Mikatermilised küttekehad: seade, tööpõhimõte, eelised ja puudused

Ressursside säästmise probleem puudutab järk-järgult kõiki inimese eluvaldkondi. Kui me täna ei säästa soojust ja energiat, peame homme silmitsi seisma loodusvarade nappusega. Kaasaegne teadus on suunatud energiatõhusate «nutikate» seadmete väljatöötamisele, mille üheks on mikatermiline kütteseade IR-kiirgusega.

Kõike uuendusliku kütteseadmete tüübi seadmest ja tööpõhimõtetest saate teada meie esitatud artiklist. Me räägime selle sortidest, nende iseloomulikest erinevustest ja valikureeglitest. Samuti analüüsime, kas soojusinfrapunakiirgus on koduses kasutuses kahjulik või kasulik.

Üldteave mikatermiline kütteseade

Mikatermiline kütteseade on elektriseade, mis levitab infrapunaseid soojuslaineid. IR-soojus on elektromagnetiline kiirgus, mis hõlmab  spektripiirkonda inimsilma nähtava valguse punase serva (lainepikkusega λ = 0,74 μm) ja mikrolainekiirguse (lainepikkusega umbes 1-2 mm) vahel.

Kütteseade eristub mitmekihilise konstruktsiooniga. Iga selle koostises olev mittemetall- ja metallkiht täidab rangelt määratletud funktsiooni. Mõned isoleerivad, teised koondavad ja peegeldavad soojuslaineid. Tööpõhimõte on äärmiselt lihtne ja mikatermilise infrapunakütteseadme seade on täiesti arusaadav.

Mikatermilise kütteseadme ehitus

MK kütteseadme väljatöötamise aluseks on kosmosetehnoloogia saavutused.  Väliselt sarnaneb see aga tavalise konvektoriga.

IR-seade koosneb:

• kütteelemendist – vilguplaadist, millesse on põimitud takistuslikud tasapinnalised elemendid või nitrohroomsed traatmähised;
• isolaatorist, mis takistab seadme ülekuumenemist (enamasti kasutatakse basalti);
• seadme metallkorpusest;
• kaitsvast metallvõrest, mille kaudu infrapunakiirgus läbib;
• tugialusest ja liigutamise rullikutest.

Juhtimiseks ja töö kontrollimiseks on kütteseade varustatud:

• kaugjuhtimispuldiga;
• puute- või nupupaneeliga;
• temperatuuri regulaatoriga;
• indikaatortabloo, mis aitab mõista, millises olekus seade on;
• võimsuse regulaatoriga (enamikul müügil olevatel küttekehadel on võimsus 1–2 kW).

MK-küttekehade peamisteks tööorganiteks on mikaniitkütteseadmed. Neid toodetakse Micathermik (Mikatermik) tehnoloogia abil. See tehnoloogia seisneb vilgukivi kihiti kandmises metallist kütteelementidele.

Mikaniitkütteseade paigutatakse vilgukivist korpusesse. See transpordib kütteseadmelt saadud soojusenergiat töödeldavasse ruumi. Infrapunasoojus suunatakse ümbritsevatele esemetele ja nende kaudu see edastatakse teenindatavasse tuppa. Seejuures ei kasutata ei vee- ega õlipõhiseid soojuskandjaid.

Mikaniitkütteseadet on võimalik näha ainult elektriseadet lahti võttes. Kuid seadme lahtivõtmisel on oluline mitte kahjustada kütteseadet ega muuta selle asendit seadme sees. Kui kontakti tihedus rikutakse, väheneb kütteefekt.

Mikaniit on paber, mis on pressitud väikestest vilgukivi soomustest. See oma struktuurilt soomuseline mineraal on üsna habras, selle kihid on õhendatud millimeetri murdosadeni. Vilgukivil on head elektriisolatsiooni-, soojusjuhtivus- ja kuumakindlad omadused. Seda kasutatakse sageli raadioelementides ja kondensaatorites.

Mineraali kuumenemine toimub äärmiselt lühikese ajaga, ulatudes 200 ja rohkem kraadini. Tänu vilgukivi sünteetilisele tootmisele suureneb IR-laine pikkus, samal ajal väheneb kiirguse intensiivsus.

Mikaniidi segamisel kuumakindla sideainega ja nende pressimisel toodetakse kuumakindlaid lehti, millel on head dielektrilised omadused ja mida saab kasutada küttekehades. Lisaks ei eralda vilgukivi kuumutamisel toksilisi komponente.

