Sisteme de încălzire cu infraroșu

Cum se transferă căldura

Procesul fizic de transfer de căldură de la un corp fizic la altul este denumit transfer de căldură. Căldura este transferată de la un corp fizic fierbinte la unul rece, fie prin contact direct sau printr-o despărțire.

Energia termică va fi transferată până când temperaturile corpurilor fizice sunt egale. În fizică, această afecțiune este numită echilibru termodinamic. Transferul de căldură are loc de obicei de la un corp fierbinte la unul rece, care este complet consecvent a doua lege a termodinamicii. Conform acestei legi, toată lumea lucrează sisteme de încălzire.

În ceea ce privește fizica, există trei tipuri elementare de transfer de căldură: conductivitatea termică, convecția și radiațiile termice. Dar în forma lor pură, individual, practic nu apar, în general, căldura este transmisă printr-o combinație de tipuri simple. Se disting în principal trei tipuri de transfer de căldură: transfer de căldură, transfer de căldură și metoda de transfer de căldură cu fascicul convectiv.

Cum funcționează sistemele de încălzire tradiționale

Sistemele tradiționale de încălzire includ acele sisteme care utilizează un fel de combustibil. În prezent, gazul este cel mai adesea utilizat, deși în unele cazuri se utilizează combustibili lichizi și solizi. Dar indiferent de tipul de combustibil, principiul funcționării tuturor sistemelor tradiționale este același. Căldura de la arderea combustibilului se încălzește agent de transfer termiccare intră radiatoare de încălzire și încălzește aerul din cameră. Apa este utilizată ca purtător de căldură în sistemele de încălzire tradiționale, prin urmare, astfel de sisteme sunt numite apă.

Conform tuturor legilor fizicii, aerul cald crește și aerul rece se mișcă în mod natural. O astfel de mișcare a aerului nu este alta decât cea menționată mai sus. convectie. Acest aer rece creează doar podele reci, care trebuie eliminate prin dispozitivul „pardoselilor calde”. Dacă încăperea este suficient de ridicată (clădire industrială, auditorium sau sala de sport etc.), atunci încălzirea întregului volum durează destul de mult, se creează stratificarea aerului.

Aerul cald care se ridică creează un tiraj în cameră, în plus, pierderile de căldură prin acoperiș și pereți cresc, căldura pur și simplu părăsește clădirea. În acest caz, ei spun că încălzim strada. Oamenii de jos se află într-o zonă cu aer rece.

Figura 1 arată schematic distribuția căldurii în timpul funcționării unui sistem tradițional de încălzire.

Figura 1. Distribuția căldurii în timpul funcționării unui sistem tradițional de încălzire

Cum sunt sistemele tradiționale de încălzire a apei

Principalul dispozitiv al sistemului de răcire cu apă este cazanul, cel mai adesea gaz. Apa încălzită în cazan este racordată la calorifere - radiatoare. Pentru circulația apei în sistem este instalat pompadacă circulația este forțată, deși circulația poate fi naturală. În acest caz, puteți face fără o pompă.

Pe lângă aceste dispozitive și piese de bază, sistemul de încălzire a apei include și multe piese „auxiliare”, dar necesare. În primul rând, acesta este un rezervor de expansiune pentru a compensa expansiunea termică a apei, accesoriile pentru conectarea conductelor, supapele de aer și multe altele, necesare pentru funcționarea normală a întregului sistem în ansamblu.

Într-o casă individuală pentru instalarea unui cazan de gaz, este necesară o încăpere suplimentară, dotată cu un sistem de ventilație și un coș de fum, fără să mai vorbim de sistemul de alimentare cu gaz. În cazul încălzirii în regiune, este necesară construcția unei camere de cazane mari și instalarea unei rețele întregi de rețele de încălzire. Întregul sistem este scump și complicat.Dar, în unele cazuri, de exemplu, pentru o casă de țară mică și dacă nu există gaz în apropiere, trebuie să faceți un sistem de încălzire electrică.

Cele mai frecvente în astfel de cazuri sunt cazane electrice pentru încălzirea apei sau diverse încălzitoare electrice. În primul rând, acestea sunt radiatoare de ulei, șeminee electrice și încălzitoare ventilatoare de diferite modele. Principiul de funcționare al acestor dispozitive este, de asemenea, convecția, ca în sistemele de încălzire a apei: mai întâi aerul este încălzit și abia apoi pereții, mobilierul, oamenii. Un astfel de sistem este ineficient și ineficient.

