Карбоновый инфракрасный обогреватель: принцип работы, конструкция, как выбрать - kupihome.ru

Карбоновый инфракрасный обогреватель: принцип работы, конструкция, как выбрать

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.

Читать еще:  Что такое аэрогриль, и что можно в нем приготовить

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.

Лучшие инфракрасные обогреватели отопления для квартиры и частного дома

Инфракрасные обогреватели основаны на современных разработках и передовых физических принципах. Они обладают рядом преимуществ перед другими типами отопительных приборов. ИК радиаторы экономичны, равномерно прогревают воздух по высоте и создают комфортные условия в помещении.

Инфракрасные обогреватели: влияние на микроклимат в помещении

Основное отличие ИК обогревателей от других видов отопительных приборов состоит в том, что они не нагревают воздух рядом с собой, а излучают инфракрасные лучи. Эти лучи распространяются по прямой, пока не встретятся со строительными конструкциями, мебелью или предметами интерьера, и нагревают их.

Самый эффективный и самый распространенный способ установки таких приборов – потолочный. Они нагревают пол под собой, нагретый пол отдает свое тепло воздуху. При этом не образуется прослойки холодного воздуха возле пола, характерной для конвекторных обогревателей. Воздух в комнате прогревается равномерно по высоте. ИК-отопители подойдут и для квартиры, в качестве вспомогательных, и для загородного дома.

Преимущества ИК-обогревателей

ИК-обогреватели обладают рядом преимуществ перед другими системами обогрева:

  • экономичность: на нагрев воздуха до одинаковой температуры рядом с полом тратится меньше электроэнергии;
  • быстрота прогрева помещения: пол становится теплым сразу после включения прибора и начинает отдавать тепло воздуху;
  • отсутствие воздушных потоков, минимальный перенос пыли;
  • возможность устройства локальных зон обогрева, например, рядом с кроватью;
  • широкая область использования: такие нагреватели можно устанавливать в любых комнатах с обычной влажностью, как жилых, так и подсобных, включая помещения для сельскохозяйственных животных и теплицы;
  • безопасность эксплуатации: устройства обладают минимальной пожароопасностью;
  • не оказывают вредного влияния на людей и домашних животных;
  • простота установки, малозаметность
  • легко вписываются в интерьер;
  • удобны и эффективны при установке в детских комнатах и местах пребывания пожилых людей.

Присущи ИК-отопителям и некоторые недостатки. К ним относят неприятные ощущения при длительном пребывании прямо под прибором. Они сопоставимы с перегревом на ярком солнце. Преимущества значительно перевешивают недостатки. И на вопрос: что лучше, конвектор или инфракрасный обогреватель, ответ однозначный: инфракрасный.

Варианты установки

Существует несколько способов монтажа устройств:

Такие приборы выполняются мобильными, часто снабжаются колесиками и ручками для удобного перемещения по помещению. Они устанавливаются и подключаются в нужном месте, например, рядом с креслом для просмотра телевизора.

При их использовании нужно соблюдать осторожность, чтобы не прикоснуться к нагретой излучающей поверхности. Особого внимания требует защита детей и домашних животных. Приборы средней и верхней ценовой категории обычно снабжены надежными защитными решетками, не препятствующими прохождению тепловых лучей.

Дешевые устройства могут быть снабжены крупноячеистой сеткой, в которую ребенок может просунуть палец. От приобретения таких нагревателей лучше воздержаться.

Потолочные

Такие устройства крепятся на подвесах или прямо к потолку. Для потолочных моделей делают стационарную электропроводку, управляются они с настенного выключателя или с пульта дистанционного управления.

Несложный монтаж доступен домовладельцу с минимальными навыками строительных работ и подключения электрооборудования. Такой тип установки обеспечивает максимальную площадь нагрева, лучшую энергоэффективность и скорость прогрева помещения до заданной температуры.

При установке прибора на стены экономится пространство и появляется возможность маскировки нагревателя в нишах, а также оформления решетки в общем стиле интерьера.

При установке на высоте менее 180 см обязательно наличие защитных решеток, исключающих касание нагретой излучающей поверхности рукой или прической.

Энергопотребление

ИК-обогреватели обладают высоким коэффициентом полезного действия, доходящим до 96%. По сравнению с другими типами обогревателей они затрачивают на 10-30% меньше электроэнергии на прогрев воздуха в комнате до заданной температуры.

