Calefacción por infrarrojos y calefactores portátiles: novedades en calefacción estacional

El contenido del artículo

• Calefacción por infrarrojos – historia
• El principio de funcionamiento y tipos de calentadores infrarrojos.
• ¿Cómo afecta la radiación infrarroja a los humanos?
• Calentadores infrarrojos: cómo elegirlos

En este artículo: La historia de la calefacción por infrarrojos el principio de funcionamiento de los calentadores de infrarrojos; sus tipos y características; ¿Es la radiación infrarroja peligrosa para los humanos? cómo elegir calentadores infrarrojos.

Desde la antigüedad, el hombre ha sabido que junto con el sol poniente, el calor también se va, el frío de la noche le hace temblar de frío y buscar fuentes de calor. Durante miles de años, el principal proveedor de calor fue un fuego abierto, después de eso, los sistemas de calefacción central e individual, aparecieron varios calentadores eléctricos en nuestros hogares … Pero todas estas fuentes de calor tienen un inconveniente común: secan el aire, eliminan la humedad sin ceremonias y obligan a los propietarios a comprar no solo los calentadores, pero también humidificadores. Y, sin embargo, hay un tipo de calentadores que no secan el aire por la razón de que no lo calienta: estos son los calentadores infrarrojos, cuyo principio se toma prestado del mismo Sol..

Calefacción por infrarrojos – historia

La propia radiación infrarroja fue descubierta y estudiada por el astrónomo y compositor inglés William Herschel. Hace 220 años, este astrónomo decidió averiguar qué color del espectro solar calienta más el telescopio que creó. Descompuso el rayo de sol en sus componentes utilizando un prisma y, después de medir la temperatura con un termómetro, descubrió que, sobre todo, la temperatura se eleva más allá del borde del rayo de luz roja. Herschel concluyó que detrás de la parte roja visible del espectro hay algún tipo de radiación invisible, que calienta más los objetos..

William Herschel (Friedrich Wilhelm Herschel). 1738-1822

El creador del primer calentador de infrarrojos, cuya fuente de energía era el gas, fue el inventor alemán Gunter Schwank; en 1933 recibió una patente para este invento. En Rusia, ya en 1905, su inventor, el ingeniero V.A. Jachymovich, sin embargo, según su proyecto, el portador de la energía radiante era el agua caliente y el vapor transmitidos a través del edificio por tuberías de acero empotradas en las paredes, techos y columnas..

Los primeros emisores de calor infrarrojos se produjeron principalmente para necesidades técnicas; todavía se utilizan ampliamente para secar superficies pintadas, con su ayuda esterilizan y secan alimentos.

El principio de funcionamiento y tipos de calentadores infrarrojos.

Si la mayoría de los dispositivos y sistemas de calefacción populares se basan en el intercambio de calor por convección, en el que primero se calienta el aire, que a su vez calienta las paredes, el techo, el piso y los objetos de la habitación, la transferencia de calor radiante es característica solo de los calentadores infrarrojos..

La radiación infrarroja incluye tres rangos de ondas electromagnéticas: 0,77-15 micrones – onda corta; 15-100 micrones – onda media; 100-340 micrones – onda larga. Debido a la proximidad espectral del rango de longitud de onda corta a la luz visualmente distinguible y la casi coincidencia del rango de longitud de onda larga con ondas de radio ultracortas, la radiación infrarroja se comporta como luz visible (proyectada en línea recta, refractada y reflejada) y, como las ondas de radio, penetra a través de algunos materiales impermeables a la luz. En otras palabras, este tipo de radiación no puede calentar medios translúcidos como el aire y calienta objetos que son impenetrables al espectro visible de la luz solar. La eficiencia del calentamiento con rayos infrarrojos de onda larga está claramente demostrada por el Sol, que ha estado calentando la Tierra durante miles de millones de años con estos rayos..

