Mikatermični grelniki: naprava, načelo delovanja, prednosti in slabosti

Problem varčevanja z viri postopoma prizadeva vsa področja človeškega življenja. Če danes ne varujemo toplote in energije, se bomo jutri soočili s pomanjkanjem naravnih zalog. Sodobna znanost je usmerjena v razvoj energijsko učinkovitih »pametnih« naprav, med katerimi je mikatermični grelec z IR-sevanjem.

Vse o napravi in načelih delovanja inovativne vrste grelnih naprav boste izvedeli v predstavljenem članku. Povedali vam bomo o njenih vrstah, njihovih značilnih razlikah in pravilih izbire. Prav tako bomo analizirali, ali je toplotno infrardeče sevanje v gospodinjstvu škodljivo ali koristno.

Splošne informacije o mikatermičnem grelcu

Mikatermični grelec je električna naprava, ki oddaja infrardeče toplotne valove. IR toplota je elektromagnetno sevanje, ki zaseda spektralno območje med rdečim robom svetlobe, vidne človeškemu očesu (z valovno dolžino λ = 0,74 μm) in mikrovalovnim sevanjem (valovna dolžina približno 1–2 mm).

Grelec se odlikuje po večplastni konstrukciji. Vsaka od plasti nekovin in kovin opravlja strogo določeno funkcijo. Nekatere izolirajo, druge koncentrirajo in odbijajo toplotne valove. Načelo delovanja je zelo preprosto, naprava mikatermičnega infrardečega grelca pa je povsem razumljiva.

Naprava mikatermičnega grelca

Osnova razvoja MK grelca so dosežki vesoljskih tehnologij. Vendar je po videzu podoben običajnemu konvektorju.

IR-naprava je sestavljena iz:

• grelnega elementa – sljudne ploščice, v katero so vgrajeni uporovni ravni elementi ali nitrokromne žične tuljave;
• izolatorja, ki preprečuje prekomerno segrevanje opreme (najpogosteje izdelan iz bazalta);
• kovinskega ohišja naprave;
• zaščitne kovinske rešetke, skozi katero prehaja infrardeče sevanje;
• podstavka za opore in kolesca za premikanje.

Za upravljanje in nadzor delovanja je grelnik opremljen z:

• daljinskim upravljalnikom;
• senzorsko ali gumbno upravljalno ploščo;
• regulatorjem temperature;
• indikatorsko ploščo, ki pomaga razumeti, v kakšnem stanju je naprava;
• regulatorjem moči (večina modelov grelnikov, ki so na voljo v prodaji, ima moč 1-2 kW).

Glavni delovni organi grelnikov MK so mikanitni grelniki. Izdelani so po tehnologiji Micathermik (Mikatermik). Ta tehnologija obsega nanos sljude v plasteh na kovinske grelne elemente.

Mikanitni grelnik namestijo v ohišje, izdelano iz sljude. To ohišje prenaša toplotno energijo, pridobljeno iz grelnika, v obdelovani prostor. Infrardeča toplota se usmerja na okoliške predmete, od njih pa se prenaša v servisirano sobo. Pri tem se ne uporabljajo niti vodna niti oljna toplotna sredstva.

Mikanitni grelnik je mogoče videti le, če razstavimo električno opremo. Toda pri razstavljanju naprave je pomembno, da ne poškodujemo grelnika in ne spremenimo njegove lege znotraj aparata. Če se gostota stika poruši, se učinek segrevanja zmanjša.

Mikanit je papir, stisnjen iz najmanjših lusk sljude. Ta luskinast, po svoji strukturi, mineral je precej krhek, njegove plasti so stanjšane na delce milimetra. Sljuda ima dobre elektroizolacijske, toplotno prevodne in toplotno obstojne lastnosti. Pogosto se uporablja v radioelementih in kondenzatorjih.

Segrevanje minerala poteka v najkrajšem možnem času in doseže 200 ali več stopinj. Zaradi sintetične proizvodnje sljude se poveča dolžina IR-vala, pri tem pa se zmanjša intenzivnost sevanja.

