Принцип работы инфракрасных обогревателей – статьи на сайте 220 Вольт


Полезная статья на тему – “Что такое инфракрасный обогреватель и как он работает?”; поможет вам найти ответы на ваши вопросы.

Устройство инфракрасного обогревателя

Все обогреватели имеют одно общее свойство — они преобразовывают электрическую энергию в тепловую. Однако делать это можно несколькими способами, из-за чего и появились различные типы обогревателей. Одна из методик — превращать энергию из розетки в инфракрасное (ИК) излучение. 

Конструктивно простейший ИК-обогреватель состоит из металлического корпуса, который обычно покрывают краской. Внутри устанавливается отражательный элемент (рефлектор) из алюминия, а рядом с ним — нагревательный элемент. Рефлектор используется для фокусировки излучения в нужном направлении. Дополнительно в конструкцию входит термостат для контроля температурного режима. В некоторых обогревателях нагревательный элемент скрыт керамическими панелями, поэтому они не испускают света в видимом диапазоне. 

Есть внутренняя классификация ИК нагревателей по типу элемента: трубчатый, керамический, карбоновый, кварцевый, галогеновый, микатермический. 

Модели для домашнего пользования обычно имеют карбоновые или трубчатые нагревательные элементы. Керамические менее распространены из-за относительной недолговечности. Галогеновые и кварцевые обычно используются в нежилых помещениях, поскольку быстро высушивают кожу и слизистые оболочки, а при интенсивном воздействии могут даже стать причиной ожогов. 

В зависимости от конструкции и мощности аппарата могут быть стационарные и мобильные инфракрасные обогреватели. К первым относятся настенные и потолочные модели — они способны охватывать большую площадь по сравнению с мобильными устройствами, но ограничены в перестановке. 

Подробнее о том, на что обратить внимание при выборе инфракрасного обогревателя мы рассказали ранее. 

Обогреватели могут изготавливаться двух типов исполнения

  • Стационарного исполнения, сравнительно больших размеров и мощности (потолочные, настенные, напольные).
  • Мобильного исполнения, обладающие меньшими размерами и мощностью (каминного типа).
Типы ИК обогревателей

Типы ИК обогревателей

Сферы применения

Инфракрасные тепловые излучатели идеально подходят для использования в отоплении и могут быть использованы для:

  • точечного, зонального или общего отопления;
  • залов, мастерских, гаражей;
  • работ на открытом воздухе;
  • ресторанов и отелей;
  • инфракрасных саун;
  • SPA салонов;
  • магазинов и супермаркетов;
  • животноводства;
  • обогрева бассейнов;
  • зимних и ботанических садов;
  • обогрева спортивных сооружений и площадок.

Также инфракрасные обогреватели все чаще используются в быту и прочно заняли свое место в домах и квартирах. Благодаря простоте эксплуатации, они отлично подходят для обогрева детских садов, школ и других учебных заведений. Часто используются при проведении масштабных концертов и других мероприятий на открытом воздухе. Их можно увидеть на открытых площадках баров и ресторанов — там, где другие типы обогревателей бессильны.

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.

Что касается пожарной безопасности ИК-обогревателей, тут очень многое зависит от правильной ориентации прибора при установке.

Устройство и принцип действия

ИК-обогреватель очень похож на лампу дневного света без верхнего рассеивателя. Он состоит из металлического корпуса, отражателя, термостата для регулировки мощности и нагревательного элемента. Тэны могут быть:

  1. Трубчатыми.
  2. Карбоновыми.
  3. Керамическими.
  4. Галогеновыми.

Обратите внимание: устройства делятся по месту установки на напольные и настенные (потолочные). Приобретайте напольные обогреватели с датчиком опрокидывания – при падении они отключаются, что позволяет избежать пожаров.

Инфракрасный обогреватель: преимущества и недостатки, плюсы и минусы

Инфракрасные нагреватели имеют и сильные, и слабые стороны. Рассмотрим подробнее их:

  • Расчет отопления более прост. Если в случае с конвекционными отопительными приборами учитывать нужно не только площадь помещения, но и окна, двери, материал стен и прочие показатели, то с инфракрасными нагревателями всё намного проще. О технологии расчёта отопления для приборов этого вида будет подробно рассказано ниже.
  • Экономичность. Вы сможете экономить до 80% энергоресурсов ежемесячно за счёт того, что на обогрев предметов тратится намного меньше энергии.
  • Возможность самостоятельно изменять направление излучения, настраивать мощность с помощью термостата. Им комплектуется большая часть представленных на рынке моделей.
  • Нагрев помещения начинается сразу же, с первых секунд работы, а не через полчаса, как это происходит с радиаторами масляного типа.
  • Температура рабочей поверхности не превышает 85 градусов. Соответственно, даже при случайном соприкосновении с прибором вероятность получения ожогов минимальна.
  • ИК обогреватели не сушат воздух, что очень важно для людей, страдающих аллергическими болезнями. Приборы во время работы не выделяют вредных токсичных соединений. Именно поэтому устройства, использующие инфракрасный принцип нагрева, рекомендованы для установки даже в детских комнатах.
  • Многочисленные варианты монтажа. В зависимости от размеров помещения, наличия свободного пространства и личных предпочтений, вы можете зафиксировать прибор непосредственно на стене, установить его под натяжным потолком или просто поставить на пол.

