Infrapuna lämmitysjärjestelmät

Kuinka lämpö siirtyy?

Fyysistä lämmönsiirtoprosessia fyysisestä kehosta toiseen kutsutaan lämmönsiirto. Lämpö siirtyy kuumasta fyysisestä ruumiista kylmään joko suoran kosketuksen tai väliseinämän kautta.

Lämpöenergiaa siirretään, kunnes fyysisten kappaleiden lämpötilat ovat yhtä suuret. Fysiikassa tätä tilaa kutsutaan termodynaaminen tasapaino. Lämmönsiirto tapahtuu yleensä kuumasta kylmään kappaleeseen, joka on täysin tasainen termodynamiikan toinen laki. Tämän lain mukaan kaikki toimivat lämmitysjärjestelmät.

Fysiikan suhteen on olemassa kolme lämmönsiirron perustyyppiä: lämmönjohtavuus, konvektio ja lämmön säteily. Mutta puhtaassa muodossaan, erikseen, niitä käytännössä ei tapahdu, yleensä lämpö siirtyy yksinkertaisten tyyppien yhdistelmällä. Kolme lämmönsiirtotyyppiä erotetaan pääasiassa: lämmönsiirto, lämmönsiirto ja konvektiivisen palkin lämmönsiirtomenetelmä.

Kuinka perinteiset lämmitysjärjestelmät toimivat

Perinteisiin lämmitysjärjestelmiin kuuluvat ne järjestelmät, jotka käyttävät jonkinlaista polttoainetta. Tällä hetkellä käytetään yleensä kaasua, vaikka joissain tapauksissa käytetään nestemäisiä ja kiinteitä polttoaineita. Polttoaineen tyypistä riippumatta kaikkien perinteisten järjestelmien toimintaperiaate on sama. Polttoaineen palamisen lämpö kuumenee lämmönsiirtoaineenjoka tulee sisään lämmityspatterit ja lämmittää huoneen ilman. Vettä käytetään lämmönsiirtona perinteisissä lämmitysjärjestelmissä, joten tällaisia ​​järjestelmiä kutsutaan vesi.

Kaikkien fysiikan lakien mukaan lämmin ilma nousee ylös ja kylmä ilma liikkuu luonnollisesti alas. Tällainen ilmanliike ei ole muuta kuin edellä mainittu. konvektio. Tämä kylmä ilma luo vain kylmiä lattioita, jotka on poistettava "lämpimien lattioiden" avulla. Jos huone on riittävän korkea (tuotantorakennus, auditorio tai urheiluhalli jne.), Koko tilavuuden lämmitys kestää tarpeeksi kauan, ilman kerrostuminen syntyy.

Nouseva lämmin ilma luo vetoa huoneeseen, lisäksi katto- ja seinien läpi menevät lämpöhäviöt kasvavat, lämpö yksinkertaisesti poistuu rakennuksesta. Tässä tapauksessa he sanovat lämmittävän kadun. Alla olevat ihmiset ovat kylmän ilman alueella.

Kuvio 1 esittää kaavamaisesti lämmön jakautumista perinteisen lämmitysjärjestelmän toiminnan aikana.

Kuva 1. Lämmön jakautuminen perinteisen lämmitysjärjestelmän käytön aikana

Kuinka ovat perinteiset vedenlämmitysjärjestelmät

Vesijäähdytysjärjestelmän päälaite on kattila, useimmiten kaasua. Kattilassa lämmitetty vesi johdetaan pattereihin - patterit. Veden kiertämistä varten järjestelmä on asennettu pumppujos verenkierto pakotetaan, vaikka se voi olla luonnollista. Tässä tapauksessa voit tehdä ilman pumppua.

Näiden peruslaitteiden ja osien lisäksi vedenlämmitysjärjestelmä sisältää myös monia "apua", mutta välttämättömiä osia. Ensinnäkin se on paisuntasäiliö, joka kompensoi veden lämpölaajenemista, putkien liitososia, ilmaventtiilejä ja paljon muuta, jotka ovat tarpeen koko järjestelmän normaaliin toimintaan.

Yksittäisessä talossa kaasukattilan asennusta varten tarvitaan ylimääräinen huone, varustettu ilmanvaihtojärjestelmällä ja savupiipulla, puhumattakaan kaasun syöttöjärjestelmästä. Kaukolämmön tapauksessa vaaditaan suuren kattilahuoneen rakentaminen ja koko lämmitysverkon asettaminen. Koko järjestelmä on kallis ja monimutkainen.Mutta joissakin tapauksissa, esimerkiksi pienessä maatalossa, ja jos lähellä ei ole kaasua, joudut tekemään sähkölämmitysjärjestelmän.

