Συστήματα θέρμανσης υπέρυθρων

Πώς μεταφέρεται η θερμότητα

Η φυσική διαδικασία μεταφοράς θερμότητας από ένα φυσικό σώμα σε άλλο καλείται μεταφορά θερμότητας. Η θερμότητα μεταφέρεται από ένα θερμό φυσικό σώμα σε ένα ψυχρό είτε μέσω άμεσης επαφής είτε μέσω διαχωριστικού.

Η θερμική ενέργεια θα μεταφερθεί έως ότου οι θερμοκρασίες των φυσικών σωμάτων είναι ίσες. Στη φυσική, ο όρος αυτός ονομάζεται θερμοδυναμική ισορροπία. Η μεταφορά θερμότητας συμβαίνει συνήθως από ένα ζεστό σε ένα κρύο σώμα, το οποίο είναι απόλυτα συνεπές ο δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής. Σύμφωνα με τον νόμο αυτό, όλοι δουλεύουν συστήματα θέρμανσης.

Όσον αφορά τη φυσική, υπάρχουν τρεις βασικοί τύποι μεταφοράς θερμότητας: θερμική αγωγιμότητα, μεταφορά και θερμική ακτινοβολία. Αλλά στην καθαρή μορφή τους, ξεχωριστά, δεν συμβαίνουν, γενικά, η θερμότητα μεταδίδεται με ένα συνδυασμό απλών τύπων. Διακρίνονται κυρίως τρεις τύποι μεταφοράς θερμότητας: η μεταφορά θερμότητας, η μεταφορά θερμότητας και η μέθοδος μεταφοράς θερμότητας με δέσμη ακτινοβολίας.

Πώς λειτουργούν τα παραδοσιακά συστήματα θέρμανσης

Τα παραδοσιακά συστήματα θέρμανσης περιλαμβάνουν εκείνα τα συστήματα που χρησιμοποιούν κάποιο είδος καυσίμου. Επί του παρόντος, χρησιμοποιείται συχνότερα φυσικό αέριο, αν και σε ορισμένες περιπτώσεις χρησιμοποιούνται υγρά και στερεά καύσιμα. Αλλά ανεξάρτητα από τον τύπο του καυσίμου, η αρχή της λειτουργίας όλων των παραδοσιακών συστημάτων είναι η ίδια. Η θερμότητα από την καύση του καυσίμου θερμαίνεται ψυκτικόπου μπαίνει θερμαντικά σώματα και θερμαίνει τον αέρα στο δωμάτιο. Το νερό χρησιμοποιείται ως φορέας θερμότητας στα παραδοσιακά συστήματα θέρμανσης · ​​επομένως, καλούνται αυτά τα συστήματα νερό.

Με όλους τους νόμους της φυσικής, ο ζεστός αέρας ανεβαίνει και ο κρύος αέρας κινείται φυσικά κάτω. Μια τέτοια κίνηση του αέρα δεν είναι άλλη από αυτή που αναφέρθηκε παραπάνω. μεταφοράς. Αυτός ο κρύος αέρας δημιουργεί μόνο κρύα δάπεδα, τα οποία πρέπει να εξαλειφθούν από τη συσκευή με "θερμά δάπεδα". Αν το δωμάτιο είναι αρκετά υψηλό (βιομηχανικό κτίριο, αμφιθέατρο ή αθλητική αίθουσα κ.λπ.), τότε η θέρμανση ολόκληρου του όγκου διαρκεί αρκετό καιρό, δημιουργείται στρωματοποίηση αέρα.

Ο αυξανόμενος ζεστός αέρας δημιουργεί ένα βύθισμα στο δωμάτιο, επιπλέον, οι απώλειες θερμότητας μέσω της στέγης και των τοίχων αυξάνονται, η θερμότητα απλώς εγκαταλείπει το κτίριο. Σε αυτή την περίπτωση, λένε ότι ζεσταίνουμε το δρόμο. Οι παρακάτω άνθρωποι βρίσκονται σε μια ζώνη ψυχρού αέρα.

Το σχήμα 1 δείχνει σχηματικά την κατανομή θερμότητας κατά τη λειτουργία ενός παραδοσιακού συστήματος θέρμανσης.

