Что такое инфракрасный нагрев и когда его лучше использовать

Инфракрасные обогреватели – это приборы отопления, которые передают производимое ими тепло окружающим предметам посредством инфракрасного излучения. Это излучение, подобно солнечному свету, невидимо, не поглощается воздухом и без потерь достигает нижней части помещения, прогревая пол, мебель, стены и элементы интерьера, расположенные в зоне действия прибора. В инфракрасных обогревателях до 90% энергии преобразуется в поток тепловых лучей длинноволнового спектра и только 10% уходит на нагрев воздуха рядом с обогревателем.

Таким образом, тепло от инфракрасного обогревателя распределяется равномерно во всей зоне излучения, не зависит от воздушных потоков и высоты потолков, создает комфортные условия для людей за счет обогрева пола, а не воздуха на уровне головы. Благодаря такому принципу работы, инфракрасный обогреватель может применяться там, где сложен, невозможен или экономически не оправдан другой способ обогрева: в помещениях с очень высокими потолками или большими теплопотерями (продуваемые, сильно застекленные и т.п.); в полуоткрытых и открытых верандах, террасах, залах; на открытом воздухе; в помещениях, где нужен зональный или даже точечный обогрев. Среди других достоинств инфракрасных обогревателей можно отметить экономичность, удобство, безопасность, простоту использования и обслуживания, компактность и бесшумность.

Широкий ассортимент и спектр использования подразумевает, что для каждого конкретного случая установки инфракрасного обогревателя необходимо произвести расчет и подобрать ту модель устройства, которая оптимально удовлетворит потребности в тепле. Модель для промышленного склада, открытого павильона или маленького кафе будет существенно отличаться по характеристикам.

Как выбрать инфракрасный обогреватель?

Выбор обогревателя будет зависеть от нескольких основных критериев:

• типа помещения (жилое, офис, торговый павильон, склад и т.д.)
• варианта обогрева (полноценный, дополнительный, зональный, точечный и т.п)
• высоты установки (высоты потолков),
• монтажа (потолочный, настенный, встраиваемый)
• расстояния до присутствующих в помещении людей
• источника энергии (электричество, горячая вода, сжиженный газ, дизель)

[my_custom_ad_shortcode1]

Корпус и изготовитель

Сегодня можно приобрести потолочный инфракрасный обогреватель, произведенный в Европе или отечественный. Западные образцы стоят больше, считается, что они более высокого качества. Необходимо учитывать, что многие европейские компании имеют заводы в Китае, а сейчас и комплектующие в большинстве случаев закупаются там же. Поэтому обязательно при покупке обращать внимание на страну изготовления. Отечественные аналоги нередко и стоят меньше, и качеством обладают выше.

На рынке представлены модели со стальным корпусом и алюминиевым. Последние легче и выглядят красивее, но стальной корпус более надежен. При изготовлении обогревателя обычно краска не применяется, поскольку она быстро портится под действием высоких температур.

При этом нужно обратить внимание на наличие или отсутствие на поверхностях пятен ржавчины. Если такой недостаток замечен, то со временем пятна проступят на видимой стороне, более того, такой обогреватель быстрее выйдет из строя.

Источник: https://1popechi.ru/

Мощность инфракрасных обогревателей

Определив сначала суммарную мощность для обогрева помещения в целом, затем можно выбрать мощность и количество обогревателей, необходимых для равномерного распределения тепла в помещении. Для того, чтобы вычислить какая мощность обогревателей нужна для вашего помещения, проводится расчет плотности мощности (количество мощности, приходящейся на квадратный метр обогреваемой площади), которое измеряется в Вт/м2. В таблице представлены примерные значения плотности мощности

для достижения нужной температуры в помещениях с разной теплоизоляцией. Температура, указанная в таблице, может показаться недостаточной, но следует помнить, что при инфракрасном обогреве температура окружающего воздуха ощущается на 3-4° C выше, чем есть в действительности.