Pri mešanju mikanita s toplotno obstojnim vezivom in pri njihovem stiskanju se izdelajo toplotno obstojne plošče z dobrimi dielektričnimi lastnostmi, ki jih je mogoče uporabiti v grelnikih. Poleg tega sljuda ob segrevanju ne sprošča strupenih sestavin.

Plasti sljude izolirajo grelni element od ostalih delov konstrukcije in prenašajo toploto. Debelina plošč sljude se skrbno izbira glede na skupne dimenzije naprave. Običajno znaša največ 0,03-0,025 mm.

Toplotno raztezanje sljude vedno sovpada s toplotnim raztezanjem jedra. Zahvaljujoč temu je dosežena največja brezšumnost pri delovanju, saj so izključeni vsi možni poki in trki znotraj naprave.

Med grelnim elementom in ploščami iz sljude se nahajata 2 dodatna sloja: notranji in zunanji. Notranji sloj odbija toploto, s čimer se doseže popoln prenos IR-sevanja v izbrani prostor za ogrevanje. Zunanji sloj skrbi za okrepitev temperaturnih tokov.

Mikatermični grelni element se namesti v kovinsko ohišje z mrežastimi vložki. Skozi perforirano “lupino” prosto prehaja infrardeče sevalno toploto. Zasnova je premišljena tako, da se toplotna energija, ki jo zagotavlja naprava, porazdeli po prostoru z največjo enakomernostjo.

Največje infrardeče sevanje mikatermične naprave je opazno neposredno pred napravo, to je treba upoštevati pri razporeditvi predmetov. Ni priporočljivo namestiti naprave nasproti postelje ali v neposredni bližini delovne mize.

Poleg infrardečega toplotnega sevanja od vklopljenega MK-grelnika se širi občuten tok dvigajočega se toplega zraka skozi zgornji rob rešetke (konvekcijska metoda), čeprav se ohišje naprave ne segreva.

Med delovanjem agregat oddaja infrardeče in elektromagnetne valove, ki so v varnem območju za živa bitja. Zahvaljujoč temu se lahko mikatermični grelniki uporabljajo v vrtcih ali bolnišnicah.

Načelo delovanja MK grelca

Delovanje vsakega mikatermičnega grelnika temelji na prenosu toplote z infrardečim sevanjem (80 % celotne zmogljivosti) in z metodo konvekcijskega ogrevanja zaradi ustvarjanja gibanja zraka zaradi temperaturne razlike (20 %). Zaradi kombinacije dveh metod ogrevanja se doseže največja možna učinkovitost.

To pomeni, da greje prostornino zraka in predmete z infrardečim sevanjem na daljavo. Zahvaljujoč temu prenos toplote poteka veliko hitreje v primerjavi z vodnim ali oljnim radiatorjem. Navaden vodni, plinski ali električni konvektor namreč segreva le tisti zrak, ki pride v stik z njegovimi rebri.

MK grelnik prenaša energijo na objekt z minimalnim razprševanjem. V vlogi objekta so lahko predmeti, živali in ljudje. Poleg tega predmeti in stene po delovanju infrardečih valov sami postanejo viri toplote in segrevajo zrak.

Izven območja delovanja IR-grelnika se prostor praktično ne segreva. Pri tem se gostota toplotnega toka zmanjšuje s povečevanjem razdalje med grelnikom in predmetom.

Vendar je IR-grelnik nepogrešljiv, če je treba hitro segreti nek določen predmet v sobi. Samo ohišje naprave, izolirano s snovjo z uporabo bazalta, ne dosega visokih temperatur (nad 60 stopinj), kar izključuje možnost opeklin ob naključnem stiku z agregatom.

Najbolje je kupiti mikatermične grelnike v jeklenem ohišju. Takšne konstrukcije so odporne na zunanje mehanske vplive, kot so udarci in padci. Poleg tega se zelo hitro segrejejo.

Na grelniku pa ne smete sušiti oblačil, ker obstaja nevarnost požara. Nekateri sintetični materiali, če pridejo na ohišje naprave, se lahko stopijo ali vnamejo. Izjema so posebne izboljšane naprave, opremljene s policami za čevlje ali zložljivimi sušilniki za čisto perilo.

