Экономичные инфракрасные обогреватели – правда или обман?

Впервые услышав об экономичных инфракрасных длинноволновых обогревателях, у меня (а я думаю у многих из Вас) сразу возникло несколько вопросов:

1. Это маркетинговая «шутка» для нового продукта? Кто-то что-то придумал и теперь рассказывает мне, как хороши эти обогреватели?

2. Если инфракрасные обогреватели такие экономичные, за счет чего достигается экономия?

    2.1 В одном и том же помещении какие бы я не установил обогреватели, теплопотери его останутся теми же, значит, чтобы его прогреть до определенной температуры нужно затратить равное количество тепловой энергии. В чем экономия?

    2.2 Преимуществом инфракрасных обогревателе называется

        - отсутствие конвекции – мне какая польза, если я не астматик и пыль меня не беспокоит?

        - нагревают не воздух (для инфракрасных лучей он прозрачен) а ограждающие конструкции (стены потолки, пол) и предметы и людей в помещении – ну и что? Какая разница, сначала воздух, а потом от его нагрева ограждающие конструкции и предметы или наоборот?

        - ощущение комфорта у людей в помещении достигается при меньшей температуре воздуха. Здесь экономия вроде понятна, но с каких дел мне будет одинаково тепло при +18*С с длинноволновым инфракрасным обогревателем и при +21*С при использовании и обогревателей конвекционного типа (газовых, электрических и мало ли еще каких)?

        - в принципе, сюда можно добавить и вопрос о возможности создание с помощью инфракрасных обогревателей зон локального обогрева. Вроде тоже экономия, только что мне теперь, греться в одной точке комнаты и возвращаться туда, когда замерзну в оставшейся части помещения?


Остальные вопросы, возникшие при первом знакомстве с лучистым отоплением, к экономии электроэнергии имеют косвенное отношение:

А безопасны ли инфракрасные лучи для здоровья?

Что такое «эффект русской печи»?

Можно ли оставлять такие обогреватели надолго без присмотра?

Ну и прочие.Ответить можно попробовать на все вопросы, но не в этой статье.


Итак, начнем.

1. Это маркетинговая «шутка» для нового продукта? Кто-то что-то придумал и теперь рассказывает мне, как хороши эти обогреватели?

Ответ: Как оказалось, инфракрасное излучение или тепловое излучение не является открытием 20 или 21 века. Инфракрасное излучение было открыто в 1800 году английским астрономом У. Гершелем. Он обнаружил, что «максимум тепла» лежит за пределами красного цвета видимого излучения. Это исследование положило начало изучению инфракрасного излучения.

    Очень многие известные ученые работали в данном направлении. Это немецкий физик Вильгельм Вин (закон Вина), немецкий физик Макс Планк (формула и постоянная Планка), шотландский ученый Джон Лесли (устройство измерения теплового излучения - куб Лесли), немецкий физик Густав КирхгоФ (закон излучения Кирхгофа), австрийский физик и математик ЙозеФ СтеФан и австрийский физик СтеФан Людвиг Больиман (закон Стефана-Больцмана) и многие другие.Использование и применение знаний по тепловому излучению в современных отопительных устройствах вышло на передний план лишь в 1950-х годах. В СССР теория лучистого отопления разработана в трудах Г. Л. Поляка, С. Н. Шорина, М. И. Киссина, А. А. Сандера. С 1956 года в СССР было написано или переведено на русский язык множество технических книг по данной тематике.

