Вентиляция

Нагревательные излучающие панели

Принцип действия этих приборов аналогичен тому, как нагревает Землю Солнце: равномерный лучистый поток энергии инфракрасного диапазона обогревает предметы, пол. Нагреваясь, объекты, в свою очередь, нагревают окружающий воздух и все помещение (в отличие от конвекционного отопления, повышающего температуру воздуха, который нагревает предметы). Излучающие обогревательные панели бывают настенные, потолочные и передвижные (рис. 23 и 24).

Рис. 23. Настенные излучающие панели

Рис. 24. Излучающая передвижная панель

Рис. 25. Схема распределения нагретого воздуха при работе инфракрасного обогревателя, размещенного под потолком

Излучающие (лучистые) источники работают быстрее и экономичнее, чем конвективные. Дело в том, что при конвективном обогреве горячий воздух поднимается вверх, к потолку, и таким образом под потолком оказывается повышенная температура, а ближе к полу, — то есть в зоне пребывания человека, — пониженная. При работе инфракрасных нагревателей температура в нижней зоне будет выше, чем под потолком, то есть схема распределения нагретого воздуха будет примерно такой, как приведена на рис. 25.

Одно из важнейших свойств инфракрасных обогревателей — очень малые конвекционные потоки или их отсутствие, что избавляет от холодных сквозняков, турбулентных потоков частичек пыли и, как следствие, уменьшает вероятность астматических приступов и воспаления слизистых оболочек. При проветривании помещения свежий холодный воздух меньше «выдувает» тепло, так как оно аккумулировано на поверхности стен, пола, предметов, в то время как при конвекционном отоплении — в первую очередь в воздушном пространстве, и в этом случае воздух может остыть, не проветрив помещение.

Потоки тепловой энергии распространяются со скоростью света и не поглощаются молекулами азота и кислорода, составляющими основу воздуха. Молекулы азота и кислорода сами по себе ИК-излучения не поглощают, а лишь несколько ослабляют в результате рассеяния. Инфракрасное излучение селективно поглощают пары воды, углекислый газ, озон и другие примеси, имеющиеся в воздухе. К ослаблению инфракрасного излучения приводит также наличие в воздухе взвешенных частиц — дыма, пыли, мелких капель. Однако на практике ощутимых потерь энергии, как правило, не происходит, и, таким образом, с помощью подобных приборов можно создавать в помещении локальные комфортные зоны, затрачивая меньше энергии и времени.

Что же представляет собой инфракрасное излучение? Инфракрасные (ИК) лучи — это электромагнитное излучение, подчиняющееся законам оптики. ИК-лучи выделяются всеми нагретыми твердыми и жидкими телами. Они имеют ту же природу, что и видимый свет. Говоря языком физики, инфракрасные лучи занимают спектральную область между красным видимым светом и коротковолновым радиоизлучением. В свою очередь, в зависимости от длины волны инфракрасную область спектра условно разделяют на коротковолновую, средневолновую и длинноволновую части.

Длина волны и интенсивность теплового излучения зависят в основном от температуры источника тепла. Чем выше температура, тем короче длина волны и выше интенсивность излучения. Известно, что при невысоких температурах предмет кажется темным, поскольку излучение нагретого твердого тела почти целиком расположено в инфракрасной области. При повышении температуры излучаемые предметом волны смещаются в видимую область спектра, и предмет вначале кажется темно-красным, затем красным, желтым и, наконец, при высоких температурах — белым. Таким образом, в зависимости от длины излучаемых волн и температуры поверхности можно выделить несколько разновидностей инфракрасных обогревателей.

Коротковолновые излучатели, с максимальной температурой (выше 800 °С), называют также световыми (а также «светлыми» или «белыми»). Рабочая температура этих приборов находится в диапазоне 800-1000 °С. Это могут быть специальные излучающие панели, светильники и люстры. У средневолновых приборов температура поверхности ниже (до 600 °С), и их обычно называют серыми. Длинноволновые излучатели имеют невысокую температуру излучающей поверхности и потому выделяют волны наиболее длинные из используемого диапазона. Их же называют темными, поскольку при рабочей температуре поверхности до 300 °С обогреватели не светятся. Их температура не поднимается выше 600 °С (обычно она находится в диапазоне от 30 до 400 °С). Эти приборы представляют собой тепловыделяющие панели, специальные пленки и отдельные кассеты. Примерная схема конструкции длинноволнового излучателя приведена на рис. 26.

