Categories: Articles destacats » Notícies elèctriques interessants
Nombre de visualitzacions: 34755
Comentaris sobre l'article: 6
Sistemes de calefacció per infrarojos
Com es transfereix la calor
S'anomena procés físic de transferència de calor d'un cos físic a un altre transferència de calor. La calor es transfereix d’un cos físic calent a un de fred ja sigui per contacte directe o mitjançant una partició.
L’energia tèrmica es transferirà fins que les temperatures dels cossos físics siguin iguals. En física, es diu aquesta condició equilibri termodinàmic. La transferència de calor es produeix generalment d’un cos calent a un fred, que és totalment consistent la segona llei de la termodinàmica. Segons aquesta llei, tothom treballa sistemes de calefacció.
En termes de física, n’hi ha tres tipus elementals de transferència de calor: conductivitat tèrmica, convecció i radiació tèrmica. Però, en la seva forma pura, individualment, pràcticament no es produeixen, en general, la calor es transmet per una combinació de tipus simples. Es distingeixen principalment tres tipus de transferència de calor: transferència de calor, transferència de calor i mètode de transferència de calor amb feixos convectius.
Com funcionen els sistemes de calefacció tradicionals
Els sistemes de calefacció tradicionals inclouen aquells sistemes que utilitzen algun tipus de combustible. Actualment, s’utilitza amb més freqüència el gas, tot i que en alguns casos s’utilitzen combustibles líquids i sòlids. Però, independentment del tipus de combustible, el principi de funcionament de tots els sistemes tradicionals és el mateix. La calor de la combustió del combustible s’escalfa refrigerantque entra radiadors de calefacció i escalfa l’aire de l’habitació. L'aigua s'utilitza com a agent de calor en els sistemes tradicionals de calefacció; per tant, es diuen sistemes aigua.
Per totes les lleis de la física, l'aire càlid s'eleva i l'aire fred es redueix naturalment. Aquest moviment aeri no és altre que el mencionat anteriorment. convecció. Aquest aire fred només crea sòls freds, que ha de ser eliminat per l'aparell de "terres càlids". Si la sala és prou alta (edifici industrial, auditori o pavelló d'esports, etc.), la calefacció de tot el volum dura prou, es crea una estratificació de l'aire.
L’aire càlid que s’eleva crea un cabell a l’habitació, a més, augmenten pèrdues de calor a la teulada i les parets, la calor simplement surt de l’edifici. En aquest cas, diuen que escalfem el carrer. La gent de sota es troba en una zona d’aire fred.
La figura 1 mostra esquemàticament la distribució de calor durant el funcionament d’un sistema de calefacció tradicional.
Figura 1. Distribució de calor durant el funcionament d’un sistema de calefacció tradicional
Com són els sistemes tradicionals de calefacció per aigua
El principal dispositiu del sistema de refrigeració d’aigua és la caldera, molt sovint gas. L’aigua escalfada a la caldera es canalitza als radiadors - radiadors. Per a la circulació de l’aigua al sistema s’instal·la la bombasi la circulació és forçada, tot i que la circulació pot ser natural. En aquest cas, podeu passar sense bomba.
A més d’aquests dispositius bàsics i parts, el sistema de calefacció d’aigua també inclou moltes parts “auxiliars”, però necessàries. En primer lloc, es tracta d’un dipòsit d’expansió per compensar l’expansió tèrmica de l’aigua, accessoris per a la connexió de canonades, vàlvules d’aire i molt més, necessaris per al funcionament normal de tot el sistema.
En una casa individual per a la instal·lació d'una caldera de gas, cal una habitació addicional, equipada amb un sistema de ventilació i una xemeneia, per no parlar del sistema de subministrament de gas. En el cas de la calefacció de barri, cal construir una gran caldera i la posada en funcionament de tota una xarxa de calefacció. Tot el sistema és car i complicat.Però en alguns casos, per exemple, per a una petita casa de camp, i si no hi ha gas a prop, heu de fer un sistema de calefacció elèctric.
Els més habituals en aquests casos són calderes elèctriques per escalfar aigua o diversos escalfadors elèctrics. En primer lloc, es tracta de radiadors d’oli, xemeneies elèctriques i calefactors de diversos dissenys. El principi de funcionament d’aquests dispositius és també la convecció, com passa en els sistemes de calefacció per aigua: primer s’escalfa l’aire i només després les parets, els mobles, les persones. Aquest sistema és ineficient i ineficient.
