Инфракрасные обогреватели

  При эксплуатации традиционных отопительных систем, основанных на разного рода теплообменных устройствах (радиаторах водяного централизованного отопления, масляных обогревателях) либо теплогенерирующих агрегатах – тепловентиляторах, конвекторах, конверторных сплит-системах, очень сложно добиться комфортного распределения теплого воздуха в помещении. Инфракрасные обогреватели являются единственными легкомонтируемыми (либо мобильными) отопительными устройствами, способными быстро осуществить наиболее оптимальный прогрев помещения. Посредством инфракрасных обогревателей осуществляется прямой нагрев объектов, людей с минимальными потерями. А уже от предметов, нагретых инфракрасными обогревателями, производится прогрев воздуха внутри помещения.

История создания обогревателей инфракрасного типа

  Впервые инфракрасное излучение было обнаружено англичанином В. Гершелем в далеком 1800 году. Он определил, что в спектре солнечного света, полученным им посредством стеклянной призмы, в невоспринимаемой человеческим глазом области (за границей красного) показания термометра значительно повышаются. Градусник, помещенный в этот участок спектра, показывал значительно более высокую температуру, нежели контрольный термометр. Несколько позже было доказано Гершелем и другими учеными современности, что излучение этой спектральной области имеет природу, аналогичную видимому свету, следовательно, подчиняется тем же законам оптики.

  Спустя столетие после открытия этого невидимого излучения, в 1923 году советским ученым-физиком А. Глаголевой-Аркадьевой были впервые искусственно сгенерированы радиоволны, располагающиеся в инфракрасном спектральном участке. Длина полученных волн составляла примерно 80 микрометров. Тогда же было доказано, что инфракрасное излучение, радиоволны и видимый свет имеют идентичную природу, являясь вариациями электромагнитного излучения. А первый инфракрасный обогреватель, функционирующий на природном газе, был изобретен в 1933 году немцем Г. Шванком.

Принцип работы обогревателей инфракрасных

  В отличие от большинства современных отопительных систем/устройств, основанных на теплообмене конвективного типа, обогреватели инфракрасные работают по принципу лучевой теплопередачи. То есть, вместо того чтобы нагревать вначале воздух внутри помещения, от которого, в свою очередь, производится прогрев поверхностей (стен, полов, потолков), предметов и людей, инфракрасные обогреватели осуществляют доставку тепловой энергии непосредственно к обогреваемым участкам, от которых уже и происходит нагрев пространства. Таким образом, при одинаковой степени комфортности, температура воздуха внутри помещения обогреваемого инфракрасным обогревателем может быть на несколько градусов ниже, чем при использовании отопительных систем/устройств конвективного типа.

  Преобразование электроэнергии в тепло производится посредством излучения. Как известно, существует три физических метода передачи тепла: конвективный, лучевой и непосредственно контактный. Большинство современных систем отопления основано на конвективном способе теплопередачи. Как показала практика, данный способ, несмотря на распространенность, далеко не самый эффективный, поскольку в процессе конвекции производится нагрев газовой смеси – «посредника» между источником тепла и обогреваемым объектом. А любая газовая смесь (в нашем случае – атмосферный воздух) легко проникает за пределы любого негерметичного помещения и, не достигнув обогреваемого объекта, рассеивает накопленное тепло во внешней среде. Получается малоэффективная отопительная система, обогревающая скорее внешнее пространство, чем помещение. Поэтому любая отопительная система, основанная на конвекции, при аналогичной энергоемкости будет намного менее эффективной.

  Работа же инфракрасных обогревателей строится согласно совершенно иному принципу. Благодаря тому, что практически вся энергия, вырабатываемая инфракрасным обогревателем, преобразуется в инфракрасные лучи, порядка 92 процентов ее (в среднестатистическом жилом помещении) оказывается направленной на обогреваемый объект, точнее, на зону обогрева. И лишь 8 процентов расходуется на нагрев воздуха. Причем процент тепловой энергии, расходуемый на нагрев воздушно-газовой смеси, напрямую зависит от степени запыленности помещения. Поскольку в абсолютно чистой среде, характеризуемой полным отсутствием взвешенных частиц, результат приближается к стопроцентной отметке. А воздух прогревается уже от мелких физических включений, предварительно нагретых лучевой энергией инфракрасного обогревателя.

  Благодаря данным свойствам лучевого теплообмена, инфракрасный обогреватель в процессе эксплуатации позволяет с минимальными потерями обогреть именно те объекты, которые необходимо. При этом температура любых объектов, поверхностей, на которые попадают лучи обогревателя инфракрасного, всегда будет на пару градусов большей, нежели окружающего воздуха. Никакими иными способами при аналогичных энергозатратах не представляется возможным создать столь теплую атмосферу в любом помещении либо на открытом пространстве.

  Принцип работы инфракрасного обогревателя практически аналогичен естественному природному обогреву посредством солнечного света. Ведь с момента образования нашей планеты, несколько миллиардов лет назад, она освещалась и обогревалась Солнцем – космическим светилом. И жизнь на Земле зародилась благодаря наличию солнечного света.

