Инфракрасные нагревательные элементы

Принцип действия ИК-обогревателя

Электрическое отопление частных домов и дач обладает рядом преимуществ – это легкость монтажа и быстрый старт. Для того чтобы создать отопительную систему, работающую на электроэнергии, достаточно установить в комнатах подходящие по теплоотдаче радиаторы, конвекторы и прочие отопительные приборы. Они обеспечат быстрый прогрев помещений и создадут в них отличный микроклимат.

Рассматривая особенности электрического отопления, нельзя не отметить его прожорливость – итоговые счета за электроэнергию могут оказаться астрономическими. Для того чтобы сделать отопление более экономичным, были созданы современные эффективные бытовые инфракрасные обогреватели, которые греют за счет инфракрасного излучения. Они позволили несколько уменьшить счета за обогрев помещений, что связано с особенностями их работы.

Инфракрасные лучи Солнца, проходя через нашу атмосферу, не нагревают ее. Они отдают свою энергию поверхности Земли.

Для того чтобы понять, как работают инфракрасные обогреватели, нужно немного разбираться в физике. Инфракрасное излучение является частью солнечного спектра, и именно оно отвечает за тепло. Оно не нагревает воздух – оно греет поверхность нашей планеты, благодаря чему вблизи ее поверхности всегда теплее, чем в более высоких слоях атмосферы (в определенных пределах). Инфракрасные обогреватели работают по аналогичному принципу, передавая тепло окружающим предметам.

Такая схема работы позволяет:

• повысить качество обогрева помещений;
• уменьшить расходы на потребление электроэнергии;
• избавиться от промежуточного звена – воздуха;
• уменьшить тепловые потери;
• сделать прогрев помещений более равномерным.

Если рассмотреть простой бытовой конвектор, можно заметить, что он расходует энергию крайне неэкономично, даже если это очень хороший и эффективный конвектор. Все дело в том, что он греет воздух, оставляя окружающие предметы и стены холодными. Все тепло, генерируемое конвекторами, устремляется вверх за счет естественной конвекции. И чем больше высота помещения, тем больше разница по температуре в верхней и нижней частях комнат.

Именно поэтому мы часто ощущаем ногами холод, струящийся по полу, так как все тепло, повинуясь законам физики, устремляется вверх.

ИК-оборудование, генерируя инфракрасное излучение, нагревает окружающие предметы. Они начинают отдавать тепло, обеспечивая быстрый прогрев помещений, – температура воздуха в комнатах будет одинаковой как вблизи полов, так и вблизи потолков. При этом уровень содержания кислорода и влажность воздуха остаются прежними.

ИК-обогреватели, в отличии от обычных конвекторов, прогревают не воздух, а окружающие предметы, что способствует более равномерному прогреву помещения.

Бытовые инфракрасные обогреватели применяются в частных домах, на дачах, а также в квартирах. В последнем случае они выступают в качестве вспомогательного отопительного оборудования, хотя ничто не мешает сделать их основными отопительными приборами.

Благодаря своему необычному принципу действия инфракрасные обогреватели умеют обогревать не только закрытые помещения, но и открытые площадки. Их используют для обогрева открытых кафе, беседок, детских площадок и прочих территорий. Существуют разновидности специально для полностью открытых пространств – например, с их помощью можно создать комфортную обстановку на уличных посиделках в холодное время года.

Для работы вне помещений используются специальные тепловые зонтики – это электрические или газовые инфракрасные обогреватели для уличного применения. Они обогревают площадь в радиусе нескольких метров, работая на электричестве или баллонном газе.

Плюсы и минусы ИК-обогревателя

Далее мы рассмотрим плюсы и минусы инфракрасных обогревателей. И вы сможете убедиться, что положительных черт у этого оборудования больше, чем отрицательных.

Бытовые инфракрасные обогреватели обладают рядом важных преимуществ

Несмотря на свои небольшие размеры ИК обогреватели греют ни сколько не хуже своих традиционных собратьев.

• Небольшие размеры – они не загромождают помещения и могут устанавливаться практически в любых точках, например, под окнами или вблизи стен.
• Разнообразие моделей – на выбор покупателей представлены напольные, настенные и потолочные модели. Последние крепятся к потолку на манер обычных светильников для ламп дневного света.
• Экономичность – использование инфракрасных обогревателей позволяет снизить расходы на электроэнергию примерно в 1,5-2 раза (в зависимости от конкретных условий эксплуатации).
• Нет влияния сквозняков и ветра – инфракрасные обогреватели греют окружающие предметы, а не сам воздух.
• Направленное воздействие – развернув инфракрасный обогреватель в ту или иную сторону, можно добиться более равномерного обогрева помещений.
• Доступная цена на инфракрасные обогреватели – от 600 рублей (минимальная цена за модель мощностью 800 Вт).
• Мгновенное ощущение тепла – стоит войти в зону действия обогревателя, как почувствуешь тепло (но лучше направлять его излучение на предметы, а не на себя и окружающих людей).
• Инфракрасные обогреватели не сжигают кислород – в них отсутствуют нагревательные элементы открытого типа.

Включив инфракрасные обогреватели, человек сможет моментально ощутить тепло. Но длительное нахождение в зоне интенсивного излучения не рекомендовано. Лучше всего направить обогреватели на окружающие предметы, чтобы они начали накапливать и отдавать тепло.

