Chauffage infrarouge et appareils de chauffage – nouveau dans le chauffage saisonnier

Points d’article

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• Chauffage infrarouge – histoire
• Le principe de fonctionnement et les types de radiateurs infrarouges
• Comment le rayonnement infrarouge affecte-t-il les humains
• Radiateurs infrarouges – comment les choisir

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Dans cet article: L’histoire du chauffage infrarouge le principe de fonctionnement des radiateurs infrarouges; leurs types et caractéristiques; le rayonnement infrarouge est-il dangereux pour l’homme? comment choisir les radiateurs infrarouges.

Depuis l’Antiquité, l’homme sait qu’avec le soleil couchant, la chaleur part aussi, le froid de la nuit le fait frissonner et chercher des sources de chaleur. Pendant des milliers d’années, le principal fournisseur de chaleur était un feu ouvert, après que les systèmes de chauffage central et individuel, divers radiateurs électriques sont apparus dans nos maisons … Mais toutes ces sources de chaleur ont un inconvénient commun – elles sèchent l’air, éliminant sans ménagement l’humidité et obligeant les propriétaires à acheter non seulement les radiateurs eux-mêmes, mais aussi des humidificateurs. Et pourtant, il existe un type de radiateurs qui ne dessèche pas l’air parce qu’il ne le réchauffe pas – ce sont des radiateurs infrarouges, dont le principe est emprunté au Soleil lui-même..

Chauffage infrarouge – histoire

Le rayonnement infrarouge lui-même a été découvert et étudié par l’astronome et compositeur anglais William Herschel. Il y a 220 ans, cet astronome a décidé de savoir quelle couleur du spectre solaire chauffe le plus le télescope qu’il a créé. Il a décomposé le rayon de soleil en ses composants à l’aide d’un prisme et, après avoir mesuré la température avec un thermomètre, a constaté que surtout la température augmente au-delà du bord du rayon de lumière rouge. Herschel a conclu que derrière la partie rouge visible du spectre se trouve une sorte de rayonnement invisible, qui chauffe le plus les objets..

William Herschel (Friedrich Wilhelm Herschel). 1738-1822

Le créateur du premier radiateur infrarouge, dont la source d’énergie était le gaz, était l’inventeur allemand Gunter Schwank – en 1933, il a reçu un brevet pour cette invention. En Russie, dès 1905, le chauffage infrarouge a été tenté par son inventeur – l’ingénieur V.A. Jachymovich, cependant, selon son projet, le porteur de l’énergie radiante était l’eau chaude et la vapeur, transmises à travers le bâtiment par des tuyaux en acier encastrés dans les murs, les plafonds et les colonnes..

Les premiers émetteurs de chaleur infrarouge ont été produits principalement pour des besoins techniques – ils sont encore largement utilisés pour sécher les surfaces peintes, avec leur aide, ils stérilisent et sèchent les aliments..

Le principe de fonctionnement et les types de radiateurs infrarouges

Si la plupart des appareils et systèmes de chauffage populaires sont basés sur un échange de chaleur par convection, dans lequel l’air se réchauffe d’abord, qui à son tour chauffe les murs, le plafond, le sol et les objets de la pièce, alors le transfert de chaleur rayonnante n’est caractéristique que des radiateurs infrarouges..

Le rayonnement infrarouge comprend trois gammes d’ondes électromagnétiques: 0,77 à 15 microns – ondes courtes; 15-100 microns – onde moyenne; 100-340 microns – ondes longues. En raison de la proximité spectrale de la gamme de longueurs d’onde courtes avec la lumière visuellement distinguable et de la quasi-coïncidence de la gamme de longueurs d’onde longues avec les ondes radio ultracourtes, le rayonnement infrarouge se comporte comme la lumière visible (projetée en ligne droite, réfractée et réfléchie) et, comme les ondes radio, pénètre à travers certains matériaux imperméables à la lumière. En d’autres termes, ce type de rayonnement ne peut pas chauffer des milieux translucides comme l’air, et chauffe les objets qui sont impénétrables au spectre visible de la lumière du soleil. L’efficacité du chauffage par rayons infrarouges à ondes longues est clairement démontrée par le Soleil, qui chauffe la Terre depuis des milliards d’années avec ces rayons..

