Обогрев помещений инфракрасным излучением: Инфракрасный обогрев. Полезная информация

плюсы и минусы — Всё про бетон

Инфракрасное отопление появилось относительно недавно, но с каждым днем набирает все большую популярность. Этот способ обогрева экономичен и прост в эксплуатации. При правильном использовании безопасен для человека.

Отопление загородного дома ИК обогревателями

Обогрев частного дома или коттеджа очень удобно и выгодно организовать с помощью инфракрасного отопления.

Для этого необходимо владеть следующей информацией:

• общая площадь дома, размеры и количество комнат, в которых будет проводиться отопление;
• количество окон, их размеры;
• какая теплоизоляция имеется в доме;
• мощность, выделяемая на здание;
• какое максимальное напряжение в электросети. При необходимости установить стабилизаторы.

Обогреватели нельзя устанавливать у окна во избежание потери тепла, в зонах постоянного пребывания человека и на высоте менее 0,5 м над головой. Эффективность системы отопления рассчитывается как 100 Ватт мощности на 1 квадратный метр.

Исходя из расчетов, подбирается определенная модель с требуемым уровнем мощности. После чего останется только провести монтажные работы обогревателей в помещении.

Плюсы инфракрасного отопления

К основным плюсам инфракрасного отопления относятся:

• экономичность; 
• отсутствие шума и запаха;
• сохранение уровня влажности в помещении;
• воздух в помещении прогревается очень быстро;
• устойчивость инфракрасной пленки к механическому повреждению;
• простой монтаж
  не требует специальных знаний;
• скачки напряжения не повлияют на работу нагревательных элементов;
• можно использовать не только в помещениях, но и на открытой территории, например, для отопления беседки или веранды;
• отсутствие вредного воздействия на организм человека.

Минусы инфракрасного отопления

Но кроме положительных свойств инфракрасных обогревателей имеется несколько отрицательных.

К минусам такого отопления можно отнести:

• приобретение и установка обогревателей потребует значительных затрат;
• перед монтажом необходимо проводить дополнительное проектирование для расчета эффективности;
• необходимы высокие потолки для установки обогревателей;
• потолочные обогреватели заметны глазу и не всегда вписываются в интерьер;
• для установки инфракрасной пленки в офисе потребуется разрешение пожарной службы.

Выбор инфракрасного обогревателя

Как правильно и по каким критериям выбрать инфракрасный обогреватель? Внутри обогревателя расположен алюминиевый отражатель, на который установлен нагревательный элемент.

Нагревательный элемент бывает четырех видов:

• галогеновый;
• карбоновый;
• керамический;
• трубчатый.

Для регуляции температуры встроен в обогреватель термостат и датчик перегрева. Для напольных элементов устанавливается датчик опрокидывания.

Инфракрасные обогреватели бывают стационарные и мобильные. Мобильный прибор можно перемещать из комнаты в комнату, но мощность его намного меньше, чем у стационарных устройств.

Стационарные обогреватели подразделяются на:

• напольные;
• настенные;
• потолочные.

Потолочное и настенное инфракрасное отопление

При выборе вида обогревателя следует учитывать то, что потолочные обогреватели удобнее напольных. Не занимают лишнего места, имеют широкий диапазон излучения. Бывают встраиваемые и подвесные. Напольные обогреватели обладают меньшей мощностью. Карбоновый и трубчатый нагревательные элементы в напольных обогревателях предпочтительнее других. 

Галогеновые нагревательные элементы могут оказывать вредное воздействие на человека из-за излучения коротких волн. Керамические элементы не надежны и быстро выходят из строя.

У настенных моделей также есть некоторые ограничения. При установке нужно учитывать расстояние от пола, особенно если в доме дети. Встречаются плинтусные обогреватели, которые хорошо вписываются под оконный проем.

Излучение инфракрасного обогревателя – электромагнитное излучение.  Работает по тому же принципу, что и излучение от солнца. В меру пребывать под солнечными лучами полезно для человеческого организма, но переизбыток ультрафиолета негативно отразиться на здоровье, от перегрева может случиться тепловой удар.

Длина волн, которые способны излучать нагревательные элементы, влияет на степень воздействия на организм.

По этому показателю нагревательные элементы делятся на:

• длинноволновые от 50 до 200 микрон;
• средневолновые от 2,5 до 50 микрон;
• коротковолновые от 0,7 до 2,5 микрон.

Нагреваются эти элементы по-разному, самую высокую температуру нагрева могут показывать коротковолновые нагревательные элементы до 800 градусов Цельсия.

Действие ИК обогревателей на человека

Длительное воздействие инфракрасного излучения пересушивает кожу. Ограниченное по времени инфракрасное излучение используется в лечебных целях, а вот постоянное воздействие например на производстве оказывает вред на организм.

Чтобы минимизировать вредное излучение при установке отопления в доме необходимо придерживаться определенных норм. Чтобы исключить постоянное воздействие нагревательных элементов на кожу головы человека, их не размещают слишком низко над головой и подальше от зоны отдыха человека.

Воздействие коротких волн на человека вредно, длинноволновое излучение благотворно сказывается на организме, повышают иммунитет. Лучше всего устанавливать инфракрасное отопление в помещениях, где человек не пребывает постоянно. Это может быть лоджия, веранда, или подсобные помещения.

Интенсивность излучения

Инфракрасное излучение генерируется любым нагретым телом, температура которого определяет интенсивность и спектр излучаемой электромагнитной энергии. Также имеет значение не только температура нагретого объекта, но и расстояние до него.

Интенсивность инфракрасного излучения напрямую зависит от длины волны, чем она короче, тем интенсивнее излучение. Если излучение максимально интенсивное оно может нанести организму вред.

Длинноволновые волны немного повышают температуру тела и даже способствуют укреплению защитных сил организма, короткие же волны способны повышать температуру внутренних органов человека.

Воздействие коротких волн на человеческий мозг способно вызвать тепловой удар и другие более серьезные осложнения, при попадании излучения в глаза человека возникает катаракта. Конечно, речь идет о длительном воздействии. Для комфортного пребывания человека в отапливаемом помещении интенсивность излучения не должна превышать 120-150 Вт/кВ.м.

Особенности отопления инфракрасным излучением

Основной принцип работы инфракрасных обогревателей в том, что нагревательный элемент внутри обогревателя излучает тепловую энергию на пол, стены, поверхность мебели, которые нагреваются сами и нагревают воздух в помещении.  

Тепло распространяется равномерно, что позволяет экономить расход энергии. К тому же, если в частном доме провести грамотную теплоизоляцию, то отопление станет еще более экономичным.

Обогревать инфракрасным отоплением можно всю комнату, либо строго определенную зону. От инфракрасных обогревателей не исходит никакого шума и запаха.

В отапливаемой комнате пребывать комфортно. Исследования ученых доказали пользу инфракрасного излучения на человеческий организм, что сделало еще более популярным такой вид отопления.

При установке инфракрасных обогревателей выбирают потолочное или напольное расположение нагревательных элементов. Так они не мешают и не заметны в интерьере.

Экономия энергии

Инфракрасное отопление значительно экономит электроэнергию. Происходит это за счет того, что нагрев помещения происходит быстро, нагретые поверхности равномерно распределяют тепло и, в отличие от работы обычных обогревателей, теплый воздух не вытесняется вверх холодным.

В связи с этим температура в комнате поддерживается даже ниже нормальной, к тому же обогревать можно только одно определенное место, например, рабочий стол. Снижая температуру всего на один градус, экономится до 40% электроэнергии.

Регулирование температуры инфракрасного отопления можно доверить системе «Умный дом». Обогреватели могут начать работать с пульта, по определенному времени, выставленному на таймере, и даже по телефонному звонку.

Выгоды по оборудованию

Инфракрасное отопление выгодно по оборудованию. Обогреватели не занимают много места, это касается потолочных и настенных приборов. Напольное отопление устанавливается под ламинат или кафельную плитку и абсолютно не заметно. Монтаж не требует определенных навыков и инструментов.

Различают несколько типов конструкций инфракрасных обогревателей:

• инфракрасная пленка – при этом пленочный нагреватель можно смонтировать на любую поверхность, но мощность будет не большая;
• панельный тип обогревателя – излучает достаточно плотный поток тепловой энергии, но узконаправленный в отличие от полноценного радиатора;
• трубчатый тип обогревателя излучает энергию на 360 градусов, его можно вмонтировать в обычный потолочный плафон.

Установка инфракрасного обогревателя

Монтаж инфракрасного отопления производят либо на потолке, либо на полу. Обогреватели могут встраиваться в потолочные панели или крепиться специальными кронштейнами. Необходимо помнить, что натяжные потолки и инфракрасные обогреватели не совместимы.

На полу, как правило, укладывается инфракрасная пленка по какое-либо покрытие. В этом способе отопления имеется недостаток – мощность отопления значительно снижается за счет необходимости тепловых лучей преодолевать поверхность пола.

Эффект от нагрева зависит от теплопроводности напольного покрытия, она хуже у линолеума и ковролина. Хорошо пропускает тепло кафель и ламинат.

Есть еще один вариант установки обогревателей – настенный. Достаточно плоские настенные обогреватели крепятся на стену, их можно замаскировать под картину или панно. Панели крепятся к стене саморезами.

Пленочный инфракрасный обогреватель может быть невидимым, поскольку устанавливается на полу под покрытие, либо на потолке, сверху закрывается панелями.

Устанавливая инфракрасные обогреватели необходимо учитывать:

• нельзя устанавливать вблизи с воспламеняющимися и взрывоопасными объектами;
• запрещено включать их во время монтажа;
• при установке на наружной стене дома нужно подложить под него теплоизоляционный материал;
• не устанавливать рядом с окнами для минимизации тепловых потерь.

Подключение к сети лучше производить через термостат или терморегулятор.

Итак, инфракрасное отопление – хороший способ обогрева помещения. Излучение не контактирует с воздухом и не теряет энергию. Поэтому самым большим преимуществом данного типа отопления является экономическая выгода.

Только при помощи инфракрасного отопления можно отапливать открытые пространства, такие как беседки, веранды, летние площадки. Создает локальную зону тепла, не нагревая помещение целиком.

Монтаж обогревателей – процесс несложный, не требует специального мастерства. Установку можно провести своими руками. Главное заранее спроектировать расположение обогревателей по дому. Произвести требуемые расчеты, чтобы процесс отопления был максимально эффективен.

Считается, что инфракрасное излучение при правильном использовании безопасно для организма человека. Обеспечивает помещение теплом, создает комфортные условия. Не доставляет лишнего шума, прекрасно увлажняет воздух и не сушит кожу.

Отлично взаимодействует с системой «Умный дом», при помощи которой можно управлять температурным режимом и временем обогрева. Наличие терморегулятора поддерживает заданный режим, тем самым экономя электроэнергию. Обогреватели долговечны, полностью пожаробезопасны и экологически безвредны.

Если в доме уже имеется другой вид отопления, то инфракрасные обогреватели послужат резервной системой для обогрева помещения.

Инфракрасные обогреватели

 

Инфракрасные обогреватели — нагревательные приборы передающие тепло на расстояние в нужное место с использованием инфракрасного излучения. С момента своего появления инфракрасные обогреватели постепенно, но верно завоевывают рынок обогревательных приборов, пользуясь все большей популярностью при организации отопления различных помещений. Область их использования довольно широка: от обычных жилых строений до производственного отопления. В связи, с чем устройство и принцип работы инфракрасного обогревателя представляет значительный интерес. Данная публикация рассматривает основные принципы работы этого вида обогревателя, а так же указывает на его достоинства и недостатки.

 

Что такое инфракрасный обогреватель

Инфракрасный обогреватель – отопительный прибор, использующий в своей работе инфракрасное излучение и применяемый для основного или дополнительного отопления помещений, а также локальных зон уличного пространства либо рабочих мест в цеху.

Обогреватели, как правило, применяются для отопления помещений. В зависимости от способа теплоотдачи они могут быть конвективными или лучистыми: светлые — коротковолновые и тёмные — длинноволновые. Конвективные работают по принципу перемешивания холодного и горячего воздуха, при этом разность температур воздушной смеси на потолке и полу может достигать больших значений. Инфракрасные системы отопления передают тепло в основном за счёт инфракрасного излучения, размещают их над обогреваемой зоной или на потолках и стенах помещения.

Воздух если он не насыщен водяными парами, практически полностью пропускает лучистую энергию. Эта энергия непосредственно нагревает любые предметы, находящиеся на её пути, а они в свою очередь отдают тепло воздуху. Что даёт значительный экономический эффект по сравнению с конвекционным отоплением которое расходует часть выработанного тепла для обогрева подпотолочного пространства где оно не нужно. Кроме того инфракрасное излучение осязается человеком сразу после его включения что исключает необходимость предварительного обогрева помещения и позволяет существенно снизить затраты на отопление.

 

Устройство инфракрасного обогревателя

 

Устройство и эксплуатация обогревателя позволяет обеспечить в обогреваемой зоне комфортную температуру при минимальной затрате электрической энергии. Основным элементом конструкции инфракрасного обогревателя является излучатель, генерирующий инфракрасное излучение. В целях обеспечения направленного излучения и защиты корпуса от перегрева за излучателем помещается отражатель из теплостойкого элемента. Отражатель с обратной стороны покрывается теплоизолирующим материалом, что ещё больше сохраняет корпус от воздействия больших температур. В случае применения обогревателя в местах, где находятся люди или животные излучатель закрывают металлической сеткой для исключения непроизвольного ожога или удара током.

 

Диапазон волны инфракрасного излучения

Диапазон волны инфракрасного излучения представляет собой электромагнитную волну находящуюся в интервале излучения от 0. 74 мкм. до 2000 мкм.

Что такое инфракрасное тепло — это инфракрасное излучение, которое поглощается поверхностями, встречающимися на его пути превращаясь в тепловую энергию, и от этих поверхностей нагревается воздух. Это позволяет существенно экономить энергию на обогрев пространства по сравнению с конвекционным отоплением. Длина волны инфракрасного излучения зависит от температуры нагрева излучателей установленных в инфракрасных обогревателях. Она находится в интервале от 0.74 мкм. до 2000 мкм. Зависимость длинны волны инфракрасного излучения от температуры, выражает закон смещения Вина. Графическое представление этого закона для различных температур показано на рисунке. Из графика видно, что площадь поверхности под кривой, относящейся к определённой температуре пропорциональна количеству лучистой энергии, и она сильно увеличивается при повышении температуры. Кроме того можно сделать вывод что длина волны λ [nm] при которой определяется максимальное значение кривой смещается при увеличивающейся температуре на меньшие величины.

 

Типы инфракрасных обогревателей

Типы инфракрасных обогревателей — разновидность тепловыделяющих приборов, работа которых основана в основном на инфракрасном излучении различного диапазона.

Инфракрасные обогреватели в зависимости от длинны волы инфракрасного излучения подразделяются на три основных типа: коротковолновые средневолновые и длинноволновые. На практике применительно к инфракрасным обогревателям источники инфракрасного излучения делятся на: светлые — коротковолновые и тёмные — длинноволновые. Тёмные и светлые инфракрасные излучатели передают тепло с помощью инфракрасного излучения непосредственно предметам, не нагревая напрямую воздушные массы. Воздух при этом нагревается вторично от объектов нагретых инфракрасным лучом. Границей раздела между этими двумя типами является поверхностная температура нагрева равная 700 °С. Определить эту границу можно визуально. Если излучатель, работающий в темноте, даёт видимое глазом излучение то он принадлежит к коротковолновой группе, если видимое излучение отсутствует, то это длинноволновая группа. К типичным коротковолновым обогревателям можно отнести лампу накаливания. Если абажур лампы после некоторого времени её работы нагревается, то это происходит благодаря поглощению большей части инфракрасного излучения, которое излучает лампа. Известная батарея центрального отопления является длинноволновым обогревателем. По типу энергии используемой для работы нагревательных элементов применяемых в инфракрасных обогревателях они подразделяются на: электрические; водяные; газовые; дизельные.

 

Коротковолновые

В коротковолновых типах инфракрасных обогревателей в качестве нагревающего элемента, как правило, применяется вольфрамовая проволока. Этот металл обладает очень высокой температурой плавления, которая составляет приблизительно 3400 °С. Таким образом, греющий элемент из этого металла благодаря своему большому сопротивлению к нагреванию устойчиво переносит температуру до 2700 °С. Светлые инфракрасные излучатели коротковолнового типа обычно работают в интервале температур от 2000 до 700 °С. При такой температуре они становятся источником жёсткого инфракрасного излучения и предназначены для обогрева помещений с высокими потолками. КПД их лежит в пределах 60 — 70 %. К коротковолновым типам можно отнести газовые излучатели, недостатком которых является необходимость отвода из помещения продуктов горения. На фотографии представлен один из видов коротковолнового обогревателя.

 

Длинноволновые

Длинноволновые типы излучателей более практичны, чем выше рассмотренные. В них источником излучения тепла является не спираль накаливания из вольфрама, а материал окружающий эту спираль. Тёмные инфракрасные излучатели функционируют в диапазоне температур от 700 до 400 °С. Данный интервал температур является источником мягкого инфракрасного излучения и применяются для отопления помещений с небольшими потолками. КПД составляет порядка 90%. Для более рационального применения целесообразно предварительно произвести расчёт теплопотерь здания. Это позволит оптимально разместить их во всех обогреваемых помещениях дома. Данный тип обогревателя так же широко применяется при производственном отоплении. Экономия электроэнергии при этом составляет порядка 50 — 80%. На фото представлено размещение инфракрасного обогревателя длинноволнового в складском помещении, город Санкт-Петербург.

К длинноволновым типам можно отнести обогреватели водяного и печного отопления. Они могут создать вполне комфортные условия обитания людей и животных. Их недостатком является большая инерционность нагрева тепловыделяющей поверхности, которая имеет место при включении в работу.

 

Мощность инфракрасных обогревателей

Мощность инфракрасных обогревателей – физическая величина определяющая быстроту превращения энергии в широкий спектр инфракрасного излучения.

Мощность это одна из основных характеристик, от правильного расчёта которой зависит эффективность работы. Прежде чем выбирать источник тепла необходимо уточнить все факторы, влияющие на обогрев помещения. Рассчитать количество, определить место расположения и потребляемую мощность каждого из них. Потолочные обогреватели инфракрасные, как правило, выпускаются с различными мощностями потребления электроэнергии. При установке в помещении обогревателя с мощностью меньшей, чем необходимо для отопления Вы не достигните желаемого результата. Придётся закупать ещё (n — количество) обогревателей что, как правило, ведёт к дополнительным расходам. Значительно завысив мощность обогревателя можно гарантированно получить нужную температуру в помещении, но при этом также понести излишние затраты. Поэтому прежде чем выбирать по мощности необходимый инфракрасный излучатель нужно сделать предварительный расчёт тепловых потерь помещения. На фото показаны инфракрасные обогреватели различной мощности фирмы Оникс представленные на выставке в городе Санкт-Петербург.

 

Тепловой расчёт инфракрасного отопления

Грубо расчёт теплопотерь здания можно провести самостоятельно, используя приблизительные параметры достаточного расхода электроэнергии на обогрев квадратных метров. В зимний период это будет иметь следующие значения: при высоте потолка h=3 метра, 1 кВт. на 10 м². Если отопитель планируется использовать как дополнительный источник тепла то в этом случае всё будет зависеть от того какую недостающую температуру необходимо компенсировать для создания нужных тепловых условий. В межсезонье при средней температуре окружающей среды +8 °С достаточно 500 — 800 Вт. на 10 м². Но в том или ином случае при тепловом расчёте обязательно учитываются утечки тепла через стены, окна, крыши, полы (для первого этажа), наличие и сила вентиляции и т.д. Вряд ли какие либо обогреватели, в том числе и инфракрасные, смогут справиться с отоплением помещений, если то количество тепла, которое производится меньше общих тепловых потерь. Вопрос в том, что больше, поступление тепла в помещение или его тепловые потери. Если помещение обладает идеальной теплоизоляцией, то и потребляемая мощность для его обогрева будет минимальной. Бесплатно провести точный тепловой расчёт системы отопления Вам помогут специалисты нашей фирмы.

 

Мощность потребления обогревателя

Следует иметь в виду что инфракрасные обогреватели с заявленной мощностью потребления электроэнергии 1.5 кВт. будут потреблять именно 1.5 кВт. электроэнергии в час. Если такие обогреватели будут работать в течение суток без отключения, то потребление электроэнергии составит 36 кВт. При установке регулятора температуры режим работы изменится, и в зависимости от требуемой для поддержания температуры в помещении он будет работать порядка 10 — 30 минут в час. Что естественно снизит общее потребление электроэнергии. Стоит обратить внимание на выбор сечения токопроводящей жилы при установке обогревателей потолочных и на мощность, которую может обеспечить электрическая сеть. Если она меньше чем та, которую имеют инфракрасные обогреватели, то в лучшем случае произойдёт её автоматическое отключение, иначе проводка может сгореть. Поэтому перед тем как приобрести нагревательный прибор обратите внимание, на какой запас мощности рассчитана Ваша электрическая сеть.

 

Работа инфракрасных обогревателей

Работа инфракрасных обогревателей – это порядок функционирования тепловыделяющих приборов преобразующих потребляемую энергию в тепло, которое передаётся объектам посредством инфракрасного излучения.

Принципы работы инфракрасных обогревателей существенно отличается от любых других видов нагревательных приборов. Его функционирование связано с образованием тепловой энергии в широком спектре инфракрасного излучения. Причём максимальное значение интенсивности излучения в этом спектре приходится на длину волны пропорциональной температуре нагрева излучающего тела. Тепловая энергия доставляется на необходимое место электромагнитными волнами со скоростью порядка 300000 км./сек. В этом отношении инфракрасный обогрев отличается от других видов тем что доставка инфракрасного тепла происходит практически сразу после включения обогревателя. И, наоборот, действие тепловых лучей прекращается при выключении. Отсутствует принципиальное различие: включать или выключать источник света или источник тепла в помещении.

Свойства инфракрасного излучения позволяют сделать вывод о том, что инфракрасные лучи осуществляют нагрев в первую очередь тех предметов, которые находятся на его пути. Работа инфракрасных обогревателей основана на том, что инфракрасное излучение осуществляет нагрев в первую очередь предметов, которые находятся на его пути. Воздух напрямую практически не получает тепла от инфракрасного луча, он его пропускает через себя. Предметы, постепенно нагреваясь путём конвекции, передают тепло воздуху. При данном способе обогрева предметы, находящиеся в зоне функционирования инфракрасного излучения будут всегда на 2 — 3°С теплее, чем воздух. Работа инфракрасных обогревателей позволяет преобразовывать электрическую энергию в тепловую на 90% расходуя её для обогрева объектов и только 10% напрямую поглощается воздушной массой, поэтому они имеют высокий КПД. Все другие виды обогревателей основную часть потреблённой энергии расходуют на обогрев воздуха и только от него нагреваются все остальные объекты.