Недостатки инфракрасных обогревателей

От слишком долгого нахождения под лучами ИК-обогревателя могут появиться головные боли.

• Нет подтвержденных данных о безопасности инфракрасных обогревателей – пока что их безопасность доказана лишь теоретически. Также имеется информация, что при длительном нахождении в зоне интенсивного обогрева возможно ухудшение зрения, появление чувства усталости и сонливости, появление головных болей.
• Возможен перегрев окружающих предметов – в связи с этим рекомендуется использовать потолочные модели (они обеспечат отсутствие перегрева и равномерно обогреют помещение).
• Большие расходы на электроэнергию – несмотря на то, что инфракрасные обогреватели являются экономичным отопительным оборудованием, электричество остается самым дорогим энергоносителем. Поэтому затраты на отопление будут большими.

Да, безопасность инфракрасных обогревателей пока никем не подтверждена – считается, что в таких дозах инфракрасное излучение почти не вредит человеку. Тем не менее случаи появления головной боли и усталости все-таки фиксируются, что требует вдумчивой и аккуратной эксплуатации.

Для того чтобы избежать неприятных симптомов, необходимо правильно подобрать мощность оборудования и обеспечить его правильное положение – в идеале инфракрасное излучение должно нагревать окружающие предметы, а не голову, ноги и руки окружающих людей.

Советы по выбору

Как выбрать инфракрасный обогреватель и на что ориентироваться при его покупке? Для начала нужно определиться с тепловой (она же электрическая) мощностью, которая составляет около 80 Вт на 1 кв. м. Умножаем площадь помещения на базовую тепловую мощность и получаем итоговый результат. Не забудьте о поправочных коэффициентах, которые нужно учитывать при расчете оборудования, – они позволят создать комфортный микроклимат и обеспечат быстрый прогрев.

Потолочный ИК-обогреватель является наилучшим выбор для обогрева любых помещений.

Если вы хотите создать качественное и эффективное отопление в жилых помещениях, рекомендуем остановить свой выбор на потолочных моделях. Они обеспечивают безопасность находящихся в комнатах людей и хорошо прогревают стены, полы и окружающие предметы, способствуя равномерному распределению тепла. Также можно обратить свое внимание на настенные модели – они схожи по своим характеристикам и свойствам с потолочными разновидностями.

Нужно обеспечить локальный обогрев, а не греть всю комнату? Тогда вам подойдут современные инфракрасные обогреватели с трубчатыми или карбоновыми нагревателями – они характеризуются безопасностью для окружающих и долговечностью (в отличие от своих галогеновых или керамических собратьев). Используйте такие обогреватели в соответствии с инструкцией по эксплуатации и не располагайте их слишком близко к себе.

Для обогрева открытых площадок используйте напольные модели или обогреватели на подставках – они обеспечат комфортные посиделки на открытом воздухе в любое время года. Также рекомендуется обращать внимание на длину волны, выбирая для обогрева помещений только длинноволновые излучатели.

Приобрести инфракрасные обогреватели можно во многих магазинах, торгующих теплотехникой. Здесь их становится все больше и больше, так как они пользуются спросом. Также можно найти магазины инфракрасных обогревателей в Интернете – такие магазины торгуют обогревателями с доставкой по всей России. Обратите внимание и на тот факт, что инфракрасные обогреватели могут быть не только электрическими, но и газовыми – последние чаще всего используются для обогрева открытых площадок, производственных помещений и строящихся зданий.

Отзывы об инфракрасных обогревателях

Рассматривая отзывы об ИК-обогревателях, мы можем заметить, что не все из них носят положительную окраску. Такое часто случается при неправильном выборе оборудования или при его неправильной эксплуатации.

Иван 39 лет

Занимаюсь фрезеровкой по дереву и арендую небольшой цех примерно на 30 кв. м. Там стоят два станка с ЧПУ и мой рабочий стол. Отопления в цеху нет, хотя батареи стоят. Но арендодателю все равно, как будут работать арендаторы без тепла. По рекомендациям из Интернета приобрел газовый инфракрасный обогреватель Ballu Bigh-55. Прибор отличается приятным корпусом и хорошим обогревом. Расход баллонного газа, учитывая небольшую площадь помещения, не очень высокий – тут есть регулировка мощности. Только вот качество обогревателя «хромает» – сначала были проблемы с розжигом, теперь начала сыпаться сама горелка. Производителю не мешало бы немного доработать свое оборудование.

Елена 45 лет

На мое 45-летие муж сделал подарок моей мечты – купил дачу под Липецком. Только вот в доме не было отопления, поэтому нужно было эту проблему как-то решить. Изначально планировали поставить электрический котел, но нам посоветовали приобрести инфракрасные обогреватели – не нужно прокладывать трубы и возиться со сливом системы в зимний период. Учитывая, что проживать на даче мы не планировали, мы согласились с советом и купили потолочные обогреватели. Буквально 2-3 часа работы – и в помещениях становится тепло. В следующем году планируем сделать дистанционное управление по GSM-каналу, чтобы приезжать в уже прогретый домик.

