Принцип работы

Все тела, обладающие температурой выше абсолютного нуля (-273 °С), излучают энергию в виде электромагнитного излучения. Это происходит, потому что тепло, которым обладает тело, вызывает колебания его атомов.

Данное излучение принято называть инфракрасным, потому диапазон его волн, находясь вне видимой части спектра электромагнитных волн, примыкает к видимому красному свету. Спектр видимого излучения условно составляют семь цветов радуги, при наложении которых друг на друга получается белый свет.

Инфракрасное излучение распространяется прямолинейно, в том числе при полном отсутствии вещества (в вакууме), при этом его скорость составляет 300000 км в секунду. Когда на пути распространения инфракрасного излучения встречается объект, то часть излучения отражается, а часть поглощается с преобразованием в тепловую энергию.

Мы можем наглядно объяснить данный процесс на паре примеров:
Лыжник может почувствовать приятное тепло солнечных лучей, несмотря на то, что кругом снег и температура воздуха чрезвычайно низкая.

Цыпленок может совершенно нормально расти под инфракрасным излучением, даже если птичник, в котором он находится, не отапливается.

Инфракрасный нагрев может обеспечивать комфортные условия для нахождения в помещении, при этом температура стен и воздуха остается ниже, чем при обогреве традиционным методом (нагревом воздуха в помещении). Именно это свойство делает инфракрасный нагрев более экономичным.

Интенсивность излучаемой энергии зависит от длины электромагнитных волн.

Чем короче длина волны, тем глубже излучение проникает в тело. Длина волны инфракрасного излучения измеряется в микронах, и зависимость глубины проникновения от длины волны можно представить следующим образом:

• 5 микрон и больше: поверхностное поглощение тепла
• 1,5-5 микрон: тепло поглощается кожей и эпидермисом
• 0,76 - 1,5 микрона: глубокое проникновение тепла.

Органическая материя – это, как известно из химии, соединения углерода. Она  также включает в себя водород, кислород, азот, фосфор и серу и обладает исключительной способностью к поглощению инфракрасного излучения и преобразования его в тепло. Все органические тела, содержащие воду, например, яблоко или плоть живых организмов, являются необычайно эффективным рецепторами инфракрасного излучения, способными преобразовать до 90% поглощенного излучения в тепло.

Блестящие металлические поверхности являются плохими рецепторами, если только они не окислены или не покрыты органической краской или другим органическим покрытием.

На практике, хороший инфракрасный нагревательный прибор должен излучать в диапазоне от 2 до 8 микрон. На максимальных режимах температура элементов может достигать 1000 °С.

Чем выше температура излучающей поверхности, тем больше отношение количества излученного тепла к количеству произведенного тепла.

Данная формула известна как «коэффициент эффективности излучения».

Коэффициент эффективности излучения крайне важен с точки зрения затрат и качества прибора.

Коментарии:

Нагревательный прибор можно считать инфракрасным, только если его коэффициент эффективности излучения достигает 38%. Т.е. только 62% производимой прибором энергии выделяется в виде конвекционного тепла.

Когда даже небольшая часть теплового излучения прибора направлена на пол, обогрев полученный таким методом называют местным.

Высокоэффективные нагреватели направляют на пол в виде инфракрасного излучения большую часть выработанной энергии. Так как при повышении температуры источника излучения значительно возрастает количество излучаемой энергии, то нагреватели, при необходимости, можно подвешивать выше для покрытия большей площади.

Например:

Если инфракрасный брудер INFRACONIC® 5000 с температурой источника, достигающей 950 °С, и коэффициентом эффективности излучения 68% подвесить на высоте 1,6м, то зона обогрева будет достигать в диаметре 7,5м.

Если инфракрасный брудер INFRACONIC® 10000 с температурой источника, достигающей 950 °С, и коэффициентом эффективности излучения 68% подвесить на высоте 2,5м, то зона обогрева будет достигать в диаметре 15м.

Обогрев при направлении значительной части излучения в заселенную зону помещения обычно называется «окружающее излучение».

В Европе данный тип приборов официально называется «подвесной излучающий нагреватель».

Коэффициент эффективности излучения у большинства газовых нагревателей, производимых в Великобритании, США или Японии обычно не превышает 35%, что ниже уже упомянутого порога 38%.

При использовании высокоэффективных инфракрасных обогревателей обитатели помещения будут согреты, в то время как температура окружающей среды будет достаточно низкой.

В помещениях для выращивания пол покрыт соломой или опилками, которые хорошо поглощают излучение, так как являются органическими, и возвращают тепло в атмосферу путем конвекции. В результате температура воздуха увеличивается только за счет этого побочного эффекта превращения энергии в конвекционное тепло.

Инфракрасное излучение особенно хорошо подходит для обогрева просторных помещений, где важно обеспечить обогрев только нижней части помещения, плотно населенной поголовьем, для экономии материальных затрат.

Используя инфракрасный обогрев, можно достичь значительной экономии средств, порядка 20-30%, по сравнению с конвекционным отоплением или вентиляцией теплым воздухом. Поэтому брудеры INFRACONIC® с высоким коэффициентом эффективности излучения являются мощным средством экономии энергии.

ТЕПЛОПЕРЕДАЧА

Влияние теплопередачи зачастую недооценивается

Поддержание необходимой температуры птицы вплоть до забойного возраста достигается не только правильным питанием, но и прежде всего применением правильного нагревательного прибора.

Но как фактически может происходить процесс теплопередачи от нагревателя к птице?

Существует три разных способа теплопередачи:

Контакт: птица поглощает (или отдает) тепло при контакте с полом, стенами и другими птицами

Конвекция: когда воздух передает/забирает тепло под перьями птицы и в ее легких

Излучение: тепло передается от нагревательного прибора к животному без нагрева окружающего воздуха точно так же, как солнечные лучи распространяются в пространстве. Для передачи тепла таким способом не требуется промежуточной среды (вода, воздух, твердое тело и т.д.)

Большинство нагревательных приборов работают на основе всех трех способов передачи энергии.

Калориферы и воздухонагреватели работают только на принципе конвекции. В данном случае измерения температуры, выполненные обыкновенным термометром, будут достаточны для определения теплопередачи между воздухом и птицей.

Радиаторы передают часть энергии путем излучения, часть - путем конвекции (нагрева воздуха). Радиаторы или брудеры различаются по  отношению излучения к конвекции. Но обычные температурные датчики, используемые в сельском хозяйстве, не измеряют излучение.

Единственным датчиком, способным измерять как конвекцию, так и излучение, а, следовательно, всю теплопередачу, является так называемый датчик «черное тело Миссенарда»

Из-за неспособности обычных термометров учитывать энергию излучения газовые брудеры зачастую применяются неправильно: с перегревом, перерасходом газа и высокими затратами (когда должно быть обратное). В результате фермеры отказываются от брудеров с высоким коэффициентом эффективности излучения.

Птицеводы, которые измеряют температуру обычным датчиком температуры, зачастую расположенным над брудером, недооценивают инфракрасный обогрев птицы и ошибочно считают, что птица мерзнет.