А теперь поговорим о недостатках. Справедливости ради отметим, что таковыми обладают старые, менее совершенные модели, или некачественная продукция сомнительных производителей. Как правило, высокотехнологичные устройства нового поколения их лишены:

  • Чрезмерный нагрев.
  • Высокий шум.
  • Большие размеры.
  • Вероятность возникновения пожара.

Устройство обогревателя

Прежде чем рассмотреть устройство инфракрасного обогревателя, отметим, что эти приборы производятся 2 видов:

электрические: в них используются нагревательные элементы различных видов: карбоновые спирали, трубчатые ТЭНы, галогенные лампы и пленочные микатермические панели.

газовые:  здесь ИК-лучи выделяет нагретый керамический элемент.

плтолочный длинноволновой обогреватель

Устройство аппарата мы рассмотрим на примере потолочного длинноволнового обогревателя, питающегося от электросети. В нем роль нагревательного элемента играет алюминиевая пластина со встроенным ТЭНом особой конструкции. На поверхность пластины нанесено анодированное покрытие, улучшающее теплоотдачу поверхности. С обратной стороны установлен отражатель и слой теплоизоляционного материала. Ниже на схеме показано устройство потолочных обогревателей:

конструкция прибора с инфракрасными лучами

1 – металлический корпус; 2 – кронштейны крепления к потолку; 3 – ТЭН; 4 – излучающая пластина из алюминия; 5 – слой тепловой изоляции с отражателем.

Прочие электрические приборы инфракрасного обогрева с другими видами нагревательных элементов конструктивно мало чем отличаются от излучателей подвесного типа. Существенная разница меж ними только в способе управления. Настенные и напольные ИК-обогреватели имеют встроенный блок управления с терморегулятором и датчиком опрокидывания. У потолочных аппаратов этот блок — выносной, устанавливаемый на стену, он может управлять несколькими приборами одновременно.

полочный бытовой обогреватель с терморегулятором

Надо сказать, что принцип работы газового инфракрасного обогревателя аналогичен электрическому, только получение тепловой энергии происходит разными путями.

функционирование газового обогревателя

В газовом приборе нагревательным элементом служит керамическая пластина, чья температура может достигать 900 ºС в зависимости от настроек. Пластина прогревается газовой горелкой, находящей в торцевой части корпуса, как это изображено на схеме:

устройство газового инфракрасного прибора

Главные достоинства 

Обогреватели конвекционного типа нагревают непосредственно воздух, который впоследствии поднимается к потолку, охлаждается и опускается вниз. Таким образом, в комнате идет невидимая циркуляция воздушных потоков. Главная проблема в том, что комфортная температура формируется сначала под потолком, в то время как в области, где сидят пользователи, воздух еще остается непрогретым. 

Инфракрасные обогреватели нагревают не воздух, а непосредственно сами предметы в помещении. Нагретые вещи в комнате уже отдают тепловую энергию в воздух и поднимают температуру окружающей среды. Такой принцип связан с физикой инфракрасного излучения, которое способно проходить сквозь воздух, практически не разогревая его. 

Благодаря этому инфракрасные обогреватели имеют ряд ключевых достоинств по сравнению с устройствами конвекционного типа:

  • Эффект от работы устройства можно почувствовать уже через 30–60 секунд, если лучи направлены непосредственно на пользователя. 
  • Равномерный нагрев в помещении. Поскольку у инфракрасных моделей практически полностью отсутствует конвекция, тепло распределяется более равномерно в зоне обогрева. 
  • Бесшумность. Большинство электрических ИК-обогревателей работают очень тихо. Некоторые модели могут издавать лишь легкий треск в зависимости от используемого нагревательного элемента. 
  • Широкие возможности по монтажу. Мобильные модели можно установить практически где угодно, а стационарные достаточно легко встраиваются в потолок или стену помещения.

Есть у инфракрасных обогревателей и несколько минусов, которые для некоторых сценариев использования будут критическими. 

