ТеплоСпец

Какой принцип работы инфракрасного обогревателя: разбираемся вместе

Содержание:

1. Ламповые инфракрасные системы отопления
2. Газовые инфракрасные обогреватели
3. Газовые инфракрасные встроенные камины
4. Пленочные инфракрасные обогреватели

Тепло, которого так не хватает в холодную пору года, человек научился добывать давно. При этом способы обогрева пространства непрерывно совершенствуются. Наблюдения за окружающей средой, развитие науки и вместе с ней техники, ведет к появлению все более современных систем отопления. Стремление защитить окружающую среду и уменьшить расходы и потерю тепла привели к изобретению современных инфракрасных систем отопления.

Львиная доля тепла, отдаваемая при конвекционном обогреве помещений, к примеру, радиаторами, расходуется впустую – на обогрев участков пространства (у потолка, например), температура которых для человека несущественна.Часть энергии также может расходоваться на световое излучение. Лучшим решением на сегодняшний день в большинстве случаев становятся инфракрасные обогреватели - принцип работы их заключается в выделении лучистой энергии, поглощаемой окружающими предметами, которые, в свою очередь, отдают тепло в пространство.

инфракрасные обогреватели принцип работы

Воздух при этом самим инфракрасным излучением не нагревается. Такое локальное отопление существенно экономит расходы электроэнергии или газа. К тому же, не требуется предварительного обогрева – инфракрасное излучение начинает действовать сразу после включения прибора. 

Для более подробного объяснения того, как осуществляется инфракрасный обогрев дома или квартиры, следует описать различия в работе рассматриваемых систем в зависимости от источника энергии и конструкции. Попутно рассмотрим принцип работы инфракрасных обогревателей.

Ламповые инфракрасные системы отопления


Принцип действия лампового инфракрасного обогревателя подобен действию солнечного излучения. К работающим схожим образом приборам относятся и другие отопительные приборы, например – галогенные обогреватели. Устройство инфракрасного обогревателя такого типа является достаточно простым. В среде, заполненной инертным газом, размещена нихромовая спираль, намотанная на сердечник из жаропрочного материала, в качестве которого может быть использована керамика. Проходящий ток провоцирует возникновение эффекта, описываемого законом Джоуля-Ленца.

Количество высвобождающегося при этом тепла зависит от нескольких факторов:

  • Напряжения между начальной и конечной точками спирали.
  • Сопротивления материала, из которого изготовлена спираль.
  • Времени, на протяжении которого протекает ток.

Высокое сопротивление нихрома усиливает эффект. Постепенно спираль накаляется и начинается активное излучение в инфракрасном диапазоне. Температура для возникновения эффекта свечения, должна достичь порядка 500◦С, однако зачастую нагрев происходит до более высоких температур. Излучение без значительных потерь проходит сквозь инертную газовую среду к стеклянным колбам ламп обогревателя. Сами лампы изготавливаются из сплава кварцевого песка, отлично пропускающего волны, находящиеся в рабочем диапазоне. Таким образом, в инфракрасных обогревателях потери практически отсутствуют.

Далее излучение направляется в пространство. Следует обратить внимание на то, что большая часть ламп инфракрасных обогревателей расположена симметрично по отношению к своей оси. Это означает, что мощность излучения в любом направлении одинакова. Для корректировки направления теплового потока инфракрасные лампы помещены в фокус рефлектора, изготовленного из теплостойкого, хорошо отражающего излучение металла. Наиболее часто используемым для этого материалом является нержавеющая сталь. Идеальным для инфракрасных обогревателей рефлектором могло бы стать нанесенное на наружную сторону стеклянных колб серебро, что, в связи с дороговизной и хрупкостью таких ламп, массового распространения, естественно, не получило.

обогрев дома инфракрасными обогревателями

В центральной части лампового инфракрасного обогревателя находится так называемая мертвая зона, которую образует сама лампа. Однако подобные нюансы не умаляют преимуществ ламповых инфракрасных обогревательных систем. Коэффициент полезного действия таких приборов достаточно высок. Даже при отсутствии в колбах ламп газа, обогреватели такого типа могли бы работать.

Подобное решение, однако, неприемлемо по нескольким причинам:

  • Воздействующее на лампу атмосферное давление делает ее достаточно хрупкой. Дополнительная необходимость увеличить толщину стеклянных стенок повысит стоимость обогревателя и снизит при этом его эффективность.
  • Находящаяся в вакууме спираль за счет испарения материала, из которого она изготовлена, стала бы истончаться. Не задумывались ли вы над тем, каким образом Солнце, состоящее из жидкого вещества, температура которого достигает шести с половиной градусов по Кельвину, не разлетается в космическом пространстве? Объясняется это действием сил тяготения. А на Земле, под действием силы тяжести в условиях вакуума, атомы материала спирали будут покидать раскаленную поверхность, чт в результате приведет к невозможности длительной работы. Согласно проведенным исследованиям и расчетам, некоторые испарившиеся частицы могут оседать на внутренней поверхности стеклянной колбы, снижая эффективность работы прибора – образующаяся непрозрачная зеркальная поверхность станет препятствием для теплового излучения. Инертный же газ и специальные добавки, находящиеся в лампе, препятствуют процессу испарения и способствуют возвращению испарившихся частиц на поверхность спирали.

Это и объясняет необходимость заполнения полости лампы инертным газообразным веществом. Немного снижая коэффициент полезного действия прибора, газ выбирается с учетом пропускной способности для максимальной задержки полезного излучения. Тем более, толща находящегося внутри лампы газа очень мала, в сравнении с толщиной слоев окружающей атмосферы.

Таким образом, не обогревая окружающий воздух, прибор расходует практически всю выделенную им энергию на обогрев находящихся рядом поверхностей. Наилучшим вариантом использования инфракрасных ламповых обогревателей, относящихся к потолочному типу, будет их размещение на кухне и в спальне. Для того, чтобы постель и воздух вокруг нее были теплыми (рекомендованная врачами температура в спальных помещениях составляет 20◦С), потолочный обогреватель следует разместить непосредственно над кроватью. Наибольший поток теплового излучения должен быть направлен к ногам спящего.

Характеристика инфракрасных обогревателей, смотрите на видео:


Газовые инфракрасные обогреватели


Приборы, работающие на природном газе, могут быть сконструированы таким образом, чтоб скрыть или, наоборот, подчеркнуть свечение пламени при сгорании газа.

Сконструирован обогреватель такого типа следующим образом:

  • В основании прибора расположен баллон с газом, скрытый от глаз цокольным щитом.
  • Немного выше стального заборного тракта находится оборудованная керамической жаропрочной решеткой топка.
  • Продукты сгорания покидают прибор через отверстие, выходящее наружу.

принцип работы инфракрасных обогревателей

В среднем, высота таких устройств составляет около 1,8 м, выделяют среди них приборы двух типов:

  • Камин, имеющий внутри корпуса жаропрочную керамическую решетку, расположенную вертикально и охватываемую пламенем сгорающего газа. Решетка, раскаляясь, излучает тепло, направляемое через портал обогревателя, таким образом, чтоб охватить примерно тридцатиградусный сектор выхода.
  • Грибок, имеющий внешне вид пляжного зонта. В его основании скрыт газовый баллон, из которого топливо поднимается по «ножке» вверх. В очаге под «шляпкой» горит пламя. Сам зонт, имеющий конусовидную форму, играет роль отражателя инфракрасного излучения.Радиус действия обогревателя такого типа наиболее широк, однако у самой вертикальной трубки тепло не ощущается.

Описанные модели являются идеальным вариантом для портативного использования. Однако обогрев дома инфракрасными обогревателями будет эффективен лишь при использовании более мощных систем.

Газовые инфракрасные встроенные камины


Принцип действия инфракрасного обогревателя, работающего по принципу камина, не более сложен, нежели работа описанных выше систем. Сконструирован он в виде настенного инфракрасного обогревателя, внешне имитирующего камин. Газ подается в него через общую систему газоснабжения дома по отдельной трубе.

принцип действия инфракрасных обогревателей

Вторая труба, имеющая больший диаметр и выходящая на улицу, необходима для забора кислорода и выхода продуктов сгорания. Выходящий и входящий потоки разделены внутри системы стальными пластинами. Для отопления частного дома инфракрасный газовый камин служит отличным вариантом. Фото таких приборов наглядно демонстрируют схожесть их с настоящими каминами, придающими дому уютную и теплую атмосферу.

Пленочные инфракрасные обогреватели


Абсолютно пожаробезопасными являются пленочные инфракрасные обогреватели, основной температурный режим которых составляет 45◦С. Среди таких обогревателей популярны потолочные системы, монтируемые в виде типичной пенополиуретановой плитки. Принцип действия инфракрасных обогревателей такого типа заключается в прохождении сквозь фольгу, размещенную между изолирующими слоями плитки, электрического тока. Нагретый материал плитки излучает тепло вниз, в направлении пола. Регулировка таких обогревателей осуществляется с помощью термостата.

Оставляйте отзывы:


Во многих случаях даже не стоит пытаться выполнить работы самостоятельно. Без опыта и специализированной практики высока вероятность порчи строительных материалов, создания аварийных ситуаций, вплоть до угрозы здоровью и жизни людей. Если нету уверенности в своих силах, лучше воспользоваться услугами специалистов.