        Список литературы:
1 А.Мачкаши, Л.Банхиди, Лучистое отопление. 1985
2. Б.Дж.Бринкворт, Солнечная энергия для человека. 1972
3. Дж.Э.Джемисон. Физика и техника инфракрасного излучения. 1965
4. С.Чандрасекар. Перенос лучистой энергии. 1953
5. Ю.М.Варфоломеев, Отопление и тепловые сети. 2006
6. В.Н.Богословский, Строительная теплофизика. 1982
7. В.Н.Богословский, Тепловой режим здания. 1979
8. Г.К.Дульнев, Теплообмен в радиоэлектронных аппаратах. 1968
9. Ф.А.Миссенар, Лучистое отопление и охлаждение. 1961
10. У.Волф, Г.Цисис и др., Справочник по инфракрасной технике, в 4-хтомах. 1995-1999
11. П.Круз, Основы инфракрасной техники. 1964
12. М.А.Брамсон, Инфракрасное излучение нагретых тел. 1964
13. В.Е.Кичка, Инфракрасные лучи в военном деле. 1958
14. К.Я.Кондратьев, Лучистый теплообмен в атмосфере. 1956
15. Ю.Борисов, Инфракрасные излучения. 1976
16. Р.Хадсон, Инфракрасные системы. 1972
17. Л.З.Криксунов, Справочник по основам инфракрасной техники. 1978
18. А.К.Родин, Газовое лучистое отопление. 1987
19. А.И.Богомолов, Газовые горелки инфракрасного излучения и их применение. 1967
20. К.Я.Кондратьев, Перенос длинноволнового излучения в атмосфере. 1950
21. С.П.Русин, Тепловое излучение полостей. 1987
22. В.С.Мушников, Определение интенсивности теплового излучения. 2005
23. Х.Уонг, Основные формулы и данные по теплообмену для инженеров. 1979
24. С.С.Кутателадзе, Основы теории теплообмена. 1979
25. В.С.Жуковский, Основы теории теплопередачи. 1986
26. М.А.Михеев, Основы теплопередачи. 1977
27. Ф.Крейт, Основы теплопередачи. 1983
27. А.Н.Сканави, Отопление. 2002
29. В.Н. Богословский, Отопление. 1991
30. Л.Е.Березанская, Расчет лучистых тепловых потоков. 1989
31. А.Л.Кашкаров, Современный обогрев. 2011
32. О.Г.Мартыненко, Справочник по теплообменникам, в 2-хтомах. 1989
33. М.Н.Оцисик, Сложный теплообмен. 1979
34. Н.М.Гусеев, Строительная физика. 1965
35. Ф.Ф.Цветков, Тепломассообмен. 2005
36. О.В Лужин, Обследование и испытание сооружений. 1987
37. Й.Косо, Ваш новый дом. Энергосберегающие технологии. 1999
38. А.Г.Егоров. Безопасность жизнедеятельности. 2003

В общем, оказалось, что это не новшество от продавцов новой продукции.

Просто в связи с изменением стоимости энергоресурсов и в борьбе за энергоэффективность и энергосбережение, инфракрасные обогреватели получают все более широкое применение в отоплении бытовых и промышленных зданий

2. Если инфракрасные обогреватели такие экономичные, за счет чего достигается экономия?

Ответ: Рассматривая электрические обогреватели, а мы обсуждаем электрообогрев, я думаю, можно сказать, что все электрообогреватели испускают инфракрасное излучение в средневолновом диапазоне. Так как мы говорим только о «темных» (тех, что не светятся) обогревателях, то косвенно это снимает вопрос о вреде здоровью от инфракрасного излучения «длинноволновых обогревателей». Если Вы не переживаете, включая масляный обогреватель или греясь у радиатора центрального отопления, то Вам и с длинноволновым инфракрасным обогревателем переживать нечего.

Чуть-чуть из школьного курса физики:

Перемещение теплоты всегда происходит от более теплой среды к более холодной. Процесс переноса теплоты из одной точки пространства в другую за счет разности температуры называется теплопередачей и является собирательным, так как включает в себя три элементарных вида теплообмена: теплопроводность (кондукцию), конвекцию и излучение.

Теплопроводность - это теплообмен между частицами или элементами структуры материальной среды, находящимися в непосредственном соприкосновении друг с другом. В нашем случае, это когда Вы обнимите батарею, чтобы согреться.

Конвекция - перенос теплоты движущимися частицами вещества. Конвекция имеет место только в жидких и газообразных веществах, а также между жидкой или газообразной средой и поверхностью твердого тела. При этом происходит передача теплоты и теплопроводностью. Совместное воздействие конвекции и теплопроводности в пограничной области у поверхности называют конвективным теплообменом. Это, как если бы Вы держали руки над электроконвектом: рукам тепло, но пока весь воздух не прогреется, и Вы не согреетесь, а ногам все равно будет прохладнее, и все равно воздух сильнее прогреется сверху.

Излучение (лучистый теплообмен) - перенос теплоты с поверхности на поверхность через лучепрозрачную среду электромагнитными волнами, трансформирующимися в теплоту. Для иллюстрации можно привести следующую ситацию: Вы находитесь между двумя обогревателями типа рефлектор (вспомните старые обогреватели – спираль в вогнутом зеркальном отражателе). Вам будет тепло, хотя воздух в помещении не прогреется и температура на градуснике не поднимется.

