Принцип действия инфракрасного обогревателя

Обогреватели инфракрасного типа. Устройство и рабочий принцип.

Добрый день всем читателям данного поста! Сегодня я расскажу об инфракрасных приборах нагрева. Они сегодня считаются «популярным трендом» и их используют везде. Однако для того, чтобы правильно ими пользоваться необходимо понимать как они работают. Итак, начинаем с рабочего принципа инфракрасных нагревателей.

внешний вид ИК обогревателя.

Рабочий принцип ИК обогревателей.

Рабочий принцип инфракрасного прибора нагрева построен на нагреве предметов с помощью инфракрасного излучения. Другими словами, в отличие от дизайн радиаторов и отопительных приборов, инфракрасный нагреватель греет сразу предметы (пол, мебель, стены и так дальше), а не воздух возле себя. Воздух же нагревается вторично от нагретых предметов.

Иф нагреватели обладают направленным воздействием и греют предметы в границах угла в 120°. Это довольно удобно для помещений на производстве, так как позволяет обогревать не все помещение, а определенные места для работы. Такие системы обогрева вешают до потолка или размещают в верхних углах комнат. Промышленные системы обогрева высокой мощности можно подвешивать на высоту до 20 метров.

Устройство внутри ИК обогревателя.

ИК обогреватель имеет следующее устройство:

Выбор мощности ИК обогревателя.

Мощность инфракрасного нагревателя определяется тем будете ли вы задействовать его для ключевого или добавочного теплоснабжения помещения. Приближенно можно считать, что для добавочного обогревания одного кв.м. площади достаточно 50 Вт мощности обогревательного прибора. Если предполагается задействовать ИК обогреватель в качестве основополагающего, то мощность на один квадрат должна быть не менее 100 Вт (при потолочной высоте до 3 метров).

Необходимо не забывать, что одинаковый обогревательный прибор будет не одинаково работать в самых разнообразных по типу помещениях. Обогрев в большинстве случаев зависит от типа поверхностей и даже их цвета. К примеру, предметы черного цвета будут разогреваться лучше, чем белые или бежевые. Происходит это в виду того, что яркие цвета отражают излучение обогревательного прибора.

Как разместить в помещении ИК обогреватель.

Для того, чтобы людям было удобно в одном помещении с инфракрасным нагревателем, его нужно согласно правилам разместить. Минимально возможные расстояния от предметов до нагревателя будут следующими:

• A — расстояние до потолка.
• B — расстояние до стен.
• C — расстояние до огнеопасных предметов.
• D — расстояние от прибора до пола.
• E — расстояние от прибора до человека при долгом нахождении в помещении.

Рабочий принцип ИК обогревателя

Важным различием ИК обогревателей от конструкций конвективного типа как правило обогревания. Если конвективные системы обогрева действуют по принципу нагнетания подогретого воздуха, его подъёма к поверхности потолка и циркуляция по объему помещения до достижения выравнивания температур в области потолка и в районе пола. Эти приборы с нагревательной функцией выделяются очень высокими расходами энергии на обогрев помещения и создания сухости воздуха, влияющей на ухудшение физического состояния жителей.

Характеристикой инфракрасных волн считается большая длина волны, воспринимаемые организмом человека только ощущением тепла, потому как сам свет лежит за диапазонами различения глазами человека. Рабочий принцип ИК обогревателей (ИКО) состоит в нагревании не воздуха в комнате (8%), а присутствующих в ней предметов (92%). Лучи, изготавливаемые ИКО, проходят через воздушную среду, сильно не влияя на ее нагрев. Во время работы ИК обогревателей тепловые потоки ощущаются с момента его включения, однако не охватывает всю территорию, а локализовано в точке излучения.

Рабочий принцип ИК обогревателей построен на применении трех типов электро-магнитных волн:

• Первый вид волн представляет волны короткого диапазона с длиной волны от 0,77 до 15 мкм, представляющие опасность ожога при близком расположении.
• Волны среднего диапазона длин, находящиеся в интервале от 15 до 100мкм.
• Заключительный вид представлен волнами длинного диапазона от 100 до 340мкм, создающими эффект мягкого нагрева при прохождении через светопроницаемые материалы интерьерных элементов.

Однако, встречаясь с предметами, не пропускающими лучи, происходит их поглощение с одновременным нагреванием поверхности объекта. Это механизм первичного нагрева, который выполняется быстрее, если сравнивать с конвективными обогревательными приборами. Вторичный нагрев происходит во время отдачи нагретыми предметами и интерьерными деталями (потолком, поверхностями стен, полом) окружающему воздуху.

