Mikaterminiai šildytuvai: įrenginys, veikimo principas, privalumai ir trūkumai

Išteklių taupymo problema pamažu liečia visas žmogaus gyvenimo sritis. Jei šiandien netaupysime šilumos ir energijos, rytoj susidursime su gamtos išteklių trūkumu. Šiuolaikinis mokslas orientuotas į energiškai efektyvių „protingų“ prietaisų kūrimą, vienas iš kurių yra mikaterminis šildytuvas su IR spinduliavimu.

Viską apie naujoviškos šildymo prietaisų rūšies įrenginį ir veikimo principus sužinosite iš mūsų pateikto straipsnio. Mes papasakosime apie jo rūšis, jų būdingus skirtumus ir pasirinkimo taisykles. Taip pat aptarsime, ar infraraudonasis šiluminis spinduliavimas buityje yra kenksmingas ar naudingas.

Bendra informacija apie mikaterminį šildytuvą

Mikaterminis šildytuvas – tai elektros prietaisas, skleidžiantis infraraudonąsias šilumines bangas. IR šiluma – tai elektromagnetinis spinduliavimas, užimantis spektro sritį tarp raudonojo žmogaus akimi matomos šviesos krašto (bangos ilgis λ = 0,74 μm) ir mikrobangų spinduliavimo (bangos ilgis apie 1-2 mm).

Šildytuvas pasižymi daugiasluoksne konstrukcija. Kiekvienas iš ją sudarančių nemetalų ir metalų sluoksnių atlieka griežtai apibrėžtą funkciją. Vieni izoliuoja, kiti koncentruoja ir atspindi šilumines bangas. Veikimo principas yra labai paprastas, o mikaterminio infraraudonojo šildytuvo sandara yra visiškai suprantama.

Mikaterminio šildymo prietaiso sandara

MK šildytuvo kūrimo pagrindas yra kosminių technologijų pasiekimai. Tačiau iš išorės jis panašus į įprastą konvektorių.

IR įrenginį sudaro:

• šildymo elemento – žėručio plokštelės su panardintais joje varžiniais plokščiaisiais elementais arba nitrochrominiais vieliniais posūkiais;
• izoliatoriaus, apsaugančio nuo pernelyg didelio įrangos įkaitimo (dažniausiai gaminamas naudojant bazaltą);
• metalinio prietaiso korpuso;
• apsauginės metalinės grotelės, pro kurias praeina infraraudonasis spinduliavimas;
• povelio atramoms ir ritinėlių perkėlimui.

Šildymo įrenginys valdymui ir kontrolei yra aprūpintas:

• nuotolinio valdymo pultu;
• lietimo arba mygtukų valdymo skydeliu;
• temperatūros reguliatoriumi;
• indikatorių lenta, padedančia suprasti, kokioje būklėje yra agregatas;
• galios reguliatoriumi (dauguma parduodamų šildytuvų modelių turi 1–2 kW galią).

Pagrindiniai MK šildytuvų darbiniai organai yra mikanitiniai šildytuvai. Jie gaminami naudojant Micathermik (Micatermikas) technologiją. Ši technologija pagrįsta sluoksniuotu žėručio dengimu ant metalinių kaitinimo elementų.

Mikanitinis šildytuvas dedamas į korpusą, pagamintą iš žėručio. Jis perneša šiluminę energiją, gautą iš šildytuvo, į apdorojamą patalpą. Infraraudonoji šiluma nukreipiama į aplinkinius objektus, o iš jų perduodama į aptarnaujamą kambarį. Čia nenaudojami nei vandens, nei alyvos šilumnešiai.

Mikanitinį šildytuvą galima pamatyti tik išardžius elektros įrangą. Tačiau išardant įrenginį svarbu nepažeisti šildytuvo ir nepakeisti jo padėties aparato viduje. Jei kontaktų tankumas sutrinka, šildymo efektas sumažės.

