Riscaldamento a infrarossi e stufe – novità nel riscaldamento stagionale

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In questo articolo: la storia del riscaldamento a infrarossi il principio di funzionamento dei riscaldatori a infrarossi; i loro tipi e caratteristiche; le radiazioni infrarosse sono pericolose per l’uomo; come scegliere i riscaldatori a infrarossi.

Riscaldamento a raggi infrarossi

Sin dai tempi antichi, l’uomo ha saputo che insieme al sole al tramonto, anche il calore se ne va, il freddo della notte lo fa rabbrividire e cercare fonti di calore. Per migliaia di anni, il principale fornitore di calore è stato un fuoco aperto, dopo che i sistemi di riscaldamento centrale e individuale, sono comparsi vari riscaldatori elettrici nelle nostre case … Ma tutte queste fonti di calore hanno uno svantaggio comune: asciugano l’aria, rimuovendo senza sosta l’umidità e costringendo i proprietari di casa a acquistare non solo i riscaldatori stessi, ma anche umidificatori. Eppure esiste un tipo di riscaldatori che non asciugano l’aria per il motivo che non la riscalda: si tratta di riscaldatori a infrarossi, il cui principio è preso in prestito dal Sole stesso..

Riscaldamento a infrarossi – storia

La stessa radiazione infrarossa è stata scoperta e studiata dall’astronomo e compositore inglese William Herschel. 220 anni fa, questo astronomo ha deciso di scoprire quale colore dello spettro solare riscalda il telescopio che ha creato di più. Ha decomposto il raggio di sole nei suoi componenti usando un prisma e, dopo aver misurato la temperatura con un termometro, ha scoperto che la maggior parte della temperatura sale oltre il bordo del raggio di luce rossa. Herschel ha concluso che dietro la parte rossa visibile dello spettro c’è una specie di radiazione invisibile, che riscalda di più gli oggetti..

William Herschel
William Herschel (Friedrich Wilhelm Herschel). 1738-1822

Il creatore del primo riscaldatore a infrarossi, la cui fonte di energia era il gas, fu l’inventore tedesco Gunter Schwank – nel 1933 ricevette un brevetto per questa invenzione. In Russia, già nel 1905, il suo inventore – ingegnere V.A. tentò il riscaldamento a infrarossi Jachymovich, tuttavia, secondo il suo progetto, il portatore di energia radiante era acqua calda e vapore, trasmessi attraverso l’edificio da tubi d’acciaio incassati in pareti, soffitti e colonne..

I primi emettitori di calore a infrarossi sono stati prodotti principalmente per esigenze tecniche – sono ancora ampiamente utilizzati per asciugare le superfici verniciate, con il loro aiuto sterilizzano e asciugano gli alimenti.

Il principio di funzionamento e i tipi di riscaldatori a infrarossi

Se la maggior parte dei popolari dispositivi e sistemi di riscaldamento si basano sullo scambio di calore convettivo, in cui l’aria viene inizialmente riscaldata, che a sua volta riscalda le pareti, il soffitto, il pavimento e gli oggetti nella stanza, il trasferimento di calore radiante è caratteristico solo dei riscaldatori a infrarossi.

Le radiazioni infrarosse comprendono tre gamme di onde elettromagnetiche: 0,77-15 micron – onde corte; 15-100 micron – onda media; 100-340 micron – onda lunga. A causa della vicinanza spettrale della gamma di lunghezze d’onda corte a luce visivamente distinguibile e della quasi coincidenza della gamma di lunghezze d’onda lunghe con onde radio ultra-corte, la radiazione infrarossa si comporta come luce visibile (proiettata in linea retta, rifratta e riflessa) e, come le onde radio, penetra attraverso alcuni materiali impermeabili alla luce. In altre parole, questo tipo di radiazione non può riscaldare mezzi traslucidi come l’aria e riscalda oggetti impenetrabili allo spettro visibile della luce solare. L’efficienza del riscaldamento con raggi infrarossi a onde lunghe è chiaramente dimostrata dal Sole, che ha riscaldato la Terra per miliardi di anni con questi raggi..