Σχήμα 1. Κατανομή θερμότητας κατά τη λειτουργία ενός παραδοσιακού συστήματος θέρμανσης

Πώς είναι τα παραδοσιακά συστήματα θέρμανσης νερού

Η κύρια συσκευή του συστήματος ψύξης νερού είναι το λέβητα, συνήθως αερίου. Το νερό που θερμαίνεται στον λέβητα διοχετεύεται στα θερμαντικά σώματα - θερμαντικά σώματα. Για την κυκλοφορία νερού στο σύστημα είναι εγκατεστημένο της αντλίαςαν η κυκλοφορία αναγκάζεται, αν και η κυκλοφορία μπορεί να είναι φυσική. Σε αυτή την περίπτωση, μπορείτε να κάνετε χωρίς μια αντλία.

Εκτός από αυτές τις βασικές συσκευές και εξαρτήματα, το σύστημα θέρμανσης νερού περιλαμβάνει επίσης πολλά βοηθητικά αλλά απαραίτητα εξαρτήματα. Πρώτα απ 'όλα, πρόκειται για μια δεξαμενή επέκτασης για την αντιστάθμιση της θερμικής διαστολής του νερού, εξαρτημάτων για τη σύνδεση σωλήνων, βαλβίδων αέρα και πολλά άλλα, απαραίτητα για την κανονική λειτουργία του συνόλου του συστήματος.

Σε ένα μεμονωμένο σπίτι για την εγκατάσταση ενός λέβητα φυσικού αερίου, χρειάζεται ένα επιπλέον δωμάτιο, εξοπλισμένο με ένα σύστημα εξαερισμού και μια καμινάδα, για να μην αναφέρουμε το σύστημα τροφοδοσίας αερίου. Στην περίπτωση της τηλεθέρμανσης, απαιτείται η κατασκευή ενός μεγάλου λεβητοστασίου και η τοποθέτηση ολόκληρου δικτύου δικτύων θέρμανσης. Το όλο σύστημα είναι δαπανηρό και περίπλοκο.Αλλά σε ορισμένες περιπτώσεις, για παράδειγμα, για μια μικρή εξοχική κατοικία, και αν δεν υπάρχει φυσικό αέριο κοντά, πρέπει να κάνετε ένα ηλεκτρικό σύστημα θέρμανσης.

Τα πιο συνηθισμένα σε τέτοιες περιπτώσεις είναι ηλεκτρικοί λέβητες για θέρμανση νερού ή διάφορες ηλεκτρικές θερμάστρες. Πρώτα απ 'όλα, πρόκειται για θερμαντικά σώματα λαδιού, ηλεκτρικά τζάκια και θερμαντήρες ανεμιστήρων διαφόρων σχεδίων. Η αρχή της λειτουργίας αυτών των συσκευών είναι επίσης η μεταφορά, όπως και στα συστήματα θέρμανσης νερού: πρώτα ο αέρας θερμαίνεται και μόνο οι τοίχοι, τα έπιπλα, οι άνθρωποι. Ένα τέτοιο σύστημα είναι αναποτελεσματικό και αναποτελεσματικό.

Υπέρυθρες θερμάστρες

Διάφορα υπέρυθρες συσκευές θέρμανσηςπου παρέχουν ορθολογική και οικονομική θέρμανση των χώρων σε μια ευρεία ποικιλία συνθηκών. Στη συνέχεια θα θεωρηθούν μερικές από αυτές τις συσκευές, οι αρχές της λειτουργίας τους.

Από φυσική άποψη, τα παραδοσιακά συστήματα θέρμανσης δεν λειτουργούν σωστά. Κατ 'αρχάς, ο αέρας θερμαίνεται και στη συνέχεια όλα τα άλλα. Κάτω από φυσικές συνθήκες, όλα συμβαίνουν αντίστροφα.

Η φυσική πηγή θερμότητας στη Γη είναι ο ήλιος. Οι ακτίνες του ήλιου έχουν ένα πολύ ευρύ φάσμα, αλλά είναι η υπέρυθρη συνιστώσα που θερμαίνει τη Γη, τους ανθρώπους, τα φυτά και όλα τα αντικείμενα και από αυτά ο αέρας θερμαίνεται και δημιουργεί άνετες συνθήκες για την ανθρώπινη ζωή.