Энергопотребление снижают, снабжая тыльную сторону пластины-излучателя отражающим слоем. Для трубчатых излучателей конструкторы устанавливают отражающие экраны. Кроме того, с тыльной стороны укладывают слой термоизоляции из базальтовой ваты или вермикулита, снижающий непроизводительные потери тепла.

Пожарная безопасность

ИК-нагреватели не имеют жидкого теплоносителя и подвижных деталей конструкции. Это повышает их общую надежность и пожаробезопасность. Слой теплоизоляции с тыльной стороны излучателя защищает корпус от перегрева и позволяет монтировать устройства прямо на потолок.

Это важно в помещениях небольшой высоты, прежде всего мансардных. При соблюдении требований изготовителя по подбору мощности, монтажу и подключению к электросети устройства совершенно безопасны.

Инфракрасные обогреватели или конвекторы

Конверторные отопители могут использовать разные источники тепла. Принцип их работы заключается в нагреве воздуха, соприкасающегося с радиатором. Нагретый воздух поднимается вверх, его место занимает холодный, который, в свою очередь, также нагревается. Возникает циркуляция воздушных масс, и все помещение постепенно прогревается.

Читать еще:  Как подключить к телевизору xbox 360 и xbox one

Возникает неравномерное распределение температуры по высоте: прохладный воздух скапливается внизу, возле пола, а нагретый — возле потолка. Такой способ прогрева помещений достаточно инерционный по сравнению с инфракрасным, он требует больше времени и тепловой энергии.

Инфракрасные обогреватели или газовые

Газовые обогреватели не зависят от электроснабжения, их можно устанавливать на открытом воздухе для обогрева террас. Использовать такие нагреватели в жилых помещениях можно лишь под постоянным наблюдением и для первоначального прогрева.

Несмотря на совершенные системы безопасности, газовые отопители считаются источником возможного пожара. Постоянный обогрев допустим лишь для стационарных отопителей, подключенных к дымоходу.

Стоимость единицы тепловой энергии у газовых обогревателей ниже. Стоимость оборудования выше, чем для ИК- нагревателей равной мощности.

Кварцевые или карбоновые

В карбоновых обогревателях ИК-излучение испускает углепластиковая спираль, закрытая стеклянной колбой, ее обязательно закрывают защитной решеткой. В кварцевых излучателях внутри панели из кварцевого песка размещены электронагревательные спирали из нихромовой проволоки.

Такие панели не бьются и пожаробезопасны. Карбоновый нагреватель совмещает ИК-излучение и конвекцию. Такой нагреватель самый экономичный, его энергопотребление ниже на 15-30%. При равной мощности кварцевый отопитель в несколько раз быстрее прогревает помещение.

Инфракрасные обогреватели или масляные радиаторы

Масляные радиаторы имеют невысокую температуру поверхности и достаточно комфортны. Они мобильны и при необходимости легко переносятся из помещения в помещение. Продвинутые модели оснащают вентилятором, в несколько раз увеличивающим скорость прогрева помещения.

В то же время им присущи все недостатки конвекционных отопителей. Жидкостный или масляный обогреватель медленно прогревает помещение.

При эксплуатации таких радиаторов нужно внимательно следить за состоянием лакокрасочного покрытия и металла корпуса: течь масла может привести к перегреву ТЭНа и пожару. При выборе: инфракрасный или масляный, нужно исходить из срока службы, надежности и энергопотребления.

Инфракрасные обогреватели или тепловентиляторы

Тепловентилятор нагревает воздух, нагнетаемый вентилятором и проходящий через раскаленную спираль. При достаточной мощности они позволяют быстро прогреть компактное помещение.

Работа тепловентиляторов сопровождается шумом, на спирали окисляется пыль, что вызывает неприятный запах. По энергоэффективности и пожаробезопасности они заметно уступают ИК-отопителям.

Инфракрасные обогреватели или теплый пол

Классический теплый пол, в котором нагрев происходит трубами с теплоносителем или электрическими греющими кабелями, обладает такими же преимуществами перед конвекционным отоплением дома, как и ИК-нагреватели.

По сравнению с ИК-отопителями, у теплого пола:

  • выше стоимость оборудования
  • сложный и дорогой монтаж; требуется устройство цементной стяжки;
  • снижается высота помещения;
  • у водяного теплого пола существует риск протечки.

Инфракрасный электрический теплый пол или греющие маты, лишен указанных недостатков.

Инфракрасные обогреватели или тепловая пушка

Тепловая пушка, электрическая, газовая или жидкотопливная — это мощный тепловентилятор, предназначенный для отопления больших производственных или складских помещений. Выбор между тепловой пушкой или инфракрасным обогревателем для жилых домов допустим только в момент строительства или ремонта.

Он перемещает большие массы воздуха, сильно шумит и поднимает много пыли. ИК-нагреватель сопоставимой мощности затратит меньше электроэнергии и не запылит воздух.

Инфракрасные обогреватели или керамические

В керамических обогревателях нагревательный элемент покрыт слоем обожженной глины. Керамические пластины обдуваются потоком воздуха и отдают ему свое тепло. Керамика не выделяет вредных веществ при нагревании, это позволяет использовать весьма высокие температуры.

Еще одно достоинство керамических отопителей — они продолжают отдавать тепло в помещение в течение некоторого времени после прекращения нагрева. Такие устройства при равной мощности стоят дороже, чем инфракрасные. Используются как для отопления малогабаритных помещений, так и для больших объемов.

Подведем итог: безопасен ли ИК-обогреватель, на какой модели остановить свой выбор

Какой инфракрасный обогреватель лучше? Как правильно выбрать способ размещения и мощность?

Для жилых помещений наиболее удобны потолочные модели, их мощность может быть от 500 ватт до 4 квт. Они легко интегрируются с терморегулятором и системами «Умный дом».

Для уличных кафе, открытых террас лучше использовать напольные модели инфракрасных обогревателей, направляя их непосредственно на ноги посетителей.

Обогреватель для дачи также лучше выбрать напольный или настенный, чтобы на зимний период легко отключить его и увезти с собой.

Выбор инфракрасного обогревателя

Помимо традиционных и всем известных отопительных приборов как масляные радиаторы, тепловые пушки и т.д., работающих по принципу конвекции, существует другой класс обогревателей греющих непосредственно

материальные предметы. Имя им – Инфракрасные обогреватели. Инфракрасный обогреватель — это отопительный прибор, который передает тепловую энергию посредством инфракрасного излучения. В зависимости от температуры источника излучения (нагревательного элемента) длина волны инфракрасного излучения составляет от 780 нм до 1 мм. Существуют как электрические, так и газовые ИК обогреватели. Далее рассмотрим электрические приборы, как наиболее часто используемые в быту.

Принцип работы

Большинство различных нагревательных приборов продающихся в магазине и используемых потребителями работают по такому принципу: нагревательный элемент греет окружающий воздух, а уже воздух передает тепло окружающим предметам. Инфракрасные (ИК) приборы действуют по-другому: нагревательный элемент испускает ИК излучение (с различной длиной волны), которое нагревает предметы, а от них уже в свою очередь нагревается окружающий воздух. Подобный принцип работы придуман самой природой – наше солнце не что иное, как инфракрасный обогреватель.

Читать еще:  Подключение посудомоечной машины: к водопроводу, канализации

Определяемся с мощностью

Принято считать, что на 10 квадратных метров площади помещения, требуется 1 кВт мощности обогревателя. Но всегда необходимо учитывать потери тепла через стены/пол/потолок. Поэтому лучше обеспечить запас в 15-20% мощности прибора. Так же если прибор будет использоваться в качестве дополнительного источника тепла (например, как дополнение к центральному отоплению), то цифру можно уменьшить до 0,5-0,8 кВт на 10м 2 . Основные типы обогревателей Основные элементы любого ИК обогревателя — это нагревательный элемент и отражатель, формирующий необходимую зону испускания

излучения. По тому, какого нагревательный элемент используется в приборе, разделяют следующие типы обогревателей:

  • Галогеновый нагреватель — представляет собой полую трубку с нитью накала, в которую закачен специальный газ (пары галогенов). Нить изготавливают в большинстве случаев из вольфрама. Обогрев начинается практически сразу после включения прибора. Металл нити в таких условиях почти не истончается – это позволяет увеличить ресурс прибора. Галогеновые приборы имеют большой диапазон мощностей, что позволяет подбирать устройство под различные сценарии. Недостатком таких приборов можно считать, что при работе они светят довольно ярко. Так же большинство галогеновых нагревателей достигают высоких температур, и испускают коротковолновое излучение. В связи с этим основная сфера применения это обогрев производственных помещений с высокими потолками.

