Инфракрасный обогрев. Полезная информация

Яркие солнечные лучи способны дарить положительные эмоции и тепло даже в холодное время года. Испытывать подобные ощущения хочется постоянно, и добиться этого помогают современные инфракрасные обогреватели, описываемые в данном обзоре.

Данный тип оборудования выделяет тепло аналогично тому, как это делает небесное светило. Образуемая энергия поглощается предметами мебели, поверхностью пола и стен, от которых нагреваются окружающие воздушные массы.

Сущность инфракрасного обогрева

На начальном этапе нужно усвоить несколько элементарных понятий. Нагретые тела всегда отдают тепло близлежащим предметам.

Делают они это посредством:

• Теплопередачи (теплообмен через соприкасающиеся поверхности);
• Конвекции (теплообмен через нагретую жидкость или газ, которые обтекают поверхность);
• Теплового излучения (длины волн определенного диапазона, выделяемой внутренней энергией вещества).

Получается, что любое нагретое тело является инфракрасным обогревателем, передающим тепло окружающим предметам с помощью излучения. При этом эффективность остальных видов передачи тепла минимальна.

Для наглядности имеет смысл представить обычный обогреватель, установленный на стене. Передача тепла осуществляется двумя способами, если не принимать во внимание прямое соприкосновение с поверхностью отопительного прибора. Речь идет об излучении и нагреве обтекающего воздуха (конвекции).

Теплообмен перестанет быть конвекционным, если данный радиатор подвесить под потолком. Исходящее излучение можно усилить за счет установки отражателя. Такое устройство вполне можно именовать инфракрасным обогревателем, что представляет собой серьезную техническую идею. Она и получила фактическую реализацию в инфракрасных обогревателях, функционирующих при помощи горячей воды. Об этом и будет говориться ниже.

Образование инфракрасного излучения

Природа инфракрасного излучения идентична той, в соответствии с которой образуется видимый свет. Оно в полной мере подпадает под законы оптики, в спектральном смысле занимая положение между коротковолновым радиоизлучением с длиной волны 1-2 мм. и видимым красным светом с длиной волны 0,74 мкм.

Инфракрасная спектральная область условно разделяется на длинноволновую (50-200 мкм), средневолновую (2,5-50 мкм) и коротковолновую (0,74-2,5 мкм). Данный вид излучения выделяется всеми нагретыми жидкими и твердыми телами, а непосредственная длина волн зависит от фактической температуры конкретного тела. Высокая температура подразумевает, что волны более короткие, но интенсивность излучения выше.

Необходимо напомнить, что практически полностью в инфракрасном диапазоне находится излучение твердых тел при низких температурах, поэтому такое тело выглядит темным. Смещение излучаемых волн в видимую область происходит по мере повышения темперного режима, и цветовое восприятие тел претерпевает изменения с темно-красного до белого при условии высокой температуры.

Рядовым потребителям подобные тонкости знать необходимо, чтобы существующая терминология не вызывала путаницы. Одному производителю свойственно указывать, что его обогреватели инфракрасные, второй концентрирует внимание на понятии длинноволновые или темные и т.д.

Важно понимать, все эти устройства относятся к типу длинноволновых, просто называются иначе из-за конструктивных ограничений. Их излучающая поверхность имеет меньшую температуру, и волны располагаются в длинноволновой спектральной зоне. Темными же такие устройства именуются по причине отсутствия свечения при данной температуре.

Серыми принято называть средневолновые модификации, температура поверхности которых выше. В категорию светлых или белых попадают коротковолновые обогреватели с максимальной температурой.

Свойства инфракрасного излучения

В инфракрасной спектральной области оптические характеристики веществ, а именно коэффициенты прозрачности, преломления и отражения, отличаются от аналогичных показателей в более привычном видимом диапазоне.

Несколько сантиметровый слой воды для инфракрасного излучения с длиной волны, превышающей 1 мкм непрозрачен, и эта особенность позволяет применять воду в качестве теплозащитного фильтра. А вот пластины кремния непрозрачные в видимом диапазоне прозрачны в инфракрасном.

Способность отражения в инфракрасном спектре у большинства металлов выше, нежели в видимом и показатель возрастает по мере того как увеличивается длина волны инфракрасного излучения.

Так коэффициент отражения алюминия, золота и серебра достигает 98% при длине волны примерно равной 10 мкм. Именно такие материалы применяются при изготовлении инфракрасных обогревателей, поскольку обладают высокой способностью отражения ИК лучей или прозрачны для них. Вещества, попадающие в первую категорию, являются основой рефлекторов, направляющих излучение в определенном направлении, а во вторую – светофильтров.

Следует обязательно затронуть тему поглощения и рассеивания. Инфракрасное излучение способно почти беспрепятственно проходить через воздух. Молекулы кислорода и азота только немного рассеивают, но не поглощают ИК лучи. Углекислый газ, озон, водяные пары, а также иные примеси, содержащиеся в воздухе могут избирательно поглощать излучение в части спектральной области. Ослабляют инфракрасное излучение взвешенные частицы пыли, дыма и мелкие водяные капли.