Από αυτή την αρχή λειτουργούν υπέρυθρες θερμαντήρες. Ο αέρας για την υπέρυθρη ακτινοβολία είναι απολύτως διαφανής, επομένως οι υπέρυθρες ακτίνες φτάνουν ελεύθερα σε θερμαμένες επιφάνειες και αντικείμενα

Το σχήμα 2 δείχνει σχηματικά την κατανομή θερμότητας όταν χρησιμοποιείται υπέρυθρη θερμάστρα.

Σχήμα 2. Κατανομή θερμότητας με υπέρυθρο θερμαντήρα

Υπέρυθρη ακτινοβολία αντιπροσωπεύει ηλεκτρομαγνητικά κύματα με μήκος κύματος στο εύρος 1 * 10-6 ... 1 * 10-3 μικρά. Η ένταση της θερμικής ακτινοβολίας εξαρτάται από το μήκος κύματος της υπέρυθρης ακτινοβολίας: οι ακτίνες βραχέων κυμάτων λαμβάνονται σε θερμοκρασία του ακτινοβολούμενου σώματος άνω των 750 ° C. Ανάλογα με την εφαρμογή και τον σχεδιασμό, η θερμοκρασία του στοιχείου εκπομπής του υπέρυθρου θερμαντήρα μπορεί να κυμαίνεται από 100 έως 950 ° C.

Εξωλέμβιες υπέρυθρες θερμάστρες

Σε ένα αρκετά μεγάλο δωμάτιο, τα συστήματα θέρμανσης νερού, όπως αναφέρθηκε παραπάνω, είναι αναποτελεσματικά, επειδή όλο τον θερμό αέρα αυξάνεται.

Με ύψος οροφής 2,5 ... 3,6 m, οι υπέρυθροι εξωτερικοί θερμαντήρες χαμηλής θερμοκρασίας με θερμοκρασία εκπομπού 100 ... 120 ° C θα είναι αρκετά αποτελεσματικές και οικονομικές.

Για να επιτευχθεί ομοιόμορφη θέρμανση του χώρου, για να αποφευχθεί η εμφάνιση ζεστών και κρύων ζωνών, απαιτείται η θέρμανση με διάφορους θερμαντήρες, η συνολική ισχύς των οποίων πρέπει να αντιστοιχεί στην απώλεια θερμότητας του κτιρίου. Αν το ύψος της οροφής είναι 4 m ή περισσότερο, τότε είναι αρκετά αποδεκτό και ασφαλές να χρησιμοποιείτε θερμαντήρες με θερμοκρασία επιφάνειας ακτινοβολίας μέχρι 200 ​​° C και άνω. Τέτοιες θερμαντικές συσκευές καλούνται υψηλή θερμοκρασία.

Ο σχεδιασμός και η αρχή της λειτουργίας των πομπού είναι τέτοια ώστε η τοποθέτησή τους να είναι δυνατή σε οποιοδήποτε ύψος. Εάν το δωμάτιο είναι πολύ μεγάλο, όπως μια αποθήκη ή ένα υπόστεγο, τότε οι υπέρυθρες θερμάστρες μπορούν να εγκατασταθούν μόνο πάνω από τις θέσεις εργασίας, στους χώρους όπου βρίσκονται οι άνθρωποι, εξοικονομώντας ενέργεια.

Σύστημα θέρμανσης με πάνελ:

Θερμαντήρας χαμηλής θερμοκρασίας Πρόκειται για μεταλλικό κιβώτιο με διανεμημένο θερμαντήρα τοποθετημένο μέσα σε αυτό. Η ακτινοβολούμενη επιφάνεια επεξεργάζεται με ειδικά υλικά που παρέχουν τη μέγιστη ένταση θερμικής ακτινοβολίας, την εκπομπή θερμικής ακτινοβολίας ενέργειας. Ο συντελεστής θερμικής εκπομπής από τους πιο εξελιγμένους θερμαντήρες φτάνει το 90%. Σε μεγάλο βαθμό, η ακτινοβολούμενη επιφάνεια προωθείται από το γεγονός ότι η ακτινοβολούμενη επιφάνεια γίνεται ανάγλυφη, ανώμαλη. Αυτό σας επιτρέπει να αυξήσετε την περιοχή της κατά τουλάχιστον 2,5 ... 3 φορές.