[my_custom_ad_shortcode2]

Поглощение

Инфракрасное излучение может отражаться, поглощаться и проводиться. Есть простое арифметическое соотношение между 3 этими стадиями, которое даёт в сумме 1 или 100%. 1 или 100% по-другому называют абсолютным чёрным телом. Абсолютно чёрное тело — физическое тело, которое при любой температуре поглощает всё падающее на него электромагнитное излучение во всех диапазонах. Таким образом, у абсолютно чёрного тела поглощательная способность равна 1 для излучения всех частот, направлений распространения и поляризаций.

Излучение = Отражение + Поглощение + Передача.

Площадь обогрева инфракрасных обогревателей

Инфракрасные обогреватели обычно монтируются на стенах либо на потолке таким образом, чтобы поток излучения был максимально направлен на объекты обогрева. Для помещений большой площади важно, что обогреватели распределялись равномерно по всему периметру, не создавая холодных или перегретых зон. Для того чтобы рассчитать необходимое количество приборов, исходя из площади помещения, нужно учитывать площадь обогрева от одного прибора в зависимости от высоты и способа его монтажа.

None Потолочный монтаж:

[my_custom_ad_shortcode3]

Принцип действия ИК лучей

ИК лучи в природе являются одним из спектров солнечного света. Это самая низкая по частоте зона излучений. За счет воздействия ИК лучей на поверхность нашей планеты мы получаем тепло. Данное излучение беспрепятственно проходит сквозь атмосферу и достигает земли. Абсолютно все физические тела способны поглощать инфракрасный диапазон. Воздух же получает тепло во второстепенном порядке от тел, которые прогрелись. В данном случае работает второй закон термодинамики, гласящий о том, что более холодное тело поглощает энергию от более теплого. Не нужно быть великим ученым, чтобы понять, почему в ночное время воздух прохладней, чем днем. Этот же принцип действия наблюдается и у ИК нагревательных элементов, которые входят в конструкцию установок домашнего и промышленного пользования.

Конечно, спектр излучения искусственно изготовленных нагревателей ИК не такой широкий, как у лучей природного происхождения. ИК устройства изготовленные человеком работают в спектре диапазоном λ = 50—2000 мкм. В данном случае также учитывается, что чем ниже температурный показатель тела поддающегося нагреву, тем длиннее ИК волна. Зависимо от длины волн инфракрасные излучения разделяют на три категории:

• коротковолновые: λ = 0,74—2,5 мкм,
• средневолновые: λ = 2,5—50 мкм,
• длинноволновые: λ = 50—2000 мкм.

Нагревательные устройства наиболее качественно действуют, если работают при длинноволновом спектре. Различные варианты ИК нагревателей являются основными элементами, входящими в конструкцию ИК оборудования для обогрева. Исходя из того, что работа таких устройств основана на излучении ИК волн, то и сами проборы считают излучателями.

Типы инфракрасных обогревателей

Рассмотрим основные типы инфракрасных обогревателей с точки зрения их применения в тех или иных помещениях. Ик-обогреватели с галогеновыми лампами (например, Ballu BHH/M b AEG IR Comfort), имеющими температуру поверхности около 2200 °С, и обогреватели с открытыми трубчатыми элементами (ТЭНами) с температурой поверхности около 750 °С обеспечивают узконаправленный высокоинтенсивный тепловой поток и по характеру обогрева схожи с камином или костром. Поэтому оптимальным применением для этого типа инфракрасных обогревателей будут: • помещения с высокими потолками (торговые павильоны, цеха, ангары), • открытые и полуоткрытые веранды, площадки (например, летние веранды кафе или шатер для мероприятия «open air») • локальный/зональный обогрев (например, рабочего места на большом складе). Инфракрасные обогреватели панельного типа (например, Timberk TCH A1N) имеют температуру поверхности от 90 до 400 °С и могут применяться от небольших жилых и бытовых помещений до крупных офисов, промышленных зданий и производственных цехов.