Во-первых, ИК-обогреватели нагревают только те предметы, на которые непосредственно попадают лучи.  В зоне обогрева пользователи сразу же почувствуют тепло, но все остальное за пределами этой площадки будет нагреваться намного медленнее, поскольку инфракрасные лучи не попадают на предметы. Соответственно, если вам необходимо обогреть просторное помещение, то придется покупать ИК-обогреватели с большим охватом, вешать их на стены или потолок. Конвекционные модели за счет нагрева воздуха позволяют более равномерно прогреть все помещение, пусть на это потребуется и больше времени. 

Во-вторых, инфракрасные обогреватели при отключении практически моментально остывают, поэтому тепло будет отдавать только окружающая среда.  Модели с открытым ТЭНом еще и светятся, что может доставлять некоторым неудобства. 

Не стоит забывать, что прибор относится к пожароопасной технике, но это актуально практически для любого типа обогревателей. 

Варианты установки

По типу монтажа ИК обогреватели делятся на четыре типа:

  1. Потолочные (подвесные);
  2. Настенные;
  3. Напольные (мобильные);
  4. Плинтусные.

Каждый вид обогревателя можно устанавливать определенным способом. Это зависит от особенностей устройства, выпускаемых моделей. Приводим таблицу, в которой отмечены доступные варианты монтажа для разных типов инфракрасных обогревателей:

Тип ИК обогревателя Потолочные Настенные Напольные Плинтусные
Электрические
Панельные + + +
Пленочные + + +
С открытым ТЭНом + + +
Микатермические + + +
Комбинированные + +
Газовые
Трубчатые + +
С плоским элементом + + +
Вертикальные компактные + +
Дизельные
Прямого нагрева +
Косвенного нагрева + +
С трубчатым
излучателем
+ + +

Кому погорячее?

Классифицируют обогреватели не только по устройству или способу монтажа, но также и по температуре нагрева. То есть насколько сильно нагревается сам аппарат:

  • Низкотемпературые (100-600°С).
  • Среднетемпературные (600-1000°С).
  • Высокотемпературные (свыше 1000°С).

Чаще всего для обогрева жилых комнат или офисов используют устройства с максимальной температурой 100-120°. Если такой обогреватель расположен на полу, то стоит внимательно следить за тем, чтобы никаких легковоспламеняющихся предметов рядом с ним не было.

Средняя и высокая температура нагрева хороша для помещения с высокими потолками. В этом случае тепло будет достигать пола, а не «теряться» где-то на середине пути.

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.

настенный обогревательный аппарат

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.

Если для отопления помещения требуется 1 кВт теплоты, то инфракрасные излучатели должны быть именно такой мощности, тогда никаких иллюзий не будет, во всей комнате достаточно быстро установится комфортная температура.

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.

интенсивность теплоподачи карбоновых приборов

Опасны ли инфракрасные обогреватели для человека? 

Это один из самых распространенных вопросов, ведь солнце также излучает инфракрасные лучи, которые способны повредить кожу человека или вызвать ожоги.  А что у обогревателей?

Инфракрасное излучение от обогревателя по аналогии с солнечными ваннами может приносить как вред, так и пользу. Все зависит непосредственно от длины волны. Существует несколько стандартов разделения длины волны, мы приведем ISO 20473, принятый Международной организацией по стандартизации:

  • Длинноволновое излучение — 50–1000 мкм. Практически полностью поглощается верхними слоями эпидермиса и считается безопасным для человека. Более того, в некоторых медицинских учреждениях используют системы ИК теплового облучения для укрепления сердечно-сосудистой системы и не только. 
  • Средневолновое излучение — 3–50 мкм. Более интенсивно нагревает предметы, но также представляет большую опасность для здоровья человека.
  • Коротковолновое излечение — 0,78–3 мкм. Самое опасное для человека, поскольку проникает на глубину до 3-4 сантиметров. Приводит к ускоренному осушению кожного покрова, ожогам, нарушению водно-солевого баланса, зрения. Коротковолновые ИК- обогреватели обычно устанавливаются в нежилых помещениях — на складах и производствах. 

Таким образом, самыми опасными считаются ИК-обогреватели с короткой длиной волны, их недопустимо использовать в жилых помещениях. Средневолновое излучение представляет среднюю опасность, такие обогреватели можно применять в домашних условиях, но четко подбирая мощность под площадь помещения и не включая устройства на долгое время.

Самые безопасные длинноволновые обогреватели — для них достаточно соблюдать стандартные меры предосторожности. Также не стоит забывать про рекомендуемое расстояние, например, потолочную модель на 1 кВт рекомендуется вешать на высоту в 2,5 метра. Интенсивность излучения напрямую зависит от расстояния до обогревателя, поэтому долго сидеть непосредственно перед любым обогревателем может быть опасно. 

