Инфракрасные обогреватели — технические характеристики и свойства

Как устроена работа прибора Принцип работы инфракрасного обогревателя

Профессионалы говорят о том, что инфракрасные обогреватели являются великолепным источником тепла в помещениях. Принцип работы инфракрасного обогревателя основан на том, что электрическая энергия преобразовывается в тепловую посредством процесса нагревания. Тепловое излучение инфракрасного типа нагревает внешние предметы и организмы. Особенность таких устройств заключается в том, что 90 процентов энергии тратится на нагревание предметов. А оставшиеся 10 используются на нагревание воздушных масс. Это основное отличие от обычных приборов, принцип работы которых является противоположным. Обычные обеспечивают нагревание воздуха в помещении.

Если в комнате используются инфракрасные модели, то воздух нагревается через предметы, которые в нем присутствуют. В связи с этим потеря тепла в помещении сводится к минимуму. В этом состоит принцип работы инфракрасного обогревателя.

Следует понимать, что если сложить сумму площадей всех предметов, которые есть в помещении, то она будет в значительной степени выше, чем площадь обычной батареи. Основываясь на принципе работы инфракрасного обогревателя, можно сказать о том, что он обеспечивает нагрев помещения намного быстрее, чем традиционные отопительные устройства, а именно в 4 раза.

Ещё одной особенностью таких приборов является то, что при их работе разница температуры воздуха на потолке и полу является минимальной.

Что такое обогреватель инфракрасный электрический? Данное устройство имеет свои особенности строения. А какие именно? Сейчас расскажем. Каждый электрический инфракрасный обогреватель имеет корпус. На нем располагается пульт управления, также есть шнур питания, который подключается к электричеству.

Помимо этого, прибор снабжён рефлектором. Последний может быть двух видов, а именно цилиндрической и параболической форм.

Инфракрасный нагреватель имеет специальную защиту в виде сетки. Последняя сделана из металла. Помимо сетки, прибор может быть укомплектован прозрачной перегородкой.

Виды обогревателей

В продаже представлено много видов инфракрасных обогревателей. Помимо этого, существует несколько классификаций подобного оборудования.

Обогреватели по способу крепления

Отопительные приборы могут быть стационарными и мобильными. Последняя разновидность отличается компактными размерами и минимальной мощностью. Стационарное оборудование обеспечит более эффективный нагрев. Подобные модели делятся на 3 группы.

Потолочные инфракрасные обогреватели признаны наиболее удобными. Они не занимают лишнего места и отличаются обширным диапазоном излучения. Некоторые модели можно монтировать непосредственно к подвесному потолку, а другие закрепляются при помощи кронштейнов. При этом между корпусом устройства и потолком сохраняется промежуток в 5 см.

Напольные инфракрасные приборы считаются менее мощными и эффективным, поскольку на пути изучения есть множество преград. При покупке стоит отдать предпочтение изделию с трубчатым либо карбоновым нагревательным элементом. Это объясняется недолговечностью керамической разновидности, а также негативным влиянием на здоровье галогенового элемента.

Настенные обогреватели закрепляются непосредственно на стене

В таком случае от поверхности пола до корпуса важно сохранить определенный промежуток. При желании устройство можно монтировать непосредственно под окном.

Разновидности приборов по длине волны

Внутри любого инфракрасного обогревателя располагаются специальные нагревательные элементы. Все они имеют разную длину волны.

• Излучатель с длинными волнами обеспечивает рабочую температуру в пределах 600˚С. Подобная техника устанавливается не только в домах, но и производственных либо офисных помещениях, где высота потолков не превышает 3 м.
• Излучение средних волн обеспечивают нагревательные элементы, температура которых колеблется в пределах 600–1000˚С. Соответственно, потолок в комнате, где стоит подобный инфракрасный обогреватель, должен иметь высоту в 3–6 м. В большинстве случаев это загородные дома или различные административные здания.
• Излучать короткие волны могут элементы. которые функционируют при температуре свыше 1000˚С. В данном случае высота потолков должна составлять не менее 6 м. Соответственно, подобные обогреватели используют в заводских цехах. Также их можно устанавливать непосредственно на улице, а вот для домашних условий они не подойдут.

