Mikatermiskie sildītāji: uzbūve, darbības princips, priekšrocības un trūkumi

Resursu taupīšanas problēma pakāpeniski skar visas cilvēka dzīves jomas. Ja šodien nesargāsim siltumu un enerģiju, rīt nāksies saskarties ar dabas krājumu deficītu. Mūsdienu zinātne ir vērsta uz energoefektīvu «gudru» ierīču izstrādi, no kurām viena ir mikatermiskais sildītājs ar IR starojumu.

Visu par inovatīvās sildīšanas ierīču šķirnes uzbūvi un darbības principiem uzzināsiet no mūsu piedāvātā raksta. Mēs pastāstīsim par tās šķirnēm, to raksturīgajām atšķirībām un izvēles noteikumiem. Tāpat izvērtēsim, vai siltuma infrasarkanais starojums sadzīvē ir kaitīgs vai noderīgs.

Vispārīga informācija par mikatermisks sildītājs

Mikatermiskais sildītājs ir elektroierīce, kas izstaro infrasarkanos siltuma viļņus. IR siltums ir elektromagnētiskais starojums, kas aizņem spektra apgabalu starp redzamās gaismas sarkano malu (ar viļņa garumu λ = 0,74 µm) un mikroviļņu starojumu (viļņa garums aptuveni 1-2 mm).

Sildītājs izceļas ar daudzslāņu konstrukciju. Katrs no tajā iekļautajiem nemetālu un metālu slāņiem veic stingri noteiktu funkciju. Daži izolē, citi koncentrē un atstaro siltuma viļņus. Darbības princips ir ārkārtīgi vienkāršs, un mikatermiskā infrasarkanā sildītāja uzbūve ir pilnīgi saprotama.

Mikatermiskā sildierīces uzbūve

MK sildītāja izstrādes pamatā ir sasniegumi  kosmisko tehnoloģiju. Tomēr ārēji tas ir līdzīgs parastajam konvektoram.

IR ierīce sastāv no:

• sildīšanas elementa – vizlas plāksnītes, ar tajā iegremdētiem rezistīviem plakaniem elementiem vai nitrohroma stieples spolēm;
• izolatora, kas novērš iekārtas pārmērīgu uzkaršanu (visbiežāk tiek izgatavots, izmantojot bazaltu);
• ierīces metāla korpusa;
• aizsargājoša metāla režģa, caur kuru iziet infrasarkanais starojums;
• statīva balstiem un rullīšiem pārvietošanai.

Lai vadītu un kontrolētu darbību, sildītājs ir aprīkots ar:

• ar tālvadības pulti;
• ar sensoru vai pogu vadības paneli;
• ar temperatūras regulatoru;
• ar indikatoru paneli, kas palīdz saprast, kādā stāvoklī atrodas iekārta;
• ar jaudas regulatoru (lielākajai daļai pārdošanā esošo sildītāju modeļu jauda ir 1-2 kW).

MK sildītāju galvenie darba elementi ir mikānīta sildītāji. Tie tiek ražoti, izmantojot Micathermik (Mikatermik) tehnoloģiju. Šī tehnoloģija sastāv no vizlas slāņu uzklāšanas uz metāla sildelementiem.

Mikānīta sildītājs tiek ievietots korpusā, kas izgatavots no vizlas. Tas transportē siltumenerģiju, kas iegūta no sildītāja, uz apstrādājamo telpu. Infrasarkanais siltums tiek virzīts uz apkārtējiem priekšmetiem, un no tiem jau tiek nodots apkalpojamajā telpā. Šajā procesā netiek izmantoti ne ūdens, ne eļļas siltumnesēji.

Mikānīta sildītāju var redzēt tikai izjaucot elektroiekārtu. Bet, izjaucot ierīci, ir svarīgi nesabojāt sildītāju un nemainīt tā pozīciju ierīces iekšpusē. Ja tiek traucēts kontakta blīvums, sildīšanas efekts samazināsies.

