Infrarood verwarmingssystemen

Hoe wordt warmte overgedragen

Het fysieke proces van warmteoverdracht van het ene fysieke lichaam naar het andere wordt genoemd warmteoverdracht. Warmte wordt overgedragen van een heet fysiek lichaam naar een koud lichaam, hetzij via direct contact of via een scheidingswand.

Thermische energie wordt overgedragen totdat de temperaturen van de fysieke lichamen gelijk zijn. In de natuurkunde wordt deze aandoening genoemd thermodynamisch evenwicht. Warmteoverdracht vindt meestal plaats van een warm naar een koud lichaam, dat volledig consistent is de tweede wet van de thermodynamica. Volgens deze wet werkt iedereen verwarmingssystemen.

Qua fysica zijn er drie elementaire soorten warmteoverdracht: thermische geleidbaarheid, convectie en thermische straling. Maar in hun pure vorm, individueel, komen ze praktisch niet voor, in het algemeen wordt warmte overgedragen door een combinatie van eenvoudige soorten. Drie soorten warmteoverdracht worden voornamelijk onderscheiden: warmteoverdracht, warmteoverdracht en warmtetransportmethode met convectiestraal.

Hoe traditionele verwarmingssystemen werken

Traditionele verwarmingssystemen omvatten die systemen die een soort brandstof gebruiken. Momenteel wordt meestal gas gebruikt, hoewel in sommige gevallen vloeibare en vaste brandstoffen worden gebruikt. Maar ongeacht het type brandstof, is het werkingsprincipe van alle traditionele systemen hetzelfde. De warmte van de verbranding van brandstof warmt op warmte transfer agentdie binnenkomt verwarming radiatoren en verwarmt de lucht in de kamer. Water wordt gebruikt als warmtedrager in traditionele verwarmingssystemen; daarom worden dergelijke systemen genoemd water.

Volgens alle natuurwetten stijgt warme lucht op en gaat koude lucht op natuurlijke wijze naar beneden. Een dergelijke luchtbeweging is niets anders dan die hierboven vermeld. convectie. Deze koude lucht creëert gewoon koude vloeren, die moeten worden geëlimineerd door het apparaat van "warme vloeren". Als de ruimte hoog genoeg is (industrieel gebouw, auditorium of sporthal, enz.), Duurt de verwarming van het hele volume lang genoeg en ontstaat er luchtgelaagdheid.

De warme lucht die opstijgt, zorgt voor een tocht in de kamer, bovendien gaan warmteverliezen door het dak en de muren toenemen, de warmte verlaat gewoon het gebouw. In dit geval zeggen ze dat we de straat verwarmen. De onderstaande mensen bevinden zich in een zone met koude lucht.

Figuur 1 toont schematisch de warmteverdeling tijdens de werking van een traditioneel verwarmingssysteem.

Figuur 1. Warmteverdeling tijdens bedrijf van een traditioneel verwarmingssysteem

Hoe zijn traditionele waterverwarmingssystemen

Het belangrijkste apparaat van het waterkoelsysteem is de ketel, meestal gas. Het water dat in de ketel wordt verwarmd, wordt naar de radiatoren geleid - radiatoren. Voor de circulatie van water in het systeem is geïnstalleerd de pompals de bloedsomloop geforceerd is, hoewel de bloedsomloop natuurlijk kan zijn. In dit geval kunt u het zonder pomp doen.

Naast deze basisinrichtingen en onderdelen bevat het waterverwarmingssysteem ook veel "hulp", maar noodzakelijke onderdelen. Allereerst is dit een expansievat ter compensatie van de thermische expansie van water, fittingen voor verbindingsleidingen, luchtkleppen en nog veel meer, noodzakelijk voor de normale werking van het hele systeem als geheel.

In een individueel huis voor de installatie van een gasboiler is een extra ruimte vereist, uitgerust met een ventilatiesysteem en een schoorsteen, en niet te vergeten het gastoevoersysteem. In het geval van stadsverwarming zijn de bouw van een grote stookruimte en de aanleg van een heel netwerk van verwarmingsleidingen vereist. Het hele systeem is duur en ingewikkeld.Maar in sommige gevallen, bijvoorbeeld voor een klein landhuis, en als er geen gas in de buurt is, moet u een elektrisch verwarmingssysteem maken.

