Газовые инфракрасные излучатели

Газовые инфракрасные излучатели – особый вид газового отопительного оборудования. Обогреватели этого типа реализуют в своей работе принцип лучистого теплообмена, предназначены для обогрева помещений. Материал статьи дает обзор устройства, видов, достоинств и недостатков, особенностей применения излучателей.

Виды, конструкция и принцип работы газовых излучателей

Принцип работы газовых излучателей основан на нагреве излучающих элементов устройств посредством сжигания газа (природного или баллонного). При нагреве до высоких температур – от 350 до 1000⁰С – возникает излучение инфракрасного спектра. Излучение этого типа преодолевает без потерь  воздух в помещении и передает тепло предметам и строительным конструкциям. От них теплота постепенно передается воздуху в отапливаемом помещении.

По устройству газовые излучатели подразделяются на 2 вида:

1. Светлые (с температурой излучателя более 600⁰С);
2. Темные (с температурой излучателя до 600⁰С).

Светлые обогреватели имеют максимальную лучистую эффективность (от 50 до 75%) и наименьший сектор покрытия пространства, температура излучающего элемента достигает 800 – 1000⁰С. Тепловая мощность приборов может достигать 40 кВт.

Излучающим элементом изделия служит керамическая пористая пластина. Инжекторная горелка смешивает воздух и газ и подает смесь через капилляры пластины, на поверхности которой происходит процесс сгорания. Воздух для обеспечения горения забирается непосредственно из помещения, продукты сгорания (водяной пар и углекислый газ) также отдаются в прилегающее пространство.

По сути своей устройство светлого типа является открытой камерой сгорания без отвода продуктов горения. Для обеспечения работы внутри зданий требуется минимальный объем помещения из расчета не менее 30 м³ на 1 кВт мощности устройства, наличие качественной приточно-вытяжной вентиляции.

Сфера применения светлых излучателей – открытые и полуоткрытые площадки, дачи. Применение обогревателей этого типа возможно для кратковременного локального обогрева жилых помещений с эффективной вентиляцией. Устройства выпускаются двух типов – для работы на природном газе и работы на баллонном топливе (пропане).

Темные обогреватели имеют в составе своей конструкции следующие основные элементы:

1. Газогорелочный блок;
2. Излучатель;
3. Рефлектор (отражающий экран);
4. Система управления;
5. Система удаления продуктов сгорания.

Горелки темных газовых излучателей производятся обычно в модулируемом исполнении. Сопло горелки вмонтировано в излучающий элемент – трубу. В трубу подается смесь газа и воздуха, происходит процесс горения в закрытом внутреннем пространстве трубы.

Поверхность трубопровода при этом разогревается пламенем и горячими дымовыми газами до 350 – 450⁰С, возникает инфракрасное излучение. Эффективность лучистой теплоотдачи находится в диапазоне от 45 до 60%. Устройства этого типа относят к низкоинтенсивным обогревателям.

Над трубой излучения установлен отражающий экран из металла – рефлектор. Он отражает ту часть излучения, которая направлена в противоположную сектору обогрева сторону, формирует поток излучения в отапливаемое помещение. Темные излучатели покрывают наибольшие площади среди всех типов обогревателей инфракрасного газового отопления.

Трубчатые элементы излучения имеют линейное одинарное (или двойное) устройство или U-образную форму. Величина мощности излучения уменьшается у линейных элементов от горелки к окончанию трубы, у дугообразных трубопроводов она компенсируется близким осевым расположением труб.

Темные излучатели обычно оборудуются системами удаления дыма (со встроенными вентиляторами) через коаксиальные или раздельные дымоходы, соединенные с атмосферой. Устройства оснащаются терморегуляторами механического и электронного типа, системами контроля горения и безопасности.

Подвидом темных излучателей являются сверхтемные (компактные) газовые излучатели. Лучистая составляющая теплоотдачи сверхтемных устройств не превышает 40%. Они имеют температуру излучающей поверхности до 200⁰С, оборудованы массивным изолированным рефлектором. Рефлектор в основном служит для предотвращения конвективных теплопотерь. Изделия этого типа устанавливаются в помещениях с качественной тепловой изоляцией и слабым уровнем вентиляции.