Cualquier calentador de infrarrojos se basa en el principio de calentamiento radiante: los rayos infrarrojos resultantes son reflejados por un reflector en la zona de calentamiento. Los calentadores de infrarrojos de gas, diesel y eléctricos están disponibles según la fuente de energía. En la primera versión, se enciende una mezcla de aire con propano utilizando un elemento piezoeléctrico, tales calentadores están destinados a espacios abiertos, como campos deportivos y áreas de parques: los calentadores infrarrojos de gas emiten ondas largas, calentando un área de aproximadamente 25 m² (según modelo).

La segunda versión del calentador IR también está diseñada para espacios abiertos y habitaciones, pero funciona según el principio de una pistola de calor y es fácil de mover: su diseño, además de un tanque lleno de combustible, requiere conexión a la red. Su principio de funcionamiento: cuando se aplica la fuente de alimentación, los electrodos del quemador se calientan; se ponen en marcha la bomba de combustible y el ventilador, formando la mezcla aire-combustible; la mezcla de combustible y vapor de aire suministrada al quemador se enciende, emitiendo rayos infrarrojos.

Cabe señalar que solo la radiación infrarroja puede calentar eficazmente espacios abiertos, independientemente de las corrientes de aire.!

La tercera versión del calentador de infrarrojos funciona con electricidad, la fuente de radiación es una bobina de filamento encerrada en una base, que se calienta hasta una temperatura de 900 ^{acerca de}C. Los rayos infrarrojos resultantes, como en el diseño de calentadores de gas y diesel, se dirigen a la zona de calentamiento mediante un reflector..

Externamente, un calentador de infrarrojos de gas se asemeja a una farola clásica: una base cilíndrica a la que se suministra gas o en la que se coloca un cilindro de gas, un bastidor, en su interior hay una manguera que conecta la fuente de gas y el quemador. El diseño se completa con un quemador de inyección, encima del cual se ubica un reflector de radiador. La eficiencia de tales calentadores es bastante alta: 80-85%, el área calentada es de aproximadamente 25 m². El costo promedio de los calentadores infrarrojos de gas es de 16,000 rublos..

Un calentador de infrarrojos diesel consta de un bastidor equipado con una distancia entre ejes, un tanque de combustible (combustible diesel o queroseno) montado en él y un cuerpo del radiador que parece un reflector dirigido horizontalmente, conectado por mangueras a un tanque de combustible. El precio medio de un calentador de infrarrojos diésel es de 18.000 rublos..

Los calentadores de infrarrojos eléctricos están equipados con tres tipos de emisores, que se diferencian en la carcasa en la que se coloca el filamento: cuarzo, cerámica o metal (generalmente aluminio). Los calentadores infrarrojos de diseño simple están equipados con un tubo de vacío hecho de vidrio de cuarzo transparente con un filamento ubicado en el interior, por lo tanto, estos calentadores son baratos (desde 2,000 rublos) .Contras de tales emisores: corta vida útil: aproximadamente 2 años; consumo de energía relativamente alto – alrededor de 1-2,5 kW; un brillo rojizo distinguible por el ojo humano, desagradable para los ojos sensibles. Los rayos infrarrojos de onda corta emitidos por dichos tubos no son adecuados para calentar durante mucho tiempo, son convenientes para calentar rápidamente una habitación o para habitaciones de un área grande.

La espiral en los calentadores infrarrojos de cerámica está oculta dentro de la carcasa y no es visible, es decir, no se nota ningún resplandor. La vida útil de los emisores de cerámica es mayor: a partir de 3 años, pero son más caros (a partir de 9,000 rublos). Además, los calentadores de infrarrojos de cerámica son menos, en comparación con los emisores de cuarzo, la necesidad de electricidad, en el rango de 50 W-2 kW (depende del modelo específico). El lento calentamiento y enfriamiento de los emisores de infrarrojos cerámicos se compensa con su durabilidad; se utilizan en saunas de infrarrojos y hospitales..

