Как правильно выбрать инфракрасные обогреватели для дачи

Как создать такую систему обогрева дачи, которая, будучи максимально эффективной при минимальных ресурсах, обеспечивала бы теплом дачные помещения в межсезонье и в холодное время года?

Среди многих существующих систем отопления загородных зданий инфракрасные обогреватели для дачи — одни из самых экономичных и современных.

Если владельцы здания принципиально за то, чтобы для отопления дачи применялись инфракрасные обогреватели, это хороший выбор. Но подобное решение — лишь первый шаг к тому, чтобы получить желаемый обогрев помещений.

Грамотно организовать такую систему подачи тепла не удастся без оптимального выбора ее структурных элементов, без их лучшего расположения и применения. Избежать ошибок при устройстве системы обогрева можно, если заранее ознакомиться с оборудованием, которое будет использоваться.

Инфракрасные обогреватели: параметры оборудования, конструкции

Принцип работы, характеристики обогревателей

Инфракрасный обогреватель, как следует из его названия, работает по принципу излучения и распространения инфракрасных волн. Определенные вещества или тела при нагревании до установленной температуры становятся источником излучения электромагнитных волн в инфракрасном частотном диапазоне.

Длина волны такого излучения зависит от температуры излучающей поверхности: чем выше температура, тем длина волны меньше (жестче и опаснее).

По диапазону излучения обогреватели делятся на три группы:

• группа с коротковолновым излучением;
• группа со средневолновым излучением;
• группа с длинноволновым излучением.

По температуре излучающих поверхностей обогреватели также подразделяют на три группы:

• 100-600°С (низкотемпературная);
• 600-1000°С (среднетемпературная);
• свыше 1000°С (высокотемпературная).

Следует отметить, что обе последних группы (среднетемпературная и высокотемпературная) включают в себя устройства, рабочие поверхности которых излучают электромагнитные колебания длинных и средних волн (температурный диапазон от 600 до 1000°С), которые не стоит рекомендовать к использованию в быту.

Для применения в бытовых целях безопасно можно использовать лишь низкотемпературную группу устройств с длинноволновым излучением.

Излучаемые волны аналогично солнечным лучам нагревают встречающиеся предметы, тела и материалы, вследствие чего нагревается окружающий их воздух. Этот эффект получения тепла и некоторого аккумулирования его элементами помещений и служит основой обогрева площадей зданий. Более 90% инфракрасного излучения обогревателей тратится на нагревание помещения и только порядка 8% — на нагревание воздуха в нем.

По своей сути это такое же получение тепла, как и от других источников тепловой энергии: печей или каминов. Только в отличие от инфракрасных устройств последние стандартно нагревают воздух, который для таких систем служит теплоносителем, то есть тепло переносится воздухом.

Одной из основных характеристик таких приборов является мощность излучения. В зависимости от площади обогреваемого помещения подбирается нужная мощность обогревателя. Применяемые градации, как правило, 1 кВт на 10 м².

Кроме того, обогреватели характеризуются типами нагревательных элементов с разными температурными и волновыми параметрами.

Типы нагревательных элементов:

• вольфрамовая нить;
• углеродное волокно (карбон);
• трубчатый (ТЭН);
• керамический элемент;
• микатермический.

Соответственно, рабочий элемент для упомянутых приборов представляет собой вольфрамовую нить, заключенную в герметичную кварцевую трубку, в которой создан вакуум. Источником инфракрасного излучения становится указанная нить, нагретая электрическим током до температуры 2000°С. Кварцевое стекло используется в трубках в связи с высокой теплопроводностью, устойчивостью к перепадам температур и минимальной способностью к расширению при нагреве.

В нагревателе галогенного типа источником излучения является та же вольфрамовая нить, но уже помещенная не в вакуум, а в инертный, с примесями, газ. Такая конструкция рабочего элемента позволяет сохранять исправное состояние нити за счет того, что испарившиеся с ее поверхности раскаленные частички металла не оседают на стекле трубки, а возвращаются на нить. Эти условия делают возможным повышение рабочей температуры нити, тем самым позволяя увеличивать скорость процесса обогрева помещения. Недостаток устройства такого типа — очень яркое свечение при работе и излучение в диапазоне коротких волн.

В карбоновых элементах вместо вольфрама используется углеродное волокно. Оно так же, как и вольфрамовая нить, помещается в вакуум кварцевой трубки. Достоинством таких элементов является высокая скорость нагревания, низкое потребление электроэнергии и почти неограниченный срок эксплуатации. Работают они в широком промежутке температур, КПД достигает 95%, рабочий диапазон излучения — длинные волны. К недостаткам карбоновых моделей относятся высокая стоимость и хрупкость конструкции.

Инфракрасные обогреватели с трубчатыми нагревательными элементами являются, пожалуй, наиболее простыми и надежными. Алюминиевые анодированные излучающие пластины и совмещенный с ними низкотемпературный ТЭН (рабочая температура не выше 300°С) дают возможность получить устройство, устойчиво работающее на протяжении порядка 6-7 лет.

Основной недостаток, свойственный таким моделям, это потрескивание во время использования. Связано оно с различными коэффициентами теплового расширения для разных металлов (в данном случае это сталь и алюминий, для трубочных электронагревателей и излучающих пластин соответственно).

Керамические элементы основаны на взаимодействии металлической спирали, нагревающей керамическую излучающую панель, покрытую для увеличения инфракрасного излучения специальной черной глазурью. Обогреватели подобного типа характерны широкой областью применения. Они отличаются устойчивостью к температурным перепадам, малым энергопотреблением, долговечностью. КПД такого устройства — порядка 75%.

Микатермические обогреватели — приборы, суть работы которых основана на излучении инфракрасных волн проводящими электрический ток пластинами, покрытыми слюдой с обеих сторон. Подобные модели появились на рынке сравнительно недавно. Характерные особенности их — низкотемпературный рабочий режим (температура излучающих панелей не превышает +60°С), стильный дизайн и современное управление режимами работы. Однако указанные устройства довольно дороги по сравнению со своими аналогами, а КПД у них не превышает 80%.

Конструкции инфракрасных обогревателей

Как правило, устроены эти приборы не сложно. Основные части конструкции — это излучающий элемент, подвергающийся нагреву, и так называемый рефлектор — хорошо отражающая часть прибора, служащая для фокусирования излучения и для защиты остальной части оборудования от перегрева. Геометрия рефлектора зависит от предназначения прибора.

Для компактного излучающего элемента рефлектор, как правило, имеет вид параболоида вращения. Для линейного излучателя рефлектор делается цилиндрической формы. Все конструктивные элементы обогревателя, в том числе и органы управления, монтируются в термоустойчивый корпус из металла, который может быть разнообразного исполнения, в зависимости от схемы размещения и крепления.

Излучатели и рефлекторы могут быть закрыты специальным стеклом или сеткой. Это практикуется в моделях обогревателей, рассчитанных на использование в местах, где к высокотемпературным частям прибора возможны прикосновения людей и домашних животных. Инфракрасные обогреватели также отличаются по способу установки, могут быть передвижными и стационарными. К последним устройствам относятся напольные, настенные, потолочные и подвесные модели.

По применяемому источнику питания устройства обогрева разделяются на системы с электрическим питанием и на обогреватели, работающие от газа. Газовые модели представляют собой конструкции, в которых инфракрасное излучение получается за счет нагревания газовым пламенем (непосредственно или опосредованно) поверхности или внутренней части металлических или керамических пластин.

Выбор модели обогревателя

Ознакомившись с данными по многообразию инфракрасных обогревателей, можно приступать к выбору устройства для обогрева дачи. На первой стадии выбора уже можно предварительно ознакомиться с моделями, рекомендованными к использованию в бытовых условиях, а именно: для использования в дачных помещениях следует применять инфракрасные обогреватели с температурой излучающих поверхностей не выше 600°С.

Далее, закладывая необходимые и достаточные граничные требования к приобретаемому инфракрасному обогревателю, следует решить, в какие помещения дачи такие приборы будут устанавливаться. Нужно иметь в виду, что дача, не имеющая обычного отопления, может обогреваться в экономичном режиме, доводя температуру пола до 20°С максимум. С учетом этого температура воздуха на высоте порядка 1,7-2 м будет не менее +19°С.

Определяя необходимую мощность, следует придерживаться нормативов для предварительных расчетов. Для зимнего времени рекомендуется закладывать в расчет потребной мощности для помещения с потолком не выше 3 м 1 кВт на 10 м². Для межсезонья этот норматив снижается до 0,5-0,8 кВт на 10 м². Имеется в виду, что для этих времен года средняя температура наружной среды принимается не ниже +8°С.

Размещая инфракрасный обогреватель на потолке или подвешивая его, следует учитывать, что диаметр площади, нагреваемой этим прибором, рассчитывается по формуле 2×h, где h — высота потолка. Таким образом, подвешенный на высоте 3 м над полом обогреватель накроет участок пола диаметром 2×3 = 6 м.

При подобных расчетах обязательно следует учитывать возможные тепловые потери для конкретного помещения, обусловленные отводом тепла через строительные конструкции здания (полы, стены, окна, крышу) и различного рода вентиляционные отверстия. В любом случае приток тепла должен быть больше, нежели его суммарные потери в единицу времени.

Говоря о том, что инфракрасное излучение распространяется прямолинейно и поглощается встреченными на пути предметами, можно сделать вывод о том, что инфракрасный обогреватель, закрепленный на стене или установленный на полу, в силу своего расположения не сможет «накрыть» излучаемой теплотой весь пол. Какая-то часть теплового излучения «застрянет» в предметах обстановки помещения. Таким образом, возможно образование «теневых» зон, мест в помещении, которые остались холодными.

С учетом этого можно считать верхнее расположение обогревателя наиболее оптимальным. Но что в итоге выбрать, подвесное или потолочное размещение? Выбор в такой ситуации зависит от реальной высоты потолка. Если при подвесе инфракрасного обогревателя существующая высота потолка позволяет выдержать защитное расстояние в 0,8 м между верхней частью головы человека и нижней частью подвешенного прибора, можно успешно использовать любой из двух рассматриваемых вариантов. Если же рекомендуемое расстояние не выдерживается, остается вариант потолочного размещения обогревателя.

Таким образом, рекомендуется к выбору модель инфракрасного обогревателя, работающего в диапазоне длинных волн (или имеющего рабочую температуру излучающей поверхности не более 600°С), а также имеющего соответствующий форм-фактор и крепления для монтажа на потолке. Выпускаются модели, которые встраиваются в подвесной потолок или монтируются к основному потолку с помощью специальной арматуры. В этом случае между корпусом модели и потолком остается промежуток порядка 50 мм.

Кроме того, перед итоговым выбором прибора определяется его мощность с учетом площади предстоящего обогрева. При неправильном определении мощности обогревателя возрастают затраты на отопление:

• при заниженной мощности придется приобретать еще одно нагревательное устройство;
• при завышенной мощности часть средств, потраченных на приобретение такого прибора, уйдут впустую.

Желательно, чтобы рассматриваемые устройства имели в своем составе дополнительные элементы, облегчающие работу с ними или делающие ее более комфортной. Имеется в виду термостат, позволяющий держать под контролем температуру, датчик защиты обогревателя от перегрева, позволяющий выключать устройство при достижении им критической температуры. Пульт дистанционного управления необходим для подвесных и потолочных моделей.

Рассматривая подходящую по основным параметрам модель обогревателя, следует получить данные о характеристиках конструктивных элементов устройства:

• нагревателя;
• излучателя;
• рефлектора;
• корпуса;
• изолятора.

/youtu.be/wTZWm4AtCeI

Некоторые рекомендации по элементам обогревателей

Лучше, если нагреватели (ТЭНы) будут изготовлены из нержавейки. Это даст дополнительную гарантию долговременной успешной работы. Излучающая пластина инфракрасного обогревателя должна иметь толщину анодирующего покрытия не менее 25 мкм, что дает гарантию многолетней работы без прогара пластины.

Для нормальной работы обогревателя необходимо, чтобы фольга рефлектора была толщиной не менее 120 мкм, в противном случае нормальный поток излучения формироваться не будет. Проверку можно провести, используя подручные средства. При легком нажатии на фольгу шариковым стержнем ручки на некачественном материале остаются вмятины вплоть до образования дыры.

Изолятор, используемый в обогревателях для разделения высокотемпературной рабочей части от собственно корпуса, позволяет удерживать температуру последнего на уровне +95°С, не выше. Многие материалы, лучший из которых базальт, идущие на создание таких изоляторов, содержат в себе ядовитое вещество формальдегид. Это вещество, выделяясь при нагревании изолятора, может негативно воздействовать на здоровье людей, находящихся в помещении с работающим некондиционным устройством.

Для того чтобы избежать такой ситуации, рекомендуется при приобретении инфракрасного обогревателя получить от продавца соответствующие гигиенические сертификаты, подтверждающие безопасность для человека использованных в изделии материалов. При осмотре корпуса приобретаемого устройства рекомендуется обращать внимание не только на его наружное состояние, но и на внутреннюю часть, которая может быть не покрыта слоем краски.

В таком случае неокрашенная поверхность металла (это, как правило, сталь или алюминий) не должна иметь следов коррозии. Наличие ржавчины или белого налета в случае с алюминием свидетельствует об отсутствии защитного антикоррозионного покрытия на материале.

Качество изделия, которое хотелось бы получить при покупке выбранной модели, не всегда гарантируется маркой производителя. Всем уже давно известно, что большинство производств самых известных компаний расположены в Китае. Если покупатель готов переплачивать за фирменный знак, то при этом есть смысл поинтересоваться у родственников или знакомых о том, как работают аналогичные модели от вызвавшего интерес производителя. Или стоит, после подобных консультаций, приобрести модель отечественного изготовления, проверенную временем и многими пользователями, которая работает стабильно и качественно.

Положительным итогом от размещения изложенной выше информации было бы использование ее владельцами дачных (и не только) домиков и зданий. Вполне возможно, что эти сведения пробудят интерес к использованию таких полезных и нужных устройств, как инфракрасные обогреватели. Приведенные данные не претендуют на исчерпывающую полноту, но могут послужить справочным материалом для желающих использовать инфракрасные обогреватели для отопления дачи.

Вполне возможно, что на дачном подворье после ввода оборудования для отопления останутся помещения, которые не нуждаются в постоянном обогреве, но время от времени тепло там может понадобиться на период производства каких-либо работ. Это могут быть, к примеру, рабочие места, верстаки в холодных хозяйственных службах.

/youtu.be/JA4twLWujqs

Для таких случаев могут пригодиться напольные инфракрасные обогреватели. Выбрать подходящие напольные модели можно по таким же критериям, как и стационарные устройства.