Mikatermické ohrievače: zariadenie, princíp fungovania, výhody a nevýhody

Problém šetrenia zdrojov postupne zasahuje všetky oblasti života človeka. Ak dnes nešetríme teplom a energiou, zajtra budeme musieť čeliť nedostatku prírodných zásob. Moderná veda je zameraná na vývoj energeticky efektívnych «inteligentných» zariadení, jedným z ktorých je mikatermický ohrievač s IR žiarením.

Všetko o zariadení a princípoch činnosti inovatívneho druhu vykurovacích zariadení sa dozviete z nami predloženého článku. Povieme Vám o jeho druhoch, ich charakteristických rozdieloch a pravidlách výberu. A tiež rozoberieme, či je tepelné infračervené žiarenie v domácnosti škodlivé alebo užitočné.

Všeobecné informácie o mikatermickom ohrievači

Mikatermický ohrievač – je elektrický spotrebič, ktorý šíri infračervené tepelné vlny. IR teplo – je elektromagnetické žiarenie, ktoré zaberá oblasť spektra medzi červeným okrajom svetla viditeľného ľudským okom (s vlnovou dĺžkou λ = 0,74 μm) a mikrovlnným žiarením (vlnová dĺžka približne 1-2 mm).

Ohrievač sa vyznačuje viacvrstvovou konštrukciou. Každá z vrstiev nekovov a kovov vykonáva presne určenú funkciu. Niektoré izolujú, iné koncentrujú a odrážajú tepelné vlny. Princíp činnosti je veľmi jednoduchý a zariadenie mikatermického infračerveného ohrievača je úplne pochopiteľné.

Zariadenie mikatermického vykurovacieho prístroja

Základom vývoja MK ohrievača sú úspechy kozmických technológií. Navonok je však podobný bežnému konvektoru.

IR zariadenie pozostáva z:

• vykurovacieho prvku – sľudovej platničky s ponorenými plochými rezistívnymi prvkami alebo nitrochromovými drôtenými závitmi;
• izolátora, ktorý zabraňuje nadmernému zahrievaniu zariadenia (najčastejšie sa vykonáva s použitím bazaltu);
• kovového telesa zariadenia;
• ochrannej kovovej mriežky, cez ktorú prechádza infračervené žiarenie;
• stojanu pre podpery a valčeky na premiestňovanie.

Pre riadenie a kontrolu práce je vykurovacie zariadenie vybavené:

• diaľkovým ovládačom;
• dotykovým alebo tlačidlovým ovládacím panelom;
• regulátorom teploty;
• indikačný panel, ktorý pomáha pochopiť, v akom stave sa zariadenie nachádza;
• regulátorom výkonu (väčšina modelov ohrievačov, ktoré sú v predaji, má výkon 1-2 kW).

Hlavnými pracovnými orgánmi ohrievačov MK sú mikanitové ohrievače. Vyrábajú sa technológiou Micathermik (Mikatermik). Táto technológia spočíva vo vrstvení sľudy na kovové vykurovacie prvky.

Mikanitový ohrievač sa umiestňuje do puzdra vyrobeného zo sľudy. Prenáša tepelnú energiu získanú z ohrievača do ošetrovaného priestoru. Infračervené teplo smeruje na okolité predmety a od nich sa už prenáša do obsluhovanej miestnosti. Pritom sa nepoužívajú ani vodné, ani olejové nosiče tepla.

Mikanitový ohrievač je možné vidieť len po rozobratí elektrického zariadenia. Pri rozoberaní zariadenia je však dôležité nepoškodiť ohrievač a nezmeniť jeho polohu vnútri prístroja. Ak sa poruší hustota kontaktu, účinok ohrevu sa zníži.

Mikanit je papier lisovaný z najmenších šupín sľudy. Tento šupinatý minerál je pomerne krehký, jeho vrstvy sú stenčené na zlomky milimetra. Sľuda má dobré elektroizolačné, tepelne vodivé a tepelne odolné vlastnosti. Často sa používa v rádiových prvkoch a kondenzátoroch.

Zahrievanie minerálu prebieha v extrémne krátkom čase, dosahuje 200 a viac stupňov. Vďaka syntetickej výrobe sľudy sa zvyšuje dĺžka IR vlny, pričom klesá intenzita žiarenia.

Pri miešaní mikanitu s tepelne odolným spojivom a pri ich lisovaní sa vyrábajú tepelne odolné listy s dobrými dielektrickými vlastnosťami, ktoré možno použiť v ohrievačoch. Navyše sľuda pri zahrievaní neuvoľňuje toxické zložky.