Константин 29 лет

Мы со школьным другом занимаемся отоплением. Недавно получили заказ на создание отопительной системы в доме без газификации. Посовещавшись с владельцами жилья, решили поставить здесь инфракрасные обогреватели. Для создания более комфортных условий проживания выбрали потолочные модели. Итого на 2 комнаты по 18 кв. м мы установили 4 обогревателя, еще один обогреватель был установлен на кухне, а в ванную мы порекомендовали приобрести напольную модель. В доме тепло даже в сильные морозы, а хозяева дополнительно наградили нас за сэкономленные деньги – покупка котла, труб, радиаторов и установка всего этого оборудования обошлась бы гораздо дороже.

Вячеслав 25 лет

Наша квартира в многоквартирном доме обогревается централизованной котельной, которая стоит в соседнем дворе. Судя по ее внешнему виду и постоянным перебоям, жить ей осталось недолго. Но чья-то «светлая» голова не выдает деньги на модернизацию и ремонт этого насквозь проржавевшего барахла. С рождением дочери нужно было как-то решить проблему с периодическими отключениями тепла. Решили приобрести инфракрасный бытовой обогреватель и остановили свой выбор на симпатичном аппарате Timberk A2 1100. Отзывы говорили, что греет он очень хорошо, но на деле все оказалось по-другому – электроэнергию он жрет исправно, а вот тепла маловато. Также нет регулировки мощности, теперь жалеем, что не выбрали более функциональную модель.

Станислав 34 года

У меня есть небольшой загородный домик, где я часто провожу выходные, отдыхая после суетливых и серых будней. После покупки я провел здесь почти все лето, а с наступлением осени появилась необходимость задуматься об отоплении – в доме нет газа, только электроэнергия. От обогрева баллонным газом я как-то сразу отказался, так как желания покупать котел у меня не было, да и понадобилась бы куча денег на его установку и прокладку труб. Поэтому я решил греть дом с помощью инфракрасного обогревателя Polaris PKSH 0508H. Аппарат неплохой и радует уютным светящимся карбоновым нагревателем. Но прописанные в паспорте характеристики не совсем правильные – с 20 кв. м прибор не справляется. Нормальный обогрев появился лишь после того, как я приобрел еще один обогреватель. Оцениваю эту модель на 3 балла из 5.

Вадим 42 года

Мне нужно было прогреть производственное помещение площадью примерно 40 квадратов. Тепловые пушки слишком прожорливые, да и качество обогрева оставляло желать большего. Проконсультировался в магазине со спецами – посоветовали инфракрасные обогреватели. Пришлось согласиться, так как зимы во Владимире бывают очень холодными. Выбрали подходящую модель, смонтировали на стене, подключили к сети. Результат практически такой же, как и с тепловой пушкой – то есть никакого результата. Зря потраченные деньги никто не вернет, поэтому следующей зимой разорюсь на электрические конвекторы или повешу газовый котел, который будет питаться от баллона.

Антон 51 год

Я ремонтирую автомобили и провожу много времени в своем гараже – работаем с напарником. Года три отапливали гараж отработкой, которой было валом. Но прошлой зимой случился пожар, за-за которого мы лишились части оборудования и подпортили автомобиль клиента (благо там стояла полуржавая «копейка», поэтому компенсация хозяину обошлась нам не очень дорого). Также нас оштрафовали пожарные, поэтому пришлось искать другие способы обогрева. Коллеги по цеху порекомендовали попробовать инфракрасный обогреватель «Алмак ИК 11». Это малогабаритный прибор для настенного и потолочного монтажа с отличными характеристиками. 1000 Вт мощности на 20 кв. м – это почти даром, так как обычный электрический котел сожрал бы в два раза больше. Повесили на потолок, подключили в розетку, работает уже третий месяц – полет нормальный!

Александр 40 лет

В нашей квартире зимой прохладно, причем бороться с этим явлением бесполезно – чего уже только не предпринимали, местная котельная практически не работает. Разрешение на автономное отопление не дали, пришлось изыскивать варианты, так как сын постоянно мерз. Установили в детской инфракрасный карбоновый обогреватель с поворотным механизмом Vitesse VS-870. У него есть режим пониженного потребления, включаем его на ночь, если отопление сдыхает окончательно. Аппарат комплектуется пультом дистанционного управления, умеет автоматически поворачиваться, равномерно распределяя тепло по комнате. Также есть таймер, устанавливаем его примерно до 5 утра, чтобы утром он отключался. Работает уже вторую зиму без нареканий.

Анна 32 года

Я разошлась с мужем и купила однокомнатную квартиру в Подмосковье. У нас старая котельная, поэтому тепла от нее не дождешься – я уже устала орать и ругаться. Купила тепловентилятор, но за месяц он накрутил мне огромную сумму. Кто мне все это компенсирует? В магазине порекомендовали напольный инфракрасный обогреватель. Выделила из своей скудной зарплаты деньги на самую простую модель, принесла домой и включила в розетку. Через два часа разрыдалась – толку от обогревателя нет, опять все деньги потратила напрасно. Ругань в магазине оказалась бесполезной, обратно не приняли обогреватель. Вот сижу теперь с двумя обогревателями и мерзну. Не рекомендую никому эти инфракрасные модели, толку от них никакого.