Vilgukivikihid isoleerivad kütteelemendi teistest konstruktsiooniosadest ja edastavad soojust. Vilgukiviplaatide paksus valitakse hoolikalt sõltuvalt seadme üldmõõtmetest. Tavaliselt on see mitte rohkem kui 0,03–0,025 mm.

Vilgukivi soojuspaisumine langeb alati kokku südamiku soojuspaisumisega. Tänu sellele saavutatakse töös maksimaalne vaikus, kuna kõikvõimalikud klõpsud ja koputused seadme sees on välistatud.

Kütteelemendi ja vilgukiviplaatide vahel on kaks täiendavat kihti: sisemine ja välimine. Sisemine kiht peegeldab soojust, mille tõttu toimub IR-kiirguse täielik ülekanne valitud küttepiirkonda. Välimine kiht vastutab temperatuurivoogude tugevdamise eest.

Mikaniitkütteelement asetatakse metallkorpusesse, millel on võrgusisestused. Läbi perforeeritud “kesta” läbib vabalt infrapunane kiirgussoojus. Konstruktsioon on läbi mõeldud nii, et seadme poolt tarnitud soojusenergia jaotub ruumis maksimaalse ühtlusega.

Suurim infrapunakiirgus mikatermilisest seadmest esineb otse seadme ees, seda tuleb arvestada esemete paigutamisel. Ei soovitata paigaldada seadet voodi vastas või töölaua vahetus läheduses.

Lisaks infrapunasele soojuskiirgusele tööle pandud MK-küttekehast levib märgatav tõusva sooja õhu vool läbi resti ülemise otsa (konvektsioonimeetod), kuigi seadme korpus ise ei kuumene.

Töö käigus kiirgab seade infrapuna- ja elektromagnetlaineid, mis on elusolenditele ohutus vahemikus. Tänu sellele saab mikatermilisi küttekehasid kasutada lasteaedades või haiglates.

MK kütteseadme tööpõhimõte

Iga mikatermilise küttekeha toime põhineb soojuse edastamisel infrapunakiirguse (80% kogu võimsusest) ja konvektsioonkütte meetodil, mis tuleneb õhu liikumise tekitamisest temperatuurierinevuse tõttu (20%). Tänu kahe küttemeetodi kombinatsioonile saavutatakse maksimaalne võimalik tõhusus.

St see soojendab õhumahtu ja esemeid infrapunakiirguse abil eemalt. Tänu sellele toimub soojuse ülekanne palju kiiremini, kui võrrelda seda vee- või õliradiaatoriga. Tavaline vee-, gaasi- või elektriline konvektor soojendab ainult seda õhku, mis puutub kokku tema ribidega.

MK küttekeha edastab energiat objektile minimaalse hajumisega. Objektiks võivad olla nii esemed, loomad kui ka inimesed. Pealegi muutuvad asjad ja seinad pärast infrapunakiirguse mõju ise soojusallikateks ja soojendavad õhku.

Väljaspool IK-küttekeha toimeala ruum praktiliselt ei soojene. Samal ajal väheneb soojusvoo tihedus küttekeha ja eseme vahelise kauguse suurenemisega.

Siiski on IK-küttekeha asendamatu, kui on vaja kiiresti soojendada mõnda ühte eset ruumis. Seadme korpus ise, isoleeritud basalti sisaldava seguga, ei saavuta kõrgeid temperatuure (üle 60 kraadi), mis välistab põletuste tekke võimaluse juhuslikul kokkupuutel seadmega.

Parim on osta mikatermilised küttekehad teraskorpuses. Sellised konstruktsioonid ei karda väliseid mehaanilisi mõjusid löökidest ja kukkumistest. Pealegi soojenevad nad väga kiiresti.

Kuid kütteseadmel ei tohi riideid kuivatada, kuna esineb süttimisoht. Mõned sünteetilised materjalid, sattudes seadme korpusele, võivad sulada või süttida. Erandiks on spetsiaalsed täiustatud mudelid, mis on varustatud kingariiulite või kokkupandavate kuivatusrestidega puhta pesu jaoks.