[my_custom_ad_shortcode5]

Кварцевые излучатели

Данный тип излучателей воздействует теплом на окружающие поверхности, не растрачивая энергии на воздушное пространство. Подача лучей происходит в диапазоне волн средней длины. Расположенная внутри кварцевой трубки катушка высокого сопротивления позволяет нагревателю быстро выходить на заданный рабочий режим и быстро сбрасывать температуру. За счет этого при цикличных методах обработки изделий высокими температурами удается значительно сэкономить электричество. Зачастую кварцевые трубки устанавливают в оборудование вакуумной и термической формовки, ИК-сушилки и термоусадочные машины. Выводы для включения в сеть располагаются на обоих концах трубки. Соединение можно произвести болтами или термостойкими проводами. На провода с целью термозащиты производитель может нанести бусы из керамики. На гибкость выводов это не влияет. Для фокусировки лучей и их направленности в правильную сторону кварцевые трубки могут быть заключены в стальной отражатель.

Варианты применения инфракрасных обогревателей

На схемах приведены варианты использования инфракрасных обогревателей для конкретных помещений на примерах ик-обогревателей популярной шведской фирмы Frico. Таким образом, чтобы рассчитать и выбрать инфракрасный обогреватель необходимо знать площадь помещения, которое планируется отапливать, высоты потолков, особенности теплоизоляции, расположение людей в помещении.

Помните, что если помещение с повышенной влажностью (автомойки, мастерские, гаражи и т.д.) необходимо выбирать ик-обогреватели с высоким классом защиты (например, Timberk Hawaii). Для пожароопасных помещений больше подойдут обогреватели панельного типа с низкой температурой поверхности без открытых ламп и ТЭНов. Для помещений с притязательным дизайном рекомендованы встраиваемые в потолок панели, практически незаметные в интерьере. Для открытых и полуоткрытых помещений желательно выбирать модели с повышенной устойчивостью к коррозии (например, AEG IR Comfort 24). Для обогрева зон рядом с окнами или витринами рекомендуется выбирать модели с бОльшей мощностью, чем для участков в глубине помещения.

Для более простого управления большим количеством приборов, установленных по всему периметру помещения, можно выбрать модели, объединяемые в систему отопления с одним блоком управления для всех обогревателей (например, Frico Elztrip EZ).

Данные рекомендации по выбору инфракрасного обогрева имеют общий характер и не могут учесть всех особенностей Ваших реальных условий эксплуатации. Для получения консультации и расчета обращайтесь к нашим специалистам. Информация была полезна? Поделитесь ей в своей соцсети:

[my_custom_ad_shortcode6]

Изолятор нагревательного элемента

Поскольку во время работы обогреватель может накаляться до 90 градусов и более, очень важно использовать качественный изолятор.

В последнее время все больше моделей выпускают с базальтовым изолятором. Очень важно, чтобы он был того типа, который допустим к использованию в пищевой промышленности, тогда он точно будет безопасен. Соответствующая отметка ставится в сертификате качества, который можно и нужно попросить у продавца.

Ассортимент инфракрасных обогревателей в ТермоМир:

При проектировании отопления помещения керамическими инфракрасными обогревателями основным параметром для определения моделей обогревателей и их количества является плотность мощности. Одной из особенностей обогрева помещений с помощью инфракрасных обогревателей является то, что в таких помещениях у людей создается впечатление, что температура воздуха на 3–4°C выше, чем есть на самом деле. Ориентировочные значения плотности мощности, необходимой для достижения и дальнейшего поддержания температуры воздуха в помещении представлены в таблице ниже.

Установка инфракрасного обогревателя ELCER должна осуществляться таким образом, чтобы поток инфракрасного излучения был направлен на обогреваемый объект, а покрытие площади отопления должно быть равномерным. Рекомендуемая высота установки обогревателей: от 2,5 м до 3,5 м. Площадь покрытия одним обогревателем в зависимости от способа крепления и высоты установки приведена в таблице ниже.

Пример расчета и размещения керамических инфракрасных обогревателей Необходимо обогревать мастерскую с размерами: длина – 10 м, ширина – 5 м, площадь – 50 м2. Помещение со слабой термоизоляцией. Ожидаемая температура в помещении – 16 °С.