Mikānīts ir papīrs, kas presēts no sīkākām vizlas pārslām. Šis pārslveida struktūras minerāls ir diezgan trausls, tā slāņi ir retināti līdz milimetra daļām. Vizlai ir labas elektroizolācijas, siltumvadītspējas un termiskās izturības īpašības. To bieži izmanto radioelementos un kondensatoros.

Minerāla uzkarsēšana notiek ārkārtīgi īsā laikā, sasniedzot 200 un vairāk grādus. Pateicoties vizlas sintētiskajai ražošanai, palielinās IR viļņa garums, bet samazinās starojuma intensitāte.

Sajaucot mikānītu ar termiski izturīgu saistvielu un presējot tos, tiek ražotas termiski izturīgas loksnes ar labām dielektriskajām īpašībām, kuras var izmantot sildītājos. Turklāt vizla karsējot neizdala toksiskas sastāvdaļas.

Vizlas slāņi izolē sildelementu no pārējām konstrukcijas daļām un nodod siltumu. Vizlas plākšņu biezums tiek rūpīgi izvēlēts atkarībā no ierīces kopējiem izmēriem. Parasti tas nepārsniedz 0,03-0,025 mm.

Vizlas termiskā izplešanās vienmēr sakrīt ar serdes termisko izplešanos. Pateicoties tam, tiek panākta maksimāla klusuma darbība, jo tiek novērsti visādi klikšķi un sitieni ierīces iekšpusē.

Starp sildelementu un vizlas plāksnēm atrodas 2 papildu slāņi: iekšējais un ārējais. Iekšējais slānis atstaro siltumu, kā rezultātā notiek pilnīga IR starojuma atdeve izvēlētajā sildīšanas telpā. Ārējais slānis ir atbildīgs par temperatūras plūsmu pastiprināšanu.

Mikanīta sildelements tiek ievietots metāla korpusā ar sietveida ieliktņiem. Caur perforēto “apvalku” brīvi iziet infrasarkanais starojuma siltums. Konstrukcija ir izstrādāta tā, lai ierīces piegādātā siltumenerģija izplatītos telpā ar maksimālu vienmērīgumu.

Vislielākais infrasarkanais starojums no mikatermiskās iekārtas tiek novērots tieši ierīces priekšā, tas jāņem vērā, izvietojot priekšmetus. Nav ieteicams uzstādīt ierīci pretī gultai vai tiešā darba galda tuvumā.

Papildus infrasarkanajam siltuma starojumam no ieslēgtā MK sildītāja izplatās jūtama augšupvērsta silta gaisa plūsma caur režģa augšējo galu (konvekcijas metode), lai gan pats ierīces korpums nesasilst.

Darbības laikā iekārta izstaro infrasarkanos un elektromagnētiskos viļņus, kas atrodas dzīvajām būtnēm drošā diapazonā. Pateicoties tam, mikatermiskos sildītājus var izmantot bērnudārzos vai slimnīcās.

MK sildītāja darbības princips

Katra mikatermiskā sildītāja darbība balstās uz siltuma pārnesi ar infrasarkano starojumu (80% no kopējās jaudas) un konvekcijas sildīšanas metodi, pateicoties gaisa kustības radīšanai temperatūras starpības dēļ (20%). Apvienojot 2 apkures metodes, tiek sasniegta maksimāli iespējamā efektivitāte.

T.i., tas silda gaisa tilpumu un priekšmetus, izmantojot infrasarkano starojumu no attāluma. Pateicoties tam, siltuma pārnese notiek daudz ātrāk, salīdzinot to ar ūdens vai eļļas radiatoru. Jo parasts ūdens, gāzes vai elektriskais konvektors silda tikai to gaisu, kas saskaras ar tā ribām.

