Газовый обогреватель; принцип работы и советы по выбору

Газовый обогреватель — принцип работы и советы по выбору

Обзор газовых обогревателей

В связи с особенностями нашего климата, с конца осени и до середины весны можно наблюдать температурную отметку ниже 0 градусов. В таких условиях многих затрагивает вопрос об утеплении своего дома или рабочего места.

Отопительная система в квартире вряд ли может обеспечить оптимальную температуру в помещении, а установка автономного отопления связано с достаточно крупными затратами.

В такой ситуации использование различных обогревателей – вынужденная необходимость. К счастью, современный рынок позволяет произвести покупку обогревателя из довольно таки широкого ассортимента.

Одним из наиболее дешевых, удобных и эффективных проборов, по мнению экспертов, а также исходя из отзывов многих потребителей, является газовый обогреватель.

Сегодня существует достаточно много типов обогревателей, а потому, можно сказать что это понятие весьма обширное.

Можно выделить три основных типа:

• Газовый конвектор
• Каталитический газовый обогреватель
• Инфракрасный газовый обогреватель

Принципы работы инфракрасных обогревателей

Из стационарного прямого электроотопления наиболее современным и эффективным считаются длинноволновые (инфракрасные) обогреватели, которые, к сожалению, менее всего известны российскому потребителю. Это отопление в корне меняет наше привычное представление о распределении температур в обогреваемом помещении.

Принцип работы ИК-обогревателей

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

Инфракрасный спектр длин волн находится в интервале 1х10–6 мкм –1х10–3 мм, причем коротковолновая составляющая ИК-излучения формируется при температурах выше 750°С. Естественно, УФ-излучение, видимый свет и радиоволны не попадают в эту область.

Чем выше температура, тем короче длина волны и выше интенсивность излучения. Температура излучающей поверхости ИК-обогревателей — 100–950°С, в зависимости от области применения.

Для жилых зданий с высотой потолков 2,5–3,5 м допустима температура излучающей поверхности 100–120°С. Это наиболее мягкое и безопасное излучение, оно даже более безвредно, чем костер или камин. При высоте потолков более 3,5 м могут быть использованы температуры излучающей поверхности до 950°С.

Используемый для отопления тепловой спектр частот безвреден для человека, что подтвердили испытания как независимых исследователей, так и фирм-изготовителей. Сертификаты соответствия, выданные российскими службами, и соответствующие европейские сертификаты подтверждают безопасность этих приборов.

Фирмы-изготовители производят оборудование в основном потолочного крепления практически для любого класса помещений: жилых, влажных, производственных, сельскохозяйственных и даже взрывоопасных.

Ряд фирм производят напольные и настенные излучающие обогреватели, некоторые предлагают ИК-оборудование, использующее в качестве энергоносителя газ. Есть и другие, более экзотические варианты использования тепловых лучей.

Особенности эксплуатации ИК-обогревателя

По сравнению с конвекционным отоплением, где нагретый воздух нагревает предметы, при длинноволновом ИК-отоплении, в первую очередь, нагреваются предметы, а затем, от предметов тепло передается воздуху. На рисунках показаны принципы конвекционного и излучающего отопления.

Исследования показали, что при конвекционном отоплении температурный градиент по высоте составляет 1,7–2,5°С/м, причем теплый воздух естественным образом оказывается вверху, а холодный внизу. Это особенно существенно для дачного и коттеджного строительства, а также первых и полуподвальных этажей городских многоэтажных зданий. При этом разница температур между полом и потолком достигает 6–7°С.

При ИК-отоплении температура у поверхности пола выше, чем у потолка, температурный градиент приблизительно 0,3°С/м. В этих условиях комфортная температура на высоте 1,5 м может быть понижена на 2–3°С без ущерба для человека, т.к. температура пола будет составлять 18–19°С.

За счет существенного снижения затрат на отопление потолочной части и снижения комфортной температуры ИК-отопления для жилых помещений на 20–25% экономичнее конвекционного.

