Микатермични нагреватели: устройство, принцип на работа, предимства и недостатъци

Проблемът за икономия на ресурси постепенно засяга всички сфери на човешкия живот. Ако днес не пестим топлина и енергия, утре ще трябва да се сблъскаме с недостиг на природни запаси. Съвременната наука е насочена към разработването на енергоефективни «умни» устройства, едно от които е микатермичният нагревател с ИЧ-излъчване.

Всичко за устройството и принципите на действие на новаторския вид нагревателни уреди ще научите от представената от нас статия. Ще разкажем за неговите разновидности, техните характерни отличия и правилата за избор. А също така ще разгледаме дали топлинното инфрачервено излъчване е вредно или полезно в бита.

Общи сведения за микатермичен нагревател

Микатермичният нагревател – това е електроуред, който излъчва инфрачервени топлинни вълни. ИЧ топлината – това е електромагнитно излъчване, което заема областта на спектъра между червения край на видимата за човешкото око светлина (с дължина на вълната λ = 0,74 мкм) и микровълновото излъчване (дължина на вълната около 1-2 мм).

Нагревателят се отличава с многослойна конструкция. Всеки от включените в нея слоеве от неметали и метали изпълнява строго определена функция. Едни изолират, други концентрират и отразяват топлинните вълни. Принципът на действие е изключително прост, а устройството на микатермичния инфрачервен нагревател е напълно разбираемо.

Устройство на микатермичния нагревателен уред

В основата на разработката на МК нагревателя са заложени постижения  на космическите технологии. Въпреки това външно той прилича на обикновен конвектор.

ИЧ-устройството се състои от:

• нагревателен елемент – слюдена плочка, с вградени в нея резистивни плоски елементи или нитрохромови навивки от тел;
• изолатор, който предотвратява прекомерно нагряване на оборудването (най-често се изпълнява с използване на базалт);
• метален корпус на устройството;
• защитна метална решетка, през която преминава инфрачервеното излъчване;
• подставка за опори и ролки за придвижване.

За управление и контрол на работата отоплителното устройство е оборудвано с:

• дистанционно управление;
• сензорен или бутонен панел за управление;
• регулатор на температурата;
• индикаторно табло, което помага да се разбере в какво състояние се намира уредът;
• регулатор на мощността (повечето модели отоплители, които са в продажба, имат мощност 1-2 kW).

Основните работни органи на отоплителите МК са миканитови нагреватели. Те се произвеждат по технология Micathermik (Микатермик). Тази технология се състои в послойно нанасяне на слюда върху метални нагревателни елементи.

Миканитовият нагревател се поставя в корпус, изработен от слюда. Той транспортира топлинната енергия, получена от нагревателя, в обработваното помещение. Инфрачервената топлина се насочва към околните предмети, а от тях се предава в обслужваната стая. При това не се използват нито водни, нито маслени топлоносители.

Миканитовият нагревател може да се види само след разглобяване на електрооборудването. Но при разглобяване на устройството е важно да не се повреди нагревателят и да не се промени положението му вътре в апарата. Ако плътността на контакта се наруши, ефектът на нагряване ще намалее.

Миканитът е хартия, пресована от най-фините люспици на слюдата. Този люспест по структурата си минерал е доста крехък, слоевете му са изтънени до части от милиметъра. Слюдата притежава добри електроизолационни, топлопроводими и термоустойчиви свойства. Тя често се използва в радио елементи и кондензатори.

Загряването на минерала се извършва в изключително кратки срокове, достигайки 200 и повече градуса. Благодарение на синтетичното производство на слюдата се увеличава дължината на ИЧ-вълната, като при това намалява интензитетът на излъчване.

При смесване на миканита с термоустойчиво свързващо вещество и при пресоването им се произвеждат термоустойчиви листове с добри диелектрични свойства, които могат да се използват в отоплители. Освен това слюдата не отделя токсични компоненти при нагряване.

Слюдените слоеве изолират нагревателния елемент от останалите детайли на конструкцията и предават топлина. Дебелината на слюдените плочи се подбира внимателно в зависимост от общите габарити на устройството. Обикновено тя е не повече от 0,03-0,025 мм.

Топлинното разширение на слюдата винаги съвпада с топлинното разширение на сърцевината. Благодарение на това се постига максимална безшумност при работа, тъй като се изключват всякакви щракания и удари вътре в устройството.

Между нагревателния елемент и плочите от слюда се намират 2 допълнителни слоя: вътрешен и външен. Вътрешният слой отразява топлината, благодарение на което се осъществява пълно отдаване на ИЧ-лъчение в избраното за отопление пространство. Външният слой отговаря за усилване на температурните потоци.