Инфракрасное тепло оказывает положительное влияние на человека, это заключается в том, что инфракрасный луч почти не поглощается воздухом и не уменьшает содержание кислорода, в нём создавая комфортные условия для пребывания в зоне обогрева. При этом у него не возникают такие ощущения как недостаток кислорода, головная боль, общее недомогание и усталость, присущие для пребывания в помещении, отапливаемом конвекционными обогревателями.

 

Особенности применения

Данный вид обогревателей широко применяется при создании местного отопления обогрева рабочих мест на промышленных предприятиях и является единственным способом позволяющим обогреть человека в помещениях с большими потолками и тепловыми потерями. Примеры местного отопления убедительно показывают, насколько эффективно применение инфракрасного обогрева. Применение инфракрасных обогревателей позволяет создавать локальную зону обогрева с диаметром пятна приблизительно равным (2 * h) то есть составляющим две высоты подвески излучателя. При этом площадь теплоотдачи получается значительно больше, чем у обычных обогревателей, а значит и сокращается время обогрева. Сокращение времени работы обогревателя ведёт к экономии электроэнергии. Поэтому инфракрасные обогреватели на сегодняшний день являются наиболее эффективными электронагревательными приборами позволяющими экономить электроэнергию порядка 50% от расчётной мощности. Они нашли широкое применение при обогреве дома, дачи, гаража, производственных помещений и т.д.

 

Преимущества и недостатки

Для того чтобы понять какой тип инфракрасных обогревателей целесообразно использовать для отопления помещений достаточно ознакомится с их основными плюсами и минусами. С тем чтобы более полно вникнуть в проблему необходимо внимательно разобраться с преимуществами и недостатками применения инфракрасного излучения.

 

Главные достоинства инфракрасных обогревателей

Инфракрасные обогреватели в силу своих конструктивных особенностей обладают рядом специфических достоинств по сравнению с другими видами нагревательных приборов:

1. Достижение для человека комфортной температуры при более низких энергетических затратах на обогрев за счёт:

 

♦быстрого прогрева рабочей зоны местонахождения людей (локальный обогрев) при незначительном обогреве остального пространства;

♦по сравнению с обычным методом отопления происходит снижение потерь тепла в районе потолочного пространства. Что в свою очередь ведёт к снижению разниц температур под потолком и полом, а это обуславливает снижением потерь тепла в самом помещении. Потери тепла (теплопроводность) помещения зависят, в том числе и от разницы температур наружного и внутреннего воздуха;

♦в силу своих достоинств в первую очередь инфракрасные лучи обогревают предметы, находящиеся на их пути, обогрев воздуха вторичен. Обычные обогреватели первоначально за счёт конвекции греют воздух, а затем только от него нагреваются предметы. Выигрыш за счёт пропуска лишнего передаточного звена в процессе обогрева;

♦кожа человека превосходно воспринимает инфракрасные лучи, об этом говорят данные, о восприятии инфракрасного тепла кожей человека, поэтому создаётся возможность снижения общей температуры обогрева людей. В этом смысле показателен процесс приёма загара в горах, когда в солнечную безветренную погоду человек прекрасно себя чувствует, хотя вокруг его лежит холодный белый снег. Снижение температуры обогрева помещения в свою очередь так же ведёт к экономии энергоресурсов.

2. Характерной достойностью является и то, что они работают бесшумно, не создавая конвекционных потоков движения воздуха, а значит, не поднимают пыль, что актуально при аллергических заболеваниях человека.

3. Ценность инфракрасных обогревателей заключается в том, что они выделяют тепло за счёт непосредственного преобразования электрической энергии в тепловую энергию. При этом не нужны громоздкие отопительные приборы использующие другие виды топлива, что повышает общую гигиеничность помещения при отоплении производства.

4. Удобство регулирования тепловой нагрузки с помощью применения регулятора температуры.

5. Плюсом является требование к минимуму технического обслуживания. По сравнению с другими видами обогревателей они не имеют вращающихся частей требующих периодического осмотра.

6. Выгода заключается в том, что данный тип обогревателей позволяет производить быстрый монтаж системы отопления самостоятельно без привлечения специалистов в данной области.

7. Инфракрасные обогреватели, установленные на потолке или стенах значительно высвобождают полезное пространство на полу помещения.

 

Основные недостатки

Основными минусами использования инфракрасных обогревателей являются:

1. Необходимость учёта высоты подвески обогревателя на потолке или стенах с мощностью инфракрасного излучения прибора, так как длительное нахождение под сильным электромагнитным потоком может негативно влиять на здоровье человека.

2. При высоких тепловых потерях отапливаемого помещения усиливается расход электроэнергии, что ведёт к дополнительным затратам. Впрочем, этот недостаток присущ любым тепловыделяющим устройствам, так как плохое утепление всегда ведёт к излишнему расходу энергии используемой для обогрева.

3. Устанавливая инфракрасный обогрев, нужно чётко понимать для каких целей он будет использоваться и в соответствии с этим осуществлять подбор коротковолнового или длинноволнового типа обогревателя.

4. Высокая стоимость изделий, что приводит к дополнительным издержкам при установке полноценной отопительной системы, но в конечном итоге всё окупается в процессе эксплуатации.

 

Резюме

В данном разделе Вы ознакомились с основными преимуществами и недостатками инфракрасных обогревателей. Анализ выше изложенного показывает, что плюсов у данных устройств значительно больше чем минусов. Да и многие отрицательные стороны довольно неоднозначны и легко исправимы, если со знанием дела подойти к монтажу системы отопления. Настоятельно советуем применять данные приборы обогрева при создании отопительных систем, а мы Вам поможем с помощью бесплатной анкеты произвести расчёт тепловых потерь.

 

   Отопление отзывы — Отзывы на работу инфракрасных обогревателей на различных хозяйственных объектах.

 

Инфракрасное оборудование

Инфракрасное оборудование для отопления

Инфракрасные отопительные панели являются одним из самых эффективных способов для инфракрасного отопления жилых (инфракрасно-конвективные настенные обогреватели, инфракрасное оборудование для жилых помещений и т.д.) и офисных помещений (электрические инфракрасные обогреватели для офиса). Кроме того, инфракрасные обогреватели делятся на:

• промышленные,
• газовые,
• электрические,
• уличные.

За счет своей экономичности, надежности, безопасности и относительно малой цены, системы инфракрасного отопления помещений становятся все более востребованы с каждым годом. По сути, инфракрасное отопление (ик отопление) является универсальным отоплением. В данный момент существуют и активно функционируют как системы инфракрасного обогрева и отопления бытовых помещений, так и инфракрасные обогреватели промышленных и складских помещений.Наибольшее распространение в данной сфере применения получили современные инфракрасные газовые обогреватели. 

 

Инфракрасные панели

В европейских странах излучатели инфракрасных лучей используются давно и уже успели стать основным самым экономичным видом обогревателей в доме или на производстве. Однако технология инфракрасных излучателей стала известна нам совсем недавно. На протяжении многих лет все исследования с инфракрасными излучателями не афишировались, и у людей не было выбора, кроме как пользоваться неэкономичными и опасными масляными обогревателями. Масляные обогреватели нагревают воздушное пространство в помещении, но не мебель и предметы. Чувствуется дискомфорт при вдыхании нагретого воздуха. А напольное покрытие или сам пол остается холодным.

Отопление инфракрасным излучением является наиболее эффективным. Благодаря нагреву инфракрасным излучением предметов, находящихся в помещении, стен, мебели, пола. А после этого уже теплые предметы отдают тепло в воздух. Таким образом, с помощью длинноволновых обогревателей инфракрасного излучения помещение прогреется равномерно, и в нем создастся благоприятная атмосфера. По принципу работы устройство инфракрасного обогревателя можно сравнить с лучами солнца. У инфракрасных обогревательных панелей есть еще один большой плюс по сравнению с масляными обогревателями – они эффективно и мгновенно обогревают намного больший объем пространства. Также большой популярностью пользуются инфракрасные пленочные системы — это электрический обогрев с помощью инфракрасного излучения.

Инфракрасные нагреватели Еще недавно инфракрасные нагреватели были мало известны, а сегодня их стали использовать практически повсеместно. Нагреватели инфракрасного излучения имеют множество преимуществ, объясняющих такую популярность. Прежде всего, ик нагрев полностью безопасен для окружающей среды и благоприятно воздействует на организм человека. Экономичные инфракрасные газовые отопители не сжигают кислород и не отравляют воздух в помещении угарным газом, в его основе лежит принцип действия солнечных лучей. К положительным качествам инфракрасного отопления полов относится также пожаробезопасность. Немаловажным преимуществом является и то, что ик нагрев – это самый экономичный источник тепла. Экономия всех затрат на отопление составляет порядка 50 %. Инфракрасные нагреватели подходят для любых помещений. Их устанавливают в домах, офисах, развлекательных и медицинских учреждениях. При этом монтаж инфракрасных отопителей очень быстр и легок.

Уличные обогреватели Уличные инфракрасные обогреватели являются видом оборудования, основным предназначением которого является точечный обогрев открытых площадок, веранд и кафе. Уличный обогреватель способен повысить температуру окружающего воздуха с +10° С до +25° С в радиусе до 3-х метров. Это один из самых безопасных и экономически выгодных способов нагрева, т.к. уличные обогреватели испускают лучи, действующие не на воздух, а на предметы, находящиеся в радиусе их действия (по принципу инфракрасных облучателей).

Промышленные электрические инфракрасные обогреватели Многие крупные компании приобретают устройства инфракрасного обогрева. Очень важно, чтобы промышленное помещение было хорошо прогрето. Для этого существует большой выбор длинноволновых инфракрасных обогревателей, которые смогут отапливать не только помещения, но и открытые площадки. Для таких целей могут применяться различные варианты обогревателей. Настенные инфракрасные панели в основном используются на торговых точках компании, производящей ту или иную продукцию. Инфракрасные потолочные панели применяются на складах с большим объемом пространства. Потолочные инфракрасные обогреватели позволяют сэкономить рабочее пространство, благодаря креплению на потолке, а также довольно эффективно прогревают помещение. Инфракрасные обогреватели для потолков имеют ряд преимуществ. Длинноволновые инфракрасные потолочные обогреватели не занимают много места и являются пожаробезопасными. Инфракрасные обогреватели для потолков устанавливают постоянную температуру между полом и потолком. Также на рабочих местах с помощью напольного инфракрасного обогревателя осуществляется инфракрасное отопление пола, что способствует благоприятным и комфортным условиям работы сотрудников предприятия.

 

Газовые инфракрасные обогреватели

Главной особенностью инфракрасного газового отопления является обогрев с помощью потока лучистой энергии теплового спектра. Газовые инфракрасные излучатели и обогреватели используют поток энергии, направлены непосредственно на определенное место и обогревают не воздух, а поверхность пола и находящихся в этом месте людей. Затем пол отдает свое тепло окружающему воздуху. Отличие инфракрасных обогревателей газовых от традиционных позволяет создать благоприятное состояние окружающей среды для работников.

 

Длинноволновые потолочные обогреватели

Компания Венткор представляет передовые технологии в области вентиляции, кондиционирования воздуха и воздушного отопления. Наши специалисты осуществляют широкий спектр услуг, касающихся монтажных работ для вентиляции помещений.

Идеальным решением проблемы отопления как бытовых, так и промышленных помещений являются длинноволновые потолочные обогреватели, работа которых основана на свойстве инфракрасных лучей нагревать твердые предметы. Сам инфракрасный обогреватель при этом крепится на потолке или стенах.

Инфракрасный излучатель нагревает воздух в 5-10 раз быстрее других электрических приборов и требует меньшего количества включений для поддержания выбранного температурного режима. Использование таких излучателей обеспечивают высокую экологичность – они не сжигают кислород и не пересушивают воздух. Потолочное крепление подогревателя обеспечивает высокую пожаробезопасность. Подогреватель экономичен и прост в использовании, в отличие от инфракрасных пленочных полов.

На нашем сайте Вы также найдете информацию о расценках на обслуживание кондиционеров, холодильных машин, чиллеров, фанкойлов и многое другое.

 

Установка и монтаж инфракрасных обогревателей

Инфракрасные тепловые завесы довольно просто установить. Для этого не требуются специальные инструменты и глубокие познания в инфракрасном отоплении. Монтаж инфракрасных нагревателей осуществляется элементарно, их можно крепить на потолок или стены. Также нагреватели инфракрасного излучения можно устанавливать под любым удобным для вас углом.

 

Инфракрасные обогреватели в Москве. Цены на обогреватели.

На нашем сайте вы сможете увидеть и купить инфракрасные нагреватели в широком ассортименте. У нас имеется большой выбор инфракрасных обогревателей, таких как:

• электрические,
• газовые,
• уличные,
• потолочные,
• промышленные,
• напольные,
• длинноволновые.

Мы осуществляем продажу инфракрасных обогревателей и тепловых завес в Москве всех типов: от уличных до напольных. Купить у нас инфракрасные панели легко, мы доставляем их по Москве в самые кратчайшие сроки. Купить инфракрасный обогреватель в Москве достаточно просто, нужно только оставить заявку. После чего мы произведем подбор инфракрасных обогревателей исключительно по Вашим запросам, например, предложим уличный, потолочный или промышленный обогреватель. Наши инфракрасные обогреватели прослужат Вам долгое время.

Отопление инфракрасным излучением — Система отопления

В любом уколке Российской Федерации есть потребность в зимнее время года отапливать жилище. Ни для кого не тайна, что топливо для обогрева постоянно увеличивается в цене. Перед любым владельцем коттеджа поднимается вопрос: что сделать, чтобы модернизировать отопительный комплекс коттеджа. Трудно помыслить жизнь жителя в России без отопления жилища. На сайте Sistema-Otopleniya.ru размещенно много комплексов обогрева дома, применяющих совершенно уникальные приемы производства тепла. Любую систему получения тепла можно использовать самостоятельно или гибридно.

Содержание статьи:

Отопление помещений новым способом

Отопление помещения инфракрасным обогревом — это достаточно новый и перспективный вид отопления помещения.

Схема инфракрасного отопления.

Отопление инфракрасным излучением имеет ряд преимуществ перед классическими методами обогрева.

В первую очередь, это связано с тем, что такие обогреватели очень экономичны и практичны в эксплуатации и монтаже. Они не будут требовать квалифицированного сервисного обслуживания, имеют большой срок службы.

Инфракрасное отопление нагревает не воздух, а это гарантирует отсутствие сквозняков, скопления нежелательной пыли и сохранение тепла внизу у поверхности пола, а не распространение его под потолок.

На сегодняшний день экономичный обогрев помещений различной площади становится все более актуальным. Это связано с постоянным ростом цен и ограничением лимитов на современные энергоносители. Поэтому руководителям предприятий и организаций, которые имеют в своем владении большие и достаточно высокие помещения (речь идет о производственных цехах, спортивных залах, складах, торговых залах, гаражах и других помещениях), стоит серьезно задуматься о затратах на отопление.

Схема подключения инфракрасного плёночного отопления.

В большинстве случаев именно инфракрасное отопление, которое также часто называют тепловолновым, лучистым или длинноволновым, является наиболее экономичным.

При таком конвекционном отоплении вначале нагревается воздух, который считается одним из самых плохих теплоносителей, и только потом тепло доставляется человеку. Далее теплый воздух по законам физики поднимается вверх к потолку, создавая там мощные потоки и перемещая пыль в помещении, а внизу оказывается холодный воздух. Поэтому можно констатировать тот факт, что большая часть тепловой энергии тратится на обогрев потолочного пространства, которое в данном случае является полностью бесполезным.

Преимущества при отоплении инфракрасным излучением

Тепловая же энергия, которая создается инфракрасными обогревателями, не поглощается воздухом, поэтому все тепло практически без потерь доставляется к человеку, обогревая его. Теплый воздух почти не собирается под потолком, что делает такие современные приборы для обогрева незаменимыми, когда речь идет о помещениях с высокими потолками. На практике доказано, что инфракрасное отопление экономит до 40% энергии.

Стоит также отметить, что инфракрасное отопление — это единственный способ, который позволит Вам осуществить локальный обогрев рабочего места или выделенной зоны в помещении.

Схема установки нагревателей.

С применением инфракрасных обогревателей у Вас появляется возможность поддержания различных температурных режимов в различных частях помещения. Это выгодно тогда, когда рабочие места находятся на значительном расстоянии друг от друга. В таком случае помещение не должно иметь одинаковую температуру. Даже для комфорта человека различные рабочие ситуации предполагают разные температурные режимы. Точечный обогрев можно обеспечить, размещая приборы над отдельными рабочими местами, не обогревая при этом все помещение.

Современные инфракрасные обогреватели обеспечивают ускоренный прогрев помещения, если сравнивать их с традиционными системами. Передача тепла в таком случае происходит практически мгновенно, поэтому у Вас полностью отпадет необходимость в предварительном или постоянном обогреве своего рабочего места. вы можете снижать температуры в обеденные перерывы, в нерабочее время, что существенно снизит потребление электроэнергии и уменьшит финансовые затраты.

Так называемое лучистое тепло создает ощущение, что температура на 3-4 градуса выше, чем есть на самом деле. Этот факт позволяет человеку чувствовать себя комфортно. Если говорить языком цифр, то снижение температуры на 1 градус дает целых 5% к энергосбережению.

Такой обогреватель не высушивает воздух, не сжигает кислород, не способствует перемещению пыли и не шумит. Благодаря современному дизайну он идеально вписывается в любой интерьер. Стоит особо отметить, что керамический инфракрасный обогреватель работает практически бесшумно и без вибраций. Теперь вам не придется использовать дополнительные системы вытяжной вентиляции, ведь никаких продуктов сгорания нет.

Эффективность инфракрасного обогревателя

Схема устройства лампового ИК-нагревателя.

Высокая практичность использования инфракрасных обогревателей заключается в простом и оперативном монтаже, в отсутствии дорогих котельных и тепловых сетей, в простоте использования оборудования и управлении необходимым температурным режимом. Благодаря применению такого современного оборудования освобождаются значительные площади. Используя такое обогревательное оборудование, практически полностью исключается опасность размораживания системы, которая так высока при применении водяного отопления. В обогревателях данного типа не используют движущиеся части, отсутствует смазка, нет никаких воздушных фильтров. Нагревательные элементы имеют плоскую форму, которые, как было доказано на практике, более эффективны, чем ТЭНы. Кроме того, они имеют большой срок службы, не требуют постоянного сервисного обслуживания. Можно закрепить инфракрасный обогреватель на стене или потолке, дайте ему возможность работать круглосуточно.

Как правило, для того чтобы обустроить традиционное отопление, требуются большие финансовые вложения, а также это занимает много времени. Для того чтобы монтировать инфракрасное отопление, понадобится минимум времени и средств. Если вы решите переехать на новое место жительство, можно будет легко демонтировать установленные обогреватели, чтобы установить их в новой квартире.

Более мощные инфракрасные излучатели можно использовать и в сельском хозяйстве, где они будут использоваться для качественного обогрева теплиц, в террариумах или на животноводстве. Для теплицы инфракрасный обогрев можно считать идеальным вариантом, ведь воздух не сушится, поэтому полностью отпадает потребность в его постоянном и дополнительном увлажнении.

Отдельно стоит отметить тот факт, что инфракрасное излучение благотворно влияет на здоровье человека. Это связано с тем, что при использовании обычных радиаторов влажность воздуха падает практически до минимума, а это приводит к тому, что дыхательная система человека испытывает недостаток влаги. Это может привести к микроповреждениям дыхательной системы человека, вследствие чего в нее могут проникнуть болезнетворные бактерии.

При отоплении при помощи инфракрасных источников такого никогда не произойдет. ИК-волны беспрепятственно проходят воздух и не передают ему своей тепловой энергии, то есть не сушат его. Вот в чем заключается основное преимущество такого современного способа отопления.

Источник: http://1poteply.ru/sistemy/tip/otoplenie-infrakrasnym-izlucheniem.html

Наши люди готовы произвести работы по установке инфракрасных и лучевых отопительных систем, а так же приборов для газового отопления.

Инфракрасное отопление – считается еще одним альтернативным методом отопления способным полностью заменить привычное для нас газовое отопление в помещениях. Если Вы выбрали инфракрасное отопление, то возможен монтаж нагревательных приборов и источников на все поверхности, в вашем помещении включая потолок, стены и пол.

Для того чтоб установить инфракрасное отопление, отзывы вам, скорее всего не понадобятся, так как вы, скорее всего уже знаете про этот метод утепления помещения, так как он широко известен. Если же вам не подходит данный вид отопления, то вы можете установить лучевое отопление или же, как многие эго называют лучистое отопление.

Лучевая система отопления позволяет снизить ваши расходы энергии и так же соответственно, затраты на эксплуатацию и содержание системы отопления. Лучевая схема отопления дает один из лучших показателей эффективности на мировом рынке.

При установке отопления вам понадобятся газовые горелки для отопления. Газовые горелки – непосредственно предназначены для сжигания сжиженного или природного газа.

Горелки очень просты и удобны в домашнем обращении, не засоряются, легки, не коптят и есть самым распространенным типом горелок на сегодня. Либо же вы можете установить газовый конвектор.

Газовые конвекторы для отопления по отношению к другим нагревательными приборами имеют множество преимуществ. Так как все газовые конвекторы относительно дешево стоят, очень быстро греют воздух до необходимой вам температуры, не нуждаются в отдельных помещениях и электропитании – розжиг может осуществляться при помощи пьезоэлемента.

Помимо этого, конвекторам не нужен теплоноситель, а поэтому можно их отключить на нужный вам срок даже и в холодное время года, не опасаясь, что замерзнет вода. Эта возможность понадобится владельцам дач и домов за чертой города, не предназначенных для проживания в них постоянно.

Так же многие покупатели обращают свое внимание на газовые печи отопления, которые экономны, несложные в монтаже и имеют длительный срок эксплуатации при полной автоматизации. Все вышеуказанные газовые приборы отопления, наша компания сможет установить в нужном вам помещении, что в свою очередь избавит вас от головной боли с отоплением.

Источник: http://www.vgazele.ru/rekomenduemye-publikatsii/otoplenie-doma/otoplenie-infrakrasnym-izlucheniem-otzyvy-montazh.html

Инфракрасные излучатели общие принципы работы, история развития.

Использование излучения для целей отопления началось с тех пор, как человек поставил себе на службу огонь. Пламя открытого очага камина нагревает воздух только за счёт излучения. Камин, старый открытый очаг, есть форма отопления путём лучистой энергией.