Mikanitas – tai popierius, presuotas iš smulkiausių žėručio dribsnių. Šis mineralas, savo struktūra dribsniškas, yra gana trapus, jo sluoksniai suploninti iki milimetrų dalių. Žėrutis pasižymi geromis elektros izoliacinėmis, šilumos laidumo ir atsparumo karščiui savybėmis. Jis dažnai naudojamas radijo elementuose ir kondensatoriuose.

Mineralo įkaitimas vyksta itin trumpu laiku, pasiekdamas 200 ir daugiau laipsnių. Dėl sintetinės žėručio gamybos padidėja IR bangos ilgis, tuo tarpu sumažėja spinduliuotės intensyvumas.

Sumaišius mikanitą su karščiui atsparia rišančiąja medžiaga ir juos presuojant, gaminami karščiui atsparūs lakštai su geromis dielektrinėmis savybėmis, kuriuos galima naudoti šildytuvuose. Be to, žėrutis kaitinant neišskiria toksiškų komponentų.

Žėručio sluoksniai izoliuoja kaitinimo elementą nuo kitų konstrukcijos dalių ir perduoda šilumą. Žėručio plokščių storis kruopščiai parenkamas pagal bendrus įrenginio matmenis. Paprastai jis yra ne didesnis nei 0,03–0,025 mm.

Žėručio šiluminis plėtimasis visada sutampa su šerdies šiluminiu plėtimusi. Dėl to pasiekiamas maksimalus tykumas veikimo metu, nes pašalinami visi galimi spragtelėjimai ir beldimai įrenginio viduje.

Tarp kaitinimo elemento ir žėručio plokščių yra 2 papildomi sluoksniai: vidinis ir išorinis. Vidinis sluoksnis atspindi šilumą, dėl ko vyksta visiškas IR spinduliuotės atidavimas į šildymui pasirinktą erdvę. Išorinis sluoksnis yra atsakingas už temperatūros srautų stiprinimą.

Mikanytinis kaitinimo elementas įdedamas į metalinį korpusą su tinklelio įdėklais. Pro perforuotą “apvalkalą” laisvai sklinda infraraudonoji spinduliuojama šiluma. Konstrukcija suprojektuota taip, kad prietaiso tiekiama šiluminė energija pasiskirsto patalpoje maksimaliai tolygiai.

Didžiausia infraraudonoji spinduliuotė iš mikaterminės įrangos stebima tiesiai prieš prietaisą, į tai reikia atsižvelgti išdėstant daiktus. Nerekomenduojama įrengti prietaiso priešais lovą arba tiesioginiame darbo stalo artume.

Be infraraudonosios šiluminės spinduliuotės, nuo įjungto MK šildytuvo sklinda juntamas kylančio šilto oro srautas per viršutinį grotelių galą (konvekcijos būdu), nors pats prietaiso korpusas neįkaista.

Veikimo metu agregatas spinduliuoja infraraudonąsias ir elektromagnetines bangas, kurios yra saugiame gyvoms būtybėms diapazone. Dėl to mikaterminius šildytuvus galima naudoti vaikų darželiuose ar ligoninėse.

MK šildytuvo veikimo principas

Kiekvieno mikaterminio šildytuvo veikimas pagrįstas šilumos perdavimu infraraudonąja spinduliuote (80% viso našumo) ir konvekcinio šildymo metodu dėl sukuriamo oro judėjimo dėl temperatūrų skirtumo (20%). Dėl 2 šildymo metodų derinio pasiekiamas maksimaliai įmanomas efektyvumas.

T. y. jis šildo oro tūrį ir daiktus dėl infraraudonosios spinduliuotės per atstumą. Dėl to šilumos perdavimas vyksta daug greičiau, lyginant jį su vandens ar alyvos radiatoriais. Juk įprastas vandens, dujinis ar elektrinis konvektorius šildo tik tą orą, kuris liečiasi su jo briaunomis.

