Принцип работы инфракрасных обогревателей

Блог Блог

ИК обогреватели – отопительные приборы, передающие тепловую энергию излучением волн инфракрасного диапазона. Такие устройства выгодно отличаются от отопительного оборудования других типов. Инфракрасные обогреватели потребляют небольшую мощность, не изменяют состав воздуха, бесшумны, обладают рядом других достоинств. Рассмотрим принцип работы приборов, их виды, преимущества и недостатки, основные параметры, области применения.

Принцип работы

Инфракрасные обогреватели состоят из нагревательного элемента, корпуса с передним фасадом и задней панелью, отражателя ИК волн, теплоизоляции.

Принцип действия отопительных приборов основан на преобразовании электричества в тепловое излучение, эту функцию выполняет нагревательный элемент. Отражатели придают ИК лучам нужное направление, их распространение в окружающее пространство осуществляется только через передний фасад обогревателя. Задние и боковые поверхности отопительного прибора нагреваются гораздо меньше.

Конструкция и состав отопительных приборов может различаться в зависимости от их вида.

Лучистая энергия, попадая на поверхности окружающих предметов, которые не пропускают ИК волны, поглощается и повышает их температуру. Они в свою очередь отдают тепло в окружающее пространство.

При этом тепло распределяется равномерно по всему помещению. В конвекционных и радиаторных системах температура неоднородна, самый горячий воздух оказывается вверху, холодный – внизу. Разница может достигать 3-7°C.

Виды ИК обогревателей

Инфракрасные отопительные приборы различают по типу нагревательного элемента, источнику энергии, способу монтажа и другим параметрам.

По первому признаку различают следующие виды отопительных приборов:

  • Кварцевые. При достижении определенной температуры материал излучает волны ИК частоты, нагревающие окружающие предметы. Кварцевая плита испускает инфракрасные лучи со всей площади. При этом ее нагретая поверхность также передает тепло конвекционным способом.
  • Стеклянные. Нагревательный элемент устройств – оксидное покрытие, обработанное лазером, которое наносят при отливке стекла. Электрический ток, проходя через него, преобразуется в тепловое излучение. Интенсивность ИК волн от нагревательного элемента можно регулировать, изменяя величину тока.
  • Галогеновый. Источником инфракрасных лучей служит лампа накаливания, заполненная парами брома или йода. При использовании такого нагревательного элемента кроме ИК излучается яркий свет в видимом диапазоне. Такие лампы покрывают составом, ограничивающим яркость света и пропускающим инфракрасные лучи.
  • Керамический. Материал преобразует в ИК излучение до 96% подведенной энергии. Остальная передается конвекцией и теплоотдачей. Керамические инфракрасные обогреватели лишены недостатков отопительных приборов других типов. Они имеют значительный рабочий ресурс, обладают высокой механический прочностью.
  • Карбоновый. Источник ИК представляет собой карбоновую нить, запаянную в вакуумную трубку. Наиболее серьезный недостаток таких ИК обогревателей – недолговечность. Срок службы ламп составляет около 2 лет. Существуют также карбоновые обогреватели, выполненные в виде матов. Отопительные приборы работают по следующему принципу При подведении к карбону электричества, материал нагревается и изучает волны в ИК диапазоне.

Выпускают также отопительные приборы с нагревательными элементами из композитных материалов. Устройства выполнены в виде панелей или матов. Свойства зависит от параметров применяемых материалов.

Источником энергии для инфракрасных обогревателей может служить:

  • Электричество.
  • Газ.
  • Дизельное топливо.

Газовые и дизельные ИК обогреватели применяются в основном для обогрева складов, СТО, производственных помещений, теплиц и открытых площадок. При использовании таких устройств в замкнутых пространствах, где длительно находятся люди, требуется надежная система удаления продуктов сгорания.

Большинство отопительных приборов в жилых помещениях – электрические. Такие ИК обогреватели не требуют постоянного притока воздуха и вытяжки продуктов сгорания топлива, проще в эксплуатации, нетребовательны в облуживании, пожаробезопасны.

Плюсы и минусы инфракрасных обогревателей

Несмотря на обилие разнообразных отопительных приборов самого различного типа, ИК обогреватели пользуются большой популярностью. Их покупают в квартиры, частые дома, коттеджи, гостиницы и т.д. Устройства могут работать как дополнительные источники тепла, как основное отопление, встраиваться в системы «умный дом».

Обогреватели отличает:

  • Отсутствие шума. ИК отопительные приборы работают без звука.
  • Равномерное распределение тепла. При использовании инфракрасных отопительных приборов нет зон холодного воздуха внизу помещения. Нагрев осуществляется равномерно.
  • Отсутствие необходимости проводить технические обслуживание. Устройства не имеют частей, подверженных износу. ТО сводится к регулярной очистке излучающей поверхности от пыли и загрязнений.
  • Долговечность. Срок службы стеклянных и керамических обогревателей составляет 25-35 лет и более. Испытания показали отсутствие деградации и коррозии напыления и греющей поверхности при искусственном состаривании в испытательной камере на 25 лет.
  • Безопасность. Электрическая часть устройств выполнена по стандартам безопасности. Кроме того, обогреватели не выжигают воздух, в процессе работы не выделяются вредные и опасные вещества. Длина ИК волн, испускаемых рабочей поверхностью, регламентирована нормативами.
  • Возможность задания температуры. Современные ИК работают с терморегуляторами, которые позволяют задавать комфортные режимы.
  • Высокий КПД. Потери в современных стеклянных и керамических ИК обогревателях минимальны. Энергоэффективность тепловых приборов такого типа составляет до 98%.