Решение: Для помещения со слабой изоляцией и ожидаемой температурой 16 °С плотность мощности составит 120 Вт/м2. Рекомендуется крепление обогревателей: настенное. Высота установки обогревателей – 3 м. Мощность, необходимая для обогрева помещения (Р) в таком случае рассчитывается следующим образом: Р = 50 м2 х 120 Вт/м2 = 6000 Вт. Необходимое количество керамических инфракрасных обогревателей ECL-1000: 6 шт. В таком случае рекомендуется размещать инфракрасные обогреватели так, как изображено на рисунке:

ПРИМЕР РАСЧЕТА МОЩНОСТИ ИЗЛУЧЕНИЯ И МОНТАЖА ИНФРАКРАСНЫХ ОБОГРЕВАТЕЛЕЙОсновным параметром при проектировании отопления на базе инфракрасных обогревателей является определение плотности мощности (количество мощности, приходящейся на квадратный метр обогреваемой площади), измеряемое в Вт/м2. Ниже представлены ориентировочные значения необходимой плотности мощности для достижения заданой температуры в помещениях с разной термоизоляцией.

При выборе плотности мощности следует учитывать, что инфракрасный обогрев создает ощущение, что температура окружающего воздуха на 3–4° C выше, чем есть на самом деле.

Инфракрасные обогреватели устанавливаются на стенах либо подвешиваются к потолку таким образом, чтобы поток излучения был направлен на обогреваемый объект. Здесь представлены рекомендуемые расстояния от поверхностей при монтаже обогревателей. Покрытие отапливаемой площади должно быть равномерным, чтобы достигнуть однородной плотности мощности.

Рекомендуемая высота установки обогревателей: от 2,5 м до 3,5 м. Ниже приведена площадь покрытия одним обогревателем в м2 в зависимости от способа крепления и высоты установки.

ПРИМЕР РАСЧЕТОВ И РАЗМЕЩЕНИЯ РАДИАТОРОВ.

• Помещение мастерской размерами: 10м длина, 5м ширина, пл 50 м2, со слабой термоизоляцией, ожидаемая температура – 16 0С.
• Плотность мощности составит 120 Вт/м2, настенное крепление, высота установки – 3м.
• Полная мощность: 50 м2 х 120 Вт/м2 = 6000 Вт.
• Количество радиаторов ЭИУС 212: 6 шт. Размещение радиаторов, как на рисунке:

Потребление инфракрасного отопления невелико. Хотите знать, сколько электричества потребляет ИК-нагреватель? Гораздо меньше, чем электрокотлы, газовые котлы, масляные обогреватели, калорифер, тепловентилятор. Теперь вы знаете, сколько потребляют энергии инфракрасные обогреватели. Инфракрасные отопительные приборы, лампы инфракрасного отопления, потолок теплый, пол теплый — все это можно приобрести в и даже заказать монтаж.

[my_custom_ad_shortcode1]

Контроль температуры процесса

Управление процессом без обратной связи

— это когда источник инфракрасного излучения, газовый или электрический, устанавливается в процентах от полной мощности. Это похоже на обычную электрическую или газовую кухонную плиту, где у вас есть низкие, средние или высокие настройки. В систему управления не поступает информация о фактической температуре нагревателя или продукта.

В управлении процессом с обратной связью

используется устройство измерения, такое как термопара. Системы управления с обратной связью могут автоматически компенсировать изменения температуры окружающей среды, изменения температуры продукта на входе и колебания линейных напряжений в электрических системах.

Для некритических процессов, где допустимая температура продукта может находиться в диапазоне от 14 до 28 o C, регулирование с разомкнутым контуром является более эффективным с точки зрения затрат и может обеспечить достаточный контроль продукта и повторяемость процесса. Там, где требуется жесткий контроль температуры, например, менее 5 ø C, замкнутый контур управления является предпочтительным выбором.