Обогреватели инфракрасного типа по температурному диапазону бывают:

• Высокотемпературного типа , обладающие короткой длиной излучаемой волны и обеспечивающие нагрев до 400°С. Приборы данного вида способны вызывать опасные повреждения кожи человека при нахождении его вблизи источника нагрева. Если из этого исходить, приборы данного типа устанавливаются в широких, больших помещениях на поверхности потолка при высоте от напольные поверхности не менее трех метров.
• Низкотемпературного типа , с температурой нагрева спирали элемента нагрева до 50°С.

Конструкция самого простого ИК обогревателя состоит из металлического корпуса с нанесённой на поверхность краской. В корпусе поставлен отражательный компонент из алюминия, на котором, со своей стороны, устанавливается важная деталь конструкции ИК обогревателя — ТЕН (НЭ). Дополнительно в состав ИКО входит термостатический клапан, дающий возможность совершать температурное регулирование обогревания. Отличают 4 разновидности НЭ:

Дома предпочтительным считается применение карбоновых или трубчатых НЭ, потому как керамический вид отличается недолговечностью, а элементам галогенового типа присуще коротковолновое излучение, оказывающее негативное воздействие на человеческий организм.

Системы обогрева делаются 2-ух типов выполнения

• Стационарного выполнения, сравнительно приличных размеров и мощности (потолочные, стеновые, напольные).
• Мобильного выполнения, обладающие небольшими размерами и мощностью (каминного типа).

Типы Инфракрасных обогревателей

Виды ИК обогревателей

• Газовые , рабочий принцип, которых построен на поджигании при помощи пьезоэлектрического элемента смеси воздуха и пропана, применяемые для обогрева помещений имеющих существенные объёмы.
• Дизельный построен на подогреве электрода с помощью электропитания, после этого разогретый электрод создает инфракрасные лучи.
• Электрический базирующийся на нагреве нитевой катушки цоколя до температуры порядка 900°С и получения лучей инфракрасного диапазона, направляемых с помощью отклонения рефлектора в область, с невысокой температурой.

Не обращая внимания на очень много самых разных конструкций ИКО для применения в потолочной схеме установки лучше всего использовать ИКО пленочного или лампового типа.

Рабочий принцип ИК обогревателя данного типа состоит в прохождении электротока через фольгу, расположеную между изолированными с помощью ПЕНОФОЛА слоями плитки. Нагреваясь, материал плитки излучает тепло по направлению пола, кол-во излучаемого тепла изменяется с применением терморегулятора, связанного с температурным датчиком.

Как не прекращает работу ИК обогреватель

Обогреватели инфракрасного типа очень хорошо себя зарекомендовали в работе — они греют только необходимые поверхности, не тратят много электричества и отлично подходят в интерьер. Мы решили подробно рассмотреть рабочий принцип ИК обогревателя, рассказать о его плюсах и минусах, и также про то, как выбрать правильно оборудование для дома или офиса.

Если обыкновенная батарея или конвекторный обогреватель греют помещение за счёт теплопередачи воздуху, то инфракрасные устройства греют поверхность. Они работают точно также, как и солнце, который свободно идет через воздух, но нагревает предметы (темные гораздо крепче, чем яркие). Это излучение имеет большую длину волны, благодаря этому мы его не видим, но ощущаем кожей, понимая, где находится тепловой источник.

Традиционный мобильной ИК обогреватель

Чем хороши ИК-обогреватели? Тем, что обыкновенная батарея греет воздух, благодаря чему в помещении запускается конвекционный процесс. Для того чтобы комната прогрелась, необходимо, чтобы конвекторный обогреватель нагрел воздух, он поднялся вверх, прогрел потолок, а потом медленно заполнил все помещение. Температурная разница в комнате (типовой высоты 2,6 метра) между полом и потолком, обогреваемой традиционным образом, может быть порядка 5-7 градусов. Потому как мы бываем внизу в середине комнаты, то приходится весьма продолжительное время ожидать, чтобы помещение прогрелось.

ИК-обогреватели работают не так. Они прогревают объекты перед собой. Вы почувствуете тепло тут же после включения, хотя температура в помещении будет невысокой. Поэтапно воздух в нем прогреется за счёт отдачи тепла от тёплых предметов.

Устройство и рабочий принцип

ИК-обогреватель очень схож на лампу люминесцентную без верхнего рассеивателя. Он состоит из металлического корпуса, отражателя, терморегулятора для регулировки мощности и элемента нагрева. Трубчатые нагреватели могут быть:

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

Нужно обратить внимание: устройства распределяются по месту установки на настенные и напольные (потолочные). Приобретайте напольные системы обогрева с датчиком опрокидывания — при падении они отключаются, что дает возможность избежать пожаров.

Выбираем устройство

Сейчас, когда вы понимаете рабочий принцип ИК обогревателя, рассмотрим правила выбора. В первую очередь необходимо определиться, в какой комнате он будет применяться и что, собственно, от него требуется.

Если прибор будет применяться для точечного подогрева вашего места работы и зоны отдыха, то лучше купить традиционный вариант для пола. Вы легко сумеете переместить его по собственному жилью, включая в местах где это необходимо.

Если требуется разогрев определенного места (например, кровати или всего жилого помещения), то лучше применять потолочные устройства. Они занимают очень мало места, отлично подходят в интерьер, устанавливаются даже на навесной потолок.

Нужно обратить внимание: для хорошего охлаждения устройству необходимо свободное пространство вдоль периметра. При установке обогревательного прибора в бесшовные полотна, оставляйте просвет между ним и потолком в 5-6 сантиметров.

Потолочные нагреватели прогревают комнату снизу

Ключевой плюс потолочных устройств — большой угол рассеивания волн и правильная фокусировка. Они греют горизонтальные предметы (по л, мебель), имеющие самую большую площадь, благодаря этому в комнате быстро становится тепло. Настенные и напольные устройства фокусируются на вертикальные предметы, при этом “цепляя” волнами пол и потолок. Согревать потолок вообще не имеет смысла, а пол не получает такой дозы тепла, как от направленных вниз отражателей. В переносных моделях можно настраивать наклонный угол излучателя, что несколько делает лучше процесс, но все равно достигнуть такой эффективности, как у потолочных, мобильным и настенным не получится.

В чем отличие у нагревательных элементов трубчатого типа

Выше мы уже писали про то, что в обогревательных приборах могут быть разные трубчатые нагреватели. Давайте разберем, чем же они выделяются и какой правильнее подобрать для дома.

1. Галоген. Излучатель собой представляет лампу с углеволокнистой или вольфрамовой нитью, которая при нагревании испускает излучение в трубку лампы. Главный минус галогенок — небольшая длина волны, которая может вызывать дискомфорт у человека. Они также светятся малоприятным ярко-жёлтым светом. Установку подобных устройств можно проводить при потолочной высоте более 5 метров в цехах и подсобках.
2. Карбон. Собой представляет пустотелую трубу из кварцевого песка с карбоновой спиралью. Из трубки выкачан воздух, благодаря этому она не перегревается. К хорошим качествам лампы можно отнести большой коэффициэнт полезного действия и большую скорость “старта” — согревать она начинает через пару секунд после включения. Минус — маленький срок службы (при постоянном применении лампы служат ориентировочно 20-30 месяцев) и красноватое излучение, которое раздражает глаза. Задействовать аналогичные приборы в квартире можно лишь для быстрого прогрева или в качестве дублирующих нагревателей.
3. Керамика. Имеет прочную, оболочку из керамики, не испускает свечения, служит 36-50 месяцев, использует электрическую энергию в несколько раз меньше карбонового. Минус — очень долго старта и инерционность (требуется пару минут для того, чтобы выйти в режим функционирования).
4. Трубчатые. Имеют прочную спираль из термоустойчивого металла, потребляют около 800-1500 Ватт, служат не меньше 5 лет. Это подходящий вариант для жилой площади и маленького офиса. Единственный минус — во время работы может возникать маленькое потрескивание, которое образуется за счёт неидеального устройства ИК обогревателя: у лампы, корпуса и отражателя разнообразные коэффициенты теплового расширения.

Потолочные системы обогрева быстро прогревают помещение

Что предусматривать во время покупки

Итак, вы пришли в супермаркет или читаете спецификацию товаров на сайте-производителе. На что обратить собственное внимание и как не ошибиться с выбором?

1. Уточните толщину анода (точнее, слоя для работы) в лампе. Критическое значение — 25 микрон. Если слой тоньше, то лампа выйдет из строя быстро (граничный служебный срок 3 года). Если слой более, то устройство спокойно проработает 5-10 лет.
2. Материал нагревателя и корпуса. Простой металл нельзя применять в мокрых помещениях — он быстро покроется коррозией и поломается. Неприменно это необходимо учесть, если выбираете прибор для ванной, туалета, бани, сауны.
3. Толщина рабочего излучателя. Лучше подбирать приборы с толщиной фольги более 120 микрон. Более тонкая не останавливает лучи, благодаря этому они будут уходить назад, уменьшая КПД и повышая стоимость обогревания (такой параметр очень критичен при установке в навесные потолки — лучи могут просто проплавить его).

