Инфракрасный обогрев, как это работает?

Сегодня в интернете появилось множество статей, рассказывающих о принципах работы инфракрасного обогрева с применением низкотемпературных пленочных электронагревателей. В борьбе за потребителя производители пытаются преподнести именно свои материалы как инновационное ноу-хау. Якобы именно их нагреватели имеют улучшенные особые качества и чуть ли не переворачивают физику процесса инфракрасного излучения.

Чтобы разобраться в том, что является правдой, а что мифом, нужно получить общее представление о принципах работы низкотемпературных пленочных электронагревателей. Давайте начнем с понятия электромагнитного и инфракрасного излучений.

Электромагнитным излучением называется любое волновое изменение электромагнитного поля. Оно включает видимый свет, радиоволны, инфракрасное и ультрафиолетовое излучение, рентгеновские лучи, гамма-излучение.

Инфракрасное излучение – составляющая часть электромагнитных волн. Оно происходит в достаточно узкой области спектра между видимым светом (длина волны λ = 0,74 мкм) и микроволновым излучением (λ ~ 1–2 мм). Другое название данного излучения – «тепловое», так как именно его организм человека воспринимает как ощущение тепла. Одним и источников теплового излучения является наше Солнце.

Принцип воздействия теплового излучения Солнца достаточно прост. Попадая на Землю, оно нагревает поверхность планеты: грунт, воду, материальные объекты, флору, и т.д. Они, в свою очередь, нагревают окружающий воздух.

Именно по этому принципу работает пленочный электронагреватель. Располагаясь на наиболее оптимальной высоте (2 – 5 метров от пола), они действуют, как маленькие солнца, направляя поток теплых лучей вниз. Эффективный нагрев помещений производится путем прямого воздействия инфракрасных лучей на поверхности: пол, стены, оборудование, предметы.

Поглощая тепло, эти поверхности очень быстро прогреваются, и только затем начинается процесс теплоотдачи в окружающий воздух. В этом и состоит принципиальное отличие инфракрасного отопления и принцип работы инфракрасных обогревателей.

Как работает пленочный электронагреватель?

Давайте подробно рассмотрим, как работает низкотемпературный пленочный электронагреватель на примере системы «теплый потолок». Допустим, мы установили в помещение пленочный электронагреватель со следующими техническими характеристиками:

• Номинальное напряжение Uн - 220 В;
• Максимальная мощность – 150 - 180 Вт/м²;
• Max. температура нагрева – 45 - 50 °С;
• Длина волны – 9,7 - 10 мкм.

Следует помнить, что любой низкотемпературный пленочный электронагреватель, который вы приобретаете, будет иметь максимальную температуру нагрева 50°С. А диапазон его теплового излучения будет располагаться в средневолновой области (λ = 2,5 - 50 мкм).

Рассмотрим всю систему инфракрасного обогрева изнутри. Вне зависимости от компании-производителя, любой пленочный электронагреватель состоит из трех основных элементов:

1. Нагревающий элемент, задача которого преобразовать электрическую энергию в тепловую.
2. Фольга, которая способствует равномерному распределению тепловой энергии по всей площади нагревателя. Стоит отметить, что фольга присутствует не во всех нагревателях.
3. Двухстороннее ламинирование пленкой ПЭТ (полиэстеровая пленка), которая выполняет изоляционные и защитные функции.

Инфракрасный обогрев начинает происходить после подачи тока на пленочный электронагреватель. Когда электрический ток проходит через нагревательные элементы, он преобразуется непосредственно в тепловую энергию. Тепло контактным методом передается от нагревательного элемента к двум поверхностям нагревателя (пленки ПЭТ). И поверхности начинают излучать инфракрасные волны с длиной волны 9,7–10 мкм.

Многие обыватели, незнакомые с тонкостями процесса, ошибочно считают, что источниками излучения являются нагревательные элементы или фольга, которые размещены внутри пленочного электронагревателя. На самом деле излучающей поверхностью любого низкотемпературного пленочного электронагревателя является его поверхность, а точнее – пленка ПЭТ.

Принцип инфракрасного обогрева можно объяснить двумя словами: преобразование и излучение.

Что происходит, если низкотемпературный пленочный электронагреватель установлен на потолке, который зашит чистовым материалом (вагонкой или гипсокартоном)? В пленочном электронагревателе происходит преобразование электроэнергии в тепловую и излучение поверхностью нагревателя инфракрасных волн. В данном случае это будет первичное излучение.

Проходя воздушный промежуток от нагревателя до чистового потолка, первичное излучение поглощается поверхностью чистового потолка (гипсокартона или вагонки). Чистовой потолок достаточно быстро нагревается до 38 – 40°С и в свою очередь начинает излучать инфракрасные волны, направленные в сторону пола. Данный процесс называется вторичным излучением. Все находящиеся в зоне действия обогревателя предметы в помещении (пол, мебель, стены) поглощают вторичное излучение и нагреваются.

Таким образом, механизм прогрева помещения системой «Теплого потолка» с использованием любых низкотемпературных пленочных электронагревателей заключается в следующем:

Преобразование электроэнергии в тепловую → первичное излучение → первичное поглощение → вторичное излучение → вторичное поглощение (прогрев помещения).

Основной вывод о работе низкотемпературных пленочных электронагревателей:

На современном рынке имеется множество низкотемпературных пленочных электронагревателей от разных производителей. При установке их в качестве системы отопления «Теплый потолок» ВСЕ ОНИ БУДУТ РАБОТАТЬ ОДИНАКОВО, подчиняясь единым физическим законам и принципам.