MK šildytuvas perduoda energiją objektui su minimalia sklaida. Objekto vaidmenyje gali būti ir daiktai, ir gyvūnai, ir žmonės. Be to, daiktai ir sienos po infraraudonųjų bangų poveikio patys tampa šilumos šaltiniais ir šildo orą.

Už IR šildytuvo veikimo zonos patalpa praktiškai nešildoma. Tuo tarpu šiluminio srauto tankis mažėja didėjant atstumui tarp šildytuvo ir objekto.

Tačiau IR šildytuvas yra nepakeičiamas, jei reikia greitai sušildyti kurį nors vieną daiktą kambaryje. Pats prietaiso korpusas, izoliuotas kompozitu su bazalto naudojimu, nepasiekia aukštų temperatūrų (virš 60 laipsnių), o tai pašalina galimybę patirti nudegimus atsitiktinai susilietus su agregatu.

Geriausia pirkti mikaterminius šildytuvus su plieniniu korpusu. Tokioms konstrukcijoms nebaisūs išoriniai mechaniniai poveikiai nuo smūgių ir kritimų. Be to, jie labai greitai įkaista.

Tačiau drabužių ant šildytuvo džiovinti negalima, nes yra užsidegimo rizika. Kai kurios sintetinės medžiagos, patekusios ant įrenginio korpuso, gali išsilydyti ar užsidegti. Išimtį sudaro specialūs patobulinti modeliai, aprūpinti lentynėlėmis batams arba sulankstomomis džiovyklomis švariems skalbiniams.

Techniškai mikaterminio šildytuvo elementų veikimo principas yra gana paprastas. Kai įrenginys įjungiamas į tinklą, pradeda kaisti plokštelė. Ji įkaista iki 200–400 laipsnių pagal Celsijų ir perduoda šilumą žėručio sluoksniams.

Žėručio plokštelėms suteikta elektros energija virsta infraraudonąja spinduliuote, nukreipta į šalia elektros prietaiso esančius objektus. Visas šis procesas trunka kelias minutes, ir kambaryje pasidaro šilta beveik iš karto po įrangos įjungimo.

Nedidelė patalpa (iki 20 kv. m.) gali būti įšilta mikaterminiu įrenginiu per 10 minučių. Kai kambario oras pasiekia reikiamą temperatūrą, agregate suveikia termostatas, išjungiantis šildytuvą. Įrangą galima sureguliuoti automatiškai palaikyti komfortišką temperatūrinį foną kambaryje.

Aukštas energijos efektyvumas ir ekonomiškumas – tai pagrindinės mikaterminių šildytuvų savybės. Jie pasižymi dideliu galingumu, todėl sunaudoja maždaug trečdaliu mažiau elektros energijos, palyginti su įprastais konvektoriais. Infraraudonojo šildytuvo naudingumo koeficientas siekia apie 90%.

Naudingos papildomos funkcijos

Standartiniai MK šildytuvai turi minimalų nustatymų skaičių, tačiau kai kurie iš jų turi įvairių papildomų elementų, priklausomai nuo modifikacijos.

Tokiems elementams priskiriami:

• įmontuoti termoreguliatoriai, leidžiantys valdyti kelis oro srautus;
• skystųjų kristalų ekranai su specialiomis apsauginėmis funkcijomis;
• oro jonizatoriai ir drėkintuvai;
• laikmačiai ir kt.

Daugelis mikaterminių šildytuvų turi patalpos apsaugos nuo užšalimo funkciją. Jei aktyvuosite šią parinktį ir įrenginį įstatysite nešildomame kambaryje, jis automatiškai įsijungs, kai temperatūra kambaryje priartės prie nulio.

Be to, kai kurie šildytuvai yra su apsaugos laipsniu IP24, kuris apsaugo nuo drėgmės ir užkerta kelią įrenginio gedimo ar trumpojo jungimo tikimybei, jei ant įrangos patektų vandens.

