Infracrveni sustavi grijanja

Kako se prenosi toplina

Fizički proces prijenosa topline s jednog fizičkog tijela na drugo se naziva prijenos topline, Toplina se s vrućeg fizičkog tijela na hladno prenosi izravno izravnim kontaktom ili pregradom.

Toplinska energija će se prenositi sve dok temperature fizičkih tijela ne budu jednake. U fizici se ovo stanje naziva termodinamička ravnoteža, Prijenos topline obično se događa s vrućeg na hladno tijelo, što je u potpunosti dosljedno drugi zakon termodinamike, Prema ovom zakonu svi rade sustavi grijanja.

Što se tiče fizike, postoje tri osnovne vrste prijenosa topline: toplinska vodljivost, konvekcija i toplinsko zračenje, Ali u svom čistom obliku, pojedinačno, oni se praktički ne javljaju, općenito, toplina se prenosi kombinacijom jednostavnih vrsta. Razlikuju se uglavnom tri vrste prijenosa topline: prijenos topline, prijenos topline i metoda prijenosa topline konvekcijskim snopom.

Kako rade tradicionalni sustavi grijanja

Tradicionalni sustavi grijanja uključuju one sustave koji koriste neku vrstu goriva. Trenutno se najčešće koristi plin, iako se u nekim slučajevima koriste tekuća i kruta goriva. Ali bez obzira na vrstu goriva, princip rada svih tradicionalnih sustava je isti. Toplina izgaranja goriva zagrijava se sredstvo za prijenos toplinekoja ulazi radijatori grijanja i zagrijava zrak u sobi. Voda se koristi kao nosač topline u tradicionalnim sustavima grijanja, pa se takvi sustavi nazivaju voda.

Prema svim zakonima fizike, topli zrak se podiže, a hladni se zrak prirodno kreće prema dolje. Takvo kretanje zraka nije ništa drugo doli spomenuto. konvekcija, Ovaj hladni zrak samo stvara hladne podove, što se mora eliminirati uređajem "toplih podova". Ako je soba dovoljno visoka (industrijska zgrada, auditorij ili sportska dvorana itd.), Tada grijanje cijelog volumena traje dovoljno dugo, stvara se zračna stratifikacija.

Topli zrak koji se diže stvara stvaranje propuha u sobi, osim toga, gubici topline kroz krov i zidove se povećavaju, toplina jednostavno napušta zgradu. U ovom slučaju kažu da grijemo ulicu. Ljudi ispod su u zoni hladnog zraka.

Slika 1 shematski prikazuje raspodjelu topline tijekom rada tradicionalnog sustava grijanja.

Slika 1. Distribucija topline tijekom rada tradicionalnog sustava grijanja

Kako postoje tradicionalni sustavi za grijanje vode

Glavni uređaj sustava vodenog hlađenja je bojler, najčešće plin. Voda zagrijana u kotlu cijevi je do radijatora - radijatori, Za cirkulaciju vode u sustavu je instaliran pumpaako je cirkulacija prisiljena, iako cirkulacija može biti prirodna. U ovom slučaju možete bez pumpe.

Uz ove osnovne uređaje i dijelove, sustav grijanja vode uključuje i mnoge "pomoćne", ali potrebne dijelove. Prije svega, to je ekspanzijski spremnik za kompenzaciju toplinske ekspanzije vode, armatura za spajanje cijevi, zračnih ventila i još mnogo toga, nužnog za normalan rad cijelog sustava.

U pojedinačnoj kući za ugradnju plinskog kotla potrebna je dodatna prostorija, opremljena ventilacijskim sustavom i dimnjakom, a da ne spominjemo sustav opskrbe plinom. U slučaju daljinskog grijanja, potrebna je izgradnja velike kotlovnice i polaganje cijele mreže grijaćih mreža. Cijeli je sustav skup i kompliciran.Ali u nekim slučajevima, na primjer, za malu seosku kuću, a ako u blizini nema plina, morate napraviti električni sustav grijanja.

Najčešći u takvim slučajevima su električni kotlovi za grijanje vode ili razne električne grijalice, Prije svega, to su uljni radijatori, električni kamini i grijači ventilatora raznih dizajna. Načelo rada ovih uređaja je i konvekcija, kao u sustavima grijanja vodom: prvo se zrak zagrijava, a tek nakon toga zidovi, namještaj, ljudi. Takav je sustav neučinkovit i neučinkovit.