Тип нагревательного элемента

При покупке инфракрасного обогревателя всегда нужно обращать внимание на разновидность нагревательного элемента

Галогеновое изделие – это галогеновая лампа, излучающая в инфракрасном диапазоне. Внутри нее расположена нить накала, для изготовления которой используется углеволокно или вольфрам. В процессе нагревания выделяется инфракрасная энергия, которая передается трубке. При этом осуществляется излучение золотистого цвета. Чтобы оно не раздражало глаза, лампу можно обработать специальным составом

Важно помнить о том, что подобные нагревательные элементы обеспечивают получение коротких волн, а это может негативно повлиять на здоровье человека. Соответственно, такой вариант не является предпочтительным.

Карбоновая разновидность представляет собой кварцевую трубку с вакуумом внутри

Именно там расположена углеродная спираль. Преимуществом данного элемента считается быстрый разогрев и более высокий КПД, однако, изделие прослужит в течение всего 2 лет и будет потреблять немало электроэнергии. Такой вариант не подойдет для аллергиков и астматиков.

Керамические нагревательные элементы защищены, а, значит, в процессе работы они не будут светиться. Срок их эксплуатации составляет минимум 3 года. Также эти изделия более экономичные, а их цена относительно высокая. Как правило, подобные элементы используются в саунах и различных медицинских учреждениях.

Трубчатые элементы по дизайну напоминают керамическую разновидность. Их цена более высокая, что объясняется надежностью, удобством использования и эффективностью. Недостатком считается незначительное потрескивание, вызванное разницей коэффициентов температурного разрешения спирали и самого корпуса.

В чем секрет популярности

Производители декларируют следующие достоинства инфракрасных обогревателей:

• высокая эффективность и экономичность;
• отсутствие вращающихся деталей и шума;
• выделяется мягкое тепло, не вызывающее ухудшение самочувствия у человека;
• простой монтаж и подключение.

Как правило, это общие фразы, нечто подобное можно встретить в описаниях масляных радиаторов или настенных конвекторов. Они не отвечают на вопрос – чем приборы так привлекательны для пользователей в реальной жизни? Оказывается, все просто, работа потолочного инфракрасного обогревателя, как и настенного, возможна в неутепленных зданиях, на сквозняках и даже на улице. Главное, находиться в зоне действия ИК-излучения.

Прибор, выделяющий инфракрасные волны, будет создавать зону комфортного тепла перед собой, оставляя без внимания остальное пространство помещения. Оно прогреется после, спустя несколько часов от разогретых предметов. Но факт остается фактом: в комнате, где для отопления нужен 1 кВт тепла, люди ставят инфракрасный нагреватель на 500 Вт таким образом, чтобы лучистое тепло распространялось как можно шире. Это создает иллюзию хорошего отопления, хотя на самом деле температура в помещении остается собачьей, законы физики обмануть не удастся.

Есть у приборов и другие недостатки. К примеру, схема инфракрасного обогревателя в подвесном исполнении подразумевает бесполезный расход около 10% тепла, скапливающегося под потолком. Это конвективная передача энергии от нагретого корпуса аппарата окружающему воздуху, который там, под потолком, и остается. Работе настенных обогревателей мешают различные предметы, карбоновые и галогенные приборы раздражают своим ярким светом, а микатермические – высокой ценой.

Устройство и принцип работы обогревателя

В конструкции заложен принцип распространения инфракрасных волн. Благодаря их большой длине человек воспринимает только тепловую энергию. Эти обогреватели подразделяются на три вида:

• электрические;
• газовые;
• дизельные.

Принцип работы инфракрасного обогревателя:

Электрические агрегаты

Эти ИК-нагреватели считаются наиболее популярными, и их чаще всего можно встретить в быту. Принцип работы основан на нагреве электроэнергией излучателей, которые могут быть изготовлены из различных материалов. Кроме того, эти аппараты различаются по способу расположения в обогреваемом помещении.