Некоторую экономию электроэнергии может дать локальный или зональный обогрев. Например, рабочий стол и его окружающая зона может иметь более комфортный температурный режим, чем остальное помещение. Установленные ИК-обогреватели обеспечат тепловой режим без сквозняков и вентиляторов. Особенно эффективно такое отопление для помещений с высокими потолками (склады, ангары, спортзалы, бассейны). Экономия достигает 50–80%, т.к. нет необходимости прогревать до 80% объема, а конвекция теплого воздуха очень незначительна.

Конструкция и устройство ИК-обогревателя

Как уже отмечалось, ИК-обогреватели потолочного крепления по конструкции и функциональности делят на низкотемпературные — для жилых и офисных помещений (100–120°С) и высокотемпературные — для помещений с потолком выше 3,5 м (выше 200°С).

У первых энергонесущим элементом является распределенный нагреватель, который вмонтирован в металлический короб. Излучающая поверхность обрабатывается специальными материалами, обеспечивающими максимальное поглощение тепла, и в то же время гарантирующими небольшую эмиссию лучистой тепловой энергии. У наиболее совершенных приборов коэффициент тепловой эмиссии достигает 0,9. Наружная поверхность делается бугристой, что увеличивает излучающую поверхность в 2–3 раза.

Высокотемпературные длинноволновые обогреватели состоят из прямоугольного металлического корпуса, в котором закреплен один или несколько нагревательных элементов, передающих тепло анодированному алюминиевому профилю, который и представляет собой излучающую поверхность. Некоторые фирмы для повышения эмиссионных характеристик наружную поверхность покрывают специальной керамикой, которая позволяет понизить температуру тепловыделяющей поверхности и повысить коэффициент эмиссии теплового потока.

У всех обогревателей между корпусом и нагревательным модулем размещается высококачественный пожаростойкий теплоизолятор. Одной из разновидностей конструктивного исполнения низкотемпературных ИК-обогревателей являются модели для монтажа в кассетный потолок, например, Thermatex, Rockfon, Armh5.

Сравнительно недавно на российском рынке появились теплоизлучающие зеркала. Отражающий слой одновременно является и нагревательным элементом. Температура поверхности зеркала не поднимается выше 75°С и полностью пожаробезопасна. В ванной или сауне такое зеркало не запотевает, не изменяет установленный уровень влажности, вписывается в любой интерьер и экологически безопасно.

ИК-отопление в жилых помещениях

Особенности и принцип отопления ИК-обогревателей определяет специфику его использования. Так как нагреваются в первую очередь предметы и пол, желательно понять отличие в обогреве с помощью «теплого пола» и тепловых лучей. Как правило, при монтаже «теплого пола» закладывается мощность 100–120 Вт/м2. При ИК-отоплении, с учетом стен, на поверхность пола выделяется 40–50 Вт/м2. Поэтому достичь существенного потепления пола нельзя. Однако это компенсируется некоторой экономией затрат на монтажные работы и эксплуатацию, т.к. нагревается только поверхность пола, ковра и т.п. Сам пол до перекрытий будет представлять собой слой теплоизоляции.

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

Если у Вас в квартире застеклена лоджия или балкон, то идеальным решением будут именно ИК-обогреватели, т.к. они избавляют от наледи и запотевания стекол.

Очень удобны ИК-обогреватели в малоэтажных загородных домах, куда хозяева приезжают периодически, и влажная уборка делается не ежедневно. При таком способе отопления отсутствуют конвекционные потоки, частицы пыли не поднимаются и не совершают круговорот по жилому помещению после включения на полную мощность, тем самым не вызывается астматический рецидив, сохраняется чистота воздуха и улучшается функционирование слизистых тканей.

Поскольку стоимость ИК-обогревателей несколько выше конвекторов, устанавливать их желательно в комнатах, где требуется повышенный тепловой комфорт, подогретый пол. Особенно эффективен такой способ отопления для «зимнего сада» или зеленого уголка, т.к. ИК-обогреватели создают естественный для растений микроклимат и экономят электроэнергию.

Важное свойство тепловых лучей — возможность эффективной борьбы с отсыреванием стен, плесенью и увлажнениями. Они также годятся для прогревания стеклянных поверхностей (витрин, витражей и т.д.), т.е. защиты окон ото льда и снега.