Visi papildomi įrenginiai iš pradžių yra įmontuoti į mikaterminio šildytuvo konstrukciją. Tiksli komplektacija priklauso nuo šildytuvo techninių charakteristikų: jo galios, tvirtinimo būdo ir matmenų.

Klasifikavimas pagal spinduliavimo kryptį

Visi mikaterminiai šildytuvai skirstomi į:

• vienpusiai prietaisai, kuriuose infraraudonieji spinduliai nukreipti tik į vieną pusę;
• dvišaliai įrenginiai, skleidžiantys šilumą į abi puses gaminio šonuose;
• cilindriniai agregatai, turintys apskritą infraraudonosios spinduliuotės zoną.

Vienpusiai šildytuvai gali būti sieniniai arba ant grindų montuojami. Jie turi priekinę tinklinę ir galinę puses. Galinė pusė turi mažas vėdinimo angas apatinėje dalyje.

Dvišaliai šildytuvai montuojami ant grindų. Juose yra dvi darbinės plokštės, gaminančios infraraudonuosius spindulius. Šildančios plokštės turi metalinius tinklelius. Vienpusiai ir dvišaliai šildytuvai nukreipia infraraudonuosius spindulius horizontaliai palei grindis.

Horizontalus IR spindulių tiekimas prisideda prie netolygaus šilumos paskirstymo patalpoje. Veikiant infraraudonajai spinduliuotei, šilčiausias oras yra arčiau grindų, kas leidžia išlaikyti kojas šiltas. Arčiau lubų jis paprastai šaltesnis.

Šildytuvus reikia montuoti šalčiausiose patalpos vietose. Tačiau jų nerekomenduojama naudoti patalpose, kuriose yra didelė drėgmė (vonios kambariuose, skalbyklose, dušuose). Tokiose vietose įrengiami elektros prietaisai, apsaugoti nuo ore esančios drėgmės.

Cilindrinės arba ovalios formos šildytuvuose yra nestandartinės komplektacijos spinduoliai (pusžiediniai arba vamzdiniai). Juos galima tvirtinti prie lubų arba sienų, priklausomai nuo pastato ypatybių. Cilindriniai šildytuvai pasižymi apskrita infraraudonosios spinduliuotės krypties zona.

Paplitę naudojimo variantai

Infraraudonosios spinduliuotės šildytuvai gali būti naudojami uždaro ir atviro tipo patalpose. Su jų pagalba galima apšildyti terasą, balkoną, vaikų kambarį ar svetainę. Taip pat MK prietaisai, turintys galimybę šildyti konvekcija, tinkami užkirsti kelią ledo susidarymui laiptinėje.

Kadangi šildant patalpą infraraudonaisiais spinduliais ore nemažėja deguonies (ir jis neišsausėja), IR įrenginius rekomenduojama naudoti patalpose, kuriose gyvena maži vaikai, astmatikai ar alergikai.

Tačiau mikaterminės sistemos naudojamos ne tik privačių asmenų, jos paklausios:

• medicinoje – pacientų, turinčių kraujotakos sutrikimų, širdies ir kraujagyslių patologijų, migrenų ir dažnų ūminių kvėpavimo takų infekcijų, terapijai;
• veterinarijoje – gyvūnų gydymui;
• masažo kabinetuose (masažas, veikiant infraraudonajai spinduliuotei, padeda sumažinti svorį);
• biuruose – virusų ir bakterijų naikinimui.

Naudojant mikaterminius šildytuvus galima sukurti šilumines užuolaidas virš panoraminių langų ir kitų šviesą praleidžiančių stiklinių konstrukcijų, kurios pasižymi silpnomis šilumos izoliacinėmis savybėmis.

Siekiant sunaikinti bakterijas, mikaterminį šildytuvą reikia palikti įjungtą kelioms valandoms. Tačiau šio prietaiso nerekomenduojama naudoti vien tik dezinfekcijai, nes jis naikina ne visus virusus, grybelius ir pelėsius, esančius patalpoje.