Инфракрасные обогреватели:

Они могут быть напольными, крепиться на стену или потолок. На примере потолочного оборудования можно рассмотреть принцип действия инфракрасного обогревателя. Он состоит из следующих деталей:

• корпуса;
• трубчатого электронагревателя;
• излучающей пластины;
• теплового изолятора.

Электрический ток, проходя через ТЭН, нагревает его. Трубчатый нагреватель, в свою очередь, передает тепловую энергию на излучающую пластину. А от нее исходит направленное излучение на окружающие предметы, которые, нагреваясь, отдают тепло в воздух. Излучатели могут быть сделаны из разных материалов: карбона, керамики, термостойкой пленки.

Чем хороши инфракрасные обогреватели:

Приборы на газе и жидком топливе

Существуют модели инфракрасных нагревателей, для работы которых в качестве топлива применяется газ. Используются они в основном для отопления крупных помещений и уличного пространства.

Эта процедура возможна благодаря большой тепловой мощности этих обогревателей. Газ используется любой, от природного до коксового. Для обогрева веранд и террас применяют агрегаты, выполненные в виде зонтов.

В конструкции такого прибора предусмотрен газогорелочный блок, к которому подсоединены излучающие трубы. Некоторые их виды работают как простые газовые горелки, но обогревают они не окружающее пространство, а керамические панели, которые и играют роль излучателей.

Особенности работы инфракрасного обогревателя:

Стеклянные инфракрасные обогреватели

Инфракрасный обогреватель пусть поблагодарит за появление на свет сэра Вильяма Хершеля, в 1800 году открывшего, что помимо видимого излучения Солнце испускает и нечто иное. Известны из школьной программы опыты с призмой, расщепляющей свет на спектральные составляющие разных цветов. Проецируя свет на стол, ученый сделал картонку с небольшой щелью, пропускавшую единственный. Потом ртутным термометром начал замерять температуру. Каково же было удивление, когда вслед за видимым глазом красным цветом оказался отмечен жар, где невооруженный глаз не фиксировал ничего! Стало понятно, что человек одарен природой ограниченным восприятием, в природе циркулируют энергии, пока науке не известные.

Чтобы тело начало излучать, необходимо нагреть предмет докрасна, считается достаточным порогом 500 ºС. Возможно получить более низкие рабочие температуры, если увеличить площадь рабочей поверхности (холодная плазма тлеет при 26 градусах Цельсия). За счет упомянутого эффекта работают инфракрасные обогреватели потолочные стеклянные. Нагреваются полупроводниковым элементом, температура намного ниже 500 ºС. К примеру, для Пион Thermo Glass это 90 ºС. Большой скорости ожидать не приходится, зато эффект проявляется мгновенно в виде теплых лучей, идущих сверху.

Инфракрасные обогреватели настенные стеклянные Пион Thermo Glass выполняются в виде красочных композиций с видом гор, прочих пейзажей. На стекло с обратной стороны нанесен прозрачный электрод, незаметный невооруженным глазом. Следующим слоем сандвича фигурирует цветастая картина, нанесенная из эстетических соображений. Наконец, задняя панель утеплена керамическим либо альтернативным многослойным материалом, чтобы тепло шло лишь во фронтальном направлении. В результате, человек, рассматривающий инфракрасный стеклянный обогреватель Пион, чувствует на лице приятное тепло. Будьте осторожны, температура прибора в полтора раза (см. выше) превышает допустимые по Европе нормы для радиаторов центрального отопления. Для дома с маленькими детьми настенное панно не считается лучшим решением.

В последнем случае подойдет потолочный стеклянный обогреватель Пион. Принцип действия аналогичный, но точка подвеса расположена на потолке. Прибор напоминает лампу дневного света. По нашим сведениям, конструкция ударопрочная, узнайте дополнительно у дилера. В противном случае лучше взять для детской Пион Керамик, где кроме стали и продуктов обжига глины больше ничего нет.

Самое страшное, что случится – отслоение рабочей поверхности, что навряд ли возможно, учитывая, что нанесен слой на нержавеющую сталь методом микродугового оксидирования толщиной в единицы микрон. Ударная нагрузка ложится на металл.

