Инфракрасное электроотопительное оборудование

Из стационарного прямого электроотопления наиболее современными и эффективными считаются длинноволновые (инфракрасные) обогреватели. К сожалению, они менее всего известны российскому потребителю. Такое отопление в корне меняет привычное представление о распределении температур в помещении.

1. Принцип работы инфракрасных обогревателей

Тепловое излучение представляет собой электромагнитную энергию. Интенсивность теплового потока и его характеристики зависят непосредственно от температуры и поверхности излучающих объектов.

Инфракрасный спектр длин волн находится в интервале от 1 мкм до 1 мм. Коротковолновая составляющая ИК-излучения формируется при температурах выше 750°C. Ультрафиолетовое излучение, видимый свет и радиоволны в эту область не попадают.

Чем выше температура излучающей поверхности — тем короче длина волны и выше интенсивность излучения. Температура излучающей поверхности ИК-обогревателей составляет от 100°C до 950°C в зависимости от области применения.

2. Инфракрасное отопление против конвекционного

При конвекционном отоплении сначала нагревается воздух, и от него нагреваются предметы. При длинноволновом инфракрасном отоплении — наоборот: в первую очередь нагреваются предметы, а уже от них тепло передаётся воздуху. На рис. № 1 и 2 показаны принципы конвекционного и излучающего отопления.

Температурный градиент: разница принципиальна

Исследования показали, что при конвекционном отоплении температурный градиент по высоте составляет 1,7–2,5°C/м: тёплый воздух оказывается вверху, холодный — внизу. Разница температур между полом и потолком достигает 6–7°C. Это особенно ощутимо в загородных домах и на нижних этажах городских зданий.

При инфракрасном отоплении температура у поверхности пола выше, чем у потолка, а температурный градиент составляет всего около 0,3°C/м. В этих условиях комфортная температура на высоте 1,5 м может быть понижена на 2–3°C без ущерба для человека — температура пола при этом будет составлять 18–19°C.

Экономия от изменения профиля температур

За счёт существенного снижения затрат на отопление потолочной части помещения инфракрасное отопление для жилых помещений на 20–25% экономичнее конвекционного.

Особенно эффективно ИК-отопление для помещений с высокими потолками — складов, ангаров, спортзалов, бассейнов. Экономия достигает 50–80% за счёт того, что нет необходимости прогревать до 80% объёма помещения, а конвекция тёплого воздуха незначительна.

Зональный и локальный обогрев

Некоторую дополнительную экономию даёт возможность локального или зонального обогрева. Например, рабочий стол и его окружающая зона могут иметь более комфортный температурный режим, чем всё остальное помещение — без сквозняков и вентиляторов.

3. Конструкция и устройство ИК-обогревателей

ИК-обогреватели потолочного крепления делятся на два типа: низкотемпературные для жилых и офисных помещений и высокотемпературные для помещений с потолком выше 3,5 м.

Низкотемпературные обогреватели (100–120°C)

Энергонесущим элементом является распределённый нагреватель, вмонтированный в металлический короб. Излучающая поверхность обрабатывается специальными материалами, обеспечивающими максимальное поглощение тепла и наибольшую эмиссию лучистой тепловой энергии. У наиболее совершенных приборов коэффициент тепловой эмиссии достигает 0,9. Наружная поверхность делается рельефной, что увеличивает излучающую поверхность в 2–3 раза. Для кассетных потолков выпускаются специальные модели: Thermatex, Rockfon, Armstrong.

Высокотемпературные обогреватели (выше 200°C)

Состоят из прямоугольного металлического корпуса, в котором закреплены один или несколько нагревательных элементов, передающих тепло анодированному алюминиевому профилю — излучающей поверхности. Некоторые производители покрывают наружную поверхность специальной керамикой: она позволяет понизить температуру тепловыделяющей поверхности и повысить коэффициент эмиссии теплового потока. У всех обогревателей между корпусом и нагревательным модулем размещается высококачественный пожаростойкий теплоизолятор.

Отличие ИК-отопления от тёплого пола

Поскольку ИК-обогреватели нагревают в первую очередь поверхность пола, важно понимать разницу с «ИК-отопление или тёплый пол: что выбрать?». При монтаже тёплого пола закладывается мощность 100–120 Вт/м². При ИК-отоплении на поверхность пола выделяется 40–50 Вт/м², поэтому существенного прогрева пола нет — однако это компенсируется экономией на монтажных работах и эксплуатации, а сам пол до перекрытий выполняет роль теплоизоляции.

4. Применение инфракрасного отопления

Производители выпускают оборудование практически для любого класса помещений: жилых, влажных, производственных, сельскохозяйственных и даже взрывоопасных.

Жилые помещения

В детских комнатах и спальнях желательно, чтобы постель, предметы, игрушки были теплее, чем окружающий воздух. В этом проявляется качественное преимущество лучистого тепла.

Если в квартире застеклена лоджия или балкон — идеальным решением будут ИК-обогреватели: они избавляют от наледи и запотевания стёкол, совершенно не занимают места, находясь на потолке, и более экономичны в плохо утеплённых пространствах.

Очень удобны ИК-обогреватели в малоэтажных загородных домах при периодических приездах. При таком способе отопления отсутствуют конвекционные потоки: частицы пыли не поднимаются и не совершают круговорот по помещению — не вызываются астматические рецидивы, сохраняется чистота воздуха и улучшается функционирование слизистых тканей.

Зимний сад и зелёный уголок

Особенно эффективен инфракрасный обогрев для зимнего сада: ИК-обогреватели создают естественный для растений микроклимат, равномерно прогревают почву в горшках и не пересушивают воздух. Важным свойством тепловых лучей является возможность эффективной борьбы с отсыреванием стен, плесенью и конденсатом, а также прогревание стеклянных поверхностей (витрин, витражей) для защиты от льда и снега.

Офисы, магазины, кафе, рестораны

Используются низкотемпературные приборы со всеми присущими им достоинствами. Встроенная потолочная система в кассетный потолок не накладывает ограничений на расстановку мебели и оборудования. Повышается чистота помещений: пыль поднимается меньше и не оседает на продуктах и оборудовании.

В зонах расположения кассиров и сотрудников проектируется локальный усиленный обогрев. После закрытия система переводится в режим +5°C — это составляет около 2/3 отапливаемого времени и даёт экономию до 25–30% электроэнергии. Утром таймер автоматически доводит температуру до дневной комфортной.

Медицинские учреждения

Отсутствие конвекционных потоков способствует чистоте и стерильности помещений в больничных палатах, операционных, санаториях и домах отдыха.

Производственные и складские объекты

Основное назначение высокотемпературных ИК-обогревателей — отопление помещений большого объёма с высокими потолками и плохой теплоизоляцией: заводские корпуса, склады, автобазы, крытые спортивные и концертные залы, выставочные павильоны, закрытые рынки и ангары. Экономия электроэнергии с учётом локального характера отопления достигает 80%. Следует, однако, учитывать, что бетонные полы без утепления снижают эффективность отопления.

Многие объекты с высокими потолками и плохой теплоизоляцией практически не имеют альтернативы инфракрасному отоплению.

5. Стоимость оборудования

Стоимость у разных производителей и их дилеров в России различается и изменяется в пределах 20–40%. Ориентировочные ценовые диапазоны:

Капитальные затраты на ИК-обогреватели несколько выше, чем у электроконвекторов, но в целом ниже, чем у традиционного отопления. Монтаж несложен, профилактические и ремонтно-эксплуатационные работы практически отсутствуют. Срок службы оборудования — более 25 лет.

6. Экология и безопасность

Приборы, ориентированные на жилые помещения, безопасны для человека и работают бесшумно. Фон электромагнитных полей ниже, чем у обычных бытовых электроприборов. Нет продуктов горения, не сжигается кислород, сохраняется естественная влажность помещения, не создаются сквозняки, не выделяются запахи.

Поскольку нет конвекционных потоков, пыль не циркулирует по помещению — предупреждаются астматические и аллергические рецидивы. Тепло ощущается сразу после включения, окружающие предметы имеют тёплые поверхности. В зависимости от потребности можно создавать зоны повышенного комфорта или равномерно прогревать помещение.

При правильном монтаже исключены поражение током и возгорания.

7. Экономические аспекты и практические достоинства

Оборудование не занимает жизненного пространства, увеличивается полезная площадь, нет проблем с уборкой. Система мобильна: легко устанавливается и демонтируется, сочетается с любым интерьером и дизайном.

Инфракрасные системы не влияют на работу вентиляционных систем, позволяют эффективно отапливать здания с плохой теплоизоляцией и высоким потолком, используются на открытых площадках и в летних кафе.

Переход к электроотоплению позволяет отказаться от сложных и дорогих теплотрасс. Исключаются протечки, замерзания, воздушные пробки, периодические ремонтно-профилактические работы. В системе отсутствуют трубы, котлы и помещения под них, склады горючего, теплоносители.

После аварийного отключения электропитания система начинает работать после восстановления без участия человека. Система управления и программирования позволяет регулировать температуру в диапазоне 5–30°C в каждом помещении с высокой точностью. ИК-обогреватели экономичнее конвекторов на 20–25%. Использование двухтарифной системы оплаты за электроэнергию может сократить расходы на эксплуатацию на 20–30%.

8. Преимущества и недостатки

9. Ключевые выводы