Що таке інфрачервоні нагрівачі Теорія та практика

ІФ-світло знаходиться між видимим спектром та мікрохвильами. Він є одним із способів теплообміну. Конвективне перенесення визначає вирівнювання температури об'єктів при передачі енергії в рідкому, газоподібному середовищі. ІФ - це електромагнітне випромінювання, при якому нагрівається не атмосфера в приміщенні, а предмети. Ще один варіант – контактне нагрівання при торканні предметів. Розглянемо його докладніше.

Що таке теплопровідність

Завдяки термодинамічній рівновазі більш нагріті предмети віддають надлишок енергії тим, що холодніше. Якщо розглядати процес з фізичної точки зору, то атоми та молекули одного тіла активно стикаються з аналогічними частинками іншого тіла доти, доки їх термічний показник не зрівняється.

Нагрів відбувається після того, як тіло пропускає через себе отриманий енергетичний потенціал. Якщо його значення теплопровідності високе, тепло швидко поглинається і переміщається далі. А сам предмет лише трохи підвищує свою температуру. Пояснимо це на прикладі.

Коли ви взимку, в сонячний день, торкаєтеся скла у вікні, воно залишається холодним, а рука відразу відчуває приємний нагрівання. У скла досить високий параметр теплопровідності, він дорівнює 1 Вт/мК. У повітря він сягає 0,026 Вт/мК. Тому пінопласт із порами, заповненими повітрям, вважається гарним утеплювачем (утримує енергію, а не проводить через себе). Алмаз є чудовим, найпотужнішим джерелом теплопровідності, оскільки його значення теплоперенесення становить понад 2500 Вт/К.

У вакуумному середовищі теплопровідність відсутня, адже там немає частинок, здатних транспортувати превалюючий термічний потенціал. Тут функціонує лише промениста енергія.

Властивість передавати тепло найактивніше проявляється при інфрачервоному вивченні. Уявіть звичайний радіатор, встановлений на стіні. ВІН підвищує градус у приміщенні двома способами: конвекцією (десь на 70%) та випромінюванням (порядку 30%). Якщо взяти аналог радіатора та підвісити його в стельову зону, то конвективний теплообмін вже не раціональний, а діє лише ІЧ-нагрів.

Теорія інфрачервоного випромінювання

Цей вид передачі енергії має на увазі світлову складову, тому підпорядковується законам оптики. Інфрачервону складову одержують і тверді, і рідкі тіла, температура яких перевищує подібний показник навколишнього середовища. Розрізняють короткохвильове (0,74-2,5 мкм), середньохвильове (2,5-50 мкм) і довгохвильове (50-2000 мкм) світло. З підвищенням t⁰ потужність вивчення зростає, а довжина хвилі зменшується.

Інфрачервоне випромінювання було відкрито 1800 року Вільямом Гершелем. Він вибрав для об'єкта вивчення Сонце і знаходився в пошуку способу, який зменшить нагрівання інструменту, що використовується в роботі. Англійський вчений виявив, що найбільше тепла знаходиться у невидимій зоні, яка розміщується за червоним світлом. ІЧ-спектр задіяний у молекулярному русі частинок при електронних переходах, що відкрило додаткову нішу для досліджень процесів, що відбуваються в кристалічних ґратах.

Інфрачервоне випромінювання є частиною поля електромагнітних хвиль. У 1923 році фізиком А.А.Глагольєвої-Аркадьєвої було доведено, що природне освітлення, радіохвилі та ІЧ-промені мають однакові коріння. виникнення. Без хвильового фактора ми не могли б бачити навколишні предмети, були б позбавлені мобільного зв'язку, можливості слухати приймачі, дивитися телевізор, користуватися технікою.

Як можна простими словами пояснити сутність ік-випромінювання? Невидимі промені проникають у тіло, викликаючи приємне тіло та активізуючи процес. Видима частина залишається на поверхні предметів і перетворюється на спектр, що висвітлює.

Наскільки корисні інфрачервоні промені для людей та тварин

За допомогою енергії Сонця, що передається, в організмі накопичується вітамін D. Те, що це роблять ІЧ-промені – без сумніву. Уявіть, якби на відстані до Землі в 150 млн.км небесне світило нагрівало все поспіль: хмари, комети, метеорити, туманності та інші об'єкти над нашою головою. Тоді людям діставалася мала частка природного тепла, а врожаю зернових, фруктів, ягід, овочів би не дочекалися ніколи.