Обратите внимание, обогреватели стеклянные на потолок отличаются от Пион Керамик. Последние сделаны по типу ламп дневного света, за счет продуманного деления рабочей поверхности на две пластины, развернутые под небольшим углом наружу

Первые выпускают двух видов:

1. Элемент навесного потолка Армстронг, внешне мало отличающийся от окружающей плитки, излучающий тепло. Возможно оборудовать изделиями помещение при монтаже, либо внести поправки в уже готовую конструкцию, проведя модернизацию.
2. Плоские панели, позволено вешать на стену. Имеют малую высоту, не выделяются на общем фоне. С уверенностью скажем, посетители не сразу поймут, что перед ними инфракрасный обогреватель.

Изделия Пион подходят для всех случаев жизни. Обогреватель настенный стеклянный с изображением пейзажа украсит стену, вешать лучше напротив входной двери, не близко от сидячих рабочих мест, избегая теплового удара. Впрочем, предупреждение касается преимущественно людей пожилых, у молодых реакцию заранее предсказать сложно. В отличие от ультрафиолета, инфракрасное излучение полезно для кожи и нижележащих тканей. Проникает на глубину 5 мм в кожу, вызывая:

• улучшение кровообращения;
• ускорение обмена веществ;
• усиление регенеративной функции.

Собаки любят инфракрасные обогреватели, значит, сотрудникам понравится. Считаем, что на мнение четвероногих возможно положиться

Обратите внимание, из-за относительно низкой температуры инфракрасные обогреватели стеклянные не вызывают ионизации воздуха, однако продолжают ударно сушить микроклимат. Потому в иных ситуациях потребуются контроль и корректировка микроклимата

К примеру, докупим конвекторы со встроенными увлажнителями.

Плюсы

Несомненными преимуществами инфракрасных обогревателей можно считать:

• отличный уровень теплоотдачи при небольшом расходе тепла или электрического тока;
• широкое разнообразие внешнего вида в зависимости от замысла конструкторов;
• «мягкое тепло»;
• поддержание нормальной влажности воздуха;
• отсутствие запаха горящей пыли;
• относительно небольшая площадь прибора;
• отсутствие необходимости хранить запас топлива;
• практически полное отсутствие шума;
• возможность подключения к обычной электрической розетке;
• мобильность техники.

Но необходимо понимать положительные стороны правильно — то есть не как абсолютные достоинства. Так, экономичность инфракрасных обогревателей проявляется только при грамотном подходе. Очень многое зависит от правильного подбора материалов для дома и хорошей теплоизоляции. Если допущены ошибки в этих моментах, КПД отопительных приборов ситуацию не исправит. Кстати, он только немного превосходит КПД обычных электрических конвекторов.

Ошибки покупателей

При выборе изделий покупатели совершают ошибку, не придавая значения толщине анодированного покрытия теплоизлучающей пластины, указываемой в сопроводительных документах. Она покрывается «паутиной» трещин при толщине менее 25 мкм, а  бюджетные модели с толщинами слоя менее 15 мкм служат 2–3 года, превращаясь после прогорания слоя в обычную печку.

Выбирать модели с защитной сеткой или экраном предпочтительней при возможности последующего контакта с электроприбором детей и животных.

Инфракрасные бытовые приборы  обладают неоспоримыми конкурентными преимуществами. В то время, пока масляные радиаторы и конвекторы нагреваются после включения в сеть через 30 минут, тепловой эффект от инфракрасных агрегатов ощущается практически мгновенно. Несмотря на большую, по сравнению с аналогами стоимость, ИК товарные позиции станут выгодным приобретением для тех покупателей, которые ценят высокий КПД, направленность и скорость обогрева, бесшумность в работе.

Классификация инфракрасных обогревателей

Все существующие на сегодняшний день ИК-обогреватели можно классифицировать:

По диапазону излучения

В зависимости от излучаемого диапазона волны, инфракрасные отопительные системы могут быть:

• Коротковолновые. Волны, длиной от 0,74 до 2,5 мкрн. Работают при температуре от 100°С Необходимая высота потолка — от 6 до 8 метров. Коротковолновые приборы энергозатратны, сжигают кислород, поэтому их редко используют для обогрева жилых помещений. Основная сфера применения — отопление производственных помещений.
• Средневолновые. Длина волны от 2,5 до 5,6 микрон. Температура нагрева от 600 до 1000°С. Высота потолков от 3 до 6 м.
• Длинноволновые. Длина волны в пределах от 5,6 до 100 микрон. Рабочая температура 100 — 600°С. Рекомендованная высота потолков до 3 м. Такие модели чаще всего применяются в быту, в связи с недостаточным для больших помещений производством теплового потока.