Tout appareil de chauffage infrarouge est basé sur le principe du chauffage par rayonnement – les rayons infrarouges résultants sont réfléchis par un réflecteur dans la zone de chauffage. Des radiateurs infrarouges à gaz, diesel et électriques sont disponibles en fonction de la source d’énergie. Dans la première version, un mélange d’air et de propane est allumé à l’aide d’un élément piézoélectrique, ces radiateurs sont destinés aux espaces ouverts, tels que les terrains de sport et les parcs – les radiateurs infrarouges à gaz émettent de longues ondes, chauffant une surface d’environ 25 m² (selon modèle).

La deuxième version du chauffage IR est également destinée aux espaces ouverts et aux pièces, mais elle fonctionne sur le principe d’un pistolet thermique et est facile à déplacer – sa conception, en plus d’un réservoir rempli de carburant, nécessite une connexion électrique. Son principe de fonctionnement: lors de la mise sous tension, les électrodes du brûleur sont chauffées; la pompe à carburant et le ventilateur sont démarrés, formant le mélange air-carburant; le mélange de carburant et de vapeur d’air fourni au brûleur s’enflamme, émettant des rayons infrarouges.

Il convient de noter que seul le rayonnement infrarouge peut chauffer efficacement les espaces ouverts, quels que soient les courants d’air.!

La troisième version du chauffage infrarouge fonctionne à l’électricité, la source de rayonnement est une bobine de filament enfermée dans une base, qui chauffe jusqu’à une température de 900 ^{à propos}C.Les rayons infrarouges résultants, comme dans la conception des appareils de chauffage à gaz et diesel, sont dirigés vers la zone de chauffage à l’aide d’un réflecteur.

Extérieurement, un chauffage infrarouge à gaz ressemble à un réverbère classique – une base cylindrique à laquelle du gaz est fourni ou dans laquelle une bouteille de gaz est placée, un support, à l’intérieur se trouve un tuyau reliant la source de gaz et le brûleur. La conception est complétée par un brûleur à injection, au-dessus duquel se trouve un réflecteur de radiateur. L’efficacité de ces appareils de chauffage est assez élevée – 80-85%, la zone chauffée est d’environ 25 m². Le coût moyen des radiateurs infrarouges à gaz est de 16000 roubles.

Un chauffage infrarouge diesel se compose d’un cadre équipé d’un empattement, d’un réservoir de carburant (diesel ou kérosène) monté dessus et d’un corps de radiateur qui ressemble à un projecteur orienté horizontalement, relié par des tuyaux à un réservoir de carburant. Le prix moyen d’un chauffage infrarouge diesel est de 18000 roubles.

Les radiateurs électriques infrarouges sont équipés de trois types d’émetteurs, qui diffèrent par la coque dans laquelle le filament est placé – quartz, céramique ou métal (généralement en aluminium). Les radiateurs infrarouges de conception simple sont équipés d’un tube à vide en verre de quartz transparent avec un filament situé à l’intérieur, de sorte que ces radiateurs sont bon marché (à partir de 2000 roubles) Inconvénients de ces émetteurs: durée de vie courte – environ 2 ans; consommation d’énergie relativement élevée – environ 1 à 2,5 kW; une lueur rougeâtre reconnaissable à l’œil humain, désagréable pour les yeux sensibles. Les rayons infrarouges à ondes courtes émis par de tels tubes ne conviennent pas au chauffage pendant une longue période, ils sont pratiques pour réchauffer rapidement une pièce ou pour des pièces de grande surface.

La spirale des radiateurs infrarouges en céramique est cachée à l’intérieur de la coque et n’est pas visible, c.-à-d. aucune lueur n’est notée. La durée de vie des émetteurs en céramique est plus élevée – à partir de 3 ans, mais ils sont plus chers (à partir de 9000 roubles). De plus, les radiateurs infrarouges en céramique ont moins besoin, par rapport aux émetteurs à quartz, d’électricité – de l’ordre de 50 W-2 kW (dépend du modèle spécifique). Le chauffage et le refroidissement lents des émetteurs infrarouges en céramique sont compensés par leur durabilité; ils sont utilisés dans les saunas infrarouges et les hôpitaux.

