Инфракрасные греющие панели

ИНФРАКРАСНЫЕ ГРЕЮЩИЕ ПАНЕЛИ

Автономное учреждение Ямало-Ненецкого автономного округа «Окружной технопарк «ЯМАЛ»

ЯМАЛО-НЕНЕЦКИЙ АВТОНОМНЫЙ ОКРУГ

2011

В последние десятилетия во многих странах активно проводится политика эффективного использования энергии и ресурсов, обсуждаются преимущества энергосбережения, разработано множество эффективных методов и возможностей для сбережения энергии и снижения её потребления в жилых помещениях, производственных процессах, индивидуальном использовании. Но, к сожалению, ещё небольшой процент населения знаком с этими методами и использует их.

Используя солнечный свет, уголь или гидроресурсы для получения полезной работы типа питания электроламп, привода токарного станка или перекачивания воды на вершину холма и т. д., мы вновь и вновь приходим к теплоте как к почти неизбежному побочному (вследствие трения) и наиболее вероятному конечному продукту. Когда свет лампы поглощается стенами, станок режет металл или вода стекает назад в океан, полученная первоначально из топлива энергия в конце концов целиком превращается в теплоту. А если мы и вначале имели дело с теплотой, то на конечном этапе будет более низкая температура. Она практически не пригодна для дальнейшего использования. Можно, конечно, придумать и другой конец – позволить свету излучаться в межзвездное пространство, станку закручивать пружину, а воду оставить на вершине холма, но, как правило, конечный продукт все-таки теплота. (Вся энергия от сгорания бензина во всех автомобилях мира за прошлый год перешла в конечном счете в нагревание воздуха и земли.) Такой переход в теплоту с низкой температурой означает увеличение беспорядка в движении молекул. Даже когда теплота сохраняется, например при смешивании горячего и холодного воздуха, беспорядок все равно возрастает: (группа быстрых молекул в одной области) + (группа медленных в другой) превращается в (смесь молекул с промежуточным хаотическим движением). Рассмотрение как простого смешивания горячего и холодного газа, так и общетеоретическое изучение тепловых машин (термодинамики) приводит нас к выводу, что естественной тенденцией является увеличение беспорядка с течением времени. Это придает времени важное свойство – направленность в случае статистических процессов. В простой механике, выраженной о законах Ньютона, время может течь в обоих направлениях.

Самые простые способы энергосбережения доступны для каждого и могут быть применены в быту фактически повсеместно. На уровне отдельного потребителя эффективное использование энергии приносит не только прямую выгоду в виде сокращения расходов, но и повышает комфорт жизни. Более сложные методы энергосбережения, как, например, планировка домов с учётом улавливания солнечного тепла, реконструкция старых систем отопления, применение новейшего энергоэффективного оборудования в промышленности должны стать постоянной заботой государства, владельцев предприятий или местных администраций. Но каждому необходимо помнить о том, что, используя меньше энергии, мы уменьшаем количество вредных выбросов в атмосферу. Энергосбережение выгодно также и экономически: мероприятия по экономии энергии в

два-три раза дешевле, чем производство и доставка такого же количества энергии.

Существует четыре основные цели применения энергии и использования энергетических услуг для обеспечения следующих процессов: нагревания, охлаждения, освещения, механической работы. При этом энергия, полученная от различных источников, преобразовывается из одной формы в другую (рис.1) и полезной в разных случаях является разная форма энергии. Потери полезной энергии в процессе её преобразований и её воздействие на окружающую среду зависят от источника энергии и от используемой технологии. Необходимо повысить эффективность этих процессов и снизить воздействие потребления энергии на окружающую среду.

Каким образом это можно сделать?

Основные принципы энергосбережения:

1. Эффективно использовать энергию.

Мы должны как можно более полно использовать энергию на полезную работу.

Наши потребности в применении энергии в полезных целях должны удовлетворяться при минимальных затратах. Например, использование энергоэффективных лампочек позволяет снизить потребление электроэнергии и повышает уровень освещённости помещений.

2. Выбирать источники энергии оптимального качества (не выше необходимого).

В тех случаях, когда возможно использовать энергию низкого качества (тепло), не следует расходовать энергию высокого качества (электричество). Экологически неграмотно использовать электрообогреватели для улучшения комфортности жилища, гораздо эффективнее устранить утечки тепла через щели и окна.