Комбинированные системы могут использоваться, когда первая часть процесса регулируется без обратной связи, чтобы поднять продукт до общего температурного диапазона, а последняя часть системы является замкнутой, обеспечивая желаемый конечный температурный допуск и повторяемость для всего процесса.

Установленная (требуемая) мощность обогрева вычисляется по формуле:

W=S*K где: W— установленная мощность, Вт; S — отапливаемая площадь, м2; К — требуемая мощность на 1 м² в зависимости от здания, Вт/м2:

[my_custom_ad_shortcode3]

Годовой расход электроэнергии вычисляется по формуле:

Агод=24ч*W*N*Ki*(Tвнут-Tcpeд)/(Tвнут-Tкрит), где: Агод — годовой расход электроэнергии, кВт*час; N — количество дней отопительного периода; Ki — коэффициент использования отопительной системы:

• для жилого дома без автоматического контроля за температурой воздуха Ki=0,9;
• для жилого дома с автоматическим контролем за температурой воздуха Ki=0,6;
• для производственного здания без автоматического контроля за температурой воздуха Ki=0,7;
• для производственного здания с автоматическим контролем за температурой воздуха Ki=0,5;

Твнут — требуемая внутренняя температура в здании; Тсред — среднестатистическая температура наружного воздуха за отопительный период; Ткрит — минимальная (критическая) температура наружного воздуха в отопительный период.

[my_custom_ad_shortcode4]

Пример индивидуального расчёта инфракрасного отопления

Произведем тепловой расчет типового капитального трехкомнатного дома общей площадью 50 м², с установкой системы автоматического контроля за температурой воздуха для г. Челябинска, где критическая температура равна -39°, среднестатистическая температура наружного воздуха в отопительный период -6,5° и отопительный период составляет 218 дней. Необходимая температура воздуха в помещении 20 °С. Таким образом, установленная мощность для данной дома будет равна W= 50 м² * 70 Вт/м2 = 3 500 Вт

[my_custom_ad_shortcode5]

Технические характеристики

Инфракрасные обогреватели имеют различные технические характеристики. Производители стараются совершенствовать как сам излучатель, так и дополнительные функции. К дополнительным опциям относятся, в первую очередь, системы активной безопасности, такие как автоматическое выключение в случае возникновения аварийной ситуации, при перегрузках, режим работы в системе взаимосвязанных устройств, возможность подключения терморегулятора или системы «умный дом» для удаленного или полностью автономного управления прибором.

Некоторые модели могут похвастаться изящным дизайном и тонкой формой лицевой панели, которая отлично впишется в любой интерьер.

Встроенные инфракрасные пленочные обогреватели

Затраты по месяцу составят:

Смес=8684/ 218 * 30,5 = 1215 руб. Стоимость обогрева 1 м² в месяц составит: Ci= 1215 / 50 = 24,30 руб.

Расчет действителен для жилых домов соответствующих СНиП 03 «Тепловая защита зданий», с высотой потолков не более 3 метров, (инфракрасная система отопления выходит на рабочий режим от 2-х до 14-х дней). Данные из расчета совпадают с многолетней практикой эксплуатации инфракрасной системы отопления. Таким образом, стоимость обогрева инфракрасными обогревателями от сопоставима со стоимостью обогрева водяным газовым и центральным отоплением, а при использовании программирования может быть значительно ниже.

[my_custom_ad_shortcode3]

Карбоновая лампа

Конструктивно представляет собой кварцевую трубку с вакуумной средой, внутри которой помещен излучающий элемент. Излучатель состоит из нескольких углеродных волокон собранных в жгут и обладает увеличенной площадью облучения. При включении нагревателя в сеть волокно мгновенно набирает температуру и генерирует лучистое тепло. Потребляя такую же мощность, как и нихромовые нагреватели углеродный элемент нагрева способен подавать более высокую температуру. На верхнем участке нагревающего элемента расположены переключатели, регулирующие рабочий режим устройства. Вращение обеспечивается электроприводом, который находится на специальной подставке нагревателя. Таким образом, можно значительно увеличить площадь нагрева.