Объяснить принцип действия инфракрасного обогрева, речь о котором пойдет ниже, без предоставления научных справок просто невозможно.

Принципы инфракрасного обогрева

Учитывая, что излучение, выделяемое инфракрасными обогревателями, воздухом не поглощается, почти вся энергия достигает поверхностей, находящихся в зоне действия приборов. Прогревание предметов, а не воздуха – это отличительная особенность оборудования описываемого типа.

В первую очередь выделяемое тепло передается твердым предметам (стены, пол, мебель и т.д.), от которых нагревается воздух. В непосредственной близости от обогревателя тепловой поток интенсивней, а температура предметов выше.

При этом энергия выделяется только в зоне прямого действия ИК-обогревателей, что свидетельствует о локальности обогрева.

Данное тип оборудования имеет ряд преимуществ перед иными видами приборов:

1. Инфракрасное отопление практически исключает скопление нагретого воздуха под потолком. Этого нельзя сказать о конвектором обогреве (при его использовании нередко приходится использовать потолочные вентиляторы для принудительного перемещения теплого воздуха вниз).  Можно с уверенностью сказать, что инфракрасные обогреватели идеально подходят для реализации распространенной поговорки: «Держи голову в холоде, а ноги в тепле». Рассматриваемая особенность делает инфракрасные отопительные приборы незаменимыми, если стоит задача обогрева помещений с минимальными затратами, особенно при наличии высоких потолков. Идеально подойдут они для поддержания определенного температурного режима в отдельно взятых зонах, а также промышленных помещениях, наполненных пылью.
2. Создание локального обогрева зон непосредственного нахождения людей с помощью ИК-обогревателя позволяет снизить интенсивность использования основной отопительной системы во всех без исключения помещениях. Ощущаемый температурный микроклимат не ухудшится, поскольку человеческие тела будут поглощать направленное излучение.
3. Установка инфракрасных обогревателей гарантирует снижение энергопотребления и уменьшение затрат на отопление в сравнении с традиционными способами его реализации. В материалах, посвященных эффективности оборудования подобного типа, часто отмечается, что наиболее целесообразно его использование в офисах, торговых, медицинских, гастрономических, социальных заведениях. Успешная организация локального обогрева только в необходимые временные периоды приведет к максимальной экономии электрической энергии и денег.  Резонные доводы, заставляют задаться лишь одним вопросам, что мешает использовать инфракрасные обогреватели в жилых помещениях. Ответ очевиден – ничего. Просто потенциальным потребителям, не привыкшим к оборудованию такого вида, не совсем верно подается информация. Но ситуация претерпевает изменения – все большее количество владельцев жилой недвижимости, главным образом загородной отдают предпочтение отдельным инфракрасным обогревателям и отопительным системам, состоящим из них. И в этом есть логика, владельцы дач и коттеджей лучше других знают, сколько приходится тратить на отопление в зимний период. Существенные суммы заставляют задуматься об экономии без ущерба для комфорта.
4. Благодаря тому, что инфракрасные обогреватели могут устанавливаться под потолком, их присутствие не накладывает ограничений на размещение всевозможных элементов интерьера.
5. Системы инфракрасного отопления подходят для решения специфических задач, с которыми иными способами не удастся справиться. В качестве примера можно привести защиту высоких стеклянных витражей, больших окон, куполов, светопрозрачных конструкций от холодного излучения зимой. Установка обогревателей параллельно любым плоскостям, позволяет получить эффективный тепловой барьер. Добиться аналогичных результатов с помощью подручных средств не представляется возможным.

Немного раскроем тему поглощения и выделения инфракрасных лучей. Здесь имеет смысл поговорить об организме человека. Описываемый тип излучения выделяют все нагретые до любой температуры тела. Так прогретая солнцем Земля, излучает ИК-лучи в диапазоне 7-14 мкм при пиковой интенсивности в 10 мкм. Человеческий организм не является исключением, излучая соответствующие лучи в диапазоне 3-50 мкм при пиковой интенсивности в 9,6 мкм.  В организм они проникают максимально глубоко, интенсивно его прогревая.

В основу активно используемого в физиотерапевтических целях в российской и иностранной медицине теплового эффекта заложен именно данный принцип. При меньшей или большей длине инфракрасные волны не так глубоко проникают в организм.

Особенности управления инфракрасными обогревателями

В простых модификациях регулировка работы инфракрасного обогревателя осуществляется вручную. При этом конструкции могут быть оснащены различными видами выключателей, о чем будет рассказано позже. Температурный режим может поддерживаться и в автоматическом режиме с использованием электромеханических или электронных терморегуляторов. В помещениях небольшой площади достаточно одного терморегулятора, аналогичного тому, который применяется при обустройстве теплых полов. Такое устройство вполне способно справиться с управлением одного или нескольких обогревателей. Помещения значительной площади уместно разбить на отдельные зоны, и для каждой из них установить отдельный терморегулятор. Это позволит задавать индивидуальный температурный режим в каждой из зон.

