Infraröd värmesystem

Hur överförs värme

Den fysiska processen för värmeöverföring från en fysisk kropp till en annan kallas värmeöverföring. Värme överförs från en varm fysisk kropp till en förkylning antingen genom direktkontakt eller genom en partition.

Termisk energi kommer att överföras tills temperaturen i de fysiska kropparna är lika. I fysik kallas detta tillstånd termodynamisk jämvikt. Värmeöverföring sker vanligtvis från en varm till en kall kropp, vilket är helt konsekvent termodynamikens andra lag. Enligt denna lag arbetar alla värmesystem.

När det gäller fysik finns det tre elementära typer av värmeöverföring: värmeledningsförmåga, konvektion och termisk strålning. Men i sin rena form, individuellt, förekommer de praktiskt taget inte, i allmänhet överförs värme genom en kombination av enkla typer. Tre typer av värmeöverföring skiljer sig huvudsakligen: värmeöverföring, värmeöverföring och konvektionsbalkvärmeöverföringsmetod.

Hur traditionella värmesystem fungerar

Traditionella värmesystem inkluderar de system som använder någon form av bränsle. För närvarande används gas oftast, även om flytande och fasta bränslen används i vissa fall. Men oavsett typ av bränsle är principen för alla traditionella system densamma. Värmen från förbränning av bränsle värms upp värmeöverföringsmedelsom kommer in värme radiatorer och värmer luften i rummet. Vatten används som värmebärare i traditionella värmesystem, därför kallas sådana system vatten.

Genom alla fysiklagar stiger varm luft upp och kall luft rör sig naturligtvis ner. Sådan luftrörelse är ingen annan än den som nämns ovan. konvektion. Denna kalla luft skapar bara kalla golv, som måste elimineras av enheten med "varma golv". Om rummet är tillräckligt högt (produktionsbyggnad, auditorium eller idrottshall, etc.), varar hela volymen uppvärmd tillräckligt länge, luftstratifiering skapas.

Den stigande varma luften skapar ett drag i rummet, dessutom ökar värmeförlusterna genom taket och väggarna, värmen lämnar helt enkelt byggnaden. I det här fallet säger de att vi värmer upp gatan. Människorna nedan befinner sig i en zon med kall luft.

Figur 1 visar schematiskt värmefördelningen under driften av ett traditionellt värmesystem.

Bild 1. Värmefördelning under drift av ett traditionellt värmesystem

Hur är traditionella vattenvärmesystem

Huvudanordningen för vattenkylningssystemet är pannan, oftast gas. Vattnet som värms upp i pannan rörs till radiatorerna - radiatorer. För cirkulation av vatten i systemet är installerat pumpenom cirkulationen tvingas, även om cirkulationen kan vara naturlig. I det här fallet kan du klara dig utan pump.

Förutom dessa grundläggande enheter och delar inkluderar vattenvärmesystemet också många "extra" men nödvändiga delar. Först och främst är det en expansionsbehållare som kompenserar för den termiska utvidgningen av vatten, beslag för anslutning av rör, luftventiler och mycket mer, nödvändigt för normal drift av hela systemet som helhet.

I ett enskilt hus för installation av en gaspanna krävs ett extra rum, utrustat med ett ventilationssystem och en skorsten, för att inte tala om gasförsörjningssystemet. När det gäller fjärrvärme krävs konstruktion av ett stort pannrum och läggning av ett helt nät av värmevägg. Hela systemet är dyrt och komplicerat.Men i vissa fall, till exempel för ett litet hus på landet, och om det inte finns någon gas i närheten måste du skapa ett elektriskt värmesystem.

Det vanligaste i sådana fall är elpannor för vattenuppvärmning eller olika elektriska värmare. Först och främst handlar det om oljeradiatorer, elektriska eldstäder och fläktvärmare i olika utföranden. Prinsippen för drift av dessa enheter är också konvektion, som i vattenvärmesystem: först luften värms upp, och först sedan väggarna, möblerna, människor. Ett sådant system är ineffektivt och ineffektivt.

Infraröda värmare

För närvarande finns i en mängd olika infraröd värmeapparatersom ger rationell och ekonomisk uppvärmning av lokaler under en mängd olika förhållanden. Nästa kommer att betraktas som några av dessa enheter, principerna för deras drift.

Ur en naturlig synvinkel fungerar traditionella värmesystem inte ordentligt. Först värms luften upp och sedan allt annat. Under naturliga förhållanden händer allt tvärtom.

Den naturliga värmekällan på jorden är solen. Solens strålar har ett mycket brett spektrum, men det är dess infraröda komponent som värmer upp jorden, människor, växter och alla föremål, och från dem värms luften upp och skapar bekväma förhållanden för människors liv.

Det är på denna princip som de fungerar infraröda värmare. Luften för infraröd strålning är absolut transparent, därför når infraröda strålar fritt uppvärmda ytor och föremål.

Figur 2 visar schematiskt värmefördelningen vid användning av en infraröd värmare.

Bild 2. Värmefördelning med hjälp av en infraröd värmare

Infraröd strålning representerar elektromagnetiska vågor med en våglängd i intervallet 1 * 10-6 ... 1 * 10-3 mikron. Den termiska strålningens intensitet beror på våglängden för infraröd strålning: kortvågstrålar erhålls vid en temperatur på den utstrålande kroppen över 750 ° C. Beroende på applikation och design kan temperaturen på det avgivande elementet i den infraröda värmaren ligga i intervallet 100 ... 950 ° C.

Utombordare infraröda värmare

I ett ganska högt rum är vattenvärmesystem, som nämnts ovan, ineffektiva, eftersom all den varma luften stiger.

Med en takhöjd på 2,5 ... 3,6 m kommer låg temperatur infraröda utombordare med en emittertemperatur i intervallet 100 ... 120 ° C att vara ganska effektiva och ekonomiska.

För att uppnå enhetlig uppvärmning av rummet, för att undvika uppkomsten av varma och kalla zoner, är det nödvändigt att utföra uppvärmning av flera värmare, vars totala kraft måste motsvara byggnadens värmeförlust. Om takhöjden är 4 m eller mer är det ganska acceptabelt och säkert att använda värmare med en utstrålande yttemperatur upp till 200 ° C och högre. Sådana värmare kallas hög temperatur.

Utgivarens utformning och princip för drift är sådan att deras installation är möjlig i valfri höjd. Om rummet är mycket stort, till exempel ett lager eller en hangar, kan infraröda värmare installeras endast ovanför arbetsplatserna, på platser där människor finns, vilket sparar energi.

Strålningsvärmesystem:

Låg temperatur värmare Det är en metalllåda med en distribuerad värmare placerad i den. Den strålande ytan behandlas med specialmaterial som ger den maximala intensiteten av värmestrålning, emission av termisk strålningsenergi. Termisk emissionskoefficient från de mest avancerade värmare når 90%. I stor utsträckning främjas den utstrålande ytan av det faktum att den strålande ytan blir präglad, ojämn. Detta gör att du kan öka dess areal med minst 2,5 ... 3 gånger.

Högtemperaturvärmare representerar också ett lådformat hölje, inuti vilket ett eller flera värmeelement är belägna. Värmen från dessa element överförs till aluminiumprofilen, vars strålningsyta är belagd med speciell keramik, vilket möjliggör att sänka temperaturen på strålningsytan genom att öka strålningsflödesemissionskoefficient.

Utrymmet mellan höljet och värmeelementen fylls med en värmebeständig högkvalitativ värmeisolator för att därigenom uppnå full brandsäkerhet hela enheten som helhet. Sådan värmeisolering är karakteristisk för både högtemperatur- och lågtemperaturvärmare.

Vissa företag, till exempel Thermatex, Armh5, Rockfon, producerar infraröda värmare för installation i kassetttak, vilket än en gång säger infraröda värmesystem för brandsäkerhet.

En av de nya produkterna på marknaden är värmeemitterande speglar. Deras reflekterande skikt är också ett värmeelement. Spegelns maximala yttemperatur överstiger inte 75 ° C, vilket är helt säkert för andra. I bastun eller i badrummet dimma inte en sådan spegel, ändrar inte den naturliga fuktighetsnivån och passar perfekt in i rumets design, den är miljövänlig.

Som olika studier har visat är det termiska frekvensspektrumet för infraröd uppvärmning helt säkert för människor. Detta bekräftas av studier inte bara av tillverkare utan också av resultaten från oberoende undersökningar. Säkerheten för infraröda enheter bekräftas också av intyg om överensstämmelse som utfärdats av både ryska och utländska sanitära tjänster.

Olika företag tillverkar infraröda värmare huvudsakligen av taktyp, lämpliga för användning i alla lokaler: industri, bostäder, jordbruks, våt och till och med explosivt.

Många företag tillverkar också väggmonterade värmare, golvmonterade och bärbara, monterade på rack. Infraröda värmare där gas används är kända.

Infraröda bildvärmare

Nyligen, som ytterligare lokala värmare, blir olika delar av interiören mer och mer populära: måla värmare, basbord, varma väggpaneler.

Sådana värmeelement består av kolfiber anslutna parallellt med varandra. Det finns inte en till och med två hundra sådana trådar i värmeapparaterna, varför varje tråd fungerar utan överbelastning, kraften som tilldelas av den är mycket liten. Därför är förekomsten av överbelastning och överhettning utesluten, tillförlitligheten hos sådana värmare är mycket hög, livslängden når 10 år eller mer.

Fördelarna med infraröda värmare

En av fördelarna med infraröda värmare är att värmen, som skapar drag och höjer dammmoln, inte går under taket, som i fallet med konvektionsvärmesystem. Den elektromagnetiska fältnivån för infraröda system är mycket lägre än för många hushållsapparater, syre bränns inte, fuktigheten i rummet minskar inte, den förblir på en naturlig nivå.

Värmen i rummet kännas omedelbart efter påslagning, ytorna på omgivande föremål blir nästan omedelbart varma. I detta fall är det inte nödvändigt att värma hela rummet på ett enhetligt sätt, det är möjligt att skapa separata bekväma zoner, till exempel nära en TV eller ovanför ett skrivbord eller datorskrivbord.

Den tveksamma fördelen med infraröd utrustning är dess lilla storlek och rörlighet. På grund av dessa parametrar sparas användbart område, utrustning flyttas enkelt, installeras och demonteras. Infraröda värmare är mycket effektiva i byggnader med dålig värmeisolering och högt i tak, liten effekt på ventilation.

Installation av infraröda värmare med lämplig kraft är möjlig även i öppna områden. Till exempel över bord i ett sommarkafé.Till skillnad från ett traditionellt vattenvärmesystem krävs inte installation av komplex dyr utrustning: rör, pannor, pumpar etc. Vid installation av infraröd uppvärmning försvinner problem som avfrostning av rör när systemet stängs av. När du slår på elen igen fungerar infraröd uppvärmning igen, som om ingenting hade hänt.

Med hjälp av moderna programmerbara termostater är det möjligt att hålla temperaturen i intervallet 5 ... 30 ° C, ställa in den för varje rum separat.

Jämfört med konvektionsvärmare är IR-enheter 20 ... 25% mer ekonomiska, och i fallet med en två-tullsbetalning för el kan besparingarna uppgå till 40 ... 45%.

Boris Aladyshkin