Tehniliselt on mikatermilise küttekeha elementide tööpõhimõte üsna lihtne. Kui seade vooluvõrku ühendatakse, hakkab plaat soojenema. See kuumeneb 200-400 Celsiuse kraadini ja edastab soojust vilgukivikihtidele.

Vilgukivist plaatidele antud elektrienergia muundub infrapunakiirguseks, mis on suunatud elektriseadme läheduses olevatele esemetele. Kogu see protsess võtab paar minutit ja ruum muutub soojaks peaaegu kohe pärast seadme sisselülitamist.

Väike ruum (kuni 20 m²) võib mikatermilise seadmega soojeneda 10 minutiga. Kui ruumi õhk saavutab vajaliku temperatuuri, käivitub agregaadis termostaat, mis lülitab küttekeha välja. Seadet saab seadistada ruumis automaatselt mugava temperatuuritausta hoidmiseks.

Kõrge energiatõhusus ja ökonoomia on mikatermiliste küttekehade peamised omadused. Need paistavad silma suure võimsusega, mistõttu tarbivad nad umbes kolmandiku võrra vähem elektrienergiat kui tavalised konvektorid. Infrapunaküttekeha kasutegur on umbes 90%.

Kasulikud lisavalikud

Tavalistel MK küttekehadel on minimaalne hulk seadeid, kuid mõned neist sisaldavad erinevaid lisaelemente sõltuvalt modifikatsioonist.

Nende elementide hulka kuuluvad:

• sisseehitatud termoregulaatorid, mis võimaldavad juhtida mitut õhuvoolu;
• vedelkristallekraanid spetsiaalsete kaitsefunktsioonidega;
• õhuionisaatorid ja -niisutajad;
• taimerid jne.

Paljudel mikatermilistel küttekehadel on ruumi külmumiskaitse funktsioon. Kui see valik aktiveerida ja seade paigaldada kütmata ruumi, lülitub see automaatselt sisse, kui ruumi temperatuur läheneb nullile.

Samuti on mõned küttekehad varustatud kaitseastmega IP24, mis kaitseb niiskuse eest ja väldib seadme rikke või lühise tõenäosust, kui seadmele satub vett.

Kõik lisaseadmed on algselt mikatermilise küttekeha konstruktsiooni sisse ehitatud. Täpne komplekt sõltub küttekeha tehnilistest omadustest: selle võimsusest, kinnitusviisist ja mõõtmetest.

Klassifikatsioon kiirgussuuna järgi

Kõik mikatermilised küttekehad jagunevad:

• ühekülgsed seadmed, milles infrapunakiired on suunatud ainult ühele küljele;
• kahekülgsed seadmed, mis kiirgavad soojust mõlemale küljele piki toote külgi;
• silindrilised agregaadid, millel on ringikujuline infrapunakiirguse tsoon;

Ühekülgsed küttekehad võivad olla seinakinnituse või põrandal seisvad. Neil on võrguga esikülg ja tagakülg. Tagaküljel on väikesed ventilatsiooniavad alumises osas.

Kahekülgsed küttekehad paigaldatakse põrandale. Nendes on kaks tööplaati, mis toodavad infrapunakiiri. Kütteplaadid on varustatud metallvõrkudega. Ühe- ja kahekülgsed küttekehad suunavad infrapunakiired horisontaalselt piki põrandat.

Infrapunakiirte horisontaalne suunamine soodustab ebaühtlast soojuse jaotumist ruumis. Infrapunakiirguse korral on kõige soojem õhk põranda lähedal, mis võimaldab hoida jalgu soojas. Kõrgemal lae lähedal on õhk tavaliselt külmem.

Küttekehad tuleb paigaldada ruumi kõige külmematesse osadesse. Siiski ei soovitata neid kasutada kõrge niiskusega ruumides (vannitubades, pesumajades, duširuumides). Sellistes kohtades paigaldatakse elektriseadmed, mis on kaitstud õhus lendleva niiskuse mõju eest.

Silindri- või ovaalse kujuga küttekehades asuvad mittestandardse varustusega kiirgurid (poolrõngad või torujad). Neid saab kinnitada lakke või seintele sõltuvalt hoone iseärasustest. Silindrikujulised küttekehad eristuvad ringikujulise infrapunakiirguse suunatsooni poolest.

Levinud kasutusvõimalused

Infrapunaküttekehasid saab kasutada nii sise- kui ka välistingimustes. Nende abil saab soojendada terrassi, rõdu, laste- või elutuba. Samuti sobivad MK-seadmed konvektsiooni soojendamise võimega jää tekke vältimiseks trepikojas.

