Управление работой инфракрасных обогревателей

Устройство терморегулирования

Терморегулятор программируемый AURATON 2016

Инфракрасные обогреватели являются одним из самых удобных и доступных способов дополнительного обогрева. Они сравнительно дешевы, мобильны, просты в установке, не требуют дополнительных затрат и позволяют быстро обогреть квартиру, загородный дом или дачу. Но для того чтобы использование этих, безусловно, полезных агрегатов было действительно эффективным и экономичным, их работу следует надлежащим образом регулировать. Этой цели служат терморегуляторы для инфракрасных обогревателей.

Принцип действия инфракрасных обогревателей

Инфракрасные обогреватели не зря заслужили свою популярность. Их преимущества связаны с использованием принципиально иного (относительно других типов нагревательных приборов) способа обогрева помещения. Но для того чтобы понять, в чем состоит принципиальная разница, давайте для начала разберемся, что же такое есть тепло.

Тепло или, как говорят физики, теплота — это внутренняя энергия термодинамической системы — предмета, вещества либо среды. Выражается эта энергия в силе межмолекулярных взаимодействий, которые у жидкостей и газов проявляются в беспорядочном броуновском движении молекул. Чем больше энергии заключено в системе, тем быстрее двигаются молекулы.

Мир устроен так, что стремится к равновесию. Две системы с разным количеством энергии вступают во взаимодействие энергетического обмена до тех пор, пока их энергия не уравняется. Для лучшего понимания этого процесса приведем простой пример. Представим себе кастрюлю с кипятком, стоящую в комнате. Кипяток в кастрюле будет остывать — отдавать энергию воздуху в комнате до тех пор, пока количество энергии в воде и в воздухе, выражаемое температурой, не уравняется. Вода остынет до комнатной температуры, одновременно нагрев воздух в комнате — отдав ему свою энергию.

Именно на этих взаимодействиях энергетического обмена и основаны все без исключения системы обогрева. Разница состоит в способе передачи энергии. Вернемся к нашему примеру. Как именно вода отдавала свою энергию воздуху?

Обратите внимание! В ходе броуновского движения молекулы воды механически соударяются с молекулами воздуха, заставляя последние двигаться быстрее. Те, в свою очередь, ускоряют подобным образом другие молекулы воздуха и так далее. Распространение тепла происходит опосредованно, то есть через среду.

Например, если мы находимся в комнате с радиатором отопления, тепло мы почувствуем только тогда, когда радиатор прогреет воздух в комнате. Тепло от радиатора передастся нам через воздух.

Принципиально иным носителем тепла является излучение, испускаемое предметом или веществом, обладающим большим количеством энергии. Излучение, воздействуя на молекулы вещества, увеличивает силу межмолекулярных взаимодействий. Наиболее эффективно тепловая энергия передается инфракрасным излучением.

Обратите внимание! Иногда инфракрасное излучение называют «тепловыми лучами», однако это неверно. Тепловая энергия передается любым излучением. Просто излучение инфракрасного спектра обладает максимальной эффективностью теплопередачи.

На принципе «лучистого тепла», то есть передачи энергии излучением, как раз и работают инфракрасные обогреватели.

Преимущества инфракрасных обогревателей

Инфракрасные обогреватели полностью безопасны

Основным преимуществом ИК обогревателей является скорость нагрева окружающей среды

Какие же преимущества дает подобный способ передачи тепла? Инфракрасное излучение очень слабо взаимодействует с воздухом, что открывает целый ряд возможностей:

  • Инфракрасные обогреватели дают ощутимый результат практически сразу же после включения (то есть обладают низкой инертностью) — не нужно ждать, пока весь воздух в комнате прогреется. Достаточно включить обогреватель и направить поток излучения к месту назначения – и эффект не заставит себя ждать в течение считанных минут.
  • Инфракрасные обогреватели обладают зональностью действия – можно создать теплую зону нужного размера, не тратя энергию понапрасну.
  • Обогрев с помощью инфракрасного излучения совершенно не чувствителен к теплоизоляции помещения. Все знают, как важно плотно закрывать двери и заклеивать окна в отапливаемом помещении. В противном случае мы будем «отапливать улицу» — воздух, с помощью которого передается тепло при традиционных способах обогрева, будет покидать помещение, «унося тепло» вместе с собой. Но к инфракрасным обогревателям это не относится. С помощью «излучателя тепла» можно быстро согреться вообще под открытым небом – например, в беседке или на веранде.

Конечно, у инфракрасных обогревателей есть и недостатки, которые, как это обычно бывает, являются обратной стороной достоинств. Так зональность действия не позволяет использовать инфракрасный обогреватель в качестве основного источника отопления. А низкая инертность приводит к тому, что эффект нагрева исчезает практически мгновенно после выключения прибора.

Регулировка работы инфракрасного обогревателя

Термостат для обогревателя

Термостат для регулировки режима работы

Одной из особенностей инфракрасного обогрева является высокая потребность в энергии. Тем более актуальным становится вопрос регулировки работы лучевых обогревателей. Существующие терморегуляторы можно разделить на два основных вида:

  • Электромеханические (термостаты).
  • Электронные.

Термостаты бывают различных типов, но суть работы одна — отключение обогревателя по достижении определенной (обычно жестко заданной) температуры. Чаще всего используются биметаллические термостаты. Инфракрасные обогреватели с термостатом работают просто.

Обратите внимание! Биметаллический термостат представляет собой спаянные вместе пластины металлов, обладающих разным коэффициентом теплового расширения. Вследствие этого спаянная пластина изгибается при нагреве.

Для регулировки температуры достаточно встроить такую пластину в электрическую цепь. По достижении определенной температуры пластина изогнется и разомкнет контакты, отключив обогреватель. Через некоторое время произойдет остывание, деформация биметаллической полоски уменьшится, и цепь снова замкнется.

Обогреватель в гараже

Аокс 2500

Электронный терморегулятор устроен сложнее, но и возможностей пользователю дает гораздо больше. Сердцем такого обогревателя является микропроцессор, получающий информацию о температуре от датчика. В зависимости от программы такой терморегулятор может поддерживать различную, гибко настраиваемую температуру. В режиме таймера возможен нагрев помещения к определенному времени либо динамичное изменение температуры с течением времени.

Для того чтобы инфракрасный обогреватель с терморегулятором электронного типа работал правильно, большое значение приобретает точность измерения температуры. Для этого применяют датчики на термоэлектрических преобразователях, которые для краткости обычно называют термопарами. Термопара состоит из соединенных проводников с различными потенциалами. Часто используется пара алюминий-хром плюс никель-хром.

В месте контакта проводников при нагревании возникает электрический ток, сила которого напрямую зависит от степени нагрева. Зная эту зависимость, несложно составить программу для процессора, которая будет автоматически определять температуру в зависимости от тока, вырабатываемого датчиком — термопарой.

Заключение

Специфика работы инфракрасных обогревателей предусматривает определенные требования к размещению датчиков терморегулятора. Датчик, встроенный непосредственно в обогреватель, практически бесполезен — он либо вообще не покажет нагрев, либо укажет температуру корпуса прибора. Однако размещать датчик непосредственно в потоке излучения тоже нельзя — прямой поток инфракрасных лучей приведет к интенсивному нагреву самого датчика и искажению данных. Вывод — датчик терморегулятора следует располагать рядом с зоной нагрева, при этом он должен быть надежно экранирован от потока излучения.

Комментарии и отзывы к материалу