Інфрачервоні промені для живих істот є безпечними. Довгохвильові мають лікувальну дію. Ті, хто хоч раз бував у селі в той час, коли топили дровами, напевно пам'ятає, як добре організм відкликався. на штучне джерело ік-випромінювання. Саме тому старі люди забираються на піч і прогрівають на лежанці свої кістки, покректуючи від задоволення. Та й по кішці, що згорнулася там клубочком, можна зрозуміти, що грубка – це явне добро.

Наші тіла легко пропускають усередину корисні промені. Це сприяє правильному клітинному розвитку, покращенню імунного захисту організму, нормалізується частина фізіологічних процесів, покращуються показники крові.

Чим вигідна купівля ік-обігрівачів

Прилади, в яких використовується технологія ІЧ-випромінювання довгохвильового типу, зручні тим, що їх використовують у приміщеннях з теплоізоляцією і без неї, з вікнами, що герметично закриваються, і за наявності холодного повітря. Їх також включають на вуличному просторі, створюючи затишні локації на майданчиках кафе, ресторанів, великих верандах. Затребувані на заводських та складських площах, в офісному та торговому просторі. Перелік застосування пристроїв практично необмежений. Вони працюють на електричному носії та на газі, бувають переставні та зафіксовані над головою.

У сумлінного виробника в пріоритеті якість товару, що випускається. Воно орієнтоване на європейські вимоги, тому унеможливлює неприємні моменти. Такі, як спучування виробів під час нагрівання, порушення контактної групи підключення, механічні руйнування внаслідок пересихання та появи тріщин. Обов'язково дається запас міцності, щоби продукція не функціонувала на критичних значеннях потужності та температурної стабільності. Це забезпечує сертифікацію, яка забезпечує виконання гарантій для покупця.

Компанія «Інтмакс» випускає продукцію з обмеженням за питомою потужністю вище, ніж встановлено стандартами.

Керамічні матеріали

Сировиною для виробництва обігрівачів із тривалим терміном експлуатації є керамічні матеріали. Вони не бояться складних кліматичних показників та повністю зберігають вихідний потенціал при тривалому функціонуванні. Після кількох років використання зберігають початкову конфігурацію, не змінюють вихідні діелектричні показники.

Кордієріт

Має значну хімічну інертність (включаючи кислотостійкість). Створений із глини, польового шпату, стійок до температур -50… +1300⁰С, тому часто застосовується для формування ізоляційного шару навколо фехралевих, ніхромових струмопровідних елементів. Чи не пересушується, зберігає цілісність при тривалій подачі напруги. Ідеальний для інфрачервоного теплового обладнання.

Переклаз

Оксид магнію з додаванням оксидів заліза, алюмінію та силікату є одним з найкращих варіантів для високотемпературних процесів та передачі тепла. Має відмінну сипкість і легко ущільнюється у ТЕНах. Його завдання – якісно виконати ізоляцію у нагрівачі. Єдиний «мінус» ̶ вбирання вільної вологи, тому нагрівачі на початку роботи рекомендується прогрівати при невисоких значеннях напруги.

Технічна порцеляна

Зроблений на основі каолінових глин, має високий відсоток кристалічної склофази. Представлений двома типами матеріалів: кварцовим та пресованим. Добре працює на вологому повітрі, інертний до займання, має високий бар'єр на пробій струмами. Застосовується виготовлення клем під активацію проводів. Для продукції з правильною конфігурацією застосовують кварцову порцеляну, а для складних форм використовують щільно пресований.

Кордієрит, технічний фарфор і стеатит згідно з класифікацією відносяться до електроізоляції групи «А».

Застосування інфрачервоного обігріву в житлових приміщеннях

1. Для досягнення комфортної температури ік-нагрівачі використовують як єдиний або додатковий спосіб підвищення температури. Тому слід заздалегідь розібратися, які є сильні «сильні» та «слабкі» сторони у такому джерелі теплопередачі.
   
   Переваги

• Відсутність спалювання кисню.
• Термін застосування понад 10 років.
• Функціонування без шумових подразників.
• Організація локального та загального нагріву.
• Позитивний вплив на захисні функції організму.
• Застосування у замкнених стінах та на вулиці.
• Безпека здоров'ю.
• Розподіл тепла по вертикалі.