Escalfadors per infrarojos
Diversos aparells de calefacció per infrarojosque proporcionen un escalfament racional i econòmic de locals en una gran varietat de condicions. A continuació, es consideraran alguns d’aquests dispositius, els principis del seu funcionament.
Des d’un punt de vista natural, els sistemes de calefacció tradicionals no funcionen correctament. Primer, l’aire s’escalfa, i després tota la resta. En condicions naturals, tot passa al revés.
La font natural de calor a la Terra és el sol. Els raigs del sol tenen un espectre molt ampli, però és el seu component d’infrarojos que escalfa la Terra, les persones, les plantes i tots els objectes, i a partir d’aquests l’aire s’escalfa i crea condicions còmodes per a la vida humana.
És sobre aquest principi que funcionen escalfadors d’infrarojos. L’aire per radiació infraroja és absolutament transparent, per tant els raigs infrarojos arriben lliurement a superfícies i objectes escalfats.
La figura 2 mostra esquemàticament la distribució de calor quan s’utilitza un escalfador d’infrarojos.
Figura 2. Distribució de calor mitjançant un escalfador d’infrarojos
Radiació infraroja representa ones electromagnètiques amb una longitud d’ona en l’interval d’1 * 10-6 ... 1 * 10-3 micres. La intensitat de la radiació tèrmica depèn de la longitud d’ona de la radiació infraroja: els raigs d’ona curta s’obtenen a una temperatura del cos radiant superior als 750 ºC. Depenent de l'aplicació i del disseny, la temperatura de l'element emissor de l'escalfador d'infrarojos pot oscil·lar entre 100 ... 950 ° C.
Escalfadors d’infrarojos foraborda
En una habitació bastant alta, els sistemes de calefacció per aigua, com s'ha esmentat anteriorment, són ineficaços, ja que tot l'aire càlid augmenta.
Amb una alçada del sostre de 2,5 ... 3,6 m, els escalfadors d’infrarojos de baixa temperatura amb temperatura emissora se situen entre els 100 ... 120 ° C seran força efectius i econòmics.
Per aconseguir un escalfament uniforme de l’habitació, per evitar l’aparició de zones càlides i fredes, cal dur a terme calefacció per diversos escalfadors, la potència total dels quals ha de correspondre a la pèrdua de calor de l’edifici. Si l’alçada del sostre és de 4 m o més, aleshores és força acceptable i segur utilitzar escalfadors amb una temperatura superficial radiant de fins a 200 º C i superior. Aquests escalfadors es diuen temperatura alta.
El disseny i principi de funcionament dels emissors és tal que la seva instal·lació és possible a qualsevol alçada. Si la sala és molt gran, com ara un magatzem o un hangar, aleshores només es poden instal·lar escalfadors d’infrarojos per sobre dels llocs de treball, als llocs on es troben les persones, cosa que permet estalviar energia.
Sistema de calefacció radiant del panell:
Escalfador de baixa temperatura Es tracta d’una caixa metàl·lica amb un escalfador distribuït situat al seu interior. La superfície radiant es tracta amb materials especials proporcionant la màxima intensitat de radiació tèrmica, emissió d’energia radiant tèrmica. El coeficient d’emissió tèrmica dels escalfadors més avançats arriba al 90%. En gran mesura, la superfície radiadora es promou pel fet que la superfície radiant es fa embossada, borrosa. Això permet augmentar la seva superfície almenys 2,5 ... 3 vegades.
Escalfadors d'alta temperatura també representen una caixa en forma de caixa, dins de la qual es troben un o més elements de calefacció. La calor d’aquests elements es transfereix al perfil d’alumini, la superfície radiant que està recoberta de ceràmica especial, cosa que permet reduir la temperatura de la superfície radiant augmentant el coeficient d’emissió del flux de radiació.
L’espai entre la carcassa i els elements de calefacció s’omple amb un aïllant tèrmic de gran qualitat resistent a la calor, aconseguint així un ple seguretat contra incendis tot el dispositiu en conjunt. Aquest aïllament tèrmic és característic tant dels escalfadors de temperatura alta com de baixa temperatura.