3. Организовать общество и нашу жизнь устойчивым образом.

Наш образ жизни должен соответствовать первым двум правилам. Организация общества должна способствовать энергоэффективности, энергосбережению и экономии ресурсов, вторичной переработке материалов, развитию общественного транспорта, созданию экологически ориентированной модели производства и потребления и реализации других составляющих устойчивого образа жизни. Для этого необходимо создать правильные законы, утвердить нормативы и экономические рычаги, которые бы делали энергосбережение целесообразным и необходимым условием жизни в современном обществе.

4. Получить больше с меньшими затратами.

Рассматривая различные возможности энергосбережения, мы обнаружим огромные возможности в этом направлении, т. к. энергосбережение возможно повсюду и с помощью множества различных мер. Некоторые усилия по энергосбережению могут быть предприняты прямо здесь и сейчас каждым

человеком – это меры, которые зависят от личной осведомлённости и участия. Многие из них не требуют никаких инвестиций и зависят исключительно от нашего поведения. Другие меры требуют незначительных инвестиций для отладки и усовершенствования используемых технологий.

5. Способствовать внедрению любых стимулов энергосбережения.

Законы и экономические рычаги во всех странах должны способствовать энергосбережению, вторичной переработке материалов, развитию общественного транспорта другим составляющим устойчивого образа жизни.

Виды потерь энергии

Если мы будем рассматривать промышленные предприятия как систему, то можем установить, что, с одной стороны, имеются затраты энергии, сырья и труда, а с другой стороны - выпуск продукции, выход вторичных энергоресурсов и материалов. На практике можно ограничиться выпуском продукции, а вторичную энергию и материалы можно не использовать, что нередко и наблюдается в реальной жизни. Это первый вид потерь энергии.

Непосредственно в производственном процессе может использоваться различное оборудование для реализации конкретных промышленных процессов (рис. 1), эффективность которого, в зависимости от уровня температуры изменяется от 10 до 70 %. Это второй вид потерь энергии.

КПД многих технологических процессов можно здесь повысить за счет улучшения использования топлива на каждой стадии производства продукции, применения специальных устройств для производства энергии из вторичных энергоресурсов. Но, не рассматривая здесь экономические, инвестиционные и тому подобные возможности, отметим только, что вид и состояние используемой технологии пока еще не всегда способствуют реализации

Рис. 1 Схема промышленного производства

такой возможности. Поясним это на примере обогрева хорошо изолированного дома. При его обогреве за счет поступления прямой солнечной радиации через обращенные к солнцу окна, потери тепла составляют не более 10 %. Если есть такая климатическая и техническая возможность, то, используя солнечную радиацию, поступающую естественным путем или улавливаемую специальными устройствами, можно получить нужное количество тепловой энергии для отопления без значительных потерь в окружающую среду (5 – 10 %).

При обогреве того же дома за счет использования электроэнергии, выработанной на АЭС, подаваемой по линии электропередачи и превращенной в тепловую форму (теплоту сопротивления), потери тепла составляют 86 %. Составляющие тепловых потерь: добыча урана – 5 %, обогащение и перевозка урана – 41 %, электростанция – 37 %, передача электроэнергии – 3 % (рис. 3, поз. 15). Получается, что превращение высококачественной энергии, извлекаемой из ядерного топлива, в тепловую энергию с температурой в несколько тысяч градусов и далее в высококачественную электроэнергию, а затем целевое использование этой энергии для поддержания температуры в доме на уровне 18 – 200С является расточительным процессом.

На основе зарубежных данных на рис. 3 показаны соотношения коэффициентов полезного действия энергии, получаемой из различных источников и используемой для отопления. Согласно этим данным, наилучшим способом отопления, особенно в районах с холодным климатом, будет строительство зданий, абсолютно изолированных от внешней среды. Подобные здания должны быть настолько герметичны, что даже в тех районах, где температура воздуха зимой падает до – 400С, отопление всех его помещений можно производить за счет прямого поступления солнечной энергии (около 59 %), электроприборами (33 %) и излучения тепла находящимися внутри этого здания людьми (8 %).