Sľudové vrstvy izolujú vykurovací prvok od ostatných častí konštrukcie a prenášajú teplo. Hrúbka sľudových dosiek sa starostlivo volí v závislosti od celkových rozmerov zariadenia. Zvyčajne nie je väčšia ako 0,03-0,025 mm.

Tepelná rozťažnosť sľudy sa vždy zhoduje s tepelnou rozťažnosťou jadra. Vďaka tomu sa dosahuje maximálna bezhlučnosť pri prevádzke, pretože sú vylúčené všetky možné cvakania a klepoty vnútri zariadenia.

Medzi vykurovacím prvkom a doskami zo sľudy sa nachádzajú 2 ďalšie vrstvy: vnútorná a vonkajšia. Vnútorná vrstva odráža teplo, vďaka čomu dochádza k úplnému odovzdaniu IR žiarenia do zvoleného priestoru na vykurovanie. Vonkajšia vrstva je zodpovedná za zosilnenie teplotných tokov.

Mikatermický vykurovací element je umiestnený v kovovom kryte so sieťovými vložkami. Cez perforovaný “plášť” voľne prechádza infračervené sálavé teplo. Konštrukcia je navrhnutá tak, že tepelná energia dodávaná zariadením sa rozdeľuje po miestnosti s maximálnou rovnomernosťou.

Najväčšie infračervené žiarenie z mikatermického zariadenia je pozorované priamo pred zariadením, čo je potrebné zohľadniť pri rozmiestnení predmetov. Neodporúča sa inštalovať prístroj oproti posteli alebo v bezprostrednej blízkosti pracovného stola.

Okrem infračerveného tepelného žiarenia zo spusteného MK-ohrievača sa šíri citeľný prúd stúpajúceho teplého vzduchu cez horný koniec mriežky (metóda konvekcie), hoci samotné teleso zariadenia sa nezohrieva.

Počas prevádzky jednotka vyžaruje infračervené a elektromagnetické vlny, ktoré sú v bezpečnom rozsahu pre živé bytosti. Vďaka tomu mikatermické ohrievače možno používať v materských školách alebo nemocniciach.

Princíp činnosti MK ohrievača

Činnosť každého mikatermického ohrievača je založená na prenose tepla infračerveným žiarením (80% celkového výkonu) a metódou konvekčného ohrevu vďaka vytvoreniu pohybu vzduchu v dôsledku teplotného rozdielu (20%). Vďaka kombinácii 2 metód vykurovania sa dosahuje maximálna možná účinnosť.

T.j. ohrieva objem vzduchu a predmety pomocou infračerveného žiarenia na diaľku. Vďaka tomu prebieha prenos tepla oveľa rýchlejšie v porovnaní s vodným alebo olejovým radiátorom. Veď bežný vodný, plynový alebo elektrický konvektor ohrieva iba ten vzduch, ktorý sa dotýka jeho rebier.

MK ohrievač odovzdáva energiu objektu s minimálnym rozptylom. V úlohe objektu môžu byť predmety, zvieratá aj ľudia. Navyše veci a steny po pôsobení infračervených vĺn sa samy stávajú zdrojmi tepla a ohrievajú vzduch.

Mimo zóny pôsobenia IR-ohrievača sa miestnosť prakticky neohrieva. Pri tom hustota tepelného toku klesá so zvyšujúcou sa vzdialenosťou medzi ohrievačom a predmetom.

Avšak IR-ohrievač je nepostrádateľný, ak je potrebné rýchlo zohriať nejaký jeden predmet v miestnosti. Samotné teleso zariadenia, izolované zložením s použitím bazaltu, nedosahuje vysoké teploty (nad 60 stupňov), čo vylučuje možnosť vzniku popálenín pri náhodnom kontakte s jednotkou.

Najlepšie je kupovať mikatermické ohrievače v oceľovom kryte. Takéto konštrukcie sa neboja vonkajších mechanických vplyvov od úderov a pádov. Navyše sa veľmi rýchlo zahrievajú.

Nie je však možné sušiť na ohrievači oblečenie, pretože existuje riziko vznietenia. Niektoré syntetické materiály, ktoré sa dostanú na kryt zariadenia, sa môžu roztaviť alebo vznietiť. Výnimku tvoria špeciálne vylepšené modely, vybavené poličkami na obuv alebo skladacími sušičmi na čistú bielizeň.

