Традиционные отопительные системы довольно неудобны в эксплуатации и обладают сравнительно большой инерционностью, даже при условии использования материалов с высокой теплопроводностью. Инфракрасное отопление с этой точки зрения имеет массу преимуществ. Несмотря на распространенность ИК отопителей, многие слабо представляют себе их принцип работы, но после ознакомления с предложенным материалом, вопросов остаться не должно.
Компактный обогреватель
Небольшой ликбез
При поиске информации по данному виду отопления человек может столкнуться с тем, что его называют ультракрасное отопление, ультрафиолетовое и т.д. Чаще всего речь идет об одном и том же – инфракрасном отоплении, а путаница возникает из-за банального незнания характеристик спектра видимого излучения.
Дело в том, что восприятие света человеческим глазом полностью зависит от того, какая у него длина волны. В среднем можно говорить, что видимая часть спектра находится в пределах 380 – 760 нм (указана длина волны). Все, что лежит за пределами этого диапазона глаз не видит, но воздействие этих лучей на окружающую среду никуда не девается.
Спектр солнечного света
Если длина волны меньше примерно 340-380 нм, то появляется приставка ультра, то есть свет лежит за пределами фиолетового цвета. Инфракрасное же излучение характеризуется большей длиной волны, его еще называют тепловым излучением.
В отоплении жилых и промышленных зданий используется инфракрасное излучение, но и ультрафиолет нашел широкое применение в человеческой деятельности. УФ излучение используется для обеззараживания, проверки подлинности банковских банкнот и других ценных бумаг и во многих других сферах деятельности.
Обратите внимание! Летним загаром все мы обязаны как раз таки УФ лучам. Загар – своего рода защитная реакция организма.
Преимущества ИК обогрева
Сильных сторон у такого способа отопления помещения можно насчитать немало:
- энергия не тратится на разогрев всего воздуха в помещении, а именно это происходит при использовании традиционных отопительных систем. Благодаря направленному действию ИК отопление может создавать локальные зоны с комфортной температурой;
Обогреватели создают локальную зону комфорта
Обратите внимание! Последнее особенно важно в промышленности, когда необходимо обогреть просторные цеха. Инфракрасный отопитель просто создаст зону комфорта именно там, где большую часть времени будет находиться рабочий, при этом сквозняки не страшны;
- воздух не сушится, как при использовании, например, ветродуев. По большому счету, нагревается не воздух, а поверхность, на которую попадает ИК излучение;
- КПД устройства составляет порядка 90% и выше;
- как таковой теплоноситель отсутствует, так что ни о какой разгерметизации системы не может идти и речи;
- отопление будет работать абсолютно бесшумно;
- не нужно тратиться на трубы, котел, циркуляционный насос и прочие элементы стандартной отопительной системы, для работы достаточно закрепить прибор на стене или потолке и включить в розетку;
- такое отопление практически не отличается от природного (то есть солнечного). Дело в том, что порядка 50% тепловой энергии от Солнца Земля получает как раз в виде ИК отопления.
Из недостатков отметить можно:
- зависимость от электричества. Если обычное водяное отопление можно сделать полностью автономным (твердотопливный котел + естественная циркуляция теплоносителя в трубах), то без электричества ни один ИК отопитель работать не будет;
- не всегда зональный обогрев подходит. Когда нужно создать комфортную температуру во всем доме, то удобнее может оказаться использование традиционной отопительной системы.
Обратите внимание! Часто ИК отопительные устройства используются как дополнение к уже существующей отопительной системе.
Подробнее о ИК отопителях
Само ИК излучение было открыто в 19 веке, тогда астроном Гершель пытался справиться с нагревом оборудования, которое он использовал при наблюдении Солнца. Понадобилось около 100 лет, пока другая творческая личность – немец Гюнтер Шварк запатентовал первый в мире ИК отопитель, он же своими руками изготовил опытный экземпляр.