Kuna infrapunakiirtega ruumi soojendades ei vähene õhus hapniku hulk (ega kuivata õhku), soovitatakse IK-seadmeid kasutada ruumides, kus elavad väikesed lapsed, astmaatikud või allergikud.

Kuid mikatermilisi süsteeme ei kasuta ainult eraisikud, vaid need on nõutud ka:

• meditsiinis vereringehäirete, südame-veresoonkonna patoloogiate, migreenide ja sagedaste ägedate hingamisteede infektsioonidega patsientide raviks;
• veterinaarias loomade raviks;
• massaažikabinettides (infrapunakiirguse all tehtav massaaž soodustab kehakaalu vähenemist);
• kontorites viiruste ja bakterite hävitamiseks.

Mikatermiliste küttekehade abil saab luua soojuskardinaid panoraamakende ja teiste läbipaistvate klaaskonstruktsioonide kohale, mida iseloomustavad nõrgad soojusisolatsiooni omadused.

Bakterite hävitamiseks tuleb mikatermiline küttekeha jätta mõneks tunniks sisse lülitatuks. Siiski ei soovitata seda seadet kasutada üksnes desinfitseerimiseks, kuna see ei tapa kõiki ruumis olevaid viirusi, seeni ja hallitust.

Mikatermiliste kütteseadmete eelised ja puudused

Mikatermilise mikatermilise küttekeha eelised ja puudused tulenevad selle tööpõhimõttest ja seadme konstruktsioonist.

Seadmel on muljetavaldav hulk eeliseid, mille hulka kuuluvad:

• Energiatõhusus;
• kõrge küttekiirus;
• kompaktne korpus;
• stiilne välimus;
• väike kaal (olenevalt seadme tüübist varieerub vahemikus 3–4 kg);
• ohutus;
• tervisliku mikrokliima säilitamine ruumis;
• minimaalne müratase töötamise ajal jne.

Samuti hoiab mikatermiline küttekeha ära mikroobse ja viirusliku mikrofloora arengu ning tapab ruumis hallituse. Kuid see seade ei oma bakteritsiidset toimet ja seda ei saa kasutada samaväärsena ultraviolettlampidega kvartsimiseks.

Infrapunaseadme töötamise ajal ei teki lae all õhumassi kogunemist. Tänu sellele sobib IR-seade suurepäraselt kõrgete lagedega ruumidesse, kuna soojus ei haju üle kogu pinna. Kuid seadme korpuse avade kaudu satub sisse palju tolmu, mida sealt peaaegu võimatu eemaldada.

Seadme sisselülitamisel tolm ja mustus kuumenevad ning hakkavad halvasti lõhnama. Lõhn kaob alles siis, kui tolm on täielikult läbi põlenud. Tähelepanuväärne on, et sellist haisu eritab mikatermiline kütteseade iga kord, kui see on pikemat aega välja lülitatuna seisnud.

Kuidas õigesti valida sobiv mudel?

Mikatermilise küttekeha ostmisel tuleb lähtuda ruumi omadustest, kuhu see paigutatakse. Orienteeruvalt iga 10 m² elamispinna kohta tuleks võtta 1 kW võimsust, arvestamata soojuskadusid.

Kui see on ainus soojusallikas, tuleb valida suurema võimsusega seade. Kui aga infrapunaküttekeha ostetakse väikese suvemaja jaoks, võib valida seadme, mille võimsus ei ületa 70 W 1 m² kohta.

Tegelikkuses on ruumi kütta ainult ühe mikatermilise küttekehaga keeruline, kuna tuleb väga hoolikalt läbi mõelda seadme asukoht. Õhu ja esemete maksimaalne kuumutamine toimub ainult paari meetri kaugusel esipaneelist.

Enne MK kütteseadme ostmist tuleb küsida müüjalt kogu vajalikku saatedokumentatsiooni, sh isolatsiooni hügieenisertifikaati. Parem on osta basaltisolatsiooniga seadmeid, mida saab kasutada isegi toiduainetööstuses (märkused selle kohta on tavaliselt hügieenisertifikaadil).

