Принцип работы обогревателя с инфракрасным излучением

Инфракрасный обогреватель с точки зрения медицины: возможен ли вред для здоровья?

Многие потребители обеспокоены тем, что инфракрасные обогреватели могут нанести существенный ущерб здоровью. Давайте разбираться, правда это или нет. Конечно, в больших дозах и при неправильной установке такие устройства могут оказаться вредны. Но при соблюдении правильной дозировки инфракрасного излучения можно провести аккуратный прогрев локальных участков тканей. Это возможно за счет способности тепловых лучей проникать под кожу всего на несколько сантиметров.

Более того, такое излучение сродни синей лампе уничтожает вредные патогенные организмы. Но, в отличие от ультрафиолета, инфракрасный спектр не убивает всё живое. Он часто используется в медицине для восстановления здоровья после тяжелых травм и различных болезней. Красный свет используется в косметологии, травматологии, он ускоряет восстановление тканей, действует расслабляюще на нервную систему.

Изучая пользу и вред инфракрасного излучения, не забывайте о том, что инфракрасные нагреватели бывают 3 видов:

• коротковолновые;
• средневолновые;
• длинноволновые.

Самое сильное излучение имеют короткие волны, поэтому такие приборы не используют в жилых помещениях. Устройства востребованы для обогрева складских помещений, амбаров, могут использоваться на улице. Средневолновые обогреватели подходят для установки в помещениях, где высота потолка не менее 3 метров. Наиболее безопасными являются длинноволновые ИК-обогреватели. Их можно использовать в любых помещениях.

Результаты научных исследований подтвердили положительное влияние длинноволновых и лучей на иммунитет человека. Но это справедливо лишь для короткого воздействия. При постоянном и длительном нагреве кожа подвергаются высушиванию, что отрицательно сказывается на ее состоянии. К тому же возможны ожоги хрусталика и сетчатки глаз. Врачи настоятельно не советуют смотреть на нагревательные приборы.

Карбоновый инфракрасный нагреватель

Можно ли спать под инфракрасным обогревателем?

Иногда полезно погреться возле источника тепла после того, как вы пришли с улицы в лютую непогоду. Но вот спать в непосредственной близости от ИК-нагревателя опасно. При этом от установленного на полотке или стоящего в другом конце помещения нагревателя вреда будет не больше, чем от обычного камина.

Чтобы сделать использование ИК-нагревателя безопасным, соблюдайте следующие правила:

• Соблюдайте рекомендации производителя касаемо минимальной высоты установки. Меняйте направление прибора.
• Не следует использовать сверхмощные устройства.
• Внимательно изучайте характеристики модели перед покупкой. Постарайтесь как можно больше узнать об особенностях эксплуатации, обязательно поинтересуйтесь у консультанта о надежности фирмы-изготовителя.
• Не стремитесь приобрести самый дешевый прибор. Ведь, как правило, изготовитель снижает себестоимость изделия за счет использования некачественных материалов, что может нанести ущерб здоровью.

Сравнение с другими видами отопительного оборудования

Конкурирующие отопительные приборы (батареи, конвекторы, тепловые вентиляторы, масляные радиаторы) нацелены прежде всего на обогрев воздуха.
Лишь затем теплый воздух частично передает тепло окружающим предметам и людям.

Такой способ несет ряд недостатков:

1. В результате нагрева окружающей среды возникает «расслоение воздуха». При этом вверху помещения накапливается теплый воздух, а внизу — холодный. Этот недостаток особенно ощутим, если в качестве напольного покрытия используется кафель.
2. Перемешиваясь, теплый и холодный воздух образуют конвекционные потоки, создавая сквозняки в помещении.
3. Прогрев помещения осуществляется крайне медленно.

По всем перечисленным пунктам инфракрасные обогреватели обыгрывают своих конкурентов.

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.

Достоинства инфракрасного излучения

Главное достоинство инфракрасных обогревателей – моментальное передача энергии. Электромагнитные волны в воздухе распространяются со скоростью, сравнимой со скоростью света в вакууме. Эффект скорости позволяет практически мгновенно передавать энергию на расстояние. Быстрота нагревания зависит от длины волны. Увеличение мощности обогревателя достигается увеличением частоты (уменьшением длины волны).