Qualsiasi riscaldatore a infrarossi si basa sul principio del riscaldamento radiante: i raggi infrarossi risultanti vengono riflessi da un riflettore nella zona di riscaldamento. I riscaldatori a infrarossi a gas, diesel ed elettrici sono disponibili a seconda della fonte di energia. Nella prima versione, una miscela di aria con propano viene accesa usando un elemento piezoelettrico, tali riscaldatori sono destinati a spazi aperti, come campi sportivi e aree di parco – i riscaldatori a infrarossi a gas emettono onde lunghe, riscaldando un’area di circa 25 m2 (a seconda del modello).

Il principio di funzionamento e i tipi di riscaldatori a infrarossi

La seconda versione del riscaldatore a infrarossi è anche progettata per spazi aperti e stanze, ma funziona secondo il principio di una pistola termica ed è facile da spostare: il suo design, oltre a un serbatoio pieno di carburante, richiede il collegamento alla rete elettrica. Il suo principio di funzionamento: quando viene applicata l’alimentazione, gli elettrodi del bruciatore vengono riscaldati; la pompa del carburante e la ventola vengono avviate, formando la miscela aria-carburante; la miscela di vapori di carburante e aria che entra nel bruciatore si accende, emettendo raggi infrarossi.

Va notato che solo le radiazioni infrarosse possono effettivamente riscaldare spazi aperti, indipendentemente dalle correnti d’aria.!

La terza versione del riscaldatore a infrarossi funziona a elettricità, la fonte di radiazione è una bobina a filamento racchiusa in una base, che si riscalda fino a una temperatura di 900 diC. I raggi infrarossi risultanti, come nella progettazione di riscaldatori a gas e diesel, sono diretti verso la zona di riscaldamento mediante un riflettore.

Esternamente, un riscaldatore a infrarossi a gas ricorda un classico lampione – una base cilindrica a cui viene fornito il gas o in cui è collocata una bombola di gas, un supporto, al suo interno è presente un tubo che collega la fonte di gas e il bruciatore. Il design è completato da un bruciatore a iniezione, sopra il quale si trova un riflettore del radiatore. L’efficienza di tali riscaldatori è piuttosto alta – 80-85%, l’area riscaldata è di circa 25 m2. Il costo medio dei riscaldatori a infrarossi a gas è di 16.000 rubli.

Un riscaldatore a infrarossi diesel è costituito da un telaio dotato di un interasse, un serbatoio del carburante (gasolio o cherosene) montato su di esso e un corpo del radiatore che assomiglia a un proiettore orientato orizzontalmente, collegato da tubi a un serbatoio del carburante. Il prezzo medio per un riscaldatore a infrarossi diesel è di 18.000 rubli.

I riscaldatori elettrici a infrarossi sono dotati di tre tipi di emettitori, diversi nel guscio in cui è inserito il filamento: quarzo, ceramica o metallo (solitamente alluminio). I riscaldatori a infrarossi di design semplice sono dotati di un tubo a vuoto in vetro di quarzo trasparente con un filamento situato all’interno, quindi tali riscaldatori sono economici (da 2.000 rubli) Contro di tali emettitori: breve durata – circa 2 anni; consumo di energia relativamente elevato – circa 1-2,5 kW; un bagliore rossastro percepibile all’occhio umano, spiacevole per gli occhi sensibili. I raggi infrarossi a onde corte emessi da tali tubi non sono adatti per il riscaldamento a lungo, sono convenienti per riscaldare rapidamente una stanza o per stanze di una vasta area.

La spirale nei riscaldatori a infrarossi in ceramica è nascosta all’interno del guscio e non è visibile, ad es. non si nota alcun bagliore. La durata di vita degli emettitori di ceramica è più alta – da 3 anni, ma sono più costosi (da 9000 rubli). Inoltre, i riscaldatori a infrarossi in ceramica sono meno, rispetto agli emettitori di quarzo, la necessità di elettricità – nell’intervallo di 50 W-2 kW (dipende dal modello specifico). Il lento riscaldamento e raffreddamento degli emettitori di infrarossi in ceramica è compensato dalla loro durata; sono utilizzati nelle saune a infrarossi e negli ospedali.

Secondo le loro caratteristiche, gli emettitori con una serpentina di riscaldamento all’interno di una custodia di metallo sono simili agli elementi riscaldanti in ceramica, il costo dei riscaldatori a infrarossi con tali emettitori è leggermente superiore – circa 11.000 rubli. Tutti i riscaldatori piatti sono dotati di radiatori in un alloggiamento di metallo.

