Инфракрасный свет – практикум невидимо тёплого излучения

Инфракрасные лучи – это электромагнитные волны в невидимой области электромагнитного спектра, которая начинается за видимым красным светом и заканчивается перед микроволновым излучением между частотами 10¹² и 5∙10¹⁴ Гц (или находится в диапазоне длин волн 1–750 нм). Название происходит от латинского слова infra и означает «ниже красного».

Применение инфракрасных лучей разнообразно. Они используются для визуализации объектов в темноте или в дыму, отопления саун и подогрева крыльев воздушных судов для защиты от обледенения, в ближней связи и при проведении спектроскопического анализа органических соединений.

Открытие

Инфракрасные лучи были обнаружены в 1800 г. британским музыкантом и астрономом-любителем немецкого происхождения Уильямом Гершелем. Он с помощью призмы разделил солнечный свет на составляющие его компоненты и за красной частью спектра с помощью термометра зарегистрировал увеличение температуры.

ИК-излучение и тепло

Инфракрасное излучение часто называют тепловым. Следует, однако, отметить, что оно является лишь его следствием. Тепло – это мера поступательной энергии (энергии движения) атомов и молекул вещества. «Температурные» датчики фактически измеряют не тепло, а только различия в ИК-излучении различных объектов.

Многие учителя физики инфракрасным лучам традиционно приписывают всю тепловую радиацию Солнца. Но это не совсем так. С видимым солнечным светом поступает 50% всего тепла, и электромагнитные волны любой частоты при достаточной интенсивности могут вызвать нагрев. Однако справедливо будет сказать, что при комнатной температуре объекты выделяют тепло в основном в полосе среднего инфракрасного диапазона.

ИК-излучение поглощается и испускается вращениями и вибрациями химически связанных атомов или их групп и, следовательно, многими видами материалов. Например, прозрачное для видимого света оконное стекло ИК-радиацию поглощает. Инфракрасные лучи в значительной степени абсорбируются водой и атмосферой. Хотя они и невидимы для глаз, их можно ощутить кожей.

Земля как источник инфракрасного излучения

Поверхность нашей планеты и облака поглощают солнечную энергию, большую часть которой в виде ИК-радиации отдают в атмосферу. Определенные вещества в ней, в основном пар и капли воды, а также метан, углекислый газ, оксид азота, хлорфторуглероды и гексафторид серы, поглощают в инфракрасной области спектра и переизлучают во всех направлениях, в том числе на Землю. Поэтому из-за парникового эффекта земная атмосфера и поверхность намного теплее, чем если бы вещества, поглощающие ИК-лучи, в воздухе отсутствовали.

Это излучение играет важную роль в теплопередаче и является неотъемлемой частью так называемого парникового эффекта. В глобальном масштабе влияние инфракрасных лучей распространяется на радиационный баланс Земли и затрагивает почти всю биосферную активность. Практически каждый объект на поверхности нашей планеты испускает электромагнитное излучение в основном в этой части спектра.

Области ИК-диапазона

ИК-диапазон часто разделяется на более узкие участки спектра. Немецкий институт стандартов DIN определил такие области длин волн инфракрасных лучей:

• ближний (0,75-1,4 мкм), обычно используемый в волоконно-оптической связи;
• коротковолновой (1,4-3 мкм), начиная с которого значительно возрастает поглощение ИК-излучения водой;
• средневолновой, также называемый промежуточным (3-8 мкм);
• длинноволновый (8-15 мкм);
• дальний (15-1000 мкм).

Однако эта схема классификации не используется повсеместно. Например, в некоторых исследованиях указываются следующие диапазоны: ближний (0,75-5 мкм), средний (5-30 мкм) и длинный (30-1000 мкм). Длины волн, используемые в телекоммуникации, подразделяются на отдельные полосы из-за ограничений детекторов, усилителей и источников.

Общая система обозначений оправдана реакциями человека на инфракрасные лучи. Ближняя ИК-область наиболее близка к длине волны, видимой человеческим глазом. Среднее и дальнее ИК-излучение постепенно удаляются от видимой части спектра. Другие определения следуют различным физическим механизмам (таким как пики эмиссии и поглощение воды), а самые новые основаны на чувствительности используемых детекторов. Например, обычные кремниевые сенсоры чувствительны в области около 1050 нм, а арсенид индий-галлия – в диапазоне от 950 нм до 1700 и 2200 нм.

Четкая граница между инфракрасным и видимым светом не определена. Глаз человека значительно менее чувствителен к красному свету, превышающему длину волны 700 нм, однако интенсивное свечение (лазера) можно видеть примерно до 780 нм. Начало ИК-диапазона определяется в разных стандартах по-разному – где-то между этими значениями. Обычно это 750 нм. Поэтому видимые инфракрасные лучи возможны в диапазоне 750–780 нм.

Обозначения в системах связи

Оптическая связь в ближней ИК-области технически подразделяется на ряд полос частот. Это связано с различными источниками света, поглощающими и передающими материалами (волокнами) и детекторами. К ним относятся:

• О-диапазон 1,260-1,360 нм.
• Е-диапазон 1,360-1,460 нм.
• S-диапазон 1,460-1,530 нм.
• C-диапазон 1,530-1,565 нм.
• L-диапазон 1,565-1,625 нм.
• U-диапазон 1,625-1,675 нм.

Термография

Термография, или тепловидение – это тип инфракрасного изображения объектов. Поскольку все тела излучают в ИК-диапазоне, а интенсивность радиации увеличивается с температурой, для ее обнаружения и получения снимков можно использовать специализированные камеры с ИК-датчиками. В случае очень горячих объектов в ближней инфракрасной или видимой области, этот метод называется пирометрией.

