Как выбрать инфракрасный обогреватель для обогрева?

Как выбрать инфракрасный обогреватель для обогрева?

Как выбрать инфракрасный обогреватель

Инфракрасный обогреватель – это обогреватель, который отдает тепло в окружающую среду с помощью инфракрасного излучения. Лучистая энергия поглощается окружающими поверхностями и преобразуется в тепловую энергию, нагревая их, что, в свою очередь, отдает тепло воздуху.

Какие бывают инфракрасные обогреватели?

В зависимости от вида топлива, используемого обогревателями, они делятся на электрические, газовые, дизельные и водяные.

По типу спектра различают темные и светлые инфракрасные обогреватели. Темные радиаторы имеют относительно низкие температуры нагрева и используются для обогрева небольших помещений с низкими потолками. Темные инфракрасные обогреватели приобретаются для обогрева дач, дач, квартир и больничных палат.

Инфракрасные обогреватели легкого типа наиболее эффективны для обогрева промышленных помещений с высокими потолками: складов, ангаров, открытых пространств, например, стадионов.

Инфракрасные обогреватели также различаются в зависимости от типа установки. Есть напольные, потолочные, переносные инфракрасные обогреватели, кроме того, есть устройства для универсальной установки.

Предлагаем газовые инфракрасные обогреватели для производственных помещений, портативные инфракрасные обогреватели для наружной установки, электрические инфракрасные обогреватели для домов, гаражей, теплиц из поликарбоната, ангаров, мастерских и других производственных помещений.

Устройство и принцип действия инфракрасных обогревателей

Все виды инфракрасных обогревателей имеют довольно простую компоновку, но в зависимости от типа используемого топлива они могут отличаться. В основном конструкция такого радиатора представляет собой прямоугольный термостойкий корпус с настенным или потолочным креплением и излучающей панелью, обращенной к полу.

Электрические инфракрасные обогреватели имеют нагревательный элемент и рефлектор-отражатель. Газовые трубы состоят из корпуса, в котором происходит смешивание воздуха и газа, и керамической перфорированной термостойкой пластины, в которой происходит сжигание газовоздушной смеси.

Принцип работы также довольно прост. По принципу излучения они похожи на солнечное излучение, только при работе присутствует излучение инфракрасного спектра, а ультрафиолетовое излучение полностью отсутствует. Тепловая энергия, протекающая через воздух, передается объектам, которые, в свою очередь, отдают тепло воздуху.

Плюсы инфракрасных обогревателей

Инфракрасные обогреватели имеют множество преимуществ перед другими типами обогревателей, к которым относятся:

    Высокий уровень производительности; Удобство и надежность конструкции; Широкий спектр; Тихая работа;

Как выбрать инфракрасный обогреватель?

Простой подбор инфракрасных обогревателей в зависимости от высоты помещения

Минимальные расстояния от инфракрасного обогревателя до других поверхностей

Мощность, кВтМмB, ммC ммD ммE, мм
11001505001800700
210015050018001500
3120200100025002150
4120200100025002500
Интенсивность теплового излучения инфракрасного обогревателя

ПРИМЕЧАНИЕ: данные в таблице приведены в соответствии с Приложением 2 к Санитарным правилам 2.2.1.1312-03 «Гигиенические требования к проектированию вновь построенных и реконструируемых промышленных объектов», утвержденным Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации от г. 22 апреля 2003 г.

ПРИМЕЧАНИЕ: При длительном нахождении в зоне обогрева расстояние от излучающих панелей радиатора до человека или животного при комнатной температуре ниже + 11 ° C должно быть не менее 1,8 м – для устройств мощностью до 2 кВт; не менее 2,15 м – для 3 кВт и не менее 2,5 м – для 4 кВт.

Как работает ИК-обогреватель

Что такое тепловое излучение?

Все предметы и тела непрерывно излучают электромагнитные волны. Спектр излучения охватывает широкий диапазон от радиоволн на сотни метров до длин волн 10-12 метров. Волны определенной длины хорошо поглощаются телами и проходят через атмосферу Земли с небольшими потерями. Эти волны принадлежат инфракрасному (ИК) диапазону, невидимому для человеческого глаза. Особого внимания заслуживает тот факт, что эти волны также находятся в спектре солнечного излучения, поэтому они безвредны для здоровья (без превышения максимальной плотности мощности и соблюдения правил безопасности). Такие тепловые лучи передают тепловую энергию, которая поглощается при попадании лучей на объекты. Как следствие, эти предметы нагреваются. Процесс нагрева различных предметов (при падении на них инфракрасных лучей) достаточно хорошо изучен и может быть описан следующим образом (см. Рис.1):

