И светит, и греет

Перефразируя изобретателя русской водки, можно сказать, что свои дома мы топим ассигнациями, причем крупного достоинства. Наша статья рассказывает о возможности более экономного и комфортного отопления с помощью инфракрасного излучения, о чем российским потребителям пока известно немного.

В традиционных системах отопления (радиаторах, конвекторах, каминах и др.) специалисты стремятся сделать все, чтобы тепло от нагревательного устройства интенсивно отводилось в окружающее пространство и далее распространялось по всему помещению за счет перемешивания воздушной массы. Такой механизм называется "конвективным", а нагреватели - "конвективными". Но на смену им все чаще приходят так называемые инфракрасные (лучистые) источники. Принцип действия последних следующий: лучистый поток энергии инфракрасного (ИК) диапазона обогревает сами предметы, а не воздух в комнате. Это тот способ, которым пользуется сама природа: как Солнце греет Землю лучами, летящими миллионы километров, так и ИК-нагреватель посылает тепловые лучи на пол, мебель, тело человека и другие объекты. Последние нагреваются и, в свою очередь, нагревают окружающий воздух и все помещение. Вот поэтому-то мы зимой в солнечный день можем нежиться в безветренном месте, не замечая мороза, а при ИК-нагреве чувствовать себя уютно при температуре воздуха в комнате 16-18С!

Рассмотрим более подробно ИК-источники тепла, их достоинства и недостатки и сравним с конвективными. Говоря коротко, первые работают быстрее и экономичнее. Потоки их энергии распространяются со скоростью света и в наших условиях практически не поглощаются молекулами азота и кислорода, составляющими основу воздуха. То есть в помещении можно создавать локальные комфортные зоны, затрачивая меньше энергии и времени.

При конвективном обогреве подъем горячего воздуха вверх приводит к тому, что самая низкая температура оказывается у пола, а самая высокая - под потолком. При ИК-источниках все иначе: температура внизу, в зоне пребывания человека, будет выше, чем под потолком, а энергии затратится меньше. По характеру светимости излучателя ИК-обогреватели можно условно разделить на: а) световые, имеющие поверхность с температурой более 600С, и б) темновые, или длинноволновые, имеющие температуру менее 600С.

К первому типу относятся специальные светильники, люстры, излучающие панели, имеющие рабочую температуру в диапазоне 800-1000С, что обеспечивает удельную мощность до 100 кВт с 1 м². Их предпочтительнее применять там, где для отопления требуется много тепла.

Темновые обогреватели, выпускаемые в виде тепловыделяющих панелей и пленок, а также отдельных кассет, имеют рабочую температуру от 30 до 400С и способны обеспечить удельную мощность до 1000 Вт с 1 м² (на практике — не более 350). Они чаще используются там, где тепла требуется не так много.

По типу первичного энергоносителя ИК-обогреватели можно разделить на: а) электрические; б) твердо- и жидкотопливные; в) газовые. Для обогрева бытовых, в том числе жилых помещений чаще используют первые и последние. Это в первую очередь связано с экологией среды пребывания человека (очень мало или вовсе нет продуктов сгорания). Однако надо отдавать себе отчет, что за экологическую чистоту электрического обогрева приходится платить раз в пять больше, чем за другие источники тепла.

Исторически так сложилось, что самыми первыми ИК-излучателями, используемыми в быту для обогрева, стали простейшие электрические рефлекторы, состоящие из нихромовой проволоки, намотанной на изолятор, и полированного отражателя. Поколение людей старше 40 лет хорошо помнит эти небольшие компактные приборы мощностью около 500 Вт. В настоящее время на Западе получают распространение электрические низкотемпературные системы ИК-обогрева. Они представляют собой ряд теплоизлучающих панелей и/или пленок, имеющих рабочую температуру менее 100С. Основой такой системы является пленка с нанесенным на нее специальным покрытием. С торца она имеет два контакта для подвода электричества. Первичное напряжение (220 В) посредством специального трансформатора снижается до безопасного для человека значения (~40 В). В пленке коэффициент преобразования электрической энергии в тепловую достигает 99,8%, что обеспечивает экономичное ее использование. Похожим образом работают стеклянные или зеркальные панели с покрытием (фирмы NOBO, Норвегия и ACSO PRODUCTION, Франция). Излучаемые такими источниками волны соответствуют солнечным, а значит, благоприятно воздействуют на человека, обеспечивая ему наиболее комфортные условия. В наших российских условиях эта в целом хорошая система дорога, и лучше ее использовать не в качестве основной, а в качестве дополнительной (локальной).

Электрические, выполненные в виде панелей, подвешиваемых под потолком или на самом потолке, обогреватели обычно имеют стандартный размер 600 x 600 мм. Излучающие кассеты обычно похожи на лампы дневного света. Мощностью в 0,3 — 2 кВт, они имеют высоту подвеса не менее 2,5 м и являются оптимальными источниками тепла в прихожих, гостиных. (В качестве практического совета рекомендуем не использовать отдельные ИК-излучатели мощностью более 1,5 кВт при высоте потолка менее 3 м, так как прямо под ними будет жарковато: в случае длительного пребывания человека в зоне прямой освещенности с ним может случиться тепловой удар.)

Среди ИК-излучателей, использующих в качестве источника энергии различные топлива, наибольшее распространение получили те, которые работают на природном и сжиженном газе. Основной их элемент - горелка: керамическая панель со множеством сквозных отверстий. Газ из магистрали или баллона подается в ее смеситель, где он эффективно перемешивается с нужным количеством воздуха; смесь попадает в отверстия и поджигается. Сжигание производится методом беспламенного горения внутри пористой керамики, в результате чего основная часть тепла выделяется в самой панели, а не уходит в пространство, как в конвективных нагревателях. Керамическая панель раскаляется до 800-1000С и отдает тепло в виде лучистого потока; остается лишь эффективно направить его на обогреваемый предмет.

В процессе совершенствования ИК-горелок содержание вредных веществ (в основном это окислы азота и угарный газ) в продуктах сгорания было снижено, и системы лучистого обогрева получили допуск на коммунально-бытовой рынок. Их стали использовать в оранжереях, теплицах, крытых кортах, бассейнах, гаражах и т. д. В подобных помещениях в зависимости от их площади (объема) требуется от 5 до 200 кВт тепловой мощности. Фирма GOGAZ предлагает для этих целей ИК-излучатели мощностью 10-30 кВт, вес одного модуля от 10 до 25 кг, расход природного газа от 1 до 3 м³/ч. Система их управления и контроля состоит из блока управления, температурных датчиков и газовой арматуры. Естественно, требуется подключение к магистрали природного газа. Стоимость всего оборудования может достигать $ 5-10 тыс., но эксплуатационные расходы окажутся в 2-5 раз меньше по сравнению с системами, использующими электрическую энергию или сжигающими жидкие топлива.

Фирма KASPO (Чехия) предлагает газовые ИК-излучатели по цене в 2-3 раза дешевле. Так, стоимость модуля мощностью около 20 кВт составляет около $ 700, а вместе с автоматикой контроля и управления — около $ 1500.

Что же делать, если надо отопить помещение площадью не более 10-50 м², а тратить несколько тысяч долларов не представляется возможным? Тут и подойдут отдельные ИК-излучатели мощностью от 2 до 15 кВт, описанные выше. Они по-настоящему мобильны, так как работают на сжиженном газе, содержащемся в бытовых баллонах емкостью 5-50 л, просты в эксплуатации, размещаются в любой нужной точке, недорого стоят. Самые простые излучатели, мощностью 2-3 кВт, предназначенные для обогрева небольших бытовых и непроизводственных помещений площадью до 20 м², производятся в Москве («Арго»), Рязани («Уголек»), Санкт-Петербурге («Солнышко») и в Ижевске. Стоят они $ 25-50. Лучше всего их эксплуатировать совместно с бытовыми газовыми баллонами объемом 27-50 л, снабженными запорным вентилем (они легко переносятся одним человеком и в зависимости от мощности достаточны для 50-200 часов непрерывной работы.) Русская Промышленная Компания «БИ-КАР» (г. Санкт-Петербург) освоила производство мобильных газовых обогревателей серии «Серена». Их отличает хороший дизайн, импортные комплектующие, наличие автоматики безопасности, но и стоят они дороже.

Есть еще группа ИК-излучателей, которая в первую очередь предназначена для летних кафе, веранд, беседок. Они выполнены в стиле газовых осветительных фонарей и при температуре окружающего воздуха около 10С способны обогреть площадь до 20-25 м² (этого вполне хватит, чтобы с комфортом попить чаю на свежем воздухе). Стоят они недешево — от $ 1000 и выше (напри-мер, излучатель «Арбат» фирмы «БИ-КАР»). Есть и другие аналоги, например «ФРАКАРРО» (Италия) — они сертифицированы в России, но стоят гораздо дороже «Арбата».

Ряд зарубежных фирм, в первую очередь Испании, Италии, Франции, предлагают для продажи в России ИК-нагреватели — камины, работающие как на природном, так и на сжиженном газе. Они снабжены автоматикой розжига и контроля пламени, а также датчиком контроля концентрации угарного газа (в случае превышения допустимого уровня происходит автоматическое отключение). Впрочем, для россиянина здесь есть одно «но»: западные стандарты жилых помещений предполагают хорошую вентиляцию, а в наших небольших по объему помещениях такой многократный обмен воздуха, как правило, отсутствует. Значит, если вышеупомянутый датчик сработает, то он долгое время не позволит запустить обогреватель вновь. Поэтому вряд ли стоит включать на всю ночь подобный камин в спальне, не оборудованной принудительной вентиляцией.

Фирма «ИНЖПРОЕКТ СК» (Россия) разработала экологически чистые газовые ИК-горелки. В них содержание вредных веществ при сгорании газа доведено до уровня естественного фона. Горелки сертифицированы, имеют допуск для работы в бытовых и жилых помещениях, в том числе с естественной вентиляцией. При высокой экологической чистоте, они потребляют топлива в 1,5-2 раза меньше, чем обычные пламенные горелки. Плита с двумя такими газовыми горелка-ми стоит около $ 40.

В заключение хочется дать потребителю еще несколько практических советов:
- В жилых помещениях с длительным пребыванием человека лучшими являются электрические низкотемпературные пленочные ИК-обогреватели. Чем ниже температура их излучателя, тем более комфортные условия могут они создать.
- В помещениях с хорошей вентиляцией лучше применять электрические и газовые ИК-излучатели и системы обогрева на их основе. С точки зрения экономии средств предпочтение можно отдать газовым, стоящим вне конкуренции и в гаражах, и теплицах, и в бытовках.

Характеристики электрических ИК-обогревателей

Характеристики газовых ИК-обогревателей

* — четыре модели.

Редакция благодарит фирму «ИНЖПРОЕКТ СК» за помощь в подготовке материала.