Algunes empreses, per exemple Thermatex, Armh5, Rockfon, produeixen escalfadors d’infrarojos per a la seva instal·lació en sostres de casset, cosa que diu una vegada més escalfadors d’infrarojos de seguretat contra incendis.
Un dels nous productes del mercat són els miralls que emeten calor. La seva capa reflectant és també un element calefactor. La temperatura màxima de la superfície del mirall no supera els 75 ° C, la qual cosa és totalment segura per a altres. A la sauna o al bany, un mirall no brilla, no canvia el nivell natural d'humitat i s'adapta perfectament al disseny de l'habitació, és ecològic.
Com han demostrat diversos estudis, l’espectre de freqüència tèrmica de la calefacció per infrarojos és absolutament segur per als humans. Això és confirmat per estudis no només dels fabricants, sinó també dels resultats d’exàmens independents. La seguretat dels dispositius infrarojos també es confirma mitjançant certificats de conformitat emesos per serveis sanitaris tant russos com estrangers.
Diverses empreses produeixen escalfadors d’infrarojos, principalment tipus sostre, adequats per utilitzar-los en qualsevol habitació: industrial, residencial, agrícola, humida i fins i tot explosiva.
Moltes empreses també fabriquen escalfadors de paret, de terra i portàtils, muntats en bastidors. Es coneixen escalfadors per infrarojos en què s’utilitza gas.
Calefactors d’infrarojos
Recentment, com a escalfadors locals addicionals, cada vegada són més populars diversos elements de l’interior: calefactors de quadres, taulers de base, panells de paret càlids.
Aquests elements de calefacció consisteixen en fibres de carboni connectades en paral·lel entre elles. No hi ha un o fins i tot dos-cents fils d’aquest tipus als escalfadors, a causa dels quals cada fil funciona sense sobrecàrregues, la potència assignada per ell és molt reduïda. Per tant, s’exclou l’aparició de sobrecàrregues i sobreescalfaments, la fiabilitat d’aquests escalfadors és molt elevada, la vida útil arriba fins als 10 anys o més.
Els avantatges dels escalfadors d’infrarojos
Un dels avantatges dels escalfadors d’infrarojos és que la calor, creant corrents d'aigua i augmentant núvols de pols, no passa per sota del sostre, com en el cas dels sistemes de calefacció per convecció. El nivell de camp electromagnètic dels sistemes d’infrarojos és molt inferior al de molts electrodomèstics, l’oxigen no es crema, la humitat de l’habitació no disminueix, sinó que es manté a nivell natural.
La calor a l'habitació es fa sentir immediatament després d'encendre's, les superfícies dels objectes que l'envolten gairebé es fan càlides. En aquest cas, no cal escalfar uniformement tota l’habitació, és possible crear zones còmodes separades, per exemple, a prop d’un televisor o a sobre d’un escriptori o un ordinador.
L’indubtable avantatge dels equips d’infrarojos és la seva petita mida i mobilitat. A causa d’aquests paràmetres, s’estalvia l’àrea útil, es desplaça, s’instal·la i es desmunta fàcilment l’equip. Els escalfadors d’infrarojos són molt eficaços en edificis amb un aïllament tèrmic deficient i sostres alts, tenen poc efecte sobre la ventilació.
La instal·lació de calefactors d’infrarojos de potència adequada és possible fins i tot en zones obertes. Per exemple, a sobre de taules en una cafeteria d’estiu.A diferència d’un sistema tradicional de calefacció per aigua, no cal la instal·lació d’equips costosos complexos: canonades, calderes, bombes, etc. Si s’instal·la una calefacció per infrarojos, desapareixen problemes com ara la descongelació de canonades quan s’apaga el sistema. Quan torni a encendre l’electricitat, la calefacció per infrarojos tornarà a funcionar, com si no hagués passat res.
Amb l'ajut de termòstats programables moderns, és possible mantenir la temperatura en un rang de 5 ... 30 ° C, ajustant-la per a cada habitació per separat.
En comparació amb els calefactors de convecció, els dispositius IR són un 20 ... 25% més econòmics, i en cas d’utilitzar un pagament de dues tarifes per a l’electricitat, l’estalvi pot arribar al 40 ... 45%.
Boris Aladyshkin
Consulteu també a electro-ca.tomathouse.com
: