Принцип работы ик обогревателя: Принцип работы инфракрасного обогревателя

Содержание

Принцип работы инфракрасного обогревателя

Принцип работы инфракрасного обогревателя очень напоминает воздействие солнечных лучей. Мощное тепловое излучение, исходящее из устройства, поглощается стенами, потолком, полом, мебелью и другими поверхностями. И уже непосредственно они передают его в окружающую среду. Это намного выгоднее, чем использование конвекционных отопительных приборов, ведь они большей мере прогревают подпотолочное пространство, ведь нагретый воздух всегда поднимается вверх.

Разновидности ИК-обогревателей:

по длине волн – коротковолновые, средневолновые, длинноволновые;
по типу источника энергии – электрические и газовые, дизельные и водяные;
по типу монтажа – стационарные и мобильные.

Существует множество вариантов конструкции ИК-обогревателей, но основой их всегда выступает излучатель и рассеивающий лучи отражатель (рефлектор), который фокусирует лучи в заданном направлении. Роль излучателя играют галогенные, кварцевые и же более современные карбоновые лампы. Галогенная трубка наполнена парами галогена, которые из-за электрического поля излучают свет и инфракрасные лучи. Внутри кварцевых и карбоновых ламп создан вакуум. В нем находится вольфрамовая спираль, которая нагревается под воздействием тока. Свет такие обогреватели не излучают.

Тепловое излучение, исходящее от ИК-обогревателя, практически не поглощается воздухом, а лишь слегка рассеивается. Этим обусловлен высокий КПД таких приборов, ведь вся высвободившаяся энергия без потерь достигает предметов и поверхностей, а только потом уже отдается в виде тепла в окружающую среду. Работа инфракрасного обогревателя ощущается сразу, без необходимости предварительного прогрева помещения.

Обзор популярных брендов и моделей инфракрасных обозревателей

Под брендом Ballu выпускаются мощные обогреватели направленного действия, которые обычно используются в производственных и промышленных помещениях. Они подходят для зданий с высокими потолками и плохой теплоизоляцией. Устройства Ballu для обогрева домов и дач имеют компактные размеры и современный дизайн, который впишется в любой интерьер. Производятся в России.

Популярные серии ИК-обогревателей Timberk: Warmth Booster – A1N, Hawaii – HP1, Tropicana – A3, Carribia – A5, TCH, Q1, Q2, Palma – AR7, Elite – A9. Устройства этого бренда оснащены высокоэффективным окружающим рефлектором и корпусом из алюминия, имеющим высокий уровень защиты от влаги и пыли.

Обогреватели Neoclima производятся в Турции подходят для обогрева жилых и нежилых помещений. Их также можно использовать на террасах и верандах. Модельный ряд оборудования включает навесные устройства и оборудование, монтируемое на специальных подставках.

ИК-приборы Ресанта используются для обогрева жилых, офисных и складских помещений. Во время работы они не сжигают кислород, так как нагревает устройство ближайшие поверхности, а не воздух. Оборудование может быть смонтировано на потолке или стенах, что экономит полезно пространство помещений.

Турецкие инфракрасные обогреватели Maximus на 80% эффективнее любого конвекционного отопительного оборудования. Отражающий элемент в таких приборах производится из специального алюминия, поэтому обогрев помещения начинается всего через 30 секунд после включения устройства. Стильный корпус прибора позволяет монтировать его в любых помещениях.

Устройство и принцип работы инфракрасного обогревателя

Со времени появления на рынке приборы инфракрасного обогрева медленно, но верно завоевывают все большую популярность. Сфера их применения достаточно широка – от обычных жилых помещений до производственных зданий большой высоты. Естественно, что устройство и принцип работы инфракрасного обогревателя вызывает немалый интерес. Вашему вниманию предлагается данная статья, где все вопросы касательно работы указанных приборов будут подробно рассмотрены.

Инфракрасный обогреватель: как это работает?

Чтобы получить представление о том, как функционируют аппараты инфракрасного обогрева, сначала разберемся, какими способами может передаваться тепловая энергия в пространстве помещения. Их всего два:

конвекция: любой предмет, чья температура выше, чем окружающего воздуха, обменивается с ним теплом напрямую. Воздух, нагреваясь от этого предмета, теряет в плотности и массе, за счет чего устремляется вверх, вытесняемый более тяжелым холодным потоком. Таким образом, в пространстве комнаты начинается циркуляция воздушных масс разной температуры.
лучистое тепло: поверхность, имеющая температуру более 60 ºС, начинает интенсивно испускать электромагнитные волны в диапазоне 0.75—100 мкм, несущие в себе тепловую энергию. На этом и основана работа инфракрасных обогревателей, чьи нагревательные элементы выделяют такие волны.

Самый комфортный для человека диапазон ИК-излучения – от 5.6 до 100 мкм, в его рамках функционирует большинство инфракрасных обогревателей. Исключение – приборы дальнего действия, устанавливаемые на потолках производственных зданий. Они излучают в среднем (2.5—5.6 мкм) и коротком (0.75—2.5 мкм) диапазонах и располагаются на расстоянии от цели 3—6 м и 6—12 м соответственно. Использовать такие излучатели в жилых зданиях недопустимо.