En términos de sus características, los emisores con una bobina calefactora dentro de una caja de metal son similares a los elementos calefactores de cerámica, el costo de los calentadores infrarrojos con tales emisores es ligeramente más alto, alrededor de 11,000 rublos. Todos los calefactores planos están equipados con radiadores en una carcasa metálica..

Según la temperatura de calentamiento de la placa emisora, los calentadores de infrarrojos se dividen en alta temperatura (más de 400 ^{acerca de}C) y baja temperatura (en el rango de 25-50 ^{acerca de}DE). Calentadores con calefacción de placa radiante dentro de 100-200 ^{acerca de}C se llama onda larga. Las longitudes de onda infrarrojas de los dispositivos de calentamiento de alta temperatura son demasiado cortas: menos de 7,5 micrones, son «duros» y, con una exposición prolongada, causarán daños en la piel humana comparables a los de una quemadura solar. Por lo tanto, dichos emisores se utilizan solo en lugares de estadía breve de personas, por ejemplo, en las instalaciones de los talleres. Los calentadores de baja temperatura, seguros para la piel humana, se utilizan en todas partes, se fabrican en varias formas, incluso en forma de paneles planos colocados en los techos de oficinas y locales residenciales. Los dispositivos de calefacción por infrarrojos con radiación de onda larga se utilizan con mayor frecuencia en locales residenciales con una altura de techo de hasta 3 m; su radiación es segura para la piel humana. En las viviendas donde se alojan los niños, la temperatura de calentamiento más alta de la espiral de un elemento emisor de infrarrojos no debe superar los 65 ^{acerca de}DE.

Los calentadores infrarrojos se pueden configurar para que funcionen en modo automático y se conviertan en parte del equipo doméstico inteligente. Esto es especialmente conveniente para las casas de campo que están vacías durante la temporada de frío: es posible excluir una caída de temperatura dentro de las instalaciones residenciales configurando calentadores IR para mantener la temperatura en un nivel óptimo de 5 ^{acerca de}DE.

¿Cómo afecta la radiación infrarroja a los humanos?

En general, la radiación infrarroja es segura para los seres humanos; además, mejora el bienestar general. Pero debe tenerse en cuenta que el efecto directo de la radiación de un calentador de infrarrojos es similar a la irradiación de los rayos del sol, al estar bajo la cual en una tarde de verano sin la protección de un tocado está plagada de sobrecalentamiento. En un buen día de sol, la radiación térmica actúa con una intensidad de unos 400 W / m² – la insolación es inevitable. Calentamiento por radiación infrarroja con una intensidad superior a 150 W / m² peligroso para los humanos, porque puede debilitar el sistema inmunológico, alterar la estructura de las moléculas de proteínas. Lo óptimo para un adulto será la radiación infrarroja, cuya intensidad está en el rango de 60 a 100 W / m².

Evite los calentadores infrarrojos de onda corta que puedan penetrar el cuerpo humano. Los emisores de infrarrojos de onda larga son generalmente seguros, pero deben instalarse estrictamente a la altura declarada por el fabricante: cuanto más corta es la distancia a la superficie irradiada, mayor es la intensidad de la radiación que la alcanza. Si surge una sensación de incomodidad al caminar o sentarse debajo de un calentador de infrarrojos, se debe reducir la intensidad de la radiación. Desde este punto de vista, sería correcto instalar varios calentadores de bajo consumo que uno, pero de alta potencia..

Con respecto a los calentadores infrarrojos de diesel y gas, se debe observar estrictamente una regla: colóquelos solo al aire libre.!

Calentadores infrarrojos: cómo elegirlos

En primer lugar, el calentador de infrarrojos no es tan exótico como parece a primera vista: en la URSS existían tales electrodomésticos que aparentemente se asemejan a un recipiente redondo de una instalación de radar. Un reflector redondo y cóncavo, en el centro de un cono de cerámica, alrededor del cual se envuelve una bobina de calentamiento desnuda, cuando se enciende, se calienta al rojo vivo; recuerde?