Недоліки

• Неможливість змінити положення джерела тепла. 
• Дотримання умови за мінімально допустимою висотою.
• Необхідність періодично вимикати прилади.

А якщо порівняти з іншими типами пристроїв? Агрегати спірального типу використовують багато струму, що сильно нагріваються і здатні призвести до випадкової появи вогню. Олійні каміни економічніші, але тепло розподіляється на малу площу, для підвищення температури потрібно тривалий час. Конвектори безпечні, дуже повільні в роботі.

В ІЧ-приладах високий ККД, можна сформувати спрямований тепловий потік, приміщення прогрівається зверху до низу. Для приміщень вибирають довгохвильові моделі, для зовнішнього розміщення – короткохвильові. Примірники з терморегулятором зручні для коригування рівня теплопостачання. У сучасних моделях запропоновано автоматизацію роботи пристрою. Функціонує тихо, не викликає перепадів напруги у мережі.

Як виглядає та функціонує керамічний випромінювач

Це ТЕН, поміщений у термостійку оболонку. Енергія нагріву переходить на керамічний корпус, а з нього –  на стіни та об'єкти у приміщенні.

Панельна форма має значну площу роздачі тепла, тому вона швидко «ділиться» отриманої температури. Форма буває плоскою та рельєфною. Передня частина конструкції показує, якої форми ТЕН вміщено всередині. Задня частина має кабелі із захисними намистинами. Потужність приладів визначається щільністю подачі тепла і зустрічається від десятків ватів до кількох кіловат.

На замовлення випускають конструкції з відкритою робочою панеллю. Вони повинні розміщуватись на стелі, щоб не обпалити неакуратних користувачів, адже температура нагрівання досягає +900⁰С. Відсутність кришки на фронтальній зоні зроблено з метою оперативного нагріву цехових приміщень.

Лінійка товарів поділяється на 2 групи:

• порожнисті випромінювачі. Вони мають знижену вагу, тому нагріваються швидше. Добре проявляють себе при потребі у пристроях, які потрібно час від часу активувати та відключати, щоб стабілізувати значення термічного показника. Бар'єр теж порожнистий, тому переном тепла через задню частину
• суцільні. Акумулюють тепло довше, працюють триваліше, остигають повільніше. Поширення тепла відбувається через всю поверхню виробу з використанням відбивачів. Рефлектор повертає назад тепло, яке вивчається у непотрібну зону.

На стелю або стіну

Людина продукує навколо хвилі завдовжки 6-20 мкм. Якщо аналогічний тепловий потік обволікатиме живу істоту, то хвилі почнуть проникати в тіло. Адже не дарма називають його благодатним теплом. З'являється відчуття релаксації, полегшення.

Інфрачервоні нагрівачі виготовляють двох типів: стельові та настінні.

- Фіксація обладнання над головою зручна, якщо де немає вільного місця на стінах. Пристрої можна вбудувати в декоративний панельний ряд або розмістити під стелею. Монтаж над внутрішніми дверима та віконними пакетами допоможе не допустити проникнення з вулиці морозного та сирого повітря.

- Монтаж настінного типу. Якщо стеля не хочеться загороджувати або немає можливості прикріпити туди прилад (наприклад, багаторівнева гіпсокартонна конструкція над головою), а на вертикальних стінових панелях є вільне місце, використовуйте цю можливість для обігріву приміщення.

Важливо визначитися з нагрівальним елементом.

Настінні інфрачервоні обігрівачі випускаються в декількох модифікаціях:

• галогенові. Їх краще використовувати на відкритому просторі або площах з нерегулярним знаходженням людей, оскільки хвилі в обмеженому просторі здатні зашкодити. Використовуються для невеликої зони обігріву, витрачають значну кількість енергії, служать до 6000 годин. Їх легко розбити, тому потрібно дуже акуратно тримати під час встановлення;