Виктор 27 лет

Купил дом под Красноярском, без газификации. Отдал сущие копейки и получил роскошные хоромы с трехметровыми потолками. Сразу задумался о модификации отопления, так как предыдущий хозяин проклинал установленный в доме электрокотел. Выдрал и выкинул все трубы и радиаторы, демонтировал котел и отправил все это в металлолом – заработал пару тысяч на этом хламе. Для обогрева комнат купил симпатичные инфракрасные обогреватели Hyundai H-HC1-18-UI572. На мою квадратуру их потребовалось три, а на кухне и в ванной я поставил простые напольные обогреватели. Греет хорошо, но хотелось бы лучше, хотя, может, я что-то неправильно рассчитал. Но самый главный недостаток – это громкие щелчки терморегулятора. Чем руководствовался производитель, когда разрабатывал оборудование?

>Инфракрасный нагрев

Инфракрасный нагрев

Инфракрасное излучение позволяет передавать энергию при отсутствии непосредственного контакта между источником и приемником энергии и подчиняется тем же законам, что и электромагнитные колебания других диапазонов спектра (видимое, ультрафиолетовое). Инфракрасное излучение, занимает область спектра от 760 нм до 420 мкм, обладает значительным тепловым действием.

Источником инфракрасного излучения является любое тело, имеющее температуру выше абсолютного нуля. От тел, нагретых до 600 °C, перенос тепла происходит главным образом посредством конвекции, а при температуре 1500 °C на излучение приходится 80% энергии. Температура излучающего тела определяет как величину потока излучения, так и его спектральный состав.

Инфракрасные облучатели применяются для сельского хозяйства, промышленности, научных исследований и различных ремесел:

· в сельском хозяйстве для разведения и выращивания птицы, поросят, телят, жеребят. Преимущества при облучении животных: более быстрый рост благодаря увеличению аппетита животных и улучшенному усвоению кормов. Повышение сопротивляемости организма к болезням. У молодняка нет больше необходимости скучиваться в стремлении согреться, поэтому и потерь при выращивании становится меньше. Гигиенически чистые стойла благодаря сухой подстилке.

· при обработке продуктов питания для пастеризации и сушки;

· в промышленности для сушки лаков и красок, для процессов обжига.

Инфракрасные облучатели имеют большое биологическое значение. Их эффективность базируется, главным образом, на глубоком внутреннем воздействии

и регулировании тепла в организме. Клетки и органы, подвергаемые облучению, активизируются, и в результате расширения сосудов, лучше снабжаются кровью. Тем самым обеспечивается ускоренный вывод шлаков обмена веществ и мобилизация антигенов в теле. Результатом этого является смягчение болей при таких болезнях, как ревматизм, боли в мышцах, гриппозные инфекции и многое другое. Через систему кровообращения полученное тепло физиологически распределяется по всему телу.

Инфракрасный свет заменит недостающие солнечные лучи в холодное время. Его использование повышает иммунную защиту, является прекрасной физиотерапией при многих заболеваниях, гарантирует прекрасный, здоровый внешний вид.

Инфракрасные теплооблучатели для физиотерапии обеспечивают лечебное излучение в эффективном коротковолновом инфракрасном диапазоне. Колба из красного стекла со специальными пигментными добавками обеспечивает приятную и равномерную цветность света. Внутренний отражатель в форме параболоида фокусирует излучение для получения высокой его интенсивности.

1. Инфракрасный обогрев молодняка

Механизм терморегуляции в первые дни жизни животных несовершенен и не в состоянии поддерживать устойчивый тепловой баланс тела, что приводит к переохлаждению организма, различного рода заболеваниям, а часто и к гибели животного. Для создания теплового комфорта в первый период жизни молодняка используют обогреваемые полы, электронагревательные коврики, брудеры и т.д. Среди средств локального обогрева инфракрасные источники отличаются благоприятным физиологическим воздействием на живой организм, простотой монтажа и эксплуатации.

Инфракрасные лучи действуют на животное как за счет повышения температуры окружающего воздуха, так и прогревания кожи лучистой энергией, что создает тепловой барьер, препятствующий переохлаждению животного. Проникающее тепловое действие инфракрасного излучения способствует улучшению кровообращения, усилению обменных и биохимических процессов, в результате повышается сопротивляемость организма простудным и другим заболеваниям.

Высота подвеса лампы устанавливается в зависимости от температуры в помещении, мощности лампы и от вида животного или птицы. Так, например, при температуре в помещении 16 °C и мощности лампы 250 Вт для поросят-сосунков высота подвеса выбирается в первую неделю их жизни 500 мм, затем с возрастом поросят постепенно увеличивается до 1400 мм. Для телят до 15-дневного возраста облучатель устанавливается на высоте 1500 мм, для ягнят в первые 10 дней их жизни ИК-облучатель подвешивается на высоте 1100 мм. Для цыплят в первую неделю жизни высота подвеса инфракрасного облучателя должна составлять 500 мм, затем через каждую неделю увеличивается на 100 мм. Наибольший эффект инфракрасного облучения получен при периодическом отключении ламп на 30 мин. после 3 час. их работы.

Общим недостатком инфракрасных облучателей является односторонний нагрев тела животного, что не исключает подстилочный материал, и неравномерность температуры на поверхности пола под лампой. Так, ИК-облучатель при высоте подвеса 550 мм в помещении с температурой воздуха 16 °C обеспечивает температуру под центром лампы 29 °C, на расстоянии 100 мм — 23 °C, на расстоянии 200 мм — только 19 °C, тогда как оптимальная температура для поросенка, например, в первые дни его жизни, должна быть 32 °C.