Iga elektriseade vajab õigeaegset ja täielikku hooldust. Ehituse eripära tõttu tuleb mikatermilisi kütteseadmeid regulaarselt tolmuimejaga puhastada ja niiske lapiga üle pühkida, et eemaldada kogunenud tolm. Enne seadme puhastamist tuleb see vooluvõrgust lahti ühendada.

Infrapunakiirte kahjulikkus organismile – müüt?

Infrapunakiired on traditsiooniline elektromagnetkiirgus, mis on struktuurilt sarnane päikesekiirtega. IR-kiirguse kahju ja kasu määratakse nende lainete nahka tungimise sügavuse järgi.

Kütteseadmeid on 3 liiki, sõltuvalt lainepikkusest ja kütteelemendi hõõgtemperatuurist:

• seadmed maksimaalse kuumutamisega kuni 300 kraadi ja lainepikkusega 50-200 mikronit;
• aparaadid, mis kuumenevad kuni 600 kraadini, ja lainepikkusega 2,5-50 mikronit;
• kütteseadmed kuumutamisega kuni 800 kraadi ja lainepikkusega 0,7-2,5 mikronit.

S.t. mida kõrgem on seadme hõõgtemperatuur, seda rohkem lühikesi laineid kiirgub. Tavapärasele tervele inimesele on ohutud soojuslained pikkusega umbes 9,6 mikronit. Tootjad märgivad tehnilise seadme passi infrapunakiirguse ulatuse.

Infot infrapunakiirguse ulatuse kohta võib leida kütteseadmete saatedokumentidest või toote karbilt. Selle teabe puudumine viitab tõsistele rikkumistele tootja poolt.

Tavaliselt varieerub see vahemikus 2–10 mikronit. Samas sõltub IR-kiirguse intensiivsus kuumutatud pinna omadustest (eriti selle kiirgustegurist). Kõige tugevam kiirgus tuleb kuumutatud mustast esemest.

Igasugune pikaajaline sihipärane infrapunakiirgus avaldab inimorganismile halba mõju, mis väljendub järgnevas:

• nahapinna kuivamises;
• nägemise halvenemises (pikaajalisel kiiritamisel suureneb katarakti tekke risk);
• rakumembraanide struktuuri häirimises (iseloomulik lühikeste infrapunalainete puhul) jne.

Eriti ohtlik on paigaldada võimas laekütteseade madalate lagedega ruumi. Sel juhul soojendavad infrapunakiired pidevalt inimese pead ja võivad põhjustada mitmesuguste haiguste teket.

Kuid reaalset kahju võivad need infrapunakütteseadmed põhjustada ainult siis, kui kiirgus on pidevalt suunatud inimesele. Ideaalis tuleks seadmed paigaldada nii, et kütteseadmed annaksid oma sooja seintele või mööbliesemetele, kuid ei ole suunatud inimesele.

Küttekeha ei tohi olla kogu aeg inimese suunas suunatud. Infrapunakiirgus on kasulik ainult väikestes kogustes.

Samas arendavad Jaapanis ja Euroopas terved instituudid infrapunakiirguse mõjul põhinevaid vähktõve vastaseid meetodeid. Teaduslike uuringute käigus on tõestatud, et IR-lained, tungides nahka 14–20 cm sügavusele, viivad läbi tõhusat rakkude detoksikatsiooni.

See toimub valikulise hüpertermia, biokeemilise tsirkulatsiooni tõstmise ja kudedes esinevate ummiknähtude kõrvaldamise arvelt. Kiirguse kasutamise tulemus sõltub õigesti valitud skeemidest ning mikatermiline küttekeha on tervisele täiesti ohutu, kui selle paigaldamisel juhinduda mõistuse kaalutlustest.

Järeldused ja kasulik video teemal

Videoklipis tutvustatakse mikatermilise küttekeha MK-1501 ülevaadet – uuenduslikku seadet, mille näitel saab aru infrapunaküttekehade tööpõhimõttest.

Mikatermiline küttekeha on uuenduslik elektriseade, mida kasutatakse ruumide kütmiseks. Selle töö põhineb infrapunakiirgusel mikaniitelementidelt. Seade paistab silma kõrge ebaefektiivsuse ja energiatõhususe, kompaktsuse ning multifunktsionaalsuse poolest.

Soovite jagada oma kogemusi infrapunaküttekeha valikul? Teil on kasulikku teavet artikli teemal? Palun kirjutage kommentaare allpool asuvasse plokki, lisage fotosid, küsige küsimusi.