Infracrveni grijači

Trenutno dostupan u različitim aparati za infracrveno grijanjekoji omogućuju racionalno i ekonomično zagrijavanje prostorija u najrazličitijim uvjetima. Dalje će se razmotriti neki od ovih uređaja, principi njihovog rada.

S prirodnog stajališta, tradicionalni sustavi grijanja ne rade ispravno. Prvo se zrak zagrijava, a zatim i sve ostalo. U prirodnim se uvjetima sve događa obrnuto.

Prirodni izvor topline na Zemlji je sunce. Sunčeve zrake imaju vrlo širok spektar, ali njegova infracrvena komponenta zagrijava Zemlju, ljude, biljke i sve predmete, a iz njih se zrak zagrijava i stvara ugodne uvjete za ljudski život.

Na tom principu oni djeluju infracrveni grijači, Zrak za infracrveno zračenje je apsolutno proziran, pa infracrvene zrake slobodno dopiru do grijanih površina i predmeta.

Na slici 2 shematski je prikazana raspodjela topline kada se koristi infracrveni grijač.

Slika 2. Raspodjela topline pomoću infracrvenog grijača

Infracrveno zračenje predstavlja elektromagnetske valove valne duljine u rasponu od 1 * 10-6 ... 1 * 10-3 mikrona. Intenzitet toplinskog zračenja ovisi o valnoj duljini infracrvenog zračenja: kratkoročne zrake dobivaju se na temperaturi tijela koje zrači iznad 750 ° C. Ovisno o primjeni i dizajnu, temperatura emitirajućeg elementa infracrvenog grijača može biti u rasponu od 100 ... 950 ° C.

Vanjski infracrveni grijači

U prilično visokoj sobi sustavi grijanja vodom, kao što je gore spomenuto, nisu učinkoviti, jer se diže sav topli zrak.

S visinom stropa od 2,5 ... 3,6 m, niskotemperaturni infracrveni vanjski grijači s temperaturom odašiljača u rasponu od 100 ... 120 ° C bit će prilično učinkoviti i ekonomični.

Da bi se postiglo ravnomjerno zagrijavanje prostorije, kako bi se izbjegla pojava toplih i hladnih zona, potrebno je izvršiti grijanje s nekoliko grijača, čija ukupna snaga mora odgovarati gubitku topline zgrade. Ako je visina stropa 4 m ili više, tada je sasvim prihvatljivo i sigurno koristiti grijače s površinom koja zrači do 200 ° C i više. Takvi grijači se nazivaju visoka temperatura.

Dizajn i princip rada odašiljača je takav da je njihova ugradnja moguća na bilo kojoj visini. Ako je soba vrlo velika, poput skladišta ili hangara, onda se infracrveni grijači mogu instalirati samo iznad radnih mjesta, na mjestima gdje se nalaze ljudi, što štedi energiju.

Zračni sustav grijanja na ploči:

Grijač na niskoj temperaturi To je metalna kutija s distribuiranim grijačem smještena u njoj. Zračna površina obrađena je posebnim materijalima koji pružaju maksimalni intenzitet toplinskog zračenja, emisiju toplinske zračenja. Koeficijent toplinske emisije iz najnaprednijih grijača doseže 90%. U velikoj mjeri zračenje površine potiče činjenica da površina zračenja postaje reljefna, hrusta. To vam omogućuje povećanje njegove površine najmanje 2,5 ... 3 puta.

Grijači na visokoj temperaturi također predstavljaju kućište u obliku kutije, unutar kojeg se nalaze jedan ili više grijaćih elemenata. Toplina ovih elemenata prenosi se na aluminijski profil, čija je zračna površina obložena posebnom keramikom, što omogućava smanjenje temperature zračne površine povećanjem koeficijenta emisije fluksa zračenja.

Prostor između kućišta i grijaćih elemenata napunjen je visokokvalitetnim toplinskim izolatorom, čime se postiže puno sigurnost od požara cijeli uređaj u cjelini. Takva toplinska izolacija karakteristična je za grijače s visokim i niskim temperaturama.