Riscaldatori IR elettrici

In base alla temperatura di riscaldamento della piastra di emissione, i riscaldatori a infrarossi sono suddivisi in alta temperatura (oltre 400 diC) e bassa temperatura (nell’intervallo 25-50 diA PARTIRE DAL). Riscaldatori con riscaldamento a piastre radianti entro 100-200 diC si chiama onda lunga. Le lunghezze d’onda dell’infrarosso dei dispositivi di riscaldamento ad alta temperatura sono troppo corte – meno di 7,5 micron, sono “dure” e, con un’esposizione prolungata, causeranno danni alla pelle umana paragonabili alle scottature solari. Pertanto, tali emettitori vengono utilizzati solo in luoghi di permanenza a breve termine di persone, ad esempio nei locali dei seminari. I riscaldatori a bassa temperatura, sicuri per la pelle umana, vengono utilizzati ovunque, sono realizzati in varie forme, compresi i pannelli piatti posizionati sui soffitti degli uffici e dei locali residenziali. I dispositivi di riscaldamento a infrarossi con radiazione a onde lunghe sono più spesso utilizzati in ambienti residenziali con un’altezza del soffitto fino a 3 m; la loro radiazione è sicura per la pelle umana. Negli alloggi in cui sono alloggiati i bambini, la massima temperatura di riscaldamento della spirale di un elemento di emissione IR non deve superare 65 diA PARTIRE DAL.

I riscaldatori a infrarossi possono essere configurati per funzionare in modalità automatica e diventare parte dell’apparecchiatura della casa intelligente. Ciò è particolarmente utile per le case di campagna che sono vuote nella stagione fredda: è possibile escludere un calo di temperatura all’interno dei locali residenziali impostando i riscaldatori IR per mantenere la temperatura in essi ad un livello ottimale di 5 diA PARTIRE DAL.

In che modo la radiazione infrarossa influenza l’uomo?

In generale, le radiazioni infrarosse sono sicure per l’uomo – inoltre, migliora il benessere generale. Ma bisogna tenere presente che l’effetto diretto della radiazione di un riscaldatore a infrarossi è simile all’irradiazione dei raggi del sole, che è irto di surriscaldamento in un pomeriggio estivo senza protezione di un copricapo. In una bella giornata al sole, la radiazione termica agisce con un’intensità di circa 400 W / m2 – il colpo di calore è inevitabile. Riscaldamento mediante radiazione infrarossa con un’intensità di oltre 150 W / m2 pericoloso per l’uomo, perché può indebolire il sistema immunitario, interrompere la struttura delle molecole proteiche. Ottimale per un adulto saranno le radiazioni infrarosse, la cui intensità è compresa tra 60 e 100 W / m2.

Evitare riscaldatori a infrarossi a onde corte che possono penetrare nel corpo umano. Gli emettitori di infrarossi a onde lunghe sono generalmente sicuri, ma devono essere installati rigorosamente all’altezza dichiarata dal produttore: minore è la distanza dalla superficie irradiata, maggiore è l’intensità della radiazione. Se si verifica una sensazione di disagio quando si cammina o si è seduti sotto un riscaldatore a infrarossi, la sua intensità di radiazione dovrebbe essere ridotta. Da questo punto di vista, sarebbe corretto installare diversi riscaldatori a bassa potenza rispetto a uno, ma ad alta potenza..

Per quanto riguarda i riscaldatori a infrarossi diesel e gas, una regola deve essere rigorosamente osservata: posizionarli solo all’aperto.!

Riscaldatori a infrarossi: come sceglierli

Prima di tutto, il riscaldatore a infrarossi non è così esotico come sembra a prima vista: in URSS c’erano tali elettrodomestici che assomigliano esternamente a una ciotola rotonda di un’installazione radar. Un riflettore rotondo e concavo, al centro di un cono di ceramica, attorno al quale viene avvolta una bobina di riscaldamento nuda, quando accesa, si riscalda rovente – ricorda?

Riscaldatori a raggi infrarossi

Tali dispositivi di riscaldamento a infrarossi non sono stati prodotti per circa 15 anni – sono francamente pericolosi, tk. può provocare un incendio, per non parlare del bruciare ossigeno.

