Как работают инфракрасные обогреватели | Как это работает

Инфракрасные обогреватели производят тепло, которое является продуктом невидимого света.

Вы, вероятно, узнали об инфракрасном свете, когда изучали длины волн на уроках естествознания. Возможно, вы также слышали об инфракрасном излучении или инфракрасной технологии из случайных заметок в телевизионной рекламе или в журналах. Но, если честно, вы либо забыли, либо никогда не понимали науку о длинах волн и световых спектрах. Таким образом, вы почти ничего не понимаете, когда пытаетесь понять, что делают инфракрасные обогреватели.

Возможно, вы помните, что инфракрасный свет невидим, потому что он находится за пределами видимого нами спектра. В этом суть инфракрасного обогревателя: тепло — это продукт света, который невидим для наших глаз. Причина, по которой мы согреваемся от инфракрасного обогревателя, заключается в том, что наша кожа и одежда поглощают свет [источник: Wasch]. Это как разница между пребыванием прямо на солнце и сидением в тени. Вы чувствуете тепло на солнце, потому что свет, падающий на вашу одежду и кожу, согревает вас, но когда вы находитесь в тени, свет не достигает вас.

Существует несколько видов инфракрасных обогревателей. Некоторые могут направить свой инфракрасный свет прямо в комнату или пространство, чтобы согреть объект, которого достигает. Другие инфракрасные обогреватели состоят из трех частей, которые выделяют тепло: инфракрасные лампочки, теплообменник (например, из хорошего металлического проводника, такого как медь) и вентилятор, который нагнетает воздух на теплообменник для создания тепла [источник: Wasch].

Инфракрасные обогреватели также различаются источником топлива и конструкционным материалом. Есть пропан, природный газ и электрические обогреватели. Некоторые из них керамические, а есть и портативные [источник: IQS Directory].

Инфракрасные обогреватели имеют определенные характеристики и должны использоваться только в определенных ситуациях. Эти обогреватели могут быть более экологичными. Нажмите на следующую страницу, чтобы узнать больше о некоторых технических характеристиках инфракрасных обогревателей.

  1. Технические характеристики инфракрасного обогревателя
  2. Инфракрасные обогреватели зеленые?
  3. Когда использовать инфракрасные обогреватели

Технические характеристики инфракрасного обогревателя

Трудно делать общие заявления об инфракрасных обогревателях, потому что существует очень много разных спецификаций. Во-первых, это источник топлива/энергии. Как мы упоминали ранее, инфракрасные обогреватели могут питаться от электричества, природного газа или пропана — если вы ищете электрическую модель, вам следует проверить, сколько вольт и Гц используется. Различные обогреватели также имеют разную тепловую мощность и максимальную рабочую температуру. Некоторые обогреватели также оснащены таймерами [источник: Tools For Wellness].

Читайте также:
Плюсы и минусы натяжного потолка (часть 1) | Дизайн домашнего интерьера, дизайн кухни и ванной комнаты, идеи архитектуры и украшения

Другие характеристики включают в себя: элементы управления фильтром, колеса, вес, вентилятор, термостат и цвет. Дизайн тоже играет роль. Обычно вы найдете защитный кожух над нагревательным элементом, который может быть изготовлен из меди, железа, стали или латуни [источники: Ramson Solutions, Global Spec].

Прочтите следующую страницу, чтобы узнать, почему некоторые утверждают, что инфракрасные обогреватели более экологичны, чем другие источники тепла.

Некоторые люди скептически относятся к использованию инфракрасного тепла. Они считают, что инфракрасное тепло вызывает рак из-за излучения, которое испускает источник тепла. Хотя в домашних инфракрасных обогревателях есть настройка, которая удерживает тепло на слабом уровне в течение длительного периода времени, некоторые считают, что это может нанести вашему телу такой же вред, как если бы вы находились в присутствии более сильного источника инфракрасного тепла в течение более короткого времени. количество времени [источник: Associated Content].

Инфракрасные обогреватели зеленые?

Трудно отапливать свой дом и оставаться зеленым, пытаясь причинить минимальный вред окружающей среде. Нет ни одного способа согреться, который не повлиял бы на окружающую природу. Вы даже можете заявить, что простое объединение в несколько слоев одежды все равно будет влиять на окружающую среду, если эта одежда была сделана на фабрике. При этом нельзя утверждать, что инфракрасные обогреватели не влияют на внешний мир.