Теперь еще раз уточним, мы сравнивает электрообогреватели конвекторного типа, передающие тепло в основном с помощью конвективного теплообмена, и длинноволновые инфракрасные обогреватели, использующие при теплопередаче в основном лучистый теплообмен.

Значит, экономичность последних по мнению их производителей при прочих равных условиях обусловлена именно использованием при теплопередаче преимущественно лучистого теплообмена.

2.1 В одном и том же помещении какие бы я не установил обогреватели, теплопотери его останутся теми же, значит, чтобы его прогреть до определенной температуры нужно затратить равное количество тепловой энергии. В чем экономия?

Ответ: Расчет теплопотерь – штука сложная и для стороннего наблюдателя неоднозначная. При расчете теплопотерь нужно учесть множество факторов, поэтому лучше, если этим будет заниматься специалист теплотехник. Приблизительный расчет можно сделать самому, в сети есть масса программ и онлайн-калькуляторов расчета теплопотерь.

В справочном пособии «Теплопотери здания» предлагается Методика сравнения теплопотерь за счет теплопередачи при отоплении различными системами. В результате проведенных расчетов сделаны следующие выводы:

«… При лучистом отоплении охлаждающий конвективный поток, создающийся инфильтрацией (поступление в помещение наружного воздуха через неплотности окон, стен, пола, потолка), формирует температуру воздуха ниже радиационной (осредненной по площади температура внутренних поверхностей помещения и отопительных приборов). При конвекторном отоплении конвективный поток от системы отопления превышает теплопотери за счет инфильтрации, и поэтому температура воздуха выше радиационной.Следовательно, несмотря на то что при панельном радиационном отоплении теплопотери за счет теплопередачи несколько выше, чем при других системах, экономия теплоты может быть достигнута за счет вентиляции, т.к. температура приточного воздуха может быть немного понижена по отношению к необходимой температуре помещения, формируя более низкую температуру воздуха помещения….»

Уточним, что расчеты проводились для помещений с одинаковой результирующей температурой воздуха 20оС. Вероятнее всего в расчете не все хорошо – по его результатам в помещении высотой 3,6 м при использовании конвекторного типа отопления температура на поверхности пола равна 19,69оС, а потолка 20,03оС. Такое маловероятно.

Если не смогли «перевести» на общепонятный язык, не расстраивайтесь. Специалисты спорят, мнений много, по мнению специалистов ABOK традиционные расчеты теплопотерь помещения и требуемого сопротивления теплопередаче наружных ограждающих конструкций без раздельного учета лучистого и конвективного теплообмена в помещениях, содержащиеся в существующих нормативных и методических документах, приводят к достаточно значительным расхождениям в расчетах.

Если захотите, обратитесь к специально обученным людям или изучайте теорию лучистого отопления. А мы попробуем уяснить для себя некоторые обывательские позиции.

2.2 Преимуществом инфракрасных обогревателе называется

- отсутствие конвекции – мне какая польза, если я не астматик и пыль меня не беспокоит?

Ответ: Не претендуя на правильность выводов, скажем следующее: получается так - воздух нагревается в конвекторном обогревателе, поднимается вверх, за счет конвекции нагревая воздух в помещении, затем нагретый воздух путем теплопроводности нагревает стены, пол, мебель, людей, находящихся в помещении. Но тот самый нагретый воздух поднимается к потолку и нагревает его. Вроде потолок и сам нагревает окружающие предметы уже за счет лучистого теплообмена. Однако перепад температуры в помещении по его высоте при температуре воздуха на уровне груди t=20оС и высоте потолка 2,5 м следующий: на уровне пола tпола= 18оС, на высоте потолка tпотолка=22оC.


Как нас учили в школе, нужно затратить определенную энергию на поддержание такой разницы температур. Нашел вот такой Калькулятор конвекционного теплообмена.