Термография не зависит от освещения видимым светом. Следовательно, можно «видеть» окружающую среду даже в темноте. В частности, теплые предметы, в том числе люди и теплокровные животные, хорошо выделяются на более холодном фоне. Инфракрасная фотография ландшафта улучшает отображение объектов в зависимости от их теплоотдачи: голубое небо и вода кажутся почти черными, а зеленая листва и кожа ярко проявляются.

Исторически термография широко использовалась военными и службами безопасности. Кроме того, она находит множество других применений. Например, пожарные используют ее, чтобы видеть сквозь дым, находить людей и локализовать горячие точки во время пожара. Термография может выявить патологический рост тканей и дефекты в электронных системах и схемах из-за их повышенного выделения тепла. Электрики, обслуживающие линии электропередач, могут обнаружить перегревающиеся соединения и детали, что сигнализирует о нарушении их работы, и устранить потенциальную опасность. При нарушении теплоизоляции специалисты-строители могут увидеть утечки тепла и повысить эффективность систем охлаждения или обогрева. В некоторых автомобилях высокого класса тепловизоры устанавливаются для помощи водителю. С помощью термографических изображений можно контролировать некоторые физиологические реакции у людей и теплокровных животных.

Внешний вид и способ работы современной термографической камеры не отличаются от таковых у обычной видеокамеры. Возможность видеть в инфракрасном спектре является настолько полезной функцией, что возможность записи изображений часто является опциональной, и модуль записи не всегда доступен.

Другие изображения

В ИК-фотографии ближний инфракрасный диапазон захватывается с помощью специальных фильтров. Цифровые фотоаппараты, как правило, блокируют ИК-излучение. Однако дешевые камеры, у которых нет соответствующих фильтров, способны «видеть» в ближнем ИК-диапазоне. При этом обычно невидимый свет выглядит ярко-белым. Особенно это заметно во время съемки вблизи освещенных инфракрасных объектов (например, лампы), где возникающие помехи делают снимок блеклым.

Также стоит упомянуть Т-лучевую визуализацию, которая представляет собой получение изображения в дальнем терагерцовом диапазоне. Отсутствие ярких источников делает такие снимки технически более сложными, чем большинство других методов ИК-визуализации.

Светодиоды и лазеры

Искусственные источники инфракрасного излучения включают, помимо горячих объектов, светодиоды и лазеры. Первые представляют собой небольшие недорогие оптоэлектронные устройства, изготовленные из таких полупроводниковых материалов, как арсенид галлия. Они используются в качестве оптоизоляторов и в качестве источников света в некоторых системах связи на основе волоконной оптики. Мощные ИК-лазеры с оптической накачкой работают на основе двуокиси и окиси углерода. Они используются для инициации и изменения химических реакций и разделения изотопов. Кроме того, они применяются в лидарных системах определения дистанции до объекта. Также источники инфракрасного излучения используются в дальномерах автоматических самофокусирующих камер, охранной сигнализации и оптических приборах ночного видения.

ИК-приемники

К приборам обнаружения ИК-излучения относятся термочувствительные устройства, такие как термопарные детекторы, болометры (некоторые из них охлаждаются до температур, близких к абсолютному нулю, чтобы снизить помехи от самого детектора), фотогальванические элементы и фотопроводники. Последние изготавливаются из полупроводниковых материалов (например, кремния и сульфида свинца), электрическая проводимость которых увеличивается при воздействии инфракрасных лучей.

Обогрев

Инфракрасное излучение используется для нагрева – например, для отопления саун и удаления льда с крыльев самолетов. Кроме того, оно все чаще применяется для плавления асфальта во время укладки новых дорог или ремонта поврежденных участков. ИК-излучение может использоваться при приготовлении и подогреве пищи.

Связь

ИК-длины волн применяются для передачи данных на небольшие расстояния, например, между компьютерной периферией и персональными цифровыми помощниками. Эти устройства обычно соответствуют стандартам IrDA.

ИК-связь обычно используется внутри помещений в районах с высокой плотностью населения. Это наиболее распространенный способ дистанционного управления устройствами. Свойства инфракрасных лучей не позволяют им проникать сквозь стены, и поэтому они не взаимодействуют с техникой в соседних помещениях. Кроме того, ИК-лазеры используются в качестве источников света в оптоволоконных системах связи.

Спектроскопия

Инфракрасная радиационная спектроскопия – это технология, используемая для определения структур и составов (главным образом) органических соединений путем изучения пропускания ИК-излучения через образцы. Она основана на свойствах веществ поглощать определенные его частоты, которые зависят от растяжения и изгиба внутри молекул образца.

Характеристики инфракрасного поглощения и излучения молекул и материалов дают важную информацию о размере, форме и химической связи молекул, атомов и ионов в твердых телах. Энергии вращения и вибрации квантуются во всех системах. ИК-излучение энергии hν, испускаемое или поглощаемое данной молекулой или веществом, является мерой разности некоторых внутренних энергетических состояний. Они, в свою очередь, определяются атомным весом и молекулярными связями. По этой причине инфракрасная спектроскопия является мощным инструментом определения внутренней структуры молекул и веществ или, когда такая информация уже известна и табулирована, их количества. ИК-методы спектроскопии часто используются для определения состава и, следовательно, происхождения и возраста археологических образцов, а также для обнаружения подделок произведений искусства и других предметов, которые при осмотре под видимым светом напоминают оригиналы.

Польза и вред инфракрасных лучей

Длинноволновое ИК-излучение применяется в медицине с целью:

• нормализации артериального давления путем стимуляции кровообращения;
• очищения организма от солей тяжелых металлов и токсинов;
• улучшения кровообращения мозга и памяти;
• нормализации гормонального фона;
• поддержания водно-солевого баланса;
• ограничения распространения грибков и микробов;
• обезболивания;
• снятия воспаления;
• укрепления иммунитета.