Отличия конвекционного обогрева и инфракрасного

По типу излучателя

Конструктивные особенности ИК-обогревателей, достаточно часто зависят от применяемого в моделях типа нагревательного элемента. Выделяют следующие разновидности:

• кварцевые;
• галогенные;
• карбоновые;
• ТЭН.

Каждый из представленных выше элементов обладают своим КПД, излучает определенную длину волны и спектр видимого свечения. Данные параметры будут подробно рассмотрены ниже.

По источнику энергии

• Электрические чаще всего применяются в быту. Они просты в эксплуатации, компактны и обладают достаточно большим ресурсом.
• Газовые модели характеризуются достаточно большой мощностью и внушительными габаритами. Работают по тому же принципу, что и электрические. Справедливости ради стоит отметить, что сегодня, на отечественном рынке присутствует большой ассортимент компактных газовых ИК-обогревателей, которые в качестве источника тепловой энергии используют сжиженный газ.
• ИК-обогреватели, работающие на дизельном топливе используются на производстве, строительных объектах в различных технологических процессах. Мощность таких устройств соизмерима с газовыми установками.
• В водяных ИК- обогревателях в качестве источника излучения выступает горячая вода и отопительной системы. Инфракрасные водяные отопительные панели быстро монтируются и могут применяться в любых помещениях.

Совет! Для обогрева жилища лучше использовать электрические модели, которые достаточно компактны, безопасны, долговечны и имеют оптимальное соотношение цены и эффективности.

По способу установки

По способу монтажа ИК-обогреватели могут быть:

• Стационарные. Выделяют настенные, потолочные и плинтусные модели. Могут быть с подвесным монтажом, иметь крепление к плоскости, быть встраиваемыми.
• Мобильные или переносные. Обычно это модели напольного исполнения. Характеризуются небольшой мощностью и габаритами.

Устройства с потолочным вариантом размещения считаются наиболее удобными. Они не занимают полезную площадь в помещении и обладают обширной зоной излучения. При сходной с потолочными моделями мощности, настенные установки имеют меньшую эффективность, так как направлены строго в одну точку пространства.

Очень сходны по характеристикам с настенными, модели напольного исполнения. Благодаря поворотной «ноге» излучатель можно направлять в разные стороны, обогревая конкретные участки помещения.

Инфракрасные обогреватели ламповые

Рассмотрим ламповые инфракрасные обогреватели, принцип действия устройств подражает Солнцу. В подотряд входят многие приборы, к примеру, галогенные. Принцип действия сосредоточен в факте: в среде инертного газа умещается спираль из нихрома, намотанная на жаропрочный сердечник из керамики. Под действием проходящего тока возникает эффект, описанный законом Джоуля-Ленца. Количество тепла зависит от:

• напряжения на концах спирали;
• сопротивления материала;
• времени действия тока.

Понятно, что нихром, обладающий солидным сопротивлением, избран для усиления эффекта. Спираль нагревается постепенно докрасна. Нитка начинает излучать в инфракрасном диапазоне. Для свечения тело нагревают до температуры 500 ºС. Спираль греется и выше. Через инертный газ излучение проходит без больших потерь, достигает стеклянной колбы лампы обогревателя. Материалом для детали служит сплав кварцевого песка, избирательно пропускающий волны рабочего диапазона. Потери энергии в инфракрасных обогревателях нулевые.

Потом излучение выходит в комнату

Обратите внимание, большинство ламп обогревателей симметричны относительно оси. Поэтому излучение эквивалентно по мощности для любого направления

Чтобы исправить недостаток, инфракрасная лампа помещается в фокус специального зеркального рефлектора. Чаще материалом служит нержавеющая сталь. В идеале лучше серебро, нанесенное на обратную сторону стекла (зеркало). Однако предложенный вариант слишком дорог и хрупок, что не позволит выпустить относительно дешевые инфракрасные обогреватели.

В центре сосредоточена мертвая зона, перекрытая корпусом лампы. Подобные мелочи не умаляют достоинств инфракрасных обогревателей, КПД приборов высок. Лампы работали бы с закачанным внутрь вакуумом. Правда, упомянутое техническое решение демонстрирует два недостатка:

1. Лампа становится хрупкой, на предмет станет воздействовать атмосферное давление. Придется стеклянные стенки сделать толще, что снизит эффективность прибора и увеличит стоимость.
2. В вакууме спираль начнёт испаряться. Не думали, почему жидкое Солнце при температуре 6500 Кельвинов не разлетается по космическому пространству? Там в действии показываются силы тяготения. На Земле довлеет сила тяжести, в условиях вакуума атомы станут покидать раскаленную спираль, что приведет к поломке прибора. По отдельным сведениям блуждающие частицы оседают на стекле, что вызовет непременное снижение КПД. Начнёт образовываться зеркальная поверхность, не нужная на прозрачной оболочке. Специальные добавки и инертные газы намного снижают скорость описанного процесса, даже помогают атомам вернуться назад.

Поэтому лампа инфракрасного обогревателя внутри заполнена специальным инертным газом. Метод снижает КПД, спектр пропускания галогенов выбирается так, чтобы минимально задерживать полезное излучение. Слой газа внутри лампы мал в сравнении, допустим, с атмосферой.

Получается настоящее солнышко, которое не греет воздух, а отдает тепло телам. Хороши ламповые инфракрасные обогреватели потолочного типа в спальне и на кухне. Чтобы кровать и воздух не казались холодными (20 ºС – температура, при которой рекомендуют засыпать врачи), оборудуйте помещение должным образом. Акцент потока мощности приходится на ноги лежащего человека.

Конструктивные особенности

Что собой представляет уличный инфракрасный обогреватель, работающий на газу? Это вертикальная установка, состоящая из:

1. Цилиндрического корпуса, в котором прячется баллон сжиженного газа.
2. Металлической стойки со шлангом, соединяющим баллон и горелочное устройство.
3. Сетки круглого сечения. На ней крепится блок управления, а сверху — зонд газовой горелки.

Газ из баллона поступает в горелку. Там он воспламеняется посредством пьезоэлектрического элемента. Сгорая, газ сильно разогревает сетку, и она начинает излучать инфракрасные волны. Они отражаются от специального рефлектора и направляются вниз, нагревая все предметы, находящиеся в зоне распространения волн.

В зависимости от модели прогреваемая площадь может быть разной. Чем мощнее прибор, тем шире радиус его действия. Тепло, вырабатываемое обогревателем, совершенно безвредно для человека. Была проведена масса научных экспериментов, которые подтвердили этот факт.

Потребляемая мощность и расход электроэнергии

Классификация по мощности прямо связана с распределением обогревателей по площади обогреваемого пространства. Если аппарат потребляет от 0,1 до 0,4 кВт тока, то это так называемый прибор «мягкое тепло». Рабочая температура составит максимум 60 градусов Цельсия. Допускается эксплуатация обогревателей такого рода даже в ванных комнатах и других особо влажных местах. Рекомендуют их и для детских комнат, для образовательных и медицинских учреждений (ввиду максимальной безопасности).

ИК-обогреватели мощностью 0,4-0,6 кВт прогреваются до 60-100 градусов. Подавляющая часть такой техники предназначается для офисных зданий. Некоторые модели оснащаются креплениями для потолков «Армстронг». Наружные корпуса всегда изготавливаются из металла. Уровень электротехнической защиты может сильно различаться в диапазоне от IP21 до IP55.

Самые мощные устройства потребляют от 0,6 до 1 кВт. Рабочая часть прогревается от 101 до 280 градусов. Подобная аппаратура выпускается самыми разными производителями. По большей части это тепловые завесы, надежно останавливающие проникновение холодного воздуха с улицы.