Принцип работы терморегулятора в дополнительном разъяснении не нуждается. Их работа выглядит предельно простой для любого человека. Функционирование начинается в момент установки требующейся температуры, по достижению заданного параметра произойдет отключение инфракрасного обогревателя, а снова включение произойдет ни уменьшении температуры на 1-2 °С.

Имеют место быть и усложненные системы управления. Они основаны на использовании специальных приборов, позволяющих регулировать не только отопление причем по заданной наперед программе, но и работу всего бытового электрооборудования. Например, подобные системы самостоятельно переведут отопление загородного дома в незамерзающий режим (+7 °С) после отъезда хозяев. Затем может быть выключено большинство энергопотребляющего оборудования, но запущена электрическая печь в сауне. К моменту приезда владельцев недвижимости температурный режим окажется оптимальным, в полной готовности будет находиться и баня.

Программные возможности позволяют подобным системам каждый день понижать температуру в помещении до предельно допустимой отметки и повышать ее к назначенному часу.

Инфракрасные обогреватели с температурой нагрева поверхности до 110-280 °С

К данному типу обычно причисляются устройства с одной панелью, предназначенные для монтажа на высоте 2,5-4 м. Излучающая поверхность у них прогревается до температуры 250-280 °С, а в качестве нагревательного элемента используется ТЭН. Панели выполняются из алюминия, окрашенного высокопрочной эмалью. На оборотной стороне корпуса проделаны отверстия, пропускающие воздух. Эта конструктивная особенность обеспечивает нагревателям возможность работать в инфракрасном или конвекторном режиме.  Все устройства предназначены для сети с напряжением 220 и 360 В., имеют одинаковую ширину – 90х100 мм., но различаются по длине.

Установка приборов производится на монтажные скобы или тросовую натяжку в горизонтальном положении под потолком. При наличии дополнительных креплений можно закрепить обогреватель на стене. Одно или совокупность устройств, мощность которых не превышает 3000 кВт, могут управляться любым регулятором обогрева или термостатом. Если общая мощность нескольких приборов выше, они работают с помощью магнитного пускателя, и в цепь обязательно включается термостат.

Корпуса также могут изготавливаться из окрашенной оцинкованной стали. Нагревательный элемент (чаше всего ТЭН) помещается в специальный паз греющей панели, изготовленной из йодированного алюминия. Внешняя поверхность панели оснащается продольными мелкими ребрами, обеспечивающими распределение тепла наилучшим образом.  В промежутке между передней панелью и задней стенкой размещается теплоизоляционный материал (обычно минеральная вата).

На основе инфракрасных обогревателей с одной панелью нередко выпускаются сдвоенные или строенные модификации. Это означает, что в одном корпусе присутствуют 2 или 3 обычных обогревателя и подобные серии ориентированы на решение промышленных задач. Их фактическая мощность варьируется в пределах 1500-400 Вт, устанавливаться же они должны на высоте равняющейся или превышающей 3 м. Стоимость такого оборудования выше, чем у стандартного инфракрасного обогревателя, но приобретать его выгодней, нежели 2-3 отдельных устройства, способных обеспечить сопоставимую мощность.

Иные виды обогревателей, ориентированных для использование в жилых помещениях, описывать не имеет практического смысла, поскольку СниП 2.04.05-1 запрещают бытовую эксплуатацию отопительных приборов лучистого типа, если температура излучающей поверхности превышает 250 °С.

Подбор системы отопления – подведение итогов

Использование инфракрасных обогревателей гарантирует обеспечение:

• Экономии энергии;
• Оперативности монтажа при минимальных затратах;
• Возможности автоматически программировать и исполнять множество температурных режимов;
• Централизованного компьютерного управления оборудования сразу в нескольких помещениях;
• Бесшумности, экологической, пожарной безопасности и устойчивости перед влагой;
• Экономии пространства (особенно важно для рабочих зон);
• Возможности использовать приборы в качестве основного, дополнительного или аварийного отопления;
• Локального обогрева в определенных зонах;
• Максимально оперативного прогрева помещений до желаемой температуры в сравнении с иными способами отопления, поскольку поверхность теплоотдачи высока;
• Аккумуляции выделяемого тепла конструкцией обогревателя и элементами интерьера.

Обогрев с помощью длинноволнового излучения сравним с освещением. Комфортное освещение пространства возможно только при условии правильного распределения источников света, и процесс подачи тепла ничем не отличается.

Мощность прибора определяется в зависимости от высоты потолков и типа помещения. Сначала вычисляется суммарная мощность, нужная для оптимального прогрева пространства, затем подбирается обогреватель, способный равномерно распределить необходимое количество тепла.

Проведение расчетов лучше всего доверить профессионалам. При обращении в конкретную компанию следует предъявить поэтажный план строения, где планируется монтаж обогревателя или полноценной отопительной системы.

Специалистам нужно лишь в подробностях объяснить, что должно получиться в результате. Они с точностью определят вероятность тепловых потерь, помогут выбрать оптимальный вариант инфракрасных обогревателей, а также их правильно расположить, чтобы достичь абсолютного и постоянного температурного комфорта.

Именно так распространяется продукция «Алмак», продолжающая оставаться новшеством на отечественном рынке.