  • Карбоновый нагревательный элемент — выполнен в виде витой ленты или шнура, помещенного в кварцевую трубку, внутри которой создан вакуум. Такие приборы характеризуются длинноволновым тепловым излучением. Благодаря этому он не сушит воздух, и не сжигает кислород. Нагревательный элемент работает при меньших температурах, соответственно меньший риск получить ожог от случайного контакта с защитой обогревателя. Так же благодаря низкой температуре ресурс карбонового элемента очень большой.

Кварцевый элемент – представляет собой кварцевую лампу внутри, которой создано разряжение и расположена вольфрамовая (или нихромовая) спираль. Кварцевые инфракрасные нагревательные элементы излучают инфракрасную энергию средней волны и особенно эффективны в системах, где требуется быстрая реакция нагревателя. Трубчатые инфракрасные лампы производят инфракрасное излучение с длиной волны 1,5-8 мкм. Наиболее распространенные конструкции состоят либо из молочно-белой трубки из кварцевого стекла, либо из прозрачного кварца с электрическим нагревательным элементом, обычно из вольфрамовой проволоки или тонкой спирали из сплава железа с хромом и алюминиевым сплавом. Из трубки удаляется атмосферный воздух и заполняется инертными газами, такими как азот и аргон, затем герметизируется.

  • ТЭН — нагревательным элементом в нем является тэн (трубчатый элемент с нитью накала из сплава железа, хрома и алюминия), вмонтированный в алюминиевый анодированный профиль. Температура металлической оболочки и алюминиевого профиля (которая в свою очередь уже является источником излучения) достигает 200-250 °С. Благодаря этому, его излучение является длинноволновым. К недостаткам таких обогревателей можно отнести треск при работе, из-за разного коэффициента теплового расширения ТЭНа и излучающего профиля. Так же расстояние от обогревателя до предмета обогрева в среднем должно составлять 1-2 метра.

  • Керамический элемент. Роль нагревательного элемента в них исполняет керамическая нагревательная трубка, в которой находится никель-хромовая спираль. Керамика почти не излучает света во время работы. Керамические элементы работают при температуре от 300 до 700 ° C (от 570 до 1290 ° F), с длиной волны от 2000 до 10000 нм.

  • Микатермический элемент представляет собой пластины покрытые слюдой. Одной из особенностью обогревателей такого типа является то, что в общем «объеме» генерируемого тепла около 80% тепло от ИК излучения и примерно 20% конвективного теплообмена. Благодаря этому такие модели могут работать в двух режимах – конвективный нагрев и ИК нагрев. Конструкция излучателей позволяет делать модели излучающие как в одну, так и в две стороны.

Варианты установки

Размещение ИК обогреватели разнообразны не только типами ТЭНов, но и возможностью установки:

  • потолочный (подвесной) – устанавливается у потолка помещения. Определяющим параметром для возможности установки такого прибора, здесь выступает его мощность и высота потолка. Потолочные обогреватели комплектуются пультами ДУ, поскольку без него управление таким устройством довольно проблематично.

  • настенный – с помощью специального кронштейна обогреватель крепится на стене, на определенной высоте. Удобно, когда установка потолочного варианта невозможна, а напольного нежелательна (например, когда в доме есть дети).

  • напольный – разные виды обогревателей подразумевают различную напольную установку. Это может быть как установка непосредственно на пол, так и на специальный штатив. Наиболее подходящий вариант, если нужна мобильность, и необходимость в перемещении прибора. Недостатком напольных моделей можно считать то, что их труднее разместить оптимальным, для обогрева определенного предмета или области, образом.

Выбор цвета прибора зависит от личных предпочтений владельца. Различные цветовые варианты (белый, красный, серебристый, серый, черный), дадут возможность подобрать прибор под любой интерьер.

Немного о длине волны и влиянии на человека

Нагревательные элементы различных типов имеют разную длину волны ИК излучения, и разную температуру нагрева. Международная организация по стандартизации предлагает следующую схему:

Ссылка на основную публикацию
×
×
Adblock
detector