Incalzitoare infrarosii

În prezent, este disponibil într-o varietate de Aparate de încălzire cu infraroșucare asigură încălzirea rațională și economică a spațiilor într-o mare varietate de condiții. În continuare vor fi luate în considerare unele dintre aceste dispozitive, principiile funcționării lor.

Din punct de vedere natural, sistemele de încălzire tradiționale nu funcționează corect. În primul rând, aerul se încălzește, și apoi orice altceva. În condiții naturale, totul se întâmplă invers.

Sursa naturală de căldură pe Pământ este soarele. Razele soarelui au un spectru foarte larg, dar componenta sa infraroșu încălzește Pământul, oamenii, plantele și toate obiectele, iar din ele aerul se încălzește și creează condiții confortabile pentru viața umană.

Pe acest principiu funcționează încălzitoare cu infraroșu. Aerul pentru radiații infraroșii este absolut transparent, de aceea razele infraroșii ajung liber la suprafețe și obiecte încălzite.

Figura 2 arată schematic distribuția căldurii atunci când utilizați un încălzitor cu infraroșu.

Figura 2. Distribuția căldurii folosind un încălzitor cu infraroșu

Radiații infraroșii reprezintă unde electromagnetice cu o lungime de undă în intervalul 1 * 10-6 ... 1 * 10-3 microni. Intensitatea radiației termice depinde de lungimea de undă a radiațiilor infraroșii: razele de undă scurtă se obțin la temperatura corpului radiant peste 750 ° C. În funcție de aplicație și proiectare, temperatura elementului de emisie a încălzitorului cu infraroșu poate fi cuprinsă între 100 ... 950 ° C.

Încălzitoare cu infraroșu

Într-o cameră destul de înaltă, sistemele de încălzire a apei, așa cum am menționat mai sus, sunt ineficiente, deoarece tot aerul cald crește.

Cu o înălțime a plafonului de 2,5 ... 3,6 m, încălzitoarele cu infraroșu la temperatură joasă, cu o temperatură a emițătorului cuprinsă între 100 ... 120 ° C vor fi destul de eficiente și economice.

Pentru a obține încălzirea uniformă a încăperii, pentru a evita apariția zonelor calde și reci, este necesară efectuarea încălzirii de către mai multe încălzitoare, a căror putere totală trebuie să corespundă pierderii de căldură a clădirii. Dacă înălțimea plafonului este de 4 m sau mai mult, atunci este destul de acceptabil și sigur să folosiți încălzitoare cu o temperatură de suprafață radiantă de până la 200 ° C și mai mare. Astfel de încălzitoare se numesc temperaturi ridicate.

Proiectarea și principiul funcționării emițătorilor sunt astfel încât instalarea lor să fie posibilă la orice înălțime. Dacă camera este foarte mare, cum ar fi un depozit sau un hangar, atunci încălzitoarele cu infraroșu pot fi instalate doar deasupra locurilor de lucru, în locuri unde sunt localizați oameni, ceea ce economisește energie.

Sistem de încălzire radiant pe panou:

Incalzitor de temperatura joasa Este o cutie metalică cu un încălzitor distribuit plasat în interiorul ei. Suprafața radiantă este tratată cu materiale speciale care asigură intensitatea maximă a radiațiilor termice, emisia de energie radiantă termică. Coeficientul de emisie termică de la cele mai avansate încălzitoare atinge 90%. Într-o mare măsură, suprafața de radiație este promovată de faptul că suprafața de radiație devine gofrată, denivelată. Acest lucru vă permite să vă măriți suprafața de cel puțin 2,5 ... de 3 ori.

Încălzitoare de temperatură ridicată reprezintă de asemenea o carcasă în formă de cutie, în interiorul căreia se află unul sau mai multe elemente de încălzire. Căldura acestor elemente este transferată pe profilul de aluminiu, a cărui suprafață de radiație este acoperită cu ceramică specială, ceea ce permite reducerea temperaturii suprafeței radiante prin creșterea coeficientului de emisie al fluxului de radiație.

Spațiul dintre carcasă și elementele de încălzire este umplut cu un izolator termic de înaltă calitate rezistent la căldură, obținându-se astfel complet siguranța la foc întregul dispozitiv în ansamblu. O astfel de izolație termică este caracteristică atât încălzitorilor cu temperatură ridicată, cât și a temperaturilor scăzute.