Электрическая лампа с угольной нитью, которая была изобретена в 1897 году Эдисоном, излучала лучистую энергию, большая часть которой лежит в области инфракрасных лучей и только небольшая часть производит видимый свет. Таким образом, электрическая лампа с угольной нитью является хорошим излучателем тепла и плохим источником света. При соответствующем выборе материала и обеспечении более высокой температуры нити накаливания это соотношение сдвигается в сторону лучшего выхода света. Первые электрические инфракрасные излучатели можно увидеть в применении медицинских рефлекторов, специальных ламповых обогревателей.

В 1906 году была разработана англичанином Варкером система отопления с помощью лучистой энергии, где в качестве теплоносителя применялась горячая вода.

В 30-х годах двадцатого века инфракрасные излучатели получили широкое распространение. Инфракрасное излучение стало применятся в светлых излучателях в форме лампы накаливания и тёмных в виде излучателя из металлической или керамической трубки.

В тот же период в Англии появился излучатель, работающий на газовом топливе, который с помощью простых пламенных горелок обогревал керамическое тело, а оно отдавало своё тепло в виде инфракрасного излучения.

На современном этапе излучатели делятся на две группы: светлые и тёмные. В светлых излучателях малая доля излучения попадает в область видимого света и воспринимается глазом. Излучение от тёмного, может быть определенно лишь ощущением тепла при этом видимый спектр света отсутствует.

Инфракрасное излучение

Инфракрасное излучение, свойство инфракрасных лучей, физика излучения.

Открытие инфракрасных лучей было сделано более чем два столетия назад. Английский учёный Хензель наблюдал своеобразное явление. Он разложил с помощью стеклянной призмы белый солнечный свет на его спектральные цвета.

Затем он проводил термометр вдоль шкалы радужной окраски, которую образовала призма, и определил, что температура заметно повышалась. Когда остриё термометра помещалось за пределы видимого спектра, температура повышалась дальше, и только после того как термометр был полностью вынесен за пределы красного спектра, температура начала понижаться.

Из этого эксперимента он сделал вывод, что существуют лучи, родственные видимому свету, которые обладают свойством выделять тепло, максимальное значение которого лежит за пределами красной части спектра. Эти лучи назвали инфракрасными. Благодаря данным опытам стало известно, что за пределами спектральной области, ощутимой человеческим глазом, имеется ещё инфракрасное излучение, которое ведёт себя подобно свету, т.е. оно распространится прямолинейно, может преломляться, отражается и сосредотачиваются в пучок. В этом заключается свойство инфракрасного излучения для сферы технического применения, и на этой основе строятся обогреватели инфракрасные .

Энергию, падающую на участок за красной границей, переносит невоспринимаемая глазом излучение — электромагнитные волны, длинны которых заключены в диапазоне от 0,740 до 2000 мкм. Сейчас весь этот диапазон делят на три поддиапазона:

♦ коротковолновая область: λ = 0,74-2,5 мкм;

♦ средневолновая область: λ = 2,5-50 мкм;

♦ длинноволновая область: λ = 50-2000 мкм.

При этом максимум излучения человеческого тела приходится на длину волны λ = 9,37 мкм.,а тающего льда на λ = 10,6 мкм.

Существенное продвижение в исследование инфракрасного излучения дали работы Кирхгофа напечатанные в 1859 году. В них он пришёл к выводам что тело, которое интенсивно поглощает лучи определённой длины, может излучать лучи такой же длинны. Им также было введено понятие (чёрного тела). Идеально чёрное тело можно представить, в виде большого полого помещения с маленьким отверстием. Весь свет, все лучи, которые попадают через это отверстие внутрь полой камеры, отражаются на стенках до тех пор, пока они полностью не поглотятся. Сажа также обладает свойством поглощать инфракрасные лучи. В этом отношении она подходит очень близко к идеальным чёрным телам.

В 1884 году Больцман выдвинул общий закон излучения, который дал разъяснение энергии, исходящей из черных тел. Этот закон Стефана Больцмана гласит, что энергия Е излучения, исходящая от чёрных тел, увеличивается на абсолютную температуру Т в четвёртой степени:

E = σ * Т 4

Где σ = 5,67 * 10 -5 ерг см -2 S -1 град -4 .

Т — абсолютная температура, точка нуля которой = — 273,15 градусов.

Таким образом, если температура чёрного тела удваивается, то выделенная им энергия увеличивается в 16 раз.

Соотношение, данное Больцманом, относится к общему излучению чёрного тела.

Зависимость длины волны инфракрасного излучения от температуры излучаемого тела была установлена Вином в 1893 году и имеет следующее выражение:

λ _мах * Т = constant

Где λ — есть длина волны, при которой излучаемая энергия достигает своего максимального значения.

constant = 2897.

Преобразовав выше приведённое выражение можно получить, формулу для определения максимума длины волны инфракрасного излучения соответствующей температуре нагрева черного тела:

λ _мах мкм = 2897/(Т о С + 273,15)

Инфракрасное излучение физика

Инфракрасные излучатели работают в соответствии с принципом инфракрасного излучения нагретого тела. Физика возникновения инфракрасного излучения тесно связано с процессами, происходящими в атомно-молекулярном строении излучателя. Вокруг ядра атома вращаются электроны.

Когда в результате какого-нибудь внешнего влияния электроны выбиваются из своей орбиты, они отдают энергию при обратном движении на орбиту. Эта отдача энергии происходит посредством внутреннего излучения электромагнитных волн. При этом поражается внешняя оболочка электрона, которая выделяет излучение в области видимого света, близкого к ультрафиолетовым излучениям и инфракрасным лучам, с совершенно определёнными длинами волн. Это излучение не даёт полного спектра, а только совершенно определённые «цвета».

Вещества, молекулы которых построены из множества атомов, обладают свойствами колебательного движения по отношению друг к другу или вращаются вокруг общего центра тяжести. Эти явления усиливаются, когда вещества нагревают. При колебательных процессах выделяются электромагнитные волны. Нагреванием твёрдых или жидких тел достигают наслоение колебаний непрерывного спектра

Излучение видимого света, которое мы воспринимаем глазами, отличается длинной волны от инфракрасного излучения. Оба они имеют одинаковое свойство, распространятся со скоростью света. Но в отличие от видимого света инфракрасные излучатели дают излучение которое в то же время осуществляет нагрев воспринимаемой поверхности.

Инфракрасное излучение свойства

Передача тепла инфракрасными обогревателями путём излучения происходит иначе, чем конвекцией или теплопроводностью. Если предмет находится в потоке горячих газов, то неизбежно отнимается какое то количество тепла, пока температура предмета находится ниже температуры нагретого газа. Напротив, если инфракрасные излучатели облучают предмет, то этим самым нельзя сказать, что поверхность предмета поглощает это излучение. Предмет может отражать, поглощать или пропускать лучи без потерь. На практике всегда действуют три вида теплопередачи. Облучаемый предмет поглощает часть этого облучения, часть отражает и часть пропускает. Поэтому тело характеризуют по способности поглощения A, отражения R и пропускания D. Эти три величены, находятся в соотношении друг с другом:

A + R + D = 1

Используя небольшой карманный фонарь можно ярко осветить какой либо предмет, фокусируя на этом предмете соответствующим рефлектором весь свет. Точно так же используя свойства инфракрасного излучения можно сфокусировать инфракрасный луч и на некотором расстоянии, нагревать определённое тело или человека, не нагревая при этом воздух, через который проходят лучи.

Многие вещества, прозрачные для видимого света, не пропускают инфракрасные лучи, и наоборот. К примеру слой воды толщиной несколько сантиметров позволяет отчётливо видеть находящиеся под ним предметы, но он непрозрачен для инфракрасного излучения с длинами волн больше 1 мкм. На эту область падают все процессы, которые основываются на испарении тонких слоёв воды. Особенно сильные места поглощения тонких слоёв воды находящейся в жидком агрегатном состоянии приходятся на длинны волн 2; 3; 4,7; и 6,1 мкм.

Если к телу направлены лучи определённой длинны волн, то может или очень много отражается лучей, и тогда уменьшается поглощение и проницаемость лучей или лучи в основной своей части поглощаются, и в незначительной части имеет место прохождение инфракрасного излучения. Воздух, например, есть вещество, при котором проницаемость лучей составляет приблизительно 100 %. Материалы же, напротив, не пропускают инфракрасные лучи даже при незначительной толщине. В зависимости от свойства поверхности и виду металла, поглощение и отражение принимают значительную величину. Окалина, грязь и коррозия на поверхности металла значительно повышают возможность поглощения. Точно так же неодинаково воспринимают инфракрасные лучи матовые, полированные или анодированные металлы. Блестящий алюминий хорошо отражает инфракрасные лучи. Возможность отражения также зависит от поверхности металла, в то время как возможность поглощения и проницаемость определяются толщиной материала и внутренним строением. С увеличением толщины уменьшается прохождение инфракрасного излучения, если материал однородный по своему строению. При однородной массе повышается возможность поглощения.

При оценке материала по его отношению к инфракрасным лучам нельзя руководствоваться свойствами, проявляемыми веществом в видимом свете. Стеклянная пластина пропускает лучи только при длине около 2.5 мкм. Инфракрасное излучение более длинных волн очень сильно поглощается. Если необходимо нагреть стекло, то нужно применить излучатель, максимум лучей которого имеет длину волны 2.5 мкм. Если выбрать коротковолновый инфракрасный излучатель, тогда поглощается небольшая часть лучистой энергии. Если применять длинноволновый излучатель, тогда имеет место полное поглощение лучистой энергии в ближайших нескольких миллиметрах толщины стекла. Для тонких стеклянных пластинок, возможно, применять только длинноволновый излучатель. Для толстых стеклянных тел применение длинноволнового излучателя недопустимо, так как вследствие плохой теплопроводности стекла появляются перенапряжения, приводящие к разрушению стекла.

Свойства инфракрасного излучения в процессе сушки имеют другие особенности. Так как вода при сушке в большинстве случаев находится на поверхности высушиваемого материала в виде тонкого слоя, то и температурные различия не оказываю решающего значения на тепловой процесс. В данном случае является важно выбрать подходящую область длины волн. К тому же надо знать свойство материала при нагреве его инфракрасным излучением.

Источники инфракрасного излучения

Источники инфракрасного излучения делятся на две основные группы: светлые и тёмные.

Светлые источники инфракрасного излучения тепла дают инфракрасное излучение, с малой долей в области видимого света и воспринимается глазом. Инфракрасное излучение, исходящее от тёмного источника инфракрасного излучения, может быть воспринято только ощущением тепла кожей человека, но не зрением. Поверхностная температура, не более 700 градусов (длина волны = 3 микрометрам и больше), является границей между этими двумя группами. Известная русская печь применяемая для отопления дома, является темным источником инфракрасного излучения тепла.

Типичными светлыми источниками инфракрасного излучения являются так называемые электрические лампы накаливания. Только очень небольшая часть излучаемых ими лучей, около 12%, находится в области видимого света и выполняет своё непосредственное назначение. Остальная часть – это инфракрасное излучение тепла, которое идёт на отопление.

Светлые электрические инфракрасные излучатели

Электрические светлые обогреватели инфракрасные в основном очень сходны с лампой накаливания и являются источниками жесткого инфракрасного излучения, поэтому они в основном применяются при отоплении помещений имеющих высокие потолки. Для нити накаливания применяется вольфрамовая проволока. Рабочая температура находится в пределах 2000 градусов (длина волны = 1.2 микрометра). Поэтому часть энергии, излучающей видимый свет, незначительна и составляет 2-12%. Вольфрамовая спираль находится в стеклянной колбе в вакууме. Часть поверхности колбы отражает лучистую энергию, которая может быть направлена на тело. При работе излучателя подведённая электроэнергия превращается в лучистую энергию. Незначительное количество энергии теряется на нагрев цоколя лампы. Так как вольфрамовая нить находится в стеклянной колбе, а стекло пропускает излучение в том числе и инфракрасное, только ниже 2.5 мкм. (что соответствует температуре 886 градусов и выше), то это приводит к значительному нагреву стеклянной колбы. Это тепло частично отдается окружающему воздуху, частично опять излучается. Так как эти лучи не направлены рефлектором, то только незначительное их количество попадает на предмет, который необходимо нагреть. Таким образом, излучение, поглощенное стеклянной колбой, в большей части теряется. КПД светлого электрического излучателя, то есть отношение излучённой энергии в форме инфракрасных лучей к затраченной электроэнергии, составляет примерно 65%. Если спираль поместить в колбу или трубку из кварцевого стекла, то граница для беспрепятственного прохождения инфракрасных волн сдвигается до 3.3 мкм. при этом интенсивное поглощения тепла наблюдается при температуре 600 градусов и ниже. Кварцевый трубчатый инфракрасный излучатель по своему строению похож на с офитовые лампы. Спираль накаливания состоит из хромоникелевой проволоки, которая наматывается на кварцевый стержень и помещается внутрь кварцевой трубки. Накалённая проволока частично излучает тепло, а частично нагревает кварцевый стержень докрасна, который в свою очередь излучает тепло.

Преимущество электрического кварцевого трубчатого излучателя состоит в том, что кварц устойчив к температурным изменениям.

Недостатком данного типа излучателя является присутствие в спектре жесткого инфракрасного излучения и весьма незначительная механическая прочность.

Тёмные электрические инфракрасные излучатели

Электрические тёмные инфракрасные обогреватели по сравнению со светлыми значительно практичнее. У них излучает инфракрасное тепло не металлический проводник, пропускающий ток, а металл окружающий его. Речь идёт о керамическом, металлическом или искусственном материале, в котором укладывается электрическая спираль, защищенная теплоустойчивым изоляционным материалом. Рабочая температура 400 – 600 градусов является для них обычной. С помощью рефлекторов осуществляется направление инфракрасных лучей на отапливаемый объект. Тёмные инфракрасные излучатели, как правило, очень устойчивы к механическим воздействиям и излучают мягкое длинноволновое инфракрасное излучение. Отопление помещений такими обогревателями желательно проводить при низких потолках. КПД тёмного электрического излучателя находится в пределах 90%.

Недостатком тёмных электрических инфракрасных излучателей является зависимость температуры поверхности и КПД лучистой энергии от расположения излучателей, так как потоки воздуха могут охлаждать незащищённую поверхность последних и таким образом уменьшать КПД инфракрасной установки в целом.

Источник: http://onyxmef.narod.ru/ikobogrev.htm

Инфракрасное излучение

Для того, чтобы понять принцип работы инфракрасных излучателей, необходимо представлять себе суть такого физического явления как инфракрасное излучение.

Инфракрасное излучение — это разновидность электромагнитного излучения, занимающего в спектре электромагнитных волн диапазон от 0,77 до 340 мкм. При этом диапазон от 0,77 до 15 мкм считается коротковолновым, от 15 до 100 мкм — средневолновым, а от 100 до 340 — длинноволновым.

Коротковолновая часть спектра примыкает к видимому свету, а длинноволновая сливается с областью ультракоротких радиоволн. Поэтому инфракрасное излучение обладает как свойствами видимого света (распространяется прямолинейно, отражается, преломляется как и видимый свет), так и свойствами радиоволн (оно может проходить сквозь некоторые материалы, непрозрачные для видимого излучения).

Инфракрасные излучатели с температурой на поверхности от 700 С до 2500 С имеют длину волны 1,55-2,55 мкм и называются «светлыми» — по длине волны они ближе к видимому свету, излучатели с более низкой температурой поверхности имеют большую длину волны и называются «темными».

Что является источником инфракрасного излучения?

Вообще говоря, любое тело, нагретое до определенной температуры, излучает тепловую энергию в инфракрасном диапазоне спектра электромагнитных волн и может передавать эту энергию посредством лучистого теплообмена другим телам. Передача энергии происходит от тела с более высокой температурой к телу с более низкой температурой, при этом, разные тела имеют различную излучающую и поглощающую способность, которая зависит от природы двух тел, от состояния их поверхности и т.д.

Электромагнитное излучение обладает квантово-фотонным характером. При взаимодействии с веществом фотон поглощается атомами вещества, передавая им свою энергию. При этом возрастает энергия тепловых колебаний атомов в молекулах вещества, т.е. энергия излучения переходит в теплоту.

Суть лучистого отопления состоит в том, что горелка, являясь источником излучения, генерирует, формирует в пространстве и направляет тепловое излучение в зону обогрева. Оно попадает на ограждающие конструкции (пол, стены), технологическое оборудование, людей, находящихся в зоне облучения, поглощается ими и нагревает их. Поток излучения, поглощаясь поверхностями, одеждой и кожей человека, создает тепловой комфорт без повышения температуры окружающего воздуха. Воздух в обогреваемых помещениях, оставаясь практически прозрачным для инфракрасного излучения, нагревается за счет «вторичного тепла», т.е. конвекции от конструкций и предметов, нагретых излучением.

Установлено, что воздействие инфракрасного радиационного отопления благоприятно сказывается на человеке. Если тепловое излучение с длиной волны больше 2 мкм воспринимается в основном кожным покровом с проведением образовавшейся тепловой энергии внутрь, то излучение с длиной волны до 1,5 мкм проникает через поверхность кожи, частично нагревает ее, достигает сети кровеносных сосудов и непосредственно повышает температуру крови. При определенной интенсивности теплового потока его воздействие вызывает приятное тепловое ощущение. При лучистом обогреве человеческое тело отдает большую часть избыточного тепла путем конвекции окружающему воздуху, имеющему более низкую температуру. Такая форма теплоотдачи действует освежающе и благоприятно влияет на самочувствие.

В нашей стране изучение технологии инфракрасного отопления ведется с 30-х годов как применительно к сельскому хозяйству, так и для промышленности.

Проведенные медико-биологические исследования позволили установить, что системы инфракрасного отопления более полно отвечают специфике животноводческих помещений, чем конвективные системы центрального или воздушного отопления. Прежде всего, за счет того, что при инфракрасном обогреве температура внутренних поверхностей ограждений, особенно пола, превышает температуру воздуха в помещении. Этот фактор благоприятно сказывается на тепловом балансе животных, исключая интенсивные потери тепла.

Инфракрасные системы, работающие совместно с системами естественной, вентиляции обеспечивают снижение относительной влажности воздуха до нормативных значений (на свинофермах и в телятниках до 70-75% и ниже).

В результате работы этих систем температурно-влажностный режим в помещениях достигает благоприятных параметров.

Применение систем лучистого отопления для сельскохозяйственных зданий позволяет не только создавать необходимые условия микроклимата, но и интенсифицировать производство. Во многих хозяйствах Башкирии (колхоз им. Ленина, колхоз им. Нуриманова) значительно увеличилось получение приплода после внедрения инфракрасного отопления (увеличение опороса в зимний период в 4 раза), возросла сохранность молодняка (с 72,8% до 97,6%).

В настоящее время система инфракрасного отопления установлена и отработала уже один сезон на предприятии «Чувашский бройлер» в пригороде г. Чебоксары. По отзывам руководителей хозяйства, в период минимальных зимних температур -34-36 С система работала бесперебойно и обеспечивала требуемое тепло для выращивания птицы на мясо (напольное содержание) в период 48 дней. В настоящее время ими рассматривается вопрос об оборудовании инфракрасными системами остальных птичников.

Источник: http://wila.ru/4/301/article31714/

Смотрите также:

13 октября 2021 года

Как работают инфракрасные обогреватели

Инфракрасные обогреватели предназначены для обогрева офисных, бытовых, производственных, складских и торговых помещений, а также для спортивных, развлекательных и оздоровительных комплексов. Инфракрасный обогрев идеально подходит для помещений с высокими потолками.

Инфракрасные обогреватели сочетают достоинства электрических обогревателей и ощутимые преимущества инфракрасного обогрева.

С помощью простейших биметаллических или более современных электронных программируемых терморегуляторов можно полностью автоматизировать процесс отопления помещений на сутки, неделю, месяц или целый отопительный сезон. При этом можно задавать заданный режим (график) обогрева, понижая температуру в нерабочее время, на ночь, выходные и праздничные дни — тем самым, экономя электроэнергию.

Основные преимущества инфракрасных электрообогревателей:

• работают по принципу солнечного обогрева, имеется возможность зонального обогрева
• моментальная готовность к работе
• пожаробезопасность, бесшумность
• большой срок службы
• не выжигает кислород, работает без запаха

Что такое инфракрасный обогрев.

Напомним элементарные понятия. Нас с детства учили, что под температурой окружающего пространства понимается температура воздуха. И только про нее нам сообщают в метеосводках.

На самом деле температура, которую ощущает человек (так называемая температура ощущения То) складывается из температуры воздуха Тв и инфракрасного излучения (радиационной составляющей) Ти. То приближенно равна (Тв+Ти)/2. Поэтому одно и то же значение То можно получить при разных значениях Тв, даже отрицательных. Например, на склоне снежной горы под ярким солнцем можно даже с комфортом загорать.

Воздух обладает низкой теплоемкостью, поэтому для нагрева воздуха до нормативной температуры по всему объему помещения требуются большие затраты энергии. Однако, рабочая зона, в которой находятся люди, как правило, располагается на высоте до 2-х метров — поэтому все, что выше этой зоны, по существу обогревается впустую. Теплый воздух поднимается вверх, скапливаясь под потолком и увеличивая непроизводительные потери на отопление. Дополнительные потери приходятся на нагретый воздух, удаляемый из помещения системой вентиляции.

Инфракрасные (ИК) лучи — это электромагнитное излучение, подчиняющееся законам оптики и, следовательно, имеющее ту же природу, что и видимый свет. Эти лучи занимают спектральную область между красным видимым светом (длина волны 0,74 мкм) и коротковолновым радиоизлучением (1-2 мм). В свою очередь, инфракрасную область спектра условно разделяют на коротковолновую (от 0,74 до 2,5 мкм), средневолновую (2,5-50 мкм) и длинноволновую (50-1000 мкм) части. ИК-лучи выделяются всеми нагретыми твердыми и жидкими телами. При этом длина излучаемой волны зависит от температуры тела — чем она выше, тем короче волны и выше интенсивность излучения.

Через воздух ИК-лучи проходят почти беспрепятственно. То есть молекулы азота и кислород сами по себе ИК-излучения не поглощают, а лишь несколько ослабляют в результате рассеяния.

Принцип ИК-обогревателей

Тепловое излучение от ИК-обогревателя (в дальнейшем — ИКО) не поглощается воздухом. Поэтому вся энергия от прибора почти без потерь достигает предметов и людей в зоне его действия. И греет именно их, а не воздух, как происходит при использовании конвекторов. Иными словами, тепло от ИКО передается, в первую очередь, твердотельным предметам (пол, стены, мебель и т. п.), а уже от них — воздуху. Естественно, чем ближе к ИКО, тем плотнее поток тепла и выше температура предметов. Причем выделение тепла от ИКО происходит только в зоне его прямого действия, то есть обогрев носит локальный характер. Это и обеспечивает ИКО целый ряд особенностей, часть из которых весьма полезна в потребительском плане.