Tehnično je načelo delovanja elementov mikatermičnega grelnika precej preprosto. Ko napravo priključite na omrežje, se plošča začne segrevati. Segreje se na 200–400 °C in prenaša toploto na plasti sljude.

Električna energija, dovedena ploščam iz sljude, se pretvori v infrardeče sevanje, usmerjeno na predmete v bližini električne naprave. Celoten postopek traja nekaj minut in v sobi postane toplo skoraj takoj po vklopu naprave.

Majhen prostor (do 20 m²) se lahko segreje z mikatermično napravo v 10 minutah. Ko zrak v sobi doseže želeno temperaturo, v enoti sproži termostat, ki izklopi grelnik. Opremo lahko nastavite na samodejno vzdrževanje udobne temperature v sobi.

Visoka energijska učinkovitost in varčnost sta glavni značilnosti mikatermičnih grelnikov. Odlikuje jih visoka moč, zato porabijo približno tretjino manj električne energije v primerjavi z običajnimi konvektorji. Izkoristek infrardečega grelnika znaša približno 90 %.

Uporabne dodatne funkcije

Standardni MK grelniki imajo minimalno število nastavitev, vendar imajo nekateri od njih različne dodatne elemente, odvisno od modifikacije.

Med te elemente spadajo:

• vgrajeni termoregulatorji, ki omogočajo nadzor nad več zračnimi tokovi;
• tekočekristalni zasloni s posebnimi zaščitnimi funkcijami;
• ionizatorji in vlažilci zraka;
• časovniki itd.

Številni mikatermični grelniki imajo funkcijo zaščite prostora pred zmrzovanjem. Če to možnost aktivirate in napravo namestite v neogrevan prostor, se bo samodejno vklopila, ko se temperatura v sobi približa ničli.

Prav tako so nekateri grelniki opremljeni s stopnjo zaščite IP24, ki ščiti pred vlago in preprečuje možnost okvare naprave ali kratkega stika v primeru, da na opremo pride voda.

Vse dodatne naprave so prvotno vgrajene v konstrukcijo mikatermičnega grelnika. Natančna oprema je odvisna od tehničnih značilnosti grelnika: njegove moči, načina pritrditve in velikosti.

Klasifikacija po smeri sevanja

Vsi mikatermični grelniki se delijo na:

• enostranske naprave, pri katerih so infrardeči žarki usmerjeni samo v eno stran;
• dvostranske naprave, ki oddajajo toploto na obe strani ob straneh izdelka;
• cilindrični agregati, ki imajo krožno območje infrardečega sevanja.

Enostranski grelniki so lahko stenski ali talni. Imajo sprednjo mrežasto in zadnjo stran. Zadnja stran ima majhne prezračevalne odprtine v spodnjem delu.

Dvostranski grelniki se nameščajo na tla. V njih sta dve delovni plošči, ki proizvajata infrardeče žarke. Grelni plošči sta opremljeni s kovinskimi mrežami. Enostranski in dvostranski grelniki usmerjajo infrardeče žarke vodoravno vzdolž tal.

Horizontalno oddajanje IR-žarkov prispeva k neenakomerni porazdelitvi toplote v prostoru. Pri infrardečem sevanju je najtoplejši zrak bližje tlom, kar omogoča, da so noge tople. Višje proti stropu je običajno hladneje.

Grelnike je treba namestiti v najhladnejših delih prostora. Vendar jih ni priporočljivo uporabljati v prostorih z visoko vlažnostjo (kopalnicah, pralnicah, tuših). Na takih mestih se namestijo električne naprave z zaščito pred vplivom vlage, suspendirane v zraku.

V grelnikih cilindrične ali ovalne oblike so sevalniki nestandardne konfiguracije (polobročasti ali cevasti). Lahko jih pritrdimo na strop ali stene, odvisno od značilnosti konstrukcije. Cilindrični grelniki se odlikujejo po krožnem območju usmerjenosti infrardečega sevanja.