Это действительно зависит от того, какой инфракрасный обогреватель вы используете. Помните, как все обогреватели используют разный источник топлива? Вы можете спорить, что зеленее, задав вопрос: лучше использовать электричество или природный газ? Когда вы думаете, насколько экологичны инфракрасные обогреватели, обязательно помните об источнике питания каждой конкретной модели.

Есть и другие факторы, определяющие экологичность инфракрасных обогревателей. Например, электрические инфракрасные обогреватели не выделяют в воздух вредных паров и не вносят никаких выбросов в атмосферу. Электрические инфракрасные обогреватели также не зависят от топливных или газовых линий, что является еще одним преимуществом [источники: Alabama Power, Tools For Wellness].

Некоторые бренды инфракрасных обогревателей утверждают, что их обогреватели не удаляют кислород или влагу из воздуха. Компании подтверждают, что их обогреватели обеспечивают легкое дыхание и насыщенный кислородом воздух, при этом выделяя тепло [источник: Alabama Power].

Читайте также:
Руководство по выращиванию и посадке нерин от Easy to Grow – Easy To Grow Луковицы

Нажмите на следующую страницу, чтобы узнать, где и в какой ситуации лучше всего использовать инфракрасный обогреватель. Прежде чем вы даже подумаете о покупке, вы должны убедиться, что знаете, когда использовать инфракрасный обогреватель!

Если вы планируете перейти на инфракрасный обогреватель, обязательно проверьте местные скидки. Например, компания из Миннесоты предлагает скидку всем потребителям природного газа в пределах штата, которые хотят установить новое оборудование для инфракрасного обогрева. Следите за подобными предложениями и следите за тем, что нужно, чтобы претендовать на них [источник: Center Point Energy].

Когда использовать инфракрасные обогреватели

Инфракрасные обогреватели действительно обеспечивают прямое экономичное отопление, но это не означает, что вы должны отказаться от центрального отопления. Инфракрасные обогреватели, как правило, не предназначены для обогрева всего дома.

Вместо этого вы, скорее всего, найдете технологии инфракрасного обогрева в больших помещениях, которые должны противодействовать частым потерям тепла, таких как склады, гаражи и ангары для самолетов. Эти помещения часто имеют большие двери или другие полости, которые часто открываются и закрываются. Инфракрасное тепло хорошо работает, чтобы предотвратить слишком сильное охлаждение этих областей.

Вы также, вероятно, найдете их вдоль производственных линий на фабриках, но инфракрасные обогреватели не предназначены для промышленных площадок и пещерных зон. Из-за их способности сосредотачивать тепло на объектах, а не просто нагнетать горячий воздух в комнату, они полезны в проектах по строительству или благоустройству дома, например, помогают высохнуть краске. В любое время, когда необходимо прямое тепло, ответом может стать инфракрасное тепло.

Вы даже можете найти инфракрасные обогреватели в местном спортзале или спа-центре — популярность инфракрасных саун начинает расти. Новая технология направляет инфракрасные лучи на тела, нагревая их так же, как солнечные лучи, но без ультрафиолетовых лучей. Сауны прошлого полагались на традиционные методы производства большого количества тепла, чтобы сначала согреть воздух, а затем тела в сауне. Инфракрасное тепло пропускает воздух и напрямую нагревает тела гораздо эффективнее.

Для получения дополнительной полезной информации обязательно ознакомьтесь со ссылками на следующей странице.

Читайте также:
Стили дизайна интерьера: Полное руководство | АМАРА

Целью исследования было проверить влияние инфракрасных обогревателей, используемых в промышленных зданиях. Поскольку инфракрасное излучение — это то, что мы получаем от солнца, исследование показало, что человеческое тело способно выдерживать типичное количество излучения, излучаемого инфракрасным обогревателем. Исследование показало, что инфракрасные обогреватели имеют много преимуществ, в том числе более высокую энергоэффективность и лучшую среду обитания благодаря использованию природного газа, наименее вредного ископаемого топлива [источник: Sage Journals Online].