Technicky je princíp činnosti prvkov mikatermického ohrievača pomerne jednoduchý. Keď sa zariadenie zapojí do siete, začína sa zahrievať platňa. Tá sa zohrieva na 200-400 stupňov Celzia a odovzdáva teplo sľudovým vrstvám.

Elektrická energia dodaná sľudovým platniam sa premieňa na infračervené žiarenie, smerované na predmety v blízkosti elektrického spotrebiča. Celý tento proces trvá niekoľko minút a v miestnosti je teplo prakticky hneď po zapnutí zariadenia.

Malá miestnosť (do 20 m²) sa môže zahriať mikatermickým zariadením za 10 minút. Keď vzduch v miestnosti dosiahne potrebnú teplotu, v agregáte sa aktivuje termostat, ktorý ohrievač vypne. Zariadenie je možné nastaviť na automatické udržiavanie komfortnej teplotnej úrovne v miestnosti.

Vysoká energetická účinnosť a hospodárnosť – to sú hlavné vlastnosti mikatermických ohrievačov. Vyznačujú sa vysokým výkonom, preto spotrebúvajú približne o tretinu menej elektriny v porovnaní s bežnými konvektormi. Účinnosť infračerveného ohrievača je približne 90 %.

Užitočné doplnkové možnosti

Štandardné MK ohrievače majú minimálny počet nastavení, ale niektoré z nich disponujú rôznymi doplnkovými prvkami v závislosti od modifikácie.

Medzi takéto prvky patria:

• vstavané termoregulátory, ktoré umožňujú kontrolovať niekoľko prúdov vzduchu;
• displeje z tekutých kryštálov so špeciálnymi ochrannými funkciami;
• ionizátory a zvlhčovače vzduchu;
• časovače a pod.

Mnohé mikatermické ohrievače majú funkciu ochrany miestnosti pred zamrznutím. Ak túto možnosť aktivujete a spotrebič umiestnite do nevykurovanej miestnosti, bude sa automaticky zapínať, ak sa teplota v miestnosti priblíži k nule.

Niektoré ohrievače sú tiež vybavené stupňom ochrany IP24, ktorý chráni pred vlhkosťou a zabraňuje možnosti poškodenia zariadenia alebo skratu v prípade, že sa na zariadenie dostane voda.

Všetky doplnkové zariadenia sú od začiatku zabudované do konštrukcie mikatermického ohrievača. Presná výbava závisí od technických parametrov ohrievača: jeho výkonu, spôsobu upevnenia a rozmerov.

Klasifikácia podľa smeru žiarenia

Všetky mikatermické ohrievače sa delia na:

• jednostranné prístroje, v ktorých sú infračervené lúče smerované len na jednu stranu;
• obojstranné zariadenia, ktoré vyžarujú teplo na obe strany po bokoch výrobku;
• valcové agregáty, ktoré majú kruhovú zónu infračerveného vyžarovania.

Jednostranné ohrievače môžu byť nástenné alebo podlahové. Majú prednú sieťovanú a zadnú stranu. Zadná strana má malé vetracie otvory v spodnej časti.

Obojstranné ohrievače sa inštalujú na podlahu. Majú dve pracovné dosky, ktoré produkujú infračervené lúče. Vyhrievacie dosky sú vybavené kovovými sieťkami. Jednostranné a obojstranné ohrievače smerujú infračervené lúče horizontálne pozdĺž podlahy.

Horizontálny prísun IR lúčov prispieva k nerovnomernému rozloženiu tepla v miestnosti. Pri infračervenom vyžarovaní je najteplejší vzduch bližšie k podlahe, čo umožňuje udržiavať nohy v teple. Vyššie pri strope je zvyčajne chladnejší.

Ohrievače je potrebné inštalovať v najchladnejších častiach miestnosti. Neodporúča sa ich však používať v miestnostiach s vysokou vlhkosťou (kúpeľne, práčovne, sprchy). V takýchto miestach sa inštalujú elektrické spotrebiče s ochranou proti pôsobeniu vlhkosti vo vzduchu.

V ohrievačoch valcového alebo oválneho tvaru sú žiariče neštandardnej konfigurácie (polkruhové alebo rúrkové). Dajú sa pripevniť na strop alebo na steny v závislosti od konštrukčných špecifík. Valcové ohrievače sa vyznačujú kruhovou zónou smerovania infračerveného vyžarovania.

Bežné možnosti použitia

Infračervené ohrievače sa môžu používať v priestoroch uzavretého aj otvoreného typu. S ich pomocou možno vykúriť terasu, balkón, detskú izbu alebo obývaciu izbu. Taktiež MK zariadenia so schopnosťou vykurovať konvekciou sú vhodné na zabránenie tvorbe ľadu na schodisku.