Pogoste možnosti uporabe

Infrardeči grelniki se lahko uporabljajo v zaprtih in odprtih prostorih. Z njimi lahko ogrevate teraso, balkon, otroško sobo ali dnevno sobo. Tudi MK naprave s zmožnostjo ogrevanja s konvekcijo so primerne za preprečevanje nastajanja ledu na stopnišču.

Ker pri ogrevanju prostora z infrardečimi žarki v zraku ne postane manj kisika (in se ne izsuši), je priporočljivo uporabljati IR-naprave v prostorih, kjer živijo majhni otroci, astmatiki ali alergiki.

Vendar mikatermični sistemi ne služijo le zasebnikom, ampak so iskani v:

• medicini za terapijo pacientov z motnjami krvnega obtoka, srčno-žilnimi patologijami, migrenami in pogostimi ORZ;
• veterini za zdravljenje živali;
• masažnih kabinah (masaža pod infrardečim sevanjem prispeva k zmanjšanju telesne teže);
• pisarnah za uničevanje virusov in bakterij.

S pomočjo mikatermičnih grelnikov je mogoče ustvarjati toplotne zavese nad panoramskimi okni in drugimi svetlobno prepustnimi steklenimi konstrukcijami, ki se odlikujejo po slabih toplotnoizolacijskih lastnostih.

Za uničevanje bakterij je treba mikatermični grelec pustiti vklopljenega več ur. Vendar te naprave ne priporočamo uporabljati izključno za dezinfekcijo, saj ne uniči vseh virusov, gliv in plesni, ki so v prostoru.

Prednosti in slabosti mikatermičnih grelcev

Prednosti in pomanjkljivosti mikatermičnega grelca so posledica principa delovanja in zasnove opreme.

Naprava ima obsežen nabor prednosti, med katerimi so:

• energijska učinkovitost;
• visoka hitrost ogrevanja;
• kompaktnost ohišja;
• stilski videz;
• majhna teža (odvisno od vrste naprave se giblje med 3–4 kg);
• varnost;
• vzdrževanje zdrave mikroklime v prostoru;
• minimalno hrupno ozadje med delovanjem itd.

Prav tako mikatermični grelec preprečuje razvoj mikrobne in virusne mikroflore ter uničuje glive v prostoru. Vendar ta naprava nima bakteriocidnega učinka in se ne more uporabljati enakovredno ultravijoličnim svetilkam za kvarčenje.

Med delovanjem infrardeče naprave se pod stropom ne tvori kopičenje zračne mase. Zaradi tega je IR-oprema odlično primerna za prostore z visokimi stropi, saj toplota ne bo razpršena po celotni površini. Toda skozi odprtine v ohišju naprave pride veliko prahu, ki ga je skoraj nemogoče odstraniti od tam.

Ob vklopu naprave se prah in umazanija segrejeta in slabo dišita. Vonj bo izginil šele, ko prah popolnoma zgori. Omeniti velja, da bo tak smrad mikatermični grelni aparat izžareval vsakič, ko bo dlje časa stal izklopljen.

Kako pravilno izbrati ustrezen model?

Pri nakupu mikatermičnega grelca je treba izhajati iz značilnosti prostora, v katerem bo nameščen. Približno na vsakih 10 m² bivalnega prostora je treba vzeti 1 kW moči brez upoštevanja toplotnih izgub.

Če bo to edini vir toplote, je treba izbrati napravo z večjo močjo. Če pa infrardeči grelec kupujete za majhno počitniško hišico, lahko izberete napravo z močjo največ 70 W na 1 m².

V resnici je težko ogreti prostor samo z enim mikatermičnim grelcem, saj je treba zelo dobro premisliti o postavitvi naprave. Maksimalno segrevanje zraka in predmetov bo opazno le na razdalji nekaj metrov od sprednje plošče.

Pred nakupom MK grelnika morate od prodajalca zahtevati vso potrebno spremno dokumentacijo, vključno s higienskim certifikatom za izolator. Bolje je kupiti opremo z bazaltnim izolatorjem, ki se lahko uporablja tudi v živilski industriji (oznake o tem so običajno prisotne v higienskem certifikatu).