Studiando i moderni tipi di riscaldatori elettrici a infrarossi, consideriamo in dettaglio due di essi – con un elemento riscaldante in un tubo di quarzo e in una cassa di metallo. Un tubo al quarzo ha solo un vantaggio: l’efficienza di un tale riscaldatore è leggermente superiore a quella di una piastra metallica che irradia calore, di circa il 5%. La temperatura di riscaldamento della bobina all’interno del tubo al quarzo supera i 600 diC, il flusso di calore emesso da esso è abbastanza forte – per questo motivo, tali emettitori a infrarossi sono installati su bracieri shawarma. Come accennato in precedenza, la durata di un tubo al quarzo è breve e la sostituzione costerà molto – il costo di un tubo al quarzo è una parte significativa del prezzo del riscaldatore stesso..

Riscaldatori a raggi infrarossi

I riscaldatori a infrarossi con un elemento di riscaldamento a spirale a bassa temperatura all’interno di una piastra di alluminio (elemento ad emissione di calore) non si riscaldano oltre i 300 diC, il loro unico aspetto “funzionante” è un crepitio silenzioso: l’acciaio inossidabile che forma una spirale e l’alluminio hanno diversi coefficienti di espansione, questo è normale e non dovrebbe destare preoccupazione. Studia attentamente la struttura interna di un tale riscaldatore, scoprendo le caratteristiche dell’elemento riscaldante, della piastra termo-radiante, dell’alloggiamento, dell’isolante e della pellicola.

Riscaldatori IR

Pertanto, chiediamo al venditore di rimuovere la copertura esterna dal riscaldatore, studiare attentamente la sua struttura interna e porre al venditore domande:

  • Qual è lo spessore dello strato di anodizzazione sulla piastra termo-radiante? Lo strato di anodizzazione di alta qualità dovrebbe essere di almeno 25 micron. Uno strato di questo spessore fornirà circa 20 anni di funzionamento corretto del dispositivo, con uno strato più piccolo, la piastra si brucerà in tre anni, il riscaldatore, di conseguenza, non funzionerà. Sfortunatamente, è impossibile determinare esternamente lo spessore dello strato di anodizzazione – dovrai fidarti del venditore;
  • Di che metallo è fatto l’elemento riscaldante? Gli elementi riscaldanti possono essere realizzati in acciaio inossidabile o metallo ferroso ordinario; nella seconda versione, il riscaldatore può essere installato solo in ambienti asciutti (il balcone e il garage non sono tali);
  • esamina attentamente l’interno della custodia in metallo, non verrà dipinto qui – questo è normale. Assicurati che non ci siano tracce di ruggine sul metallo, se ce ne sono, rifiuta di comprare – significa che l’esterno del metallo è stato verniciato con ruggine, che tra un paio d’anni apparirà all’esterno, rovinando l’aspetto del dispositivo;
  • Qual è lo spessore della pellicola riflettente? Lo spessore minimo consentito è di 120 micron, se la lamina è più sottile, una parte significativa dei raggi infrarossi andrà al soffitto e non verrà riflessa nella direzione desiderata. Utilizzare una normale penna a sfera: rimuovere il cappuccio e premere leggermente sulla pellicola (la pressione quando si preme è la stessa di quando si imposta un punto su un foglio di carta). Inceppamenti o la comparsa di un buco nella lamina significa che il suo spessore non è superiore a 100 micron – premendo su una lamina con uno spessore di 120 micron non lascerà quasi traccia.

A proposito, la presenza di una ventola nella progettazione di un riscaldatore a infrarossi non significa un vantaggio, ma uno svantaggio: in effetti, sarà un normale riscaldatore a convezione che solleva la polvere nella stanza.

Assicurati che il riscaldatore IR stesso e la sua confezione siano correttamente e completamente etichettati – adesivi di fabbrica lucidi (adesivi opachi possono essere realizzati su una normale stampante laser), testo chiaramente stampato, indicato il produttore, conformità a GOST o TU, data di emissione. Prestare attenzione al periodo di garanzia – un periodo troppo breve o troppo lungo con una marca sconosciuta del produttore dovrebbe suscitare sospetti.

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