Unele companii, de exemplu Thermatex, Armh5, Rockfon, produc încălzitoare cu infraroșu pentru instalare în tavanele casetelor, ceea ce spune încă o dată încălzitoare cu infraroșu de siguranță la incendiu.

Unul dintre noile produse de pe piață sunt oglinzile cu energie termică. Stratul lor reflectorizant este, de asemenea, un element de încălzire. Temperatura maximă a suprafeței oglinzii nu depășește 75 ° C, ceea ce este complet sigur pentru alții. În saună sau în baie, o astfel de oglindă nu se aburește, nu schimbă nivelul natural de umiditate și se încadrează perfect în designul camerei, este ecologic.

După cum au arătat diverse studii, spectrul frecvenței termice a încălzirii cu infraroșu este absolut sigur pentru oameni. Acest lucru este confirmat de studii nu numai ale producătorilor, dar și rezultatele examinărilor independente. Siguranța dispozitivelor infraroșii este confirmată și de certificate de conformitate emise atât de serviciile sanitare rusești, cât și de cele străine.

Diferite firme produc încălzitoare cu infraroșu, în principal de tipul tavanului, potrivite pentru utilizarea în orice spații: industriale, rezidențiale, agricole, umede și chiar explozive.

Multe companii produc, de asemenea, încălzitoare de perete, montate pe podea și portabile, montate pe rafturi. Se cunosc încălzitoare infraroșii în care se utilizează gaz.

Încălzitoare infraroșii

De curând, ca încălzitoare locale suplimentare, diverse elemente ale interiorului devin din ce în ce mai populare: încălzitoare, tablouri, panouri de perete calde.

Astfel de elemente de încălzire constau din fibre de carbon conectate în paralel între ele. În încălzitoare nu există unul sau chiar două sute de astfel de fire, datorită cărora fiecare fir funcționează fără nicio suprasarcină, puterea alocată de acesta este foarte mică. Prin urmare, este exclusă apariția supraîncărcărilor și supraîncălzirii, fiabilitatea acestor încălzitoare este foarte mare, durata de utilizare atinge 10 ani sau mai mult.

Avantajele încălzitoarelor cu infraroșu

Unul dintre avantajele încălzitorilor cu infraroșu este că căldura, care creează curenti și crește nori de praf, nu trece sub tavan, ca în cazul sistemelor de încălzire cu convecție. Nivelul câmpurilor electromagnetice ale sistemelor infraroșii este mult mai mic decât cel al multor aparate electrice de uz casnic, oxigenul nu este ars, umiditatea aerului din încăpere nu scade, rămâne la un nivel natural.

Căldura din încăpere se simte imediat după pornire, suprafețele obiectelor din jur devin aproape imediat calde. În acest caz, nu este necesară încălzirea uniformă a întregii camere, este posibil să se creeze zone confortabile separate, de exemplu, în apropierea unui televizor sau deasupra unui birou sau a unui computer.

Avantajul incontestabil al echipamentelor cu infraroșu este dimensiunea redusă și mobilitatea sa. Datorită acestor parametri, suprafața utilizabilă este salvată, echipamentul este ușor deplasat, instalat și demontat. Încălzitoarele cu infraroșu sunt foarte eficiente în clădirile cu izolație termică slabă și tavane înalte, au un efect mic asupra ventilației.

Instalarea de încălzitoare infraroșii de putere adecvată este posibilă chiar și în zonele deschise. De exemplu, peste mese într-o cafenea de vară.Spre deosebire de un sistem tradițional de încălzire a apei, nu este necesară instalarea de echipamente complexe costisitoare: conducte, cazane, pompe etc. Când instalați încălzirea cu infraroșu, dispar probleme cum ar fi decongelarea conductelor la oprirea sistemului. Când porniți din nou electricitatea, încălzirea cu infraroșu va funcționa din nou, ca și cum nu s-ar fi întâmplat nimic.

Cu ajutorul unor termostate programabile moderne, este posibilă menținerea temperaturii în intervalul 5 ... 30 ° C, setând-o pentru fiecare cameră separat.

În comparație cu încălzitoarele cu convecție, dispozitivele IR sunt cu 20 ... 25% mai economice, iar în cazul utilizării unei plăți cu două tarife pentru energie electrică, economiile pot ajunge la 40 ... 45%.

Boris Aladyshkin