Рис. 26. Схема конструкции длинноволнового излучателя:
1 — прямоугольный металлический корпус; 2 — элементы крепления к потолку; 3 — низкотемпературный ТЭН; 4 — теплоизлучающая пластина; 5 — высококачественный теплоизолятор

На Западе в настоящее время широко распространены теплоизлучающие панели или пленки — так называемые электрические низкотемпературные системы ИК-обогрева. Они обычно имеют рабочую температуру менее 100 °С. Пленка имеет специальное покрытие и контакты для подвода электричества. Первичное напряжение посредством специального трансформатора снижается до безопасного для человека значения (около 40 В), а в пленке электрическая энергия практически целиком преобразуется в тепловую. По такому же принципу работают и излучающие панели французских и норвежских производителей.

Существуют различные типы инфракрасных обогревателей. В зависимости от вида энергоносителя ИК-обогреватали разделяются на электрические, твердо- и жидкотопливные и газовые. В жилых помещениях чаще всего используются электрические, а также газовые приборы, как наиболее благоприятные в экологическом отношении. В качестве примера примитивного инфракрасного излучателя можно привести прибор, который был широко распространен в быту несколько десятилетий назад: электрический рефлектор, состоящий из нихромовой проволоки, намотанной на изолятор, и полированного отражателя.

Электрические инфракрасные обогреватели обычно выполняются в виде панелей или излучающих кассет, напоминающих лампы дневного света, которые устанавливаются под потолком или на самом потолке. Стандартный размер обогревателя — 600X600 мм. ИК-обогреватели, работающие на природном и сжиженном газе, снабжаются специальной горелкой, представляющей собой керамическую панель со множеством сквозных отверстий. Газ из магистрали или баллона подается в ее смеситель, где он эффективно перемешивается с нужным количеством воздуха. Затем смесь попадает в отверстия и поджигается. Внутри пористой керамики происходит беспламенное горение смеси; таким образом основная часть тепла выделяется в самой панели, которая раскаляется до высокой температуры и отдает тепло в виде лучистого потока. Примерная схема конструкции газового инфракрасного обогревателя приведена на рис. 27.

Рис. 27. Схема конструкции газового инфракрасного обогревателя:
1 — подключение электричества; 2 — отражатель; 3 — компенсатор; 4 — колено; 5 — излучающие трубы; 6 — кронштейн; 7 — крепление труб к кронштейну; 8 — выброс продуктов сгорания; 9 — подвод воздуха; 10 —газогорелочный блок; 11 — контрольные лампы; 12 — розетка датчика работы горелки

Рис. 28. Принцип действия прибора:
1 — колено: 2 — холодная труба; 3 — отражатель; 4 — вытяжной вентилятор; 5 — компенсатор; 6 — горячая труба; 7 — кронштейн; 8 — электроды розжига; 9 — газогорелочный блок

В данном случае прибор состоит из U-образной трубы, с одной стороны которой установлена горелка, а с другой стороны — вытяжной вентилятор. Над трубой крепится отражатель из алюминия. Принцип действия прибора (см. рис. 28) заключается в том, что горячие продукты сгорания газа, проходя внутри труб, нагревают их до высокой температуры. Нагретые трубы излучают тепло, которое направляется отражателем в рабочую зону. Продукты сгорания удаляются за пределы помещения.