De meest voorkomende in dergelijke gevallen zijn elektrische boilers voor waterverwarming of verschillende elektrische kachels. Allereerst zijn dit olieradiatoren, elektrische haarden en luchtverhitters van verschillende uitvoeringen. Het werkingsprincipe van deze apparaten is ook convectie, zoals in waterverwarmingssystemen: eerst wordt de lucht verwarmd, en pas daarna de muren, meubels, mensen. Een dergelijk systeem is inefficiënt en inefficiënt.

Infraroodstralers

Op dit moment beschikbaar in een verscheidenheid van infrarood verwarmingstoestellendie zorgen voor rationele en economische verwarming van gebouwen in een breed scala van omstandigheden. Vervolgens zullen enkele van deze apparaten worden beschouwd, de principes van hun werking.

Natuurlijk werken traditionele verwarmingssystemen niet correct. Eerst warmt de lucht op en daarna al het andere. Onder natuurlijke omstandigheden gebeurt alles andersom.

De natuurlijke warmtebron op aarde is de zon. De zonnestralen hebben een zeer breed spectrum, maar het is de infraroodcomponent die de aarde, mensen, planten en alle objecten verwarmt, en van daaruit warmt de lucht op en creëert comfortabele omstandigheden voor het menselijk leven.

Het is op dit principe dat ze werken infraroodstralers. De lucht voor infraroodstraling is absoluut transparant, daarom bereiken infraroodstralen vrij verwarmde oppervlakken en objecten.

Figuur 2 toont schematisch de warmteverdeling bij gebruik van een infraroodverwarming.

Figuur 2. Warmteverdeling met behulp van een infraroodverwarming

Infrarood straling vertegenwoordigt elektromagnetische golven met een golflengte in het bereik van 1 * 10-6 ... 1 * 10-3 micron. De intensiteit van thermische straling hangt af van de golflengte van infraroodstraling: kortegolfstralen worden verkregen bij een temperatuur van het stralende lichaam boven 750 ° C. Afhankelijk van de toepassing en het ontwerp kan de temperatuur van het emitterende element van de infraroodverwarming tussen 100 ... 950 ° C liggen.

Buitenboord infraroodstralers

In een vrij hoge ruimte zijn waterverwarmingssystemen, zoals hierboven vermeld, niet effectief, omdat alle warme lucht stijgt.

Met een plafondhoogte van 2,5 ... 3,6 m zijn lage temperatuur infrarood buitenboordverwarmers met een emittertemperatuur in het bereik van 100 ... 120 ° C behoorlijk effectief en economisch.

Om een ​​uniforme verwarming van de kamer te bereiken, om het verschijnen van warme en koude zones te voorkomen, is het nodig om verwarming uit te voeren door verschillende kachels, waarvan het totale vermogen moet overeenkomen met het warmteverlies van het gebouw. Als de plafondhoogte 4 m of meer is, is het heel acceptabel en veilig om kachels te gebruiken met een stralende oppervlaktetemperatuur van maximaal 200 ° C en hoger. Dergelijke verwarmers worden hoge temperatuur genoemd.

Het ontwerp en het werkingsprincipe van de zenders is zodanig dat hun installatie op elke hoogte mogelijk is. Als de kamer erg groot is, zoals een magazijn of een hangar, kunnen infraroodstralers alleen boven de werklocaties worden geïnstalleerd, op plaatsen waar mensen zich bevinden, wat energie bespaart.

Paneel stralingsverwarmingssysteem:

Lage temperatuur verwarming Het is een metalen doos met een verdeelde kachel erin. Het stralende oppervlak is behandeld met speciale materialen die zorgen voor de maximale intensiteit van thermische straling, emissie van thermische stralingsenergie. De thermische emissiecoëfficiënt van de meest geavanceerde kachels bereikt 90%. Het stralende oppervlak wordt in grote mate bevorderd door het feit dat het stralende oppervlak reliëfachtig, hobbelig wordt. Hiermee kunt u het gebied met minstens 2,5 ... 3 keer vergroten.

Hoge temperatuur kachels vertegenwoordigen ook een doosvormige behuizing, waarin zich een of meer verwarmingselementen bevinden. De warmte van deze elementen wordt overgedragen op het aluminium profiel, waarvan het stralende oppervlak is bedekt met speciale keramiek, waardoor de temperatuur van het stralende oppervlak kan worden verlaagd door de emissiecoëfficiënt van de stralingsflux te verhogen.

De ruimte tussen de behuizing en de verwarmingselementen is gevuld met een hittebestendige hoogwaardige warmte-isolator, waardoor deze vol is brandveiligheid het hele apparaat als geheel. Een dergelijke thermische isolatie is kenmerkend voor zowel hoge temperatuur- als lage temperatuurverwarmers.