Отопительные приборы относительно быстро повышают температуру в помещении, ИК изучение поглощается окружающими предметами, они участвуют в теплопередаче. К недостаткам относят необходимость установки мебели и других стационарных предметов на определенном расстоянии, снижение эффективности потолочных нагревателей в помещениях высотой от 3,5 м и более.

Отдельного пояснения заслуживают утверждения про вред ИК излучения для человека. Рассмотрим этот вопрос подробнее.

Инфракрасный обогреватель: длина волны и вредность для человека

Существует мнение, что ИК лучи вызывают головные боли, пересушивание кожи и роговицы, даже серьезные проблемы, связанные с изменением состава крови. Так ли это? Согласно данным исследований воздействие инфракрасного излучения зависит от длины волны.

ИК лучи 0,78–3 мкм глубоко проникают в ткани, вызывают их обезвоживание, нарушение электролитного баланса, приводят к ожогам. Такие волны наиболее опасны для человека. Отопительные приборы с такой длинной волны применяют для обогрева открытых площадок, складов и прочих нежилых объектов.

Воздействие волн длиной 3–50 мкм чуть менее интенсивно, однако тоже вызывает сходные с коротковолновым излучением проблемы и нарушения в организме. Область применения обогревателей с такой длиной волны – аналогична предыдущим.

Длинноволновое инфракрасное излучение 50–1000 мкм поглощается верхним слоем кожи и практически не проникает в ткани. ИК обогреватели с такой длиной волны применяют в помещениях, где постоянно находятся или проживают люди.

Отопительные приборы проходят обязательную сертификацию по целому ряду нормативов, включая безопасность излучения. Устройства, не прошедшие испытания в оборот не допускаются. Таким образом, соответствующие требованиям нормативов ИК обогреватели при соблюдении рекомендаций производителя никакой опасности для здоровья человека и животных не представляют.

Основные характеристики

К основным параметрам, определяющим выбор ИК обогревателей, относятся:

  • Площадь обогрева. Обычно указывается для помещений с высотой потолка до 3 м.
  • Тип нагревательного элемента. Это может быть керамика или греющее стекло.
  • Размеры и масса. Требуются для выбора места размещения и способа монтажа.
  • Мощность. Для электрических обогревателей указывают тепловую мощность.
  • Напряжение питания и потребляемый ток. Для бытовых отопительных приборов напряжение обычно составляет 220 В, ток – до 16 А, промышленные обогреватели большой тепловой мощности обычно рассчитаны на 380 В и больший ток.
  • Температура передней и задней поверхности. Лицевая панель стеклянных и керамических обогревателей бытового назначения и есть нагревательный элемент, его температура обычно от 80 до 210 °C. Задняя поверхность не излучает ИК волн, ее температура – не больше 90 °C.
  • Наличие/отсутствие встроенного терморегулятора. В подавляющем большинстве моделей ИК обогревателей без встроенного термостата предусмотрена возможность подключения вешнего устройства для задания температурного режима.
  • Пылевлагозащита. Если требуется обогреватель для ванн или влажных помещений, необходима модель степени защиты от IP 54.
  • Назначение. Керамические или стеклянные отопительные приборы могут применяться в доме, на даче, в ванне, в офисном помещении и так далее. На всякий случай перед покупкой рекомендуется убедиться, подходит ли отопительных прибор для предполагаемых условий.
  • Тип монтажа. Выпускают приборы подпольной, настенной, потолочной установки, а также универсальные модели, которые можно монтировать двумя или тремя способами.

При выборе также учитывают цвет и дизайн ИК обогревателя. Отопительные приборы должны подходить к интерьеру. Современные устройства вписываются практически в любую обстановку, устройства выполнены в универсальных цветах «белый», «графит» и т.д. Дизайн устройств также универсален, стеклянные и керамические обогреватели представляют собой устанавливаемые, подвесные или настенные панели и подходят ко всем решениям помещений.

Способы монтажа

Настенный монтаж выполняют при помощи кронштейнов, которые фиксируют дюбелями. Такой способ подходит для стационарных обогревателей большой мощности с отдельной линией питания, которая выводится на щит. Метод подходит в случае, если материалы стен выдерживают температуру задней стенки. Если их свойства исключают повышение температуры можно установить защитный экран между стенкой и обогревателем или расположить отопительный прибор на подвесе, закрепленном на потолке.

Потолочный монтаж также подойдет для стационарных ИК нагревателей. Главное его преимущество – экономия места. ИК излучение может вызывать усиленное выделение смолы с потолка из досок хвойных пород – в этом случае нужно расположить отопительный прибор пониже или установить фанерный или оргалитовый экран.

Примеры установки в помещениях разного назначения

ИК обогреватели – универсальные отопительные приборы. Устройства могут работать как основное отопление и дополнительные источники тепла. Их можно устанавливать:

  • В теплице.
  • В гараже
  • В доме
  • В кафе.
  • На даче
  • В торговых помещениях.