2. Сушка и дезинсекция зерна

При сушке инфракрасными лучами зерно прогревают на определенную глубину значительно быстрее, чем при контактном или конвекционном способах прогрева. Слой в одно зерно пропускает 20% всей падающей энергии. Через слой в два зерна (7 мм) проходит всего 5% энергии. Перемешивание зерна в зоне облучения позволяет производить его прогрев без ухудшения качества в слое толщиной 100 мм и более.

Сушить зерно только инфракрасными лучами экономически нецелесообразно. Более выгодно комбинировать инфракрасную сушку с конвективной. Энергия инфракрасных лучей расходуется при этом на быстрый нагрев зерна, а горячий воздух — на съем влаги. Зерно в течении нескольких минут нагревают в инфракрасном прогревателе до температуры 40—50 °C и затем подают в конвективную сушилку, где влажность зерна снижают до кондиционной (14—15%).

При прочих равных условиях комбинированные установки в 2 раза производительнее конвекционных сушилок. Расход электроэнергии составляет 0,5 кВт×ч/кг испаренной влаги или 35 кВт×ч/т зерна при съеме влаги 6%. Энергия прорастания и всхожесть зерна после прогревания повышаются на 5—10%.

Дезинсекция инфракрасными лучами — эффективный метод обеззараживания зерна различных культур (овса, пшеницы, ржи, проса, кукурузы, гороха), а также круп.

Инфракрасные лучи оказывают селективное воздействие на семена, микрофлору и насекомых-вредителей, так как они имеют различные спектры поглощения лучистой энергии. Облучение почти полностью уничтожает вредную микрофлору на поверхности семян. В зерне, нагретом в течении 1—2 мин до 50—60 °C, погибают такие вредители, как клещ, долгоносик, брухус, мукоед во всех стадиях своего развития. При этом семенные и продовольственные качества зерна не изменяются.

Инфракрасные лучи также применяют вместо воздушно-теплового или солнечного обогрева для уменьшения твердосемянности при предпосевной обработке семян. Экспозиция инфракрасной обработки семян составляет 2 мин вместо 5—7 дней при воздушно-тепловой обработке.

3. Облучатель бытовой «Эффект-1»

Облучатель бытовой «Эффект-1» предназначен для локального инфракрасного обогрева и ультрафиолетового облучения молодняка сельскохозяйственных животных и птицы в условиях частного хозяйства.

Облучатель бытовой состоит из двух инфракрасных облучателей, которые включаются тумблером в блоке питания, и одной ультрафиолетовой лампы, которая включается с помощью реле времени.

Комплексное действие инфракрасного обогрева и ультрафиолетового облучения интенсифицирует обменные процессы в организме животных и птицы, устраняет в них сезонный «солнечный голод», снижает их склонность к инфекционным и простудным заболеваниям. Облучатель обеспечивает лучшее сохранение поголовья и увеличение прироста молодняка при значительном снижении затрат.

Основные технические характеристики:

· среднее превышение температуры над температурой окружающей среды в зоне обогрева при высоте подвеса 0,6 м от спины животного или птицы, 8 °C;

· значение ультрафиолетового облучения при высоте подвеса 0,6 м над спиной животного или птицы, 30 мер/м2;

· номинальное напряжение питания: ИК источника — 220 В;

УФ лампы — 127 В;

потребляемая мощность — 620 Вт.

Карбоновые обогреватели в историческом аспекте

Инфракрасное излучение тепловое, по природе наиболее мягко, без потерь воспринимается организмом человека. Связано с определенной длинной тепловой волны. Инфракрасные, длинные без видимого спектра волны, поглощаются окружающими предметами с наименьшими потерями. Инфракрасные волны различной длины. Короче длина волны, интенсивнее тепловое излучение.

Источников теплового излучения много во Вселенной, применяются в различных сферах бытия. Самые распространенные нагреватели использовали при работе видимое излучение – ультрафиолетовое. Источники тепла затрачивают титаническое количество энергии на световое излучение, пример — обыкновенная лампа накаливания, предназначена дочь Ильича для освещения.

Теплонагревательные элементы (ТЭН) не излучают видимый свет. Внутри металлической трубки размещена в кварцевом песке обыкновенная нихромовая спираль, при прохождении электрического тока нить светится наподобие лампы накаливания. В герметично закрытой конструкции просто не видим яркого свечения.

Перечислим разновидности:

1. Спиральные нагревательные элементы с применением нихрома
2. Источники открытого огня
3. Лампы накаливания
4. Галогенные лампы

В вариациях конечно вышеперечисленные тепловые приборы могут иметь закрытую конструкцию, только скрывается видимое свечение.

С развитием технологий на смену источникам «видимого» тепла пришли нагревательные элементы, отсекающие ультрафиолетовое излучение, например керамические и химические обогревательные приборы. Современные, новейшие обогреватели инфракрасные карбоновые.

Работа: преимущества

Конструктивно карбоновый нагреватель сформирован стеклянной, керамической трубкой, заполненной карбоновым волокном. Углеродистая нить обладает высоким коэффициентом полезного действия, электроэнергия, проводимая карбоном, становится теплом, не затрачивая ресурсы на видимый накал. Соответственно используя карбоновые электронагреватели, получаем экономию электроэнергии.

С увеличением коэффициента полезного действия на обогреве помещений получаем ощутимую экономию, даже небольшое жилое помещение, обогревая рационально, сэкономит семейный бюджет. Офисные, производственные помещения, особенно с большой проходимостью в холодное время года правильно обогреваемые позволят сохранить большую часть расходов на эксплуатацию.

Экономичность обогревателей подпирает следующий фактор – отсутствие растяжения металла при нагревании. Углеродистая нить неизменна, постоянного геометрического размера при нагреве, отсутствует «усталость» металла. Невозможен обрыв при резком изменении температур. Связана длительная работоспособность без требования замены нагревателя. Средний ресурс работы карбонового нагревателя — 100 000 часов (намного превышает светодиодные лампочки).

Промышленностью выпускаются карбоновые обогреватели любой мощности: десятки ватт местного обогрева, многокиловаттных, предназначенных дарить тепло производственным помещениям, используемые сушильными камерами.

Инфракрасное излучение максимально поглощается материалом, тепловая энергия перестает затрачиваться на бесполезный прогрев воздушного пространства. Указана отличительная особенность, преимущество карбоновых обогревателей.

Предмету тепло передается, напрямую минуя посредника – атмосферу. Классические обогреватели, нагревая пространство, передают энергию предмету посредством воздуха.

Важная особенность распределения тепла заключается в точечном обогреве, направив рабочую зону обогревателя, нагреем только избранный предмет. Движения воздушных потоков в помещении не окажет никакого влияния на степень, интенсивность нагрева. Классические обогреватели тратят львиную часть энергии для доставки тепла месту назначения.

Отсутствие открытых термических нагревательных элементов исключает сушку и сжигание кислорода в атмосфере. Например, спиральные, нихромовые нагреватели выжигают 80% кислорода помещения, особенно актуально сегодня, при повальной установке герметичных металлопластиковых окон нарушающих естественную циркуляцию атмосферы. Влажность помещения, где используется карбоновый обогреватель, не изменяется, внутренний микроклимат остается комфортным.

Структура углеродной нити характеризуется неплотным строением, волокнистая, с множеством излучающих микро поверхностей, достигается ускоренное вхождение в рабочий режим, до температуры, заявленной производителем, карбоновый обогреватель разогревается 10 -15 секунд. Обладая низкой инертностью, теплопроводностью нагреватель мгновенно охлаждается при выключении питания.

Конструктивные особенности обогревателей

Сегодня отопительные приборы выказывают истинное многообразие вариантов исполнения. Диковинный дизайн, световая гамма, способы установки, рабочая зона действия теплового потока — позволят подобрать карбоновый обогреватель согласно практическим нуждам.

Современные устройства содержат контроллеры, отслеживающие температурный режим, легко программируются, сохраняют памятью великое количество термопрофилей. Остановимся на наиболее востребованных и популярных конструкциях.

Карбоновые потолочные обогреватели соответственно снабжены креплениями для расположения на потолке и потолочных конструкциях. Вариант размещения обладает преимуществами, недостатками. Способ установки подходит при условии, что обогреваемое пространство постоянно, единожды отрегулировав направление обогрева, избегаем мешать работе прибора. Исключение составляют обогреватели с автоматическим поворотным устройством или с управляемым углом обогрева пультом ДУ.

Обогреватели восхитительно подходят целям установки в ниши многоуровневых потолков, не нарушают дизайн помещения и не требуют дополнительного ухода. Недостатком сочтем скопление пыли, сложность уборки труднодоступных мест.

Другой способ размещения, установки имеет настенный карбоновый обогреватель. Крепление применяется нишами стен, при правильной юстировке охватывает помещение, конструкцию можно направить на требуемую часть жилой комнаты, офиса. Легкость обслуживания, удобный доступ, эстетичный внешний вид делает конструкции распространенными.

Встречаются универсальные отопительные приборы, в зависимости от использования возможно монтировать на потолочное перекрытие, стены. Используя типичные варианты установки, обогреватели для дома карбоновые возможно гармонично вписать в интерьер, не нарушая баланса в помещении. Подобрать для гостиной, детской комнаты при многообразии предложений окажется не сложной задачей. Например, карбоновый обогреватель Поларис выпускается в различных модификациях и исполнении.

Выпускаются следующие модели:

• вертикальный, напольный вариант;
• горизонтальный напольный вариант;
• поворотные модели с несколькими степенями свободы;
• настенные;
• потолочные;
• скрытой установки;
• с несколькими рабочими элементами;
• каскадные.

Современные эргономические комплексы отопления соответствуют нормам пожарной безопасности, из-за отсутствия открытых нагревательных элементов используются в помещениях с повышенной опасностью, таких как деревообрабатывающие, нефтеперерабатывающие, химические предприятия.

При домашнем использовании безопасны для детей, химически не активны, не содержат в конструкции токсических материалов.

В любом варианте исполнения, при произвольной потребляемой мощности карбоновые нагреватели подойдут практически для любых целей, где потребуется обеспечить быстрый, равномерный нагрев, оснащенные таймерами, программируемым блоком будут поддерживать заданный температурный режим микроклимата помещения без участия человека.