Подбираем мощность

Все тут зависит от м ощности вашей проводки и от того факта, будет ли ИК-нагреватель будет работать без посторонней помощи либо в качестве дублирующего устройства. Для средней полосы России самая маленькая мощность, которая нужна для отапливания помещения для проживания — не меньше 1 кВт на 10 м2.

Нужно обратить внимание: если вы готовитесь обогревать дом только ИК лучами, то делайте запас минимум в 30%. Работая на пределе собственных возможностей, лампы быстро выработают собственный ресурс.

Точечный навесной обогревательный прибор для малых помещений

Также необходимо взять во внимание тепловую изоляцию помещения — если оно проходное, в нем тонкие стены/потолок, не теплоизолированные полы и “дующие” окна, то тут же приподнимайте запас до 50%. Если излучатели применяются в паре с имеющимся теплоснабжением, то подбирать слишком мощные модели не надо — смело можно отнимать от нормы 30-50%. Чтобы не прогадать, мы предлагаем вам обратиться к теплотехнику — он сумеет подробно высчитать потери тепла вашего помещения, и, исходя из этого, требуемую мощность излучателей.

Благодаря уникальному рабочему принципу Инфракрасного обогревателя, даже дешевые 300-ваттные устройства, продающиеся в специальных магазинах и на рынках, показывают хороший результат. Их можно применять для быстрого прогрева помещений маленьких размеров — комнаты для сна, ванны, гаража, подвала. Они абсолютно безопасны для человека, благодаря этому их применяют даже для точечного обогревания места работы (например, в неотапливаемом цеху или на зимней рыбалке).

Требования к изолятору

Изолятор ставится между отражателем и корпусом. Его первая задача — не дать теплу прогревать корпус до критических температур. В большинстве случаев в качестве изолятора применяют каменную вату — она обладает хорошими свойствами теплоизоляции и полностью экологична (не выделяет вредоносных веществ даже при нагревании до 100 градусов).

Нужно обратить внимание: не выбирайте нагреватели, где применяется обыкновенная минеральная вата — при нагревании она может выделять водные растворы формалина. Уточните у продавца, какой изолятор применяется в приглянувшейся вам модели.

Требования к корпусу

Корпус может быть сделан из стали или из алюминия. Металлические варианты намного красивее, но расценки на них выше, благодаря этому подбирайте нагреватель с умом. Железо — не дорогой материал, но в мокрых помещениях оно может покрываться коррозией, особенно изнутри (ее как правило не покрывают краской). Коррозия быстро проедает тонкий металл и выходит наружу, что приводит к ухудшению художественных параметров осветительного прибора.

Современные нагреватели смотрятся очень стильно

Правила применения

Сейчас, когда вы знаете, как не прекращает работу ИК обогреватель , разберем, как его правильно задействовать. Специальный уход за прибором не потребуется — его очень просто вытирать от пыли, чтобы она не воспламенилась при нагревании.

Нужно следить за тем, чтобы рядом с обогревательным прибором не расположилось никаких предметов (расстояние до предметов и мебели не меньше 100 см). Если устройство применяется в мокром помещении, то применяйте модели с защитой IP24.

Напомним, что ИК излучение с большой и длиной средней волны невредно для человека. Но все таки не надо перестараться — при долгом нахождении очень близко от установки кожа перегревается и вы скорее всего получите тепловой удар.

Еще одна рекомендация — если у вас есть желание обогревать помещение для жилья только ИК-излучением, то обойдитесь мощностью в 100 ватт на метр квадратный. 150-ваттное излучение слишком мощное — оно может плохо влиять на покров кожи человека и зверей, перегревая ее. Хотя их можно применять в следующем режиме — быстро прогреть помещение на самой большой мощности (человек в данное время не должен пребывать в комнате), а потом уменьшить интенсивность до 60-100 ватт. Аналогичную схему можно использовать при разработке системы “умный дом” — в 9 утра вы уходите на работу и теплоснабжение переключается в экономный режим, потребляя 30-40 ватт (температура в комнате опускается до 14-15 градусов). В 17-00 установка включается на самые большие 150 ватт, за 30-40 минут нагревает помещение до комфортабельных 20-25 градусов, после этого переходит в дежурный режим 100 ватт. В 22-00 она уменьшает мощность до 60-70 и температура падает до 18 градусов, считающихся хорошими для сна.

В общем задействовать ИК-обогреватели для отапливания приватного дома в качестве основополагающего источника можно исключительно в случае, если у вас есть свой генератор. Надеяться на российские электрические сети не стоит — если во время зимы пропадет электричество, то дом остынет буквально в течении пары часов.

Инфракрасные панели, принцип работы.