Вместе с тем ИК-излучение может нанести вред при острых гнойных заболеваниях, кровотечениях, острых воспалениях, болезнях крови, злокачественных опухолях. Неконтролируемое продолжительное воздействие ведет к покраснению кожи, ожогам, дерматиту, тепловому удару. Коротковолновые ИК-лучи опасны для глаз – возможно развитие светобоязни, катаракты, нарушений зрения. Поэтому для отопления должны применяться исключительно источники длинноволнового излучения.

Похожие статьи

Инфракрасный обогреватель — это прибор для отопления, передающий тепловую энергию в окружающее пространство при помощи инфракрасного (ИК) излучения. Часто такие устройства называют рефлекторами, что не совсем корректно. ИК-обогреватель не нагревает воздух, а передает тепловую энергию окружающим предметам, которые и повышают температуру воздушным массам. Этот принцип дает существенную экономию по сравнению с конвекционным способом обогрева, так как энергия не расходуется на прогрев неиспользуемых пространств помещения. Инфракрасные обогревательные приборы позволяют получать мгновенный эффект сразу после включения.

Современный рынок устройств для отопления помещения насыщен разнообразными приборами до предела. Все они делятся на виды и типы по принципу действия и конструктивным особенностям. Бытовые ИК-обогреватели одни из самых распространенных на рынке климатической техники. Они имеют ряд существенных преимуществ перед другими бытовыми приборами для отопления. В этой статье мы расскажем, как выбрать инфракрасный обогреватель для дачи, дома и квартиры, а также дадим инструкцию по самостоятельному изготовлению такого прибора. Начнем с принципа действия и конструкции прибора.

Принцип работы и конструктивные особенности ИК-обогревателей

Как уже было сказано выше, эти бытовые прибор радикально отличаются от устройств конвекционного обогрева. Они нагревают не воздух, а окружающие предметы, находящиеся в помещении: мебель, технику, пол и стены. Инфракрасные устройства можно назвать небольшим домашним солнышком, лучи которого пронизывают воздух, совершенно не нагревая его. Только предметы, не пропускающие свет, нагреваются под воздействием этого излучения и передают тепло окружающему воздуху, нагревая его до необходимой температуры.

Инфракрасное излучение воспринимается кожей человека как тепло, исходящее от нашего солнца. Мы не видим этих лучей, но чувствуем их всем телом. Согревает нас это излучение независимо от внешних факторов. Ему не страшны сквозняки и другие природные факторы. Главное, чтобы излучение не имело перед собой непреодолимых преград и свободно проходило до требуемого места. Точно так же, как наше светило действуют и обогреватели инфракрасного вида, ведь длина волн излучения этих приборов аналогична солнечному ИК-спектру.

Нагреватели конверторного типа неспособны мгновенно создать комфортный температурный режим в помещении, ведь принцип их действия основан на постоянном перемещении теплого воздуха вверх. В этом случае в первую очередь прогревается под потолочное пространство, и только через продолжительное время происходит перемешивание теплых и холодных воздушных масс, что приводит к созданию комфортного теплового режима во всем помещении. В течение этого периода человеку приходится мерзнуть.

Совершенно иначе работают нагреватели инфракрасного излучения. Тепло от этого вида бытовой техники человек ощущает сразу же после включения устройства, но его можно ощущать не во всем помещении. Инфракрасный обогреватель действует локально, то есть тепловая энергия направляется в определенное место. С одной стороны, это позволяет создать мгновенный эффект повышения температуры в необходимой точке пространства, с другой — сэкономить энергоресурсы. Этим и хороши бытовые нагреватели, использующие для работы ИК-излучение.

Внутри обыкновенных электрических инфракрасных обогревателей нет никаких сложных деталей. В корпусе устройства, чаще всего изготовленного из металла монтируется алюминиевый отражатель. На нем устанавливается главная часть конструкции — нагревательный элемент, являющийся «сердцем» устройства. В настоящее время существует несколько разновидностей этой детали: трубчатая (ТЭН), галогеновая, керамическая или карбоновая. Также в нагревателях данного вида устанавливаются термостаты для регулировки температуры и специальные датчики, отключающие устройство при аварийных ситуациях.

Кроме электрических ИК-обогревателей, существуют устройства использующие другие источники энергии: твердое и жидкое топливо, а также природный газ. Но такие приборы используются в бытовых условиях крайне редко и рассматривать их мы не будем. Принцип действия и особенности конструкции ИК-источников тепла мы рассмотрели, теперь перейдем к плюсам и минусам этой бытовой техники.

Плюсы и минусы использования инфракрасных обогревателей

ИК-обогреватели, как и любая другая бытовая техника, имеют определенные достоинства и некоторые недостатки. Все эти факторы необходимо учитывать при выборе оборудования для обогрева помещения. Итак, ниже представлены основные плюсы применения инфракрасных обогревателей в бытовых условиях.

1. Источники инфракрасного излучения способны быстро прогреть площади больших размеров. Потребитель практически мгновенно начинает ощущать эффект от использования такой бытовой техники. Локализация места обогрева позволяет оптимально использовать тепловую энергию.
2. ИК-нагреватели не требуют какого-либо сложного технического обслуживания. Достаточно только периодически чистить прибор от осевшей пыли и проводить профилактический осмотр на наличие повреждений. К тому же для работы оборудования не нужно приобретать расходные материалы.
3. Экологическая безопасность инфракрасных обогревателей на высоте. При работе они не выделяют вредных веществ, не сжигают кислород в воздухе, а также практически не влияют на показатели влажности в помещении. Эти устройства не нуждаются в установке приточно-вытяжной вентиляции.
4. При использовании ИК-обогревателей экономия энергоресурсов налицо, конечно, по сравнению с другими электрическими системами обогрева помещений. Данный вид климатической техники потребляет электроэнергию из обычной сети 220В, без установки дополнительных устройств.

