Ce sunt încălzitoarele cu infraroșu – teorie și practică

Radiația infraroșie se află între spectrul vizibil și microunde. Aceasta reprezintă una dintre modalitățile de transfer de căldură. Transferul convectiv determină echilibrarea temperaturii obiectelor la transmiterea energiei într-un mediu lichid sau gazoas. IR este o radiație electromagnetică care încălzește obiectele, nu atmosfera din încăpere. Încălzirea prin contact la atingerea obiectelor este încă o opțiune. Să analizăm acest lucru în detaliu.

Ce este conductivitatea termică

Datorită echilibrului termodinamic, obiectele mai încălzite cedează excesul de energie celor mai reci. Dacă privim procesul din punct de vedere fizic, atomii și moleculele unui corp se ciocnesc activ cu particule similare ale altui corp până când indicele lor termic se echilibrează.

Încălzirea are loc după ce corpul a trecut prin potențialul energetic primit. Dacă valoarea sa de conductivitate termică este ridicată, căldura este absorbită rapid și se deplasează mai departe. Însuși obiectul își crește doar ușor temperatura. Să explicăm acest lucru pe exemplu.

Când atingeți geamul în fereastră într-o zi însorită de iarnă, acesta rămâne rece, iar mâna simte imediat căldura plăcută. Geamul are un coeficient de conductivitate termică destul de mare, egal cu 1 W/mK. La aer, acesta ajunge la 0,026 W/mK. De aceea, spuma poliuretanică cu pori umpluți cu aer este considerată un izolator bun (reține energia, nu o conduce prin sine). Diamantul este o sursă remarcabilă, cea mai puternică sursă de conductivitate termică, deoarece valoarea sa de transfer termic este de peste 2500 W/K.

Într-un mediu vid, conductivitatea termică lipsește, deoarece nu există particule care să transporte potențialul termic predominant. Aici funcționează doar energia radiativă.

Proprietatea de a transfera căldura este cel mai activ manifestată în timpul studiului infraroșu. Imaginați-vă un radiator obișnuit montat pe perete. Acesta îmbunătățește gradul de încălzire în încăpere prin două modalități: prin convecție (în jur de 70%) și prin radiație (aproximativ 30%). Dacă luăm analogul unui radiator și îl suspendăm în zona de plafon, transferul de căldură convectiv nu mai este rațional, ci funcționează numai prin încălzirea cu infraroșu.

Teoria radiației infraroșii

Acest tip de transfer de energie implică o componentă luminoasă, deci se supune legilor opticii. Componenta infraroșie este obținută atât de corpuri solide, cât și lichide, ale căror temperaturi depășesc aceleași valori ale mediului înconjurător. Se disting lumina cu unde scurte (0,74-2,5 μm), medii (2,5-50 μm) și lungi (50-2000 μm). Odată cu creșterea temperaturii, puterea studiului crește, iar lungimea de undă scade.

Radiatia infraroșie a fost descoperită în 1800 de William Herschel. El a ales soarele ca obiect de studiu și căuta o modalitate de a reduce încălzirea instrumentului utilizat în lucrare. Oamenii de știință a descoperit că cele mai multe căldură se găsește în zona invizibilă, care este amplasată în spatele luminii roșii. Spectrul IR este implicat în mișcarea moleculară a particulelor, în tranzițiile electronice, ceea ce a deschis o nișă suplimentară pentru studierea proceselor care au loc în rețelele cristaline.

Radiatia infraroșie face parte din câmpul undelor electromagnetice. În 1923, fizicianul A.A. Glagoleva-Arkadieva a dovedit că iluminarea naturală, unde radio și raze IR au aceleași „rădăcini” de apariție. Fără factorul de undă, nu am putea vedea obiectele din jur, am fi lipsiți de comunicare mobilă, de posibilitatea de a asculta radiouri, de a viziona televizoare, de a folosi tehnologia.

Cum poate fi explicată esența radiației infraroșii în termeni simpli? Razele invizibile pătrund în corp, provocând o senzație plăcută și activând procesul. Partea vizibilă rămâne la suprafața obiectelor și se transformă în spectrul de iluminare.

Cât de utile sunt razele infraroșii pentru oameni și animale

Prin energia transmisă de Soare în organism se acumulează vitamina D. Faptul că razele infraroșii sunt responsabile pentru acest lucru este indubitabil. Imaginați-vă dacă un corp ceresc ar încălzi totul la distanța de 150 de milioane km de Pământ: nori, comete, meteoriți, nebuloase și alte obiecte deasupra capului nostru. Atunci oamenii ar primi o mică parte din căldura naturală, iar culturile de cereale, fructe, fructe de pădure și legume nu ar ajunge niciodată la maturitate.