Попадая на поверхности, находящиеся в пределах видимости, ИК-лучи повышают их температуру. После этого вступает в действие принцип конвекции, тепло начинает передаваться от поверхностей воздуху комнаты. Такой прогрев является более равномерным, чем при работе традиционных конвективных систем, что и отражено на рисунке:

Устройство обогревателя

Прежде чем рассмотреть устройство инфракрасного обогревателя, отметим, что эти приборы производятся 2 видов:

электрические: в них используются нагревательные элементы различных видов: карбоновые спирали, трубчатые ТЭНы, галогенные лампы и пленочные микатермические панели.

газовые: здесь ИК-лучи выделяет нагретый керамический элемент.

Устройство аппарата мы рассмотрим на примере потолочного длинноволнового обогревателя, питающегося от электросети. В нем роль нагревательного элемента играет алюминиевая пластина со встроенным ТЭНом особой конструкции. На поверхность пластины нанесено анодированное покрытие, улучшающее теплоотдачу поверхности. С обратной стороны установлен отражатель и слой теплоизоляционного материала. Ниже на схеме показано устройство потолочных обогревателей:

1 – металлический корпус; 2 – кронштейны крепления к потолку; 3 – ТЭН; 4 – излучающая пластина из алюминия; 5 – слой тепловой изоляции с отражателем.

Прочие электрические приборы инфракрасного обогрева с другими видами нагревательных элементов конструктивно мало чем отличаются от излучателей подвесного типа. Существенная разница меж ними только в способе управления. Настенные и напольные ИК-обогреватели имеют встроенный блок управления с терморегулятором и датчиком опрокидывания. У потолочных аппаратов этот блок — выносной, устанавливаемый на стену, он может управлять несколькими приборами одновременно.

Надо сказать, что принцип работы газового инфракрасного обогревателя аналогичен электрическому, только получение тепловой энергии происходит разными путями.

В газовом приборе нагревательным элементом служит керамическая пластина, чья температура может достигать 900 ºС в зависимости от настроек. Пластина прогревается газовой горелкой, находящей в торцевой части корпуса, как это изображено на схеме:

В чем секрет популярности?

Производители декларируют следующие достоинства инфракрасных обогревателей:

высокая эффективность и экономичность;
отсутствие вращающихся деталей и шума;
выделяется мягкое тепло, не вызывающее ухудшение самочувствия у человека;
простой монтаж и подключение.

Как правило, это общие фразы, нечто подобное можно встретить в описаниях масляных радиаторов или настенных конвекторов. Они не отвечают на вопрос – чем приборы так привлекательны для пользователей в реальной жизни? Оказывается, все просто, работа потолочного инфракрасного обогревателя, как и настенного, возможна в неутепленных зданиях, на сквозняках и даже на улице. Главное, находиться в зоне действия ИК-излучения.

Прибор, выделяющий инфракрасные волны, будет создавать зону комфортного тепла перед собой, оставляя без внимания остальное пространство помещения. Оно прогреется после, спустя несколько часов от разогретых предметов. Но факт остается фактом: в комнате, где для отопления нужен 1 кВт тепла, люди ставят инфракрасный нагреватель на 500 Вт таким образом, чтобы лучистое тепло распространялось как можно шире. Это создает иллюзию хорошего отопления, хотя на самом деле температура в помещении остается собачьей, законы физики обмануть не удастся.

Если для отопления помещения требуется 1 кВт теплоты, то инфракрасные излучатели должны быть именно такой мощности, тогда никаких иллюзий не будет, во всей комнате достаточно быстро установится комфортная температура.

Есть у приборов и другие недостатки. К примеру, схема инфракрасного обогревателя в подвесном исполнении подразумевает бесполезный расход около 10% тепла, скапливающегося под потолком. Это конвективная передача энергии от нагретого корпуса аппарата окружающему воздуху, который там, под потолком, и остается. Работе настенных обогревателей мешают различные предметы, карбоновые и галогенные приборы раздражают своим ярким светом, а микатермические – высокой ценой.

Заключение

Как на самом деле работают керамические инфракрасные обогреватели?

Что такое керамические инфракрасные обогреватели?

Керамические инфракрасные обогреватели, как правило, бывают двух типов: конвективные керамические инфракрасные обогреватели и излучающие керамические инфракрасные обогреватели. При конвективном способе нагрева тепло передается за счет пропускания электричества через последовательность алюминиевых деталей или ребер. Керамические инфракрасные обогреватели относятся к лучистым обогревателям и могут достигать температуры более 750°C.

Керамический инфракрасный тепло передается через нихромовые провода, расположенные в канавках на поверхности керамического нагревателя, и излучается на инструмент, который он нагревает. Керамические инфракрасные обогреватели бывают разных форм и размеров в зависимости от области применения, а также имеют энергоэффективные излучатели.

Поскольку керамические нагреватели обеспечивают быстрый, безопасный и чистый источник тепла, они широко используются в различных отраслях промышленности, таких как сушка, кипячение, формование и плавление продуктов.

