Infrarot-Heizsysteme

Wie wird Wärme übertragen?

Der physikalische Prozess der Wärmeübertragung von einem physischen Körper auf einen anderen wird genannt Wärmeübertragung. Wärme wird entweder durch direkten Kontakt oder durch eine Trennwand von einem heißen physischen Körper auf einen kalten übertragen.

Wärmeenergie wird übertragen, bis die Temperaturen der physischen Körper gleich sind. In der Physik wird diese Bedingung genannt thermodynamisches Gleichgewicht. Die Wärmeübertragung erfolgt normalerweise von einem heißen zu einem kalten Körper, was völlig konsistent ist der zweite Hauptsatz der Thermodynamik. Nach diesem Gesetz arbeitet jeder Heizsysteme.

In Bezug auf die Physik gibt es Drei elementare Arten der Wärmeübertragung: Wärmeleitfähigkeit, Konvektion und Wärmestrahlung. Aber in ihrer reinen Form treten sie einzeln praktisch nicht auf, im Allgemeinen wird Wärme durch eine Kombination einfacher Typen übertragen. Es werden hauptsächlich drei Arten der Wärmeübertragung unterschieden: Wärmeübertragung, Wärmeübertragung und Konvektionsstrahl-Wärmeübertragungsverfahren.

Wie herkömmliche Heizsysteme funktionieren

Herkömmliche Heizsysteme umfassen solche Systeme, die irgendeine Art von Brennstoff verwenden. Derzeit wird am häufigsten Gas verwendet, obwohl in einigen Fällen flüssige und feste Brennstoffe verwendet werden. Unabhängig von der Art des Kraftstoffs ist das Funktionsprinzip aller herkömmlichen Systeme jedoch dasselbe. Die Wärme aus der Verbrennung von Kraftstoff erwärmt sich Kühlmittelwas kommt rein Heizkörper und erwärmt die Luft im Raum. Wasser wird in herkömmlichen Heizsystemen als Wärmeträger verwendet, daher werden solche Systeme genannt Wasser.

Nach allen Gesetzen der Physik steigt warme Luft auf und kalte Luft bewegt sich auf natürliche Weise nach unten. Eine solche Luftbewegung ist keine andere als die oben erwähnte. Konvektion. Diese kalte Luft erzeugt nur kalte Böden, die durch die Vorrichtung "warme Böden" beseitigt werden müssen. Wenn der Raum hoch genug ist (Industriegebäude, Auditorium oder Sporthalle usw.), dauert die Erwärmung des gesamten Volumens lange genug, wodurch eine Luftschichtung erzeugt wird.

Die aufsteigende warme Luft erzeugt einen Luftzug im Raum, außerdem nehmen die Wärmeverluste durch Dach und Wände zu, die Wärme verlässt einfach das Gebäude. In diesem Fall heißt es, wir heizen die Straße. Die Menschen unten befinden sich in einer Zone kalter Luft.

Abbildung 1 zeigt schematisch die Wärmeverteilung während des Betriebs eines herkömmlichen Heizsystems.

Abbildung 1. Wärmeverteilung während des Betriebs eines herkömmlichen Heizsystems

Wie sind traditionelle Warmwasserbereitungssysteme?

Das Hauptgerät des Wasserkühlsystems ist der Kesselmeistens Gas. Das im Kessel erwärmte Wasser wird zu den Heizkörpern geleitet - Heizkörper. Für die Zirkulation von Wasser ist im System installiert die Pumpewenn die Zirkulation erzwungen wird, obwohl die Zirkulation natürlich sein kann. In diesem Fall können Sie auf eine Pumpe verzichten.

Zusätzlich zu diesen Grundgeräten und Teilen enthält das Wasserheizsystem auch viele "Hilfsteile", aber notwendige Teile. Erstens ist es ein Ausdehnungsgefäß, um die Wärmeausdehnung von Wasser, Armaturen zum Anschließen von Rohren, Luftventilen und vielem mehr auszugleichen, die für den normalen Betrieb des gesamten Systems insgesamt erforderlich sind.

In einem einzelnen Haus wird für die Installation eines Gaskessels ein zusätzlicher Raum benötigt, der mit einem Lüftungssystem und einem Kamin ausgestattet ist, ganz zu schweigen vom Gasversorgungssystem. Bei Fernwärme sind der Bau eines großen Heizraums und die Verlegung eines ganzen Netzes von Heizungsnetzen erforderlich. Das ganze System ist teuer und kompliziert.In einigen Fällen, zum Beispiel für ein kleines Landhaus, und wenn kein Gas in der Nähe ist, müssen Sie eine elektrische Heizung herstellen.

Die häufigsten in solchen Fällen sind Elektrokessel zur Warmwasserbereitung oder verschiedene elektrische Heizungen. Dies sind vor allem Ölheizkörper, elektrische Kamine und Heizlüfter in verschiedenen Ausführungen. Das Funktionsprinzip dieser Geräte ist auch die Konvektion, wie bei Wasserheizungssystemen: Zuerst wird die Luft erwärmt und erst dann die Wände, Möbel, Menschen. Ein solches System ist ineffizient und ineffizient.