Estos dispositivos de calentamiento por infrarrojos no se han producido durante unos 15 años; son francamente peligrosos, tk. puede provocar un incendio, sin mencionar la quema de oxígeno.

Al estudiar los tipos modernos de calentadores infrarrojos eléctricos, consideremos en detalle dos de ellos: con un elemento calefactor en un tubo de cuarzo y en una caja de metal. Un tubo de cuarzo tiene solo una ventaja: la eficiencia de dicho calentador es ligeramente superior a la de una placa de metal que irradia calor, en aproximadamente un 5%. La temperatura de calentamiento de la bobina dentro del tubo de cuarzo supera los 600 ^{acerca de}C, el flujo de calor que emite es lo suficientemente fuerte; por esta razón, estos emisores de infrarrojos se instalan en braseros de shawarma. Como se mencionó anteriormente, la vida útil de un tubo de cuarzo es corta y el reemplazo costará mucho: el costo de un tubo de cuarzo es una parte importante del precio del calentador en sí..

Los calentadores IR con un elemento de calentamiento en espiral de baja temperatura dentro de una placa de aluminio (elemento emisor de calor) no se calientan por encima de 300 ^{acerca de}C, su único «trabajo» negativo es un crujido silencioso: el acero inoxidable forma una espiral y el aluminio tienen diferentes coeficientes de expansión, esto es normal y no debería causar preocupación. Estudie cuidadosamente la estructura interna de dicho calentador, descubriendo las características del elemento calefactor, la placa termo-radiante, la carcasa, el aislante y la lámina..

Por lo tanto, le pedimos al vendedor que retire la cubierta exterior del calentador, estudie cuidadosamente su estructura interna y le haga preguntas al vendedor:

• ¿Cuál es el espesor de la capa de anodizado en la placa termo-radiante? La capa de anodizado de alta calidad debe tener al menos 25 micrones. Una capa de este grosor proporcionará aproximadamente 20 años de funcionamiento adecuado del dispositivo, con una capa más pequeña, la placa se quemará en tres años, el calentador, en consecuencia, fallará. Desafortunadamente, es imposible determinar externamente el grosor de la capa de anodizado; tendrá que confiar en el vendedor;
• ¿De qué metal está hecho el elemento calefactor? Los elementos calefactores pueden estar hechos de acero inoxidable o metal ferroso ordinario; en la segunda versión, el calentador solo se puede instalar en habitaciones secas (el balcón y el garaje no lo son);
• examine cuidadosamente el interior de la caja de metal, no se pintará aquí, esto es normal. Asegúrese de que no haya rastros de óxido en el metal, si hay alguno, rechace comprar; significa que el exterior del metal se pintó con óxido, que en un par de años aparecerá en el exterior, estropeando la apariencia del dispositivo;
• ¿Cuál es el grosor de la lámina reflectora? El grosor mínimo permitido es de 120 micrones, si la lámina es más delgada, entonces una parte significativa de los rayos infrarrojos irá al techo y no se reflejará en la dirección deseada. Utilice un bolígrafo normal: retire la tapa y presione ligeramente el papel de aluminio (la presión al presionar es la misma que al colocar un punto en una hoja de papel). El atasco o la aparición de un agujero en la lámina significa que su grosor no supera las 100 micras; presionar una lámina con un grosor de 120 micras no dejará casi ningún rastro..

Por cierto, la presencia de un ventilador en el diseño de un calentador de infrarrojos no significa una ventaja, sino una desventaja; de hecho, será un calentador de convección ordinario el que levanta polvo en la habitación..

Asegúrese de que el calentador de infrarrojos en sí y su embalaje estén correctamente y completamente etiquetados: adhesivos de fábrica brillantes (se pueden hacer adhesivos mate en una impresora láser normal), texto claramente impreso, se indica el fabricante, cumplimiento de GOST o TU, se indica la fecha de emisión. Tenga cuidado con el período de garantía: un período demasiado corto o demasiado largo con una marca desconocida del fabricante debería inspirar sospechas.