Когда горячее тело соприкасается с холодным телом, происходит поток тепла от более нагретого тела к менее нагретому. Когда температуры двух тел равны, этот поток прекращается. Каждый элемент (или тело) непрерывно излучает собственное излучение и поглощает излучение других элементов (тел). Если система находится в тепловом равновесии (то есть все тела имеют одинаковую температуру), то для каждого тела поглощаемый ею поток излучения будет равен его собственному потоку излучения. Это означает, что между телами нет теплообмена. Если температура тела выше, чем у других тел, тело будет излучать собственное тепловое излучение, а не поглощать излучение других тел. При этом происходит обмен лучистой энергией между телами от более нагретого к менее нагретому.

Очевидно, что инфракрасное излучение безопасно для человека (при соблюдении определенных правил) и может использоваться как нетрадиционный источник тепла.

Принцип работы световых инфракрасных обогревателей

Рис. 2

Светоотражающие обогреватели, относящиеся к усовершенствованным инфракрасным (ИК) обогревателям, работают совершенно иначе, чем конвективные (обычные) обогреватели. Обогреватели преобразуют электрическую энергию в тепловую с помощью специального нагревательного элемента. Тепловая энергия передается в виде тепловых лучей к поверхностям, предметам и людям, на которые направлен свет и тепловые лучи радиатора. Вырабатываемая тепловая энергия распределяется следующим образом: 92% энергии (как в случае солнечного тепла) используется непосредственно для обогрева объектов в зоне действия нагревателя, и только 8% используется для прямого воздушного потока. обогрев. С другой стороны, традиционные системы отопления и обогрева используют почти всю свою тепловую энергию для нагрева воздуха, который, в свою очередь, нагревает предметы вокруг них. Если учесть, что инфракрасное излучение меньше поглощается воздухом, чем объектами, тепловые потери от конвекционных обогревателей огромны. При этом инфракрасные обогреватели отличаются от традиционных обогревателей еще и тем, что абсолютно не снижают содержание кислорода в воздухе и не сушат его – соответственно, не вызывают головных болей, сонливости и утомляемости.

Читайте также:  12 лучших бесперебойных источников питания (UPS) - 2021 рейтинг (топ 12)

Тепловая энергия, излучаемая антипиреном (нагревательным элементом), поглощается поверхностями и объектами, такими как полы, стены, мебель, внутренняя отделка и т. Д. Этот процесс более подробно проиллюстрирован на рис. 2. Таким образом, объекты и поверхности сначала нагреваются, а потом постепенно начинают излучать вторичное тепло по помещению – становясь как бы нагревательными приборами. Это предотвращает разницу температур между верхом и низом комнаты (т. е. разница температур между полом и потолком сводится к минимуму). В результате можно снизить общую температуру в помещении и, следовательно, снизить расходы на отопление и охлаждение. В этом случае, поскольку температура предметов всегда будет на 1-3 ° C выше, чем температура в помещении, человеку в комнате будет казаться, что она намного теплее, чем есть на самом деле.

Тепловая энергия без потерь достигает поверхностей, на которых радиатор полностью освещен. Как правило, общая площадь пола и предметов в помещении в несколько десятков раз превышает площадь теплоотдачи традиционных радиаторов отопления. Поверхности объектов хорошо поглощают инфракрасные лучи, благодаря которым светлые радиаторы нагреваются каждую комнату примерно в 3-4 раза быстрее, чем традиционные системы отопления. Тепловая энергия лучше всего направлять на мебель и оборудование, чтобы они могли поглотить его для позже постепенного нагрева комнаты. Если возможно, избегайте нацеливания световых и тепловых лучей на поверхности, такие как стены, потолки, окна и двери, потому что часть тепла немедленно «ускользает» снаружи, которая очень невыразится с точки зрения экономии энергии.

Уменьшение температуры воздуха в помещениях при использовании

Используя нагреватели, вы можете уменьшить «комфортную» температуру воздуха в помещении на несколько градусов. Человек даже не почувствует это, потому что температура покажется то же самое. В отличие от традиционных систем отопления, где только воздух вокруг тела тела человека принимает участие в энергетическом балансе, в сияющих системах отопления на условиях комфорта состоит из поверхности тела человека и падает на поток излучения.