К минусам электрических ИК отопительных приборов можно отнести быстрое остывание помещения после отключения прибора, а также необходимость соблюдения правил безопасности для исключения получения термических ожогов. Но плюсов в использовании инфракрасных обогревателей значительно больше, чем минусов. Рассмотрев преимущества применения техники, мы переходим к основной части статьи, а именно: выбор инфракрасного обогревателя для квартиры, дома или дачи.

Правильный выбор ИК-обогревателя

Итак, взвесив все преимущества электрического инфракрасного обогревателя, мы приступаем к его выбору на рынке климатической техники. Приобретая прибор, в первую очередь следует обратить внимание на внешний вид устройства. Он просто обязан внушать доверие потребителю. Качества техника должна иметь крепкий и стильный корпус, надежный кабель питания и отличную вилку. Не следует соблазняться на приборы с очень низкой стоимостью! Многие недобросовестные производители снижают себестоимость своей продукции за счет использования некачественных комплектующих изделий. Такой ИК-обогреватель просто опасен и его использование может привести к возгоранию. Помните об этом!

Важно! Перед поиском лучшего инфракрасного обогревателя следует рассчитать его мощность, необходимую для создания комфортной температуры в помещении. Эта техническая характеристика рассчитывается просто: на обогрев каждых 10 кв. м площади помещения требуется 1.2 кВт электрической энергии.

Определив необходимую мощность ИК-обогревателя можно начинать выбор устройства по конструктивным особенностям, техническим характеристикам и другим важным особенностям. Первостепенная задача, которую необходимо решить на предварительном этапе — это определиться с типом установки. Их всего три: напольный, настенный и потолочный. Рассмотрим каждый из них по отдельности.

1. Напольные. Эти устройства следует приобретать, если для вас важна возможность перемещения и мобильность оборудования. Они великолепно подойдут для временного обогрева дач, квартир и домов, если необходимо постоянно перемещать обогреватель из одного помещения в другое, увозить на другой объект недвижимости и возвращать на прежнее место. Для безопасности использования напольных ИК-обогревателей в большинстве моделей установлен блок защиты от перегрева и датчик обесточивания при опрокидывании прибора. Этот набор делает эксплуатацию устройства максимально безопасной. Дизайн напольных инфракрасных нагревателей чаще всего простой, без каких-либо изысков. Стоимость приборов этого вида колеблется в пределах нескольких тысяч рублей.
2. Настенные. Отличная альтернатива обыкновенным радиаторам отопления. Они подойдут как для дополнительного обогрева домов, дач и квартир, так и для создания основой отопительной системы на объектах недвижимости. Современные настенные модели ИК-обогревателей не только имеют стильный вид и привлекательный дизайн, но и отлично справляются со своей непосредственной задачей — обогревом помещений. Их можно без проблем вписать в любой интерьер. На рынке инфракрасных обогревателей для настенной установки присутствуют модели с эксклюзивной отделкой, но стоимость таких устройств может достигать десятков тысяч рублей.
3. Потолочные. Эти агрегаты отличное решение для жилых, офисных и торговых помещений с высокими потолками. Очень часто такие инфракрасные системы обогрева выбирают для жилых и игровых комнат, где постоянно находятся дети. Это вполне логично и оправдано — ведь такое размещение совершенно исключает контакт ребенка с опасным бытовым прибором. ИК-обогреватели для установки на потолке, в большинстве своих моделей, напоминают своей конструкцией обыкновенные люминесцентные лампы и совершенно не портят общий вид помещения. Этот вариант чаще всего используется для создания систем дополнительного обогрева, но в некоторых случаях он способен заменить и основную отопительную систему. Стоят потолочные инфракрасные обогреватели недорого, но их монтаж потребует дополнительных расходов.

Определившись с местом установки оборудования, следует выбирать модель обогревателя в соответствии с этими критериями. Независимо от того, какой тип вы выбрали потолочный, напольный или настенный, необходимо точно знать, какой нагревательный элемент в этом бытовом приборе наиболее подходит для вас. Существует четыре основных вида этой главной детали ИК-обогревателя, которые мы рассмотрим ниже.

1. Галогеновые. Эти источники инфракрасных волн имеют нить накаливания, изготовленную из специального углеволокна или вольфрам. Они излучают видимый золотистый свет и волны в коротковолновом диапазоне, которые могут неблагоприятно воздействовать на человека. ИК-обогреватели с галогеновыми нагревательными элементами самые дешевые из всех вариантов, поэтому они получили широкое распространение.
2. Карбоновые. Это кварцевый излучатель с нитью накаливания, изготовленной из высокотемпературного карбона. Быстро нагревается и испускает красный свет. Нагреватели этого типа потребляют много электроэнергии, но зато имеют самый высокий КПД. Спектр излучения карбоновых ламп полностью безопасен для человека. ИК-обогреватели с такими элементами излучения не предназначены для длительной или постоянной работы.
3. Керамические. Элементы для нагрева со специальной оболочкой из прочной керамики, задерживающей видимый спектр излучения, очень неприятный для глаз человека. Обладают высокой прочностью и экономичностью. Не боятся влаги. Но следует знать, что керамические элементы долго нагреваются, но в то же время и остывают не сразу после выключения обогревателя. Используются в основном в напольных и настенных инфракрасных обогревателях.
4. Трубчатые. Всем известные ТЭНы или микатермические элементы. Инфракрасные обогреватели с такими нагревательными элементами считаются самым удачным вариантом для длительного или постоянного использования. Они не излучают вредных волн и веществ, не сушат воздух. Главным недостатком этих устройств является несильное потрескивание при включении и выключении прибора. Самые лучшие трубчатые нагреватели изготавливают из нержавейки с базальтовыми изоляторами.