MK sildītājs pārnes enerģiju objektam ar minimālu izkliedi. Objekta lomā var būt gan priekšmeti, gan dzīvnieki, gan cilvēki. Turklāt lietas un sienas pēc infrasarkano viļņu iedarbības pašas kļūst par siltuma avotiem un silda gaisu.

Ārpus IK sildītāja darbības zonas telpa praktiski nesasilst. Tajā pašā laikā siltuma plūsmas blīvums samazinās, palielinoties attālumam starp sildītāju un priekšmetu.

Tomēr IK sildītājs ir neaizvietojams, ja nepieciešams ātri uzsildīt kādu vienu priekšmetu telpā. Pats ierīces korpuss, izolēts ar sastāvu, izmantojot bazaltu, nesasniedz augstas temperatūras (virs 60 grādiem), kas izslēdz apdegumu rašanās iespēju nejauša kontakta gadījumā ar iekārtu.

Vislabāk ir iegādāties mikatermiskos sildītājus ar tērauda korpusu. Šādas konstrukcijas nebaidās no ārējām mehāniskām ietekmēm, piemēram, triecieniem un kritieniem. Turklāt tās ļoti ātri uzsilst.

Tomēr uz sildītāja drēbes žāvēt nedrīkst, jo pastāv aizdegšanās risks. Daži sintētiskie materiāli, nokļūstot uz ierīces korpusa, var izkust vai aizdegties. Izņēmums ir īpašas uzlabotas modeļi, kas aprīkoti ar plauktiem apaviem vai salokāmiem žāvētājiem tīrai veļai.

Tehniski mikatermiskā sildītāja elementu darbības princips ir diezgan vienkāršs. Kad ierīce tiek ieslēgta tīklā, plāksne sāk sildīties. Tā uzsilst līdz 200-400 grādiem pēc Celsija un nodod siltumu vizlas slāņiem.

Vizlas plāksnēm piešķirtā elektroenerģija pārvēršas infrasarkanajā starojumā, kas ir vērsts uz priekšmetiem pie elektroierīces. Viss šis process aizņem dažas minūtes, un telpā kļūst silts praktiski uzreiz pēc iekārtas ieslēgšanas.

Neliela telpa (līdz 20 kv.m.) var uzsilt ar mikatermisku ierīci 10 minūšu laikā. Kad gaiss telpā sasniedz vajadzīgo temperatūru, agregātā nostrādā termostats, kas izslēdz sildītāju. Iekārtu var iestatīt automātiskai komfortablas temperatūras fona uzturēšanai telpā.

Augsta energoefektivitāte un ekonomiskums – tās ir galvenās mikatermisko sildītāju īpašības. Tie izceļas ar augstu jaudu, tāpēc patērē elektroenerģiju aptuveni par trešdaļu mazāk salīdzinājumā ar parastajiem konvektoriem. Infrasarkanā sildītāja lietderības koeficients ir aptuveni 90%.

Noderīgas papildu opcijas

Standarta MK sildītājiem ir minimāls iestatījumu skaits, taču dažiem no tiem ir dažādi papildu elementi atkarībā no modifikācijas.

Pie šādiem elementiem pieder:

• iebūvēti termoregulatori, kas ļauj kontrolēt vairākas gaisa plūsmas;
• šķidro kristālu displeji ar īpašām aizsardzības funkcijām;
• jonizatori un gaisa mitrinātāji;
• taimeri un tā tālāk.

Daudziem mikatermiskajiem sildītājiem ir telpas aizsardzības funkcija pret aizsalšanu. Ja aktivizē šo iespēju un uzstāda ierīci neapsildītā telpā, tā automātiski ieslēgsies, ja temperatūra telpā tuvosies nullei.

Arī daži sildītāji ir aprīkoti ar aizsardzības pakāpi IP24, kas aizsargā no mitruma un novērš ierīces bojājuma vai īssavienojuma iespējamību, ja uz iekārtas nokļūst ūdens.