Во-первых, при использовании ИКО более теплый воздух практически не скапливается под потолком, что характерно, например, для конвективного обогрева (в этом случае теплый воздух в высоких помещениях приходится даже принудительно возвращать вниз, применяя потолочные вентиляторы). Эта особенность работы ИКО делает их практически незаменимыми при решении задач экономичного обогрева помещений с высокими потолками. Ведь прогревать большой объем технически сложно и потому дорого. Полезны такие излучатели и для ситуаций, когда отопления требуют лишь определенные (рабочие) зоны или же когда создание конвективных потоков воздуха, а значит, и потоков содержащейся в нем пыли нежелательно (для аллергиков это важное требование).

Во-вторых, при использовании локального «догрева» с помощью ИКО-зон, в которых находятся люди, можно позволить себе снижение температуры, создаваемой основной системой отопления во всем помещении, на несколько градусов. При этом «ощущаемая» температура останется неизменной, поскольку снижение общей температуры воздуха будет компенсироваться ИК-«добавкой», поглощаемой непосредственно человеческим телом.

Таким образом, использование инфракрасных обогревателей приводит к снижению потребления энергии и уменьшению затрат на обогрев по сравнению с традиционными способами его осуществления.

В-третьих, ИКО, монтируемые под потолком или даже встраиваемые в него, не накладывают никаких ограничений на размещение мебели и оборудования.

В-четвертых, с помощью ИКО удается решать специфические задачи, с которыми другим способом просто не справишься. Это может быть, например, защита от холода, веющего от стекол высоких стеклянных витражей, куполов, окон большой площади и тому подобных светопрозрачных конструкций, поскольку их теплозащитные свойства, как правило, весьма далеки от современных нормативов. ИКО, направленные на такую конструкцию, не только создают эффективный тепловой барьер для холода, но и решают задачу очистки конструкций от снега и льда. Причем очистки такого качества, на которое вряд ли способны даже «золотые» человеческие руки — ИКО нагревает конструкцию, в результате чего снег и лед просто стаивают. Кстати, подобным образом решается и задача очистки от снега и льда ступеней крыльца, дорожки, к нему ведущей, и выездов из гаражей, расположенных ниже уровня земли.

И еще немного о выделении и поглощении ИК-лучей. На сей раз речь пойдет о человеческом организме. Все нагретые тела излучают ИК-лучи. Например, Земля, прогретая солнцем, излучает их в полосе от 7 до 14 мкм с пиком интенсивности около 10 мкм. И организм человека исключением из этого правила не является — он излучает ИК-лучи в диапазоне от 3 до 50 мкм с пиком в 9,6 мкм. Причем не только излучает, но и интенсивно поглощает — при длине волны 9,6 мкм они наиболее глубоко проникают в тело. Именно на этом свойстве ИК- излучения основан эффект теплового лечения, широко используемого в физиотерапевтических кабинетах. Лучи как с большей, так и с меньшей длиной волны проникают в организм менее глубоко.

Почему именно инфракрасный обогрев

Инфракрасный обогрев подобен солнцу: тепловые лучи (инфракрасное излучение) распространяются прямолинейно и не поглощаются воздухом. Это дает возможность направлять их непосредственно на человека или обогреваемые предметы, не нагревая впустую весь объем помещения. Нагретый пол и предметы, в свою очередь, отдают тепло воздуху и человеку, создавая мягкий комфортный обогрев. При этом, инфракрасное излучение можно направлять не на всю площадь помещения, а только туда, где работают люди, то есть организовать избирательный зональный обогрев.

Конструкция инфракрасного обогревателя.

В инфракрасных обогревателях, излучателем являются алюминиевые пластины сложного профиля, нагрев пластин осуществляется с помощью запрессованных в них ТЭНов. Этим достигается большая удельная тепловая мощность единицы поверхности излучателя и относительно небольшие габариты изделий.

Излучатель смонтирован в прямоугольный металлический корпус с элементами крепления к потолку.

При монтаже необходимо выдержать расстояние А от стенок корпуса обогревателя до стен и потолка помещения, которое должно быть не менее 300 мм. Расстояние В от отражателя до горючих веществ и материалов в зоне действия обогревателя должно быть не менее 500 мм. Высота С подвеса обогревателей указана в технических характеристиках.

Указанные расстояния А действительны при теплостойкости материалов и покрытий стен и потолков не менее 80
0С.

 

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Офисные инфракрасные обогреватели

Наименование	Мощность, кВт	Напряжение, В	Вес, кг	Высота подвеса, м	Габариты, см	Площадь отопления, м2
СОЛО	0,35	220	2,5	2,2	59,5х16,5х4,8	3,5
	0,65	220	4,0	2,2	115,4х16,4х4,8	6,5
	1,0	220	5,8	2,2	165,4х16,4х4,8	10
ДУЭТ	1,3	220	7,8	3,0	115,4х29,0х4,8	13
	2,0	220	11,2	3,5	165,4х29,0х4,8	20
ТРИО	3,0	380	16,3	4,0	165,4х41,4х4,8	30
	4,0	380	18,3	4,5	195,4х41,4х4,8	40

Террасные инфракрасные обогреватели

Наименование	Мощность, кВт	Напряжение, В	Вес, кг	Высота подвеса, м	Габариты, см	Площадь отопления, м
МИНИ-0,5	0,5	220	1,3	1,0	66,7х7,9х4,8	5
МИНИ-1	1,0	220	2,3	1,2	120,7х7,9х4,8	10
РИКИ-1	1,0	220	2,5	3,0	99х14х8	10
РИКИ-1,3	1,3	220	3,0	4,0	123х14х8	13
РИКИ-2	2,0	220	5,0	4,5	99х25х8	20

Промышленные инфракрасные обогреватели

Наименование	Мощность, кВт	Напряжение, В	Вес, кг	Высота подвеса, м	Габариты, см	Площадь отопления, м
РИКИ-3	3,0	380	7,6	5	99х36х8	30
РИКИ-4	4,0	380	9,9	6	123х36х8	40
РИКИ-6	6,0	380	14,8	6	175х36х8	60

польза и вред инфракрасного обогревателя

Среди электрических обогревателей, которые мы используем в быту, наиболее популярными сейчас становятся инфракрасные нагреватели. Они очень широко рекламируются в Интернете и в газетах. Говорят, что они намного эффективнее масляных радиаторов и тепловентиляторов. Меньше потребляют энергии, не сжигают кислород и т.д. Главное – они совершенно не вредные, никакого отрицательного воздействия на организм человека не оказывают. Кроме обогрева помещений, инфракрасные нагреватели стали использоваться и в т.н. «инфракрасных саунах», и тоже якобы не приносящих вреда, только сплошную пользу нашему организму.

Так же, как и в случае с микроволновками, доверять рекламным сайтам не стоит. Попробуем разобраться, привлекая более надежный материал.

Итак, как правильно говорят продавцы ИК нагревателей, успокаивая покупателей, не надо бояться слов «инфракрасное излучение». Ведь в любом бытовом нагревательном приборе, включая батарею парового отопления, работает все тоже ИК-излучение. Фактически все теплые объекты выделяет инфракрасное излучение.

Однако, различие в излучении от батареи отопления и от инфракрасного нагревателя существенное. Эти приборы излучают электромагнитные волны разной интенсивности и разной длины, а точнее разного спектрального состава. В этой заметке мы дадим немного больше информации о инфракрасном излучении, чтобы сделать выбор и использование ИК-нагревателя более грамотным.

Инфракрасное излучение — невидимое электромагнитное излучение, занимающее спектральную область между красным концом видимого света (с длиной волныλ = 0,74 мкм) и микроволновым излучением (λ ~ 1—2 мм). Наиболее интенсивный естественный источник ИК-излучения – это Солнце. Летом доля ИК-радиации в спектре Солнца составляет не менее 50%. На это часто ссылаются производители инфракрасных обогревателей, якобы свет Солнца не вредный, значит и излучение ИК нагревателя не вредное. Нельзя сказать, однако, что нахождение под прямыми лучами Солнца совершенно безвредно. Тепловые удары, изменения в коже и внутренних органах при чрезмерном нахождении на Солнце – довольно частое явление.

Воздействие того или иного вида излучения на человеческий организм определяется способностью инфракрасных электромагнитных волн проникать в кожу и подкожные слои. По этому критерию весь ИК спектр делится на три поддиапазона:

IR-A (0,76 – 1,5 мкм)  Глубокое проникновение под кожу (до 4 см)

IR-B (1,5 — 3 мкм) Проникновение в средний слой кожи

IR-C (более 3 мкм) Полное поглощение верхними слоями кожи человека (0,1 — 0,2 мм)

При этом надо не забывать, что в излучении источника нагрева присутствуют все длины волн. Разница заключается в их спектральном энергетическом распределении. С ростом температуры источника максимум спектра излучения сдвигается в более коротковолновую область. Так, например, для тела человека с температурой 36,6 °С пик энергии излучения приходится на длину волны 9,6 мкм, а для керамического инфракрасного нагревателя с температурой 600°С пик излучения приходится на 3,6 мкм, а для излучения Солнца максимум энергии соответствует 0,5 мкм (видимая часть спектра).

Неудивительно, что самым безопасным для человека считается излучение с длиной волны больше 9,6 мкм. Эта цифра часто появляется в рекламе ИК саун из Китая. Якобы эти сауны излучают исключительно волны длиной 9,6 мкм. Причем говорят о волшебном оздоровительном эффекте саун, связанным якобы с глубоким, до 4 см, проникновением волн длиной 9,6 мкм в тело человека. Это рекламная уловка. Как мы уже говорили, излучение длиной волны более 3 мкм под кожу не проникает, а вызывает лишь поверхностный нагрев.

Добросовестные иностранные производители часто приводят в спецификациях на ИК нагреватели диапазон рабочих длин волн. Как правило, он составляет от 3 до 10 мкм. Иногда от 2 до 10 мкм.

Для примера приведем таблицу спецификаций одного из немецких ИК нагревателей. 

Поверхностная температура источника, °C	Длина волны, мкм	Мощность Вт/м2
255 354 354 452 468 553 602 685	6,80 5,40 4,90 4,50 4,15 3,85 3,60 3,15	150 250 300 400 500 650 750 1000

Именно излучение коротковолновой и средней части ИК спектра обуславливает главное преимущество инфракрасных нагревателей перед масляными обогревателями – передачу энергии непосредственно объекту и минимальным рассеянием в воздухе. Чем выше температура излучателя, тем мощнее излучение в коротковолновой части спектра. Тем эффективнее нагрев облучаемой поверхности.

Те, кто пользовался электрокаминами и электроотражателями или грелся у костра знают, что если близко сидеть, то согреться можно, но с одной стороны. Причем можно и перегреться. Как сделать излучение более мягким, рассеянным, комфортным?

Интенсивность излучения зависит от характеристики излучающей поверхности, точнее от коэффициента излучения (или степени черноты). Самое жесткое излучение исходит от нагретого черного тела. Если источник заключен в керамический корпус, то интенсивность существенно  снижается. Распределить поток излучения по поверхности помогают также оптические отражатели.

Из всего сказанного ясно, что используя инфракрасное излучение можно сделать хороший и плохой обогреватель.

В чем вред инфракрасного излучения для человека? Одно из вероятных вредных воздействий – пересыхание поверхности кожи. Поверхность кожи, обращенная к ИК источнику, нагревается, влага с нее испаряется, при этом подкожные слои не успевают нагреться и организм не реагирует выделением пота. Происходит высыхание кожи, иногда ожоги. Судя по отзывам об инфракрасном оборудовании, эффект “подпекания” кожи довольно распространен в ИК саунах. Этот же эффект характерен и для ИК обогревателей в помещениях.

Воздействие интенсивного инфракрасного излучения на организм человека исследовалась медиками – физиотерапевтами, а также специалистами, занимающимися охраной труда. В физиотерапии интенсивные ИК источники применяются давно. Однако, это воздействие кратковременное, строго регламентированное. На некоторых производствах, например в сталеплавильных цехах и при обработке стекла, люди подвергаются ИК излучению долгое время. ИК излучение было признано фактором высокой вредности.

Биохимический эффект от воздействия коротковолновых ИК-лучей руководства по охране туда объясняют фотохимическим действием, которое проявляется при поглощении их белками кожи и активации ферментативных процессов. При интенсивности облучения обнаженной поверхности тела до 175 Вт/м² отмечено наличие денатурационных процессов в молекулах белка в сочетании с нарушением проницаемости клеточных мембран, что, вероятно, может быть причиной изменения мембранного потенциала клеток крови, появления аутоантигенных свойств. При чрезмерном воздействии ИК-излучения происходит термальное поражение сетчатой оболочки глаз, а также хрусталика глаза, что может привести к развитию катаракты. Очевидно, что должны существовать нормы безопасного инфракрасного излучения.

Такие нормы существуют. СанПиН 2.2.4.548—96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений» регламентируют допустимую интенсивность ИК-облучения поверхности тела человека. 

Допустимая интенсивность ИК-облучения, Вт/м²

Площадь облучаемой обнаженной поверхности тела, м2	Длина волн максимума энергии излучения источника, мкм
	1,5	3,0	4,5	6,0
До 0,4	35	50	75	50
До 0,2	65	100	140	100

 Эти нормы установлены конечно для случая длительного пребывания человека в помещении с инфракрасным источником. Для кратковременных процедур в ИК сауне допустима большая интенсивность. Во время сеансов в инфракрасной сауне величина экспозиции может составлять 500 Вт/м² .

Однако и здесь необходимо взвешивать положительное и отрицательное влияние. К сожалению, не удалось найти убедительных результатов исследования пользы ИК саун и их преимущества перед традиционными печами. Возможно, эта новинка не так полезна людям, как выгодна производителям?

Что касается установки ИК обогревателей в жилом помещении, то мощный потолочный нагреватель может принести реальный вред, если установлен низко и постоянно греет голову человека. Лучше устанавливать обогреватели на максимальной высоте. Желательно, чтобы не было направленного потока излучения непосредственно на человека.

Устанавливать инфракрасные обогреватели в спальне или детской не рекомендуется. Если это необходимо, то действовать нужно очень осторожно. Нагреватель не должен быть направлен на человека во время сна. В идеале, нагреватели должны отдавать тепло только стенам, полу, предметам мебели. Они не должны быть мощными.

ИК нагреватель действительно энергетически эффективный прибор. Он с большим успехом может использоваться для обогрева беседок, сараев, прихожих, балконов. Нагревая стены, полы, мебель, он позволяет долго сохранять тепло в помещении даже при проветривании.

Часто рекламодатели и продавцы в магазинах слишком хвалят инфракрасные нагреватели, говорят, что они очень популярны в мире. Впрочем, это происходит и с другими товарами. Нужно очень критически относится к рекламе и с осторожностью использовать новые приборы.

 

Похожие по тематике статьи:

«Вредно ли разогревать пищу в микроволновке»

Вред и польза индукционной плиты

Медицинский инфракрасный термометр – мифы и реальность

Вред и польза замороженных продуктов

Загорать или не загорать?

принцип работы, обогрев помещения при помощи ИК пленки и светильников

Инфракрасное отопление — одна из систем отопления дома. Используется как основной, так и вспомогательный способ обогрева жилища.

Так как тепловая энергия не рассеивается в окружающем пространстве и доходит напрямую до людей и предметов. Инфракрасные обогреватели называют «приборами прямого нагревания».

Инфракрасное отопление дома

Инфракрасное отопление в наше время набирает все большую популярность.

Принцип действия

В основе ИК-излучения лежит электромагнитное излучение, по физическим свойствам и качествам похожее на солнечное.

Устройство состоит из двух слоёв:

• металлического, карбонового или кварцевого слоя, выполняющего роль ТЭНа, материал влияет на мощность нагревания;
• алюминиевой фольги, нагревающейся от металлического и отдающей тепло в окружающее пространство.

Оба слоя герметично закатаны в диэлектрик, излучающий волны.

Модификации инфракрасных обогревателей:

• Плёночные — тёплые полы монтируются только плёнкой.
• Панельные — монтаж и потолка, и пола, и стен.

Электрический ток, проходя через обогревательный прибор, преобразуется в тепловые волны частотой 9 мкм, которые на своём пути нагревают окружающие предметы и плоскости. В это время не происходит вытеснения холодного воздуха и концентрации тёплого вверху: всё помещение прогревается равномерно.

Плюсы:

• экономичность — по сравнению с другими видами электроотопления экономится до 50% электричества, срок службы до 25 лет;
• быстрый прогрев помещения;
• сохранение площади;
• лёгкий монтаж;
• простота управления;
• бесшумность работы;
• экологичность — способствует исчезновению грибка, пыли, не сушит воздух;
• безопасность — обогреватели устанавливают во влажных помещениях;
• допускается даже при обогреве веранд, летних веранд.

Минусы:

• высокая цена оборудование;
• длительность прогрева больших помещений;
• запрет на использование в помещениях с потолками ниже 2,5 м;
• высокая стоимость создания ключевых условий для эффективной работы: утепление и гидроизоляция дома, создание тепловых щитов;
• низкая мобильность;
• соблюдение необходимого расстояния до предметов;
• вероятность получения ожога при слишком близком расположении у обогревателя;
• низкий диапазон регулировки температур;
• запах от нагреваемых предметов.

Разновидности ИК обогрева

Различаются по:

1. Источнику энергии:

• электрические;
• газовые;
• электрогазовые.

1. По месту монтажа:

• потолочные;
• настенные;
• напольные.

1. По длине волн:

• Коротковолновые — для маленьких помещений, с потолками до 3 метров, температура до 600 °C.
• Средневолновые — средней площади, высота потолка от 3 до 6 метров, температура 600—1000 °C.
• Длинноволновые — для больших пространств с высотой потолка от 6 до 8 метров, температура нагревания 1 тыс. °C.

Потолочные обогреватели

Нагревательные приборы монтируются на потолок — инфракрасное излучение расходится немного в стороны и идёт в пол, главную нагревающуюся поверхность. Из-за этого температура у пола выше, чем у стен или потолка.

Фото 1. Инфракрасный потолочный обогреватель для отопления дома. Прибор похож на обычный светильник.

Особенности

• излучение расходится конусом, захватывая максимальное пространство;
• крепёж позволяет выбрать оптимальное направление излучения;
• могут выполнять роль «тепловой пушки» при монтаже около окон или дверей;
• потолочные панели имитируют дизайнерские покрытия.

Внимание! При подключении нескольких приборов, соблюдайте параллельность подключения, а в щитке установите отдельный автомат, чтобы избежать перегрузки.

Расстояние от обогревателя до потолка не менее десяти сантиметров.

Отопление инфракрасной пленкой

Тёплые полы монтируются только плёночными матами. В диэлектрик запаяны последовательно соединённые между собой плоские нагревательные элементы.

Матами застилается пол под финишным покрытием или монтируются на потолок. Излучаемые волны нагревают противоположную поверхность и предметы.

Плёночные нагреватели отличаются несколькими выгодными чертами:

• минимальная толщина плёночного мата не съедает ни одного сантиметра площади;
• на него укладывают любое финишное покрытие;
• монтаж можно провести самостоятельно без специального инструмента;
• безопасные.

Вам также будет интересно:

Установка

Монтаж плёночных покрытий требует выполнения нескольких условий:

• Идеально ровное основание. Перед монтажом надо провести работы по выравниванию гидро- и теплоизоляции базы.
• Инфракрасные полосы укладывают с зазором 0,5—1 см на свободное от мебели пространство и соединяют между собой термоизоляционным скотчем. От стены маты отступают не меньше чем на десять сантиметров.

Важно! Резать обогревающие полосы можно только по специальной разметке. Эти места закрывают битумной изоляцией, которая идёт в комплекте с полом.

• сгибать нагревательные элементы более 90 градусов нельзя;
• подключают инфракрасные полосы параллельно медным многожильным кабелям не меньше 1,5 мм. кв. сечения;
• на стену для контроля температуры вешается терморегулятор, а под мат в специальное углубление кладётся тепловой датчик;
• после монтажа проводят пусковые работы, чтобы проверить исправность матов.

Датчик укладывают на теплоизоляцию, иначе настоящей температуры базы он не покажет.

Справка. Площадь с плёночными матами должна быть не меньше 70% для эффективности обогрева.

Настенные тепловые ИК панели

Инфракрасные панели крепятся на стену специальными кронштейнами и нагревают противоположную стену и предметы, находящиеся на пути тепловых волн.

Фото 2. Инфракрасные тепловые панели, установленные по периметру комнаты. Приборы служат основным источником обогрева.

Особенности

• Панели сочетают свойства излучатели и конвектора.
• Обогреватель изготавливается из металлокерамики. В этом случае прибор — сплошная панель с подведённым кабелем.
• Модели настенных панелей оборудованы терморегуляторами.
• Кварцевые панели после выключения долго сохраняют тепло.
• Кварцевые обогреватели заменяют централизованное отопление в гаражах.

Инфракрасное отопление с использованием плинтусов

Инфракрасные плинтусы или «тёплый плинтус» — разновидность настенных инфракрасных обогревателей.

Фото 3. Инфракрасные плинтусы для дополнительного обогрева помещения. Приборы хорошо прогревают полы.

За специальным профилем из алюминия, имитирующим плинтус, прокладывается рёберный нагревательный элемент на основе углерода. Тепло по принципу естественной конвекции поднимается.

Особенности

• тёплый плинтус — маломощное устройство, поэтому его используют только как дополнительное средство;
• плинтуса нагревают полы и часть стен;
• просушивает стены, избавляет от грибка и плесени;
• при расположении на стенах в специальных коробах — исключается травмирование мебелью, площадь прокладки не ограничивается свободным пространством.

Газовые инфракрасные обогреватели

Автономный вид оборудования, не требующий электроэнергии. Эта черта делает газовые ИК-обогреватели в местах, где отсутствует подключение к электросети или есть вероятность скачков напряжения. Нагревается до 800 °C, и быстро нагревает площадь до 60 квадратов. Для работы требуется пропан или природный газ в баллонах.

Газовые ИК-обогреватели не предназначены для постоянного обогрева дома.

Виды:

• Керамический — в качестве нагревательного элемента используется керамическая пластина. Баллон с газом расположен в металлическом основании прибора. Чаще используется на дачах, в беседках и уличных заведениях.
• Каталитический — использует для работы и газ, и электричество. В основе лежит принцип окисления веществ. Используется для обогрева жилых и промышленных помещений. Это безопасный вид.
• Уличный — предназначен для обогрева террас, спортивных и игровых площадок, кафе в виде открытого зонтика с радиусом обогрева шесть метров. Баллоны с газом располагаются внутри обогревателя.

Принцип действия

Такой, как и у электрических, только используется газ:

• в камере обогревателя газ смешивается с воздухом;
• смесь проходит в отверстия керамических пластин и сгорает, нагревая керамику;
• нагретые пластины излучают тепловые волны.

Особенности:

• Наличие встроенного датчика по контролю концентрации углекислого газа в воздухе. Когда уровень в 1.5% будет превышен, датчик отключит обогреватель.
• Помещение периодически проветривают.
• Если используются большие по габаритам обогреватели, то надо дополнительно оборудовать помещение дымоходом.

ИК светильники для обогрева дома

В качестве источника излучения используются галогенные лампы, заполненные смесью аргона и азота. Эти излучатели и обогревают, и освещают. Инфракрасные светильники представляют собой деталь интерьера, оснащённый лампой.

Фото 4. Инфракрасный светильник для обогрева помещений. Прибор похож на настольную осветительную лампу.

Принцип действия

Напоминают лампы с вольфрамовой нитью. Эффективными признаются лампы с зеркальным напылением, выполняющего роль отражателя. Напыление фокусирует излучение на предметах или определённых участках. Парабола фокусирует тепло на ограниченном участке, увеличивая интенсивность обогрева.

Важно! Патрон ИК-лампы должен быть только керамическим.

Плюсы:

• не требуют времени на разогревание;
• 100% излучения быстро достигает поверхность и разогревает её;
• используются круглосуточно.

Минусы:

• недолговечность: при круглосуточном использовании лампа работает около 8 месяцев;
• боятся влаги.

Полезное видео

Посмотрите видео, в котором рассказывается о преимуществах и недостатках отопления инфракрасной пленкой.

Заключение

Инфракрасные панели стали хорошей альтернативой традиционным схемам отопления, потому как:

​

• экономят электроэнергию и пространство;
• монтаж проводят с учётом необходимости отопления разных помещений, возраста живущих в доме людей;
• просты;
• долговечны;
• вписываются в интерьер с учётом дизайна комнат.

Всесторонний обзор применения инфракрасного обогрева в пищевой промышленности

Энергосбережение — один из факторов, определяющих полезность и успех работы любого предприятия пищевой промышленности. Тепло передается за счет теплопроводности, конвекции и излучения. Цель нагрева пищи — продлить срок хранения и улучшить вкус пищи [2]. Температура — это мера теплового движения на молекулярном уровне. Когда температура материала увеличивается, молекулярное движение получает больше энергии, а когда она увеличивается, это вызывает физические и химические изменения в нагретом материале.При обычном нагреве, который происходит за счет сгорания топлива или электрических обогревателей, тепло передается материалу извне за счет конвекции горячим воздухом или теплопроводности. Процесс передачи энергии от источника к пище зависит от типа приготовления. Например, в случае процесса выпечки энергия передается за счет конвекции, в то время как жарка и кипячение — за счет теплопроводности. Энергия будет находиться очень близко к поверхности пищи, а затем постепенно нагревать пищу от горячей поверхности внутрь.Тепло передается пище только за счет теплопроводности, а это требует непрерывной обработки тепла. Высокая температура и время, необходимое для приготовления пищи, зависят от термических и технических свойств пищи [3].

Когда нагрев осуществляется излучением, тепло передается за счет конвекции и теплопроводности. Процесс жарки происходит за счет теплового излучения. Электромагнитное излучение вызывает тепловые движения молекул, но эффективность преобразования сильно зависит от частоты (энергии) излучения.Энергия, передаваемая излучением, на более коротких длинах волн, чем инфракрасный, вызывает электронно-химические изменения в молекулах, поглощающих излучение, такие как химическая связь, электронное возбуждение и рассеяние поглощенной энергии в виде меньшего количества тепла. Эффективность преобразования поглощенной энергии в тепло высока на высоких длинах волн инфракрасного излучения, поэтому электромагнитное излучение, создаваемое инфракрасным излучением, углубляет пищу на несколько миллиметров. Инфракрасное излучение поглощается органическими веществами на разных частотах, которые соответствуют переносу внутренних молекул между уровнями энергии.Этот переход в диапазоне инфракрасной энергии выражается во вращательном движении и колебательном (растягивающем) движении внутренних атомных связей. Частоты вращения колеблются от 1011 до 1013 Гц с длиной волны 30 мкм ^-1 мм. Передача энергии при разделении жидкостей очень мала, поэтому поглощение инфракрасного излучения является непрерывным. Инфракрасные полосы поглощения, связанные с нагреванием пищи, показаны на.

показывает, что существует сильное поглощение из-за продольных колебаний.Поглощение материала излучением не делает его насыщенным инфракрасным излучением, поскольку молекулы, возбужденные колебательным движением, непрерывно теряют энергию в случайных направлениях в результате столкновений между молекулами, которые передают энергию окружающей среде в виде нагревать. Длины волн в диапазоне 1,4–5 мкм считаются более эффективными при приготовлении пищи из-за их способности проникать через слой пара, окружающий пищу, а также внутрь нее на глубину нескольких миллиметров.Большая часть инфракрасного излучения поглощается тонким слоем органического вещества и воды, поэтому нагревание происходит поверхностно. Процесс инфракрасного нагрева происходит быстрее, потому что энергия передается от источника тепла к пище одновременно. Следовательно, нет необходимости в другом способе передачи энергии, например, использовании горячего воздуха. Тепло от инфракрасного нагрева создается на поверхности материала, обработанного инфракрасным излучением, поэтому внутренняя часть материала нагревается за счет связи между молекулами пищи, таким образом, температура изменяется от поверхности к центру.Воздух, соприкасающийся с поверхностью пищи, нагревается косвенно, но он не такой горячий, как при нагревании за счет конвекции и теплопроводности. Диапазоны поглощения инфракрасного излучения компонентами пищи показаны на рисунке, который показывает, что компоненты пищи мешают друг другу в поглощении различных инфракрасных спектров. Вода в основном влияет на поглощение падающего излучения на всех длинах волн, тогда как поглощение белков инфракрасным излучением происходит на длинах волн 3–4 и 6–9 мкм. Поглощение жиров происходит при длинах волн 3–4, 6 и 9–10 мкм, а сахаров — 3 и 7–10 мкм.Пучки водопоглощения составляют 3, 4,7, 6 и 15,3 мкм [13]. Кроме того, когда толщина пищи увеличивается, абсорбция увеличивается.

3.1. Инфракрасный нагрев при сушке пищевых продуктов

Длина инфракрасных волн составляет от 2,5 до 200 мкм, и они часто используются в процессах сушки пищевых продуктов. Вода сильно поглощается инфракрасной энергией на длинах волн 3, 6, 12 и 15 мкм [36,37]. Керамические нагреватели часто используются для процессов сушки, поскольку их излучение составляет до 3 мкм. Причина, по которой вода сильно поглощает инфракрасное излучение, заключается в наличии связей O-H в воде, поэтому она начинает циркулировать с той же частотой излучения.Процесс преобразования инфракрасного излучения в циркулирующую энергию вызывает испарение воды. Когда инфракрасное излучение попадает на поверхность, его часть поглощается, отражается и передается. Если проницаемость слишком мала, материал отражает или поглощает инфракрасное излучение в зависимости от природы излучения и свойств поверхности материала, и это называется излучательной способностью (ε).

Энергия, обезвоживающая пищу, — это лучистая энергия. Источником инфракрасного излучения, используемым при сушке пищевых продуктов, являются инфракрасные лампы и керамические обогреватели, работающие на электричестве или газе.Инфракрасным лучам не нужна среда для передачи энергии излучения от источника на поверхность пищи. Это отличная особенность, так как считается, что пища поглощает инфракрасное излучение и высыхает непосредственно. Следовательно, чтобы повысить эффективность сушки, поглощение и рассеивание падающего излучения должно быть ниже, а пища должна содержать воду. Источник инфракрасного излучения должен находиться в закрытом помещении, а его поверхность должна иметь высокую отражающую способность с целью максимизации множественных отражений и повышения энергоэффективности [9].Инфракрасное поглощение в пище зависит от белков, жиров, углеводов и воды. Направление падающего излучения, свойства поверхности пищи и спектральная структура также определяют поглощение инфракрасного излучения. Одним из определяющих факторов использования инфракрасного излучения в продуктах питания является неоднородность его формы и размера, поэтому интенсивность излучения, падающего на материал, различается от одного места к другому. показывает трансформацию ИК-пены на рисовых зернах в различные компоненты [38].Стенки и нижняя часть плиты должны быть покрыты алюминиевой фольгой, чтобы уменьшить потери тепла и отражать падающие на них лучи и быть радиоактивными стенками. Увеличение отраженного и испускаемого излучения, теплопередача за счет конвекции и теплоты испарения различаются в зависимости от характеристик поверхности и состояния воды в рисе [36,38].

Энергетический баланс тонкого слоя грубого риса, подвергнутого ИК-излучению.

Собственное колебание молекулы воды бывает в двух случаях, а именно, симметричное растягивающее колебание и симметричное деформационное колебание.Инфракрасная энергия относительно этих частот эффективно поглощается телом. Следовательно, пища эффективно поглощает инфракрасное излучение на длинах волн более 2,5 мкм за счет изменения вибрационного состояния механизма вибрации, которое вызывает повышение ее температуры (нагревание) [39]. Ричардсон [40] отметил, что существуют две основные вибрации: растяжение и изгиб, расширение означает увеличение или уменьшение расстояния между атомами, а изгиб означает движение атомов. Когда инфракрасное излучение поражает молекулы, энергия поглощается, и вибрация изменяется.

Лаохаванич и Вонгпичет [41] заявили, что кривая сушки риса на длине волны 2,7 мкм является функцией времени сушки при начальном содержании влаги 0,22, 0,27, 0,32 и 0,37 в расчете на твердую массу db, в то время как содержание влаги 0,37 является функцией времени высыхания при длинах волн 2,47, 2,58 и 2,7 мкм. Влагосодержание экспоненциально уменьшается со временем сушки, а также показывает, что существует значительное влияние длины волны на скорость сушки риса. Скорость сушки увеличивается с увеличением длины волны инфракрасного излучения.Время высыхания уменьшается с увеличением длины волны.

Комбинирование инфракрасного излучения и горячего воздуха более эффективно, чем если бы оно использовалось по отдельности, в результате их совместного действия. Афзал и др. [11] обнаружили, что когда для сушки ячменя использовались инфракрасные лучи и горячий воздух, потребление энергии снижалось при хорошем качестве ячменя. Использование инфракрасного излучения с горячим воздухом снижает общую потребность в энергии на 245% по сравнению с одним только горячим воздухом.

3.2. Влияние инфракрасного излучения на антиоксиданты в пищевых продуктах

3.2.1. Общее содержание фенолов

Фенольные соединения являются антиоксидантами, извлекаемыми из растений [42]. Они обладают способностью отдавать водород или электроны, а также делать свободные радикалы более стабильными [43,44]. Наружные кожуры растений содержат большое количество фенольных соединений с целью защиты их внутренних частей. показывает влияние инфракрасного излучения при различных температурах на общее содержание фенола в апельсиновой цедре и апельсиновых листьях. Свежая апельсиновая цедра имеет более высокое содержание фенолов по сравнению с листьями.Инфракрасное излучение оказывает значительное влияние на содержание общих фенолов в кожуре и листьях. Компоненты растительных клеток в осушающих материалах прилипают друг к другу, и, таким образом, возможность экстракции биоактивных соединений растворителем будет более сложной [45]. При инфракрасной обработке при высоких температурах (60 и 70 ° C) в течение короткого периода времени общее содержание фенолов в кожуре и листьях было выше, поскольку фенольные соединения сопротивляются термическому разрушению, как показано на рис. Длительное время сушки при низких температурах (40 и 50 ° C) приводит к разрушению некоторых фенолов [46].Anagnostopoulou et al. (2006) обнаружили, что общее количество фенолов в апельсиновых корках, высушенных инфракрасным излучением, было выше, чем в цедрах, высушенных горячим воздухом [12]. Инфракрасные лучи могут реактивировать низкомолекулярные антиоксиданты, потому что нагревание материалов не повреждает лежащие под ними молекулы нагретой поверхности, а также способствует передаче тепла к центру нагретого материала [47]. Эффективность фенольного содержания увеличивалась после воздействия на рисовую шелуху FIR [48,49]. Ли и др. [50] обнаружили, что воздействие инфракрасного излучения на рисовую шелуху в течение двух часов увеличивает содержание фенольных соединений.Когда рисовая шелуха подвергается воздействию инфракрасного излучения, ковалентно связанные фенольные соединения, обладающие антиоксидантной активностью, высвобождаются и активируются.

Влияние инфракрасной температуры на общее количество фенолов апельсиновой корки и листьев.

Ли и др. [2] показали, что общее содержание фенола в водном экстракте скорлупы арахиса значительно увеличивалось при увеличении времени инфракрасного воздействия и времени термообработки (). Общее количество фенолов увеличивается с 72,9 мкМ для стандартной обработки (0) до 141.6 мкМ для инфракрасного излучения и 90,3 мкМ для обычного нагрева при 150 ° C в течение 60 мин. Таким образом, инфракрасный FIR более эффективен для увеличения содержания фенола в скорлупе арахиса по сравнению с традиционной термообработкой. Инфракрасное излучение является биологически активным [51], и тепло равномерно передается к центру вещества, не разрушая молекулы, образующие поверхность [47]. Инфракрасное излучение может иметь доступ к ковалентным связям и высвобождать антиоксиданты [47, 48]. С другой стороны, простая термообработка увеличила содержание фенола в обезжиренном кунжуте, а также в кожуре цитрусовых [52].Это показывает, что ассоциация фенольных соединений в растениях различается в зависимости от типа растения. Эффективные производственные этапы высвобождения антиоксидантов из разных растений могут быть разными.

Таблица 2

Влияние ДИК-излучения и термообработки на общее содержание фенолов в водной вытяжке из шелухи арахиса [2].

72 c

Обработки	Время (мин)
	0	5	10	15	20	40	60
ПИК-излучение	72.9 e	79,3 de	88,6 d	99,4 cx	107,8 cx	124,1 bx	141,6 ax
79,8 b	79,5 b	78,6 через	78,5 через	86,7 ay	90,3 ay

3 0006

2.2. Удаление свободных радикалов

При воздействии на водный экстракт шелухи арахиса FIR в течение 60 минут процент улавливания свободных радикалов увеличился с 2,34% до 48,33%. Напротив, простая термообработка увеличилась до 23,69%. Увеличение зависит от времени воздействия как инфракрасного, так и обычного нагрева [48,51].

Эффективность антиоксидантов была выше при использовании инфракрасного излучения с начальной обработкой (предварительная обработка 5% карбонатом калия и 0,5% оливковым маслом в течение 2 минут при 20 ° C) по сравнению со стандартной обработкой (только инфракрасное излучение) при 62 и 88 Вт. ().Антиоксидантная эффективность стандартной обработки при 125 Вт была выше, чем у инфракрасной обработки с начальной обработкой. Следовательно, чтобы повысить эффективность антиоксидантов, способность инфракрасного излучения во время сушки должна быть уменьшена [53].

Таблица 3

Общая феноловая и антиоксидантная эффективность инфракрасной сушеной мармеладки [53].

DPoxH (100 моль) л

Параметры	Исходный	Инфракрасный (стандартный) Вт			Инфракрасный диапазон (предварительно обработанный 5% карбонатом калия и 0.5% оливкового масла в течение 2 минут)
		62	88	125	62	88	125
TPC (мг GA / 100 г сухого вещества)	263,15 a	181,6 e	134,35 d	221,24 b	155,41 d	191,32 c	192,41 c
г сухого вещества)	4.23 a	0,99 f	1,98 c	3,23 b	1,51 d	2,70 b	2,55 c

Значение пероксида

Значение пероксида быстро увеличивается, когда только инфракрасное излучение и инфракрасное излучение с горячим воздухом обрабатываются вместе в результате более высоких температур. Значение перекиси через три месяца составило 1,59, 12,10 и 36,07 мэкв / кг при температурах 130, 140 и 150 ° C соответственно ().Инфракрасный обжиг при 150 ° C дает значительное увеличение пероксидного числа и более высокую скорость окисления, чем другие виды обработки. Причина этого заключалась в том, что инфракрасные лучи быстро проникают в миндаль и заставляют жир перемещаться на поверхность, подверженную воздействию высокой температуры, что вызывает быстрое окисление. Лучшими условиями для обжаривания миндаля и обеспечения того, чтобы перекисное число миндаля находилось в допустимых пределах 5 мэкв / кг, являются совместное использование инфракрасного и горячего воздуха и горячего воздуха только при температуре 130–150 ° C и использование инфракрасного излучения. облучение при 130 ° C продлевает срок хранения с четырех до пяти месяцев при 37 ° C, в то время как обжиг горячим воздухом продлевает срок хранения еще дольше [54].Инфракрасная обжарка орехов кешью улучшает окислительную стабильность их масла [55]. Это может быть результатом образования продуктов реакции Милларда, обладающих антиоксидантным действием.

Изменение перекисного числа обжаренного миндаля с ИК и ИК с горячим воздухом во время хранения при 37 ° C [54].

3.2.4. Токоферол (витамин E)

Tuncel и др. [56] показали, что содержание γ- и δ-токоферола в семенах льна (лен не содержит α- и β-токоферолы) для свежих и жареных инфракрасных семян было 146.57–193,14 и 2,91–3,23 мг / 100 г соответственно. Влияние инфракрасного излучения на δ-токоферол было незначительным, в то время как количество γ-токоферола было высоким по сравнению со свежим. Причиной получения наибольшего содержания γ-токоферола при инфракрасном нагреве был разрыв стенок клеток при термической обработке, что привело к усиленному извлечению токоферола из масла. Рим и др. [57] продемонстрировали, что воздействие инфракрасных лучей на скорлупу арахиса дает наивысшую антиоксидантную эффективность по сравнению с традиционной обработкой нагреванием.Антиоксидантная эффективность увеличивается с увеличением времени воздействия инфракрасного излучения. Кроме того, Seok et al. [58] показали, что при термической обработке винограда с использованием инфракрасного излучения повышается уровень антиоксидантов и фенольных соединений.

3.2.5. Влияние инфракрасного излучения на микроорганизмы

Инфракрасное излучение можно использовать для подавления бактерий, спор, дрожжей и плесени в жидких и твердых пищевых продуктах. Эффективность ингибирования инфракрасного излучения зависит от количества инфракрасной энергии, температуры пищи, длины волны, ширины волны, глубины корма, типа микроорганизма, содержания влаги и типа пищевого материала.Увеличение мощности инфракрасного источника, необходимого для обогрева, дает больше энергии. Следовательно, общая энергия, поглощаемая микроорганизмами, увеличивается и, таким образом, усиливается подавление микробов.

Hamanaka et al. [29] использовали инфракрасное излучение для стерилизации поверхности зерна пшеницы и обнаружили, что температура поверхности пшеницы быстро повышается, когда инфракрасное излучение падает на нее без необходимости в проводниках. При мощности излучения 0,5, 1, 1,5 и 2 кВт температура внутри устройства составляла 45, 65, 95 и 120 ° C.В результате содержание микробов составило 0,83, 1,14, 1,18 и 1,90 КОЕ / г после 60 с воздействия инфракрасного нагрева. Молин и Остлунд [59] изучали влияние инфракрасной температуры на ингибирование микроорганизмов. Значения D Basillus subtilis составляли 26, 6,6, 9,3 и 3,2 с при 120, 140, 160 и 180 ° C, соответственно, тогда как значение z составляло 23 ° C. Небольшое время обработки при высоких температурах было достаточным для уничтожения патогенных микроорганизмов. Логарифмические числа E.coli уменьшилось до 0,76, 0,90 и 0,98 КОЕ / г через 2 мин воздействия инфракрасного излучения [60].

Jun и Irudayaraj [61] использовали инфракрасное излучение в диапазоне длин волн 5,88–6,66 мкм, используя оптические полосовые фильтры низких частот для подавления Aspergillus niger и Fusarium proliferatum в кукурузной муке. Определенная длина волны денатурирует белок в микроорганизмах и приводит к увеличению ингибирования на 40% по сравнению с использованием инфракрасного излучения без определения конкретной длины волны.Если длина волны была определена и не указана, уменьшение логарифмических чисел A. niger составило 2,3 и 1,8 КОЕ / г, соответственно, после пяти минут воздействия инфракрасного излучения. Напротив, логарифмические числа F. proliferatum составляли 1,95 и 1,4 КОЕ / г, соответственно, при воздействии инфракрасного излучения. Причина заключалась в том, что поглощение энергии врожденными спорами было больше на выбранной длине волны и, следовательно, приводило к более высокому уровню смертности [61].

3.2.6. Механизм инфракрасной и микробной инактивации

Термическое ингибирование работает путем повреждения ДНК, РНК, рибосом, клеточной оболочки и белков в бактериальных клетках. Sawai et al. [62] изучали механизм действия микробиологического ингибитора инфракрасного излучения против бактерий E. coli при солевой фосфатной лихорадке. Полученные результаты позволяют предположить, что частично поврежденные клетки станут более чувствительными к антибиотикам, оказывающим угнетающее действие на поврежденную часть клетки.РНК, белки и клеточные стенки более уязвимы для инфракрасного нагрева, чем для кондуктивного нагрева. Порядок величины инфракрасного повреждения следующий:

Белок> РНК> Клеточная стенка> ДНК

Использование инфракрасного нагрева при 3,22 кВт / м ² в течение 8 минут привело к снижению на 1,8, 1,9, 2,7 и 3,2 log E. coli , когда агар был богат налидиксом, пенициллином (PCG), рифампицином (RFG) и хлорамфениколом (CP). Однако скорость восстановления E. coli составляла 1.8 log без использования каких-либо вышеупомянутых антибиотиков. Это означает, что действие ингибирующих факторов привело к снижению на 0,1, 0,9 и 1,4 log за счет PCG, RFP и CP соответственно. Глубина проникновения инфракрасного излучения мала. Температура поверхности пищевых материалов быстро увеличивается, и тепло передается пище за счет теплопроводности.

Теплопроводность твердых продуктов ниже, чем у жидких. В случае жидких пищевых продуктов передача тепла происходит за счет конвекции с использованием инфракрасного нагрева, что увеличивает микробную смертность [2].Hamanaka et al. [28] изучали эффективность ингибирования B. subtilis , обработанного тремя инфракрасными нагревателями с разной длиной волны (950, 1100 и 1150 нм). Результаты показали, что подавление патогенных микроорганизмов на длине волны 950 нм было выше, чем на других длинах волн при той же температуре. Десятичное время при активности воды 0,7 и длинах волн 950, 1100 и 1150 нм составляло 4, 12 и 22 мин соответственно. Полученные результаты показали, что эффективность ингибирования зависит от спектра излучения, как показано на.Влияние инфракрасного излучения на подавление микробов уменьшалось с увеличением глубины кормления, поскольку глубина проникновения инфракрасного излучения мала, поэтому инфракрасное излучение можно использовать только для стерилизации поверхностей пищевых продуктов. Rosenthal et al. [63] показали, что инфракрасное нагревание эффективно снижает рост дрожжей и плесени на поверхности сыра при температуре 70 ° C в течение 5 минут, не влияя на качество сыра.

Связь между активностью воды и десятичным временем восстановления для спор B. subtilis с использованием инфракрасной обработки [28].

Инфракрасные лампы, используемые при инкубации яиц домашней птицы и борьбе с вредителями. Согласно Киркпатрику [64], инфракрасные лучи привели к уничтожению насекомых 99% из Sitophilus oryzae и 93% из Rhyzopertha dominica , а температура пшеницы во время обработки повысилась до 48,6 ° C.

3.2.7. Ингибирование ферментов с помощью инфракрасного излучения

Инфракрасное излучение можно эффективно использовать для подавления ферментов. Фермент липооксигеназа, ответственный за повреждение сои, ингибируется 95.5% с использованием инфракрасного излучения [15]. На липазу и α-амилазы сильно влияет инфракрасное излучение при температуре 30–40 ° C [64,65]. Активность липазы снижается на 60% после инфракрасной обработки в течение 6 минут, а после использования теплопроводности — на 70%. Ингибирование фермента полифенолоксидазы в обработанных картофельных чипсах с использованием инфракрасного нагрева начинается, когда температура в центре ломтика достигает 65 ° C, и ингибирование не может достигать 100% в центре ломтика. Это требует, чтобы первая область устройства обеспечивала более высокую пропускную способность, чтобы гарантировать подавление более высокой эффективности и уменьшить толщину чипов [62].

Yi et al. [66] обнаружили, что лучшей предварительной обработкой кубиков яблока было погружение на 5 минут в хлорид кальция и 0,5% аскорбиновую кислоту для подавления коричневой окраски. Инфракрасный нагрев с интенсивностью 5000 Вт / м ² может подавлять ферментативные полифенолоксидазу и пероксидазу намного быстрее, чем интенсивность 3000 Вт / м². Ферменты полифенолоксидаза и пероксидаза обладали высокой термостойкостью, и процесс их ингибирования происходил в соответствии с моделями кинетики первого порядка и фракционной конверсией соответственно.Быстрое кипячение с использованием инфракрасной сушки характеризуется быстрым ингибированием сложных ферментов, вызывающих ухудшение качества, без потери или очень простой потери витаминов, ароматизаторов, красителей, углеводов и некоторых водорастворимых компонентов. Скорость реакции при инфракрасном сухом кипении очень низкая. Ингибирование фосфатазы в инфракрасных ломтиках яблока зависит от толщины чипа и интенсивности излучения. Вареный горошек в инфракрасном свете сохраняет больше аскорбиновой кислоты и вкуса, чем кипяченый в горячей воде.Инфракрасное излучение можно использовать для эффективного подавления ферментов. Время кипячения ломтиков моркови в инфракрасном диапазоне составляет 10–15 минут по сравнению с методами кипячения паром и горячей водой, для которых требуется время 5–10 минут (). Это может быть связано с постепенным повышением температуры продукта в результате периодического инфракрасного нагрева и движения воздуха на поверхности продукта. Это привело к стабильности температуры продукта и улучшило качество, где количество витамина С было выше по сравнению с методами с паром и горячей водой [67].

Принципиальная схема системы ИК-бланширования ( a ) и гибридной сушки ( b ) [67].

3.2.8. Инфракрасные печи и выпечка

Выпечка хлеба — это сложный процесс, который включает в себя сочетание физических, химических и биохимических изменений в пищевых продуктах, таких как желатинизация крахмала, денатурация белка, выделение углекислого газа из-за добавления дрожжей, испарение воды, выпечка корки. образование и коричневые реакции в результате тепломассопереноса через продукт и пространство внутри печи.Тепло передается тесту за счет излучения, конвекции и теплопроводности. Пей [68] классифицирует традиционный хлеб на четыре этапа: белый хлеб с хрустящей корочкой, передача тепла изнутри на корку, приготовление или желатинизация и подрумянивание. Альтернативной технологией для традиционного хлеба является коротковолновое инфракрасное излучение [68,69,70].

В 1950 году Гинзбург использовал инфракрасное излучение в качестве печи для выпечки хлеба. В то время этот метод не был разработан из-за отсутствия информации об этой технологии. В 1970 году исследователи использовали инфракрасное излучение как средство нагрева пищи, особенно для жарки мясных продуктов [10,71].Затем этот прием был применен для выпечки хлеба [72]. Инфракрасный хлеб для печенья был применен Уэйдом [70], и было обнаружено, что существует широкий диапазон печенья, которое можно выпекать с инфракрасной длиной волны 1,2 мкм и для чего требуется вдвое меньше времени по сравнению с традиционным методом.

Преимущество использования инфракрасного нагрева в духовке для выпечки хлеба заключается в быстрой передаче тепла хлебу. Свойство хлеба обеспечивает хорошую пропитку до 2–3 мм и скорость нагрева. Причина, по которой инфракрасные печи лучше обычных духовок, заключается в том, что этот метод более эффективен для нагрева поверхностей и центральных частей пищи за короткое время выпечки из-за эффективной передачи тепла поверхности.Это приводит к более высокому содержанию воды в центре блюда во время выпечки. Таким образом, срок хранения продукта будет лучше и дольше [16].

Heist и Cremer [73] изучили влияние инфракрасного хлеба на сенсорные качества и потребление энергии пирожных, сделанных из белой, беленой и небелой муки, и сравнили его с традиционной духовкой. Ли [74] слился между микроволновой печью и галогенной лампой. Девяносто процентов энергии излучения в пределах длины волны было менее 1 мкм и использовалось в качестве источника инфракрасного излучения.Два из них использовались выше и два внизу, чтобы не было помех между ними в микроволновой печи, и этот метод обеспечивает большую однородность приготовления. В этой конструкции было два механизма: микроволновая печь быстро нагревает пищу, а инфракрасное излучение активирует реакции дубления и хрустящей корочки, и этот метод устраняет проблему плохого качества выпечки с использованием микроволновой печи [75]. Микроволновая печь имеет галогенные лампы, излучающие инфракрасные лучи, которые разделены на две части: одна часть расположена вверху, а другая — вниз, а для гомогенизации имеется вращающееся основание.Галогенные лампы находятся на расстоянии 15 см от обжигаемого материала, а другие галогенные лампы помещаются под вращающуюся пластину (). Результаты эксперимента заключаются в том, что размер торта увеличивался с увеличением времени выпекания, а цвет и твердость торта были такими же, как в обычной печи [76].

Комбинированный духовой шкаф с ИК-СВЧ. ( 1 ) Верхние галогенные лампы, ( 2 ) нижняя галогенная лампа, ( 3 ) микроволны, ( 4 ) поворотный стол [76].

3.2.9. Инфракрасный и соки

Aghajanzadeh et al. [18] разработали систему инфракрасного нагрева для сока лайма, как показано на рис. Он состоит из камеры инфракрасного нагрева мощностью 1500 Вт. Расстояние между источником инфракрасного излучения и поверхностью сока составляет 8,5 см, а система оснащена системой контроля температуры. Кроме того, система оснащена системой перемешивания образца каждые 15 с для равномерного нагрева. показывает, что время, необходимое для достижения температуры, было меньше при использовании инфракрасного излучения по сравнению с обычным нагревом.Это положительно влияет на питательные качества сока и снижает потребление энергии и цвет сока. Когда температура производства увеличивается, значение D (время, необходимое для разрушения 90% аскорбиновой кислоты) уменьшается [32,77]. Температура и время нагревания существенно влияют на потерю аскорбиновой кислоты из сока. Аскорбиновая кислота восстанавливается при любой тепловой обработке, будь то инфракрасное или обычное нагревание, и процесс разрушения аскорбиновой кислоты следует кинетике реакции в процессе производства сока с большим коэффициентом корреляции [18].Когда температура производства увеличивается, значение D (время, необходимое для разрушения 90% аскорбиновой кислоты) уменьшается [32,77].

Принципиальная схема инфракрасного обогревателя для производства лимонного сока. (1) Нагревательная камера, (2) лампа с инфракрасным излучателем, (3) чаша с соком, (4) термостат, (5) двойной термостат [18].

Температура сока меняется со временем ( a ) при обычном нагреве, ( b ) инфракрасном нагреве [18].

Удерживаемое количество аскорбиновой кислоты было выше при использовании инфракрасного нагрева по сравнению с обычным нагревом, что указывает на то, что инфракрасный нагрев более эффективен для сохранения сока во время производства [18].

3.2.10. Инфракрасная сушка фруктов и овощей

В последние годы технология инфракрасной сушки успешно применялась для фруктов и овощей, таких как сушка картофеля [78,79], сладкий картофель [80], лук [81,82] и яблоки [7] , 83]. Сушка водорослей, овощей, рыбных хлопьев и макаронных изделий также исследовалась с использованием инфракрасных туннельных сушилок [84]. Bejar et al. [27] показали, что температура инфракрасной сушки не оказывает значительного влияния на поверхность, толщину и размер апельсиновой корки.Он не дает усадки, когда содержание влаги в нем падает до 0,1 кг воды / кг сухого вещества. Однако очень простое сжатие происходит при повышении температуры от 40 до 70 ° C. Толщина усадки была больше при 70 ° C и ниже при 40 ° C. Объем усадки был ниже при 60 ° C и выше при 50 ° C из-за толщины усадки. Усадка апельсиновых корок, высушенных инфракрасным излучением, была результатом испарения количества влаги.

Bejar et al. [27] также изучали влияние температуры инфракрасной сушки на цветовые характеристики апельсиновой корки (L *, a *, b *, C и ΔE).Были значительные различия в цвете высушенной апельсиновой корки по сравнению со свежими образцами. Инфракрасная сушка оказала значительное влияние на a и b, поскольку значения a, b и c уменьшились. Температуры 50–60 оказывали значительное влияние на c, а температура 70 ° C не оказывала значительного влияния. Значение b быстро уменьшалось при 40, 50 и 60 ° C, а при 70 ° C значительного эффекта не наблюдалось. Значение L было значительно увеличено с помощью инфракрасной сушки. Изменение цвета было результатом разложения флавоноидов и каротиноидов, которые отвечали за оранжевый и желтый цвет корок [85].Наименьшее значение ΔE получается при самой высокой температуре. Инфракрасная обработка была применена к сушке двух сортов клубники. Для определения оптимальных условий инфракрасной сушки использовались два фактора. Время инфракрасного излучения сорта Camarosa составляло 508, 280 и 246 минут, в то время как время инфракрасного излучения фестивальных сортов составляло 536, 304 и 290 минут при температурах сушки 60, 70 и 80 ° C соответственно. Результаты показали, что время инфракрасного излучения полностью зависит от температуры сушки.Время высыхания сорта Cama-rosa было больше, чем у сорта фестивального.

3.2.11. Стоимость инфракрасного обогрева

An et al. [86] сообщили о стоимости использования инфракрасного обогрева по сравнению с воздухонагревателем, работающим на дизельном топливе, для выращивания клубники. Средняя ночная температура воздуха составила 6,6 ° C при обработке инфракрасным обогревателем и 7,1 ° C при обработке воздухонагревателем. Результаты показали, что стоимость обогрева при использовании системы воздухонагревателя составляла 537,35 доллара из расчета на 543 л необлагаемого налогом дизельного топлива, в то время как стоимость использования инфракрасной системы составляла 203 доллара.05 за счет потребления 5685 кВтч электроэнергии. Таким образом, система инфракрасного обогрева смогла сэкономить примерно 62,2% затрат на отопление. Была подсчитана стоимость различных режимов обогрева и резюмировано, что основная стоимость инфракрасной сушки приходилась на радиаторы. Это исследование также продемонстрировало значительную взаимосвязь между стоимостью различных типов излучателей [87].

Инфракрасное излучение — обзор

10.15 Инфракрасная сушка и профилирование влажности

Инфракрасное (ИК) излучение обеспечивает максимальный эффект нагрева во всем спектре электромагнитных волн.Бумага и картон поглощают ИК-излучение в двух разных полосах:

•

При 1,4–1,6 мкм — представляет энергию, поглощенную структурой целлюлозы и водородными связями в листе

•

При 2,6–3,5 мкм — поглощается целлюлозой и поверхностной влагой

Как объяснялось ранее, коротковолновое ИК-излучение, которое создается только электрически нагреваемыми передатчиками, наиболее эффективно при сушке в основной части листа, а средние волны, которые могут исходить от газа эмиттеры с подогревом, лучше для сушки поверхности.Вышеупомянутые характеристики предполагают несколько возможных применений в области сушки бумаги:

•

Применения для контроля профиля влажности до клеильного пресса на бумаге и картоне или после клеильного пресса

•

Применения для инкрементальной сушки, где Для определенных сортов требуется дополнительная мощность, чтобы обеспечить скорость машины

•

Сушка покрытий на тяжелых сортах, где лучше испарять влагу изнутри листа, а не с поверхности

•

Окончательный профиль влажности управление после вытяжки

•

В мокрой части для горячего прессования или предварительной сушки

После определения потенциала ИК-сушки основным выбором будет выбор между электрическими и газовыми излучателями (книжный магазин.europa.eu). Очевидно, что для коротковолновых приложений единственным выбором будет электрический ИК. Некоторые средние излучатели имеют достаточно коротковолнового содержимого для некоторых целей. Однако для средневолновых приложений выбор более широк. Электрические излучатели, как правило, дешевле в установке, но имеют более высокие эксплуатационные расходы. Газовые излучатели дороже в установке, но дешевле в эксплуатации. Экономический баланс должен быть рассчитан для каждого экземпляра с учетом таких факторов, как физические ограничения пространства, наличие топлива, часы работы и т. Д.(Консультационная группа NIFES, 1998 г.). В некоторых случаях применение инфракрасной сушки может принести выгоды, непропорциональные подаваемой энергии, либо из-за «целевого» приложения энергии, либо из-за побочных эффектов. При использовании картона с покрытием коротковолновое ИК-излучение может улучшить гладкость на верхней и нижней сторонах вместе с пористостью. Последнее обеспечивает более быстрое высыхание основного листа через покрытие. Эффект глубокого проникновения коротковолнового ИК-излучения повышает общую эффективность обычных сушилок и, выводя глубоко укоренившуюся влагу на поверхность, эффективно расширяет зону сушки с постоянной скоростью.При нанесении покрытия на лезвие коротковолновое ИК-излучение может использоваться для ввода энергии, достаточной для повышения температуры листа и покрытия, чтобы обеспечить иммобилизацию связующего вещества, предотвращающую миграцию (NIFES Consulting Group, 1998). Обладая малым весом до 100 г / м2, средневолновые ИК-излучатели обычно имеют достаточно коротковолнового содержимого для выполнения этой функции. За такими легковесами потребуется отражатель. Основное преимущество коротковолновой системы для профилирования влажности заключается в том, что при работе при температуре от 700 ° C до 2100 ° C диапазон тепловыделения составляет 33: 1.Средневолновая система, работающая между 500˚C и 900˚C, имеет диапазон изменения только 5: 1. Однако доступны более совершенные системы, работающие при температуре до 1200 ° C; тем не менее, диапазон изменения по-прежнему составляет около 5: 1, хотя тепловыделение примерно на 50% больше, чем у устройств с более низкой температурой. В отличие от ранее объясненного, газовые средневолновые излучатели имеют КПД до 50%, в то время как электрические коротковолновые излучатели достигают только около 30%, хотя его можно увеличить до 60% путем правильного выбора частоты.На тонкой бумаге перед проклейкой ИК-сушилка будет регулировать профиль до + 0,2% и позволит увеличить целевое среднее значение на 1%, что должно позволить увеличить скорость машины на 5%. Одним из основных преимуществ инфракрасного излучения с газовым обогревом является то, что более влажные участки автоматически поглощают больше энергии, чем участки сушилки (NIFES Consulting Group, 1998). Это большое преимущество при профилировании влажности.

Система ИК-профилирования основана на модульных модулях ИК-генерации, размещенных бок о бок по ширине бумагоделательной машины рядом с концом сушильной секции.Каждый модуль обычно имеет ширину 150 мм и представляет собой отдельную зону управления. ИК-профилировщик может эффективно высушить неравномерные полосы влаги или значительно сгладить профиль влажности. Инфракрасные излучатели, особенно электрические, обладают быстрым откликом и используются для коррекции узких полос влаги. ИК-модули могут быть газовыми или электрическими. Различные характеристики трех наиболее распространенных систем профилирования влажности показаны в таблице 10.2 (Ghosh, 2011; Cutshall, 1991). Из таблицы 10.2 очевидно, что распыление воды предпочтительнее другого оборудования для определения профиля влажности из-за его безопасности, низких эксплуатационных расходов, низкого энергопотребления и универсальных возможностей управления.В настоящее время почти все новые современные бумагоделательные машины оснащены распылителем воды в дополнение к паровому душем в прессовой части.

Таблица 10.2. Опции для управления различными системами контроля увлажнения

Характеристика	ИК (электрическая)	ИК (газовая)	Водяной спрей	Паровой душ
Энергетический тип	Электричество	Осушитель газа	Пар	Отработанный пар
Энергопотребление	Высокое	Высокое	Низкое	Экономия энергии
КПД (%)	17–35	30–50	60–95	50–95
Контроль полос	Ограниченный	Ограниченный	Неограниченный	Ограниченный
Разрешение CD (мм)	20–150	150	100–300	75–300
Угроза безопасности	Умеренно-высокая	Умеренно-высокая	Нет	Низкая
Maintena nce	Умеренный	Низкий	Умеренный	Низкий
Капитальные затраты	Высокий	Высокий	Умеренный	Низкий
Контрольные расходы	Умеренный	Умеренный	Умеренный 900

Источники: на основе Ghosh (2011) и Cutshall (1991).

Профилирование влажности на машинах для производства тонкой бумаги может значительно уменьшить колебания влажности, одновременно позволяя увеличить производство (Elaahi and Lowitt, 1988). Поперечное (CD) профилирование в напорном ящике — это технология, объединяющая датчики и элементы управления для регулировки относительной влажности входящего листа, что позволяет более независимо оптимизировать базовый вес и ориентацию волокон при одновременном уменьшении вариаций в базовом весе CD (Anonymous, 1996). ). Напорный ящик Concept IV-MH, установленный на заводе Bowater в Катоба (Южная Каролина, США), обеспечивает 168 зон с использованием воды в лотке для контроля веса CD и улучшает профили веса (Pantaleo and Wilson, 1995).Infrarödteknik, Швеция (Michell, 1984) и Compact Engineering, Великобритания, продают системы ИК-профилирования для контроля профиля влажности полотна. В настоящее время применяется для производства высококачественной бумаги и плотного картона. Относительная экономия тепловой энергии при увеличении производства оценивается в 7% с увеличением потребности в электроэнергии (Michell, 1984; Elaahi and Lowitt, 1988). Martin et al. (2000a) оценили экономию энергии 0,7 ГДж / т бумаги, дополнительные потребности в электроэнергии 0.08 ГДж / т бумаги (приблизительно 22 кВтч / т бумаги) и капитальные вложения в размере 1,12 доллара на тонну бумаги (при условии, что единственная экономическая выгода, достигаемая с помощью IR-профилирования, связана с уменьшением затрат на энергию). Компания Compact Engineering утверждает, что IR-системы окупили себя в течение 1 года по всем приложениям, учитывая также постепенный рост производства.

Видеоурок: Инфракрасное излучение | Нагва

Стенограмма видео

В этом видео мы поговорим о инфракрасная радиация.И для начала рассмотрим это разделенный экран электрического фена. Фен работает, дуя горячим воздухом. с этого конца из сопла выходит воздух. Но, конечно, если мы посмотрим на волосы сушилка, пока она работает в нашей повседневной жизни, мы не видим, чтобы горячий воздух поступал из этого сопла. Кроме того, мы не можем видеть все части фена при этом нагреваются. Но если вместо того, чтобы смотреть на видимый свет исходит от этого фена, мы должны были смотреть на инфракрасный излучение исходило от него, то в этом случае мы могли видеть, как дует горячий воздух феном, а также нагретыми частями фена.И это приводит нас к нашему первому важный факт, что инфракрасное излучение, часто сокращенно ИК, связано с нагревать.

Вот что мы подразумеваем под этим. Представьте, что вы стоите у у костра, греясь. Теперь, глядя на этот костер, мы знайте, что он излучает видимый свет. Это свет, который мы видим от пламени. Но поскольку мы стоим довольно близко к В этом костре мы также можем почувствовать тепло, которое излучает огонь.Это тепло, которое мы чувствуем, не из-за видимого света желтый и красный цвета, которые мы видим в пламени Огонь. Но скорее это из-за инфракрасное излучение, испускаемое огнем. Итак, мы можем видеть этот видимый свет, свет, к которому чувствительны наши глаза, и инфракрасное излучение — это не одно и то же вещь. Тем не менее, они связаны. Оба они являются примерами электромагнитное излучение.

Если мы посмотрим на электромагнитный спектр, иногда называемый для краткости электромагнитным спектром, мы видим на в середине спектра, поскольку это был нарисованный видимый свет, это свет, который наш глаза чувствительны к инфракрасному излучению, и то справа от него. Продолжая направо, там это микроволны, а затем, еще более длинные волны, радиоволны. А затем, если мы вернемся к видимому света и двигаясь влево, а не вправо, мы достигаем ультрафиолетового излучения, называемого УФ для Короче, и рентгеновские лучи, и, наконец, гамма-лучи.

Мы видим, что двигайтесь слева направо по этому спектру, длина волны символизируется греческим буква 𝜆 становится длиннее. А затем, двигаясь справа налево, длина волны становится короче. Оглядываясь на видимую часть спектра, эта часть включает в себя все цвета, которые могут видеть наши глаза, красный, зеленый, синий, желтый и т. д. — все цвета, к которым чувствительны наши глаза. Если бы мы пошли в крайнее правое положение сторону видимого спектра, мы будем смотреть на свет красного цвета.А длина волны красного света равна примерно 700 нм.

Напомним, что один нанометр равен до 10 минус девятых метров. Другими словами, нанометр — это один миллиардная метра. Это говорит нам о том, что красный свет имеет длина волны 700 миллиардных метра. А потом, если мы двинемся вправо на территорию инфракрасного излучения длина волны удлиняется. Это увеличивается. Если мы перейдем к дальнему правому краю эта часть спектра ЭМ, то длина волны там от 10 до шестого или одного миллион нанометров.Здесь мы можем вспомнить, что не только один нанометр равен одной миллиардной метра, но и равен одна миллионная миллиметра. Таким образом, мы можем записать 10 в шестой или миллион нанометров просто как один миллиметр. И то, что мы нашли сейчас, — это полный диапазон длин волн инфракрасного излучения от 700 нанометров до одного миллиметр.

Итак, мы сказали в верхней части экран, что инфракрасное излучение связано с теплом.Это правда. Но это действительно инфракрасный излучение в правой части этого диапазона, которое отвечает за тепло, которое мы чувствуем. Иногда это излучение называют Дальний ИК-диапазон, дальнее инфракрасное излучение или тепловое ИК-излучение. Теперь, если мы вернемся к этому картинку, которую мы видели на начальном экране работающего фена, мы видим только как это инфракрасное излучение, в частности тепловое инфракрасное излучение, может быть очень полезно посмотреть.

Например, скажем, что у вас есть работа охранником в универмаге. В рамках своей работы вы хотите отслеживать действия, происходящие на стоянке перед магазином. Для этого вы устанавливаете несколько камеры в магазине, которые могут записывать активность на стоянке. Но есть только одна проблема с система как есть. Камеры, которые были Установлены чувствительны только к видимому свету, свету, который видят наши глаза.Так что в светлое время суток они отлично контролирует парковку. Но когда заходит солнце и вся парковка темнеет, затем все изображение, записанное камерами, темнеет также. И трудно сказать, что происходит там. Что ж, это то место, где инфракрасное излучение может пригодиться.

Если мы отключим эти камеры так что теперь они чувствительны к инфракрасному излучению, а не к видимому свету, тогда в в этом случае, даже ночью, даже когда на этой стоянке нет видимого света, когда мы смотрим на то, что мы можем назвать инфракрасным изображением этой сцены, мы все еще можем чтобы видеть объекты, не основываясь на их сигнатуре видимого света, а на основании тепла что они испускают.Например, в этом представлении будет показано тепло, производимое двигателем автомобиля, припаркованного на стоянке. И это также показало бы тепло испускается человеком, выходящим из машины. Принимая такой взгляд на вещи, вид инфракрасного излучения, а не вид видимого света, можно увидеть что происходит в данном сценарии, в зависимости от тепла, а не видимый свет.

Если говорить об этой разнице, это довольно забавная штука сравнить, как выглядит человек в видимом свете картинку, картинку мы обычно видим, по сравнению с инфракрасным излучением этого человека.Поскольку ИК-вид основан на выделяется тепло, мы начинаем замечать, что часто кончики наших носов холоднее, чем остальную часть нашего лица, поэтому они кажутся темнее в инфракрасном свете, чем наши глаза и рот теплее. И в целом получаем вид на градиенты температуры на лице типичного человека. Теперь, когда мы рассмотрели, как объекты появляются, если смотреть с этой точки зрения инфракрасного излучения, давайте посмотрим на как инфракрасное излучение взаимодействует с материалами.

Скажем, у нас есть кусок материал здесь. И мы светим инфракрасным излучением. Это. Как и в случае с видимым светом, там это одна из трех вещей, которые этот материал может делать со светом, когда он прибывает. Свет может отражаться от материал. Это может быть передано через. И как третий вариант, свет может поглощаться материалом. Итак, есть три варианта: поглощение, поглощение света, отражение, отражение света от материал или пропускание, пропускающее свет.

А теперь давайте подумаем, не об инфракрасном излучении, а о видимом свете, о свете, который наши глаза Чувствительный к. Если мы посмотрим на наши Окружение, мы замечаем, что большинство объектов, которые мы видим, непрозрачны. Мы не можем видеть сквозь них. Другими словами, для большинства повседневных объекты, когда дело доходит до видимого света, пропускается очень мало на. Почти весь свет либо поглощается или отражается материалом.Что ж, оказывается, что инфракрасный радиация ведет себя аналогично. Конечно, есть исключения. Но большая часть инфракрасного излучения либо поглощается, либо отражается объектами. Можно сказать, что большинство инцидентов Инфракрасное излучение либо поглощается, либо отражается материалом. Итак, если мы пренебрегаем какой-либо передачей что продолжается, предполагая, что эта передача пренебрежимо мала, тогда мы можем начать составить список факторов, влияющих на то, впитывает или отражает материал инфракрасное излучение, которое попадает в него.

Итак, давайте составим список этих факторы в левой части экрана. И по мере продвижения мы увидим, как изменения этих факторов влияют на то, что происходит здесь, в нашем эскизе. Первое, о чем мы можем подумать когда дело доходит до того, будет ли данный материал поглощать или отражать инфракрасное излучение это цвет этого материала. Цвет этого материала у нас нарисованный здесь белый. Белый, как и видимый свет, очень хорошо отражает инфракрасное излучение.Это означает, что большинство IR, которые дотянуться до этого материала просто отскочит от него. Подавляющее большинство размышлял. И впитывается очень мало. С другой стороны, если бы мы сделать цвет нашего материала черным, это будет означать, что материал вряд ли будет отражают излучение и с большой вероятностью поглощают его.

А теперь взгляните на это Здесь указаны факторы, влияющие на поглощение и излучение в ИК-диапазоне. Оказывается, эти два условия, абсорбция и выброс очень тесно связаны.Если материал впитывает много инфракрасное излучение, как будто здесь находится наш черный материал, то оно также может быть очень хороший излучатель инфракрасного излучения. Он дает это излучение как нагревать. Вот почему, например, если вы прогуляться по асфальту жарким летним днем, вам будет намного теплее, чем если бы вы ходьба по светлому тротуару. Хотя тротуар в асфальт может иметь такую ​​же точную температуру, асфальт намного эффективнее при поглощает инфракрасное излучение и, следовательно, излучает его.И это излучение, которое мы чувство как тепло. Итак, цвет материала играет играет важную роль в том, как материал поглощает, а затем испускает инфракрасное излучение.

Есть еще один фактор, который влияет на Эти величины называют отражательной способностью. Мы могли бы думать об отражательной способности как это. Говорят, что этот материал гладкий, полированный материал, например зеркало. В этом случае он имеет очень высокий степень отражательной способности.Большая часть инфракрасного излучения, которое достигает его, будет отражаться от него, как большая часть света, достигающего зеркала отскакивает от него. Но с другой стороны, что если вместо того, чтобы иметь очень гладкую поверхность, мы сделали ее очень шероховатой, например, грубой наждачная бумага. Ну, в таком случае отражательная способность этого материала снизится. И поэтому было бы больше может поглощать, а затем испускать инфракрасное излучение и отражать его.

Тогда этот третий фактор, объект температура больше связана с излучением, чем с поглощением. Температура конкретного материал не имеет ничего общего с тем, будет ли он поглощать или отражать инфракрасное излучение. падающая на него радиация. Но во многом это связано с тем, как многое из этого материала будет излучать ИК-излучение. Это явление на самом деле независимо от того, падает ли на этот материал инфракрасное излучение.Это просто свойство материал, чем он горячее, тем больше он будет излучать. И в качестве небольшого примечания, любой материал при любой температуре выше абсолютного нуля будет излучать инфракрасное излучение, даже если это очень небольшая сумма. Это еще одна причина, по которой инфракрасный порт радиация так интересно.

С видимым светом, со светом, который наши глаза могут видеть, вероятно, есть только несколько источников, с которыми мы сталкиваемся время, может быть, солнце, если мы стоим снаружи, или, если мы внутри здания, свет в нашей комнате.Что касается видимого света, большинство объектов не являются источниками. Они просто отражают свет. Но в отличие от этого каждый объект, с которым мы сталкиваемся, является источником инфракрасного излучения, даже когда эти объекты очень холодно. Даже когда они ниже нуля, они все еще излучают IR. И поэтому они источник. Но, как мы уже сказали, выбросы зависят от температуры. И чем горячее объект, тем больше он испускает.

Остался последний фактор, список, который влияет на поглощение и излучение в ИК-диапазоне. И это площадь поверхности, площадь поверхности нашего материала. Представьте, что мы удваиваем длину с обеих сторон нашего материала, так что его общая площадь увеличивается в раз четыре. Ну, в таком случае наш гораздо больший материал способен излучать или излучать гораздо больше ИК-излучения. А из-за большего размера это большая цель для падающего инфракрасного излучения.Тот факт, что чем больше Чем больше площадь поверхности материала, тем лучше он испускает инфракрасное излучение и поэтому выделяемое тепло используется для охлаждения электронных систем.

Возможно, вы видели квартал металл, с обратной стороны которого отходят очень тонкие металлические ребра. Острие всех этих плавников, разделены очень маленькими воздушными зазорами, чтобы создать большую площадь поверхности для тепла, сбежать из этого общего куска металла.Дизайн использует преимущества тот факт, что увеличенная площадь поверхности означает повышенную способность излучать нагревать. Давайте посмотрим на пример упражнение, связанное с этой темой инфракрасного излучения.

Какие из следующих свойств объектов не влияет напрямую на количество излучаемого инфракрасного излучения и впитывает? A) Площадь поверхности, B) Цвет, C) Отражательная способность, Г) Масса, Д) Температура.

Чтобы выяснить ответ на этот вопрос вопрос, давайте представим, что у нас здесь есть какой-то кусок материала. И есть инфракрасное излучение сияет на нем. Что мы можем сделать, так это поэкспериментировать с каждый из этих факторов, чтобы увидеть, какой из них не влияет напрямую на сумму инфракрасного излучения, которое этот материал излучает и поглощает. Мы начнем с этого в первую очередь вариант, площадь поверхности. Изучая этот выбор, давайте представьте, что наш источник инфракрасного излучения, излучения, попадающего на нашу материал, не является точечным источником.Мы скажем, что это расширенный источник, как солнце, так что инфракрасное излучение, тепло от солнца, освещает все над, а не только в одной точке на земле.

Теперь мы видим, что из-за его площадь поверхности, мы можем назвать эту площадь 𝐴, наш материал ограничен в количестве излучение, которое он может поглотить. Если бы он был больше, если бы его поверхность площадь была больше, тогда на нее могло попасть больше этой радиации. И он мог поглотить больше.А потом, в дополнение к этому, большая площадь поверхности будет означать, что этот материал лучше излучает или излучающий ИК. Итак, этот фактор, площадь поверхности, влияет как на скорость нагрева, количество поглощаемого излучения, так и на его охлаждение Оцените, сколько он излучает. Поскольку наш вопрос спрашивает о свойство, которое не влияет напрямую на излучение и поглощение, мы знаем, что это один — не наш ответ.Площадь поверхности влияет на эти вещи.

Это подводит нас к следующему варианту, это цвет. Теперь, если наш материал свет цвет, скажем, что он белый, тогда он с большой вероятностью будет отражать любой инфракрасный падающая на него радиация. Любое отраженное излучение конечно не всасывается. Таким образом, это свойство влияет абсорбция. С другой стороны, если наш материал имел темный цвет, тогда он с большей вероятностью поглощал бы излучение и с меньшей вероятностью чтобы отразить это.И мы знаем, что сильный инфракрасный Поглотитель также является сильным излучателем инфракрасного излучения. Итак, цвет материала, будь то он темный или светлый, действительно влияет на излучение и поглощение инфракрасного радиация. Таким образом, вариант Б не является нашим выбора тоже нет.

Наш следующий выбор, отражательная способность, связано с тем, насколько вероятно, что этот материал будет отражать инфракрасное излучение, падающее на Это. Если материал очень гладкий и отполированный, как зеркало, он будет иметь высокую степень отражения и, следовательно, низкий уровень абсорбции.Но тогда может быть и обратное Кроме того, наш материал очень грубый, что позволяет ему лучше впитывать инфракрасное излучение и хуже при его отражении. Итак, мы видим, что это свойство отражательная способность напрямую влияет на излучение и поглощение.

Вариант D предполагает, что масса не влияют напрямую на эти свойства. Что ж, давайте представим сценарий, где у нас был материал с заданной площадью поверхности, цветом и отражательной способностью.А также, скажем так, материал фиксировался при определенной температуре. Мы просто назовем эту температуру 𝑇. Теперь, если бы мы могли сохранить все эти четыре свойства одинаковы, но изменяют массу этого материала, тогда вопрос в том, повлияет ли это на излучение и поглощение инфракрасного излучения? И ответ в том, что это было бы нет, по крайней мере, не напрямую. Так выглядит вариант D, масса может быть нашим ответом.Но давайте проверим вариант E, чтобы убедись.

Если бы мы изменили температуру нашего материала, скажем, нагревая его, тогда материал отреагирует испусканием больше инфракрасного излучения, испуская его. Поскольку температура напрямую влияет на влияют на эти свойства, это не наш ответ, а это значит, что это масса объект, который напрямую не влияет на количество излучаемого и поглощаемого инфракрасного излучения.

Давайте сейчас займемся обобщите то, что мы узнали об инфракрасном излучении.Во-первых, мы увидели инфракрасный Излучение, часто называемое ИК-излучением, представляет собой свет с длиной волны между 700 нанометры и один миллиметр. Вот где инфракрасное излучение занимает в электромагнитном спектре. Далее мы узнаем, что инфракрасный Радиация — это вид излучения, ответственного за тепло, которое, как мы чувствуем, исходит от горячие предметы. Кроме того, все объекты, пока поскольку их температура выше абсолютного нуля, излучают инфракрасное излучение.Наконец, мы увидели, что материал цвет, площадь поверхности, температура, а также отражательная способность — все это свойства, влияющие на то, как он испускает и поглощает инфракрасное излучение.

Инфракрасное отопление достигает совершеннолетия (Часть 1)

Использование композитов в эксплуатации увеличивается. Рисунок 1: Электромагнитный спектр (в центре), показывающий видимый свет (вверху) и инфракрасный (внизу) диапазоны. Рисунок 2: Распределение Планка, показывающее графики спектрального излучения при различных температурах излучателя.Композиты широко используются в морской промышленности.

Использование композитов в авиации и автомобильной промышленности продолжает расти. Например, Boeing 787 содержит более 50% современных композитов. Наряду с растущим использованием и более высоким профилем, есть толчок к развертыванию быстрых производственных технологий, чтобы интегрировать композиты в основное производство, а не в область высокотехнологичных, дорогостоящих специализированных приложений.

Например, городской автомобиль BMW i3 будет иметь крупносерийный пассажирский отсек, полностью сделанный из пластика, армированного углеродным волокном (CFRP).BMW заявляет, что это первый автомобиль большого объема. Решающее значение при переходе на крупносерийное производство имеют методы обработки. Именно здесь преимущества интеллектуального инфракрасного (ИК) нагрева могут стать ключевым технологическим помощником для производителя композитов.

Тепловая работа прошлого

Традиционные методы отверждения в значительной степени полагались на автоклав, особенно для высококачественных или критически важных элементов безопасности, таких как крылья самолетов. Внутри автоклава высокое давление используется для производства компонентов без пустот или дефектов, а конвективный нагрев обычно обеспечивает потребность в тепловой энергии для отверждения.Однако автоклав может быть большим, дорогим в покупке и эксплуатации. Время цикла также велико. В связи с заинтересованностью в отказе от больших дорогостоящих автоклавов, более сложные процессы пересматриваются на предмет завершения «вне автоклава» (OOA). Поскольку эти методы не применяются в закрытой камере, кондуктивные и конвективные методы теплопередачи менее подходят, и необходимо изучить другие формы нагрева. Именно здесь проявляются быстрые и очевидные преимущества инфракрасного обогрева — меньшие размеры, легкость, управляемость, экономичность, а также ориентация на конкретную площадь.

Как работает инфракрасный порт

Инфракрасное излучение — это форма электромагнитной волны или излучения, которая находится между видимым светом и микроволнами / радиоволнами. 11 февраля 1800 года существование инфракрасного излучения было обнаружено Уильямом Гершелем. Инфракрасное или тепловое излучение исходит от любой поверхности, температура которой выше абсолютного нуля (-273,15 ° C или 0K). При повышении температуры эмиттера (в этом случае эмиттером может быть керамический нагревательный элемент) тепловая энергия возбуждает атомы и молекулы внутри нагревателя, что приводит к испусканию фотонов.Эти фотоны испускаются с поверхности нагревателя в виде инфракрасного излучения. Когда эти фотоны ударяются о материал, снова возникают молекулярные колебания или вибрации, вызывая эффект нагрева внутри материала мишени. Инфракрасное излучение ведет себя аналогично свету и другим электромагнитным волнам, поэтому с увеличением частоты длина волны уменьшается, а энергия увеличивается. Как и свет, инфракрасное излучение не требует среды, поэтому может передаваться через вакуум.

Некоторые материалы хорошо поглощают инфракрасное излучение и быстро нагреваются, в то время как другие материалы имеют тенденцию отражать большую часть излучения и поэтому остаются относительно холодными. На практике свойство, называемое излучательной способностью, является хорошим индикатором того, будет ли материал поглощать или отражать инфракрасное излучение. Идеальное «черное тело» имеет коэффициент излучения 1, поэтому материалы с высокими значениями коэффициента излучения (0,9–0,98) будут поглощать излучение и быстро нагреваться, в то время как низкие значения (0,02–0,1) являются хорошими отражателями и требуют больше времени для нагрева.Многие полимерные материалы легко поглощают инфракрасное излучение, которое внутри материала быстро преобразуется в тепло. И наоборот, многие металлы, особенно когда они хорошо отполированы, поглощают мало излучения и обычно используются в качестве отражателей.

По мере повышения температуры эмиттера длина волны испускаемого излучения уменьшается по направлению к коротковолновой области ближе к видимому световому концу спектра. Это объясняет, почему объект становится ярче с увеличением температуры. Более того, с этим повышением температуры количество излучаемой лучистой энергии также увеличивается до четвертой степени температуры эмиттера.Это можно объяснить законом Планка, что показано на рисунке 2.

Для инфракрасного обогрева общепринятые диапазоны длин волн составляют от 0,7 мкм до 1 мм, однако большинство инфракрасных лучей для промышленного обогрева находятся в диапазоне 0,7-10 мкм. Его часто подразделяют на три группы: коротковолновый ИК, средневолновый ИК и длинноволновый ИК.

Коротковолновый ИК-диапазон обычно находится в диапазоне 0,7–1,5 мкм. Значительная часть этого излучения будет ярким светом из-за его близости к спектру видимого света.Эти нагреватели обычно содержат вольфрамовую нить в герметичной стеклянной трубке, заполненной газообразным галогеном. Это позволяет закрепленной нити достигать температуры 2600 ° C (4712 ° F). Пиковая длина волны излучения составляет приблизительно 1 микрон. Этот тип излучения имеет высокую энергию и приводит к быстрому нагреву. Они чрезвычайно проникающие и позволяют быстро включать / выключать циклы.

Средневолновый ИК-диапазон находится в диапазонах волн 1,5–3 мкм. Типичный средневолновый нагреватель может содержать вольфрамовую нить в катушке типа дикобраза или звезды, которая может работать при температурах до 1500 ° C (2732 ° F) с пиковой длиной волны излучения приблизительно 1.6 мкм. Они достигают максимальной температуры за секунды и обладают отличной структурной жесткостью. Катушка предназначена для минимизации светоотдачи и максимального увеличения ИК-излучения, тем самым увеличивая эффективность ИК-излучения.

Длинноволновый ИК-диапазон находится в диапазоне 3,0–10 мкм. Это могут быть керамические обогреватели или кварцевые обогреватели. Керамический нагреватель содержит катушку из проволоки сопротивления, помещенную в отливку из глины, которую затем обжигают. Диапазон размеров и мощности определяет диапазон излучаемой инфракрасной энергии, обычно в диапазоне 2.0-10 мкм. Хотя время прогрева больше, чем у нагревателей вольфрамового типа, элементы более прочные и дешевые. Другой тип длинноволнового излучателя — кварцевый элемент с катушкой сопротивления, намотанной внутри трубок из кварцевого стекла. У них среднее время прогрева, а полезная эмиссия составляет около 1,5-8 мкм. Многие полимерные материалы хорошо поглощают в этих диапазонах волн.

Отражатели — еще один важный элемент, поскольку они помогают фокусировать лучистую энергию на материал цели. Они часто изготавливаются из алюминизированной стали и хорошо отполированы.

При выборе инфракрасного излучателя важно согласовать спектральное поглощение материала мишени с излучателем. Многие полимеры хорошо поглощают средние и длинные волны. Хотя коротковолновые инфракрасные обогреватели имеют самое быстрое время нагрева, их высокая удельная мощность может привести к ожогу поверхности материала. Нагреватель с меньшей мощностью, такой как керамический или кварцевый нагреватель, может обеспечивать более мягкий нагрев, что дает время теплу проникнуть в материал и произвести тщательное отверждение.Также необходимо учитывать характер процесса, будь то непрерывный или дискретный процесс. Примеси, такие как пыль или пар, также могут препятствовать поглощению инфракрасного излучения целевым материалом, и может потребоваться принятие мер для их извлечения или удаления.

Основными элементами управления инфракрасным излучением являются расстояние, мощность и время. Регулируемый трансформатор может регулировать напряжение на нагревателе, чтобы изменять мощность. Поскольку интенсивность излучения падает с расстоянием от нагревателя, переменные расстояния от нагревателя, а также время воздействия используются для управления нагревом материала мишени.Однако, поскольку это система с разомкнутым контуром, существует возможность недотверждения или горения. Более предпочтительным методом является использование бесконтактных термометров для измерения температуры поверхности и обеспечения обратной связи с блоком управления, который затем регулирует мощность, подаваемую на нагревательные элементы. В зависимости от сложности и размера целевого компонента можно использовать несколько зон нагрева с индивидуальным измерением и контролем температуры.

Таким образом, при проектировании системы инфракрасного обогрева необходимо учитывать свойства целевого материала, тип обогревателя, рабочую среду и многие другие факторы, прежде чем будет сделан окончательный выбор элемента.

См. Инфракрасное отопление достигает совершеннолетия (Часть 2)

---

Эта статья была опубликована в мартовском / апрельском выпуске журнала Reinforced Plastics за март / апрель 2014 года.

Цифровое издание Reinforced Plastics распространяется бесплатно среди читателей, соответствующих нашим квалификационным критериям. Вы можете подать заявку на получение бесплатной копии, заполнив эту короткую регистрационную форму .

Патент США на устройство для кондиционирования помещений с обменом тепловой энергии низкотемпературным инфракрасным излучением. Патент (Патент № 5,010,234 от 23 апреля 1991 г.)

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к устройству для кондиционирования помещений с обменом тепловой энергии низкотемпературным инфракрасным излучением.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Используемые в настоящее время устройства для обмена тепловой энергией с окружающей средой при другой температуре по существу относятся к типу, использующему режим конвекции. Устройства с замкнутым контуром обеспечивают почти исключительно обогрев, в то время как устройства с открытым контуром (импульсный воздух) могут обеспечивать обогрев и / или охлаждение жилых или промышленных помещений. В других устройствах с нагревательной пленкой в ​​качестве источника энергии используется электричество, и они обеспечивают обмен тепловой энергии с помощью излучения.Однако очевидно, что эти устройства могут обеспечить только обогрев помещения, поэтому их использование принудительно ограничено.

Для обогрева помещений в зданиях уже используются элементы для обогрева низкотемпературным инфракрасным излучением. Используемые эмиттерные элементы обычно состоят из фольги или пленок, которые прикрепляются к стене или потолку путем клипсования или приклеивания с помощью липких лент. Эти элементы, излучающие низкотемпературное инфракрасное излучение, контактируют с изолирующей подушкой, отделяющей их от стены, и покрыты по направлению к внутренней части комнаты покрытием, с которым они контактируют.Такое покрытие может быть образовано дополнительным потолком, на верхней грани которого простирается излучатель низкотемпературного инфракрасного излучения.

Хотя такое нагревательное устройство предлагает преимущество создания потока низкотемпературного инфракрасного излучения, равномерно распределенного по всей поверхности комнаты, оно, тем не менее, имеет недостаток, заключающийся в том, что им относительно сложно управлять, требуя относительно длительного времени трудозатрат. Кроме того, с одной стороны, тепловой выход не является постоянным из-за свойств поглощения излучения материала, составляющего покрытие или дополнительный потолок, что искажает расчеты устанавливаемой мощности, и, с другой стороны, наличие потока воздуха между различными элементами снижает производительность и вызывает разрушение используемых материалов из-за перегрева.

Целью настоящего изобретения является преодоление этих недостатков путем создания устройства особенно простой конструкции, небольших размеров и веса, с высоким энергетическим выходом и приспособленного для обеспечения кондиционирования воздуха в помещениях, одинаково хорошо используемого в качестве излучателя или поглотителя тепловая энергия.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

С этой целью данное устройство для кондиционирования помещений с обменом тепловой энергии посредством низкотемпературного инфракрасного излучения, содержащее плоский элемент для обмена тепловой энергии посредством низкотемпературного инфракрасного излучения, проходящий параллельно стене помещения на расстоянии оттуда, отличается тем, что он содержит между элементом теплообменника и стеной элемент, отражающий низкотемпературное инфракрасное излучение, а внутрь этой комнаты натянутый на всю комнату лист, сделанный из материала, который ведет себя диатермическим образом. что касается низкотемпературного инфракрасного излучения, элемент теплообменника, элемент, отражающий излучение, и лист, прикрепленный вдоль их краев к стенам комнаты.

Согласно особенно предпочтительному варианту осуществления изобретения теплообменный элемент представляет собой панель небольшой толщины, порядка миллиметра, через которую проходят параллельные смежные внутренние каналы, смежные или несмежные, с поперечным сечением небольших размеров. (капиллярного типа), из которых водонепроницаемые стенки небольшой толщины состоят из материала низкой плотности и двух труб, образующих, соответственно, коллектор и распределитель жидкости, параллельные и смежные с двумя концами панели, где открытые концы наложенных друг на друга внутренних каналов, причем эти два конца герметично соединены с двумя продольными пазами напротив двух труб, образующих коллектор и распределитель, которые по замкнутому контуру соединены с источником теплоносителя или теплоносителя для обеспечения постоянной циркуляции. этой жидкости через каналы панели, от распределителя для формирования труб до коллектора для формирования труб.

Если жидкость, которая циркулирует в панели, имеет температуру выше, чем температура окружающей среды, она передает в эту среду тепловую энергию, в основном за счет излучения, и устройство затем нагревает помещение. С другой стороны, если температура жидкости ниже, чем температура окружающей среды, она получает оттуда тепловую энергию, и тогда устройство способствует охлаждению помещения.

Для того чтобы панель, обеспечивающая обмен тепловой энергии с окружающей средой, работала в основном в режиме излучения, твердое тело, составляющее эту панель, относится к типу с низким числом Био, т.е.е. коэффициент линеаризованного излучения и отношение его объема к его обменной поверхности как можно меньше при как можно большем коэффициенте проводимости.

Панель предпочтительно состоит из двух параллельных пленок из полимера или металла низкой плотности, соединенных вместе тонкими перегородками, образующими поперечины и определяющими внутренние каналы панели, которые могут иметь квадратное, прямоугольное, круглое или другое поперечное сечение. .

Поскольку устройство в соответствии с изобретением по своей природе является хрупким из-за его очень малой толщины, по отношению к произвольным или непроизвольным воздействиям, таким как удары, порезы, случайные перфорации, износ от трения, особенно выгодно защищать его, размещая его в помещении на расстоянии от стены или потолка помещения, вставляя между панелью теплообменника и стеной элемент, отражающий излучение внутрь помещения и растягивая его внутрь Из этого помещения — лист, параллельный стене, сделанный из материала, проницаемого для излучения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Изобретение станет более понятным при чтении следующего описания со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

РИС. 1 — вид в вертикальном разрезе верхней части помещения здания, в котором установлено отопительное устройство согласно изобретению, параллельно потолку помещения.

РИС. 2 — частичный вид в вертикальном разрезе в увеличенном масштабе, показывающий способ крепления трех составляющих элементов нагревательного устройства к стенам комнаты.

РИС. 3 — вид сверху устройства для зацепления эмиттерного элемента.

РИС. 4 — частичный вид сверху, показывающий устройство для прикрепления отражающей пленки к стенам комнаты.

РИС. 5 — частичный вид в вертикальном разрезе, иллюстрирующий устройство для закрепления отражающей пленки по фиг. 4.

РИС. 6 — вид в вертикальном разрезе верхней части помещения, в котором установлено устройство кондиционирования воздуха согласно изобретению, параллельно потолку помещения.

РИС. 7 — вид сверху собственно устройства теплообмена.

РИС. 8 — вид в вертикальном разрезе по линии VIII-VIII на фиг. 7.

РИС. 9 — вид в вертикальном разрезе в увеличенном масштабе по линии IX-IX на фиг. 7.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Обращаясь теперь к чертежам, устройство кондиционирования воздуха в соответствии с изобретением, которое в целом обозначено ссылкой 1 на фиг. 1, в этом неограничивающем варианте осуществления представляет собой нагревательное устройство, которое проходит горизонтально под потолком 2 обогреваемого помещения между стенами 3 этого помещения.Однако эта сборка не является ограничивающей, и нагревательное устройство 1 также может проходить вертикально параллельно стене 3.

Нагревательное устройство 1 содержит три наложенных друг на друга элемента, а именно: сверху вниз, верхний отражающий элемент 4, промежуточный элемент 5, излучающий низкотемпературное инфракрасное излучение, и нижний элемент 6, состоящий из растянутого листа из ткани или пластмассы, составляющих эстетичный подвесной потолок для комнаты. Три наложенных друг на друга элемента 4, 5, 6 прикреплены по их соответствующим краям к стенкам 3 с помощью устройств 7, 8, 9.

Промежуточный элемент 5, излучающий излучение, может быть выполнен из любого материала, доступного в настоящее время на рынке. Такой эмиттерный элемент 5 показан на фиг. 3. Этот эмиттерный элемент 5 образован расположенными рядом отдельными пленками 5а, которые приспособлены для прикрепления к стенкам 3. С этой целью они снабжены аксессуарами для сборки в зонах, зарезервированных для крепления. Эти аксессуары содержат металлические проушины 11, гофрированные в перфорациях, выполненных в лентах 12, расположенных на периферии сборки пленок 5а, и в лентах 12а, окружающих каждую отдельную пленку 5а, причем эти ленты 12, 12а предназначены для крепления.Периферийные ленты 12, 12а предпочтительно состоят из ткани или другого негорючего материала. Проушины 11 имеют соответствующий диаметр и расположены на расстоянии друг от друга, так что они позволяют соединять с помощью упругих или жестких стяжек 13a периферийных лент 12a смежные отдельные эмиттерные пленки 5a друг с другом, чтобы образовывать лист, а по периметру сборки с помощью других стяжек 13 между периферийными лентами 12 и любым зацепным устройством 8, закрепленным на стенах комнаты.Это зацепляющее устройство может состоять из непрерывной опоры 15 в виде уголка, прикрепленного к стене своим вертикальным рычагом, зубчатый горизонтальный рычаг которого служит для зацепления стяжек 13 эмиттерного элемента 5. Однако такое зацепление также может быть производиться за счет удаленных друг от друга отдельных точек крепления на стене 3.

Отдельные точки крепления 22 и их связи 23 предназначены для того, чтобы противостоять и продолжать удерживать элементы 5 прикрепленными к стенам и, следовательно, удерживать отражающий элемент 4 в случае пожара.

Другой тип сборки состоит в закреплении отдельных эмиттерных пленок 5а на негорючей ткани (например, из стекла, углеродных волокон и т. Д.), Уток которой обеспечивает оптимальное прохождение инфракрасного излучения, но характер и размер которой сетка такова, что в случае возгорания эмиттерных пленок 5a соединение посредством адгезии или сварки эмиттерных пленок 5a на негорючей опорной ткани ограничивает распространение пламени и предотвращает падение расплавленного материала на людей, находящихся в помещении, за счет удерживания в сетках переплетения ткани.Обработка путем удержания огнестойкого продукта в нити, составляющей переплетение, может сделать этот узел самозатухающим и существенно улучшить его поведение в случае пожара.

РИС. 4 и 5 показан способ крепления верхнего отражающего элемента 4 к стенам 3 комнаты. Этот верхний отражающий элемент 4 образован пленкой или тканью, в которой используются такие компоненты, что его коэффициент отражения (для электромагнитного излучения, находящегося в электромагнитном спектре, в так называемой полосе излучения ближнего инфракрасного диапазона, т.е.от примерно 0,6 микрометра до 12 микрометров), является максимальным для температуры эмиссии в диапазоне от 30 ° С. С до 70 ° С Отражательная пленка 4 имеет на своей периферии усиливающий элемент 16, в котором на соответствующем расстоянии проткнуты отверстия, в которых расположены гофрированные проушины 17, и через эти проушины проходит жесткая или эластичная стяжка 18, доходящая до зацепляющего устройства 7, закрепленного на стенки 3. Это зацепляющее устройство может состоять из непрерывной опоры 19 того же типа, что и опора 15, служащей для зацепления элемента 5 излучателя излучения.Однако отражающая пленка 4 также может быть прикреплена любыми подходящими средствами к отдельным точкам крепления, распределенным по стенам.

Нижняя подвешенная ткань 6 может быть изготовлена ​​из ткани или листа пластикового материала, имеющихся на рынке. По краю он прикреплен к стенкам 3 посредством крепления 9, прикрепленного к стенкам 3 обычным образом.

Крепления 19, 15, 9, служащие для зацепления трех наложенных друг на друга элементов 4, 5, 6, могут быть отделены друг от друга, как показано на чертежах, или они могут состоять из одной и той же секции.

В варианте воплощения, показанном на фиг. 6-9, устройство согласно изобретению обеспечивает кондиционирование воздуха, то есть обогрев и / или охлаждение помещения, в котором оно установлено. По существу, он содержит плоский теплообменник 21, проходящий горизонтально, то есть параллельно потолку 2, расположенный между плоским верхним отражающим элементом 4 и плоским нижним растянутым листом 6, аналогично потолку 2.

Теплообменник 21 состоит из панели 22 очень небольшой толщины, порядка миллиметра.Эта панель образована двумя параллельными тонкими листами 23, 24 из полимера или металла низкой плотности, которые соединены между собой тонкими перегородками 25, параллельными друг другу, образуя перемычки. Эти перегородки образуют между собой каналы 26, которые проходят прямо через панель и открыты на своих двух противоположных концах. В неограничивающем варианте осуществления, показанном на чертеже, каналы 26 имеют квадратное поперечное сечение, но они также могут иметь прямоугольное, круглое или другое поперечное сечение.Два противоположных края панели 22, на которых расположены отверстия внутренних каналов 26, входят, соответственно, в две трубы 27, 28, закрытые на одном из своих концов 27а, 28а и открытые на своих других концах 27b, 28b для возможности соединения, в замкнутом контуре — в установку для циркуляции жидкого или газообразного теплоносителя или хладоносителя. В примере, проиллюстрированном на чертеже, труба 27 является той, через которую вводится текучая среда, и, следовательно, она составляет распределитель, в то время как другая труба 28 выполняет роль коллектора, путь текучей среды в теплообменнике обозначен стрелками. .Два противоположных края панели 22 входят в продольные пазы, сделанные в стенках двух труб 27, 28, и крепление осуществляется герметично с помощью уплотнений 29.

Теплоноситель или хладагент, который может быть подходящей жидкостью или газом, доступным на рынке, нагревается или охлаждается вне помещения с помощью любого известного устройства для преобразования энергии, такого как бойлер, тепловой насос, холодильная установка с питающим насосом, и т.д. Можно изменять количество энергии, обмениваемой между устройством в соответствии с изобретением и окружающей средой для данной установленной поверхности теплообменника, путем изменения скорости циркуляции текучей среды и / или ее температуры.

Как показано на фиг. 6 теплообменник 21 предпочтительно расположен между верхним отражающим элементом 4 и нижним листом 6, который изготовлен из материала, проницаемого для излучения. Теплообменник 21, верхний отражающий элемент 4 и нижний растянутый лист 6 прикреплены к стенам помещения любыми подходящими средствами.

Поскольку устройство в соответствии с изобретением относительно хрупкое из-за использования очень тонкой панели, естественно, предпочтительно изготавливать его в виде блоков небольших размеров, которые соединены друг с другом для покрытия всей поверхности потолка. или стена комнаты.Кроме того, целесообразно предусмотреть такие средства, как сетка, для поддержки всех отдельных блоков кондиционирования воздуха, образующих большое теплообменное устройство.

Безопасны ли инфракрасные лампы? — Инфракрасные обогреватели

Безопасны ли инфракрасные лампы?

Инфракрасные лампы все чаще используются на террасах, обеспечивая тепловой комфорт на открытых площадках коммерческих помещений, обеспечивая тепло и продлевая пребывание клиентов даже в самые холодные и суровые зимние вечера.Однако инновационные методы немедленного нагрева не всегда являются наиболее подходящими с точки зрения безопасности. Безопасны ли эти инфракрасные лампы? Давайте подробнее рассмотрим, как работает инфракрасное излучение и какое влияние оно оказывает на человеческий организм.

• Радиационное отопление: как это работает
• Безопасное использование инфракрасных ламп
• Решения для обеспечения безопасности

Радиационное отопление в инфракрасных лампах безопасно?

Помещения или предметы можно обогревать контактным или бесконтактным способом.

Контактный нагрев называется кондуктивным, если есть источник тепла, или конвекцией, если есть контакт с нагретой средой, такой как воздух. Если нагрев происходит через контакт, более теплый источник передает тепло более холодному источнику, который затем нагревается, чтобы достичь теплового равновесия.

Инфракрасные (ИК) лампы, с другой стороны, используют бесконтактный нагрев, который осуществляется путем облучения и излучения с длинами волн ИК-лучей. Процесс можно оптимизировать с точки зрения эффективности, если обогреваемый объект имеет коэффициент поглощения.Это сопоставимо со спектром действия используемой лампы. Этот тип инфракрасных лучей может быть коротковолновым (IR — A), средневолновым (IR — B) или длинноволновым (IR — C). Объект облучается источником тепла. В данном случае инфракрасная лампа поглощает не менее 92% энергии, поступающей от источника. Хотя лампы названы в соответствии с типом излучаемой ими волны, длинной, средней или короткой, в действительности передаваемые волны никогда не относятся к одному типу, а имеют разные длины волн из-за интерференции с другими волнами того же типа.

Типы инфракрасных ламп

Фактически они классифицируются как лампы, которые работают как:

— Средневолновые металлические инфракрасные

— Средневолновые кварцевые инфракрасные

— Коротковолновые кварцевые инфракрасные

Инфракрасные лампы используются для основная цель отопления, учитывая их эффективность и универсальность в различных условиях эксплуатации. Они могут удовлетворить любые потребности, от промышленного использования до использования в ресторанах или на частных террасах.

Инфракрасные лампы часто используются в промышленных целях, для нагрева тонких слоев полупроводников, для сварки пластмассовых материалов, для отверждения смол, для закрепления тонеров принтера, для отверждения цемента, и они настолько универсальны, что их можно использовать даже для усадки пленки, испарения химических растворителей и для снятия остаточных напряжений, создаваемых механическими процессами, такими как сварка металла.

Перечислив основные характеристики и их эффективность, уверены ли мы, что радиационный нагрев инфракрасными лампами безопасен?

Инфракрасные лампы безопасны!

Безусловно, правильная установка ламп в соответствии с инструкциями и стандартами, предоставленными производителем, является основой для безопасного использования продукта. Однако не менее важен профессионализм установщика лампы. Уверены ли мы, что помимо правильной установки продукт, обеспечивающий обогрев инфракрасным излучением, не причинит вреда окружающей среде или здоровью человека?

Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо оценить данные научных исследований, проведенных для ответа на этот вопрос.

Исследование с целью дальнейшего изучения возможных рисков, которым подвергается человек при использовании этих новых типов отопления, было проведено местным органом здравоохранения (ASL) Сиены. Это исследование было предпринято для оценки рисков воздействия на рабочих и завсегдатаев, например посетителей баров.

Исследование проводилось с учетом ряда типов инфракрасных ламп, в частности, с номинальной мощностью от 1000 Вт до 2000 Вт. Мы хотели бы отметить, что существуют законы и правила, предназначенные для защиты здоровья людей. операторы, в частности, устанавливающие пределы воздействия этого излучения на глаза.Фактически, с медицинской точки зрения, если эти пределы превышены, человеческий глаз подвергается риску необратимого термического повреждения роговицы.

Инфракрасные лампы

Фактически, исследования показывают, что большинство ламп излучают оптическое излучение IR-A, которое может вызвать необратимое повреждение глаз даже через несколько секунд на слишком близком расстоянии, вызывая катаракту, ожоги роговицы и прогрессирующую потерю прозрачность линзы.

Что касается воздействия излучения инфракрасных ламп на кожу, то были проведены другие исследования.Тип волны (IR — A, IR — B, IR — C) оказывает различное воздействие на кожу, в частности, чем ниже частота, тем глубже проникает волна. Таким образом, несомненно, волны IR-A, которые достигают подкожной ткани, могут быть наиболее разрушительными. IR-B вызывают немного меньшее беспокойство, достигая только дермы, а излучение IR-C-волн, проникающих только до эпидермиса, относительно безвредно.

Однако важно знать, что волны IR-A используются в медицинских целях именно из-за их проникающей способности.Следовательно, использование инфракрасных волн, если оно регулируется соответствующими стандартами и осуществляется компетентными операторами для соответствующих целей, не создает проблем для здоровья человека. Очевидно, что воздействие не должно быть продолжительным, а также должны соблюдаться безопасные расстояния. Поэтому правильное применение подобных систем имеет жизненно важное значение, а также их правильная установка.

Решения для обеспечения безопасности

Прежде всего, необходимо использовать инфракрасные лампы хорошего качества, имеющие подлинные сертификаты, регулируемые соответствующими законами.В таком случае важно полагаться на компетентный и профессиональный персонал как при установке и использовании, так и при установке правильных систем безопасности.

Кроме того, недостаточно полагаться на компетентный персонал. Также полезно искать информацию в частном порядке и независимо. Очень часто в руководствах по эксплуатации этих обогревателей может не быть предупреждений о медицинских рисках. Поэтому рекомендуется соблюдать безопасное расстояние, ограничивать время воздействия и использовать защитное оборудование при использовании машин, работающих с инфракрасным обогревом.

Инфракрасные факты

Наконец-то появился способ контролировать, сколько вы можете сэкономить на следующем счете за тепло !!!!

Многие клиенты спрашивали нас: «Почему именно инфракрасные зонные обогреватели?» Ответ прост, Инфракрасные обогреватели — самый эффективный способ преобразования электрической энергии в тепло. энергия. Это означает БОЛЬШУЮ ЭКОНОМИЮ для вас! В отличие от обогревателей, которые могут только обогревать в непосредственной близости, инфракрасные зонные обогреватели могут обогреть 400- 1200 квадратных футов.

Нет тепла под потолком или дверных коллекторов с инфракрасным излучением. зонный нагреватель.Уникальный процесс солнечной зоны фактически позволяет нагревателю не только обогрейте одну зону, а не несколько комнат.

Расходы на эксплуатацию и техническое обслуживание ниже, чем у традиционных систем отопления и Обогреватели инфракрасных зон практически не требуют обслуживания. Эти обогреватели поставляются с Моющийся фильтр на весь срок службы. Полная 3-летняя гарантия, включая новую коммерческую кварцевые трубки, защищающие ваши вложения. Этот инновационный инфракрасный обогреватель также не удаляет влагу из воздуха! Это действительно помогает поддерживать желаемую влажность уровней, это предотвращает скопление воды на окнах, как в обычных системах.

Вот лучшая часть — вы можете положить их куда угодно и не беспокоиться о проблемы, которые создают другие обогреватели, представленные сегодня на рынке. Вы можете установить это и забыть Это!! Будьте в тепле, будьте в безопасности и экономьте деньги!

Как работают инфракрасные обогреватели?

Инфракрасное излучение

• Инфракрасное излучение — это разновидность электромагнитного излучения, очень похожая на свет или радио. волны. Он имеет более низкую частоту, чем видимый свет, и его нельзя увидеть с помощью невооруженным глазом.Все, что выше абсолютного нуля (самая низкая из возможных температур), дает некоторая степень инфракрасного излучения. По мере того, как объект нагревается, он производит больше инфракрасного излучения. излучение на более высокой частоте.

Инфракрасный обогреватель

• Существует три типа нагрева: конвекционный, теплопроводный и радиационный. Конвекция нагревается движением воздуха или воды. Например, если вы дунете горячим воздухом горячего змеевика, вы обогреваете комнату конвекцией.Проводимость нагревается тенденция тепла проходить сквозь материал. Если оставить металлический шпатель в горячем кастрюлю и попробуйте вытащить ее еще раз, ручка вас обожжет. Хотя ручка не находился прямо над сковородой, конец шпателя был, и металл проводил тепло к ручке. Инфракрасное тепло основано на третьем принципе: излучении. Молекулы имеют тенденцию поглощать инфракрасное излучение определенной длины волны. Когда это поглощение бывает, он нагревает молекулу.Инфракрасный обогреватель будет настроен на подходящая длина волны для всего, что он предназначен для нагрева.

Эффективность инфракрасного обогрева

• Прелесть инфракрасного обогрева в том, что его можно точно настроить на обогрев одного конкретного вещь. Инфракрасный обогреватель имеет катушку или другую нить накала с достаточным количеством электричества. через него, чтобы получить очень высокую температуру (1000 градусов Цельсия или более в некоторых инфракрасных обогреватели). В зависимости от температуры он будет генерировать определенную длину волны, которая взаимодействует с желаемой молекулой.Инфракрасные сауны, например, отлично настроены на только греют воду. Некоторые инфракрасные обогреватели предназначены, например, для подогрева воды. Эти обогреватели можно использовать для нагрева больных мышц, так как человеческое тело в основном состоит из воды. Другие обогреватели могут быть предназначены только для нагрева определенного вида пластика или металл для промышленного применения. Очень мало тепла теряется, и почти все это идет на нагрев мишени.