Инфракрасный обогреватель принцип работы

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.

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 (пол, 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.

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.

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).

Подбираем мощность

Здесь все зависит от мощности 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.

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.

Источник: knigaelektrika.ru

Принцип работы обогревателя инфракрасного излучения

Около 92% тепловой энергии инфракрасного излучения направляется на нагревание объектов, находящихся в области излучения обогревателя.

здух в помещении имеет лишь 8% воздействие тепловых лучей, так как инфракрасное излучение слабо накапливается в воздухе. Нагревательный элемент фламентин инфракрасного обогревателя непосредственно проникает на поверхность стен, пола и предметы помещения, нагревая их. Таким образом, создается первичное тепло объектов, которые, в свою очередь распространяют накопившиеся тепло в воздух. Принцип работы инфракрасного обогревателя осуществляется за счет трех диапазонов электромагнитных волн.

Первый тип – это коротковолновые, с диапазоном от 0,77 до 15 мкм. Средневолновые электромагнитные волны характеризуются интервалом от 15 до 100 мкм. Третий тип волн – длинноволновые, с диапазоном от 100 до 340 мкм. Благодаря совокупности совпадения функционирования коротковолновых волн со светом и длинноволнового диапазона с радиоволнами, инфракрасное излучение нагревателя можно сравнить с механизмом солнечных лучей, которые действуют с прямолинейным проецированием, преломляясь и отражаясь. Эффект радиоволн дает способность проникновения сквозь светонепроницаемые материалы поверхности и предметов интерьера. В связи с функциональной динамикой проницаемости длинноволнового диапазона на объекты, такой тип волн не способен нагревать воздух, который имеет светопроницаемые характеристики.

Другими словами, работу инфракрасного излучения волн длинноволнового диапазона можно сравнить с обогревом Солнцем Земли.

Виды и характеристики инфракрасных обогревателей

Существуют три вида инфракрасных обогревателей, имеющие отличия в зависимости от типа источника энергии. Первым из таких инфракрасных приборов являются газовые агрегаты, основанные на принципе поджигания и взаимодействия воздуха с пропаном, с помощью специального пьезо-компонента. Инфракрасные обогреватели на газовой основе предназначены для обогрева больших помещений, таких как спортивные площадки, выставочные залы и другие масштабные помещения. Принцип работы газовых инфракрасных обогревателей основан на длинных волнах, способных обогревать до 25 м³.

Дизельный тип инфракрасного обогревателя имеет принцип работы разогрева электродов с помощью электропитания. Таким образом, разогретые горелки, содержащие эти электроды, включают насос с топливом и запускают вентилятор, работа которого позволяет формированию специальной тепловой смеси, которая затем поступает к горелке и загорается при контакте с воздухом. Этот процесс нагревания затем производит инфракрасные лучи.

Третий тип – это электрический ИО, принцип работы которого основан на разогреве цокольной нитевой катушки, достигающей около 900 °С и производящей инфракрасные лучи, которые с помощью рефлектора обогревают определенную зону. В цилиндрическом основании газового ИО располагается газовый баллон, соединяющийся с горелкой зажигания с помощью специального шланга внутри стойки обогревателя. Коэффициент потенциального действия составляет около 85%. Цена газового инфракрасного обогревателя – около 16000 рублей.

Строение дизельного обогревателя инфракрасного излучения заключается в расположении бака с топливом или керосином за рамой на колесной основе. Бак соединен шлангом с излучателем, который внешне напоминает горизонтальный прожектор. Приблизительная цена на дизельный ИО составляет около 18000 рублей. В зависимости от типа материала, электрические обогреватели инфракрасного излучения могут быть с кварцевой, металлической или керамической оболочкой, в которой размещается нить нагревания. Оболочка располагается внутри кварц-стеклянной вакуумной трубки. Такие обогреватели очень привлекательны по цене, не более 3000 рублей, благодаря несложному строению.

Недостатки электрического обогревателя с кварцевой оболочкой заключаются в высоком потреблении электричества и небольшом сроке годности, около двух лет. Излучение светится красноватым цветом. В основном, такие обогреватели идеально подходят для непродолжительного обогрева больших помещений. Керамическая оболочка накаливания значительно эффективна в потреблении электроэнергии в отличие от кварцевого нагревателя. Такой тип обогревателей часто используется в саунах или лечебных целях. Отсутствует красное свечение и срок годности составляет около трех лет. Керамическая оболочка нагревается значительно медленней, чем кварцевая. Соответственно, его цена – от 9000 рублей. Наконец, электрические обогреватели с металлическим корпусом схожи с принципом работы керамического типа и стоят около 11000 рублей.