Понимание инфракрасного

Для принятия практических решений по использованию инфракрасных обогревателей высокой или низкой интенсивности для обогрева помещений полезно иметь базовое представление об электромагнитной энергии. Вся энергия, которую мы получаем от солнца, широко определяется как электромагнитные (ЭМ) волны, которым физики приписывают свойства длины волны и частоты.

Действительно, было обнаружено, что длина волны, умноженная на частоту, равняется константе, равной 3 х 108 м/сек, скорости света.

Около 3% солнечной электромагнитной энергии относится к ультрафиолетовому излучению или более коротким волнам, около 50% приходится на диапазон видимого света и около 47% энергии приходится на инфракрасные волны и более длинные волны. Только инфракрасные диапазоны волн снабжают землю тепловой энергией.

Все физические тела способны поглощать и излучать электромагнитную энергию, и существует взаимосвязь между температурой, которая является мерой теплового заряда тела (как напряжение для электричества), и длиной волны энергии, излучаемой телом. По мере повышения температуры излучателя доминирующие длины волн становятся короче, а частота увеличивается.

Инфракрасные камеры способны принимать и записывать электромагнитную энергию и присваивать цвет на экране каждой величине длины волны. Интенсивность и цвет, видимые глазу на экране, представляют собой перевод количества электромагнитной энергии этой конкретной длины волны, измеренной приемником камеры.

Для инфракрасных излучающих обогревателей применимы все вышеизложенные физические принципы. Нагреватели высокой интенсивности, называемые так потому, что полоса частот их излучаемой энергии в целом выше, чем низкая интенсивность, работают при номинальных температурах излучателя 1600–1900ºF. В результате 80% излучаемой ЭМ энергии приходится на длины волн примерно от 1 до 6 микрон (10-6 метров). С практической точки зрения это означает, что энергетическая полоса очень близка к энергетической полосе спектра видимого света, и поэтому мы видим излучатель красноватого цвета. Чем ярче цвет, т.е. ближе к оранжевому и желтому, тем короче средняя длина волны энергии излучателя.

Читайте также:
Винтовые сваи | Технологии Земли

Нагреватели малой интенсивности работают в диапазоне температур примерно от 600ºF до 1100ºF с соответствующими длинами волн ЭМ от 2 до 10 микрон. Это дальше от спектра видимого света, и поэтому свет не излучается, т.е. свечения нет.

Следующая диаграмма иллюстрирует вышеизложенное.

например. при 1800ºF (нагреватель высокой интенсивности) 25% от общего эмиттанса приходится на 2.8 микрона; при 900ºF (нагреватель низкой интенсивности) 15% от общего эмиттанса приходится на 4.5 микрона.

При выборе отопительного прибора для определенного помещения первый очевидный вопрос: какой нагреватель, высокой или низкой интенсивности, подойдет мне лучше всего? Чтобы прийти к выводу, широкий вопрос нужно разбить на несколько более простых вопросов, на которые мы можем ответить на основе простой физики.

Обеспечивает ли более высокая эффективность излучения в обогревателе высокой интенсивности, т. е. повышенное преобразование тепловой энергии в лучистую энергию, автоматически улучшенное отопление помещений? Ответ – нет!

Из предыдущих принципов физики мы знаем, что по мере того, как мы подводим больше тепловой энергии к данному излучателю, температура повышается, а также увеличивается средняя частота излучаемой ЭМ энергии. Например, по мере того, как эффективность излучения высокоинтенсивного обогревателя данной области все больше и больше улучшается, он производит все больше и больше энергии в верхней части своего частотного диапазона (о чем свидетельствует изменение цвета в сторону более яркого и белого цвета). Мы также знаем, что белый свет мало согревает. Лампа накаливания с вольфрамовой нитью работает при температуре около 2000ºF и производит незначительное инфракрасное излучение. Вывод; по мере того, как инфракрасные обогреватели все больше приближаются к световым длинам волн, их общие свойства инфракрасного нагрева фактически начинают снижаться.

Поглощают ли материалы все длины волн электромагнитной энергии одинаково? Ответ – нет!