При отоплении помещений обогревателями на инфракрасном излучении теплые воздушные массы не скапливаются под потолком, что порой происходит при использовании традиционных конвективных обогревателей. Энергия от прибора достигает предметов, потом от них нагревается воздух в комнате.

Обогрев такими приборами является локальным или узко направленным, то есть тепло ощущается только в пределах доступа инфракрасных лучей. Инфракрасные обогреватели удобно использовать, если необходимо обеспечить обогрев какой-то определенной поверхности или участка помещения. Можно направить инфракрасную лампу на крыльцо или окна с целью защиты от льда. Датские рестораны используют инфракрасные обогреватели на тентах, чтобы обеспечить комфортное времяпрепровождение посетителей в летних кафе холодными вечерами.

Инфракрасные обогреватели обладают высоким коэффициент полезного действия (около 90%) — передача тепло с минимальными потерями.

Опасность применения и вред

Люди, которые выбирают систему отопления, хотят знать, вредны ли инфракрасные обогреватели. Если человек заснул на пляже, то он может «спалить» свою кожу, у него повысится температура и даже возможен серьезный ожог. То же самое и с инфракрасными обогревателями — если панель или мобильное оборудование направлено на диван, то дремать на этом диване опасно для здоровья (человек может перегреться).

Самый большой вред инфракрасного отопления — пересушивание кожи. При длительном контакте кожи с инфракрасными лучами влага на теле человека испаряется, а ее пополнение осуществляется не сразу. В исключительно редких случаях это чревато ожогом (сон под включенным обогревателем), но чаще всего у людей просто пересыхает кожа.

Также есть информация о том, инфракрасные волны каким-то образом влияют на белок, содержащийся в коже, а при длительном воздействии такой обогреватель вредит глазам: страдает в первую очередь сетчатка, во вторую — хрусталик. Иногда появление и развитие у людей катаракты связывают с инфракрасным отоплением, хотя все это не доказано и едва ли является правдой. Подобный вред может быть нанесен только при очень высокой мощности обогревателя и длительном пребывании человека под волнами.

Комплектация

В комплектацию входит крепление прибора и инструкция по применению. Иногда для монтажа могут понадобиться дополнительные детали.

Аксессуары и их особенности

• Телескопический штатив. Поднимает прибор на определенную высоту.
• Пульт ДУ для изменения мощности. Оптимальный вариант для модели с таймером.
• Защитная решетка. Обеспечивает дополнительную безопасность при попадании посторонних предметов на нагревательные элементы.
• Поворотный кронштейн. Позволяет направлять оборудование в нужную сторону.
• Защита от перегрева. Прибор снабжен специальным датчиком, который срабатывает при достижении определенной температуры.

Защиты от замерзания у инфракрасных обогревателей не предусмотрено, так как при низких температурах эти приборы будут сохранять свое рабочее состояние.

Защита от влаги. Позволяет использовать нагреватели в бассейнах, саунах и других помещениях с повышенной влажностью.

Выбор подходящего места

Важнейшее требование при монтаже ИК-панели – расстояние до головы человека. Особенно это актуально в рабочих зонах, где люди находятся долгое время в одной позе.

Расстояние должно быть минимум 1,5-2 м, все зависит от мощности устройства. Если она меньше 800 Вт, прибор допустимо разместить на дистанции 70 см. Если показатели 1-1,5 кВт, то минимальный промежуток составляет 1 м. Специфика конкретных помещений определяет ряд особенностей монтажа конструкций и оптимальную схему их размещения. Рекомендуемое место для расположения прибора в каждой конкретной комнаты наглядно показывает таблица:

Принцип работы инфракрасного обогревателя

Устройства обладают простой схемой. Применяются нагревательные элементы, генерирующие инфракрасное излучение (тепловые волны). Излучением обладает солнце, пламя костра или горелки.

ИК излучение разделяют по длине волны:

1. Коротковолновые, обладающие показателем 0.7 — 2.5 микрометра.
2. Средневолновые – 2.5 -50 микрометров.
3. Длинноволновые – 50-2000 мкм.

