны для пользователей в реальной жизни? Оказывается, все просто, работа потолочного инфракрасного обогревателя, как и настенного, возможна в неутепленных зданиях, на сквозняках и даже на улице. Главное, находиться в зоне действия ИК-излучения.

Прибор, выделяющий инфракрасные волны, будет создавать зону комфортного тепла перед собой, оставляя без внимания остальное пространство помещения. Оно прогреется после, спустя несколько часов от разогретых предметов. Но факт остается фактом: в комнате, где для отопления нужен 1 кВт тепла, люди ставят инфракрасный нагреватель на 500 Вт таким образом, чтобы лучистое тепло распространялось как можно шире. Это создает иллюзию хорошего отопления, хотя на самом деле температура в помещении остается собачьей, законы физики обмануть не удастся.

Если для отопления помещения требуется 1 кВт теплоты, то инфракрасные излучатели должны быть именно такой мощности, тогда никаких иллюзий не будет, во всей комнате достаточно быстро установится комфортная температура.

Есть у приборов и другие недостатки. К примеру, схема инфракрасного обогревателя в подвесном исполнении подразумевает бесполезный расход около 10% тепла, скапливающегося под потолком. Это конвективная передача энергии от нагретого корпуса аппарата окружающему воздуху, который там, под потолком, и остается. Работе настенных обогревателей мешают различные предметы, карбоновые и галогенные приборы раздражают своим ярким светом, а микатермические – высокой ценой.

Заключение

В целом инфракрасные электрические и газовые обогреватели – изделия совершенные и могут хорошо отапливать частные дома. Главное, при покупке не идти на поводу у продавцов и выбирать себе аппарат необходимой мощности, а после расположить его дома оптимальным образом.

Работа инфракрасных обогревателей. На чем она основана

Инфракрасные обогреватели представляют собой инновационную технологию, принцип работы которой основан на коротковолновом инфракрасном излучении, которое обеспечивает немедленное ощущение успокаивающего тепла через мгновение после включения устройства. Благодаря применению новых технологий, работа инфракрасного обогревателя может усилить ощущение тепла даже в плохо изолированных, больших по объему помещениях и на открытых пространствах.

Отопительные установки, оснащенные электрическими инфракрасными излучателями, позволяют выделять заданные зоны и поверхности, в которых ощущение тепла будет в несколько раз выше, чем в остальной части объекта.

Сферы применения

Инфракрасные тепловые излучатели идеально подходят для использования в отоплении и могут быть использованы для:

• точечного, зонального или общего отопления;
• залов, мастерских, гаражей;
• работ на открытом воздухе;
• ресторанов и отелей;
• инфракрасных саун;
• SPA салонов;
• магазинов и супермаркетов;
• животноводства;
• обогрева бассейнов;
• зимних и ботанических садов;
• обогрева спортивных сооружений и площадок.

Также инфракрасные обогреватели все чаще используются в быту и прочно заняли свое место в домах и квартирах. Благодаря простоте эксплуатации, они отлично подходят для обогрева детских садов, школ и других учебных заведений. Часто используются при проведении масштабных концертов и других мероприятий на открытом воздухе. Их можно увидеть на открытых площадках баров и ресторанов — там, где другие типы обогревателей бессильны.

Устройство обогревателей

Производители предлагают инфракрасные излучатели в формах, подходящих для различного применения. Одной из новинок являются плоские нагревательные панели, излучающие инфракрасные лучи, которые можно использовать для обогрева жилых домов. В виде простых, но современных инфракрасных излучателей их можно использовать для локального обогрева помещений. Существуют также устройства такого типа для обогрева помещений рядом с домом — террас или открытых беседок. Обогреватели не имеют сложного механизма или электроники. Принцип работы каждого устройства заключается инфракрасном излучателе, который при нагревании (обычно до высоких температур) начинает испускать тепловые волны. Конструкция проста и не требует особого ухода.

Принципы работы IR-обогревателей

Инфракрасное излучение абсолютно безопасно для людей и окружающей среды в силу своего принципа работы. Инфракрасный обогрев не вызывает конвективного движения воздуха в помещении, поэтому является отличным источником тепла для людей с заболеваниями верхних дыхательных путей и аллергиков, создавая здоровую и благоприятную атмосферу. Инфракрасные обогреватели излучают тепло природным образом, подобно эффекту солнечных лучей. Тепловой эффект является результатом излучения электромагнитных волн определенной длины, которые вызывают прямой нагрев людей, мебели, стен или полов. Тепло накапливается в стенах, полах и объектах в пределах досягаемости радиатора.

Плюсы и минусы инфракрасных обогревателей

IR обогреватели имеют свои преимущества и недостатки. Это необходимо учесть при выборе системы отопления.

