Инфракрасное отопление – «смертный приговор» традиционным системам отопления!

28 Мая 2013

Поиск экономически выгодных современных альтернативных энергосберегающих технологий является сегодня перспективным направлением работы, как ученых, так и промышленников всех стран мира. Особое место в этом направлении занимает разработка систем отопления с использованием инфракрасного излучения.

Инфракрасное излучение - это электромагнитное излучение, которое возбуждается тепловым движением атомов или молекул. Точно так же как свет, инфракрасное излучение может быть направлено и отражено в любом направлении. Спектр инфракрасного излучения намного шире, чем видимого света, и находится в пределах 0,7...400 микрон. Инфракрасные волны не вредны, так как они находятся вне спектра рентгеновского и ультрафиолетового излучения.
Инфракрасное излучение невидимо и распространяется по прямой линии от источника тепла ко всем поверхностям практически без потерь на воздушное пространство между ними. Инфракрасная энергия безопасным образом поглощается холодными поверхностями (полом, оборудованием, людьми), стимулируя в них тепловое движение молекул и, таким образом, повышая температуру тел. Нагретые объекты и пол, поглотив инфракрасную энергию:

• становятся аккумуляторами тепла малой мощности;
• нагревают воздух около объектов и пола за счет конвекции;
• передают энергию на другие предметы и поверхности помещения посредством обратного рассеивания излучения и конвективной теплопередачи.

Впервые инфракрасная газовая система отопления была разработана и запатентована инженером Рональдом Кореем (США) в 1960 году. Подписав соглашение с Рональдом Кореем, «Roberts Gordon Appliance Corporation» с 1963 года начала серийное производство газовых инфракрасных систем отопления и благодаря качественному производству и отличным объемам продаж быстро зарекомендовала себя как мировой лидер в этой отрасли промышленности.

К преимуществам систем отопления на основе инфракрасных газовых обогревателей можно отнести:

• отсутствие промежуточных теплоносителей (пар, вода);
• экономия топлива по сравнению с традиционными системами отопления не менее, чем в три раза;
• сокращение расходов на электроэнергию (электрическая мощность, потребляемая одним обогревателем, составляет 150 Вт);
• комфортное, приятное тепло;
• многочисленные возможности конструктивного исполнения в зависимости от конфигурации помещения;
• эстетически приятное оформление;
• «бесшумное» тепло, отсутствие сквозняков;
• возможность поэтапного ввода в эксплуатацию (или отключения) объектов;
• возможность работы обогревателей, как на природном, так и на сжиженном газе;
• простое управление и регулирование температурными режимами помещений;
• минимальное техническое обслуживание.

На сегодняшний день наиболее распространены два типа инфракрасных газовых обогревателей:

1. Высокоинтенсивные.
2. Низкоинтенсивные.

Высокоинтенсивные (или как их еще называют - газовые инфракрасные) излучатели (ГИИ) характеризуются открытым пламенем и высокой температурой керамической поверхности (900-1000°С). Высокие температуры имеют более короткие длины волн излучения.
Низкоинтенсивные обогреватели характеризуются сгоранием газа в трубе или в сети труб и классифицируются как инфракрасные трубчатые газовые обогреватели (ИТГО). Этот тип обогревателей работает при температурах излучающей поверхности 200-450°С и распространяет инфракрасное излучение с большей длиной волны.
Запатентованная технология выделяет «Roberts Gordon Inc.» среди других компаний-производителей инфракрасных обогревателей. В качестве излучателя здесь используется термообработанная алюминизированная стальная труба (коэффициент эмиссии е=0,95), позволяющая с максимальной эффективностью преобразовывать энергию сгорания газа в инфракрасное излучение. Сложной формы 8-гранный рефлектор из полированного алюминия с коэффициентом отражения до 97% направляет генерируемое инфракрасное излучение вниз к полу. Автоматизированная горелка с самоподстраивающимся газовым регулятором позволяет поддерживать требуемое соотношение «газ-воздух» и, таким образом, предоставляет оптимальные условия сгорания газа независимо от колебаний давления газа, изменений атмосферного давления, скорости ветра и других климатических условий.
В мире установлены и работают более 700 тысяч обогревателей «Roberts Gordon Inc.» самых разнообразных конструкций.
На украинском рынке большой популярностью пользуются обогреватели типа Blackheat® производства «Roberts Gordon Inc.».
Установки Blackheat® линейной или U-образной конфигурации могут обогреть значительные по площади производственные помещения, либо позволяют сосредоточить интенсивность обогрева на локальных участках. Эти типы обогревателей просты в установке и эксплуатации и не требуют перестройки помещения.
Понять, как работает инфракрасная система обогрева, оценить ее достоинства и недостатки можно, сравнив ее с тем, к чему мы привыкли за время своего существования - с центральным отоплением.
Рассмотрим, как газ (первичный энергоноситель), превращаясь в тепло, попадает в наши батареи и калориферы. Сжигая в топке современного (у нас все «современное») котла газ, мы нагреваем теплоноситель - воду или пар. Здесь мы теряем, теоретически, процентов 10% (нет в мире идеального!). Затем начинается путь по хорошо изолированным теплотрассам и сетям, через теплопункты и бойлерные к потребителю. Нужно заметить, что хорошо изолированная труба, претендующая на звание энергосберегающей, теряет 1-2% тепла на каждый километр. У потребителя, проходя по разветвленным сетям, теплоноситель, перед тем как попасть в современные радиаторы и калориферы, «худеет» еще на 10-12%. Наконец - получен долгожданный теплый воздух. Но он почему-то норовит убежать вверх, вырваться через кровлю, наверное - по законам физики. Да, против природы не попр... не пойдешь, извините. Чтобы прогреть рабочую зону (а рабочая зона почему-то всегда внизу) до нормальной температуры, необходимо нагреть весь объем помещения. На практике при воздушном отоплении температура воздуха увеличивается на 1,5-2,5°С на каждый метр высоты. И при высоте здания 10 м мы имеем 30- градусное пекло под кровлей! На среднем предприятии рабочая зона (зона, где находятся люди и оборудование) занимает 20-25% всего объема, остальные 75% - выброшенное «на ветер» тепло.
Сложив все потери, мы не получим те 38%, которые должны дойти до потребителя. Реально КПД системы под названием «Централизованное теплоснабжение» составляет не более 10%. 90% газа - сожгли зря!
Газовые инфракрасные обогреватели не используют промежуточных теплоносителей (вода, пар, воздух) и действуют по принципу прямого нагрева. Отсюда и берется «волшебное» снижение теплопотерь!
Наибольшее распространение в мире среди систем лучистого обогрева получили низкоинтенсивные системы - ИТГО. Они бывают следующих модификаций:

• многогорелочные - когда на излучающую трубу или систему труб последовательно подсоединяются горелочные блоки;
• обогреватели с одной горелкой, которые, в свою очередь, делятся на линейные, двойные линейные и U-образные.

К преимуществам использования ИТГО в качестве систем лучистого обогрева относятся:

• возможность инсталляции в помещениях с категорией по взрывопожаробезопасности «В»;
• территория покрытия обеспечивается излучением от длинной стальной трубы и позволят создать более равномерное распределение температурного поля и, таким образом, максимизировать среднюю радиационную температуру;
• низкотемпературная поверхность излучателя не «выжигает» кислород и, таким образом, не нарушает воздушный баланс помещения;
• продукты сгорания газа от обогревателя удаляются принудительно по дымоходу за пределы помещения;
• ИТГО генерирует инфракрасное излучение длинноволнового диапазона, которое лучше поглощается полом и объектами;
• минимальный вес и поэтому незначительная нагрузка на крыши и стены;
• легко устанавливаются и демонтируются, сочетаются с любым интерьером и дизайном помещения;
• переход к инфракрасному отоплению позволяет отказаться от сложных и дорогих теплотрасс, исключаются протечки, замерзания, исчезает проблема воздушных пробок, не требуются периодические ремонтно-профилактические работы;
• исключается сооружение котельных, обслуживание, затраты на эксплуатацию, сокращается штат обслуживающего персонала, запасы материалов и оборудования, освобождаются значительные площади, исчезает опасность размораживания системы в аварийной ситуации;
• надежны и долговечны за счет отсутствия движущихся деталей;
• быстрое включение и выход на заданную мощность.

Системы газового инфракрасного отопления «темного» типа разрешаются к эксплуатации в помещениях I и II степени огнестойкости по СниП II-A. 5-70 и всех категориях производства, кроме А и Б помещений по ОНТП 24-86 (согласно изменения №9 СниП 2. 04. 08-87 «Газоснабжение», утвержденного и введенного в действие на территории Украины Указом Госстроя Украины от 30. 12.1999 №319. Дата введения в действие 01. 01. 2000).
Отопление на основе инфракрасных трубчатых газовых обогревателей успешно используется в помещениях с высокими потолками и неэффективной теплоизоляцией: производственных помещениях, железнодорожных депо, складах, ангарах, закрытых рынках, автобазах, станциях технических обслуживании, концертных и спортивных залах, выставочных павильонах, открытых кафе и летних кинотеатрах, для обогрева стеклянных поверхностей (витрины, витражи, окна и др.).

Журнал «Мир техники и технологий»