Keďže pri vykurovaní miestnosti infračervenými lúčmi sa v ovzduší neznižuje množstvo kyslíka (ani sa nevysušuje), odporúča sa používať IR zariadenia v priestoroch, kde žijú malé deti, astmatici alebo alergici.

Ale mikatermické systémy neslúžia len súkromným osobám, sú žiadané v:

• medicíne na terapiu pacientov s poruchami prekrvenia, kardiovaskulárnymi patológiami, migrénami a častými ochoreniami dýchacích ciest;
• veterinárnej medicíne na liečbu zvierat;
• masážnych salónoch (masáž pod infračerveným vyžarovaním prispieva k zníženiu hmotnosti);
• kanceláriách na ničenie vírusov a baktérií.

Pomocou mikatermických ohrievačov je možné vytvárať tepelné clony nad panoramatickými oknami a inými svetlopriepustnými sklenenými konštrukciami, ktoré sa vyznačujú slabými tepelnoizolačnými vlastnosťami.

Na zničenie baktérií by mal mikatermický ohrievač zostať zapnutý niekoľko hodín. Avšak používať toto zariadenie výhradne na dezinfekciu sa neodporúča, pretože prístroj nezabíja všetky vírusy, huby a plesne, ktoré sa nachádzajú v miestnosti

Výhody a nevýhody mikatermických ohrievačov

Výhody a nevýhody mikatermického ohrievača sú dané princípom činnosti a usporiadaním zariadenia.

Prístroj disponuje pôsobivým radom výhod, ku ktorým patria:

• energetická efektívnosť;
• vysoká rýchlosť ohrevu;
• kompaktnosť telesa;
• štýlový vzhľad;
• malá hmotnosť (v závislosti od typu zariadenia sa pohybuje v rozmedzí 3-4 kg);
• bezpečnosť;
• udržiavanie zdravej mikroklímy v miestnosti;
• minimálna hladina hluku počas prevádzky atď.

Tiež mikatermický ohrievač predchádza rozvoju mikróbnej a vírusovej mikroflóry, a tiež zabíja huby v miestnosti. Avšak tento prístroj nemá baktericídny účinok a nemôže byť používaný na rovnakej úrovni ako ultrafialové lampy na kremenné ožarovanie.

Počas prevádzky infračerveného zariadenia sa pod stropom netvorí zhromaždenie vzduchovej hmoty. Vďaka tomu je infračervené zariadenie skvele vhodné pre miestnosti s vysokými stropmi, pretože teplo sa nebude rozptyľovať po celej ploche. Ale cez otvory v kryte zariadenia sa dostáva veľa prachu, ktorý je prakticky nemožné odtiaľ vybrať.

Pri zapnutí prístroja sa prach a nečistoty zohrejú a nepríjemne zapáchajú. Zápach zmizne iba vtedy, keď prach úplne vyhorí. Je pozoruhodné, že takýto zápach bude mikatermický vykurovací prístroj vydávať vždy, keď dlhšie stojí vypnutý.

Ako správne vybrať vhodný model?

Pri kúpe mikatermického ohrievača treba vychádzať z charakteristík miestnosti, v ktorej bude umiestnený. Orientačne na každých 10 m² obytnej plochy treba brať 1 kW výkonu bez zohľadnenia tepelných strát.

Ak to bude jediný zdroj tepla, je potrebné vybrať zariadenie s vyšším výkonom. Ak sa však infračervený ohrievač kupuje pre malý letný domček, možno vybrať prístroj s výkonom najviac 70 W na 1 m².

V skutočnosti je ťažké vykúriť miestnosť iba jedným mikatermickým ohrievačom, pretože je potrebné veľmi dobre premyslieť umiestnenie zariadenia. Maximálne zahriatie vzduchu a predmetov bude pozorované iba na vzdialenosť niekoľkých metrov od predného panelu.

Pred kúpou MK ohrievača je potrebné požiadať predajcu o všetky potrebné sprievodné dokumenty, vrátane hygienického certifikátu na izolátor. Lepšie je kupovať zariadenie s izolátorom z bazaltu, ktorý je možné použiť aj v potravinárskom priemysle (poznámky o tom sú zvyčajne uvedené v hygienickom certifikáte).