ИО классифицируются на высокотемпературные(более 400 °С) и низкотемпературные(до 50 °С). Длина волны инфракрасного излучения высокотемпературных обогревателей довольно коротка, около 7,5 мкм. Опасность действия на кожу человека такого типа обогрева высока. Короткие волны имеют жесткое воздействие, наподобие солнечного ожога. Инфракрасные обогреватели высокотемпературной работы используются для больших помещений с высотой потолка не менее 3 м. В небольших жилых помещениях применяют низкотемпературные агрегаты, в которых спираль не нагревается более чем на 65 °С.

Преимущества ИК обогревателей

ИК обогреватели обладают многими преимуществами, в отличие от традиционных. Во-первых, инфракрасный обогрев, действуя на поверхности и объекты, способствует равномерному распределению тепла в помещении, снижая разницу между температурой верхних и нижних слоев воздуха. Это позволяет достигнуть оптимальной общей температуры, снизив расходы на отопление. Во-вторых, работа ИК обогревателей не снижает количество кислорода и не сушит воздух. Соответственно, они оказывают благоприятные действия на организм человека, который не будет испытывать усталости и головной боли от недостатка кислорода.

В-третьих, в отличие от традиционных обогревателей, приборы инфракрасного излучения обогревают помещение в 3 или 4 раза быстрее. В-четвертых, ИК обогреватели идеально подходят для больших пространств, а также ресторанов и кафе, где часто открываются двери, что вызывает потерю тепла и дискомфорт. Благодаря точечному и зональному обогреву инфракрасные системы непосредственно действует на обогрев людей, сидящих за столом, совершающих покупки в магазине или располагающихся клиентов на террасе ресторана. Такой способ обогрева значительно повышает выручку заведения, создавая комфортное пребывание не только внутри, но и около помещения.

В-пятых, благодаря специально встроенной системе защиты от пыли и влаги, инфракрасные обогреватели не сжигают пылевые частицы в воздухе и не создают неприятных запахов. Тепловые лучи инфракрасного излучения помогают эффективно бороться с влажностью, что идеально подходит, например, для поддержки оптимального климата для растений в зимнем саду или на веранде. В-шестых, такой обогрев является бесшумным и легко устанавливается. Наконец, ИК обогреватели имеют продолжительный срок службы и совместимы с работой других приборов вентиляции помещения.

Недостатки ИК обогревателей

Система инфракрасного обогрева имеет несколько недостатков. Следует избегать прямого попадания инфракрасного облучения коротковолнового действия, волны которого имеют жесткое влияние. В маленьких жилых помещениях лучше устанавливать низкотемпературные ИК обогреватели с маленькой мощностью. Газовые и дизельные приборы инфракрасного излучения должны быть установлены только снаружи помещения. Не рекомендовано длительное нахождение под действием инфракрасного обогревателя в зоне или точке нагрева. Цены на качественные ИК обогреватели значительно выше обычных конвекторов.

Источник: fazaa.ru

Схема действия

Сегодня все больше людей отдают предпочтение инфракрасным обогревателям. От привычных электрических конвекторов они отличаются тем, что нагревают не сам воздух в помещении, а твердые поверхности (полы, стены) и предметы, а те, в свою очередь разливают тепло в окружающее пространство. Так незаметно прогревается целое помещение.

Инфракрасные волны волны длинные, а значит, свободно поглощаются даже в сильно обдуваемой и холодной комнате. Сам обогрев происходит быстро, сразу после включения прибора. Такая скорость объясняется тем, что поток инфракрасных лучей будет направлен в определенную зону, именно там и будет происходить нагревание. То есть, находясь в одной части комнаты и задав направление конвектора в ту сторону, вы сразу почувствуете всем телом тепло, в то время как целое помещение пока не обогрето как следует. Это еще одно важное преимущество инфракрасного обогревателя перед остальными типами приборов того же назначения. Так, чтобы «раскочегариться», масляным радиаторам и конвекторам нужно не менее получаса.