Рис. 3.1 Тепловые КПД для различных промышленных процессов:

1 – ковка и штамповка; 2 – медеплавильные печи; 3 – плавка латуни; 4 – закалка высокопрочной стали; 5 – печи для нагрева заготовок; 6 – печи для фьюмингования цинка; 7 – печи для сжигания мусора; 8 – цементация; 9 – мартеновские печи, работающие с вдуванием кислорода; 10 – нормализация; 11 – эмалирование стекловидными эмалями; 12 – снятие напряжений; 13 – окисление аммиака; 14 – отжиг; 15 – плавка алюминия; 16 – отжиг цементного клинкера; 17 – мартеновские печи работающие на воздушном дутье; 18 – выхлоп дизельного двигателя; 19 – нефтехимический синтез; 20 – цинкование; 21 – выхлоп газовых турбин; 22 – термическая обработка на твердый раствор алюминия и магния; 23 – отжиг цементного клинкера (мокрый процесс); 24 – нагрев алюминия под прокатку; 25 – лужевание; 26 – сушка стержней; 27 – отпуск; 28 – дисперсное твердение алюминия и магния; 29 – горячая сушка изоляционных лаков; 30 – отвердение пластмасс; 31 – вулканизация резины; 32 – производство химических продуктов; 33 – подогрев воды; 34 – бытовые приборы

Рис. 3 Практический КПД при различных способах отопления закрытых помещений (домов):

1. Абсолютно герметичный дом (100 % теплоснабжения). 2. Прямое солнечное излучение (100 % теплоснабжения).3. Прямое солнечное излучение (50 % теплоснабжения) плюс высокоэффективное газовое теплоснабжение. 4. Высокоэффективное газовое теплоснабжение. 5. Отопление за счет электрического сопротивления (электроэнергия вырабатывается на ГЭС). 6. Обычное газовое теплоснабжение. 7. Прямое солнечное излучение (50 % теплоснабжения) плюс высокоэффективная дровяная печь (50 %). 8. Нефтяное отопление. 9. Электрический тепловой насос (электроэнергия вырабатывается на угольной электростанции). 10. Высокоэффективная дровяная печь. 11. Активная солнечная энергия. 12. Электрический тепловой насос (электроэнергия вырабатывается на АЭС). 13. Обычная дровяная печь. 14. Теплоснабжение за счет электрического сопротивления (электроэнергия вырабатывается на угольной электростанции). 15. Теплоснабжение за счет электрического сопротивления (электроэнергия вырабатывается на АЭС).

Из приведенных данных следует также, что использование прямой солнечной энергии – это один из наиболее эффективных и дешевых способов обогрева помещений жилищ, который применяется человеком в той или иной форме на протяжении тысячелетий.

Еще один, относительно новый, высокоэффективный способ отопления – за счет сжигания природного газа (контактные водонагреватели, специальные инфракрасные горелки и т. п.).

Отсюда можно определить как бы третий вид потерь энергии – нецелесообразно использовать высококачественную энергию для выполнения тех задач, которые можно выполнить с помощью низкокачественной энергии:

качество выбираемого типа энергии должно соответствовать поставленным задачам, или иными словами, чем больше количество ступеней в процессе преобразования энергии, тем ниже ее практический коэффициент полезного использования.

Инфракрасные греющие панели «Теплофон»

Полезная модель относится к отоплению зданий и сооружений и может быть применена для обогрева жилых и производственных помещений с одновременным выполнением функции декоративного интерьера за счет эстетических особенностей конструкции и внешнего вида.

Технический результат от применения полезной модели заключается в повышении надежности и электромагнитной безопасности, производительности и качества производстводственного процесса в промышленных масштабах инфракрасных греющих панелей

Особенности греющей электрической панели:

·  полная интеграция в конструкцию здания;

·  электропроводящая углеродная нить электрообогревателя уложена бифилярно, что исключает электромагнитное излучение в окружающее пространство;

·  электрообогреватель не занимает полезный объем обогреваемого помещения;

·  температура поверхности нагревателя не превышает 40°С, что обеспечивает повышенную комфортность среды обитания;

·  тепловое излучение с поверхности обогревателя составляет 400 вт/м2 для стены и потолка и 200 вт/м2 для пола (комфортная среда обитания);

·  ничтожно малая металлоемкость (контакты);

·  конструкция пригодна для автоматизированного изготовления в промышленных объемах;

·  экологически чистые материалы;

·  исключает выгорание кислорода и термическое разложение пыли.