Выше описаны основные критерии, учитывая которые следует выбирать инфракрасные обогреватели. Но следует заметить, что есть и другие факторы, которые также необходимо учитывать при покупке прибора. Это наличие термостата, способного поддерживать постоянную температуру в помещение; датчиков, защищающих устройство опрокидывания и сильного перегрева конструкции; небольшого мобильного пульта ДУ для комфортного управления и так далее.

Внимание! Если вам необходимо создать новую систему отопления на базе ИК-обогревателей или продублировать существующую, то следует использовать несколько приборов различного вида: потолочного и настенного. При такой конфигурации системы лучи от установленных инфракрасных обогревателей будут пересекаться и лучше прогревать помещение.

Итак, подводя черту под всем вышесказанным, приведем алгоритм действий, которые вы должны совершить для правильного выбора лучшего инфракрасного обогревателя для дачи или другого объекта недвижимости:

• самостоятельно решить, для каких целей вы приобретаете это устройство;
• определится с местом размещения прибора и видом нагревательного элемента;
• рассчитать мощность устройства, исходя из площади вашего помещения;
• учесть стоимость прибора, зависящую от его вида, опций и внешней отделки;
• выбрать инфракрасный обогреватель, удовлетворяющий всем требованиям.

С выбором прибора мы закончили! Но остается один вопрос: что делать, если холодно, а купить обогреватель нет возможности. Такое часто случается на даче, при резкой смене погоды. Выбора нет! Придется изготовить ИК-обогреватель самостоятельно, а как это сделать мы расскажем в следующей главе.

Изготовление инфракрасного обогревателя своими руками

Ниже мы коротко расскажем, как сделать простой инфракрасный обогреватель своими руками из подручных материалов, которые практически всегда присутствуют в хозяйстве. Для человека, как говорится, с руками, это не составит труда. Для выполнения работ понадобятся следующие материалы и комплектующие изделия: алюминиевая или медная фольга, два одинаковых по размерам прямоугольника из стекла, обыкновенная свеча, любой герметик, эпоксидный быстротвердеющий клей, мощный электрический провод питания с вилкой, салфетка, ватные палочки и мультиметр.

Ниже приведена пошаговая инструкция для самостоятельного изготовления небольшого ИК-обогревателя.

1. Очищаем стекла от грязи салфеткой и наносим на одну сторону каждого слой копоти, при помощи свечи. Необходимо следить, чтобы копоть ложилась ровно без просветов. Ватной палочкой очищаем края стекол от сажи на 5 мм по контуру.
2. С помощью мультиметра необходимо измерить сопротивление слоя сажи на каждом из стекол. Оно должно составлять примерно 48 Ом. Если этот показатель меньше, уберите часть сажи ватной палочкой, а если больше наложите еще слой копоти свечой.
3. Соберите конструкцию. Для этого кусочки фольги, которые станут электродами, уложите на слой сажи одного стекло, нанесите эпоксидку на поверхность стекла, а сверху накройте конструкцию другим стеклом слоем сажи вниз.
4. После высыхания клея следует обмазать торцы конструкции герметиком. Обогреватель уже готов к работе. Сопротивление токопроводящего слоя будет составлять 24 Ома, что при подключении к сети в 220 В обеспечит мощность в 2 кВт.
5. Изготовленную конструкцию следует разместить на деревянном бруске с металлическими пластинами, к которым необходимо подключить шнур питания с вилкой. Лепестки фольги должны быть плотно прижаты к металлическим пластинам.

Важно! На картинках представлен экспериментальный обогреватель небольшой мощности. Для изготовления более мощного инфракрасного обогревателя следует использовать стекла другого размера, примерно 50×50 см.

На этом изготовление инфракрасного обогревателя своими руками закончено. Конечно, можно подложить под всю конструкцию дополнительный лист фольги для большей теплоотдачи, но это на ваше усмотрение. Даже без нее, такой прибор способен обогреть небольшое помещение!

Заключение

Надеемся вы поняли, как выбрать хороший инфракрасный обогреватель, используя информацию из статьи. Мы намеренно не рассказали об известных производителях таких бытовых приборов. Их много и выбор за вами! Но помните, главное — не бренд, а качество продукции!

Видео по теме

<center></center>Содержание

Работа инфракрасных обогревателейcolor

<font>Работа инфракрасных обогревателей – порядок функционирования тепловыделяющих приборов преобразующих потребляемую энергию в тепло, которое передаётся объектам посредством инфракрасного излучения.</font>color>

<font>Принцип работы</font>color>

<font>Особенности применения</font>color>

Виды инфракрасных обогревателей для габаритных помещений

Наиболее распространены обогреватели инфракрасного нагрева газовые и электрические, каждый из которых имеет несколько типов. Главное преимущество всех инфракрасных обогревателей – это экономичность.

В сравнении с обычной отопительной системой – инфракрасные обогреватели будут в два раза экономичнее, а при установке нового ИК

оборудования, оно окупается за 1-2 отопительного сезона.

Газовые ИК обогреватели

ИК обогреватели газовые крепятся на потолок и работают от газа. Они делятся на два типа: светлые и темные. Подбор и расчет мощности основывается на объеме отапливаемого помещения, наличии воздушных потоков и требуемой температуры нагрева. Недостатками для газовых ИК нагревателей являются: наличие системы газопровода, дополнительный монтаж воздухоотвода, высота потолков не менее 4- метров.

Электрические ИК обогреватели

Инфракрасные обогреватели с керамическими излучателями можно устанавливать как на стену, так и на потолок. Могут использоваться в любых типах помещений, в том числе и на улице, что удобно при кроткосрочных работах вне помещений. ИК обогреватели крепятся в любом удобном месте и подключаются к электросети.