И получается, что при расходе по нашим нормам 100 Вт/м2 (41 Вт/м3)на отопление потолка будет расходоваться 40 Вт., т.е. 40% тепловой энергии. Нужно сказать, что и у инфракрасных длинноволновых обогревателей присутствует доля конвекционной составляющей теплообмена. Распределение температуры в помещении для длинноволновых панельных обогревателей х выглядит примерно следующим образом:


- нагревают не воздух (для инфракрасных лучей он прозрачен) а ограждающие конструкции (стены потолки, пол) и предметы и людей в помещении – ну и что? Какая разница, сначала воздух, а потом от его нагрева ограждающие конструкции и предметы или наоборот?

Ответ: Разница все-таки есть. Мы все с нею сталкивались, просто не не задумывались, почему возникает дискомфорт.Например, приходя в холодный дом или на дачу, Вы включаете тепловентилятор. Воздух немного прогревается, но ощущение промозглости не уходит, спать в помещении просто нереально, все вокруг холодное и сырое. Тогда, чтобы сделать помещение жилым, мы растапливаем печь. При этом необходимо несколько часов, чтобы в помещении стало комфортно.Или наоборот, конец отопительного сезона, батареи выключили. Пройдет несколько дней (конечно, если стены массивные или хорошо утеплены), пока в доме станем заметно прохладнее.То есть, если Вам в помещении жить, то лучше сначала стены, а потом воздух.

- ощущение комфорта у людей в помещении достигается при меньшей температуре воздуха. Здесь экономия вроде понятна, но с каких дел мне будет одинаково тепло при +18*С с длинноволновым инфракрасным обогревателем и при +21*С при использовании и обогревателей конвекционного типа (газовых, электрических и мало ли еще каких)?

Ответ: Экономия действительно понятна. По утверждению некоторых авторов
наиболее благоприятная температура в помещении составляет 18-20 градусов. Снижение температуры на 1 градус позволяет экономить до 5% отопительной энергии. При температуре помещения 20°C расход энергии на обогрев на 20% ниже, чем при температуре 24°С.

Теперь о комфорте.

В помещении, с разными температурами ограждений (пола, стен, потолка) и воздуха возникают такие же тепловые ощущения, как и в помещении, где температура ограждений и воздуха одинакова, если средне арифметическое значение этих температур в этих помещениях одинаково.


Получается, что если использовать конвекторное отопления, мы будем греть воздух, при этом сушить его и гонять пыль, пока стены не прогреются. Если использовать длинноволновые инфракрасные обогреватели, мы сначала прогреем помещение, а затем воздух в нем. Процесс более длительный, зато «без шуму и пыли». Здесь уместно перейти к следующему вопросу.

- в принципе, сюда можно добавить и вопрос о возможности создание с помощью инфракрасных обогревателей зон локального обогрева. Вроде тоже экономия, только что мне теперь, греться в одной точке комнаты и возвращаться туда, когда замерзну в оставшейся части помещения?

Ответ: Да, действительно, в доме всегда есть места, в которых Вы будете находиться значительно большую часть времени, чем в оставшейся части дома. Сравните, сколько времени Вы проводите в прихожей, в гостиной, на кухне, в кладовке и т.д. А в гостиной у телевизора на диване или на кухне за столом.То есть, если Вам удастся разместить обогреватели таким образом, чтобы потоки лучистого тепла создавали зоны наибольшего комфорта в нужных для Вас точках дома или квартиры, то кроме положительных эмоций, Вы можете получить еще и экономический резон.

Здесь опять напрашивается пример, когда Вы загораете в горах на снегу или можете, используя обогреватели типа UFO, создать уют, т.е. зону локального обогрева, на открытой веранде или беседке в достаточно прохладный осенний вечер.

В завершение еще раз подчеркну, выводы не претендуют на абсолютную правоту, у каждого из нас есть свое мнение. Все данные взяты из открытых источников.Кроме того, никто не отменял утепление дома, установку стеклопакетов и т.д.Чем лучше утеплен Ваш дом, тем эффективнее будут работать отопительные приборы.
Напомним, что при подборе отопительных приборов обычно применяют коэффициент запаса 20%.

Желаем Вам тепла и уюта.


Похожие статьи

Экономичные инфракрасные обогреватели – правда или обман? (Продолжение)

Экономичные инфракрасные обогреватели – правда или обман? (Продолжение)

«Лучистое отопление представляет собой один из наиболее совершенных способов обогрева помещений здан..

Написать отзыв

Пожалуйста авторизируйтесь или создайте учетную запись перед тем как написать отзыв