НАЗНАЧЕНИЕ И КОНСТРУКЦИЯ

Инфракрасные греющие панели используются в качестве основного и дополнительного обогрева в жилых и общественных помещениях, зданиях и сооружениях, детских комнатах, дошкольных и медицинских учреждениях.

Греющая панель представляет собой лист гипсокартона, с тыльной стороны листа нанесены два слоя электроизоляции. Поверх двух слоев электроизоляции нанесена электропроводящая углеродная нить, служащая нагревателем. Поверхуглеродной нити нанесен слой полимерного декоративного защитного покрытия. Напряжение питания 220 В.

Изделие прошло всесторонние испытания, запатентовано и сертифицировано

(Сертификат соответствия № РОСС RU. АЯ08.ВО4129 от 06.11.08)  

ОТЛИЧИТЕЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ И ПРЕИМУЩЕСТВА ПАНЕЛЕЙ

 Технология комфорта

В отличие от обогревателей конвекторного типа (в т. ч. батарей центрального отопления) греющие панели передают тепло за счет инфракрасных тепловых волн.

Такое тепло аналогично теплу костра, камина, русской печи и солнца - главного обогревателя нашей планеты.

  Это свойство системы инфракрасных панелей позволяет: 
- рационально распределить температуру по высоте помещения. Прогреть пространство пола, не перегревая при этом воздух на уровне головы. 
- сохранить необходимую влажность воздуха и свежесть в помещении 
- нагреть стены, пол, предметы интерьера и самого человека сводя к минимуму конвективные потоки воздуха(сквозняки),поднимающие пыль и создающие дискомфорт. 
- равномерно распределить тепло по всему помещению с температурой греющих поверхностей (40-50С) близкой к температуре тела человека.

Инфракрасные волны благоприятно действуют на организм человека, поддерживают его тепловой баланс, создают ощущение особого комфорта.

Эти особенности системы позволяют создать в помещении свой микроклимат, максимально благоприятные условия для проживания и жизнедеятельности человека.

 Энергосбережение. Энергосберегающие технологии. 

- Инфракрасные панели подключаются к автоматическому терморегулятору, управляющему температурой воздуха, что позволяет включать систему только по мере необходимости и поддерживать оптимальный температурный режим в каждом отдельном помещении. 
- система позволяет избежать избыточного нагрева воздуха , при этом температура между полом и потолком выравнивается. 
- происходит аккумулирование тепла в предметах и стенах, нагретые предметы, в свою очередь отдают накопленное тепло в помещение. 
- благодаря равномерному размещению инфракрасных греющих панелей, помещение прогревается намного быстрее.

Инфракрасные панели относятся к энергосберегающим технологиям. Экономия электроэнергии  до 40%.

Широкие возможности проектирования и дизайна  

Применение инфракрасных греющих панелей в качестве основного и дополнительного отопления позволяет избавиться от труб, радиаторов и прочих инженерных сетей, используемых при традиционном отоплении. Панели могут быть размещены как на стенах так и на потолке или только на потолке, т. е там где удобно и нужно. При этом эффективность работы системы отопления в любом случае не пострадает. Присутствие системы будет выдавать только терморегулятор, расположенный в удобном месте на стене. 

Невысокая температура нагрева гипсокартона (40-50С) позволяет проводить любую чистовую отделку поверхности (обои, кафель и различные декоративные материалы).

Полезное влияние на здоровье  

Длина тепловых инфракрасных волн соответствует волновому диапазону самого человека (5-20мкм),они благоприятно воспринимаются нашим организмом, при этом происходит: 
улучшение микроциркуляции крови, улучшается питание мышц, резко повышается снабжение тканей кислородом, что ощущается как улучшение самочувствия, снятия чувства усталости и стресса.

На этом свойстве основано тепловое лечение, широко используемое в физиотерапевтических кабинетах, инфракрасных кабинах и саунах. 

Воздух в помещении с инфракрасными панелями не перегревается, поддерживается оптимальная влажность воздуха в помещении.  
При таких условиях организм не теряет влагу, отсутствуют сквозняки, приводящие к простудным заболеваниям (в комнате с перегретым конвекторами воздухом подвижные дети, часто потеют и простывают, играя на холодном полу).

Безопасность и долговечность  

Инфракрасные греющие панели Теплофон выполнены из экологически чистых материалов и абсолютно пожаробезопасны. Эксплуатация панелей разрешена в качестве основного отопления без надзора. Долговечность греющих панелей обусловлена простотой конструкции, практически неограниченным сроком службы материалов, использованных в производстве (влагостойкий и огнестойкий гипсокартон), а также невысокой температурой нагревательного элемента.

