Promienniki podczerwieni: zasada działania, cechy, rodzaje promienników IR

Aby zrozumieć czym są promienniki podczerwieni i jak działają, wystarczy zwrócić uwagę na słońce. Nasza oprawa jest w stanie nagrzewać obiekty niezależnie od temperatury powietrza. Niewidzialne promieniowanie pozwala poczuć ciepło słońca nawet w mroźne dni. Promienniki podczerwieni ogrzewają nas w ten sam sposób, w tym są jak słońce.

Historia odkrycia promieni cieplnych

Promieniowanie podczerwone zostało po raz pierwszy odkryte przez astronoma Williama Herschela na początku XIX wieku. Zauważył, że temperatura światła rozkłada się na widmo, zmienia kolor z fioletowego na czerwony. Naukowiec znalazł najgorętszą strefę poza zakresem widzialnym. Promieniowanie to nazwano podczerwonym (poza czerwonym) lub termicznym. Kilka faktów na temat tego rodzaju promieniowania:

• Uważa się, że 80% energii emitowanej przez słońce pochodzi z tej części widma.
• Promieniowanie cieplne dzieli się z kolei na krótkie, średnie i długie.
instagram viewer
• Wszyscy emitujemy energię podczerwoną. Właściwość ludzkiego ciała do wytwarzania ciepła promieniującego dłońmi była wykorzystywana nawet przez dawnych uzdrowicieli.

Odkrycie światła podczerwonego znalazło wiele zastosowań w życiu człowieka: noktowizory, zdalne mierniki temperatury, fotografia hiperspektralna, systemy naprowadzania w wojsku biznes, urządzenia komunikacyjne, meteorologia. I oczywiście jest stosowany w nowoczesnych promiennikach podczerwieni.

Samo ogrzewanie promiennikowe jest najstarszym znanym człowiekowi systemem grzewczym. Od ognisk palonych przez jaskiniowców do pieców na paliwo stałe, to ewolucja urządzeń grzewczych na podczerwień na przestrzeni tysiącleci. W ostatnim stuleciu ludzie zaczęli zapominać o ogrzewaniu przez promieniowanie. Nie dlatego, że pojawiły się technologie wytwarzania ciepła o lepszej jakości. Ale tylko ze względu na to, że ogrzewanie powietrza za pomocą centralne ogrzewanie nieporównywalnie tańsze niż bezpośrednie spalanie paliwa w piecach.

W ciągu ostatnich 20 lat nastąpiło odrodzenie zainteresowania ogrzewaniem promiennikowym. Postęp nie stał w miejscu - nowoczesne promienniki podczerwieni zastąpiły tradycyjne piece.

Ogrzewanie podczerwone i konwekcyjne

Systemy ogrzewania konwekcyjnego są najczęściej stosowane w nowoczesnych mieszkaniach. Bez względu na rodzaj pierwotnego źródła ciepła (czy to kocioł gazowy czy na paliwo stałe, grzałka, pompa ciepła) wykorzystują do wymiany ciepła różnica gęstości między ciepłym i zimnym powietrzem. Powietrze ogrzane przez nagrzewnicę, będąc lżejsze, unosi się w górę, pozwalając zimnemu powietrzu wypełnić opróżnioną objętość. Ten ostatni ponownie się nagrzewa, a cykl powtarza się w sposób ciągły. Pod wpływem kontaktu z ciepłym powietrzem podnosi się temperatura wszystkich przedmiotów w pomieszczeniu. Ten sposób ogrzewania charakteryzuje się dużą różnicą (do 10°C) temperatur przy podłodze i pod sufitem.

