Принцип работы и устройство инфракрасного обогревателя
Centr86.ru

Ремонт бытовой техники

Принцип работы и устройство инфракрасного обогревателя

Как работает инфракрасный обогреватель

Инфракрасные обогреватели прекрасно зарекомендовали себя в эксплуатации – они нагревают только нужные поверхности, не расходуют много электричества и хорошо вписываются в интерьер. Мы решили детально рассмотреть принцип работы инфракрасного обогревателя, рассказать о его достоинствах и недостатках, а также о том, как правильно выбрать оборудование для дома или офиса.

Введение

Если обычная батарея или конвектор нагревают помещение за счет передачи тепла воздуху, то инфракрасные устройства греют поверхность. Они работают точно так же, как и солнечный свет, который свободно проходит через воздух, но нагревает предметы (темные намного сильнее, чем светлые). Это излучение имеет большую длину волны, поэтому мы его не видим, но ощущаем кожей, понимая, где находится источник тепла.

Классический переносной инфракрасный обогреватель

Чем хороши ИК-обогреватели? Тем, что обычная батарея греет воздух, в результате чего в помещении запускается процесс конвекции. Для того чтобы комната прогрелась, нужно, чтобы конвектор нагрел воздух, он поднялся вверх, прогрел потолок, а затем потихоньку заполнил все помещение. Разница температуры в комнате (стандартной высоты 2,6 метра) между потолком и полом, отапливаемой классическим образом, может быть порядка 5-7 градусов. Поскольку мы находимся внизу посередине комнаты, то приходится достаточно долго ждать, чтобы помещение прогрелось.

ИК-обогреватели действуют не так. Они прогревают объекты перед собой. Вы ощутите тепло сразу же после включения, хотя температура в помещении будет низкой. Постепенно воздух в нем прогреется за счет теплоотдачи от теплых предметов.

Устройство и принцип действия

ИК-обогреватель очень похож на лампу дневного света без верхнего рассеивателя. Он состоит из металлического корпуса, отражателя, термостата для регулировки мощности и нагревательного элемента. Тэны могут быть:

  1. Трубчатыми.
  2. Карбоновыми.
  3. Керамическими.
  4. Галогеновыми.

Обратите внимание: устройства делятся по месту установки на напольные и настенные (потолочные). Приобретайте напольные обогреватели с датчиком опрокидывания – при падении они отключаются, что позволяет избежать пожаров.

Выбираем устройство

Теперь, когда вы понимаете принцип действия инфракрасного обогревателя, рассмотрим правила выбора. Первым делом нужно определиться, в какой комнате он будет использоваться и что, собственно, от него требуется.

Если прибор будет использоваться для точечного подогрева вашего рабочего места и места отдыха, то лучше приобрести классический напольный вариант. Вы легко сможете перемещать его по своему жилищу, включая в нужных местах.

Если требуется подогрев конкретного места (к примеру, кровати или всей комнаты), то лучше использовать потолочные устройства. Они занимают минимум места, хорошо вписываются в интерьер, могут монтироваться даже на подвесной потолок.

Обратите внимание: для эффективного охлаждения устройству нужно свободное место по периметру. При монтаже обогревателя в натяжные полотна, оставляйте зазор между ним и потолком в 5-6 сантиметров.

Основной плюс потолочных устройств – большой угол рассеивания волн и правильная фокусировка. Они греют горизонтальные предметы (по л, мебель), имеющие максимальную площадь, поэтому в комнате быстро становится тепло. Напольные и настенные устройства фокусируются на вертикальные предметы, при этом “цепляя” волнами пол и потолок. Греть потолок вообще бессмысленно, а пол не получает такой дозы тепла, как от направленных вниз отражателей. В переносных моделях можно регулировать угол наклона излучателя, что несколько улучшает процесс, но все равно добиться такой эффективности, как у потолочных, мобильным и настенным не удастся.

Читать еще:  Сколько должен работать холодильник при первом включении?

В чем отличие у тэнов

Выше мы уже писали о том, что в обогревателях могут быть различные тэны. Давайте разберем, чем же они отличаются и какой правильнее выбрать для дома.

  1. Галоген. Излучатель представляет собой лампу с углеволокнистой или вольфрамовой нитью, которая при нагреве испускает излучение в трубку лампы. Основной недостаток галогеновых ламп – маленькая длина волны, которая может вызывать дискомфорт у человека. К тому же они светятся неприятным ярко-желтым светом. Установку таких устройств можно проводить при высоте потолков более 5 метров в цехах и подсобных помещениях.
  2. Карбон. Представляет собой полую трубу из кварца с карбоновой спиралью. Из трубки выкачан воздух, поэтому она не перегревается. К плюсам лампы можно отнести высокий КПД и высокую скорость “старта” – греть она начинает через несколько секунд после включения. Недостаток – небольшой срок службы (при регулярном использовании лампы служат примерно 20-30 месяцев) и красноватое излучение, которое раздражает глаза. Использовать подобные приборы в квартире можно только для быстрого прогрева или в качестве дублирующих нагревателей.
  3. Керамика. Имеет прочную, керамическую оболочку, не испускает свечения, служит 36-50 месяцев, потребляет электроэнергии в 2 раза меньше карбонового. Недостаток – долгое время старта и инерционность (требуется несколько минут для того, чтобы выйти в рабочий режим).
  4. Трубчатые. Имеют прочную спираль из термостойкого металла, потребляют около 800-1500 Ватт, служат не менее 5 лет. Это оптимальный вариант для квартиры и небольшого офиса. Единственный недостаток – при работе может проявляться небольшое потрескивание, которое образуется за счет несовершенного устройства инфракрасного обогревателя: у лампы, корпуса и отражателя разные коэффициенты температурного расширения.