Для получения коротких волн нужно разогреть элемент до 600-800 градусов. Схема быстро прогревает помещение. Применять коротковолновые или средневолновые обогреватели можно для непродолжительного нагрева нежилых помещений. Под прямым излучением находиться не рекомендуется. Поэтому, для ИК панелей используется длинноволновая схема с температурой не выше 300 градусов.

Напольный инфракрасный агрегат

Принцип действия простой. От разогретой спирали или кварцевой трубки излучение покидает отопительный прибор, нагревая предметы, которые отдают тепло в атмосферу. Эффективность обогрева выше, чем у традиционных конвекторов.

Устройства нагревают не воздух, а предметы. Человек ощущает действие ИК лучей как направленное тепло.

Настенное расположение

ИК оборудование обеспечивает:

1. Высокую скорость распространения тепловой энергии по отапливаемой комнате. Излучение распространяется со скоростью света, не рассеивается на большом расстоянии.
2. Не изменяет влажность воздуха.
3. Не выжигает кислород.

Лучшими характеристиками, КПД отличаются карбоновые модели.

Принцип работы

Наше Солнце излучает инфракрасные волны в разном спектре — ближнем, среднем и дальнем. Самым эффективным и безопасным считается излучение с длиной волны 8–14 мкм. Он используется при производстве оборудования для инфракрасного отопления дома. По сути, данные обогреватели представляют собой небольшое солнце, которое работает от электричества. В отличие от обычных радиаторов (масляных или электрических), они не прогревают воздух — излучение нагревает только предметы, на которое попадает, а эти самые предметы становятся источником тепла. Именно от них нагревается воздух в комнате, поэтому в зоне работы оборудования поверхности всегда теплее, чем в других участках помещения.

Устройство обогревателей

Производители предлагают инфракрасные излучатели в формах, подходящих для различного применения. Одной из новинок являются плоские нагревательные панели, излучающие инфракрасные лучи, которые можно использовать для обогрева жилых домов. В виде простых, но современных инфракрасных излучателей их можно использовать для локального обогрева помещений. Существуют также устройства такого типа для обогрева помещений рядом с домом — террас или открытых беседок. Обогреватели не имеют сложного механизма или электроники. Принцип работы каждого устройства заключается инфракрасном излучателе, который при нагревании (обычно до высоких температур) начинает испускать тепловые волны. Конструкция проста и не требует особого ухода.

Типы термостатов

По цикличному принципу, описанному выше, функционируют практически все термостаты. В то же время между ними существует множество различий, что влияет на алгоритм подключения, режим управления и настройку:

Механические терморегуляторы

Применяются они не так часто, но отличаются надежностью и простотой работы. По сути, механический термостат представляет собой небольшую пластмассовую коробочку, имеющую рычажок для управления температурным режимом. Для удобства использования у подобного термостата имеется специальная шкала с делениями (стандартный шаг – 1 градус).

Механический терморегулятор не совсем подходит для современного ИК обогревателя, но его подключение осуществить совсем несложно.

Дело в том, что подсоединение в данном случае не требует электросети, процесс полностью механизирован. Управление климатическим режимом происходит через нагрев или охлаждение мембраны внутри конструкции термостата. Как правило, кроме рыжачка — переключателя температуры на корпусе термостата есть кнопка и световой индикатор включения.

Почему механика популярна? В схеме подключения терморегулятора с механическим принципом просто разобраться даже новичку, а нехитрая конструкция обеспечивает долговечность службы. Кроме того, такое устройство стоит гораздо дешевле электронных собратьев.

Достоинства и недостатки инфракрасного обогревателя

Такой принцип работы позволяет отметить следующие достоинства ИК обогревателей:

Достоинства ИК обогревателя

• Комфортный микроклимат в доме. Прогревается не только зона возле нагревательного прибора, но и во всем помещении. Кроме того, благодаря принципу излучения электромагнитных волн, прогревается пол, стены, предметы обихода. В отличие от конвекционных радиаторов, где греется только воздух, вся одежда, одеяла, ковры тоже будут теплыми.

• Очень высокий коэффициент полезного действия (почти 100%).
• Экономия электроэнергии (но это только при условии установки терморегулятора).