К плюсам можно отнести:

• прямой нагрев необходимых элементов без необходимости нагревать воздух в помещении. Это главное достоинства инфракрасных обогревателей за счет такого принципа работы;
• инфракрасное излучение оказывает лечебное воздействие на человека. Жители дома, отапливаемого этим методом, чувствуют приятное тепло, улучшается кровообращение в коже. Излучение может облегчить боль в суставах или мышцах, улучшить функционирование опорно-двигательного аппарата, укрепляет иммунную систему;
• скорость работы — ощущение тепла приходит сразу после включения устройства;
• отсутствие конвекционного движения воздуха, это особенно важно для аллергиков;
• возможность эффективно использовать оборудование на открытом воздухе;
• экономия на обогреве помещения;
• большой срок службы;
• экологичность — излучатели не имеют вредных примесей, состоят в основном из стекла и керамики, и безопасны для здоровья.

Минусами являются:

• высокий расход электроэнергии, это характерно для всех электрических отопителей;
• обогреватели безопасны для здоровья, при длительном нахождении на близком от излучателя расстоянии, возможно появление жжения и покраснения на коже;
• в частных случаях, когда требуется прогрев воздуха в помещении, инфракрасные устройства не помогут;
• яркий свет — устройства с трубчатыми тэнами имеют достаточное яркое свечение, это является существенным минусом ночью в спальне;
• опасность пожара при ненадлежащем использовании (касается высокотемпературных моделей);
• быстрое охлаждение предметов и помещений при отключении радиатора.

Многие из минусов относятся только к определенному типу высокотемпературных инфракрасных обогревателей и полностью отсутствуют в остальных. По сравнению с плюсами, минусы не так существенны, и взвесив все «за» и «против», ими можно пренебречь или свести к минимуму.

Типы инфракрасных обогревателей

Инфракрасные обогреватели различают по типу используемой энергии:

Газовые

В газовых обычно используются керамические элементы, нагреваемые при сгорании природного газа. Они обладают внушительной мощностью обогрева. Из-за особенностей процесса горения, обычно их используют на открытом воздухе или в хорошо проветриваемых помещениях. Излучатели нагреваются до высоких температур и их использование требует соблюдения мер предосторожности. Эти модели нежелательно использовать в местах скопления детей.

Электрические

Электрические обогреватели могут иметь различные типы излучателя: керамические, кварцевые и плёночные. Отличаются более низкими температурами нагрева и большей безопасностью использования. Чаще применяются в бытовых целях и получили широкое распространение.

По длинам волн обогреватели делятся на:

• коротковолновые — легко отличить, они излучают в видимом спектре, нагреваются до высоких температур — 900°С, сжигают кислород в помещении, из-за чего не применяются для использования в жилых помещениях и чаще используются на производстве;
• средневолновые — используются в жилых домах и в промышленности, могут нагреваться до 600°С;
• длинноволновые — самые «холодные» излучатели — максимальный нагрев 250-300°С. Второе название — «темные» элементы — их излучение не видимо для человеческого глаза. Получили максимальное распространение именно в бытовых целях и редко используются для обогрева больших помещений.

Керамические излучатели

Обычно керамические обогреватели представляют собой тонкую, керамическую плиту, через которую пропущен нагревательный элемент. Нагретая панель излучает тепло. Модели безопасны в применении и не нагреваются до высоких температур. Удобны для применения в домах и квартирах.

Кварцевые излучатели

В этих обогревателях главный элемент — кварцевая трубка, заполненная газом. Этот тип устройств отличается большей экономичностью, но и стоит дороже. Именно в действии этих обогревателей отмечаются лечебные свойства. Такие устройства используют в терапевтических целях.

Плёночные элементы

Пленочные инфракрасные обогреватели представляют собой тонкую металлическую пленку, через которую проходит резистивный шнур. Данные модели отличаются гибкостью и простотой монтажа — установить их можно самостоятельно, на любую подготовленную определенным способом поверхность. Поверхность пленки нагревается до 75°С.

Способы монтажа

Ещё одним существенным отличием инфракрасных обогревателей является простота монтажа и универсальность.

Их можно ставить под любыми углами к обогреваемым поверхностям и по-разному ориентировать в пространстве.

Панели монтируют на стенах, но существует возможность произвести установку на потолок или пол. От этого будет зависеть направление обогрева: снизу, сверху и сбоку. Такая универсальность нашла широкое применение в дизайне интерьеров, необходимое направление теплового излучения может быть учтено на этапе проектирования.

В целях экономии, следует внимательно подходить к организации систем отопления и максимально оптимизировать их. Большую роль играет правильный выбор отопительных приборов. И оставить в стороне такую технологическую новинку как инфракрасные обогреватели нецелесообразно. Учитывая все преимущества данного типа отопителей им можно найти применение практически для любых задач.