Infrarotstrahler

Verschiedene Infrarot-Heizgerätedie eine rationelle und wirtschaftliche Beheizung von Räumlichkeiten unter unterschiedlichsten Bedingungen ermöglichen. Als nächstes werden einige dieser Geräte betrachtet, die Prinzipien ihrer Funktionsweise.

Aus natürlicher Sicht funktionieren herkömmliche Heizsysteme nicht richtig. Zuerst erwärmt sich die Luft und dann alles andere. Unter natürlichen Bedingungen geschieht alles umgekehrt.

Die natürliche Wärmequelle auf der Erde ist die Sonne. Die Sonnenstrahlen haben ein sehr breites Spektrum, aber es ist ihre Infrarotkomponente, die die Erde, Menschen, Pflanzen und alle Objekte erwärmt, und von ihnen erwärmt sich die Luft und schafft angenehme Bedingungen für das menschliche Leben.

Nach diesem Prinzip arbeiten sie Infrarotstrahler. Die Luft für Infrarotstrahlung ist absolut transparent, daher erreichen Infrarotstrahlen frei erhitzte Oberflächen und Gegenstände.

Abbildung 2 zeigt schematisch die Wärmeverteilung bei Verwendung eines Infrarotstrahlers.

Abbildung 2. Wärmeverteilung mit einem Infrarotstrahler

Infrarotstrahlung repräsentiert elektromagnetische Wellen mit einer Wellenlänge im Bereich von 1 · 10 & supmin; & sup6; ... 1 · 10 & supmin; ³ Mikrometer. Die Intensität der Wärmestrahlung hängt von der Wellenlänge der Infrarotstrahlung ab: Kurzwellenstrahlen werden bei einer Temperatur des Strahlungskörpers über 750 ° C erhalten. Je nach Anwendung und Ausführung kann die Temperatur des emittierenden Elements der IR-Heizung im Bereich von 100 ... 950 ° C liegen.

Außenborder-Infrarotstrahler

In einem ziemlich hohen Raum sind Wasserheizsysteme, wie oben erwähnt, unwirksam, da die gesamte warme Luft aufsteigt.

Mit einer Deckenhöhe von 2,5 ... 3,6 m sind Niedertemperatur-Infrarot-Außenborder mit einer Heizertemperatur im Bereich von 100 ... 120 ° C sehr effektiv und wirtschaftlich.

Um eine gleichmäßige Erwärmung des Raumes zu erreichen und das Auftreten von warmen und kalten Zonen zu vermeiden, müssen mehrere Heizungen beheizt werden, deren Gesamtleistung dem Wärmeverlust des Gebäudes entsprechen muss. Wenn die Deckenhöhe 4 m oder mehr beträgt, ist es durchaus akzeptabel und sicher, Heizungen mit einer Strahlungsoberflächentemperatur von bis zu 200 ° C und darüber zu verwenden. Solche Heizungen werden als Hochtemperatur bezeichnet.

Das Design und Funktionsprinzip der Emitter ist so, dass ihre Installation in jeder Höhe möglich ist. Wenn der Raum sehr groß ist, z. B. ein Lagerhaus oder ein Hangar, können Infrarotstrahler nur über den Arbeitsplätzen an Orten installiert werden, an denen sich Personen befinden, was Energie spart.

Panel Strahlungsheizsystem:

Niedertemperaturheizung Es ist eine Metallbox mit einer verteilten Heizung. Die strahlende Oberfläche ist mit speziellen Materialien behandelt, die die maximale Intensität der Wärmestrahlung und die Emission von Wärmestrahlungsenergie gewährleisten. Der Wärmeabgabekoeffizient der modernsten Heizgeräte erreicht 90%. Die Strahlungsfläche wird weitgehend dadurch gefördert, dass die Strahlungsfläche geprägt und holprig wird. Auf diese Weise können Sie die Fläche um mindestens das 2,5- bis 3-fache vergrößern.

Hochtemperaturheizungen stellen auch ein kastenförmiges Gehäuse dar, in dem sich ein oder mehrere Heizelemente befinden. Die Wärme dieser Elemente wird auf das Aluminiumprofil übertragen, dessen Strahlungsfläche mit Spezialkeramik beschichtet ist, wodurch die Temperatur der Strahlungsfläche durch Erhöhung des Emissionskoeffizienten des Strahlungsflusses gesenkt werden kann.

Der Raum zwischen dem Gehäuse und den Heizelementen ist mit einem hitzebeständigen, hochwertigen Wärmeisolator gefüllt, wodurch eine volle Leistung erzielt wird Brandschutz das gesamte Gerät als Ganzes. Eine solche Wärmeisolierung ist sowohl für Hochtemperatur- als auch für Niedertemperaturheizungen charakteristisch.

