Инфрачервени отоплителни системи

Как се пренася топлината

Физичният процес на пренос на топлина от едно физическо тяло в друго се нарича пренос на топлина, Топлината се прехвърля от горещо физическо тяло в студено или чрез директен контакт или чрез преграда.

Топлинната енергия ще се прехвърля, докато температурите на физическите тела са равни. Във физиката това състояние се нарича термодинамично равновесие, Преносът на топлина обикновено става от горещо към студено тяло, което е напълно последователно вторият закон на термодинамиката, Според този закон всеки работи отоплителни системи.

По отношение на физиката има три елементарни типа пренос на топлина: топлопроводимост, конвекция и топлинно излъчване, Но в чистата си форма, индивидуално, те практически не се проявяват, като цяло топлината се предава чрез комбинация от прости видове. Основно се разграничават три вида топлопренос: метод на топлопредаване, топлопредаване и метод на топлопреминаване с конвективна лъч.

Как работят традиционните отоплителни системи

Традиционните отоплителни системи включват онези системи, които използват някакъв вид гориво. В момента най-често се използва газ, въпреки че в някои случаи се използват течни и твърди горива. Но независимо от вида на горивото, принципът на работа на всички традиционни системи е един и същ. Топлината от изгарянето на горивото се загрява прехвърляне агент топлинакойто влиза отоплителни радиатори и загрява въздуха в стаята. Водата се използва като топлоносител в традиционните отоплителни системи, поради което се наричат ​​такива системи вода.

По всички закони на физиката топлият въздух се издига нагоре, а студеният въздух естествено се движи надолу. Такова движение на въздуха не е друго, освен споменатото по-горе. конвекция, Този студен въздух просто създава студени подове, които трябва да бъдат елиминирани от устройството на "топли подове". Ако помещението е достатъчно високо (промишлена сграда, аудитория или спортна зала и др.), Тогава отоплението на целия обем продължава достатъчно дълго, създава се стратификация на въздуха.

Топлият въздух, който се издига, създава течение в стаята, в допълнение, топлинните загуби през покрива и стените се увеличават, топлината просто напуска сградата. В случая казват, че ние отопляваме улицата. Хората по-долу са в зона на студен въздух.

Фигура 1 схематично показва разпределението на топлината по време на работа на традиционна отоплителна система.

Фигура 1. Разпределение на топлината по време на работа на традиционна отоплителна система

Как са традиционните системи за отопление на водата

Основното устройство на системата за водно охлаждане е котела, най-често газ. Водата, загрята в котела, се подава към радиаторите - радиатори, За циркулацията на водата в системата е инсталирана помпатаако циркулацията е принудителна, въпреки че циркулацията може да е естествена. В този случай можете да направите без помпа.

В допълнение към тези основни устройства и части, системата за водно отопление включва и много „спомагателни“, но необходими части. На първо място, това е разширителен резервоар за компенсиране на топлинното разширение на водата, фитинги за свързване на тръби, въздушни клапани и много други, необходими за нормалната работа на цялата система.

В индивидуална къща за инсталиране на газов котел е необходимо допълнително помещение, оборудвано с вентилационна система и комин, да не говорим за газоснабдителната система. В случай на централно отопление се изисква изграждането на голяма котелна и полагането на цяла мрежа от отоплителни мрежи. Цялата система е скъпа и сложна.Но в някои случаи, например, за малка селска къща и ако наблизо няма газ, трябва да направите електрическа отоплителна система.

Най-често срещаните в такива случаи са електрически котли за отопление на водата или различни електрически нагреватели, На първо място, това са маслени радиатори, електрически камини и вентилаторни нагреватели от различни дизайни. Принципът на работа на тези устройства също е конвекция, както в системите за отопление с вода: първо въздухът се нагрява, а чак след това стените, мебелите, хората. Такава система е неефективна и неефективна.

Инфрачервени нагреватели

В момента на разположение в различни инфрачервени отоплителни уредикоито осигуряват рационално и икономично отопление на помещенията при голямо разнообразие от условия. На следващо място ще бъдат разгледани някои от тези устройства, принципите на тяхната работа.

От естествена гледна точка традиционните отоплителни системи не работят правилно. Първо въздухът се загрява, а след това всичко останало. При естествени условия всичко се случва обратното.

Естественият източник на топлина на Земята е слънцето. Слънчевите лъчи имат много широк спектър, но именно неговият инфрачервен компонент загрява Земята, хората, растенията и всички предмети, а от тях въздухът се загрява и създава удобни условия за човешкия живот.

Именно на този принцип работят инфрачервени нагреватели, Въздухът за инфрачервено лъчение е абсолютно прозрачен, поради което инфрачервените лъчи свободно достигат до нагрятите повърхности и предмети.

Фигура 2 схематично показва разпределението на топлината при използване на инфрачервен нагревател.

Фигура 2. Разпределение на топлина с помощта на инфрачервен нагревател

Инфрачервено лъчение представлява електромагнитни вълни с дължина на вълната в обхвата от 1 * 10-6 ... 1 * 10-3 микрона. Интензитетът на топлинното излъчване зависи от дължината на вълната на инфрачервеното лъчение: късо вълновите лъчи се получават при температура на излъчващото тяло над 750 ° С. В зависимост от приложението и дизайна температурата на излъчващия елемент на инфрачервения нагревател може да бъде в диапазона от 100 ... 950 ° C.

Извънбордови инфрачервени нагреватели

В доста високо помещение системите за отопление на водата, както беше споменато по-горе, са неефективни, защото целият топъл въздух се издига.

С височина на тавана от 2,5 ... 3,6 м, нискотемпературните инфрачервени извънбордови нагреватели с температура на емитер в диапазона от 100 ... 120 ° C ще бъдат доста ефективни и икономични.