Razele infraroșii sunt sigure pentru ființele vii. Cele cu lungimi de undă lungi au efecte terapeutice. Cei care au fost măcar o dată la țară în timpul încălzirii cu lemne își amintesc cu siguranță cât de bine răspund organismul la sursa artificială de radiații infraroșii. De aceea, bătrânii se urcă pe sobă și își încălzesc oasele pe canapea, gemând de plăcere. Chiar și prin pisica răsucită într-un ghemoloș acolo, se poate înțelege că soba este un beneficiu evident.

Corpul nostru lasă ușor razele benefice să intre înăuntru. Acest lucru contribuie la dezvoltarea celulară corectă, îmbunătățește protecția imună a organismului, normalizează o parte din procesele fiziologice și îmbunătățește indicatorii sângelui.

Ce avantaje aduce achiziționarea încălzitoarelor cu infraroșu?

Dispozitivele care utilizează tehnologia de emisie a radiației infraroșii de tip lung sunt convenabile pentru că pot fi folosite în încăperi cu izolație termică și fără, cu ferestre etanșe și în prezența unui aer rece suflat. De asemenea, acestea pot fi incluse în spațiile publice, creând locații confortabile pentru cafenele, restaurante și terase mari. Acestea sunt solicitate în fabrici și depozite, în spațiile de birouri și comerciale. Lista de utilizări ale dispozitivelor este practic nelimitată. Acestea funcționează pe un purtător de curent electric și pe gaz, fiind mobile sau fixe deasupra capului.

Calitatea produselor fabricate de un producător conștiincios este prioritară. Aceasta este orientată către cerințele europene și exclude momentele neplăcute, cum ar fi umflarea produselor la încălzire, deteriorarea grupului de contact la conectare, distrugerea mecanică ca urmare a uscării și apariția fisurilor. Se oferă întotdeauna o rezervă de rezistență, astfel încât produsul să nu funcționeze la valori critice de putere și stabilitate termică. Acest lucru este asigurat de certificare, care garantează îndeplinirea garanțiilor pentru cumpărător.

Compania „Intmax” produce produse cu o limită superioară de putere specifică mai mare decât cea stabilită de standarde.

Materiale ceramice

Materialele ceramice sunt utilizate ca materie primă pentru producerea încălzitoarelor cu durată lungă de utilizare. Acestea nu sunt sensibile la condițiile climatice dificile și își păstrează complet potențialul inițial în timpul funcționării îndelungate. După câțiva ani de utilizare, își păstrează configurația inițială și nu își schimbă proprietățile dielectrice originale.

Cordierit

Are o inerție chimică semnificativă (inclusiv rezistența la acizi). Obținut din lut, feldspat, este rezistent la temperaturi cuprinse între -50… +1300⁰C, motiv pentru care este adesea folosit pentru a forma un strat izolator în jurul elementelor conductoare de curent făcute din fericrom sau nichrom. Nu se usucă excesiv și își păstrează integritatea în timpul alimentării cu tensiune de lungă durată. Este ideal pentru echipamentele de încălzire cu infraroșu.

Periclaz

Este oxidul de magneziu cu adăugarea de oxid de fier, oxid de aluminiu și silicat și reprezintă una dintre cele mai bune opțiuni pentru procesele cu temperaturi ridicate și transferul de căldură. Are o densitate excelentă și se comprimă ușor în elementele de încălzire. Scopul său este să realizeze o izolare de calitate în încălzitoare. Singurul „minus” este capacitatea sa de a absorbi apa liberă, motiv pentru care se recomandă încălzitoarele să fie încălzite la valori reduse ale tensiunii la începutul lucrului.

Porțelan tehnic

Este fabricat pe baza argilelor caolin, are un procent ridicat de fază sticloasă cristalină. Este disponibil în două tipuri de materiale: cuarț și presat. Funcționează bine într-un mediu umed, este inert la ardere și are o barieră ridicată împotriva trecerii curentului electric. Este folosit pentru a fabrica bornele de activare a cablurilor. Pentru produsele cu o configurație corectă, se folosește porțelanul cuarț, iar pentru formele complexe se utilizează cel presat strâns.

Cordieritul, porțelanul tehnic și stearitul sunt clasificate ca fiind izolații electrice de grupa „A”.

Aplicarea încălzirii cu infraroșu în spațiile de locuit

Incalzitoarele cu infraroșu sunt utilizate ca metodă unică sau suplimentară pentru a obține o temperatură confortabilă. Prin urmare, ar trebui să vă informați dinainte cu privire la punctele tari și slabe ale acestei surse de transfer termic.

Avantaje

• Nu arde oxigenul.
• Durată de utilizare de peste 10 ani.
• Funcționare fără iritanți de zgomot.
• Posibilitatea de a încălzi local și global.
• Influență pozitivă asupra funcțiilor de protecție ale organismului.
• Utilizarea în spații închise și în aer liber.
• Siguranță pentru sănătate.
• Distribuirea căldurii în direcție verticală.