Для обогрева небольших помещений можно использовать небольшие и простые по конструкции мобильные инфракрасные излучатели, работающие на сжиженном газе, содержащемся в бытовых баллонах. Некоторые итальянские, испанские и французские фирмы предлагают ИК-нагреватели, работающие на газе. Они имеют хороший дизайн, комплектующие, снабжены автоматикой розжига и контроля пламени, а также датчиком контроля концентрации угарного газа (в случае превышения допустимого уровня происходит автоматическое отключение). Однако необходимо отметить, что западные стандарты жилых помещений предполагают хорошую вентиляцию. Если же в помещении небольшого объема отсутствует многократный обмен воздуха и датчик автоматически отключается, то обогреватель запустится вновь лишь через определенный (может быть, достаточно долгий) промежуток времени. Поэтому такие приборы желательно устанавливать в помещениях, оборудованных принудительной вентиляцией.

Современные газовые инфракрасные обогреватели используются, как правило, в оранжереях, теплицах, гаражах, бассейнах. Следует отметить, что при их установке требуется подключение к магистрали природного газа; кроме того, такие приборы выделяют, пусть в незначительных дозах, окислы азота и угарного газа, хотя в последнее время благодаря усовершенствованию конструкции содержание вредных веществ в продуктах сгорания понизилось.

Существуют различные излучающие потолочные панели с разными эксплуатационными характеристиками. Например, чешские промышленники предлагают потребителям «низкотемпературные» панели (они нагреваются до температуры 80-100 °С), которые обладают мощностью до 750 Вт и могут быть установлены на невысоких потолках; а также «высокотемпературные» панели, которые имеют более высокую температуру излучающей поверхности (около 300 °С) и большую мощность (1800-3500 Вт). Эти приборы монтируются на потолках высотой от 3 м.

Интересную модель — переносную излучающую панель — разработали корейские производители. Прибор устанавливается на штативе и медленно поворачивается в разные стороны с помощью электромотора, благодаря чему источник тепла успевает за один отрезок времени прогреть в помещении значительно более обширную зону, нежели статичный обогреватель. В небольшом помещении, например, можно установить инфракрасный обогреватель в виде потолочных кассет, выполненных по размеру стандартной потолочной плитки и встраиваемых в подвесной потолок. Установленные на потолке, излучающие панели способны сэкономить электроэнергию примерно на четверть, причем без ущерба для комфорта людей. Можно использовать инфракрасные обогреватели и в качестве прибора для зонального или даже точечного обогрева: например, создать комфортные условия за рабочим столом, поместив прибор над ним и при этом не обогревая все помещение в целом. Комфортные условия создаются за счет более равномерного распределения температуры по высоте.

Инфракрасные обогреватели могут использоваться не только как основное, но и как дополнительное отопление через выносной термостат. С экологической точки зрения современное инфракрасное оборудование, предназначенное для эксплуатации в жилых помещениях, не сжигает кислород, не пересушивает воздух, не выделяет никаких вредных веществ и полностью пожаробезопасно.

Проводившие испытания фирмы-изготовители и независимые исследователи подтверждают, что используемый для отопления тепловой спектр частот безвреден для человека. Кроме того, безопасность в эксплуатации инфракрасных излучающих приборов подтверждается сертификатами соответствия, выдаваемыми российскими службами, и соответствующими европейскими сертификатами. Разумеется, при условии, что соблюдены рекомендации фирм-производителей по высоте установки и размещению оборудования.

Внимание! В жилых помещениях с длительным пребыванием людей лучше всего устанавливать электрические низкотемпературные пленочные инфракрасные обогреватели. Отдельные инфракрасные обогреватели мощностью более 1,5 кВт при высоте потолка менее 3 м использовать не рекомендуется: в случае длительного пребывания человека в зоне прямого излучения с ним может случиться тепловой удар. Для жилых зданий с высотой потолков 2,5-3,5 м допустима температура излучающей поверхности 100-120 °С. Это наиболее мягкое и безопасное излучение, которое является менее вредным, чем костер или камин. Для открытых площадок, балконов с высотой более 4 м могут применяться приборы со значительно более высокой температурой излучающей поверхности. В любом случае, электрические и газовые инфракрасные излучатели и системы обогрева на их основе нужно использовать в помещениях с хорошей вентиляцией.

К ОГЛАВЛЕНИЮ

---

Ссылки на другие страницы сайта по теме «строительство, обустройство дома»:

Проект K-243-1K