Миканитният нагревателен елемент се поставя в метален корпус с мрежести вложки. През перфорираната “обвивка” свободно преминава инфрачервена лъчиста топлина. Конструкцията е проектирана така, че топлинната енергия, подавана от уреда, се разпределя в помещението с максимална равномерност.

Най-силното инфрачервено излъчване от микатермичното оборудване се наблюдава точно пред устройството, това трябва да се вземе предвид при подреждането на предметите. Не се препоръчва да се поставя уредът срещу леглото или в непосредствена близост до работното бюро.

Освен инфрачервеното топлинно излъчване от пуснатия в действие МК-нагревател се разпространява осезаем поток от възходящ топъл въздух през горния край на решетката (метод на конвекция), въпреки че самият корпус на устройството не се нагрява.

По време на работа агрегатът излъчва инфрачервени и електромагнитни вълни, които са в безопасен за живите същества диапазон. Благодарение на това микатермичните нагреватели могат да се използват в детски градини или болници.

Принцип на работа на МК нагревателя

Действието на всеки микатермичен нагревател се основава на предаване на топлина чрез инфрачервено излъчване (80% от общата производителност) и чрез метод на конвекционно отопление благодарение на създаване на движение на въздуха поради температурната разлика (20%). Чрез комбиниране на 2 метода на отопление се постига максимално възможна ефективност.

Т.е. той загрява обема на въздуха и предметите чрез инфрачервено излъчване от разстояние. Благодарение на това предаването на топлина става много по-бързо, в сравнение с воден или маслен радиатор. Всъщност обикновеният воден, газов или електрически конвектор загрява само въздуха, който влиза в контакт с ребрата му.

МК нагревателят предава енергия на обекта с минимално разсейване. В ролята на обект могат да бъдат както предмети, така и животни, и хора. При това нещата и стените след въздействието на инфрачервените вълни сами стават източници на топлина и загряват въздуха.

Извън зоната на действие на ИК-нагревателя помещението практически не се нагрява. При това плътността на топлинния поток намалява с увеличаване на разстоянието между нагревателя и предмета.

Въпреки това ИК-нагревателят е незаменим, ако трябва бързо да се нагрее някакъв един предмет в стаята. Самият корпус на устройството, изолиран със състав с прилагане на базалт, не достига високи температури (над 60 градуса), което изключва възможността за поява на изгаряния при случаен контакт с агрегата.

Най-добре е да купувате микатермични отоплители със стоманен корпус. Такива конструкции не се страхуват от външни механични въздействия от удари и падания. Освен това те се нагряват много бързо.

Но не можете да сушите дрехи върху отоплителя, тъй като съществува риск от запалване. Някои синтетични материали, попаднали върху корпуса на устройството, могат да се разтопят или да се запалят. Изключение правят специалните усъвършенствани модели, оборудвани с рафтове за обувки или сгъваеми сушилни за чисто бельо.

Технически принципът на действие на елементите на микатермичния отоплител е доста прост. Когато устройството се включи в мрежата, започва да се нагрява плочата. Тя се нагрява до 200-400 градуса по Целзий и предава топлината на слюдените слоеве.

Подадената на плочите от слюда електроенергия се преобразува в инфрачервено лъчение, насочено към предметите около електрическия уред. Целият този процес отнема няколко минути и в стаята става топло почти веднага след включване на оборудването.

Малко помещение (до 20 кв.м.) може да се нагрее от микатермично устройство за 10 минути. Когато въздухът в стаята достигне желаната температура, в агрегата се задейства термостат, който изключва отоплителя. Оборудването може да се настрои за автоматично поддържане на комфортен температурен фон в стаята.

Високата енергийна ефективност и икономичност – това са основните характеристики на микатермичните отоплители. Те се отличават с висока мощност, поради което изразходват около една трета по-малко електроенергия в сравнение с обикновените конвектори. КПД на инфрачервения отоплител е около 90%.

Полезни допълнителни опции

Стандартните МК отоплители имат минимален брой настройки, но някои от тях притежават различни допълнителни елементи в зависимост от модификацията.

Към такива елементи се отнасят:

• вградени терморегулатори, позволяващи контролиране на няколко въздушни потока;
• течнокристални дисплеи със специални защитни функции;
• йонизатори и овлажнители на въздуха;
• таймери и т.н.

Много микатермични отоплители имат функция за защита на помещението от замръзване. Ако активирате тази опция и инсталирате уреда в неотопляема стая, той ще се включва автоматично, ако температурата в стаята се приближи до нулата.

Също така някои отоплители са оборудвани със степен на защита IP24, която предпазва от влага и предотвратява вероятността от повреда на устройството или късо съединение в случай на попадане на вода върху оборудването.

Всички допълнителни устройства са първоначално вградени в конструкцията на микатермичния отоплител. Точната комплектация зависи от техническите характеристики на отоплителя: неговата мощност, начин на закрепване и размери.