  Излучение инфракрасного участка спектра условно подразделяется на три диапазона: коротковолновое (0.77-15 микрометров), средневолновое (15-100 микрометров) и длинноволновое (до 340 микрометров). Волны длиной меньше 0.77 микрометров принадлежат к видимому спектральному диапазону, а волны длиной более 340 микрометров относятся к радиоволновому диапазону. Отсюда и следуют уникальные качества инфракрасных обогревателей: их тепловое излучение, подобно видимому свету, способно проникать без потерь сквозь прозрачные среды (стекло, воздух и другие), прямолинейно проецироваться, отражаться от светоотражающих поверхностей (зеркал), преломляться на границе сред различной плотности. С другой стороны, это излучение, подобно радиоволнам, способно проникать вглубь (и насквозь) многих материалов, непроницаемых для солнечного видимого света.

Конструкция любого современного инфракрасного обогревателя учитывает эти особенности тепловых лучей. Основными узлами любого инфракрасного обогревателя являются два элемента: источник теплового излучения и рефлектор (зеркало), отражаясь от которого тепловые волны направляются в локальную обогреваемую зону.

Классификация инфракрасных обогревателей

  Фактически любой бытовой прибор, техническое устройство либо промышленный агрегат, выделяющий в процессе работы тепловую энергию, может считаться инфракрасным обогревателем. Но данное понятие определяет разновидность специализированных устройств, главным и единственным назначением которых является продуцирование направленного инфракрасного излучения. Подобные инфракрасные обогреватели сегодня производятся множеством конструкций, размеров, форм, мощности. Главными источниками энергии для современных инфракрасных обогревателей являются электричество, жидкое топливо и природный газ. Наибольшее распространение сегодня получили инфракрасные обогреватели электрические, ввиду минимальных габаритов при максимальной эффективности и безопасности. Газовые и жидкотопливные инфракрасные обогреватели применяют в двух случаях: при отсутствии надежного источника электроснабжения (в удаленных от цивилизации местах) либо при наличии дармового энергоресурса – газа, выделяемого в качестве побочного продукта при некоторых технологических процессах либо отработанных нефтепродуктов.

  Инфракрасные обогреватели электрические классифицируются согласно следующим критериям:

• Назначение. Исходя из данной характеристики, инфракрасные обогреватели электрические подразделяют на бытовые и промышленные. Основными различиями этих двух групп являются габариты, потребляемая мощность и, следовательно, теплопроизводительность. К бытовым отопительным устройствам относят обогреватели инфракрасные электрические, потребляемая мощность которых не превышает значения 5 киловатт. Наибольшим спросом сегодня пользуются бытовые инфракрасные обогреватели электрические мощностью 0.6-3 киловатта. А мощность промышленных электрических инфракрасных обогревателей может достигать 50-киловаттной отметки.

• Исполнение. Сегодня существуют агрегаты, предназначенные для установки внутри помещения (в безопасных условиях эксплуатации) и снаружи. Последние производятся в герметичном исполнении (показатель IP – до 65). Данные инфракрасные обогреватели электрические оснащаются уплотнительными корпусными элементами и защитным стеклом, препятствующим проникновению внутрь устройства атмосферной влаги (дождя, снега), пыли и посторонних предметов, листвы. Эффективность работы уличных обогревателей инфракрасных электрических напрямую зависит от чистоты стекла, поскольку грязь препятствует эффективной теплоотдаче. А инфракрасные обогреватели внутреннего исполнения зачастую оснащаются только предохранительной решеткой, надежно защищающей людей и животных от прямого контакта с нагревательным элементом.

• Способ установки. Производимые сегодня обогреватели инфракрасные электрические подразделяют на три основных типа: настенные, напольные и потолочные. Настенные обогреватели инфракрасные монтируются на вертикальных поверхностях, потолочные – на капитальные потолки либо подвесные. Большой популярностью сегодня пользуются обогреватели инфракрасные электрические кассетного типа. Выполненные в стандартном типоразмере (габариты 600х600 миллиметров), данные теплогенерирующие устройства гармонично вписываются в системы подвесных потолков типа «Армстронг» и пользуются большой популярностью во всевозможных общественных, коммерческих помещениях – офисах, магазинах и иных. А обогреватели инфракрасные электрические напольной установки эксплуатируются в основном в бытовых условиях. Их мобильность, гибкость в использовании (большинство данных моделей оснащаются телескопическим штативом, предоставляющим возможность регулировки высоты) позволяют применять нагревательные элементы меньшей мощности, поскольку можно легко локализовать тепловое излучение, направив его на строго определенные участки.

•  Площадь обогрева. Данный параметр определяется конструктивными особенностями обогревателей инфракрасных электрических, их размерами, потребляемой мощностью. Большинство современных обогревателей инфракрасных рассчитано на прогрев поверхностей площадью 15-30 метров квадратных.

• Оснащение автоматикой защиты, регулировки. Защита от перегрева позволяет осуществить автоотключение обогревателя инфракрасного электрического в случае достижения им температуры критического значения. Термостат осуществляет контроль температуры внутр