• Не сушит воздух. Очень важный параметр, если вы заботитесь о комфортном микроклимате в комнате. Как известно, на этот показатель влияет не только температура, но и влажность воздуха. Любые нагревательные приборы (батареи, конвекционные радиаторы, печки) очень высушивают воздух, из-за чего в холодное время года в доме может быть не комфортно находиться. ИК нагреватель же, действуя по совершенно иному принципу выработки тепла, не высушивает воздух. Даже при длительном нахождении в закрытом помещении, в котором работает инфракрасное устройство, вам будет не только тепло, но и комфортно.

• Эффективное распределение температуры (нижняя часть помещения прогрета больше, а ближе к потолку температура снижается).
• Невысокая стоимость.
• Средний срок инфракрасного нагревателя – не менее 20 лет. Конечно, речь идет о правильной эксплуатации.
• Не поднимает пыль (в отличие от конвекционных приборов).

• Позволяет использовать как дополнительное отопление в особо холодный сезон или в комнатах, где не предусмотрено отопление.

• Препятствует образованию грибка на стенах.
• Экологичность и положительное влияние на здоровье человека.

• Стильный внешний вид.

• Бесшумность работы.

Несмотря на видимые плюсы ИК обогревателей, есть и несколько недостатков.

• Приборы небольшой мощностью не могут поддерживать комфортный микроклимат во всех углах помещения. Обычно при выходе из зоны досягаемости лучей, чувствуется существенное снижение температуры.

• Второй недостаток связан с воздействием на человеческий организм. И хотя безопасность инфракрасных обогревателей давным-давно научно доказана, есть случаи индивидуальной непереносимости электромагнитных волн.

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  При длительном нахождении вблизи таких агрегатов, человек начинает чувствовать жжение в глазах, наблюдается синдром сухости глаза. Специалисты не рекомендуют длительное время смотреть на нагревательный элемент ИК нагревателя, так как это может повредить роговицу глаза.

• Не следует забывать и о том, что инфракрасный нагреватель создает достаточно серьезную нагрузку на электросеть, что может стать серьезной угрозой для старой электропроводки.

  Поэтому если дача у ас стоит уже не один десяток лет и в качестве электропроводки вы не слишком уверены, то следует трезво оценить ее состояние перед покупкой и монтажом инфракрасного прибора. Возможно, следует заменить электропроводку в доме.

3 Недостатки ИК-систем

Инфракрасные устройства имеют и определенные недостатки:

1. 1. С эстетической точки зрения приборы не всегда вписываются в дизайн помещения.
2. 2. Так как ультрафиолетовое излучение прогревает не воздух, а объекты, там, где находится бытовая техника, может возникать незначительный запах пластмассы.
3. 3. Ультрафиолетовые лучи воздействуют точечно. Потому в пределах одного большого помещения на одном участке может быть очень жарко, а в другом — холодно.
4. 4. Высокая стоимость оборудования.
5. 5. Чтобы устройства потребляли небольшое количество электроэнергии, придется сначала потратить средства на утепление дома и установку отражающих экранов. Зато при соблюдении всех условий КПД системы достигает 97%.

Плюсы

Если сравнивать с традиционными способами отопления с использованием конвекторов и масляных радиаторов, то рассматриваемые инфракрасные панели имеют ряд преимуществ:

• Быстрый нагрев. При включении оборудования температура в зоне его действия повышается спустя 1–2 минуты. Это обусловлено тем, что лучи не рассеиваются в воздухе, а достигают своего прямого места назначения с небольшими потерями.
• Тихая работа и экологичность — работа оборудования не издает никаких звуков и вибраций. В процессе нагрева не выделяются вредные вещества, которые могли бы навредить проживающим. Также пленочное инфракрасное отопление в меньшей степени сушит воздух, так как нагрев происходит не от раскаленных поверхностей радиатора, а от теплых предметов мебели, стен, полов.
• Широкое применение — данные системы можно использовать не только в доме, но и производственных помещениях, гаражах, подсобках, на улице.
• Эффективный прогрев воздуха. Обычные радиаторы нагревают воздух, который поднимается вверх, охлаждается и опускается вниз. В результате у ног всегда температура ниже, чем у потолка, что не совсем правильно. Инфракрасные обогреватели направляют лучи сверху вниз, в результате чего греется пол и предметы мебели внизу — от них исходит тепло, поэтому температура воздуха снизу будет приблизительно равной температуре вверху. Также конвекционные потоки (циркуляция воздуха) ощутимо слабее.
• В отличие от обычных электрических конвекторов, инфракрасные системы не сжигают кислород и не пересушивают воздух.