Потолочные обогреватели быстро прогревают помещение

Что учитывать при покупке

Итак, вы пришли в магазин или читаете спецификацию товаров на сайте-производителе. На что обратить внимание и как сделать правильный выбор?

  1. Уточните толщину анода (точнее, рабочего слоя) в лампе. Критическое значение – 25 микрон. Если слой тоньше, то лампа быстро выйдет из строя (граничный срок службы 3 года). Если слой более, то устройство спокойно проработает 5-10 лет.
  2. Материал нагревателя и корпуса. Обычный металл нельзя использовать во влажных помещениях – он быстро покроется коррозией и выйдет из строя. Обязательно учитывайте это, если подбираете прибор для ванной, санузла, бани, сауны.
  3. Толщина рабочего излучателя. Рекомендуется выбирать приборы с толщиной фольги более 120 микрон. Более тонкая не задерживает лучи, поэтому они будут уходить в обратную сторону, снижая КПД и повышая стоимость обогрева (этот параметр особо критичен при монтаже в подвесные потолки – лучи могут просто проплавить его).
Читать еще:  Какая фен-щетка с вращающейся насадкой лучше

Подбираем мощность

Здесь все зависит от м ощности вашей проводки и от того факта, будет ли ИК-нагреватель будет работать самостоятельно или в качестве дублирующего устройства. Для средней полосы России минимальная мощность, необходимая для отапливания жилого помещения – не менее 1 кВт на 10 м2.

Обратите внимание: если вы собираетесь отапливать дом только ИК лучами, то делайте запас минимум в 30%. Работая на пределе своих возможностей, лампы быстро выработают свой ресурс.

Также следует учитывать теплоизоляцию помещения – если оно проходное, в нем тонкие стены/потолок, не утепленные полы и “дующие” окна, то сразу же поднимайте запас до 50%. Если излучатели используются в паре с имеющимся отоплением, то выбирать чересчур мощные модели не нужно – можно смело отнимать от нормы 30-50%. Чтобы не ошибиться, мы рекомендуем вам обратиться к теплотехнику – он сможет детально рассчитать теплопотери вашего помещения, и, соответственно, необходимую мощность излучателей.

Благодаря уникальному принципу работы ИК обогревателя, даже недорогие 300-ваттные устройства, продающиеся в специализированных магазинах и на рынках, показывают неплохой результат. Их можно использовать для быстрого прогрева небольших помещений – спальни, ванны, гаража, погреба. Они полностью безопасны для человека, поэтому их используют даже для точечного обогрева рабочего места (к примеру, в неотапливаемом цеху или на зимней рыбалке).

Требования к изолятору

Изолятор устанавливается между отражателем и корпусом. Его основная задача – не дать теплу прогревать корпус до критических температур. Обычно в качестве изолятора используют базальтовую вату – она обладает хорошими теплоизоляционными свойствами и полностью экологична (не выделяет вредных веществ даже при нагреве до 100 градусов).

Обратите внимание: не стоит выбирать нагреватели, в которых используется обычная минвата – при нагреве она может выделять формальдегиды. Уточните у продавца, какой изолятор используется в понравившейся вам модели.

Требования к корпусу

Корпус может быть изготовлен из стали или из алюминия. Алюминиевые варианты более красивы, но цены на них выше, поэтому выбирайте нагреватель с умом. Железо – более дешевый материал, но во влажных помещениях оно может покрываться коррозией, особенно с внутренней стороны (ее обычно не красят). Ржавчина быстро проедает тонкий металл и выходит наружу, что приводит к ухудшению эстетических свойств светильника.

Читать еще:  Приготовление яблочного сока в соковыжималке

Современные нагреватели выглядят довольно стильно

Правила использования

Теперь, когда вы знаете, как работает инфракрасный обогреватель , разберем, как его правильно использовать. Особый уход за прибором не требуется – его достаточно просто протирать от пыли, чтобы она не воспламенилась при нагреве.

Следите за тем, чтобы рядом с обогревателем не находилось никаких предметов (расстояние до предметов и мебели не менее 100 см). Если устройство применяется во влажном помещении, то используйте модели с защитой IP24.

Отметим, что ИК излучение с большой и средней длиной волны безвредно для человека. Но все же не нужно переусердствовать – при длительном нахождении в непосредственной близости от установки кожа перегревается и вы можете получить тепловой удар.

Еще одна рекомендация – если вы хотите отапливать жилое помещение только ИК-излучением, то ограничьтесь мощностью в 100 ватт на квадратный метр. 150-ваттное излучение чересчур мощное – оно может негативно воздействовать на кожу человека и животных, перегревая ее. Хотя их можно использовать в следующем режиме – быстро прогреть помещение на максимальной мощности (человек в это время не должен находиться в комнате), а затем снизить интенсивность до 60-100 ватт. Подобную схему можно применять при создании системы “умный дом” – в 9 утра вы уходите на работу и отопление переключается в экономный режим, потребляя 30-40 ватт (температура в комнате опускается до 14-15 градусов). В 17-00 установка включается на максимальные 150 ватт, за 30-40 минут прогревает помещение до комфортных 20-25 градусов, после чего переходит в дежурный режим 100 ватт. В 22-00 она снижает мощность до 60-70 и температура падает до 18 градусов, считающихся оптимальными для сна.

В целом же использовать ИК-обогреватели для отопления частного дома в качестве основного источника можно только в том случае, если у вас имеется собственный генератор. Полагаться на российские электросети не стоит – если зимой пропадет электричество, то дом остынет буквально за несколько часов.

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.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector