Часто, морозным, солнечным зимним днём, когда выходите из квартиры, либо другого помещения, на улицу создаётся впечатление, что вы начинаете ощущать тепло сквозь одежду, хотя температура гораздо ниже нуля. Что же это за тепло? Всё очень просто: этот эффект мы ощущаем от лучей солнца, он основан на термических лучах длинной волны, поглощаемых поверхностью вашей одежды или окружающими вас предметами.
Инфракрасные лучи – это ЭМИ, подчиняемое правилам физики (в частности оптики). Они по природе аналогичны свету, видимому нами. В промежутке распространения волн лучистого потока они располагаются между коротковолновым радиоизлучением и видимым красным светом. Инфракрасная область тоже имеет своё разделение на следующие зоны: коротковолновую (0,74-2,5мкм.), средневолновую (2,5-50мкм.), длинноволновую (50-2000мкм.).
Инфракрасные лучи при условии нагрева выделяются как всеми твёрдыми, так ижидкими телами. Длина волны излучения также не одинакова, она зависит от температуры тела – при снижении его температуры, увеличивается длина волны и уменьшается интенсивность излучения.При маленьких температурах выделение энергии твёрдого нагретого тела расположено в ИК-промежутке практически полностью. Такой предмет видится нам тёмным. Волны, которые излучает твёрдое тело, при увеличении температуры, смещаются, таким образом, в видимую область спектра. Если охлаждённое тело мы видим тёмно-красным, то при больших температурах оно светлеет до белого.
Цель вышесказанного – разъяснение понятий, терминологии. Разные производители дают отличающиеся от других названия: инфракрасные, длинноволновые, тёмные и светлые обогреватели. Но, все они инфракрасные по определению. Отличаются они разной длиной излучаемой волны. При большой длине волны приборы имеют самую малую температуру этой излучающей поверхности и, следовательно, выделяют волны в основном в длинноволновой части спектра, поэтому их именуют тёмными и так далее.
Свойства ИК-излучения.
Каждое вещество имеет определённые оптические свойства (прозрачность, коэффициенты отражения и преломления). Они имеют большие отличия в инфракрасной области. Способность отражения для инфракрасного излучения многократно больше, в сравнении с этой же характеристикой видимого света, она прямо пропорциональна длине волны ИК-излучения, т.е. чем длиннее волны ИК-излучения, тем способность отразиться выше. Такие материалы из элементов Al, Au, Ag, Cu обладают прозрачностью для ИК лучей, или обладают большой способностью к их отбитию. Именно они используются производителями инфракрасных приборов. Прозрачные – в качестве световых фильтров, отражающие – в качестве излучателей.Воздушную среду инфракрасные лучи пронзают почти беспрепятственно. Кислород и молекулы азота не поглощают ИК-излучение, а только несколько ослабляют его. Другие составляющие атмосферы (озон, пары воды, углекислый газ) выборочно поглощают его.
Принцип инфракрасного обогрева
Действие инфракрасных обогревателей основывается на свойствах инфракрасного излучения, указанных выше. Не задерживаясь в воздушной среде, оно непосредственно доходит до твёрдых предметов (пол, стены, мебель, люди, оборудование) и отдаёт им свою энергию.
А уже от них происходит нагревание воздуха. Расстояние от предмета до ИК-обогревателя влияет на плотность потока тепла. Чем ближе они находятся, тем поток интенсивнее и нагревание происходит лучше и быстрее. Обогреваются предметы только в зоне прямого действия излучения, локально. На этом основываются преимущества ИК-обогревателей. Так, при использовании конвективного обогрева происходит скапливание нагретого воздуха под крышей помещения, тогда как ИК-обогреватель нагревает непосредственно предметы. Это значительно повышает экономичность использования нагревательных приборов. Аналогично, при использовании основной схемы отопления, возможно снижать её температуру за счёт компенсации ИК-«добавкой», которая поглощается непосредственно телом человека. В результате эксплуатации инфракрасных обогревателей значительно снижается энергопотребление, и, следовательно, уменьшаются затраты на обогрев. Установка ИК-приборов обогрева под потолком позволяет сэкономить полезную загрузку помещения. В больших торговых залах с немаленькими площадями, занимаемыми окнами, витражами, тем более при наличии куполов, инфракрасные обогреватели, установленные параллельно плоскости таких конструкций, способствуют созданию эффективного теплового барьера. Таким образом, снимается проблема избавления данных конструкций от снега и намерзания льда, решается задача очистки от ледяной и снежной корки лестницы и дорожек.
Управление приборами и отопительной системой на инфракрасных обогревателях
Простейшей системой управления является ручной выключатель, хотя и они бывают различного типа. Возможно автоматическое поддержание температурного режима в помещение. Это достигается с помощью терморегулятора. В зависимости от размеров помещения, возможна установка одного или нескольких регуляторов тепла. Принцип работы терморегулятора очень прост – при достижении заданной температуры происходит отключение нагревательного прибора и наоборот. Естественно, возможно использование и более сложных систем регуляции. Обеспечение этого достигается с помощью усложнённых приборов, которые управляют общей системой обогрева помещения.
Выводы
При использовании инфракрасных систем обогрева, нагревание происходит за счёт теплового направленного излучения в как в видимом, так и в инфракрасном спектре длин волн. Формирование микроклимата в помещении происходит при прямом тепловом излучении и отдаче тепла от нагретых предметов. Эксплуатировать ИК-системы обогрева возможно как в домашних условиях, так и на производстве. Их размещение очень эргономично. Преимущество лучистых систем перед обычными заключается в следующих показателях: высокий КПД (до 95%); быстрое нагревание помещений; отсутствие обдува; хорошая терморегуляция; возможность поддержания температуры за счёт аккумуляции тепла в нагретых предметах; экономия капитальных затрат при установке.