Visas papildu ierīces sākotnēji ir iebūvētas mikatermiskā sildītāja konstrukcijā. Precīzs komplektācija ir atkarīga no sildītāja tehniskajiem parametriem: tā jaudas, stiprinājuma veida un izmēriem.

Klasifikācija pēc starojuma virziena

Visi mikatermiskie sildītāji tiek iedalīti:

• vienpusējās ierīces, kurās infrasarkanie stari ir vērsti tikai uz vienu pusi;
• divpusējās ierīces, kas izstaro siltumu uz abām pusēm gar izstrādājuma malām;
• cilindriskie agregāti, kam ir apļveida infrasarkanā starojuma zona.

Vienpusējie sildītāji var būt sienas stiprinājuma vai grīdas tipa. Tiem ir priekšējā sietveida un aizmugurējā puse. Aizmugurējā pusē ir nelielas ventilācijas atveres apakšējā daļā.

Divpusējie sildītāji tiek uzstādīti uz grīdas. Tajos ir divas darba plāksnes, kas ražo infrasarkano starojumu. Apsildes plāksnes ir aprīkotas ar metāla sietiņiem. Vienpusējie un divpusējie sildītāji virza infrasarkanos starus horizontāli gar grīdu.

Horizontālā IR staru padeve veicina nevienmērīgu siltuma sadalījumu telpā. Pie infrasarkanā starojuma siltākais gaiss atrodas tuvāk grīdai, kas ļauj noturēt kājas siltumā. Augstāk pie griestiem tas parasti ir vēsāks.

Sildītāji jāuzstāda telpas aukstākajās daļās. Tomēr tos nav ieteicams izmantot telpās ar augstu mitrumu (vannas istabās, veļas mazgātavās, dušas telpās). Šādās vietās tiek uzstādītas elektroierīces ar aizsardzību pret gaisā suspendētā mitruma iedarbību.

Cilindriskas vai ovālas formas sildītājos atrodas nestandarta komplektācijas izstarotāji (pusgredzenveida vai cauruļveida). Tos var piestiprināt pie griestiem vai sienām atkarībā no konstrukcijas īpatnībām. Cilindriskie sildītāji izceļas ar apļveida infrasarkanā starojuma virziena zonu.

Izplatītākie lietošanas veidi

Infrasarkanos sildītājus var izmantot slēgta un atvērta tipa telpās. Ar to palīdzību var apsildīt terasi, balkonu, bērnu istabu vai viesistabu. Tāpat MK ierīces ar spēju sildīt ar konvekciju ir piemērotas, lai novērstu ledus veidošanos uz kāpņu telpas.

Tā kā, sildot telpu ar infrasarkanajiem stariem, gaisā nesamazinās skābekļa daudzums (un tas netiek izžāvēts), IR ierīces ieteicams izmantot telpās, kur dzīvo mazi bērni, astmas slimnieki vai alerģiķi.

Bet mikatermiskās sistēmas kalpo ne tikai privātpersonām, tās ir pieprasītas:

• medicīnā, lai ārstētu pacientus ar asinsrites traucējumiem, sirds un asinsvadu patoloģijām, migrēnām un biežām akūtām elpceļu infekcijām (AEI);
• veterinārmedicīnā dzīvnieku ārstēšanai;
• masāžas kabinetos (masāža zem infrasarkanā starojuma veicina svara samazināšanos);
• birojos, lai iznīcinātu vīrusus un baktērijas.

Ar mikatermisko sildītāju palīdzību var izveidot siltuma aizkarus virs panorāmas logiem un citām caurspīdīgām stikla konstrukcijām, kurām ir vājas siltumizolācijas īpašības.

Lai iznīcinātu baktērijas, mikatermiskais sildītājs ir jāatstāj ieslēgts vairākas stundas. Tomēr šo ierīci nav ieteicams izmantot tikai dezinfekcijai, jo tā nenogalina visus vīrusus, sēnītes un pelējumu, kas atrodas telpā.