Они также используются для обогрева помещений, когда животные, такие как свиньи, достигают половой зрелости. Керамические инфракрасные обогреватели создают оптимальную микросреду для повышения выживаемости поросят без перегрева свиноматки.

Принцип работы керамических нагревателей

Керамические нагреватели работают по принципу нагрева электрическим сопротивлением. Это форма электрической энергии, преобразованная в тепловую или тепловую энергию. Это означает, что тепло выделяется за счет высокого удельного сопротивления нагревательного элемента при пропускании через него электричества. Когда электричество проходит через керамические нагревательные элементы, материал сопротивляется потоку и выделяет тепло.

Преобразование электрической энергии в тепловую полезно для нагревателя, так как повышает его эффективность. Нагрев электрическим сопротивлением на 100% энергоэффективен, что означает, что вся поступающая электрическая энергия преобразуется в тепло.

Керамические инфракрасные обогреватели обычно изготавливаются из одного из двух элементов – открытых керамических стержней или катушек/лент/или проволоки из сплава. Затем он покрывается керамической изоляционной пластиной.

Величина электрического сопротивления элемента является мерой его способности генерировать тепло, пропорциональную величине тока, протекающего через него. Чтобы материал считался хорошим нагревательным элементом, он должен иметь достаточное внутреннее сопротивление. Керамические инфракрасные обогреватели передают тепло в окружающую среду посредством теплопроводности, конвекции или излучения.

Когда температура керамического нагревательного элемента достигает определенной заданной точки, сопротивление увеличивается, что останавливает подачу тока и выделение тепла. Следовательно, керамические инфракрасные обогреватели обеспечивают необходимое тепло без ненужного повышения температуры окружающей среды.

Преимущества керамических инфракрасных обогревателей

Керамические инфракрасные обогреватели имеют ряд преимуществ

Быстро нагреваются и энергоэффективны.
Они безопасны и портативны.
Они маленькие, компактные и недорогие.
Доступны различные модели с вентиляторами или без них.
Они не потребляют много электроэнергии по сравнению с другими типами обогревателей.
Они оснащены встроенными функциями безопасности, такими как таймеры, сенсорные датчики, датчики перегрева, термостаты, цифровые дисплеи и пульты дистанционного управления.
Способны равномерно обогревать большие площади.
Они безопасны, поскольку не выделяют токсичных веществ, таких как угарный газ, которые обычно выделяют некоторые другие типы обогревателей. Керамические инфракрасные обогреватели, как правило, не загрязняют окружающую среду и помогают поддерживать чистоту воздуха.
Прочные.
Керамические инфракрасные обогреватели продаются с внутренними термопарами типа K и без них.

Компания Nexthermal является единственным поставщиком керамических инфракрасных обогревателей и излучателей Elstein в Северной Америке. Nexthermal предлагает энергоэффективные керамические инфракрасные обогреватели, которые могут снизить потребление электроэнергии до 25%, что приводит к значительной экономии.

Мы также предлагаем ряд продуктов, таких как патронные нагреватели, керамические панельные нагреватели, змеевиковые нагреватели, термопары и регуляторы температуры.

Инфракрасное отопление

Инфракрасный обогреватель излучает тепло подобно изразцовой печи.

Инфракрасное излучение имеет то преимущество, что желаемую температуру (с помощью термостата) можно постоянно регулировать.

Тем самым предотвращается как нежелательный перегрев, так и/или быстрое охлаждение помещения. От солнца мы знаем и любим принцип лучистого тепла. В зимний месяц, например, вряд ли что может быть прекраснее, чем сидеть на улице на солнце перед хижиной на скамейке дома. Инфракрасные поверхностные нагревательные элементы работают по принципу распространения тепловой волны, т.е. электрическая энергия преобразуется непосредственно с помощью углеродных тканей или графитовых покрытий в чистую энергию инфракрасного излучения.

Таким образом прогревается и тело человека, и стены, и мебель. Эти объекты отдают тепло окружающей среде и тем самым обеспечивают приятную температуру окружающей среды. Более простой и экономичный способ обогрева точно невозможен.

Два вида тепла:

Непрямой обогрев помещения, отражающийся от стен и мебели.
Прямое лучистое тепло отчетливо ощущается на расстоянии до 3 – 4 м. С помощью этого принципа фактически измеренная температура в помещении может быть установлена примерно на 2–3 °C ниже, чем желаемая температура для хорошего самочувствия.

Это опять экономит энергию. Инфракрасные лучи положительно влияют на организм человека. Это уже известно из согревающего солнца, а также из все более популярной инфракрасной сауны. Инфракрасные обогреватели могут преобразовывать электрическую энергию почти на 100% в тепло. Тем самым опровергается и тезис о том, что отопление электроэнергией должно быть очень затратным. Это относится только к устаревшим методам обогрева обогревателями и старым электрическим обогревателям, но не к инфракрасным.

Инфракрасный:

приятное лучистое тепло
низкая «температура хорошего самочувствия»
энергосбережение

традиционное отопление (принцип конвекции):

основано на конвекции причина-
необходима более высокая температура окружающей среды

В традиционной системе отопления воздух в помещении нагревается за счет конвекции.