Недостатки ИКО

  1. Строго рекомендуется избегать облучения волнами короткой длины, производимыми некоторыми видами инфракрасных обогревателей.
  2. Монтаж и обслуживание приборов, имеющих газовую и дизельную конструкции должен осуществляться только вне помещения, учитывая возможную вероятность пожарной опасности.
  3. Стоимость инфракрасных обогревателей хорошего качества существенно превышает стоимость устройств конвективного типа нагрева.

Схема подключения инфракрасного обогревателя через терморегулятор

Чтобы установить ИК обогреватель на потолке, вооружитесь дрелью, пассатижами, индикаторной отверткой, детектором проводки (чтобы случайно не попасть при сверлении в провод), рулеткой и карандашом. Также потребуются 3-х жильный медный провод сечения 2,5 мм, крепления.

После этого наметьте будущие места крепления (используя рулетку и карандаш), установите крепления. После этого установите нагреватель и приступайте к электромонтажным работам.

Так как наш ИК-нагреватель будет подсоединяться не напрямую к розетке, а через терморегулятор, сделайте следующее:

  • Подсоедините контакты разборной вилки к установленным на корпусе прибора клеммам.
  • Не перепутайте полярность. Каждое гнездо промаркировано: N –это нуль, L – фаза. И фазных, и нулевых клемм у нас минимум 2 (от сети к регулятору, от регулятора к нагревателю).
  • Зачищайте жилы провода, вставляйте их в клеммы до щелчка или закручивайте винтики.

Как видите, ничего сложного. Главное, не перепутать провода и хорошо зафиксировать их в клеммах.

Категории товаров на сайте ВсеИнструменты.Ру:

Обогреватели

  • Газовые обогреватели
  • Инфракрасные обогреватели
    • Потолочные ик-обогреватели
    • Настенные ик-обогреватели
    • Напольные ик-обогреватели
    • Кварцевые ик-обогреватели
    • Галогенные ик-обогреватели
    • Карбоновые ик-обогреватели
    • Микатермические ик-обогреватели
  • Конвекторы отопления
    • Электрические конвекторы
    • Газовые конвекторы
    • Настенные конвекторы
    • Напольные конвекторы
    • Плинтусные конвекторы
    • Универсальные конвекторы
  • Масляные обогреватели

Рекомендации при покупке ИК обогревателя

Перед тем, как определиться с выбором прибора, спросите, насколько толстый анодирующий слой на пластине, генерирующей поток инфракрасных лучей. Этот параметр определяет долгосрочность службы прибора. При толщине не менее 25 микрон обогреватель считается надежным. Если слой тоньше, то, скорее всего, ваша покупка прослужит недолго – такие устройства выходят из строя через 2-3 года.

Обязательно узнайте тип нагревательного элемента. Избегайте галогеновых обогревателей, которые словно лампы, излучают золотистое свечение и могут отрицательно повлиять на здоровье.

Прикиньте, какое помещение вам потребуется отапливать с помощью данного агрегата. Обогреватели сильно отличаются друг от друга по мощности. На комнату площадью 10 квадратных метров хватит 1000 Вт, но лучше брать обогреватель с запасом. Ведь немало тепла поглощают стены, горизонтальные поверхности, окна, перекрытия.

Мобильные ИК-обогреватели порой имеют мощность 300-500 Вт. Они рассчитаны на то, что вы будете пользоваться ими в различных помещениях. Если вы периодически работаете в гараже, подвале, небольшом кабинете, который не отапливается в полной мере, то такой переносной вид обогревателя будет эффективным решением проблемы.

Советы по эксплуатации

С потолочных устройств надо только сметать и вытирать пыль. Больше никакого ухода за нормально работающим обогревателем не потребуется. Подключение должно производиться с таким расчетом, чтобы до любого предмета и даже до электрической розетки оставался примерно 1 м. Чтобы потребление уменьшилось, надо внимательно следить за температурой прежде всего. Прогревая жилище лишь по мере необходимости, можно заметно сократить расход электроэнергии.

По возможности следует перейти на смешанный тариф, когда по ночам электричество дешевле. В деревянном доме желательно ставить обогреватели на несгораемые подставки с малой теплопроводностью. Не следует закрывать или перекрывать нагревательную аппаратуру. Владельцам инфракрасных устройств обогрева следует держать наготове порошковые или углекислотные огнетушители.

Специалисты настоятельно советуют заранее прочитать инструкцию по эксплуатации, и только потом использовать прибор. Недопустимо применять нагревательную технику после истечения срока, рекомендованного производителем. Следует регулярно проверять исправность техники, не менять ее устройство.

При появлении любых нетипичных звуков и запахов прибор отключают, а затем сразу обращаются к ремонтникам. Надо постоянно следить за исправностью предохранителей, розеток, штепселей и изоляции.


Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.