Neke tvrtke, na primjer Thermatex, Armh5, Rockfon, proizvode infracrvene grijače za ugradnju u kasetne stropove, što još jednom kaže infracrveni grijači za zaštitu od požara.

Jedan od novih proizvoda na tržištu su ogledala koja emitiraju toplinu. Njihov reflektirajući sloj je i grijaći element. Maksimalna temperatura ogledala ne prelazi 75 ° C, što je potpuno sigurno za druge. U sauni ili u kupaonici takvo se ogledalo ne zamagljuje, ne mijenja prirodnu razinu vlažnosti i savršeno se uklapa u dizajn prostorije, ekološki je prihvatljivo.

Kao što su pokazala različita istraživanja, toplinski frekvencijski spektar infracrvenog grijanja apsolutno je siguran za ljude. To potvrđuju studije ne samo proizvođača, već i rezultati neovisnih ispitivanja. Sigurnost infracrvenih uređaja potvrđena je i potvrdama o sukladnosti koje su izdale i ruske i strane sanitarne službe.

Različite tvrtke proizvode infracrvene grijače uglavnom stropne vrste, pogodne za upotrebu u bilo kojim prostorijama: industrijskim, stambenim, poljoprivrednim, mokrim, pa čak i eksplozivnim.

Mnoge tvrtke proizvode i zidne grijače, podne i prijenosne, montirane na stalke. Poznati su infracrveni grijači u kojima se koristi plin.

Infracrveni grijači za slike

U posljednje vrijeme kao dodatni lokalni grijači postaju sve popularniji različiti elementi interijera: grijači za oslikavanje, podnožje, tople zidne ploče.

Takvi grijaći elementi sastoje se od ugljičnih vlakana povezanih paralelno jedan s drugim. U grijačima nema niti jedne ili čak dvjesto takvih niti zbog kojih svaka nit djeluje bez ikakvih preopterećenja, snaga koju dodijeli je vrlo mala. Stoga je isključena pojava preopterećenja i pregrijavanja, pouzdanost takvih grijača je vrlo visoka, radni vijek dostiže 10 godina ili više.

Prednosti infracrvenih grijača

Jedna od prednosti infracrvenih grijača je da toplina, stvarajući propuhe i podižući oblake prašine, ne prolazi ispod stropa, kao u slučaju konvekcijskih sustava grijanja. Razina elektromagnetskog polja infracrvenih sustava mnogo je niža od one mnogih kućanskih električnih uređaja, kisik se ne sagorijeva, vlaga u sobi se ne smanjuje, ostaje na prirodnoj razini.

Toplina u sobi osjeća se odmah nakon uključivanja, površine okolnih predmeta gotovo odmah postaju tople. U ovom slučaju nije potrebno jednoliko zagrijavati cijelu sobu, moguće je stvoriti odvojene udobne zone, na primjer, u blizini televizora ili iznad stola ili računala.

Nedvojbena prednost infracrvene opreme je njegova mala veličina i pokretljivost. Zbog ovih parametara štedi se upotrebna površina, oprema se lako premješta, instalira i demontira. Infracrveni grijači vrlo su učinkoviti u zgradama sa lošom toplinskom izolacijom i visokim stropovima, malo utječu na ventilaciju.

Ugradnja infracrvenih grijača odgovarajuće snage moguća je čak i na otvorenim prostorima. Na primjer, preko stolova u ljetnom kafiću.Za razliku od tradicionalnog sustava grijanja vode, instalacija složene skupe opreme nije potrebna: cijevi, kotlovi, crpke itd. Kada instalirate infracrveno grijanje, problemi poput odmrzavanja cijevi kad je sustav isključen nestaju. Kad ponovo uključite struju, infracrveno grijanje će opet raditi, kao da se ništa nije dogodilo.

Uz pomoć modernih programabilnih termostata moguće je održavati temperaturu u rasponu od 5 ... 30 ° C, postavljajući je za svaku prostoriju posebno.

U usporedbi s konvekcijskim grijačima, IR uređaji su 20 ... 25% ekonomičniji, a u slučaju korištenja dvocarinske isplate za električnu energiju, ušteda može doseći 40 ... 45%.

Boris Aladyskin