Mikaterminių šildytuvų privalumai ir trūkumai

Mikaterminio šildytuvo privalumai ir trūkumai priklauso nuo veikimo principo ir įrenginio konstrukcijos.

Prietisas pasižymi įspūdingu privalumų sąrašu, tarp kurių yra:

• energijos efektyvumas;
• didelis šildymo greitis;
• kompaktiškas korpusas;
• stilinga išvaizda;
• nedidelis svoris (priklausomai nuo agregato tipo svyruoja nuo 3 iki 4 kg);
• saugumas;
• sveiko mikroklimato palaikymas patalpoje;
• minimalus triukšmo fonas veikiant ir kt.

Taip pat mikaterminis šildytuvas užkerta kelią mikrobų ir virusų mikrofloros vystymuisi, taip pat naikina grybelį patalpoje. Tačiau šis prietisas neturi baktericidinio poveikio ir negali būti naudojamas lygiaverčiai su ultravioletinėmis lempomis kvarcavimui.

Infraraudonųjų spindulių įrenginio veikimo metu po lubomis nesusidaro oro masės susikaupimas. Dėl to IR įranga puikiai tinka patalpoms su aukštomis lubomis, nes šiluma nebus išsklaidyta visame plote. Tačiau per agregato korpuso angas patenka daug dulkių, kurių iš ten ištraukti praktiškai neįmanoma.

Įjungus prietaisą, dulkės ir nešvarumai įkaista ir skleidžia blogą kvapą. Kvapas išnyks tik tada, kai dulkės visiškai išdegs. Įdomu tai, kad tokį smarvę mikaterminis šildymo prietisas skleis kiekvieną kartą, kai ilgai stovės išjungtas.

Kaip teisingai pasirinkti tinkamą modelį?

Perkant mikaterminį šildytuvą, reikia remtis patalpos, kurioje jis bus montuojamas, charakteristikomis. Apytiksliai kiekvienam 10 kv. m. gyvenamojo ploto reikia 1 kW galios, neatsižvelgiant į šilumos nuostolius.

Jei tai bus vienintelis šilumos šaltinis, reikia pasirinkti didesnės galios įrenginį. Jei infraraudonųjų spindulių šildytuvas perkamas mažam vasaros nameliui, galima pasirinkti prietaisą, kurio galia ne didesnė kaip 70 W 1 kv. m.

Iš tikrųjų apšildyti patalpą tik vienu mikaterminiu šildytuvu yra sunku, nes reikia labai gerai apgalvoti įrenginio išdėstymą. Didžiausias oro ir daiktų įkaitimas bus stebimas tik kelių metrų atstumu nuo priekinės panelės.

Prieš pirkdami mikaterminį šildytuvą, turėtumėte paprašyti pardavėjo visų reikiamų lydimųjų dokumentų, įskaitant higienos sertifikatą izoliatoriui. Geriau pirkti įrangą su bazalto izoliatoriumi, kurį galima naudoti net maisto pramonėje (apie tai paprastai nurodoma higienos sertifikate).

Bet kokia elektros įranga reikalauja savalaikės ir visapusiškos priežiūros. Dėl savo konstrukcijos ypatumų mikaterminiai šildytuvai turi būti reguliariai dulkių siurblio valomi ir šluostomi drėgna šluoste, kad būtų pašalintos susikaupusios dulkės. Prieš valydami prietaisą, jį reikia atjungti nuo elektros.

Infraraudonųjų bangų žala organizmui – mitas?

Infraraudonosios bangos yra tradicinė elektromagnetinė spinduliuotė, savo struktūra panaši į saulės spindulius. IR spinduliuotės žala ir nauda nustatoma pagal šių bangų įsiskverbimo į odą gylį.