Einige Unternehmen, zum Beispiel Thermatex, Armh5, Rockfon, stellen Infrarotstrahler für den Einbau in Kassettendecken her, wie es noch einmal heißt Brandschutz-Infrarotstrahler.

Eines der neuen Produkte auf dem Markt sind Wärmespiegel. Ihre reflektierende Schicht ist auch ein Heizelement. Die maximale Oberflächentemperatur des Spiegels überschreitet 75 ° C nicht, was für andere völlig sicher ist. In der Sauna oder im Badezimmer beschlägt ein solcher Spiegel nicht, verändert nicht die natürliche Luftfeuchtigkeit und passt perfekt in die Raumgestaltung, er ist umweltfreundlich.

Wie verschiedene Studien gezeigt haben, ist das thermische Frequenzspektrum der Infraroterwärmung für den Menschen absolut sicher. Dies wird nicht nur durch Studien von Herstellern bestätigt, sondern auch durch Ergebnisse unabhängiger Untersuchungen. Die Sicherheit von Infrarotgeräten wird auch durch Konformitätsbescheinigungen bestätigt, die sowohl von russischen als auch von ausländischen Sanitärdiensten ausgestellt wurden.

Verschiedene Firmen stellen Infrarotstrahler her, hauptsächlich Deckenheizungen, die für jeden Raum geeignet sind: Industrie, Wohnen, Landwirtschaft, Nässe und sogar Sprengstoff.

Viele Unternehmen stellen auch bodenmontierte und tragbare Wandheizungen her, die auf Gestellen montiert sind. Infrarotstrahler, in denen Gas verwendet wird, sind bekannt.

Infrarot-Bilderhitzer

In letzter Zeit werden als zusätzliche lokale Heizungen verschiedene Elemente des Innenraums immer beliebter: Lackierheizungen, Fußleisten, warme Wandpaneele.

Solche Heizelemente bestehen aus parallel miteinander verbundenen Kohlenstofffasern. Es gibt nicht ein oder sogar zweihundert solcher Gewinde in den Heizungen, wodurch jedes Gewinde ohne Überlast arbeitet, die von ihm zugewiesene Leistung ist sehr gering. Daher ist das Auftreten von Überlastungen und Überhitzung ausgeschlossen, die Zuverlässigkeit solcher Heizungen ist sehr hoch, die Lebensdauer erreicht 10 Jahre oder mehr.

Die Vorteile von Infrarotstrahlern

Einer der Vorteile von Infrarotstrahlern besteht darin, dass die Wärme, die Zugluft erzeugt und Staubwolken aufwirbelt, nicht unter die Decke gelangt, wie dies bei Konvektionsheizsystemen der Fall ist. Das elektromagnetische Feldniveau von Infrarotsystemen ist viel niedriger als das vieler elektrischer Haushaltsgeräte, Sauerstoff wird nicht verbrannt, die Luftfeuchtigkeit im Raum nimmt nicht ab, es bleibt auf einem natürlichen Niveau.

Die Hitze im Raum ist unmittelbar nach dem Einschalten zu spüren, die Oberflächen der umgebenden Gegenstände werden fast sofort warm. In diesem Fall ist es nicht erforderlich, den gesamten Raum gleichmäßig zu heizen. Es ist möglich, separate Komfortzonen zu erstellen, z. B. in der Nähe eines Fernsehgeräts oder über einem Schreibtisch oder Computertisch.

Der zweifelsfreie Vorteil von Infrarotgeräten ist ihre geringe Größe und Mobilität. Durch diese Parameter wird Nutzfläche gespart, Geräte können leicht bewegt, installiert und demontiert werden. Infrarotstrahler sind in Gebäuden mit schlechter Wärmedämmung und hohen Decken sehr effektiv und wirken sich nur wenig auf die Belüftung aus.

Die Installation von Infrarotstrahlern mit geeigneter Leistung ist auch in offenen Bereichen möglich. Zum Beispiel über Tischen in einem Sommercafé.Im Gegensatz zu einem herkömmlichen Wasserheizsystem ist die Installation komplexer teurer Geräte nicht erforderlich: Rohre, Kessel, Pumpen usw. Bei der Installation einer Infrarotheizung verschwinden Probleme wie das Auftauen von Rohren beim Ausschalten des Systems. Wenn Sie den Strom wieder einschalten, funktioniert die Infrarotheizung wieder, als wäre nichts passiert.

Mit Hilfe moderner programmierbarer Thermostate ist es möglich, die Temperatur im Bereich von 5 ... 30 ° C zu halten und für jeden Raum separat einzustellen.

Im Vergleich zu Konvektionsheizgeräten sind IR-Geräte 20 ... 25% wirtschaftlicher, und bei Verwendung einer Zwei-Tarif-Zahlung für Strom können die Einsparungen 40 ... 45% erreichen.

Boris Aladyshkin