Každé elektrické zariadenie potrebuje včasnú a dôkladnú starostlivosť. Kvôli zvláštnostiam konštrukcie mikatermické ohrievače je potrebné pravidelne vysávať a utierať vlhkou handričkou, aby sa očistili od nahromadeného prachu. Pred čistením zariadenia je potrebné ho odpojiť od elektrickej siete.

Škodlivosť infračervených vĺn pre organizmus – mýtus?

Infračervené vlny predstavujú tradičné elektromagnetické žiarenie, podobné štruktúrou slnečným lúčom. Škoda a prospech IR žiarenia sú určené hĺbkou prenikania týchto vĺn do pokožky.

Existujú 3 druhy vykurovacích zariadení v závislosti od dĺžky vĺn a teploty ohrevu vykurovacieho telesa:

• zariadenia s maximálnym ohrevom do 300 stupňov a dĺžkou vlny 50-200 mikrónov;
• prístroje, ktoré sa zahrievajú do 600 stupňov, a s dĺžkou vlny 2,5-50 mikrónov;
• ohrievače s ohrevom do 800 stupňov a dĺžkou vlny 0,7-2,5 mikrónov.

T.j. čím vyššia je teplota ohrevu zariadenia, tým viac krátkych vĺn sa bude vyžarovať. Pre bežného zdravého človeka sú bezpečné tepelné vlny s dĺžkou okolo 9,6 mikrónov. Výrobcovia v technickom liste zariadenia uvádzajú rozsah infračerveného žiarenia.

Informácie o rozsahu infračerveného žiarenia možno nájsť v sprievodnej dokumentácii k ohrievačom alebo na krabici výrobku. Absencia týchto informácií svedčí o závažných porušeniach zo strany výrobcu.

Zvyčajne sa pohybuje v rozmedzí 2-10 mikrónov. Pritom intenzita IR žiarenia závisí od charakteristík zahriateho povrchu (najmä od jeho emisného koeficientu). Najsilnejšie žiarenie vychádza z ohriateho čierneho predmetu.

Akékoľvek dlhodobé cielené infračervené žiarenie má nepriaznivý vplyv na ľudský organizmus, ktorý sa prejavuje v:

• vysychaní kože;
• znížení zraku (pri dlhodobom ožarovaní sa zvyšuje riziko vzniku katarakty);
• porušení štruktúry bunkových membrán (typické pre krátke infračervené vlny) atď.

Obzvlášť nebezpečné je inštalovať výkonný stropný ohrievač v miestnosti s nízkymi stropmi. V takom prípade budú infračervené lúče neustále ohrievať hlavu človeka a môžu viesť k vzniku rôznych ochorení.

Skutočnú škodu však tieto infračervené ohrievače môžu spôsobiť iba v prípade neustáleho nasmerovaného prúdu na človeka. V ideálnom prípade je potrebné zariadenia inštalovať tak, aby ohrievače odovzdávali svoje teplo stenám alebo nábytku, ale neboli nasmerované na človeka.

Ohrievač by nemal byť stále nasmerovaný na človeka. Infračervené žiarenie je prospešné len v malom množstve.

Avšak v Japonsku a Európe celé inštitúty vyvíjajú metódy boja proti rakovine na základe vplyvu infračerveného žiarenia. V priebehu vedeckých výskumov bolo dokázané, že IR vlny, prenikajúce do hĺbky 14–20 cm do kože, vykonávajú efektívnu detoxikáciu buniek.

Toto sa deje v dôsledku selektívnej hypertermie, zvýšenia biochemickej cirkulácie a odstránenia stagnujúcich javov v tkanivách. Výsledok používania žiarenia závisí od správne zvolených schém a mikatermický ohrievač je absolútne bezpečný pre zdravie, ak sa pri jeho inštalácii riadime úvahami zdravého rozumu.

Závery a užitočné video k téme

Vo videu je prezentovaný prehľad mikatermického ohrievača MK-1501 – inovatívneho zariadenia, na príklade ktorého možno pochopiť princíp činnosti infračervených ohrievačov:

Mikatermický ohrievač je inovatívny elektrospotrebič, ktorý sa používa na vykurovanie miestností. Jeho fungovanie je založené na infračervenom žiarení z mikánitových prvkov. Zariadenie sa vyznačuje vysokou energetickou účinnosťou, kompaktnosťou a multifunkčnosťou.

Chcete sa podeliť o vlastné skúsenosti s výberom infračerveného ohrievača? Máte užitočné informácie k téme článku? Píšte, prosím, komentáre do bloku umiestneného nižšie, pridávajte fotografie, pýtajte sa.