Yleisimmät tällaisissa tapauksissa ovat sähkökattilat veden lämmitykseen tai erilaiset sähkölämmittimet. Ensinnäkin, nämä ovat öljypatterit, sähkötakat ja tuulettimen lämmittimet. Näiden laitteiden toimintaperiaate on myös konvektio, kuten vesilämmitysjärjestelmissä: ensin ilma lämmitetään ja vasta sitten seinät, huonekalut, ihmiset. Tällainen järjestelmä on tehoton ja tehoton.

Infrapuna lämmittimet

Nykyisin saatavilla eri infrapuna-lämmityslaitteetjotka tarjoavat tilojen järkevän ja taloudellisen lämmityksen monenlaisissa olosuhteissa. Seuraavaksi tarkastellaan joitain näistä laitteista, niiden toiminnan periaatteita.

Luonnolliselta kannalta perinteiset lämmitysjärjestelmät eivät toimi kunnolla. Ensin ilma lämpenee ja sitten kaikki muu. Luonnollisissa olosuhteissa kaikki tapahtuu päinvastoin.

Maapallon luonnollinen lämmönlähde on aurinko. Auringonsäteiden spektri on erittäin laaja, mutta sen infrapunakomponentti lämmittää maata, ihmisiä, kasveja ja kaikkia esineitä. Niistä ilma lämpenee ja luo mukavat olosuhteet ihmisen elämälle.

Juuri tällä periaatteella he toimivat infrapuna lämmittimet. Infrapunasäteilyn ilma on ehdottoman läpinäkyvää, joten infrapunasäteet pääsevät vapaasti lämmitettyihin pintoihin ja esineisiin.

Kuvio 2 esittää kaavamaisesti lämmön jakautumista infrapunakuumenninta käytettäessä.

Kuva 2. Lämmön jakautuminen infrapunalämmittimen avulla

Infrapunasäteily edustaa sähkömagneettisia aaltoja, joiden aallonpituus on välillä 1 * 10-6 ... 1 * 10-3 mikronia. Lämpösäteilyn voimakkuus riippuu infrapunasäteilyn aallonpituudesta: Lyhytaaltoiset säteet saadaan säteilevän rungon lämpötilassa yli 750 ° C. Infrapunalämmittimen säteilevän elementin lämpötila voi sovelluksesta ja suunnittelusta riippuen olla välillä 100 ... 950 ° C.

Perämoottorin infrapunalämmittimet

Melko korkeassa huoneessa veden lämmitysjärjestelmät, kuten edellä mainittiin, ovat tehottomia, koska kaikki lämmin ilma nousee.

Kattokorkeuden ollessa 2,5 ... 3,6 m, matalan lämpötilan infrapuna-lämmittimet, joiden säteilylämpötila on välillä 100 ... 120 ° C, ovat melko tehokkaita ja taloudellisia.

Huoneen tasaisen lämmityksen saavuttamiseksi, lämpimien ja kylmien vyöhykkeiden välttämisen välttämiseksi, lämmitys on suoritettava useilla lämmittimillä, joiden kokonaistehon on vastattava rakennuksen lämpöhäviötä. Jos kattokorkeus on vähintään 4 m, on melko hyväksyttävää ja turvallista käyttää lämmittimiä, joiden säteilevä pintalämpötila on vähintään 200 ° C. Tällaisia ​​lämmittimiä kutsutaan korkeiksi lämpötiloiksi.

Päästöjen suunnittelu ja toimintaperiaate ovat sellaiset, että niiden asentaminen on mahdollista missä tahansa korkeudessa. Jos huone on hyvin suuri, kuten varastot tai angaari, infrapunalämmittimet voidaan asentaa vain työpaikkojen yläpuolelle, paikkoihin, joissa ihmiset sijaitsevat, mikä säästää energiaa.

Paneelin säteilylämmitysjärjestelmä:

Matalan lämpötilan lämmitin Se on metallirasia, jonka sisälle on sijoitettu hajautettu lämmitin. Säteilevä pinta on käsitelty erityisillä materiaaleilla, jotka antavat maksimaalisen lämpöäteilyvoiman, säteilevän lämpöenergian. Kehittyneimpien lämmittimien lämpöemissiokerroin saavuttaa 90%. Säteilevää pintaa edistää suurelta osin se, että säteilevä pinta kohokuvioitu, kova. Tämän avulla voit kasvattaa sen pinta-alaa vähintään 2,5 ... 3 kertaa.

Korkean lämpötilan lämmittimet edustavat myös laatikkomaista koteloa, jonka sisällä on yksi tai useampi lämmityselementti. Näiden elementtien lämpö siirtyy alumiiniprofiiliin, jonka säteilevä pinta on päällystetty erityisellä keramiikalla, mikä mahdollistaa säteilevän pinnan lämpötilan alentamisen lisäämällä säteilyvuon päästökerrointa.

Kotelon ja lämmityselementtien välinen tila täytetään lämmönkestävällä korkealaatuisella lämmöneristimellä, jolloin saadaan täysi paloturvallisuus koko laitteen kokonaisuutena. Tällainen lämmöneristys on ominaista sekä korkean että matalan lämpötilan lämmittimille.