Selon leurs caractéristiques, les émetteurs avec une bobine de chauffage à l’intérieur d’un boîtier métallique sont similaires aux éléments chauffants en céramique, le coût des radiateurs infrarouges avec de tels émetteurs est légèrement plus élevé – environ 11000 roubles. Tous les appareils de chauffage plats sont équipés de radiateurs dans un boîtier métallique.

Selon la température de chauffage de la plaque émettrice, les radiateurs infrarouges sont divisés en haute température (plus de 400 ^{à propos}C) et à basse température (dans la plage de 25 à 50 ^{à propos}DE). Appareils de chauffage avec chauffage par plaques radiantes entre 100 et 200 ^{à propos}C est appelé onde longue. Les longueurs d’onde infrarouges des appareils de chauffage à haute température sont trop courtes – moins de 7,5 microns, elles sont «dures» et, avec une exposition prolongée, causeront des dommages à la peau humaine comparables à un coup de soleil. Par conséquent, de tels émetteurs ne sont utilisés que dans les lieux de séjour de courte durée de personnes, par exemple dans les locaux d’ateliers. Les radiateurs basse température, sans danger pour la peau humaine, sont utilisés partout, ils se présentent sous diverses formes, notamment des panneaux plats placés au plafond des bureaux et des locaux d’habitation. Les appareils de chauffage infrarouges à rayonnement à ondes longues sont plus souvent utilisés dans les locaux résidentiels avec une hauteur sous plafond allant jusqu’à 3 m; leur rayonnement est sans danger pour la peau humaine. Dans les locaux d’habitation où sont hébergés des enfants, la température de chauffage la plus élevée de la spirale de l’élément IR émetteur ne doit pas dépasser 65 ^{à propos}DE.

Les radiateurs infrarouges peuvent être configurés pour fonctionner en mode automatique et faire partie de l’équipement de la maison intelligente. Ceci est particulièrement pratique pour les maisons de campagne vides pendant la saison froide – vous pouvez exclure une baisse de température à l’intérieur des locaux résidentiels en réglant des radiateurs IR pour maintenir la température à un niveau optimal de 5 ^{à propos}DE.

Comment le rayonnement infrarouge affecte-t-il les humains

En général, le rayonnement infrarouge est sans danger pour les humains – en outre, il améliore le bien-être général. Mais il faut garder à l’esprit que l’effet direct du rayonnement d’un radiateur infrarouge est similaire à l’irradiation des rayons du soleil, sous laquelle un après-midi d’été sans la protection d’une coiffe est lourd de surchauffe. Par beau temps au soleil, le rayonnement thermique agit avec une intensité d’environ 400 W / m² – le coup de chaleur est inévitable. Chauffage par rayonnement infrarouge d’une intensité supérieure à 150 W / m² dangereux pour les humains, car peut affaiblir le système immunitaire, perturber la structure des molécules de protéines. L’optimal pour un adulte sera le rayonnement infrarouge, dont l’intensité est comprise entre 60 et 100 W / m².

Évitez les radiateurs infrarouges à ondes courtes qui peuvent pénétrer dans le corps humain. Les émetteurs infrarouges à ondes longues sont généralement sûrs, mais ils doivent être installés strictement à la hauteur déclarée par le fabricant – plus la distance à la surface irradiée est courte, plus l’intensité du rayonnement l’atteint. Si une sensation d’inconfort survient lors de la marche ou de la position assise sous un radiateur infrarouge, son intensité de rayonnement doit être réduite. De ce point de vue, il serait correct d’installer plusieurs radiateurs de faible puissance qu’un seul, mais de forte puissance..

En ce qui concerne les radiateurs infrarouges diesel et à gaz, une règle doit être strictement respectée: ne les placer qu’à l’air libre.!

Radiateurs infrarouges – comment les choisir

Tout d’abord, le radiateur infrarouge n’est pas aussi exotique qu’il n’y paraît à première vue – en URSS, il y avait de tels appareils électroménagers qui ressemblaient extérieurement à un bol rond d’une installation radar. Un réflecteur rond et concave, au centre d’un cône en céramique, autour duquel une bobine de chauffage nue est enroulée, lorsqu’il est allumé, il se réchauffe au rouge – rappelez-vous?