Yra 3 tipų šildymo prietaisų, priklausomai nuo bangų ilgio ir kaitinimo elemento temperatūros:

• įrenginiai, kurių maksimalus įkaitimas iki 300 laipsnių, o bangų ilgis 50-200 mikronų;
• aparatai, įkaistantys iki 600 laipsnių, o bangų ilgis 2,5-50 mikronų;
• šildytuvai, kurių įkaitimas iki 800 laipsnių, o bangų ilgis 0,7-2,5 mikronų.

T.y. kuo aukštesnė prietaiso kaitinimo temperatūra, tuo daugiau trumpųjų bangų išspinduliuojama. Paprastam sveikam žmogui saugios yra maždaug 9,6 mikrono ilgio šiluminės bangos. Gamintojai techninio prietaiso pase nurodo infraraudonosios spinduliuotės diapazoną.

Informaciją apie infraraudonosios spinduliuotės diapazoną galima rasti šildytuvų lydimuosiuose dokumentuose arba ant prekės dėžutės. Šios informacijos nebuvimas rodo didelius gamintojo pažeidimus.

Paprastai jis svyruoja tarp 2-10 mikronų. Tuo tarpu IR spinduliuotės intensyvumas priklauso nuo įkaitinto paviršiaus charakteristikų (ypač jo spinduliavimo koeficiento). Galingiausia spinduliuotė sklinda iš įkaitinto juodo objekto.

Bet kokia ilgalaikė kryptinga infraraudonoji spinduliuotė daro neigiamą poveikį žmogaus organizmui, kuris pasireiškia:

• odos išsausėjimu;
• regėjimo pablogėjimu (ilgai veikiant spinduliuotei padidėja kataraktos išsivystymo rizika);
• ląstelių membranų struktūros pažeidimu (būdinga trumpoms infraraudonosioms bangoms) ir t.t.

Ypač pavojinga įrengti galingą lubinį šildytuvą patalpoje su žemomis lubomis. Tokiu atveju infraraudonieji spinduliai nuolat šildys žmogaus galvą ir gali sukelti įvairių ligų vystymąsi.

Tačiau realią žalą šie infraraudonieji šildytuvai gali padaryti tik nuolatinio kryptingo srauto į žmogų atveju. Idealiu atveju prietaisus reikia įrengti taip, kad šildytuvai atiduotų šilumą sienoms ar baldams, bet nebūtų nukreipti į žmogų.

Šildytuvas neturi būti visą laiką nukreiptas į žmogų. Infraraudonoji spinduliuotė naudinga tik mažais kiekiais.

Tačiau tuo pat metu Japonijoje ir Europoje ištisi institutai kuria metodus kovai su vėžiu, pagrįstus infraraudonosios spinduliuotės poveikiu. Moksliniais tyrimais įrodyta, kad IR bangos, pasiekdamos odą iki 14-20 cm gylio, efektyviai atlieka detoksikaciją ląstelių.

Tai vyksta dėl selektyvios hipertermijos, biocheminės cirkuliacijos padidėjimo ir stagnacinių reiškinių audiniuose pašalinimo. Spinduliuotės naudojimo rezultatas priklauso nuo teisingai parinktų schemų, o mikaterminis šildytuvas yra visiškai saugus sveikatai, jei jį montuojant vadovaujamasi sveiko proto sumetimais.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Vaizdo įraše pateikiama mikaterminio šildytuvo MK-1501 – novatoriškos įrangos – apžvalga, kurios pavyzdžiu galima suprasti infraraudonųjų šildytuvų veikimo principą.

Mikaterminis šildytuvas yra novatoriškas elektros prietaisas, naudojamas patalpų šildymui. Jo veikimas pagrįstas infraraudonąja spinduliuote iš mikanitinių elementų. Įranga pasižymi dideliu neefektyvumu, energiniu efektyvumu, kompaktiškumu ir daugiafunkciškumu.

Norite pasidalinti savo patirtimi renkantis infraraudonąjį šildytuvą? Turite naudingos informacijos straipsnio tema? Rašykite komentarus žemiau esančiame bloke, talpinkite nuotraukas, užduokite klausimus.