Чем выше интенсивность радиационного потока, тем ниже температура комфорта окружающей среды. Они знают об этом хорошо лыжникам, которые не позволяют возможность загорать среди заснеженных горных вершин, даже если температура воздуха значительно ниже нуля (при условии, что нет сильного ветра). Чтобы понять разницу между комнатной температурой и «чувством» (человека), мы представляем два термометра, один из которых находится на солнце, а другой в тени. Конечно, их чтения были бы разными. Точно так же человек, который находится в пределах светового радиатора, будет чувствовать себя более комфортно, чем тот, который вне диапазона радиатора.

Следует отметить, что снижение температуры комнатной температуры только 1 градуса C дает энергосбережение при 5%.

ЭКОНОМИЯ ЭНЕРГИИ

Зональный и точечный обогрев

При использовании световых радиаторов различные температуры могут поддерживаться в разных областях одной комнаты. В принципе, часто не нужно для той же температуры во всех частях комнаты. Когда дело доходит до теплового комфорта, для разных задач требуются разные температуры. Отопление зоны можно сравнить с зоной освещения: обычно больше света и тепловой необходимости в непосредственной близости от рабочих мест. В любом случае нагревание неиспользуемых областей, таких как потолочные и верхние ограничения на стен, совершенно бесполезно. Эта ситуация иллюстрирует эту ситуацию. 3, на которой распределение теплых потоков в помещении было представлено с использованием различных типов радиаторов. Эта диаграмма показывает, что обычные конвекционные нагреватели используют большинство энергии для прогрева верхней комнаты, в то время как этот радиатор позволяет зону отопления. Благодаря этому радиатор не потребляет энергию, чтобы согреть неиспользуемый объем комнаты.

Рис.3 Распределение теплых потоков в помещении с использованием различных типов радиаторов.

Почти во всех случаях объекты должны нагреваться до 2 метров, поэтому разница между необходимой нагревательной поверхностью и общей площадью комнат – это тепло и энергия. Нагреватели могут преследовать такую ​​точную зону нагрева, и, таким образом, значительно снизить затраты на энергию без уменьшения комфорта.

Уменьшение до минимума разницы температур между полом и потолком

Благодаря использованию традиционных конвекционных систем существует разница температур между комнатой ниже и выше (у всех нас есть тенденция думать, что чем ближе к потолку, тем выше температура воздуха, и что она не может быть другой) явно Видимый на рисунке 4. Предположим, что если температура на полу составляет 18 ° С, на высоте 10 метров, температура составила около 35 ° С. Однако нагреватели позволяют избежать этого нерационального распределения температуры вдоль высоты, потому что они не нагревают воздух, но они передают тепло на поверхность и объекты, к которым направляется их свет. Конечно, таким образом зря значительно снижается нагрев промежуточного пространства (воздуха). Уменьшается разница температур между полом и потолком, и в то же время можно снизить общую температуру в помещении, увеличивая «войлочную» температуру. Для легких радиаторов разница температур между полом и потолком (° C / м) очень мала, около ± 0,4 ° C / м (при условии отсутствия принудительного воздушного потока в помещении). При обогреве помещения теплым воздухом от тепловентилятора или конвектора разница намного больше и составляет ± 2,5 ° C / м и ± 1,7 ° C / м соответственно.

Читайте также:  Дизайн маленькой кухни: 9 хитростей, которые сделают ее современной и уютной

Рис.4. Распределение тепла между полом и потолком за счет конвекции и инфракрасного обогрева.

Зависимость температуры в помещении от высоты помещения более подробно показана на рис. 5, где сравниваются конвекционные обогреватели и инфракрасные обогреватели.

Рис. 5

Зависимость температуры помещения от высоты помещения:

1 – когда лучи падают прямо на предметы;

2 – с равномерным распределением лучей в помещении;

3 – при использовании конвекционного обогревателя.

На этой схеме показано, что использование конвекционных обогревателей (строка 3) обеспечивает наилучший обогрев потолка и всей верхней части помещения. С использованием инфракрасных обогревателей ситуация кардинально меняется, потому что сначала нагреваются предметы в комнате, а затем и сама комната (строки 1 и 2). В результате значительно снижается расход тепловой энергии на отопление и, как следствие, потребление энергии.

Отдельно стоит отметить, что во всех последующих расчетах, касающихся инфракрасного обогревателя, учитывалась средняя зависимость температуры в помещении от его высоты. Эта зависимость была получена путем усреднения линий 1 и 2.