Преимущества ИК обогревателей в том, что они могут использоваться в помещениях с высокой пожароопасностью, в пыльных и влажных помещениях, они мобильны и пере подключаются в течение 5-10 минут. Инфракрасный обогрев безопасен и экономичен. Обогреватели ИК типа можно встретить в больницах и учебных учреждениях. Они экономичны и многофункциональны.

Расчет мощности инфракрасных обогревателей можно сделать самостоятельно или с помощью специалиста по нагреву от компании Инфраторг.

Что такое инфракрасный обогревательcolor

<font>Инфракрасный обогреватель – — отопительный прибор, использующий в своей работе инфракрасное излучение и применяемый для основного или дополнительного отопления помещений, а также локальных зон уличного пространства либо рабочих мест в цеху.</font>color>

<font>Устройство инфракрасного обогревателя</font>color>

<font>Диапазон волны инфракрасного излучения</font>color>

<font>Диапазон волны инфракрасного излучения представляет собой электромагнитную волну находящуюся в интервале излучения от 0.74 мкм. до 2000 мкм.</font>color>

Инфракрасные обогреватели это нагревательные приборы обеспечивающие передачу тепла от излучателя, имеющего высокую температуру к телам с более низкой температурой посредством электромагнитного (инфракрасного) излучения. Инфракрасное излучение поглощается поверхностями, встречающимися на его пути превращаясь в<font>тепловую энергию</font>color>, и от этих поверхностей нагревается воздух. Что позволяет существенно экономить энергию на обогрев пространства по сравнению с конвекционным отоплением. Длина волны инфракрасного диапазона излучения зависит от температуры нагрева излучателей установленных в инфракрасных обогревателях. Она находится в интервале от 0.74 мкм. до 2000 мкм. Зависимость длинны волны инфракрасного излучения от температуры, выражает закон смещения Вина. Графическое представление этого закона для различных температур показано на рисунке. Из графика видно, что площадь поверхности под кривой, относящейся к определённой температуре пропорциональна количеству лучистой энергии, и она сильно увеличивается при повышении температуры. Кроме того можно сделать вывод что длина волны λ при которой определяется максимальное значение кривой смещается при увеличивающейся температуре на меньшие величины.

Системы инфракрасного обогрева система на инфракрасных излучателях

Основу инфракрасной системы обогрева составляют инфракрасные нагреватели. Принцип их работы основан на том, что энергия сжигаемого газа или электричества преобразуется в энергию теплового излучения.

Преимущества: возможность адресно направлять тепло в нужную зону и прогревать в большом объеме отдельные локальные зоны.

Недостатки: при необходимости прогревать весь объем воздуха в помещении эффективность аппаратов сильно снижается; нагретые до высоких температур излучающие поверхности находятся непосредственно в отапливаемом помещении, что может привести к пожару; излучатели, работающие на природном газе, требуют сложной и разветвленной системы газоснабжения, что сильно удорожает весь проект; излучатели, работающие на газе, выжигают кислород из помещения, что приводит к необходимости проветривания; излучатели, работающие на электричестве, потребляют много электроэнергии, что неэкономично; возможно ухудшение самочувствия персонала, находящегося под прямым излучением.

Излучатели эффективны только тогда, когда в большом объемном помещении нужно точечно прогреть несколько локальных рабочих зон, эффективность их применения для прогрева всего объема помещения в целом крайне невысока.

Промышленные инфракрасные обогреватели ИкоЛайн.

Инфракрасные обогреватели ИкоЛайн мощностью от 2,0 до 4,0 кВт условно называют промышленные. потому что чаще всего они применяются в различных промышленных помещениях, в цехах, в автосервисах, на складах и других помещениях с высотой потолков от 3,3 до 12,0 метров.

Бывают конечно и жилые помещения с высокими полками где целесообразно использовать более мощные промышленные инфракрасные обогреватели, но такие случаи скорее исключение.

Если вы хотите создать комфортное и экономичное отопление производства, цеха или склада, то промышленные инфракрасные обогреватели ИкоЛайн для Вас оптимальный выбор. Также промышленные инфракрасные обогреватели ИкоЛайн успешно применяются в спортивных залах, крытых тенисных кортах, в концертных залах и сценах, на вокзалах. Помимо того, что они очень эффективны и экономичны, обогреватели ИкоЛайн также очень удобны в эксплуатации и долговечны. И конечно немаловажным фактором является низкая стоимость этих обогревателей при высоком качестве. Гарантийный срок на промышленные инфракрасные обогреватели ИкоЛайн составляет 5 лет! Срок службы 25 — 30 лет!

«Греет ли в вашем доме камин? Нет, наш хозяин экономит на покупке дров.

. возьмите плед и сядьте к окну на солнечной стороне»

Производственное помещение, это сооружение, имею-щее площадь, которую редко можно обозначить в квад-ратных метрах трёхзначным числом. Обычно, это четы-рёх, а иногда и пятизначный показатель. Высота про-мышленных помещений начинается как правило с отметки 6-ть метров, достигая 25-ти и более метров. Чем отопить промышленное здание. при этом вопросе нас, как правило, интересует тепло в нижней части помеще-ния. То есть там, где работают люди и размещено произ-водственное оборудование. Вывод: в большинстве слу-чаев тепловой комфорт необходим на высоте 2-3 м от уровня пола.