Dezavantaje

• Imposibilitatea de a schimba poziția sursei de căldură.
• Respectarea condiției de înălțime minimă permisă.
• Necesitatea de a opri periodic dispozitivele.

Dar cum se compară cu alte tipuri de dispozitive? Agregatele de tip spiral consumă mult curent, se încălzesc puternic și pot duce la apariția accidentală a focului. Camerele cu ulei sunt mai economice, dar căldura este distribuită pe o suprafață mică, iar pentru a crește temperatura este necesar un timp îndelungat. Convectoarele sunt sigure, dar foarte lente în funcționare.

În dispozitivele cu infraroșu, randamentul este ridicat, se poate forma un flux termic direcționat, încălzirea începe de sus în jos. Pentru încăperi, se aleg modele cu unde lungi, pentru amplasarea în exterior – cu unde scurte. Exemplarele cu termostat sunt convenabile pentru ajustarea nivelului de furnizare a căldurii. În modelele moderne se propune automatizarea funcționării dispozitivului. Funcționează în tăcere, fără a provoca fluctuații de tensiune în rețea.

Cum arată și funcționează radiatorul ceramic

Este vorba despre un element de încălzire electrică încastrat într-o carcasă rezistentă la temperaturi ridicate. Energia termică este transferată la carcasa ceramică, care apoi o distribuie către pereții și obiectele din încăpere.

Forma panoului are o suprafață de distribuție mare, astfel încât temperatura se răspândește rapid. Forma poate fi plată sau reliefată. Partea frontală a construcției arată forma elementului de încălzire electrică încorporat în interior. Partea din spate are cabluri cu mărgele de protecție. Puterea dispozitivelor este determinată de densitatea de transfer termic și variază de la zeci de wați la câteva kilowați.

Există construcții cu panou de lucru deschis realizate la comandă. Acestea trebuie amplasate pe tavan pentru a evita arsurile utilizatorilor neatenți, deoarece temperatura de încălzire poate ajunge la +900°C. Absența capacului în zona frontală este făcută pentru a permite încălzirea rapidă a spațiilor de producție.

Gama de produse se împarte în 2 categorii:

– radiatoare goale. Acestea au o greutate redusă, astfel încât se încălzesc mai repede. Sunt utile în dispozitivele care trebuie activate și dezactivate din când în când pentru a menține temperatura la un nivel constant. Bariera este, de asemenea, goală, astfel încât căldura este transferată prin partea din spate.

– radiatoare solide. Acestea acumulează căldură mai lent, dar funcționează mai mult timp și se răcesc mai încet. Transferul de căldură are loc pe întreaga suprafață a produsului, cu ajutorul reflectoarelor. Reflectorul returnează căldura în zona dorită.

Pe tavan sau pe perete?

Oamenii produc unde cu lungimi de undă între 6-20 µm în jurul lor. Dacă un flux similar de căldură înconjoară un organism viu, undele încep să pătrundă în corp. Nu degeaba se numește căldură binefăcătoare. Apare senzația de relaxare și ușurare.

Radiatoarele infraroșii sunt de două tipuri: de tavan și de perete.

• Fixarea echipamentului deasupra capului este convenabilă dacă nu există spațiu liber pe pereți. Dispozitivele pot fi integrate într-un panou decorativ sau amplasate sub tavan. Montarea deasupra ușilor interioare și a ferestrelor ajută la prevenirea pătrunderii aerului rece și umed din exterior.
• Montarea pe perete. Dacă nu doriți să blocați tavanul sau nu aveți posibilitatea de a fixa acolo un aparat (de exemplu, o structură de ghips-carton multi-nivelată deasupra capului), dar există spațiu liber pe panourile verticale ale pereților, utilizați această oportunitate pentru a încălzi camera.

Este important să alegeți elementul de încălzire potrivit.

Încălzitoarele infraroșu de perete sunt disponibile în mai multe variante:

Halogenice. Acestea sunt mai bune pentru utilizarea în spații deschise sau zone cu prezență neregulată a oamenilor, deoarece undele pot fi dăunătoare într-un spațiu limitat. Acestea sunt utilizate pentru încălzirea unei zone mici, consumă o cantitate semnificativă de energie și durează până la 6000 de ore. Sunt ușor de spart, așadar trebuie manevrate cu mare grijă la instalare.

Cu cuarț. Este mai bine să alegeți încălzitoarele care nu emit lumină, în care nu există radiații infraroșii și ultraviolete (al doilea tip poate cauza leziuni oculare și pigmentare a pielii). Un sticla specială de cuarț separă razele, permițând trecerea intervalului de 0,7-3 μm și oprind razele de la 0,8-25 μm. În construcțiile monolitice, există un tub cu spirală de nichrom, în care nisipul de cuarț este sigilat. Toate componentele sunt situate în interiorul panoului de piatră modificată.