Mikatermisko sildītāju priekšrocības un trūkumi

Priekšrocības un trūkumi mikatermiskā sildītāja ir saistīti ar ierīces darbības principu un uzbūvi.

Ierīcei ir iespaidīgs priekšrocību klāsts, pie kurām pieder:

• energoefektivitāte;
• augsts sildīšanas ātrums;
• kompakts korpuss;
• stilīgs izskats;
• neliels svars (atkarībā no agregāta veida svars svārstās no 3 līdz 4 kg);
• drošība;
• veselīga mikroklimata uzturēšana telpā;
• minimāls trokšņa līmenis darbības laikā utt.

Tāpat mikatermiskais sildītājs novērš mikrobu un vīrusu mikrofloras attīstību, kā arī nogalina sēnītes telpā. Tomēr šai ierīcei nav baktericīdas iedarbības, un to nevar izmantot līdzvērtīgi ultravioletajām lampām kvarciēšanai.

Infrasarkanās ierīces darbības laikā zem griestiem neveidojas gaisa masas uzkrāšanās. Pateicoties tam, IR iekārta ir lieliski piemērota telpām ar augstiem griestiem, jo siltums neizplatīsies pa visu platību. Taču caur atverēm agregāta apvalkā iekļūst daudz putekļu, kurus no turienes ir praktiski neiespējami iztīrīt.

Ieslēdzot ierīci, putekļi un netīrumi uzkarst un slikti smird. Smarža pazudīs tikai tad, kad putekļi pilnībā izdegs. Ievērības cienīgi, ka šādu smaku mikatermiskais sildītājs izdalīs ikreiz, kad tas ilgu laiku būs bijis izslēgts.

Kā pareizi izvēlēties piemērotu modeli?

Pērkot mikatermisko sildītāju, ir jāvadās no telpas īpašībām, kurā tas tiks novietots. Aptuveni uz katriem 10 kv.m. dzīvojamās platības ir jāņem 1 kW jaudas, neņemot vērā siltuma zudumus.

Ja tas būs vienīgais siltuma avots, ir jāizvēlas ierīce ar lielāku jaudu. Ja infrasarkanais sildītājs tiek iegādāts mazai vasarnīcai, var izvēlēties ierīci ar jaudu ne vairāk kā 70 W uz 1 kv.m.

Realitātē ir grūti izsildīt telpu tikai ar vienu mikatermisko sildītāju, jo ir ļoti labi jāpārdomā ierīces novietojums. Maksimālā gaisa un priekšmetu sasilšana būs novērojama tikai pāris metru attālumā no priekšējā paneļa.

Pirms mikatermiskā sildītāja iegādes ir jāprasa pārdevējam visa nepieciešamā pavaddokumentācija, tostarp higiēniskais sertifikāts izolatoram. Labāk pirkt iekārtu ar izolatoru no bazalta, ko var izmantot pat pārtikas rūpniecībā (atzīmes par to parasti ir higiēniskajā sertifikātā).

Jebkura elektroiekārta ir jākopj savlaicīgi un pilnvērtīgi. Īpašās uzbūves dēļ mikatermiskie sildītāji regulāri jāputekļsūc un jānoslauka ar mitru drānu, lai tos notīrītu no uzkrātajiem putekļiem. Pirms ierīces tīrīšanas tā ir jāatvieno no elektrotīkla.

Infrasarkano viļņu kaitīgums organismam – mīts?

Infrasarkanie viļņi ir tradicionālais elektromagnētiskais starojums, kas pēc struktūras līdzīgs saules stariem. IR starojuma kaitējums un ieguvums tiek noteikti pēc šo viļņu iespiešanās dziļuma ādā.