Jotkut yritykset, esimerkiksi Thermatex, Armh5, Rockfon, tuottavat infrapunalämmittimiä asennettaviksi kasettikattoihin, mikä sanoo jälleen kerran paloturvallisuus infrapunalämmittimet.

Yksi markkinoiden uusista tuotteista on lämpöä emittoivat peilit. Heijastava kerros on myös lämmityselementti. Peilin maksimilämpötila ei ylitä 75 ° C, mikä on täysin turvallista muille. Saunassa tai kylpyhuoneessa tällainen peili ei sumua, ei muuta luonnollista kosteustasoa ja sopii täydellisesti huoneen suunnitteluun, se on ympäristöystävällinen.

Kuten useat tutkimukset ovat osoittaneet, infrapunalämmön lämpötaajuusspektri on ehdottoman turvallinen ihmisille. Tämä vahvistetaan valmistajien tutkimusten lisäksi myös riippumattomien tutkimusten tuloksilla. Infrapunalaitteiden turvallisuus vahvistetaan myös sekä Venäjän että ulkomaisten saniteettitoimistojen myöntämillä vaatimustenmukaisuustodistuksilla.

Eri yritykset tuottavat infrapunalämmittimiä, pääosin kattotyyppisiä, jotka soveltuvat käytettäväksi missä tahansa huoneessa: teollisuus-, asuin-, maatalous-, märkä- ja jopa räjähtäviä.

Monet yritykset tuottavat myös seinälle asennettavia lämmittimiä, lattioihin kiinnitettäviä ja kannettavia, kiinnitettäviksi telineille. Infrapunalämmittimet, joissa käytetään kaasua, tunnetaan.

Infrapuna-kuvanlämmittimet

Viime aikoina paikallisina lisälämmittiminä erilaiset sisustuselementit ovat yhä suositumpia: lämmittimet, pohjalaudat, lämpimät seinäpaneelit.

Tällaiset lämmityselementit koostuvat hiilikuiduista, jotka on kytketty toisiinsa rinnan. Lämmittimissä ei ole yhtään tai edes kaksisataa tällaista lankaa, minkä vuoksi jokainen lanka toimii ilman ylikuormituksia, sen allokoima teho on hyvin pieni. Siksi ylikuormitusten ja ylikuumenemisen esiintyminen on suljettu pois, tällaisten lämmittimien luotettavuus on erittäin korkea, käyttöikä saavuttaa vähintään 10 vuotta.

Infrapunalämmittimien edut

Yksi infrapunalämmittimien eduista on, että lämpö, ​​joka luo luonnoksia ja nostaa pölypilviä, ei mene katon alle, kuten konvektiolämmitysjärjestelmien tapauksessa. Infrapunajärjestelmien sähkömagneettinen kenttätaso on paljon alhaisempi kuin monien kodinkoneiden, happea ei palata, huoneen kosteus ei laske, se pysyy luonnollisella tasolla.

Lämpö huoneessa tuntuu heti käynnistyksen jälkeen, ympäröivien esineiden pinnat lämpenevät melkein heti. Tässä tapauksessa ei ole tarpeen lämmittää koko tilaa tasaisesti, on mahdollista luoda erilliset mukavat vyöhykkeet, esimerkiksi television lähelle tai pöydän tai tietokonepöydän yläpuolelle.

Infrapunalaitteiden kiistaton etu on sen pieni koko ja liikkuvuus. Näiden parametrien ansiosta käytettävissä oleva alue säästyy, laitteita siirretään, asennetaan ja puretaan helposti. Infrapunalämmittimet ovat erittäin tehokkaita rakennuksissa, joissa on huono lämmöneristys ja korkeat katot, vain vähän vaikutusta ilmanvaihtoon.

Sopivan tehon infrapunalämmittimien asennus on mahdollista jopa avoimille alueille. Esimerkiksi pöydät yli kesäkahvilassa.Toisin kuin perinteisessä vedenlämmitysjärjestelmässä, monimutkaisten kalliiden laitteiden asentamista ei tarvita: putket, kattilat, pumput jne. Kun asennat infrapunalämmitystä, ongelmat, kuten putkien sulatus, kun järjestelmä sammutetaan, katoavat. Kun kytket virran uudelleen, infrapunalämmitys toimii taas, ikään kuin mitään ei olisi tapahtunut.

Nykyaikaisten ohjelmoitavien termostaattien avulla on mahdollista pitää lämpötila alueella 5 ... 30 ° C asettamalla se jokaiselle huoneelle erikseen.

Verrattuna konvektiolämmittimiin, infrapunalaitteet ovat 20 ... 25% taloudellisemmat, ja jos käytetään kahden tariffin maksua sähköstä, säästöt voivat olla 40 ... 45%.

Boris Aladyshkin