По способу установки газовые инфракрасные обогреватели делят на 3 типа:

1. Настенные;
2. Напольные;
3. Подвесные (потолочные).

Светлые излучатели потолочного типа устанавливаются на высоте не менее 4 метров, темные и сверхтемные – не менее 3 метров. Напольные модели светлых устройств могут выпускаться в мобильной версии, работающей от баллона с газом.

Установка и эксплуатация стационарных устройств, подключаемых к сети природного газа, требует выполнения следующих мероприятий:

1. Проведение расчета потребности в тепле и природном газе;
2. Получение технических условий на подключение в газоснабжающей организации;
3. Оформление годового лимита потребления газа;
4. Выполнение и согласование газового проекта;
5. Монтаж газопроводов и оборудования;
6. Сдача законченного строительством объекта газопотребления представителю газоснабжающей организации.

Существует еще один вид газовых излучателей –  обогреватель каталитического типа . Он реализует свою работу через принцип беспламенного окисления газа, при котором выделяется теплота. Устройства этого типа являются новинкой и ввиду отсутствия качественной технической и статистической информации провести оценку этих изделий пока трудно.

 Преимущества и недостатки газовых обогревателей

Преимуществами газовых излучателей являются:

1. Экономичность;
2. Простота эксплуатации;
3. Быстрота нагрева;
4. Энергонезависимость (для некоторых моделей);
5. Присутствие мобильных версий устройств;
6. Экономия занимаемого пространства при навесной (потолочной) установке;
7. Возможность обогрева открытых и полуоткрытых пространств;
8. Отсутствие промежуточного теплоносителя.

 В случае с излучателями нагрев происходит намного быстрее именно в нижнем секторе помещения, в месте пребывания людей. Также не требуется покрытия некоторых площадей излучением отопления – этот фактор тоже позволяет снизить потребление газа. Некоторые производители заявляют о сроке окупаемости газовых обогревателей в 3 года.

Кроме этого, не требуются затраты на постоянный ремонт и обслуживание водяных систем отопления. Затраты на монтаж водяных систем отопления, котельных, трубопроводов и радиаторов обычно превосходят по объему стоимость сооружения отопления с газовыми излучателями аналогичной мощности.

Светлые автономные излучатели в большинстве своем обладают полной энергонезависимостью ввиду отсутствия вентиляторов дымоудаления. Розжиг осуществляется с помощью пьезоэлементов.

Потолочное размещение излучателей выгодно в плане экономии занимаемого пространства. Принцип реализуемого излучения позволяет поддерживать комфортные условия в локальных открытых зонах. Этого качества не наблюдается у любого типа отопительного оборудования.

Газовое оборудование инфракрасного типа имеет и весомые недостатки:

1. Высокая стоимость;
2. Зачастую требуется мощная вентиляция помещений;
3. Узкая направленность использования тепла;
4. Сжигание кислорода излучателями светлого типа, негативное влияние на микроклимат в помещении;
5. Различия температур в зонах отопления и площадях, непокрытых излучением приборов;
6. Высокая температура приборов;
7. Присутствие запаха при работе оборудования;
8. Ограниченность сферы применения.

Для работы устройств светлого типа требуется наличие качественной вентиляции. При этом сжигается кислород в помещении, снижается влажность воздуха, возможно появление постороннего запаха.

Обогреватели этого типа лучше всего применять на открытых и полуоткрытых зонах.

Оборудование производит тепло только для отопления, выполнение иных функций (ГВС) невозможно. У человека могут возникать некомфортные ощущения при переходе в зону непокрытия излучением, температура в них ощутимо ниже.

Температура излучающих поверхностей может достигать 1000⁰С – это создает опасность получения серьезных ожогов, в целом повышает уровень пожарной опасности.

Некоторые производители откровенно заявляют о запрете использования оборудования в жилых помещениях с постоянным присутствием людей. Это заявление можно считать справедливым в силу присутствия множества сгораемых предметов в жилой зоне, негативном влиянии на микроклимат и качество воздуха, малоисследованном влиянии постоянного излучения на здоровье человека.

Основной сферой применения газовых излучателей является отопление производственных и иных помещений крупных объемов и площадей. Здесь эти устройства со своим КПД (до 92%) и экономичным режимом работы показывают замечательные результаты без каких-либо значимых побочных эффектов.