Силиконовые нагревательные элементы

Конструктивно они выглядят так: между двумя слоями силикона размещается вытравленная нагревательная пленка или провод. Несмотря на странность, таким образом можно получить элемент, который позволит получить разнообразные параметры готовой техники. Чтобы увеличить механическую прочность, производится армирование текстильным стекловолокном. Характеризируя их, следует сказать, что таким нагревателям требуется мало времени для нагрева и остывания. Они могут точно поддерживать температуру нагревательного элемента при помощи сенсора и термостата. Размеры их невелики: самые маленькие имеют толщину всего 0,7 миллиметра. Данный факт позволяет их использовать в различных областях: от подогрева бочек с красками или маслами, заканчивая аэрокосмическими аппаратами.

Силиконовые нагревательные элементы отличаются повышенной стойкостью к негативному воздействию сырости и влаги. Поэтому их используют в лабораторном оборудовании, сфере общественного питания и вообще в любых случаях, когда необходимо защитить аппаратуру от конденсата и замерзания. Единственное ограничение – температура рабочей среды: в большинстве случаев она не должна превышать 200 градусов.

Электрические нагревательные элементы.Виды и устройство

Всевозможные электроприборы для нагрева широко применяются в быту почти в каждом доме. Главным компонентом подобных устройств являются электрические нагревательные элементы (ТЕН)(Спираль).

Разновидности

Выделяют всего два типа нагревателей:

1. Открытые электрические нагревательные элементы:
К нагревателям открытого типа относятся спирали. Спиральные нагревательные элементы отдают тепло за счёт конвекции и излучения. Они в основном подвешиваются на кронштейне из электрически изоляционного материала. Ещё есть спирали, положенные в изоляционных канавках.
2. Закрытые электрические нагревательные элементы:
— герметичные. К герметичным нагревателям относятся трубчатые нагревательные элементы. Электрические нагревательные элементы работают на основе конвекции, излучения и теплопроводности, преобразовывая электроэнергию в тепловую энергию;
— негерметичные. Это спирали и ленты в защитной оболочке, выполненной из электроизоляционного материала. В качестве защиты могут применяться чешуйчатые бусы из керамики, надевающиеся прямо на спираль.

Особенности нагревательных спиралей

Для изготовления нагревательных спиралей применяют нихром или фехраль. Некоторые фирмы выпускают спирали из еврофехрали. Разные производители выпускают нагревательные элементы в зигзагообразной или круглой форме. Встречаются спирали, оборудованные по концам резьбовыми шпильками (винтами).

Свойства нихромовых спиралей:

• Сохраняют пластичность после остывания.
• Большое удельное сопротивление.
• Не накаляются при нагревании.
• Не потребляют кислород.
• Превосходные механические свойства.
• Сберегают свойства при длительной эксплуатации.

Нихромовые спирали с керамической основой можно неоднократно снимать, при необходимости поправлять и изменять их форму, подгоняя под нужные размеры. Эксплуатируют подобные нагреватели в быту, промышленности и прочих приборах.

Свойства фехралевых спиралей

• Высочайшая жароустойчивость.
• Значительное удельное сопротивление.
• Стойкость к воздействиям агрессивной среды.
• Отсутствие окалины.
• Механическая устойчивость.
• Прочность на изгиб.
• Большой срок службы.

Применяются эти спирали в электропечах почти во всех отраслях промышленности и в других электроприборах (калориферах, электроплитках). Эти нагревательные элементы имеют меньшую плотность, служат дольше и стоят дешевле от нихромовых спиралей.

Свойства фехралевых и спиралей из прочих многокомпонентных сплавов:

• Высокое удельное сопротивление.
• Однородность структуры.
• Превосходная стойкость к воздействию разной среды (вакууму, воздуху, аргону и т.п.).
• Высокая пластичность.\
• Хороший предел ползучести.
• Большой срок эксплуатации.

Подобные спирали служат дольше, имеют меньшую плотность, большую пластичность и лучшее качество поверхности от нихромовых и фехралевых. Они считаются более надёжными и выносливыми, поэтому используются в приборах, предназначенных для работы при высоких температурах (1200Со).

Преимущества и недостатки спиралей

Преимущества нагревателей открытого типа:

• Простая конструкция.
• Быстрый нагрев.
• Лёгкость в ремонте.
• Невысокая стоимость.

Недостатки:

• Низкая электробезопасность.
• Риск замыканий витков спирали.
• Вероятность появления механических повреждений.

Ещё существуют спирали закрытого типа, они помещены в металлической оболочке, пространство которой заполнено порошком в качестве изоляции. Эти элементы разогреваются намного дольше, но они надёжнее и безопаснее в эксплуатации, самое распространённое применение таких элементов это электрические конфорки, для электрических плит.

Особенности ТЭНов: конструкция и принцип работы

ТЭНы (трубчатые электрические нагревательные элементы) представляют трубку, внутри которой посередине расположена токопроводящая нить или спираль. Трубка обычно изготовлена из металла, но есть приборы со стеклянной или керамической трубкой. ТЭНы с металлическими трубками предназначены для нагрева практически не агрессивных сред.

Стекло применяют для ТЭНов в промышленных установках, т.е. для химически сильноагрессивных сред. Керамические или из других благородных металлов трубки встречаются очень редко, изготавливаются они для особых случаев. Трубки бывают разного диаметра от 6 мм до 24 мм.

Нить из термоэлектрического сплава, может быть нихромовая или фехралевая. Эта деталь, хорошо запрессованная в сердцевине, имеет отменное сопротивление, поэтому сильно разогревается при прохождении электротока, но не плавиться.