Vsaka električna oprema potrebuje pravočasno in celovito nego. Zaradi posebnosti gradnje je treba mikatermične grelnike redno sesati in obrisati z vlažno krpo, da se očistijo nabranega prahu. Pred čiščenjem naprave je treba izključiti napajanje.

Ali so infrardeči valovi škodljivi za organizem – mit?

Infrardeči valovi predstavljajo običajno elektromagnetno sevanje, ki je po strukturi podobno sončnim žarkom. Škoda in korist IR-sevanja se določata glede na globino prodiranja teh valov v kožo.

Obstajajo 3 vrste grelnih naprav v odvisnosti od valovne dolžine in temperature segrevanja grelnega elementa:

• naprave z največjim segrevanjem do 300 stopinj in valovno dolžino 50–200 mikronov;
• aparati, ki se segrejejo do 600 stopinj, z valovno dolžino 2,5–50 mikronov;
• grelniki s segrevanjem do 800 stopinj in valovno dolžino 0,7–2,5 mikronov.

Torej, višja kot je temperatura segrevanja naprave, več kratkih valov bo oddanih. Za običajnega zdravega človeka so varne toplotne valove dolžine približno 9,6 mikronov. Proizvajalci v tehničnem listu naprave navedejo obseg infrardečega sevanja.

Informacije o obsegu infrardečega sevanja lahko najdete v spremni dokumentaciji grelnikov ali na škatli izdelka. Odsotnost teh informacij kaže na bistvene kršitve s strani proizvajalca.

Običajno se giblje v območju 2–10 mikronov. Pri tem je intenzivnost IR-sevanja odvisna od značilnosti segrete površine (zlasti njenega koeficienta sevanja). Najmočnejše sevanje izhaja iz segretega črnega predmeta.

Vsako daljše usmerjeno infrardeče sevanje ima slab vpliv na človeški organizem, ki se kaže v:

• izsuševanju kože;
• poslabšanju vida (pri dolgotrajnem obsevanju se poveča tveganje za razvoj katarakte);
• motnji v strukturi celičnih membran (značilno za kratke infrardeče valove) itd.

Še posebej nevarno je namestiti močan stropni grelnik v prostoru z nizkimi stropi. V tem primeru bodo infrardeči žarki nenehno greli človeško glavo in lahko povzročijo razvoj najrazličnejših bolezni.

Toda dejansko škodo lahko ti infrardeči grelniki povzročijo samo v primeru stalnega usmerjenega toka na človeka. V idealnem primeru je treba naprave namestiti tako, da grelniki oddajajo svojo toploto stenam ali kosom pohištva, vendar niso usmerjeni na človeka.

Grelnik ne sme biti ves čas usmerjen v človeka. Infrardeče sevanje je koristno le v majhnih količinah.

Vendar pa na Japonskem in v Evropi celotni inštituti razvijajo metode za boj proti raku na podlagi vpliva infrardečega sevanja. Znanstvene raziskave so dokazale, da infrardeči valovi, ki prodrejo v kožo do 14–20 cm, izvajajo učinkovito detoksikacijo celic.

To se zgodi zaradi selektivne hipertermije, povečane biokemične cirkulacije in odprave zastojnih pojavov v tkivih. Rezultat uporabe sevanja je odvisen od pravilno izbranih shem, mikatermični grelnik pa je popolnoma varen za zdravje, če se pri njegovi namestitvi ravna po načelih zdrave pameti.

Zaključki in koristen video na to temo

V videu je predstavljen pregled mikatermičnega grelnika MK-1501 – inovativne opreme, na primeru katerega je mogoče razumeti načelo delovanja infrardečih grelnikov:

Mikatermični grelnik je inovativna električna naprava, ki se uporablja za ogrevanje prostorov. Njegovo delovanje temelji na infrardečem sevanju iz mikanitnih elementov. Oprema se odlikuje po visoki energetski učinkovitosti, kompaktnosti in večnamenskosti.

Želite deliti svoje izkušnje pri izbiri infrardečega grelnika? Imate koristne informacije o temi članka? Prosimo, napišite komentarje v spodnjem okvirju, objavite fotografije, postavite vprašanja.