Можно долго говорить о преимуществах данных систем.

Какие положительные характеристики имеют такие приборы?

При выборе обогревательного устройства следует учитывать положительные и отрицательные характеристики.

Начнем с достоинств нагревателей. Положительной характеристикой отопительных приборов инфракрасного типа является то, что не нужно будет покупать какие-либо расходные материалы.

Данные устройства являются экологически чистыми. Они не выделяют каких-либо веществ, которые могут нанести вред здоровью людей. Кроме этого, они не сушат воздух и не влияют на количество кислорода в нем.

Так как воздух в помещении остаётся насыщенным кислородом, то отпадает необходимость установки дополнительной вентиляции.

Нагреватели инфракрасного типа являются экономичными в расходовании потребляемых ресурсов, в отличие от аналогичных приборов других типов. Они просты в использовании, электроэнергия потребляется от обычной сети.

Длина волны влияет на все

Инфракрасные обогреватели излучают в диапазоне с длиной волны 0,75-2000 мкм и частотой 0,15-400 ТГц. Они делятся на три типа:

• Коротковолновые (длина волны 0,75-2,5 мкм, частота 120-400 ТГц);
• Средневолновые (длина волны 2,5-50 мкм, частота 6-120 ТГц);
• Длинноволновые (длина волны 50-2000 мкм, частота 0,15-6 ТГц).

Чем меньше длина волны, тем больше тепловой энергии дает обогреватель при одной и той же площади излучения. Но и температура излучающего элемента выше.

Коротковолновые и средневолновые обогреватели обычно оборудованы нагревательным элементом открытого типа. Он излучает оранжевый свет в видимом диапазоне. Это приводит к потере эффективной мощности (до 10%).

Длинноволновые нагревательные элементы не излучают в видимом диапазоне. Их обычно используют в ИК обогревателях закрытого типа, панельных. У них меньшая рабочая температура и процент тепловой энергии, отдаваемой за счет конвекции, ниже чем у коротко- и средневолновых.

Влияние ИК излучения в зависимости от длины волны описано в разделе «Инфракрасное излучение и здоровье человека».

Принцип действия и разновидности

Характерной особенностью таких изделий является выделение тепла, которое способствует обогреву различных поверхностей – стен, пола, потолков и т.д. Следует отметить, что прогрев воздуха производится частично, ведь основной поток излучения направлен на предметы, которые впоследствии отдают тепло от себя.

Прибор состоит из рефлектора и излучателя. Последний отвечает за передачу излучения в процессе нагрева. Отражающим элементом является рефлектор, который производят из термоустойчивых материалов, обладающих высокой отражающей способностью. В качестве нагревательных элементов могут быть:

• пластины;
• открытые или закрытые спирали;
• кварцевые, инфракрасные или галогеновые лампы;
• ТЭНы;
• карбоновые проводники.

В соответствии с источниками энергии все обогреватели подразделяются на несколько видов:

1. Электрические. Наиболее популярный тип приборов, которые устанавливают в любых помещениях. Обязательный элемент в системе – зеркальный рефлектор для передачи излучения в необходимом направлении.
2. Газовые. Лучше всего подходят для открытых площадок или промышленных сооружений. Из-за высокой мощности их нечасто можно встретить в жилых помещениях. Топливом является газовоздушная смесь.
3. Дизельные. Востребованы в тех помещениях, где слабая проводка. Такие приборы часто встречаются на улице или в гаражах. Устройству не требуются дымоходы, очистка производится через несколько фильтров.
4. Пленочные – часто используются в жилых помещениях.