Pastāv 3 veidu apkures ierīces atkarībā no viļņu garuma un sildelementa kvēlošanas temperatūras:

• ierīces ar maksimālo sildīšanu līdz 300 grādiem un viļņa garumu 50-200 mikroni;
• aparāti, kas sakarst līdz 600 grādiem, un ar viļņa garumu 2,5-50 mikroni;
• sildītāji ar sildīšanu līdz 800 grādiem un viļņa garumu 0,7-2,5 mikroni.

T.i., jo augstāka ir ierīces kvēlošanas temperatūra, jo vairāk īsu viļņu tiks izstarots. Parastam veselam cilvēkam droši ir siltuma viļņi ar garumu apmēram 9,6 mikroni. Ražotāji ierīces tehniskajā pasē norāda infrasarkanā starojuma diapazonu.

Informāciju par infrasarkanā starojuma diapazonu var atrast sildītāju pavaddokumentācijā vai uz preces kastes. Šīs informācijas trūkums liecina par būtiskiem pārkāpumiem no ražotāja puses.

Parasti tas svārstās robežās no 2 līdz 10 mikroniem. Turklāt IR starojuma intensitāte ir atkarīga no sakarsētās virsmas īpašībām (īpaši no tās izstarojuma koeficienta). Visspēcīgākais starojums nāk no sakarsēta melna priekšmeta.

Jebkura ilgstoša mērķtiecīga infrasarkanā starojuma iedarbība atstāj nelabvēlīgu ietekmi uz cilvēka organismu, kas izpaužas kā:

• ādas izžūšana;
• redzes pasliktināšanās (ilgstošas apstarošanas gadījumā palielinās kataraktas attīstības risks);
• šūnu membrānu struktūras traucējumi (raksturīgi īsiem infrasarkanajiem viļņiem) utt.

Īpaši bīstami ir uzstādīt jaudīgu griestu sildītāju telpā ar zemiem griestiem. Šajā gadījumā infrasarkanie stari pastāvīgi sildīs cilvēka galvu un var izraisīt dažādu slimību attīstību.

Taču reālu kaitējumu šie infrasarkanie sildītāji var nodarīt tikai pastāvīgas virzītas plūsmas gadījumā uz cilvēku. Ideālā gadījumā ierīces jāuzstāda tā, lai sildītāji atdotu savu siltumu sienām vai mēbeļu priekšmetiem, bet nebūtu vērsti uz cilvēku.

Sildītājam nevajadzētu visu laiku būt vērstam uz cilvēku. Infrasarkanais starojums ir noderīgs tikai nelielos daudzumos.

Taču Japānā un Eiropā veselas institūcijas izstrādā vēža apkarošanas metodes, balstoties uz infrasarkanā starojuma ietekmi. Zinātniskajos pētījumos tika pierādīts, ka IK viļņi, iekļūstot ādā 14–20 cm dziļumā, veic efektīvu detoksikāciju šūnās.

Tas notiek, pateicoties selektīvai hipertermijai, bioķīmiskās cirkulācijas palielināšanai un stagnācijas novēršanai audos. Starojuma lietošanas rezultāts ir atkarīgs no pareizi izvēlētām shēmām, un mikatermiskais sildītājs ir pilnīgi drošs veselībai, ja tā uzstādīšanā vadās pēc veselā saprāta.

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Videoklipā ir apskatīts mikatermiskā sildītāja MK-1501 – inovatīvas iekārtas – pārskats, uz kura piemēra var saprast infrasarkano sildītāju darbības principu:

Mikatermiskais sildītājs ir inovatīva elektroierīce, ko izmanto telpu apkurei. Tā darbība balstās uz infrasarkano starojumu no mikānīta elementiem. Iekārta izceļas ar augstu energoefektivitāti, kompaktumu un daudzfunkcionalitāti.

Vēlaties dalīties ar savu pieredzi infrasarkanā sildītāja izvēlē? Jums ir noderīga informācija par raksta tēmu? Lūdzu, rakstiet komentārus zemāk esošajā blokā, ievietojiet fotogrāfijas, uzdodiet jautājumus.