Θερμαντήρες υψηλής θερμοκρασίας αντιπροσωπεύουν επίσης μια θήκη σε σχήμα κουτιού, μέσα στην οποία βρίσκονται ένα ή περισσότερα θερμαντικά στοιχεία. Η θερμότητα αυτών των στοιχείων μεταφέρεται στο προφίλ αλουμινίου, η ακτινοβολούμενη επιφάνεια του οποίου επικαλύπτεται με ειδικά κεραμικά, γεγονός που επιτρέπει τη μείωση της θερμοκρασίας της ακτινοβολούμενης επιφάνειας με την αύξηση του συντελεστή εκπομπής της ροής ακτινοβολίας.

Ο χώρος μεταξύ του περιβλήματος και των στοιχείων θέρμανσης είναι γεμάτος με ανθεκτικό στη θερμότητα θερμομονωτικό υλικό υψηλής ποιότητας, επιτυγχάνοντας έτσι πλήρη λειτουργία πυρασφάλεια ολόκληρη τη συσκευή ως σύνολο. Η θερμομόνωση αυτή είναι χαρακτηριστική τόσο για θερμαντήρες υψηλής θερμοκρασίας όσο και για χαμηλής θερμοκρασίας.

Ορισμένες εταιρείες, για παράδειγμα η Thermatex, η Armh5, η Rockfon, παράγουν υπέρυθρες θερμάστρες για εγκατάσταση σε οροφές κασέτας, η οποία για άλλη μια φορά λέει υπέρυθρες θερμαντήρες πυρκαγιάς.

Ένα από τα νέα προϊόντα που κυκλοφορούν στην αγορά είναι οι καθρέπτες που εκπέμπουν θερμότητα. Το ανακλαστικό στρώμα είναι επίσης ένα στοιχείο θέρμανσης. Η μέγιστη θερμοκρασία επιφάνειας του καθρέφτη δεν ξεπερνά τους 75 ° C, η οποία είναι απολύτως ασφαλής για τους άλλους. Στη σάουνα ή στο μπάνιο, ένας τέτοιος καθρέφτης δεν ξεθωριάζει, δεν αλλάζει το φυσικό επίπεδο υγρασίας και ταιριάζει απόλυτα στο σχεδιασμό του δωματίου, είναι φιλικό προς το περιβάλλον.

Όπως έχουν δείξει διάφορες μελέτες, το θερμικό φάσμα συχνοτήτων υπέρυθρης θέρμανσης είναι απόλυτα ασφαλές για τον άνθρωπο. Αυτό επιβεβαιώνεται από μελέτες όχι μόνο των κατασκευαστών, αλλά και από τα αποτελέσματα ανεξάρτητων εξετάσεων. Η ασφάλεια των υπέρυθρων συσκευών επιβεβαιώνεται επίσης από τα πιστοποιητικά συμμόρφωσης που εκδίδουν τόσο οι ρωσικές όσο και οι ξένες υγειονομικές υπηρεσίες.

Διάφορες εταιρείες παράγουν υπέρυθρες θερμάστρες, κυρίως τύπου οροφής, κατάλληλες για χρήση σε οποιοδήποτε δωμάτιο: βιομηχανικές, οικιστικές, γεωργικές, υγρές και ακόμη και εκρηκτικές.

Πολλές εταιρείες παράγουν επίσης θερμοσίφωνες τοίχου, τοποθετημένες στο πάτωμα και φορητές, τοποθετημένες σε ράφια. Οι υπέρυθρες θερμάστρες στις οποίες χρησιμοποιείται αέριο είναι γνωστές.

Υπέρυθρες θερμαντήρες εικόνας

Πρόσφατα, ως επιπρόσθετοι τοπικοί θερμαντήρες, διάφορα στοιχεία του εσωτερικού χώρου γίνονται όλο και πιο δημοφιλή: θερμαντήρες εικόνας, baseboards, θερμά πάνελ τοίχου.