Устройство и принцип действия ИК-обогревателей

Прибор состоит из металлического корпуса, защищенного от коррозии специальной порошковой краской. Внутри корпуса расположился алюминиевый отражатель, выступающий в роли теплоизлучающей пластины, и нагревательный элемент.

Конструкция инфракрасного обогревателя

Работа прибора происходит по следующей схеме:

1. Под действием тока ТЭН нагревается.
2. ТЭН греет теплоизлучающую пластину.
3. Теплоизучающая пластина испускает направленный ИК-свет.

Работа ИК-нагревателя схожа с принципом солнечного излучения. Солнечные лучи, так же, как и инфракрасные, проникают на поверхность, которая поглощает тепло.

Как же влияет инфракрасное излучение?

Существует мнение – все обогреватели сжигают кислород, тем самым добавляют факт вреда инфракрасного излучения. Любой нагреватель сушит воздух: влага под действием высоких температур испаряется быстрее. Инфракрасные обогреватели не исключение.

Инфракрасное излучение не наносит вред каким-то особым образом на людей при повседневном применении. Необходимо тщательно проанализировать ассортимент инфракрасных обогревателей перед покупкой. Технико-эксплуатационные характеристики приборов могут значительно отличаться между собой.

Поэтому необходимо выбирать качественные инфракрасные обогреватели, размещать их с соблюдением техники безопасности.

Читайте так же:

Принцип работы газовых обогревателей

Устройства представлены большим выбором всевозможных моделей, отличающихся принципом действия и мощностью. Все эти приборы объединяет одно – они работают от сжиженного или природного газа, преобразуя его в тепловую энергию. В качестве источника газа могут выступать газовые баллоны или газовая магистраль. Сами отопительные приборы подразделяются на стационарные и переносные.

Теплопушки нагревают помещение сжигая газ. Они достаточно экономичны, как и все приборы работающие на газу.

Стационарные газовые обогреватели представляют собой конвекторы или тепловые пушки, питающиеся от магистрального или баллонного газа. Они монтируются в помещениях стационарно и используются как основные источники тепла. Такие приборы отличаются большими размерами и высокой производительностью, а для их эксплуатации нужен дымоход для отвода продуктов сгорания.

Мобильные (переносные) модели предназначены для временной или полупостоянной эксплуатации. Они обладают небольшими габаритами и меньшей производительностью. Чаще всего такие модели выполняются в малогабаритных корпусах для напольной установки. Они оптимальны для обогрева дач, частных домов и хозяйственных помещений, в которых отсутствует централизованная подача газа.

По принципу действия обогреватели подразделяются на несколько категорий:

• инфракрасные;
• каталитические;
• конвекционные.

Принцип действия инфракрасных обогревателей очень прост – внутри них располагаются горелки с металлическими и керамическими излучателями. Нагреваясь, они начинают излучать инфракрасные волны (тепловое излучение). При этом воздух вблизи нагревателей остается практически холодным – нагреваются только окружающие предметы. В зависимости от мощности они могут согревать достаточно большие помещения и открытые территории.

В камере сгорания каталитического устройтсва не происходит как такового сгорания, там проходит химическая реакция.

Каталитические газовые обогреватели построены по принципу окисления природного или сжиженного газа. Пламя здесь отсутствует, а генерация тепла обеспечивается химической реакцией. Газ поступает на специальную каталитическую панель, где он начинает окисляться, способствуя выработке тепла. Обогрев осуществляется по конвекционному, инфракрасному или смешанному принципу действия.

Конвекционные газовые обогреватели обладают чрезвычайно простым устройством – их основу составляют обычные горелки, в которых происходит сжигание топлива. Нагрев воздуха осуществляется с помощью специальных ребристых радиаторов. Благодаря конвекции нагретый воздух идет вверх, после чего на его место поступают более холодные воздушные массы. Спустя два-три часа после запуска таких приборов в отапливаемых помещениях становится заметно теплее.

Инфракрасные газовые обогреватели могут создавать тепло не только за счет сжигания газа, но и за счет каталитического окисления. Отдельные модели таких устройств создают потоки теплового излучения и обеспечивают конвекцию – тем самым достигается быстрый и эффективный прогрев помещений.