Promienniki podczerwieni w przeciwieństwie do konwektorów ogrzewają ściany, podłogi, przedmioty i ludzi w pomieszczeniu. A już ciepłe ciała stałe przekazują nagromadzone ciepło do powietrza. Ze względu na tę fundamentalną różnicę w przenoszeniu ciepła ogrzewanie na podczerwień ma szereg zalet w porównaniu z ogrzewaniem konwekcyjnym:

• Komfort termiczny. Różnica temperatur między podłogą a sufitem podczas ogrzewania radiacyjnego jest dość nieznaczna i wynosi zwykle około 1°C. Ponieważ otaczające przedmioty i powierzchnie są cieplejsze niż powietrze, a przynajmniej porównywalna z nim temperatura, ludzie w pomieszczeniu nie odczuwają efektu „zimnych stóp”. Tak wysoki poziom stworzonego komfortu cieplnego jest praktycznie nieosiągalny dla konwekcyjnych systemów grzewczych.
• Szybkie nagrzewanie. W przeciwieństwie do konwektorów, które wymagają czasu na ogrzanie pomieszczenia, promienie ciepła pozwalają aby uzyskać natychmiastowy efekt – nie trzeba czekać, aż powietrze osiągnie komfort temperatura. Szybkość nagrzewania przez promieniowanie w dużej mierze zależy od mocy i położenia grzejników, ale w każdym razie jest znacznie wyższa niż w przypadku konwekcji.
• Higiena. Ponieważ ogrzewanie promiennikowe nie wymaga prądów konwekcyjnych, w powietrzu nie ma zawiesin kurzu i pyłków. Ta bardzo ważna właściwość sprawia, że ​​ogrzewanie na podczerwień jest bezkonkurencyjne dla osób cierpiących na astmę i alergie. Dodatkowo dzięki ogrzewaniu bezpośredniemu ściany i podłogi w pomieszczeniach są zawsze suche, co zapobiega powstawaniu pleśni.
• Efektywność. Koszty eksploatacji promienników podczerwieni są zwykle niższe w porównaniu z porównywalnymi konwektorami. Przede wszystkim ze względu na możliwość zorganizowania lokalnego ogrzewania, wysokiej jakości komfort cieplny oraz mniejsze straty ciepła wraz z powietrzem opuszczającym pomieszczenie.

Rodzaje promienników podczerwieni

Według rodzaju nośnika energii promienniki podczerwieni można podzielić na elektryczne i gazowe. Te ostatnie są używane głównie na zewnątrz. Bardzo dobrze sprawdzają się w przestrzeniach zewnętrznych, takich jak patia, tarasy i balkony. Istnieją również modele do wnętrz, ale urządzenia gazowe wymagają kominów, a ich instalacja jest ograniczona. przepisy przeciwpożarowe, więc nie są tak popularne jak urządzenia grzewcze do pomieszczeń jak elektryczny.

Według rodzaju promieniowania grzejniki dzielą się na „jasne” i „ciemne”. Te pierwsze generują głównie promieniowanie krótkofalowe i charakteryzują się tym, że dają również światło widzialne. Dodatkowo nagrzewają się do wysokich temperatur. Urządzenia krótkofalowe sprawdzają się w plenerze, w budynkach przemysłowych z wysokimi sufitami. Ze względu na swoją prostotę i niski koszt są często wykorzystywane w lokalach mieszkalnych jako dodatkowe źródło ciepła.

Odpowiednio grzejniki długofalowe nie dają światła i są niskotemperaturowe. Nowoczesne „ciemne” urządzenia na podczerwień nagrzewają się do 100°C. Longwave I. DO. panele zyskują obecnie na popularności we wnętrzach. Ich obecność łatwo ukryć w pomieszczeniach. Panel może stanowić element sufitu podwieszanego - ze względu na niewielką grubość ma dobry możliwość niepozornego montażu na ścianie, łatwo zamaskować go jako lustro, obraz lub fresk. Na rynku dostępne są modele, które same w sobie mogą służyć jako wyrazisty element dekoracyjny. Istnieją również systemy ogrzewania podłogowego na podczerwień.

Urządzenia grzewcze z promieniowaniem długofalowym są uważane za najbardziej przydatne dla ludzi i zwierząt. Grzejniki krótkofalowe okazały się być grzejnikami o wysokiej intensywności. Właściwości fali średniej, odpowiednio, można określić jako pośrednie. Niezależnie od rodzaju i konstrukcji, każdy promiennik podczerwieni to „mini-słońce” w służbie człowieka.