За да се постигне равномерно отопление на помещението, за да се избегне появата на топли и студени зони, е необходимо да се извърши отопление от няколко нагревателя, чиято обща мощност трябва да съответства на топлинните загуби на сградата. Ако височината на тавана е 4 m или повече, тогава е напълно приемливо и безопасно да се използват нагреватели с излъчваща повърхностна температура до 200 ° C и повече. Такива нагреватели се наричат ​​висока температура.

Конструкцията и принципът на работа на излъчвателите са такива, че монтирането им е възможно на всяка височина. Ако помещението е много голямо, например склад или хангар, тогава инфрачервените нагреватели могат да бъдат инсталирани само над работните места, на местата, където се намират хора, което спестява енергия.

Панелна лъчева отоплителна система:

Нагревател с ниска температура Това е метална кутия с разпределен нагревател, поставен вътре в нея. Излъчващата повърхност се обработва със специални материали, осигуряващи максималната интензивност на топлинното излъчване, излъчване на топлинна лъчиста енергия. Коефициентът на топлинна емисия от най-модерните нагреватели достига 90%. До голяма степен излъчващата повърхност се насърчава от факта, че излъчващата повърхност става релефна, неравна. Това ви позволява да увеличите площта му поне с 2,5 ... 3 пъти.

Нагреватели с висока температура също представляват кутия с форма на кутия, вътре в която са разположени един или повече нагревателни елементи. Топлината на тези елементи се прехвърля към алуминиевия профил, излъчващата повърхност на който е покрита със специална керамика, което позволява да се намали температурата на излъчващата повърхност чрез увеличаване на емисионния коефициент на радиационния поток.

Пространството между корпуса и нагревателните елементи се запълва с топлоустойчив висококачествен топлоизолатор, като по този начин се постига пълно пожарна безопасност цялото устройство като цяло. Такава топлоизолация е характерна както за високотемпературни, така и за нискотемпературни нагреватели.

Някои компании, например Thermatex, Armh5, Rockfon, произвеждат инфрачервени нагреватели за монтаж в касетни тавани, което още веднъж казва инфрачервени нагреватели за пожарна безопасност.

Един от новите продукти на пазара са огледалата с топлоизлъчване. Техният отразяващ слой също е нагревателен елемент. Максималната повърхностна температура на огледалото не надвишава 75 ° C, което е напълно безопасно за другите. В сауната или в банята такова огледало не се мъгли, не променя естественото ниво на влажност и идеално се вписва в дизайна на помещението, то е екологично чисто.

Както показаха различни проучвания, термичният честотен спектър на инфрачервеното отопление е абсолютно безопасен за хората. Това се потвърждава от проучвания не само на производителите, но и резултатите от независими изследвания. Безопасността на инфрачервените устройства се потвърждава и от сертификати за съответствие, издадени както от руски, така и от чуждестранни санитарни служби.

Различни фирми произвеждат инфрачервени нагреватели главно от типа таван, подходящи за използване във всякакви помещения: промишлени, жилищни, селскостопански, мокри и дори експлозивни.

Много компании произвеждат и стенни нагреватели, подови и преносими, монтирани на стелажи. Известни са инфрачервените нагреватели, в които се използва газ.

Инфрачервени нагреватели за картини

Напоследък като допълнителни локални нагреватели стават все по-популярни различни елементи от интериора: нагреватели за боядисване, дъски, топли панели за стена.

Такива нагревателни елементи се състоят от въглеродни влакна, свързани паралелно един с друг. В нагревателите няма не една или дори двеста такива нишки, поради които всяка нишка работи без претоварвания, мощността, разпределена от нея, е много малка. Следователно, появата на претоварвания и прегряване е изключена, надеждността на такива нагреватели е много висока, експлоатационният живот достига 10 или повече години.

Предимствата на инфрачервените нагреватели

Едно от предимствата на инфрачервените нагреватели е, че топлината, създавайки чернови и повдигащи облаци прах, не преминава под тавана, както в случая на конвекционни отоплителни системи. Нивото на електромагнитните полета на инфрачервените системи е много по-ниско от това на много домакински електрически уреди, кислородът не се изгаря, влажността на въздуха в помещението не намалява, остава на естествено ниво.

Топлината в стаята се усеща веднага след включването, повърхностите на околните предмети почти веднага се затоплят. В този случай не е необходимо равномерно загряване на цялата стая, възможно е да се създадат отделни удобни зони, например в близост до телевизор или над бюро или компютърно бюро.

Безспорното предимство на инфрачервеното оборудване е неговият малък размер и мобилност. Благодарение на тези параметри, използваемата площ се спестява, оборудването се премества лесно, монтира и демонтира. Инфрачервените нагреватели са много ефективни в сгради с лоша топлоизолация и високи тавани, имат малък ефект върху вентилацията.

Инсталирането на инфрачервени нагреватели с подходяща мощност е възможно дори на открити места. Например над маси в лятно кафене.За разлика от традиционната система за водно отопление, инсталирането на сложно скъпо оборудване не се изисква: тръби, котли, помпи и др. При инсталиране на инфрачервено отопление проблеми като размразяване на тръби при изключване на системата изчезват. Когато отново включите електричеството, инфрачервеното отопление ще работи отново, сякаш нищо не се е случило.

С помощта на модерни програмируеми термостати е възможно да се поддържа температурата в диапазона от 5 ... 30 ° C, като се настройва за всяка стая поотделно.

В сравнение с конвекционните нагреватели, IR устройствата са с 20 ... 25% по-икономични, а в случай на използване на двутарифно плащане за електроенергия, спестяванията могат да достигнат 40 ... 45%.

Борис Аладишкин