Спираль (нить) исполняет роль нагревателя. Пространство между ней и трубкой наполнено теплоизолятором с хорошей теплопроводностью. В качестве него используют перикласт (кристаллическую окись магния MgO). MgO согласно ГОСТ 13236–83, обладает высокими диэлектрическими свойствами и стойкостью к высоким температурам. Изоляционный слой предотвращает контакт диэлектрика с трубкой и передаёт максимально эффективно тепловую энергию на поверхность.

Перед тем, как попасть в окружающую среду, тепловая энергия сначала проходит через диэлектрик, а потом через нержавеющие стенки трубки, нагревая воду или воздух.

Трубчатые электрические нагревательные элементы могут работать в следующих рабочих условиях:

• Жидких.
• Твёрдых.
• Газообразных.

ТЭН оснащён группой контактных устройств, предназначенных для его включения. В качестве контактов обычно применяют проводящие клеммы, которые располагают на изолирующих вставках.

Основные детали ТЭНа:

• Трубка.
• Нагревательный элемент — спираль или нить.
• Наполнитель.
• Изолирующий слой.
• Контактные устройства.

Подобная конструкция способна выдерживать длительную штатную нагрузку. При этом скачки напряжения кратковременные перегрузки сильно не влияют на работу нагревательного элемента. Некоторые группы ТЭНов оборудуются дополнительными деталями, к примеру, термопредохранителями или магниевыми анодными стержнями для продления срока работы.

Отличия нагревателей касаются не только материала исполнения, но также конструкции и их назначения. ТЭНы бывают разной длины и диаметра, выполняются из стали или титана, а также имеют разные электротехнические параметры.

Виды ТЭНов

• Оребрённые ТЭНы (ТЭНР). Эти нагреватели предназначены для нагрева воздуха, поэтому их называют воздушными. Материалом их выполнения является нержавеющая и конструкционная сталь. ТЭНР оребряют лентой, а также наборными шайбами.
• ТЭНы патронного типа (ТЭНП). Используются для нагревания пресс-форм, поэтому эксплуатируются в промышленных установках. Изготовлены из шлифованной нержавеющей трубы, имеют контактные выводы на одной стороне. Некоторые ТЭНП оснащены термоэлектрическим преобразователем. Иногда их применяют для нагревания газовых и жидких сред.
• Блок электронагревателей (ТЭНБ). Блоки обеспечивают повышенной мощностью обогрев сыпучих и жидких веществ, поэтому их часто называют водяными ТЭНБ. Производятся из разного материала и различной мощности. Крепления фланцев бывают резьбовыми и болтовыми.
• ТЭНы с терморегулятором. Эти электроустройства применяют для нагрева воды в любой ёмкости подходящего объёма с возможностью поддержания конкретно заданной температуры (электрокотлы и пр. оборудование).
• Кольцевые электрические нагревательные элементы (КНП). Эти устройства необходимы для обогрева литниковых втулок, прожекторов и т.п. Для производства оболочки используется нержавеющая сталь. КНП могут поставляться с оборудованной термопарой.

Маркировка ТЭНов

Пример; ТЭН 100 А 13 О 220 Ф2 R30 G1/2

Обозначения позиций в маркировке:

1- Трубчатый электронагреватель.
2- Развёрнутая длина 100 мм.
3- Длина контактного стержня А=40 мм,
(А=40, В= 65, С=100, D=125, E=160, F=250 (мм)).
4- Диаметр 13 мм, бывают следующие диаметры: 6,25; 8; 10; 13; 16; 22.
5- Потребительская мощность.
6- Устройство предназначено для обогрева подвижного воздуха (О).

Обозначение нагреваемой среды:

P— Вода, из черной стали оболочка.
J — Вода, оболочка из нержавейки.
S— Неподвижный воздух, оболочка из черной стали.
T— Неподвижный воздух, оболочка из нержавейки.
O— Движущийся воздух, оболочка из черной стали.
K— Движущийся воздух, из нержавеющей стали оболочка.
Z— Масло.
L— Литейные формы.
7— Номинальное напряжение равно 220В.
8— Форма ТЭНа Ф2 (формы см. на рис.1).
9— Радиус гибки равен 30 мм.
10— Наличие резьбовых штуцеров G1/2.

Преимущества и недостатки ТЭНов

ТЭНы эксплуатируются в промышленных печах и почти в любой обогревательной технике. Водонагреватели, переносные радиаторы отопления, стиральные машинки и прочие приборы, в функциях которых есть нагрев, работают на основе ТЭНов.

Преимущества ТЭНов следующие:

• Универсальность и безопасность.
• Надёжность работы.
• Можно использовать в установках инфракрасного нагрева.
• Можно помещать в любую жидкость.
• Могут работать при различных ударных нагрузках.
• Надёжная герметизация спиралей.
• Разнообразие форм.

Трубчатые электрические нагревательные элементы обладают высокой стабильностью и прочностью, поэтому имеют длительный срок службы, но у них всё же есть и недостатки:

• Высокая металлоемкость.
• ТЭН с перегоревшей спиралью невозможно отремонтировать.

Эти устройства имеют более высокую стоимость от обычных открытых нагревательных спиралей. Но при эксплуатации подобных приборов лучше выбирать более безопасные варианты, не смотря на цену.