Sommige bedrijven, bijvoorbeeld Thermatex, Armh5, Rockfon, produceren infraroodstralers voor installatie in cassetteplafonds, wat opnieuw zegt brandveiligheid infraroodstralers.

Een van de nieuwe producten op de markt zijn warmte-uitzendende spiegels. Hun reflecterende laag is ook een verwarmingselement. De maximale oppervlaktetemperatuur van de spiegel is niet hoger dan 75 ° C, wat volkomen veilig is voor anderen. In de sauna of in de badkamer beslaat zo'n spiegel niet, verandert de natuurlijke luchtvochtigheid niet en past perfect in het ontwerp van de kamer, het is milieuvriendelijk.

Zoals verschillende onderzoeken hebben aangetoond, is het thermische frequentiespectrum van infraroodverwarming absoluut veilig voor mensen. Dit wordt bevestigd door studies niet alleen van fabrikanten, maar ook de resultaten van onafhankelijke onderzoeken. De veiligheid van infraroodapparatuur wordt ook bevestigd door conformiteitscertificaten uitgegeven door Russische en buitenlandse sanitaire voorzieningen.

Verschillende bedrijven produceren infraroodstralers, voornamelijk van het plafondtype, geschikt voor gebruik in elk gebouw: industrieel, residentieel, agrarisch, nat en zelfs explosief.

Veel bedrijven produceren ook wandverwarmers, op de vloer gemonteerd en draagbaar, gemonteerd op rekken. Infraroodstralers waarin gas wordt gebruikt, zijn bekend.

Infraroodstralers

Onlangs, als extra lokale kachels, worden verschillende elementen van het interieur steeds populairder: schilderen kachels, plinten, warme wandpanelen.

Dergelijke verwarmingselementen bestaan ​​uit koolstofvezels die parallel met elkaar zijn verbonden. Er zijn niet één of zelfs tweehonderd dergelijke draden in de verwarmers, waardoor elke draad werkt zonder enige overbelasting, het vermogen dat ermee wordt toegewezen is erg klein. Daarom is het optreden van overbelasting en oververhitting uitgesloten, de betrouwbaarheid van dergelijke kachels is zeer hoog, de levensduur bereikt 10 jaar of meer.

De voordelen van infraroodstralers

Een van de voordelen van infraroodstralers is dat de warmte, die tocht veroorzaakt en stofwolken oproept, niet onder het plafond gaat, zoals in het geval van convectieverwarmingssystemen. Het niveau van elektromagnetische velden van infraroodsystemen is veel lager dan dat van veel huishoudelijke elektrische apparaten, zuurstof wordt niet verbrand, de luchtvochtigheid in de kamer neemt niet af, het blijft op een natuurlijk niveau.

De warmte in de kamer wordt onmiddellijk na het inschakelen gevoeld, de oppervlakken van omringende objecten worden bijna onmiddellijk warm. In dit geval is het niet nodig om de hele kamer gelijkmatig te verwarmen, het is mogelijk om afzonderlijke comfortabele zones te creëren, bijvoorbeeld in de buurt van een tv of boven een bureau of computerbureau.

Het onbetwiste voordeel van infraroodapparatuur is de kleine omvang en mobiliteit. Door deze parameters wordt bruikbare ruimte bespaard, apparatuur gemakkelijk verplaatst, geïnstalleerd en gedemonteerd. Infraroodstralers zijn zeer effectief in gebouwen met slechte thermische isolatie en hoge plafonds, weinig effect op ventilatie.

Installatie van infraroodstralers met het juiste vermogen is mogelijk, zelfs in open ruimtes. Bijvoorbeeld over tafels in een zomercafé.In tegenstelling tot een traditioneel waterverwarmingssysteem, is de installatie van complexe dure apparatuur niet vereist: pijpen, ketels, pompen, enz. Bij het installeren van infraroodverwarming verdwijnen problemen zoals het ontdooien van leidingen wanneer het systeem is uitgeschakeld. Wanneer u de elektriciteit weer inschakelt, werkt de infraroodverwarming weer, alsof er niets is gebeurd.

Met behulp van moderne programmeerbare thermostaten is het mogelijk om de temperatuur binnen het bereik van 5 ... 30 ° C te houden en deze voor elke kamer afzonderlijk in te stellen.

In vergelijking met convectieverwarmers zijn IR-apparaten 20 ... 25% zuiniger, en in het geval van een tweetariefbetaling voor elektriciteit, kunnen de besparingen 40 ... 45% bereiken.

Boris Aladyshkin