Инфракрасный обогреватель: плюсы и минусы

Инфракрасные обогреватели считаются сравнительно новыми на российском рынке. Хотя сама технология передачи тепла с помощью лучей была изучена еще в 1800 году. В 1933 году был выдан патент на газовый обогреватель, использующий ИК-излучение. Первые модели были довольно громоздкими и имели невысокий КПД.

Массовые нагревательные приборы этого типа, работающие от электричества, изготавливались в нашей стране начиная с 1960-х годов. Они устанавливались на пол и имели вид, напоминающий спутниковую тарелку или антенну радара. Современные модели ИК-приборов могут монтироваться на потолок и стены, что намного удобнее. Кроме того, они стали заметно безопаснее. Инфракрасные потолочные обогреватели имеют плюсы и минусы, о которых мы расскажем в этой статье.

Принцип действия и технология

Основным рабочим элементом в приборах этого типа является раскаленная нить. В упомянутых выше моделях образца 60-х годов прошлого века она была открытой и раскалялась до красна во время работы. Металлическая тарелка использовалась как рефлектор для отражения тепловых лучей. Она позволяла направить их на нагреваемую поверхность или человека.

Современные модели имеют примерно тот же принцип работы. С тем отличием, что в них используется не вольфрам, а карбон. Карбоновая нить разогревается меньше, служит дольше. Для большей безопасности инженеры придумали два решения:

• Раскаленная нить помещена в кварцевую трубку. Внутри создан вакуум. Трубка прозрачна даже в ИК-диапазоне и не имеет прямого контакта со спиралью. Поэтому не перегревается.
• От попадания на нагретые трубки легковоспламеняющихся элементов (бумага, пластик, ткань) защищает достаточно частая стальная решетка.

Кварц выбран тоже не случайно. Прозрачные трубки из этого материала способны выдерживать температуру до 1280 °C. Размягчение происходит примерно при 1600 °C. До такой степени карбоновая нить никогда не разогревается. Кварцевая трубка обладает прозрачностью на уровне до 90% при длине волны 254 нм. Характеристика указывается для стекла из кварца толщиной 1 мм.

Стальная сетка и замкнутая кварцевая трубка, в которую устанавливают карбоновую нить, позволяют достичь безопасности, сравнимой с приборами других систем. Напомним, что в минусы инфракрасных обогревателей прежних поколений записывали прежде всего опасность возгорания бумаги, шторы при контакте с раскаленным излучателем.

Диапазон ИК-световых волн ограничен видимой частью спектра — красной. Всего в инфракрасном секторе выделяется три диапазона. Наиболее безопасным для человека считается ближний. Он получил такое название, потому что максимально близок по длине волны к видимому свету. А опасность при долгом воздействии на кожу вызывают невидимые лучи дальнего диапазона. Длина волны у них составляет от 1 мкм.

Таблица. Длина волны инфракрасного излучения

Это позволяет неограниченно использовать ИК-обогреватели в жилых помещениях. Но ограничивает высоту установки при потолочном способе монтажа — не выше 3 метров. Это связано с техническими ограничениями. Прежде всего с рассеиванием тепловой энергии с ростом расстояния до объекта.

Поскольку кварцевая трубка излучает лучи во всех направлениях, на 360°, прибор оснащается рефлектором. Его изготавливают из нержавеющей стали и других металлов, хорошо отражающих свет. Для удобного монтажа на корпусе предусмотрен регулируемый кронштейн, который позволяет выбрать нужное направление луча.

Особенности монтажа, расчет мощности и количества

Главное, чем хорош электрический инфракрасный обогреватель — возможность потолочной установки. Это позволяет освободить стены помещения. Поскольку ближний диапазон ИК-спектра безопасен для людей, то потолочные приборы можно устанавливать даже в детских учреждениях. При монтаже на высоте 3 метра контакт с рукой ребенка, игрушкой практически исключен.

При расчете мощности обогревателей учитываются площадь и высота потолков помещения. Под маркой Иртыш выпускается две модели приборов: на 900 и 1800 Вт. Второе исполнение включает два одинаковых по мощности излучателя и имеет увеличенную длину — 1240 мм, против 655 мм у первого. Прибор на 900 Вт рассчитан на отопление помещения площадью до 17 м². Более мощного достаточно для комнаты размером 30 м².

Таким образом, для отопления цеха площадью 100 м² необходимо установить 4 обогревателя ИКО-1800, разместив их с равным интервалом в двух противоположных сторонах потолка или на разных стенах. Также можно использовать 6 ИКО-900. Развесить их можно с меньшим интервалом, более равномерно. Места установки выбираются с учетом расположениях рабочих мест, оборудования, оконных и дверных проемов.

Стоит отметить, что в некоторых случаях установка двух маломощных моделей может оказаться лучше, чем одной, но с удвоенной мощностью. Это снижает эффект припекания, позволяет равномернее распределять тепло.

Приведенные выше расчеты справедливы для случая, когда ИК-нагреватели выполняют роль основного источника тепла в помещении. Если использовать эти приборы как дополнительное отопление, то их потребуется меньшее количество при одинаковой площади. Так, модель ИКО-900 способна обслуживать до 30 м², а ИКО-1800 — до 53 м².

Для установки в помещениях с высокими требованиями к дизайну интерьера возможно изготовление приборов с указанным клиентом цветом корпуса. Используется международная система цветового кодирования RAL. В базовой комплектации нагреватели поставляются в белом цвете.

Плюсы использования ИК-обогревателей

К плюсам инфракрасного обогревателя при монтаже на потолке относят:

• Быстрый нагрев. Излучатель прибора достаточно быстро набирает рабочую температуру. И сразу после этого начинает излучать тепловые лучи, которые способны согреть человека, зашедшего в помещение с мороза. Приборам других типов: конвектору, масляному, для этого потребуется значительно больший период времени. Пока прогреется масло или воздух, тепла от них получить не получится.
• Эффективное прогревание стен. Это преимущество важно при отоплении цехов и других больших по площади помещений. ИК-лучи нагревают поверхность стены и исключают их промерзание. Исключается образование конденсата на них, снижается вероятность роста грибков и плесени. Потому что образующаяся влага быстро высыхает.
• Равномерный прогрев помещения по объему. В отличие от конвекторов, направляющих основную массу тепла на нагрев воздуха, ИК-приборы нагревают стены, пол, мебель. На эти цели тратится до 90% тепловой энергии излучателя. А затем воздух опосредовано нагревается от стен и пола.
• Не пересушивается воздух. Поскольку воздух нагревается опосредованно, от пола, стен, мебели, то он сохраняет естественную влажность. В отличие от использования конвекторов. Там воздушные массы напрямую контактируют с раскаленным ТЭН. Что и приводит к пересушиванию, выжиганию кислорода.
• Нет шума и пыли. За счет отсутствия усиленной циркуляции воздуха пыль в воздух не поднимается. Это важно для жилых помещений, где находятся люди, склонные к аллергии. Также это имеет значение для промышленных цехов, где в процессе обработки могут возникать мелкие опилки и пыль. Отсутствие шума объясняется конструкцией — никаких вентиляторов и вращающихся, трущихся частей в механизме нет.
• Безопасность. При правильной установке потолочных обогревателей: с помощью подвесов на потолке на высоте до 2,5-3 метров над полом они практически безопасны. Температуры излучателя — 250 °C, не достаточно для воспламенения бумаги, если она не пропитана маслом или иным легковоспламеняющимся составом. Но и в этом случае ей сначала потребуется преодолеть защитную стальную сетку, что сделать непросто.

Стоит отметить, что под равномерностью прогрева помещения понимается разница температуры воздуха у пола и потолка. Для конвекторов она будет значительной. Для инфракрасных обогревателей — минимальной. Эту ситуацию удобно описать с помощью следующей диаграммы. На ней схематически показано, как тепловой поток от инфракрасного обогревателя распределяется при потолочной установке.

Как видно из диаграммы, при отсутствии сквозняков и значительного притока холодного воздуха температура достаточно быстро выравнивается по объему. Что позволяет создать комфорт на рабочем месте. Особенно такая схема обогрева удобна, если сотрудники распределены по цеху или офису неравномерно. Установка потолочных нагревателей в этом случае позволит создать зону комфорта локально, без значительных затрат на электроэнергию.

Плюсы и минусы инфракрасного настенного обогревателя аналогичны отмеченным для потолочной модели. Более того, некоторые приборы этой системы универсальны. Их можно устанавливать как на стене, так и на потолке.

Ограничения использования

Вся правда и мифы о потолочных инфракрасных обогревателях не могут быть раскрыты без упоминания ограничений технологии лучевой передачи тепла. В частности, к недостаткам относят сильный нагрев в зоне небольшого удаления от излучателя. Этот эффект называют «припеканием».

• Эффект припекания. Если рабочее место человека расположено на расстоянии 1,5-2 метра от прибора, то работать сотруднику будет некомфортно. Тепловые лучи будут заметно нагревать лицо или спину. Вредно постоянное ИК-излучение и кожаным диванам, если они стоят в непосредственной близости от излучателя. При потолочной установке эффект припекания менее выражен.
• Нужно несколько обогревателей в комнате. Еще одно ограничение технологии — необходимость установки нескольких обогревателей в помещениях, особенно большой площади. При одиночной установке одна стена комнаты будет прогреваться, а противоположная — нет. Стоит отметить, что прогрев пола зависит от покрытия. Ламинат и дерево прогреваются эффективно и быстро. Керамическая плитка и бетон — гораздо медленнее. Так как отражают часть лучей.
• Не абсолютная пожаробезопасность. При работе карбоновая спираль может разогреваться до температуры 180-250 °C. Случайный контакт с пластиком может привести к его расплавлению и даже возгоранию. Аналогичный эффект можно получить при попадании на спираль опилок, других отходов производства. Эту особенность нужно учитывать, взвешивая за и против инфракрасного обогревателя при выборе места установки.
• Приборы этого типа не могут выполнять роль тепловых завес. Располагая классический конвектор под окном, можно несколько снизить приток холодного воздуха в комнату. ИК-прибор не может влиять на циркуляцию прямо. Только опосредованно. Теплый воздух поднимается вверх от нагретого пола. Хорошо или плохо работает инфракрасный обогреватель, при этом неважно. Он не предназначен для создания эффекта тепловой завесы и не имеет вентилятора.

К минусам таких обогревателей относят также отсутствие встроенных термостатов. Дело в том, что измерять температуру рядом с корпусом не эффективно. Но с учетом современных технологий это скорее миф.

Достаточно установить внешний термостат с датчиком, расположенный в зоне поддержания комфорта, и автоматическое отключение подогревателей будет реализовано. Одновременно удастся уменьшить затраты на электроэнергию.

Инженеры завода «Взлет» рекомендуют устанавливать свои приборы вместе с терморегуляторами RTR-E3563. Модель отличается лаконичным дизайном и простым управлением. Выбор температуры делается поворотной ручкой со шкалой от 5 до 30 °C. На передней панели есть отдельный выключатель для полного выключения оборудования.

Автор статьи Дмитрий Поспелов