Монтаж воздушного отопления

Обогрев производственных цехов

Имея четкий план расположения узлов и агрегатов системы, очень просто выполнить монтажные работы силами сотрудников предприятия. Впрочем, при желании можно обратиться и к специализированным компаниям

При самостоятельной установке внимание, прежде всего, нужно уделить комплектности поставки. Под заказ производители поставляют воздуховоды, заслонки, врезки и прочие стандартные элементы

Кроме того, дополнительно можно приобрести такие материалы:

• гибкие магистрали
• алюминиевый скотч
• утеплитель и монтажную ленту

Утепление некоторых участков очень важно, поскольку позволяет предотвратить образование конденсата. С этой целью поверх стенок трубопроводов укладывают слой фольгированного утеплителя на самоклеящейся основе

Его толщина может быть разной. Наиболее востребованы материалы толщиной 3-5 миллиметров.

В зависимости от геометрии помещений и проектного решения устанавливаются жесткие или гибкие магистрали. Между собой отдельные участки соединяются при помощи армированного скотча, пластиковых или металлических хомутов. Все работы по монтажу сводятся к выполнению такого набора действий:

• установка подающих теплый воздух магистралей
• монтаж распределительных раструбов
• инсталляция теплогенерирующего агрегата
• укладка теплоизоляционного слоя
• монтаж дополнительного оборудования

Воздушное отопление в складских. производственных и подсобных помещениях является полноценной системой обеспечения теплом. Ей свойственна экономичность и высокая эффективность.

Критерии выбора подрядчиков на разработку системы отопления производственных помещений

Правильный выбор подрядной организации, способной быстро и качественно справиться с такой непростой задачей, как организовать оптимальное отопление производств – это 99% успеха.

Одним из основополагающих критериев является формальный – членство Подрядчика в профильной СРО (саморегулирующей организации).

Такие некоммерческие партнерства были созданы в рамках законодательства в 2009-м году. До этого обязательным основанием для проведения работ было наличие соответствующей Лицензии Ростехнадзора.

Теперь таким критерием является членство в одном из СРО

Если Подрядчик входит в нее, значит, у него есть соответствующие законодательная основа, кадровые, материальные ресурсы и производственная база, необходимые для того, чтобы выполнять подрядные работы даже в таком масштабе, как отопление заводов профессионально и в срок. Зачастую этому фактору не уделяется внимание, а между тем организация, не являющаяся членом СРО, не имеет право брать подобные подряды

Вторым критерием можно назвать опыт работы компании, как на рынке инженерии вообще, так и на рассматриваемом сегменте – в частности. Даже наличие всех разрешительных документов и квалифицированных специалистов не гарантирует результата высокого качества.

Как мы уже писали, данная тематика имеет много своих специфических нюансов. Неопытные компании просто могут о них не знать или представлять понаслышке, а темой владеть поверхностно.

Все когда-то «набивают шишки»… Но хочется, чтобы их «набивали» не на Вас, так ведь?

Еще один немаловажный параметр – численность и структура компании, а также квалификация ее сотрудников. Если компания – член СРО, минимальным требованиям она соответствует

Но когда речь идет о таком важном и масштабном проекте, как отопление производств, минимально допустимого уровня, как правило, недостаточно. Поэтому с потенциальными возможностями будущего Подрядчика желательно ознакомиться заранее

Следующий значимый критерий – наличие четко выстроенной системы выполнения работ и модели управления ими. Его влияние на результат, казалось бы, менее очевидно, чем обозначенных выше параметров, но, тем ни менее, известны многие случаи, когда опытные фирмы с грамотными работниками-технарями, вполне добросовестно подошедшие к выполнению задачи, «проваливали» Объект.

Основная причина – отсутствие системного подхода к выполнению этих работ, недостаточно эффективное управление бизнес-процессами, отсутствие системы контроля качества.

Наконец, имеет значение и уровень деловых и личных контактов компании с поставщиками, предметное знание применяемого оборудования. Не секрет, что, например, отопление заводов – очень ресурсоемкие и дорогие проекты, поэтому от того, насколько качественное и соответствующее по своим характеристикам оборудование будет подобрано и поставлено, насколько быстро оно будет привезено и смонтировано, зависит успешность результата. Накладки в этом процессе чреваты высокими издержками.

Кроме того, большую роль играет и возможность дальнейшего сервисного обслуживания, что тоже зависит от уровня взаимоотношений подрядчика с поставщиками и производителями теплового оборудования.

Уровень цен на оборудование у компании с наработанными деловыми связями будет всегда ниже, чем у новичка в этом бизнесе. Это обусловлено размером скидок, которые предоставляются производителями и дистрибуторами. Соответственно, компания с большими скидками может предложить и лучшие условия своим Заказчикам.

Мы, являясь членом профильного СРО, работаем в данной сфере с 1999 года. В нашей структуре имеется мощный инженерный штат, квалифицированный проектный департамент, а также опытные монтажные бригады. Штат специалистов разделен на тех, кто работает в промышленном сегменте и тех, кто занимается бытовым сегментом — отоплением загородных домов.

За каждым Объектом закреплен опытный менеджер-координатор. За выполнением работ осуществляется многоступенчатый контроль на всех этапах.

Наработанные прямые контакты с производителями оборудования и материалов позволяют нам осуществлять комплектацию Объектов быстро и по привлекательным ценам.

Виды отопительных приборов

Сегодняшние реалии показывают, что инфракрасный вид обогрева пользуется достаточным спросом, поэтому производители оборудования стараются подойти к вопросу изготовления тщательным образом. В зависимости от мер назначения виды отопительных приборов работающих от инфракрасного излечения можно разделить на следующие виды:

• обогреватели. Почти всем знакомое устройство с лампой зачастую снабженное дополнительной опорой. Такие приборы хороши вовремя посиделок на террасе или в беседке. Можно их использовать и для обогрева частных строений и даже теплиц;
• ламповые устройства. Лампы с ИК излучением мало чем отличаются от обогревателей, разве что методом монтажа. Их крепят к потолку под определенным наклоном. Таким образом, отапливаются большие производственные помещения и цеха;
• панели. Панельное оборудование, работающее от инфракрасного излучения, наверное, самое разумное решение для отопления дома. Красивая гладкая поверхность, иногда с выбранным дизайном прекрасно вписывается в общий интерьер и не создает особых проблем жителям;
• пленка. Существует и пленочный вид устройств. Это незаменимая основа для получения тепла в доме на основе технологии «теплый пол». Но при монтаже оборудования вполне допускается его размещение и на стенах помещения.