ИК-приборы в общественных и производственных помещениях

На таких объектах, как офисы, магазины, кафе, рестораны и т.п. чаще всего используются кассетные потолки и встроенная потолочная система ИК-отопления, которые повышают тепловой комфорт, никак не ограничивая размещение мебели и оборудования.

Потолочное крепление теплоизлучающего оборудования особенно эффективно в магазинах, парикмахерских и т.д. Повышается чистота помещений, т.к. именно за трубами и радиаторами скапливается трудноубираемый мусор, пыль поднимается значительно меньше, при этом не оседает на продуктах, оборудовании и прочем. Как правило, в местах, где находятся сотрудники и расположены кассовые аппараты, проектируется локальный усиленный обогрев, а в зале, где находятся посетители, температура будет ниже. Таким образом обеспечивается дополнительная экономия электроэнергии. После закрытия учреждения система переводится в экономичный режим: примерно +5°С. Это составляет примерно 2/3 отапливаемого времени, обеспечивая экономию до 40–50% электроэнергии. Утром, перед открытием, таймер автоматически включит отопление и доведет температуру до комфортной.

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

Однако специалисты считают, основное назначение ИК-обогревателей — отопление помещений большого объема с высокими потолками и плохой теплоизоляцией. Это, как правило, заводские корпуса, склады, автобазы, крытые спортивные и концертные залы, выставочные павильоны, закрытые рынки и ангары. Для таких сооружений экономия электроэнергии, с учетом локального характера отопления, может достигать 80%. Однако следует заметить, что бетонные полы без утепления снижают эффективность отопления.

Если учесть, что капитальные затраты на оборудование незначительны, монтаж несложен, а профилактические и ремонтно-эксплуатационные работы отсутствуют, становится очевидно преимущество ИК-отопления.

Какова же стоимость такого отопления? Естественно, у разных производителей и их дилеров в России она различна и изменяется в пределах 20–40%. Так, для кассетных потолков 100 Вт обойдется $25–30. Низкотемпературные потолочные обогреватели для жилых помещений будут стоить $20–25 за 100 Вт. Высокотемпературные обогреватели для промышленных и культурно-зрелищных объектов будут стоить от 6 до $10 за 100 Вт.

В заключение напомним преимущества и достоинства ИК-отопления.

Эколоогия и безопасность

Приборы, ориентированные на жилые помещения, безопасны для человека и работают бесшумно, фон электромагнитных полей ниже бытовых электроприборов, нет продуктов горения, не сжигается кислород, сохраняются естественная влажность помещения, не создаются сквозняки, не выделяются запахи.

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

При правильном монтаже исключены поражения током и возгорания.

Экономия и другие «плюсы»

Ик-оборудование не занимает жизненного пространства, увеличивается полезная площадь, нет проблем с уборкой, оно мобильно, т.е. легко устанавливается и демонтируется, сочетается с дизайном любого помещения.

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

Переход к электроотоплению позволяет отказаться от сложных и дорогих теплотрасс, исключаются протечки, замерзания, исчезает проблема воздушных пробок, не требуются периодические ремонтно-профилактические работы. В таком отоплении отсутствуют трубы, котлы и помещения под них, склады горючего, теплоносители.

После аварийного отключения электропитания система начинает работать после восстановления без участия человека.

Система управления и программирования позволяет с высокой точностью регулировать температуру в диапазоне 5–30°С в каждом помещении.

Срок службы оборудования более 25 лет. ИК-обогреватели экономичнее конвекторов на 20–25%, использование двухтарифной системы оплаты за электроэнергию может сократить расходы на эксплуатацию на 40–50%.

Капитальные затраты несколько выше, чем у электроконвекторов, но в целом ниже, чем у традиционного отопления.

Многие объекты, такие как производственные и общественные помещения с высокими потолками и плохой теплоизоляцией (склады, ангары, мастерские и т.д.) практически не имеют альтернативы инфракрасному отоплению.