Cu carbon. Sunt ușor de deplasat, deoarece dispozitivul poate fi rotit pentru a încălzi punctual o zonă separată. Partea de încălzire poate fi așezată vertical sau orizontal (în funcție de model). Sunt concepute pentru spectrul de lungimi de undă lungi și durată de utilizare de 10.000 de ore.

Ceramice. Panouri subțiri cu o excelentă componentă interioară. Lungimea de undă sigură, consumul de energie economic și perioada de utilizare de 25 de ani permit acestor dispozitive să conducă lista încălzitoarelor. Pentru camere de până la 20-30 m² sunt potrivite modelele cu temperatură scăzută. Pentru zonele mai mari se instalează analogi cu temperaturi ridicate, care sunt numite „întunecate” (nu emit lumină în timpul funcționării).

Montaj pe tavan și perete

Dacă sunteți obișnuit cu uneltele electrice, atunci când plasați dispozitivul deasupra capului sau pe o suprafață de perete, nu va fi nevoie să solicitați ajutorul unui specialist.

Fixarea în zona de tavan va necesita achiziționarea lanțurilor metalice, suporturilor sau fixatorilor. Înainte de achiziționare, trebuie să verificați dacă acestea pot suporta greutatea panoului fără a-și schimba starea inițială. Adică, deformarea sau îndoirea elementelor de montaj nu sunt permise. Mai întâi, aceste elemente sunt plasate în panoul de tavan, apoi dispozitivul de încălzire este fixat pe ele. Este necesar ca înălțimea până la tavan să fie mai mare de 3 metri.

Montajul pe perete ține cont de o siguranță specială, deoarece partea exterioară a dispozitivului se încălzește la +90⁰C sau mai mult. Dacă aveți copii mici în casă, amplasați aparatul la o înălțime de 1,5-1,8 metri. Animalele de companie pot fi, de asemenea, curioase. Pentru a preveni eventualele deteriorări ale dispozitivului, amplasați încălzitorul la mijlocul peretelui sau mai sus. Realizați câteva găuri, montați suportul și atârnați dispozitivul de încălzire. Nu uitați că este mai bine să nu montați aparatul lângă mobilier.

Accesorii suplimentare pentru a îmbunătăți confortul de utilizare

Producătorul se preocupă de confortul utilizatorilor, prin urmare, oferă opțiuni suplimentare.

• Regulatorul de temperatură. Din punct de vedere funcțional, este similar cu un senzor care este instalat într-un boiler: se activează și se dezactivează pentru menținerea nivelului de căldură setat. Poate fi de tip mecanic sau electronic. Pentru instalarea corectă a acestuia pe perete va fi nevoie de experiență.
• Protecție împotriva supraîncălzirii. Se utilizează un disjunctor care oprește dispozitivul după utilizarea îndelungată în absența proprietarilor.
• Telecomandă care ajută la pornirea încălzitorului de la distanță.

În cutia fiecărui model sunt incluse toate componentele necesare pentru montaj, astfel încât să fie posibilă efectuarea acestuia imediat după achiziționarea dispozitivului. Dacă alegeți să instalați singuri, nu uitați să verificați instrucțiunile.

Exemplu de calcul al puterii de emisie și de instalare a încălzitoarelor cu infraroșu

Indicatorul de calcul prioritar în alegerea și numărarea numărului de dispozitive este puterea specifică de emisie, adică cantitatea de radiație care revine la unitatea de suprafață.

Fluxul de căldură poate fi centralizat sau punctual. Razele infraroșii par puțin mai calde decât sunt în realitate. Diferența dintre valorile tactile și cele reale nu depășește 4°C.

Compania „Intmax” recomandă respectarea valorilor optime la instalare. Acest lucru este important pentru obținerea unei distribuții uniforme a razelor și a unei acoperiri maxime a zonei încălzite.

Vom lua valori arbitrare pentru a arăta calculul numărului necesar de radiatoare, precum și locul lor de instalare.

Date: suprafața camerei de 50 m² (dreptunghi de 10 x 5). Izolarea este neglijabilă, temperatura dorită după încălzire este de +16 ° C.

Puterea specifică – 120 W / m². Înălțimea de montare va fi de 3 metri, amplasarea se face pe perete.

Puterea totală a aparatelor: 50 * 120 = 6 000 W (6 kW). Dacă alegeți o anumită marcă de radiatoare de 1000 W, vor fi necesare 6 bucăți. Amplasarea se va face perimetral, perechi față în față.

Sunați la „Intmax” pentru a obține în curând încălzitoarele infraroșii.