Еще один важный момент при сравнении систем отопления разных типов – теплоизоляция помещения. В нашем случае теплоизоляция – это совокупность факторов, препятствующих уходу тепла из отапливаемого помещения. К таким факторам относятся: тип и размер строительного материала, герметичность помещения, его расположение, особенности конструкции и другие. Чем выше степень утепления помещения, тем легче его обогреть, и наоборот, чем ниже степень утепления, тем сложнее утеплить.

Сравнение легких обогревателей с конвекционными обогревателями

Выбираем датчик уровня воды в резервуаре и емкости

Для автоматизации многих производственных процессов необходимо контролировать уровень воды в резервуаре, измерение производится специальным датчиком, который подает сигнал при достижении технологической среды определенного уровня. В быту не обойтись без датчиков уровня, наглядным примером которых является запорная арматура для бачка унитаза или автоматическое отключение колодезного насоса. Давайте рассмотрим разные типы датчиков уровня, их конструкцию и принцип действия. Эта информация будет полезна при выборе устройства под конкретную задачу или изготовлении датчика самостоятельно.

Различные типы датчиков уровня

Конструкция и принцип действия

Конструкция измерительных приборов этого типа определяется следующими параметрами:

    Функциональность, в зависимости от этого принято делить приборы на маячки и указатели уровня. Первые отслеживают конкретную точку наполнения бака (минимум или максимум), вторые постоянно следят за уровнем. Принцип действия может быть основан на: гидростатике, электропроводности, магнетизме, оптике, акустике и т. Д. Фактически, это основной параметр, определяющий сферу применения. Метод измерения (контактный или бесконтактный).

Кроме того, конструктивные особенности определяют характер технологической среды. Одно дело измерить высоту питьевой воды в резервуаре, а другое дело – проверить наполнение резервуаров для промышленных сточных вод. В последнем случае требуется адекватная защита.

Виды датчиков уровня

В зависимости от принципа действия сигнальные устройства делятся на следующие типы:

    тип поплавка; с помощью ультразвуковых волн; приборы с емкостным принципом определения уровня; электрод; тип радара; гидростатический.

Поскольку эти типы наиболее распространены, рассмотрим каждый из них отдельно.

Поплавковый

Это самый простой, но все же самый эффективный и надежный способ измерения жидкостей в резервуаре или другом сосуде. Пример реализации можно увидеть на рисунке 2.

Рис. 2. Поплавковый выключатель для управления насосом.

Конструкция состоит из поплавка с магнитом и двух герконов, размещенных в точках измерения. Кратко опишем принцип работы:

    Резервуар опорожняется до критического минимума (А на рис. 2), поплавок опускается до уровня, на котором расположен геркон 2, он активирует реле, питающее насос, нагнетающий воду из скважины. Вода достигает максимального уровня, поплавок поднимается к месту, где находится геркон 1, срабатывает и реле выключается, соответственно, двигатель помпы перестает работать.

Такой геркон довольно просто изготовить самостоятельно, а его настройка сводится к установке уровней включения / выключения.

Учтите, что если правильно выбрать материал для поплавка, датчик уровня воды будет работать даже при наличии слоя пены в баке.

Ультразвуковой

Этот тип счетчика может использоваться как для жидких, так и для сухих сред и может иметь аналоговый или двоичный выход. Это означает, что датчик может ограничивать наполнение, когда он достигает определенной точки, или постоянно контролировать его. Устройство включает в себя ультразвуковой передатчик, приемник и контроллер обработки сигналов. Принцип работы передатчика сигналов показан на рисунке 3.

Рис. 3. Принцип работы ультразвукового датчика уровня.

Читайте также:  Звукоизоляция пола в квартире под стяжку: выбор материала, укладка

Система работает следующим образом:

    излучается ультразвуковой импульс; принимается отраженный сигнал; Анализируется продолжительность затухания сигнала. Если резервуар полон, он будет коротким (A Рис. 3) и начнет увеличиваться, когда резервуар станет пустым (B Рис. 3).

Ультразвуковая сигнализация является бесконтактной и беспроводной, поэтому ее можно использовать даже в агрессивных и взрывоопасных средах. После первоначальной настройки такой датчик не требует специализированного обслуживания, а отсутствие движущихся частей значительно продлевает срок его службы.

Электродный

Электродные (кондуктометрические) детекторы позволяют контролировать один или несколько уровней электропроводящей среды (поэтому они не подходят для измерения наполнения резервуара дистиллированной водой). Пример приложения устройства показан на рисунке 4.

Рисунок 4: Измерение уровня жидкости с помощью кондуктометрических датчиков

В приведенном выше примере используется трехуровневый индикатор, в котором два электрода контролируют наполнение резервуара, а третий – сигнализация, активирующая режим интенсивной откачки.

Емкостной

Три датчика уровня определяют максимальный уровень в резервуаре. В этом случае технологическая среда может быть жидкостью или смешанным материалом (см. Рис. 5).

Рис. 5. Емкостный датчик уровня.

Реле уровня выполняет ту же функцию, что и конденсатор: он измеряет емкость между измерительными пластинами емкостного элемента. Когда это значение достигает порогового значения, на контроллер отправляется сигнал. В некоторых случаях используется версия с «сухим контактом», т. е. датчик уровня работает через стенку резервуара изолированно от технологической среды.

Эти устройства могут работать в широком диапазоне температур, не подвержены влиянию электромагнитных полей и могут срабатывать на больших расстояниях. Такие свойства значительно расширяют область применения до тяжелых условий эксплуатации.

Радарный

Этот тип сигнализации действительно можно назвать универсальным, поскольку они могут работать с любой технологической средой, в том числе агрессивной и взрывоопасной, а на показания не влияют давление и температура. Пример работы устройства показан на рисунке ниже.

Измерение уровня с помощью радарного датчика

Устройство излучает радиоволны в узком диапазоне (несколько гигагерц), приемник улавливает отраженный сигнал и определяет уровень в сосуде. На датчик не влияют давление, температура или тип технологической среды. Пыль не влияет на показания, как это происходит с лазерными датчиками. Также стоит обратить внимание на высокую точность этих типов устройств, их погрешность составляет менее одного миллиметра.

Гидростатический

Эти индикаторы могут измерять как предельное значение, так и фактическое наполнение резервуаров. Принцип их работы показан на рисунке 7.

Рисунок 7: Измерение уровня заполнения с помощью гиростатического датчика

В основе прибора лежит принцип измерения давления, создаваемого столбом жидкости. Приемлемая точность и невысокая стоимость сделали этот тип довольно популярным.

В рамках статьи мы не можем рассматривать все типы сигнальных устройств, например поворотно-флаговые, для обнаружения сыпучих твердых материалов (есть сигнал, когда веерная створка застревает в рыхлой среде, предварительно выкапывая яму). . Рассматривать принцип работы радиоизотопных счетчиков тоже нет смысла, а уж тем более рекомендовать их использование для проверки уровня питьевой воды.

Как выбрать?

Выбор датчика уровня воды в баке зависит от многих факторов, основными из которых являются:

    Состав жидкости. В зависимости от содержания в воде посторонних примесей может изменяться плотность и электропроводность раствора, что может влиять на показания. Емкость бака и материал, из которого он изготовлен. Функциональное назначение расширительного бака. Следует ли контролировать минимальный и максимальный уровни или текущее состояние. Допустимость интеграции с АСУ. Коммутационная способность устройства.

Это далеко не полный список для выбора измерительных приборов этого типа. Конечно, для бытового применения критерии выбора могут быть существенно сведены к емкости бака, типу срабатывания и схеме управления. Значительное снижение требований позволяет изготовить такое устройство самостоятельно.

Делаем датчик уровня воды в резервуаре своими руками

Допустим, стоит задача автоматизировать работу погружного насоса для подачи воды на дачу. Обычно вода подается в резервуар для хранения, поэтому мы должны автоматически выключать насос, когда он наполняется. Для этого необязательно покупать лазерный или радарный уровнемер, ведь покупать его и не нужно. Несложная задача требует простого решения, как показано на рисунке 8.

Схема управления водозаборным насосом

Для решения проблемы понадобится магнитный пускатель с катушкой 220 В и двумя герконами: минимальный уровень – при включении, максимальный уровень – при размыкании. Схема подключения помпы проста и, что немаловажно, безопасна. Принцип работы уже был описан выше, но повторим:

    По мере поступления воды поплавок магнита постепенно поднимается, пока не достигнет максимального уровня язычкового переключателя. Магнитное поле размыкает геркон, отсоединяя катушку стартера, что обесточивает двигатель. По мере протекания воды поплавок опускается, пока не достигнет отметки минимума напротив нижнего геркона, его контакты замыкаются, и на катушку стартера подается напряжение, запуская насос. Этот тип датчика уровня в баке может работать десятилетиями, в отличие от электронной системы управления.

Оцените статью
Добавить комментарий