Класификация по посока на излъчване

Всички микатермични нагреватели се разделят на:

• едностранни уреди, в които инфрачервените лъчи са насочени само в една посока;
• двустранни устройства, излъчващи топлина и в двете страни отстрани на изделието;
• цилиндрични агрегати, които имат кръгова зона на инфрачервено излъчване.

Едностранните нагреватели могат да бъдат стенни или подови. Те имат предна мрежеста и задна страна. Задната страна има малки вентилационни отвори в долната част.

Двустранните нагреватели се монтират на пода. Те имат две работни плочи, които произвеждат инфрачервени лъчи. Греещите плочи са оборудвани с метални мрежи. Едностранните и двустранните нагреватели насочват инфрачервените лъчи хоризонтално по протежение на пода.

Хоризонталното подаване на ИЧ лъчи допринася за неравномерно разпределение на топлината в помещението. При инфрачервено излъчване най-топлият въздух се намира по-близо до пода, което позволява краката да се поддържат топли. По-нагоре към тавана той обикновено е по-студен.

Нагревателите трябва да се монтират в най-студените части на помещението. Въпреки това не се препоръчва използването им в помещения с висока влажност (бани, перални, душове). На такива места се монтират електрически уреди със защита от въздействието на влагата, разпръсната във въздуха.

В нагревателите с цилиндрична или овална форма се намират излъчватели с нестандартна комплектация (полуокръжни или тръбни). Те могат да се закрепват към тавана или към стените в зависимост от особеностите на конструкцията. Цилиндричните нагреватели се отличават с кръгова зона на насоченост на инфрачервеното излъчване.

Разпространени варианти за употреба

Инфрачервените нагреватели могат да се използват в помещения от затворен и отворен тип. С тяхна помощ може да се отоплява тераса, балкон, детска стая или всекидневна. Също така МК уреди (микатермични) със способност да отопляват чрез конвекция са подходящи за предотвратяване на появата на лед на стълбищната клетка.

Тъй като при отопление на стая с инфрачервени лъчи във въздуха не намалява кислородът (и не се изсушава), ИЧ устройствата се препоръчват за използване в помещения, в които живеят малки деца, астматици или алергици.

Но микатермичните системи служат не само на частни лица, те са търсени в:

• медицината за терапия на пациенти с нарушения на кръвотока, сърдечно-съдови патологии, мигрени и чести остри респираторни заболявания (ОРЗ);
• ветеринарната медицина за лечение на животни;
• масажните кабинети (масажът под инфрачервено излъчване спомага за намаляване на теглото);
• офисите за унищожаване на вируси и бактерии.

С помощта на микатермичните нагреватели могат да се създават топлинни завеси над панорамни прозорци и други светопрозрачни стъклени конструкции, които се отличават със слаби топлоизолационни свойства.

За унищожаване на бактериите микатермичният нагревател трябва да се остави включен за няколко часа. Въпреки това не се препоръчва да се използва това устройство единствено за дезинфекция, тъй като уредът не убива всички вируси, гъбички и плесени, които се намират в помещението.

Предимства и недостатъци на микатермичните нагреватели

Предимствата и недостатъците на микатермичния нагревател се дължат на принципа на действие и устройството на оборудването.

Апаратът притежава внушителен набор от предимства, към които спадат:

• енергийна ефективност;
• висока скорост на отопление;
• компактност на корпуса;
• стилен външен вид;
• малко тегло (в зависимост от типа на агрегата варира в диапазон 3-4 кг);
• безопасност;
• поддържане на здравословен микроклимат в помещение;
• минимален шумов фон при работа и т.н.

Също така микатермичният нагревател предотвратява развитието на микробна и вирусна микрофлора, както и убива гъбички в помещението. Въпреки това този уред не притежава бактерицидно действие и не може да се използва наравно с ултравиолетови лампи за кварциране.

По време на работа на инфрачервеното устройство под тавана не се образува струпване на въздушна маса. Благодарение на това ИК-оборудването е идеално подходящо за помещения с високи тавани, тъй като топлината няма да се разсейва по цялата площ. Но през отворите в корпуса на агрегата попада много прах, който е практически невъзможно да се извади оттам.

При включване на апарата прахът и мръсотията се нагряват и миришат лошо. Миризмата ще изчезне едва когато прахът напълно изгори. Забележително е, че такава воня микатермичният нагревателен уред ще излъчва всеки път, когато дълго време стои изключен.

Как правилно да изберете подходящ модел?

При покупка на микатермичен нагревател трябва да се изхожда от характеристиките на помещението, в което ще бъде разположен. Ориентировъчно на всеки 10 кв.м. жилище трябва да се вземе 1 кВт мощност без да се вземат предвид топлинните загуби.