Настенные инфракрасные обогреватели керамические

Настенные инфракрасные обогреватели керамические ECL — один из типов керамических инфракрасных обогревателей, которые состоят из одного или двух керамических обогревателей в оправе. Максимальная мощность таких обогревателей 1300 Вт. Они зачастую используются для обогрева бытовых и промышленных помещений. Также они могут использоваться в качестве нагревательных элементов в различных камерах сушки.

Виды нагревательных элементов

Покупая инфракрасный обогреватель, надо обратить внимание не только на вид непосредственно нагревательного элемента, но и из какого материала изготовлена его оболочка. Она может быть из металла, керамической или кварцевой. Нагревательные элементы также могут быть нескольких видов.

Галогеновый нагревательный элемент

Этот нагревательный элемент выполнен в виде галогеновой лампы, излучающей на инфракрасной длине волны. В сердцевине лампы установлена нить накаливания из вольфрама или углеволокна. При прохождении тока по нити, она нагревается и излучает энергию в ИК-диапазоне. Энергия отдается в трубку лампы.

Специфика ламп такого формата заключается в том, что их излучение, во-первых, не комфортно глазу человека. Производители стараются нейтрализовать это воздействие, нанося защитную краску на лампу. Во-вторых, излучение такой короткой длины волны вредно для человека. Поэтому обогреватель с таким нагревательным элементом не рекомендуется к покупке.

Карбоновый нагреватель

Данный нагревательный элемент представляет собой кварцевую трубку, запаянную с двух сторон. Внутри нее находится сердцевина (спираль) из карбона, вокруг создан вакуум.

Такой НЭ также имеет свою специфику.

• быстрый выход на рабочую температуру;
• высокий КПД.

• ресурс службы не более 2-х лет;
• красное световое излучение, негативно действующее на астматиков и аллергиков.

Карбоновые обогреватели используются как дежурный вариант для нечастой и недолгой работы.

Керамический

Принцип действия данного нагревательного элемента тот же, что у карбонового. Разница в том, что его трубка имеет керамическое покрытие. Керамика убирает вредное свечение и увеличивает общий срок эксплуатации до 3-х лет. Керамический нагревательный элемент стоит дороже карбонового, но со временем благодаря нюансам конструкции, разница в цене компенсируется.

Керамические обогреватели достаточно инерционные. Самое широкое применение они нашли в больницах и саунах.

Трубчатые (микатермические)

Нагревательный элемент представляет собой пластину с изолирующим слоем из слюды в металлическом корпусе. Он дает очень комфортное тепло. Обогреватели такого типа надежные и безопасные, служат долго. Это лучший выбор для дома.

В процессе работы от ИК-обогревателя такого типа исходит негромкое потрескивание, связанное с неравномерным температурным расширением алюминиевого корпуса и стальной спирали.

Покупая обогреватель с трубчатым элементом, необходимо обратить внимание на качество корпуса, состояние нагревательного элемента, изолирующего элемента и излучателя.

Пленочные инфракрасные обогреватели

Данный формат чаще используется не самостоятельно, а как элемент системы «теплый пол». Как отдельный прибор они представляют собой панно, которое можно повесить на стену. Благодаря электробезопасности приборов, их можно использовать для ванных комнат.

Инфракрасный обогреватель в виде картины

Кому погорячее?

Классифицируют обогреватели не только по устройству или способу монтажа, но также и по температуре нагрева. То есть насколько сильно нагревается сам аппарат:

• Низкотемпературые (100-600°С).
• Среднетемпературные (600-1000°С).
• Высокотемпературные (свыше 1000°С).

Чаще всего для обогрева жилых комнат или офисов используют устройства с максимальной температурой 100-120°. Если такой обогреватель расположен на полу, то стоит внимательно следить за тем, чтобы никаких легковоспламеняющихся предметов рядом с ним не было.

Средняя и высокая температура нагрева хороша для помещения с высокими потолками. В этом случае тепло будет достигать пола, а не «теряться» где-то на середине пути.

УСТРОЙСТВО ТИПОВЫХ ИК ЭЛЕКТРООБОГРЕВАТЕЛЕЙ

Хотя принцип работы инфракрасных обогревателей для помещений одинаковый, конструктивное решение у моделей разное. В классических образцах нагревательным элементом является спиралеобразная металлическая нить из вольфрама, помещающаяся в металлическую трубку.

Позади спирали устанавливается рефлектор с зеркальной поверхностью для отражения тепловых лучей и направления их на объект. Работают электроприборы этой категории от сети со стандартным напряжением 220±V.

Типы ИК излучателей.

Производителями выпускаются разные типы электрических инфракрасных обогревателей:

1. Пленочные.
2. Керамические.
3. Микатермические.
4. Галогенные.
5. Карбоновые.

Пленочные модели представляют собой широкие ленты из диэлектрического материала, в которые встроены тонкие нагревательные нити. Сегодня пленочные напольные и потолочные инфракрасные обогреватели для дома уверенно занимают позиции среди бытового отопительного оборудования. Они скрыты от глаз, не портят вид интерьера, работают автономно, безопасны и долговечны.

Керамические отопители изготавливаются в виде настенных панелей. В них нагревательный элемент замурован в керамическую панель, хорошо аккумулирующую тепло и долго его отдающую. Чаще всего эти модели работают как ИК-излучатель и конвектор одновременно. Предметы нагреваются напрямую инфракрасными лучами плюс тепло разносится по помещению потоком воздуха.

Микатермические обогреватели также сочетают обогрев окружающей среды длинноволновым ИК-излучением с конвекционным эффектом. Но в них электрическая спираль нагревает не керамику, а спрессованные листы слюды – миканитовую панель, от которой прибор получил свое название.

Карбоновые и галогенные электрообогреватели по строению похожи – в них электрическая спираль заключена в стеклянную трубку. Отличия лишь в материале, из которого сделана нагревательная нить, и в газе, заполняющем стеклянную трубку. В случае карбоновых приборов нить неметаллическая, сделана из углеродного волокна – карбона.

Поскольку коэффициент расширения у нее меньше, чем у металла, углеродная нить рвется реже, поэтому карбоновый ИК-прибор прослужит дольше. В галогенных электро отопителях металлическая нить помещена в заполненную особым газом-галогеном, препятствующим перегоранию спирали.

Способы установки.

По месту монтажа все инфракрасные обогреватели для частного дома делятся на несколько видов:

• потолочные;
• напольные;
• настенные.

Важным преимуществом отопления инфракрасными обогревателями является возможность направления тепла в зону пола. Концентрация теплых воздушных масс происходит не под потолком, как это случается в ситуации с конвекторами или масляными радиаторами, а на уровне пола или в рабочей зоне, куда направлен прибор.

Эту задачу могут решить все ИК электрообогреватели, вне зависимости от их места монтажа – на потолке, полу или стене. Для локального обогрева лучше подойдут отдельно стоящие напольные или настенные ИК-приборы, для общего отопления предпочтительнее использовать пленочные образцы – потолочные или напольные.

Варианты применения инфракрасных обогревателей

На схемах приведены варианты использования инфракрасных обогревателей для конкретных помещений на примерах ик-обогревателей популярной шведской фирмы Frico.

Таким образом, чтобы рассчитать и выбрать инфракрасный обогреватель необходимо знать площадь помещения, которое планируется отапливать, высоты потолков, особенности теплоизоляции, расположение людей в помещении.

Помните, что если помещение с повышенной влажностью (автомойки, мастерские, гаражи и т.д.) необходимо выбирать ик-обогреватели с высоким классом защиты (например, Timberk Hawaii). Для пожароопасных помещений больше подойдут обогреватели панельного типа с низкой температурой поверхности без открытых ламп и ТЭНов. Для помещений с притязательным дизайном рекомендованы встраиваемые в потолок панели, практически незаметные в интерьере. Для открытых и полуоткрытых помещений желательно выбирать модели с повышенной устойчивостью к коррозии (например, AEG IR Comfort 24). Для обогрева зон рядом с окнами или витринами рекомендуется выбирать модели с бОльшей мощностью, чем для участков в глубине помещения.

Для более простого управления большим количеством приборов, установленных по всему периметру помещения, можно выбрать модели, объединяемые в систему отопления с одним блоком управления для всех обогревателей (например, Frico Elztrip EZ).

Данные рекомендации по выбору инфракрасного обогрева имеют общий характер и не могут учесть всех особенностей Ваших реальных условий эксплуатации. Для получения консультации и расчета обращайтесь к нашим специалистам.

Информация была полезна? Поделитесь ей в своей соцсети:

Назначение

Основным назначением инфракрасного обогревателя является воздействие вырабатываемых им лучей на любые поглощающие поверхности. К таким поверхностям следует отнести любые окружающие вас предметы, которые поглощают световую энергию, то есть не прозрачные и самого человека. Благодаря такому свойству нагрев окружающего воздушного пространства является побочным эффектом работы инфракрасного обогревателя, когда тепловая энергия от нагретых предметов передается воздуху. Это и определяет основное преимущество перед классическими системами – прямое воздействие на определенную зону и отсутствие таких больших потерь.

Рис. 1: принципиальная разница в обогреве

На практике инфракрасный газовый обогреватель предназначен для нагревания какого-либо пространства в тех местах, где отсутствует возможность подключения к сети электрических конвекторов или подводить электроснабжение нецелесообразно.

В качестве конкретных примеров ИК обогреватель может использоваться для:

• Отопления беседок и столов на природе, в парковых зонах и, местах отдыха и т.д.;
• Обогрева палаток в холодное время года от газового баллона;
• Обогрева гаражей для обеспечения комфортных условий работы;
• Отопления жилых помещений на дачных участках;
• Обеспечения температурного режима в рабочей зоне промышленных помещений;
• Отопления теплиц, курятников и питомников для домашнего скота;
• Нагревания какой-либо области под открытым небом (на стройках, карьерных выработках, объектах геологоразведки, террасах и т.д.).

Также посредством данного типа газовых нагревателей может производиться сушка и подогрев различных поверхностей. Важным плюсом инфракрасного газового обогревателя является использования особого элемента для горения топлива и выработки инфракрасного излучения. Такая особенность делает его работу идентичной с электрическими приборами, с тем отличием, что он может функционировать независимо от наличия централизованного источника топлива.

В чем секрет популярности?

Производители декларируют следующие достоинства инфракрасных обогревателей:

• высокая эффективность и экономичность;
• отсутствие вращающихся деталей и шума;
• выделяется мягкое тепло, не вызывающее ухудшение самочувствия у человека;
• простой монтаж и подключение.

Как правило, это общие фразы, нечто подобное можно встретить в описаниях масляных радиаторов или настенных конвекторов. Они не отвечают на вопрос – чем приборы так привлекательны для пользователей в реальной жизни? Оказывается, все просто, работа потолочного инфракрасного обогревателя, как и настенного, возможна в неутепленных зданиях, на сквозняках и даже на улице. Главное, находиться в зоне действия ИК-излучения.

Прибор, выделяющий инфракрасные волны, будет создавать зону комфортного тепла перед собой, оставляя без внимания остальное пространство помещения. Оно прогреется после, спустя несколько часов от разогретых предметов. Но факт остается фактом: в комнате, где для отопления нужен 1 кВт тепла, люди ставят инфракрасный нагреватель на 500 Вт таким образом, чтобы лучистое тепло распространялось как можно шире. Это создает иллюзию хорошего отопления, хотя на самом деле температура в помещении остается собачьей, законы физики обмануть не удастся.

Если для отопления помещения требуется 1 кВт теплоты, то инфракрасные излучатели должны быть именно такой мощности, тогда никаких иллюзий не будет, во всей комнате достаточно быстро установится комфортная температура.

Есть у приборов и другие недостатки. К примеру, схема инфракрасного обогревателя в подвесном исполнении подразумевает бесполезный расход около 10% тепла, скапливающегося под потолком. Это конвективная передача энергии от нагретого корпуса аппарата окружающему воздуху, который там, под потолком, и остается. Работе настенных обогревателей мешают различные предметы, карбоновые и галогенные приборы раздражают своим ярким светом, а микатермические – высокой ценой.