De tels appareils de chauffage infrarouge n’ont pas été produits depuis environ 15 ans – ils sont franchement dangereux, car peut provoquer un incendie, sans parler de la combustion d’oxygène.

En étudiant les types modernes de radiateurs électriques infrarouges, considérons en détail deux d’entre eux – avec un élément chauffant dans un tube de quartz et dans un boîtier métallique. Un tube de quartz n’a qu’un seul avantage: l’efficacité d’un tel appareil de chauffage est légèrement supérieure à celle d’une plaque métallique rayonnant de la chaleur, d’environ 5%. La température de chauffage de la bobine à l’intérieur du tube de quartz dépasse 600 ^{à propos}C, le flux de chaleur émis par celui-ci est suffisamment fort – pour cette raison, de tels émetteurs infrarouges sont installés sur des braseros shawarma. Comme mentionné ci-dessus, la durée de vie d’un tube de quartz est courte et le remplacement coûtera cher – le coût d’un tube de quartz est une partie importante du prix du réchauffeur lui-même..

Les radiateurs infrarouges avec un élément chauffant en spirale à basse température à l’intérieur d’une plaque d’aluminium (élément émetteur de chaleur) ne chauffent pas au-dessus de 300 ^{à propos}C, leur seul inconvénient « fonctionnel » est un crépitement silencieux – l’acier inoxydable formant une spirale et l’aluminium ont des coefficients de dilatation différents, ceci est normal et ne devrait pas être préoccupant. Étudiez attentivement la structure interne d’un tel appareil de chauffage, découvrez les caractéristiques de l’élément chauffant, de la plaque thermo-rayonnante, du boîtier, de l’isolant et de la feuille.

Nous demandons donc au vendeur de retirer le couvercle extérieur de l’appareil de chauffage, d’étudier attentivement sa structure interne et de poser des questions au vendeur:

• Quelle est l’épaisseur de la couche d’anodisation sur la plaque thermo-rayonnante? La couche d’anodisation de haute qualité doit être d’au moins 25 microns. Une couche de cette épaisseur fournira environ 20 ans de bon fonctionnement de l’appareil, avec une couche plus petite, la plaque brûlera en trois ans, le chauffage échouera donc. Malheureusement, il est impossible de déterminer en externe l’épaisseur de la couche d’anodisation – vous devrez faire confiance au vendeur;
• De quel métal est fait l’élément chauffant? Les éléments chauffants peuvent être en acier inoxydable ou en métal ferreux ordinaire; dans la deuxième version, le radiateur ne peut être installé que dans des pièces sèches (le balcon et le garage ne le sont pas);
• examinez attentivement l’intérieur du boîtier métallique, il ne sera pas peint ici – c’est normal. Assurez-vous qu’il n’y a aucune trace de rouille sur le métal, s’il y en a, refusez d’acheter – cela signifie que l’extérieur du métal a été peint avec de la rouille, qui dans quelques années apparaîtra à l’extérieur, gâchant l’apparence de l’appareil;
• Quelle est l’épaisseur du film réflecteur? L’épaisseur minimale admissible est de 120 microns, si la feuille est plus mince, une partie importante des rayons infrarouges ira au plafond et ne sera pas réfléchie dans la direction souhaitée. Utilisez un stylo à bille ordinaire – retirez le capuchon et appuyez légèrement sur la feuille (la pression lors de la pression est la même que lors du réglage d’un point sur une feuille de papier). Le blocage ou l’apparition d’un trou dans la feuille signifie que son épaisseur ne dépasse pas 100 microns – une pression sur une feuille d’une épaisseur de 120 microns ne laissera presque aucune trace.

À propos, la présence d’un ventilateur dans la conception d’un radiateur infrarouge ne signifie pas un avantage, mais un inconvénient – en fait, ce sera un radiateur à convection ordinaire qui soulève la poussière dans la pièce.

Assurez-vous que le radiateur IR lui-même et son emballage sont correctement et entièrement étiquetés – autocollants d’usine brillants (les autocollants mats peuvent être créés sur une imprimante laser ordinaire), texte clairement imprimé, le fabricant est indiqué, conformité avec GOST ou TU, la date d’émission est indiquée. Soyez prudent avec la période de garantie – une période trop courte ou trop longue avec une marque inconnue du fabricant devrait inspirer des soupçons.