Ако това ще бъде единственият източник на топлина, е необходимо да се избере устройство с по-голяма мощност. Ако пък инфрачервеният нагревател се купува за малка лятна къщичка, може да се избере уред с мощност не повече от 70 W на 1 кв.м.

В действителност е трудно да се отопли помещение само с един микатермичен нагревател, тъй като трябва много добре да се обмисли разположението на устройството. Максималното нагряване на въздуха и предметите ще се наблюдава само на разстояние няколко метра от лицевата панел.

Преди покупката на МК отоплител трябва да поискате от продавача цялата необходима придружаваща документация, включително хигиеничен сертификат за изолатора. По-добре да купувате оборудване с изолатор от базалт, който може да се използва дори в хранително-вкусовата промишленост (бележки за това обикновено присъстват в хигиеничния сертификат).

Всяко електрооборудване се нуждае от своевременна и пълноценна грижа. Поради особеността на строежа микатермичните отоплители трябва редовно да се прахосмучат и да се изтриват с влажна кърпа, за да се почистят от натрупания прах. Преди почистване на устройството трябва да го изключите от електрическата мрежа.

Вреда от инфрачервените вълни за организма – мит ли е?

Инфрачервените вълни представляват традиционно електромагнитно излъчване, сходно по структура със слънчевите лъчи. Вредата и ползата от ИК-излъчването се определят от дълбочината на проникване на тези вълни в кожата.

Съществуват 3 вида отоплителни уреди в зависимост от дължината на вълните и температурата на нагряване на нагревателния елемент:

• устройства с максимално нагряване до 300 градуса и дължина на вълната 50-200 микрона;
• апарати, нагряващи се до 600 градуса, и с дължина на вълната 2,5-50 микрона;
• отоплители с нагряване до 800 градуса и дължина на вълната 0,7-2,5 микрона.

Т.е. колкото по-висока е температурата на нагряване на устройството, толкова повече къси вълни ще се излъчват. За обикновен здрав човек безопасни са топлинните вълни с дължина около 9,6 микрона. Производителите в паспорта на техническото устройство посочват диапазона на инфрачервеното излъчване.

Информация за диапазона на инфрачервеното излъчване може да се намери в придружаващата документация към отоплителите или на кутията на продукта. Липсата на тази информация говори за съществени нарушения от страна на производителя.

Обикновено той варира в границите на 2-10 микрона. При това интензивността на ИК-излъчването зависи от характеристиките на нагрятата повърхност (особено от нейния коефициент на излъчване). Най-мощното излъчване изхожда от нагрят черен предмет.

Всяко продължително целенасочено инфрачервено излъчване оказва лошо влияние върху организма на човека, което се изразява в:

• изсушаване на кожните покриви;
• намаляване на зрението (при продължително облъчване се увеличава рискът от развитие на катаракта);
• нарушаване на строежа на клетъчните мембрани (характерно за къси инфрачервени вълни) и т.н.

Особено опасно е да се инсталира мощен тавански отоплител в помещение с ниски тавани. В този случай инфрачервените лъчи постоянно ще греят главата на човека и могат да доведат до развитие на всевъзможни заболявания.

Но реална вреда тези инфрачервени отоплители могат да причинят само в случай на постоянен насочен поток към човек. В идеалния случай устройствата трябва да се инсталират така, че отоплителите да отдават топлината си на стените или на предметите от мебелировката, но да не са насочени към човек.

Отоплителят не трябва да бъде насочен към човека през цялото време. Инфрачервеното излъчване е полезно само в малки количества.

Въпреки това в Япония и Европа цели институти разработват методики за борба с рака на основата на влиянието на инфрачервеното излъчване. По време на научни изследвания беше доказано, че ИЧ-вълните, прониквайки в кожата на 14-20 см, извършват ефективна детоксикация на клетките.

Това се дължи на селективна хипертермия, повишаване на биохимичната циркулация и премахване на застойните явления в тъканите. Резултатът от използването на излъчването зависи от правилно подбраните схеми, а микатермичният отоплител е абсолютно безопасен за здравето, ако при неговото инсталиране се ръководим от съображения на здравия разум.

Изводи и полезно видео по темата

В клипа е представен преглед на микатермичния отоплител MK-1501 – иновационно оборудване, на примера на което може да се разбере принципът на действие на инфрачервените нагреватели:

Микатермичният отоплител е иновационен електроуред, който се използва за отопление на помещения. Неговото функциониране се основава на инфрачервено излъчване от миканитови елементи. Оборудването се отличава с висока неефективност на енергийната ефективност, компактност и многофункционалност.

Искате ли да споделите собствен опит при избора на инфрачервен отоплител? Разполагате ли с полезна информация по темата на статията? Пишете, моля, коментари в разположения по-долу блок, публикувайте снимки, задавайте въпроси.