В целом инфракрасное отопление имеет ряд преимуществ. Оно работает бесшумно, не дает пыли и нагара на поверхностях, не занимает место для хранения.

Инфракрасный обогреватель

Преимущества и недостатки

Воздушный способ отопления имеет неоспоримые достоинства:

</ul></ul></ul>

1. Коэффициент полезного действия достигает 93%. При организации отопления не требуется установка промежуточных обогревательных устройств.
2. Отопительные системы данного вида могут быть полностью интегрированы с вентиляционными. Это позволяет постоянно поддерживать оптимальный микроклимат внутри производственных комплексов.
3. Очень низкий уровень инерционности. Сразу после активации оборудования в комнате начинает подниматься температура воздуха.
4. Высокая эффективность положительно влияет на экономические показатели производства и снижение себестоимости продукции.

Наряду с этим воздушное отопление обладает и явными недостатками:

1. Требуется постоянный технический уход за активными элементами системы. Довольно сложно модернизировать уже работающие установки.
2. Чтобы не было перебоев с теплоснабжением, необходим резервный источник электропитания.

Выбор системы для отопления промышленных помещений

Отопление промышленных помещений осуществляется при помощи разных видов систем, каждая из которых требует детального рассмотрения. Самой большой популярностью пользуются централизованные жидкостные или воздушные системы, но нередко можно встретить и локальные отопители.

На выбор типа отопительной системы влияют следующие параметры:

• габариты отапливаемого помещения;
• количество тепловой энергии, необходимой для соблюдения температурного режима;
• простота обслуживания и доступность ремонта.

Каждая система имеет свои плюсы и минусы, и выбор будет в первую очередь зависеть от соответствия функционала выбранной системы с требованиями, которые к ней предъявляются. При выборе типа система необходимо провести расчет системы отопления промышленного здания, чтобы иметь четкое понимание того, сколько тепла необходимо постройке.

Выводы

На практике система воздушного отопления с помощью стационарных газовых воздухонагревателей (ГВО) наиболее эффективна. Система воздуховодов позволяет обеспечить наиболее качественное перемешивание воздуха с целью снижения градиента температуры. Например, на объектах, где применяется местное воздушное отопление (отопительно-вентиляционные агрегаты (АВО, «Вулканы» и т.п.) или гладкотрубные регистры) с учетом высоты потолков до 15 м разница температуры в рабочей зоне на высоте 2 м и под потолком может составлять 10–13 °С.

Результаты замера на складских объектах при использовании системы ГВО зимой 2018 г. (Т_нар = –15 °С) показали, что температура в нижних и верхних точках помещений была от +20–22 °С до +20–25 °С. При этом качественное перемешивание воздуха достигается при условии соблюдения расчетной кратности воздухообмена к = 0,7–1.

С целью экономии энергоресурсов на вентиляционных машинах можно применять дополнительно рециркуляцию со смешением (75% свежего воздуха и 25% рециркуляционного) и утилизацию тепла. Т.е. 75% свежего воздуха (Т_нар = –24 °С) сначала смешивается с вытяжным (температура точки смеси –2,6 °С), догревается теплом вытяжного воздуха до +10  °С в утилизаторе и далее до +26 °С нагревается в газовом калорифере непрямого нагрева. Необходимая мощность для компенсации теплопотерь через ограждающие конструкции подается в расчетном объеме воздуха с ΔТ = 10 °С (26–16 °С). Для обеспечения расчетного объема (31 000 м3/ч · 2 шт.) требуется два приточно-вентиляторных устройства с мощностью электромоторов (18,5·2)·2 = 74 кВт.

Сегодня строительные нормы (СНиП и СП текущие) для складских помещений четко рекомендуют как приоритетные только два вида систем отопления – воздушное или лучистое (инфракрасное). Конвективное отопление (радиаторами, «теплый пол») для подобных объектов – это уже анахронизм. Хотя бывает, что их еще используют.

Инфракрасные потолочные водяные панели – довольно эффективное (со своими особенностями) решение, пока не так распространенное в РФ, но уже не новинка в профессиональной среде.

Система ГВО – это правильный и экономичный вариант для заказчика строящихся складских и торговых комплексов. Практика реализации убедительно доказала их экономичность и удобство эксплуатации.

В Европе при воздушном отоплении высоких/объемных (складских) помещений применяют, как правило, два варианта построения системы воздухораспределения, размещая внутри склада потолочные вентиляторы (дестратификаторы) и используя текстильные воздуховоды со специальными отверстиями, которые создают воздушные струи с эффектом индукции.

Нам, несомненно, следует равняться на европейский опыт, так как запас наших энергоносителей не бесконечен. И, как показывает практика, правильно выбранная и построенная система отопления способна не только сэкономить денежные средства заказчика, но является и залогом долгой эксплуатации здания в целом.

Используемые источники:

• https://www.syl.ru/article/383768/infrakrasnyie-luchi-svoystva-oblasti-primeneniya-vliyanie-na-cheloveka-istochniki-infrakrasnogo-izlucheniya
• https://profazu.ru/elektrooborudovanie/obogrev/luchshie-infrakrasnye-obogrevateli.html
• https://mr-build.ru/newteplo/elektriceskie-infrakrasnye-obogrevateli-promyslennye.html