Первый в мире ИК обогреватель
Несмотря на прошедшее с момента изобретения время, принцип работы обогревателя такого рода не изменился и по сей день. Усовершенствовалась только конструкция и добавились новые способы разогрева нагревательного элемента.
Устройство и принцип действия
Основными конструктивными элементами обогревателя являются:
- нагревательный элемент, он будет излучать ИК волны;
- рефлектор – используется для того, чтобы излучение от нагревателя не распространялось по комнате, то есть рефлектор позволяет обогревателю действовать направленно. Как правило, рефлектор изготавливается из зеркально отполированной стали или алюминия;
- современные устройства оборудуются термостатами, которые позволяют регулировать работу отопления;
- также в конструкции обязательно предусмотрены датчики, позволяющие отключать устройство при перегреве.
На схеме – устройство газового ИК обогревателя
Принцип работы ИК отопления (оно же ультракрасное отопление) принципиально отличается от прочих видов обогрева жилья. Если, например, радиаторы системы отопления нагревают воздух в помещении, то инфракрасный отопитель разогревает поверхность, на которую попадают невидимые лучи.
Принцип работы обогревателя
Именно поэтому эффект от включения обогревателя заметен мгновенно. Воздух между излучателем и предметом почти не снижает тепловое воздействие, только слегка рассеивает его.
Классификация инфракрасных обогревателей
Принцип действия всех отопителей такого рода один и тот же, так то главный критерий, по которому выполняется классификация – способ разогрева нагревательного элемента.
Можно выделить нагревательные элементы следующих видов:
- электрические – принцип действия заключается в том, что при включении его в сеть через проводник начинает течь ток, он разогревается и начинает излучать волны инфракрасного диапазона;
- в промышленности часто используют газовые или жидкостные ИК обогреватели.
На фото – дизельный ИК отопитель
Что же касается внешнего вида, то вариантов исполнения не так уж и много.
Популярны отопители в виде:
- картин – в таком случае помимо обогрева они являются еще и элементом декора помещения;
Обогреватель в виде картины украсит любую комнату
- тонкой пленки – с использованием тонкой пленки возможно создание теплого пола, для этого пленка просто размещается непосредственно под напольным покрытием. Размеры проводника подбираются таким образом, чтобы температура пола не превышала 24-26ᵒС иначе при ходьбе возникнет дискомфорт.
Пленка укладывается прямо под ламинат
Обратите внимание! Пленку ничто не мешает закрепить и на потолке или на стене для создания локальной зоны комфорта. Выглядеть такое решение будет хуже, чем картина-отопитель, но и цена окажется намного меньшей.
- переносных устройств на опоре регулируемой высоты. Такой отопитель всегда можно поставить рядом с собой.
Внимание стоит обратить и на температуру нагрева термоэлемента, в зависимости от этого он может светиться или оставаться не излучать видимого света.
В этом вопросе все зависит от длины волны, если классифицировать приборы по этому параметру, то выделить можно 3 типа:
- коротковолновые – отличаются «горячим нравом» излучают ИК волны длиной порядка 0,7 – 2,5 мкм. Нагревательный элемент может приобретать в процессе работы ярко-белый цвет. Столь мощные приборы могут использоваться в том числе и в промышленности, ведь температура термоэлемента может превышать 800ᵒС;
- со средней длиной волны (2,5 – 50 мкм). Температурный максимум поверхности ограничен 600ᵒС, при этом цвет колеблется от темно- до ярко-красного;
- устройства, работающие в диапазоне длины волны порядка — 50 – 500 мкм, не изменяют цвет во время работы. Максимальная температура поверхности ограничена 300ᵒС.
Что говорят медики
Если выбор сделан в пользу инфракрасного отопления, то нужно подумать и о воздействии излучения на организм человека.
Нужно учитывать, что:
- короткая волна проникает в тело на достаточно большую глубину (порядка нескольких см) и воздействует на внутренние органы;
Глубина проникновения волн разной длины в тело человека
- длинноволновое излучение – задерживается влагой, содержащейся в подкожной влаге. Природа такого явления как тепловой удар объясняется как раз этим.