Конструкция прибора

Чтобы понять, как работает этот электроприбор, и каков же основной принцип действия, нужно иметь представление о его составных частях. Корпус, как правило, изготовлен из стали, а на поверхность нанесена порошковая краска.  Внутри него имеется отражатель из алюминия, к которому присоединен нагревательный элемент. Таким образом, инфракрасный обогреватель похож на греющую лампу или панель, внутри которой собирается пучок лучей инфракрасного излучения. Они действуют независимо от направления воздуха и скорости перемещения теплых и холодных воздушных масс.

Принцип работы инфракрасного обогревателя схож с действием солнца на атмосферу. Солнечные лучи также проникают на поверхность, которая, в свою очередь поглощает тепло.

Типы инфракрасных обогревателей

Приборы классифицируются по виду нагревательного элемента:

• газовые;
• электрические;
• водяные.

По уровню нагревания ИК обогреватели бывают:

1. Длинноволновые — могут использоваться в домах, офисных кабинетах, производственных помещениях.
2. Средневолновые. Желательно, чтобы высота потолка достигала трех метров и более.
3. Коротковолновые — не рекомендуется применение их в домашних условиях, поскольку короткие волны имеют самое сильное излучение. Лучше всего, если подобный тип нагревательных приборов будет использоваться в просторном промышленном цеху, амбаре, зале с высокими потолками, на улице.

Какую модель лучше выбрать

Чтобы решить, какое именно устройство вам подходит, следует тщательно изучить его характеристики, возможности и систему управления. Все зависит от площади отапливаемого помещения, условий эксплуатациии целей, которые вы собираетесь достичь. Например, где именно будет размещаться прибор, придется ли его перетаскивать в другое помещение или установить стационарно?

Так, переносные обогреватели меньше по размерам, но в то же время способны отапливать гораздо меньшую площадь, чем их стационарные собратья.

Различают настенные, потолочные и плинтусные инфракрасники.

Самым удобным решением, в особенности для владельцев небольших квартир, станет потолочный вариант размещения обогревателя. Он не требует много площади, монтируется непосредственно в подвесной потолок либо присоединяется к обычному потолку с помощью кронштейнов.

Обогреватель можно установить и на полу. Напольные электроприборы менее эффективны в сравнении с потолочными, ведь поток излучения будет направлен не прямо, и обогрев усложнится.

Лучше всего, если внутри такого устройства будет карбоновый нагревательный элемент – он гораздо надежнее и безопаснее, чем, например, керамический.

Карбоновый нагревательный элемент представляют собой трубку, сделанную из кварца. Внутри нее – вакуумное пространство с углеродной спиралью. При работе обогревателя с карбоновой трубкой возникает характерное красноватое свечение, которое не очень приятно глазам. Керамический элемент – менее качественный, зато не светится во время работы. А галогеновый может и вовсе оказать негативное влияние на организм человека из-за слишком коротких излучаемых волн.

Рекомендации при покупке ИК обогревателя

Перед тем, как определиться с выбором прибора, спросите, насколько толстый анодирующий слой на пластине, генерирующей поток инфракрасных лучей. Этот параметр определяет долгосрочность службы прибора. При толщине не менее 25 микрон обогреватель считается надежным. Если слой тоньше, то, скорее всего, ваша покупка прослужит недолго – такие устройства выходят из строя через 2-3 года.

Обязательно узнайте тип нагревательного элемента. Избегайте галогеновых обогревателей, которые словно лампы, излучают золотистое свечение и могут отрицательно повлиять на здоровье.

Прикиньте, какое помещение вам потребуется отапливать с помощью данного агрегата. Обогреватели сильно отличаются друг от друга по мощности. На комнату площадью 10 квадратных метров хватит 1000 Вт, но лучше брать обогреватель с запасом. Ведь немало тепла поглощают стены, горизонтальные поверхности, окна, перекрытия.

Мобильные ИК-обогреватели порой имеют мощность 300-500 Вт. Они рассчитаны на то, что вы будете пользоваться ими в различных помещениях. Если вы периодически работаете в гараже, подвале, небольшом кабинете, который не отапливается в полной мере, то такой переносной вид обогревателя будет эффективным решением проблемы.

Источник: Tehnika.expert