Τέτοια στοιχεία θέρμανσης αποτελούνται από ίνες άνθρακα συνδεδεμένες παράλληλα μεταξύ τους. Δεν υπάρχουν ούτε ένα ή ακόμα και διακόσια τέτοια σπειρώματα στους θερμαντήρες, εξαιτίας των οποίων κάθε κλωστή λειτουργεί χωρίς υπερφορτώσεις, η ισχύς που κατανέμεται είναι πολύ μικρή. Συνεπώς, αποκλείεται η εμφάνιση υπερφόρτωσης και υπερθέρμανσης, η αξιοπιστία των θερμαντήρων είναι πολύ υψηλή, η διάρκεια ζωής τους φτάνει τα 10 έτη ή περισσότερο.

Τα πλεονεκτήματα των υπέρυθρων θερμαντήρων

Ένα από τα πλεονεκτήματα των υπέρυθρων θερμαντήρων είναι ότι η θερμότητα, δημιουργώντας ρεύματα και αυξανόμενα σύννεφα σκόνης, δεν υπερβαίνει το ανώτατο όριο, όπως στην περίπτωση των συστημάτων θέρμανσης με θέρμανση. Το επίπεδο ηλεκτρομαγνητικού πεδίου των υπέρυθρων συστημάτων είναι πολύ χαμηλότερο από αυτό των πολλών οικιακών ηλεκτρικών συσκευών, το οξυγόνο δεν καίγεται, η υγρασία στο δωμάτιο δεν μειώνεται, παραμένει σε φυσικό επίπεδο.

Η θερμότητα του δωματίου αισθάνεται αμέσως μετά την ενεργοποίηση, οι επιφάνειες των γύρω αντικειμένων σχεδόν αμέσως ζεσταίνονται. Σε αυτή την περίπτωση, δεν είναι απαραίτητο να θερμάνετε ομοιόμορφα ολόκληρο το δωμάτιο, είναι δυνατόν να δημιουργηθούν ξεχωριστές άνετες ζώνες, για παράδειγμα, κοντά σε μια τηλεόραση ή πάνω από ένα γραφείο ή ένα γραφείο υπολογιστή.

Το αναμφισβήτητο πλεονέκτημα του υπέρυθρου εξοπλισμού είναι το μικρό του μέγεθος και η κινητικότητα του. Λόγω αυτών των παραμέτρων, εξοικονομείται χρήσιμος χώρος, ο εξοπλισμός μετακινείται εύκολα, εγκαθίσταται και αποσυναρμολογείται. Οι θερμαντήρες υπερύθρων είναι πολύ αποτελεσματικοί σε κτίρια με κακή θερμομόνωση και ψηλά ταβάνια, έχουν μικρή επίδραση στον εξαερισμό.

Η εγκατάσταση υπέρυθρων θερμαντήρων κατάλληλης ισχύος είναι δυνατή ακόμη και σε ανοικτές περιοχές. Για παράδειγμα, πάνω από τραπέζια σε καφενείο καλοκαίρι.Σε αντίθεση με ένα παραδοσιακό σύστημα θέρμανσης νερού, δεν απαιτείται εγκατάσταση πολύπλοκου ακριβού εξοπλισμού: σωλήνες, λέβητες, αντλίες, κ.λπ. Εάν έχει τοποθετηθεί υπέρυθρη θέρμανση, προβλήματα όπως η απόψυξη των σωλήνων όταν το σύστημα είναι απενεργοποιημένο εξαφανίζονται. Όταν ανάψετε ξανά το ρεύμα, η υπέρυθρη θέρμανση θα λειτουργήσει και πάλι, σαν να μην είχε συμβεί τίποτα.

Με τη βοήθεια σύγχρονων προγραμματιζόμενων θερμοστατών, είναι δυνατή η διατήρηση της θερμοκρασίας στην περιοχή των 5 ... 30 ° C, ρυθμίζοντας την για κάθε δωμάτιο χωριστά.

Σε σύγκριση με τους θερμοσίφωνες μεταφοράς, οι συσκευές IR είναι 20 ... 25% πιο οικονομικές και σε περίπτωση χρήσης διττής πληρωμής για ηλεκτρική ενέργεια, η εξοικονόμηση μπορεί να φτάσει το 40 ... 45%.

Μπόρις Αλαντίσκιν