Сфера применения  

По функциональности и эффективности система ни чем не уступает, а по ряду показателей (стоимость, простота монтажа, полная встраиваемость в интерьер) даже превосходит «родственные» инфракрасные отопительные системы. 
Это позволяет использовать инфракрасные панели в качестве основной, дополнительной и резервной системы отопления:

В КВАРТИРЕ
Инфракрасные греющие панели Теплофон будут надежным источником дополнительного тепла в квартирах с центральным отоплением, где планируется отделка стен или потолков гипсокартоном. 
Система поможет согреться в период межсезонья и избавит от необходимости постоянно передвигать с места на место напольные электрообогреватели. При использовании панелей в качестве дополнительного источника отопления достаточно установить несколько панелей суммарной мощностью 50% от расчетной на помещение.

В ЗАГОРОДНОМ ДОМЕ
Установка инфракрасных панелей в загородных домах с отделкой стен гипсокартоном, позволяет получить экономичную и безопасную систему основного отопления.
В домах отапливаемых на твердом и жидком топливе данная система может быть использована в качестве резервного отоплениябез ущерба дизайну помещения, при необходимости выехать из дома на неопределенное время.

В ОФИСНОМ ЗДАНИИ
Инфракрасные греющие панели Теплофон призваны стать надежным источником основного отопления в офисных и административных помещениях с отделкой стен гипсокартоном.

 МОНТАЖ И ТРАНСПОРТИРОВКА

Размеры греющей панели соответствуют размерам используемых при монтаже листов гипсокартона. На панели нанесенаспециальная разметка для крепления, обеспечивая легкость и удобство монтажа. 
Крепление греющей панели к профилям ничем не отличается от крепления обычного листа гипсокартона.
Предусмотрена возможность скрытого и открытого монтажа. Для монтажа в комплект греющей панели входят электрические выводы, а на самом приборе предусмотрено отверстие для вывода контактов наружу. 
При открытом монтаже провода проходят в плинтусе с кабель-каналом, обеспечивая удобство для доступа к ним и не нарушая первоначальный дизайн. 
Тыльная сторона панели изолируется слоем утеплителя, например марки ИЗОВЕР. Исключением является стеновая аккумуляционная модель, которая используется для накопления тепла в стенах помещения.
Сохранность приборов при транспортировке гарантирует упаковка и специальная укладка приборов.

Конструкция греющей панели

Инфракрасная греющая панель Теплофон содержит основание из гипсокартона 1, два слоя электроизоляции, выполненных из полимерных порошковых материалов 2, отличающихся цветом. Электронагревательный элемент, выполненный из резистивной углеродной нити 3. Одного или более независимо подключаемых полей резистива 4. Электрических соединителей для разъемного подсоединения проводов к электросети 5. Присоединительных проводов 6 с электрическими наконечниками. Защитно-декоративный слой, нанесенный поверх резистивного материала, выполненный из полимерного порошкового материала 7 тыльная сторона панели8.

Схемы монтажа греющей панели

 Технические характеристики

Модель	Мощность, Вт	Характеристика конструкции	Темпера-тура, С	Степень защиты/ Класс	Вес, кг.	Габаритные размеры
ПГЭ/ГКЛ-0,2/x1200-С	200	Стеновая	40	IP44 / II	7,0	600х1200
ПГЭ/ГКЛ-0,3/x1200-CА	300	Стеновая аккумуляционная	45	IP44 / II	7,0	600х1200
ПГЭ/ГКЛ-0,3/x1200-С	300	Стеновая	45	IP44 / II	10,0	800х1200
ПГЭ/ГКЛ-0,2/x1200-П	200	Подоконная	50	IP44 / II	6,0	400х1200
ПГЭ/ГКЛ-0,15/x592-ПТ	150	Потолочная «Армстронг»	80	IP44 / II	3,5	592х592
ПГЭ/ГКЛ-0,2/x1200-ПП	200	Потолочная подшивная	65	IP44 / II	7,0	600х1200

Если Вас заинтересовала данная технология, за дополнительной информацией Вы можете обратиться в Автономное Учреждение Ямало-Ненецкого автономного округа «Окружной технологический парк «Ямал».