Диапазон длины волны 7-14 мкм можно считать таким, при котором происходит максимальное поглощение излучения организмом (пик наблюдается около значения 10 мкм). Прогревание, используемое в медицине, использует как раз такой диапазон излучения. Но нежелательно долго находиться в области действия коротковолнового излучения.
Сравнение длин волн, излучаемых человеком и нагревателем
ИК отопление, работающее в длинноволновом диапазоне, может воздействовать на человека практически без ограничений по длительности. Хотя, конечно, многое зависит от дальности установки обогревателя, если весь день просидеть вплотную к нему, то возможны и неприятные последствия.
Для того, чтобы здоровью ничего не угрожало, следует придерживаться таких привали при организации инфракрасного отопления:
- максимальную мощность излучения следует ограничить на уровне 350 Вт/м2;
- если поверхность термоэлемента в отопителе превышает 100ᵒС, то максимальная температура поверхности предмета, попадающего в поле его действия, должна составлять 45ᵒС;
- если термоэлемент не доходит до температуры 100, то предметы не должны нагреваться до температуры выше 35ᵒС.
Зависимость температуры нагрева от расстояния до обогревателя
Обратите внимание! Если допустить длительное воздействие на организм ИК излучения высокой или даже средней интенсивности, то неприятности гарантированы. Возможно даже возникновение ожогов.
Правила установки ИК обогревателя
В случае использования переносного обогревателя особых проблем с его установкой не возникнет – достаточно просто разместить его на нужном расстоянии и отрегулировать высоту. Несколько сложнее правильно установить настенный или потолочный отопитель.
При установке нужно учитывать, что несмотря на использование дефлектора, пространство вокруг обогревателя все-так прогревается. Поэтому и основание (стена, потолок) должны выдерживать температуру порядка 80ᵒС без последствий.
Инструкция по установке потолочного инфракрасного отопителя будет выглядеть примерно так:
- на потолке размечаются отверстия под подвесы, высверливаются отверстия;
- затем в отверстия вворачивается шуруп-кольцо;
Обратите внимание! Все необходимые для монтажа обогревателя элементы поставляются вместе с ним.
- затем на цепочке подвешивается сам отопитель, регулируется его горизонтальность и проверяется, обеспечены ли минимальные расстояния до поверхности потолка.
В этом примере обогреватель подвешен непосредственно на шурупы-кольца
Перед тем как подключать его к сети, производители рекомендуют дополнительно протереть нагревательный элемент обычным медицинским спиртом, чтобы ничто не мешало теплоизлучению.
Обратите внимание! Термостат нужно разместить на расстоянии 1,5-1,8 м от поверхности пола. Он не должен попадать в зону действия прибора.
Термостат не должен попадать в зону действия обогревателя
Установка настенной модели еще проще – достаточно закрепить на стене пару кронштейнов и просто повесить на них устройство. Единственное, что нужно контролировать – расстояние от задней стенки прибора до стены. Для вентиляции достаточно обеспечить зазор порядка 2 – 5 см в зависимости от мощности прибора.
При установке отдельное внимание уделяется соблюдению расстояний от прибора до поверхности ограждающих конструкций и людей. Эти расстояния нормируются в зависимости от мощности прибора. Например, для потолочного отопителя 0,8 кВт, минимальное расстояние до головы человека должно составлять порядка 70 см, а для мощного 4 киловаттного – уже 2,5 м.
Минимально рекомендованные расстояния при установке потолочного отопителя
Подведение итогов
Инфракрасное отопление – перспективный вид обогрева жилья. Привлекает простота установки и максимальная эффективность, ведь обогревается именно та зона, в которой находится человек. Возможно, в будущем именно этот вид отопления станет доминирующим, по крайней мере, в мягких климатических условиях.
Короткое видео показывает принцип работы ИК пленочного отопления загородного дома.
Понравилась статья? Подписывайтесь на наш канал Яндекс.Дзен