• кварцові. Краще вибирати нагрівачі, що не світяться, в яких відсутнє інфрачервоне і ультрафіолетове випромінювання (другий вид здатний викликати ураження очей і пігментацію шкірного покриву). Спеціальне кварцове скло розділяє промені, пропускаючи діапазон 0,7-3 мкм і зупиняючи 0,8-25 мкм. У монолітних конструкціях є трубка з ніхромовою спіраллю, куди герметично вміщений кварцовий пісок. Всі компоненти знаходяться всередині панелі з модифікованого каменю;
• карбонові. Зручна мобільність, оскільки пристрій можна розгорнути для точкового обігріву окремої зони. Нагрівальна деталь отримує вертикальне або горизонтальне положення (залежно від модифікації). Розраховані на довгохвильовий спектр і тривалість експлуатації в 10 годин;
• керамічні. Тонкі панелі з чудовою інтер'єрною складовою. Безпечна довжина хвиль, економічна витрата енергії та 25-річний період використання дозволяють цим пристроям лідирувати у списку обігрівачів.

Для приміщень до 20-30м² підходять низькотермічні моделі. На габаритних площах встановлюють високотемпературні аналоги, які називають темними (вони не святяться у процесі роботи).

Стельовий та настінний монтаж 

Якщо вам не дивно тримати електроінструмент, то при розміщенні пристрою над головою або пристінною площиною не знадобиться допомога фахівця.

• Кріплення в стельовій зоні вимагатиме придбання металевих ланцюгів, кронштейнів або фіксаторів. Перед покупкою потрібно уточнити, чи зможуть вони витримати вагу панелі без зміни первинного стану. Тобто деформація, вигин монтажних кріплень неприпустимі. Спочатку ці елементи розміщують у панелі стель, а потім фіксують на них тепловий прилад. Необхідно, щоб по вертикалі висота до стелі складала понад 3м.
• Стінний монтаж враховує особливу безпеку, адже зовнішня частина приладу нагрівається до +90°С і більше. Якщо в будинку маленькі діти, розташовуйте апарат на висоті 1,5-1,8 м. На цікавість можуть страждати і тварини. Щоб собачий не отримав пошкодження, помістіть обігрівач на середині стіни або вище. Зробіть пару отворів, поставте кронштейн і вішайте ик-пристрій. Не забувайте, що поряд з меблями краще не монтувати прилад.

Додаткові пристрої, що покращують комфортність користування

Виробник піклується про зручність для користувачів, тому пропонує додаткові опції.

• Регулятор ступеня нагрівання. По функціоналу нагадує датчик, який встановлюється в бойлері: вмикається та вимикається для утримання виставленого теплового рівня. Буває в механічному та електронному виконанні. Для правильної установки на стіні знадобиться досвід.
• Захист від перегріву. Використовується відсікач, що вимикає прилад при тривалому його використанні без господарів.
• Дистанційний пульт, який допомагає вмикати обігрівач на відстані.

У коробку з кожною моделлю вкладаються всі передбачені для монтажу комплектуючі, тому його вдається виконати відразу після придбання пристрою. Якщо ви вибираєте самостійне встановлення, не забувайте звірятися з інструкцією.

Приклад розрахунку потужності випромінювання та монтажу інфрачервоних обігрівачів

Пріоритетним розрахунковим показником при виборі та підрахунку кількості пристроїв є питома потужність, тобто кількість випромінювання, що припадає на одиницю площі.

Потік тепла може бути центральним та точковим. Інфрачервоні промені здаються трохи теплішими, ніж насправді. Різниця між тактильним та фактичним показниками не перевищує 4⁰С.

Компанія «Інтмакс» радить дотримуватися оптимальних значень під час монтажу. Це важливо для досягнення рівномірності розподілу променів і максимального попадання на зону, що обігрівається.

Візьмемо довільні значення, щоб показати розрахунок необхідної кількості радіаторів, а також їх місця встановлення.

Дано: площа приміщення 50 м² (Прямокутник 10 х 5). Утеплення незначне, бажана температура після підігріву +16⁰С.

Питома потужність – 120 Вт/м². Висота кріплення становитиме 3м, розміщення відбувається на стіні.

Загальна потужність приладів: 50 * 120 = 6000 Вт (6 кВт). Якщо вибирати певну марку радіаторів на 1000 Вт, їх знадобиться 6 штук. Розміщення буде виконане по периметру попарно один навпроти одного.

Дзвоніть в «Інтмакс», щоб отримати незабаром інфрачервоні нагрівачі.