Мы ограничим наше обсуждение здесь бетоном и водой как реципиентами инфракрасной энергии, потому что они являются самыми большими компонентами теплоотвода в системе обогрева помещений. Бетон представляет собой пол конструкции, а вода представляет собой человеческое тело (которое составляет 97% по весу воды). Все элементы обладают своей уникальной склонностью к поглощению определенных длин волн электромагнитной энергии. Следующие графики относятся к бетону и воде.

Читайте также:
Как почистить чайник и удалить накипь | Клинопедия Великобритания

Заметим, что вода имеет сродство к длинам волн 3 и 6 микрон; бетон имеет сродство к длинам волн от 3 до 6 микрон.

Очевидный вывод заключается в том, что инфракрасные обогреватели, которые производят все большее количество инфракрасной энергии выше 3 микрон, хотя их эффективность излучения действительно может быть довольно высокой, производят бесполезную электромагнитную энергию; энергии, которая не может быть поглощена основными поглотителями тепла в пространстве.

Является ли установленное расстояние фактором при выборе оборудования с высокой или низкой интенсивностью нагрева? Для всех практических целей ответ – нет!

Интенсивность излучения инфракрасного обогревателя в значительной степени зависит от температуры, которая, в свою очередь, является мерой тепла на единицу площади излучателя (мы предполагаем, что поверхность излучателя тонкая). 100,000 3 BTUH через излучатель площадью 30 квадратных фута будут ощущаться гораздо более интенсивно, чем тот же выход для излучателя площадью XNUMX квадратных футов. Для выброса предполагаемого BTUH из меньшей площади потребуется более высокая температура. Чем выше температура, тем быстрее «выгоняет» ЭМ энергию с поверхности эмиттера. Однако, как мы видели ранее, это приведет к общему более высокому частотному распределению ЭМ, что может не привести к повышению эффективности нагрева.

Как видно из действия Солнца, инфракрасная энергия проходит сквозь пространство и достигает земли с небольшими видимыми потерями. Энергия может быть перехвачена частицами пыли и влаги, например облаками. Если в здании нет облаков, инфракрасная энергия нагревателя высокой или низкой интенсивности с одинаковым рейтингом BTUH будет одинаково достигать самой дальней точки в системе отопления.

Несмотря на добавление отражателей, широко распространенные нагреватели высокой интенсивности работают практически как точечные источники ЭМ энергии. Рисунок А является репрезентативным.

Нагреватель низкой интенсивности с правильно спроектированным отражателем будет генерировать тепловую картину, как показано на рис. B. В хорошей конструкции инфракрасного обогрева помещений инфракрасное излучение, воздействующее высоко на стены конструкции, бесполезно. Хуже того, эта энергия повышает температуру поверхности стены; увеличивает градиент температуры поперек стены и увеличивает теплопотери здания.

Является ли рейтинг тепловой эффективности для высокой и низкой интенсивности хорошим критерием для выбора между двумя вариантами прибора? Ответ – нет!

Читайте также:
Поли(этен) (полиэтилен)

Термическая эффективность — это инженерный критерий, который можно использовать только с устройством с вентиляцией.

По определению его физической конструкции вся тепловая энергия, потребляемая высокоинтенсивным обогревателем, остается в пространстве здания, и поэтому тепловой КПД составляет 100%. Инфракрасные обогреватели низкой интенсивности, если они вентилируются наружу, могут иметь процент тепловой эффективности от середины 70 до 80. Всякий раз, когда используются невентилируемые обогреватели, обязательные строительные нормы и правила требуют, чтобы свежий воздух подавался в здание со скоростью 3 кубических фута в минуту на каждые 1,000 BTUH тепла. Т.е. строительные нормы и правила требуют добавления 18,000 100,000 кубических футов свежего воздуха в час для обогревателя мощностью 50 100 BTUH. Если мы предположим предельную потребность в отоплении Южного Онтарио, это может составлять около половины объема здания каждый час. Независимо от заявлений отдельных производителей, если мы рассматриваем здание и его инфракрасное отопительное оборудование как общую систему, «тепловой КПД всей системы» для высокой интенсивности будет ближе к XNUMX%, чем к XNUMX%, и, конечно, меньше, чем для системы с низкой интенсивностью, где требуется намного меньше вентиляции.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: