Mikatermické ohřívače: zařízení, princip práce, výhody a nevýhody

Problém úspory zdrojů postupně zasahuje všechny oblasti lidského života. Pokud dnes nebudeme šetřit teplem a energií, zítra budeme muset čelit nedostatku přírodních zásob. Moderní věda se zaměřuje na vývoj energeticky účinných „chytrých“ zařízení, jedním z nichž je mikatermický ohřívač s infračerveným zářením.

Vše o konstrukci a principech fungování inovativní varianty topných zařízení se dozvíte z námi představeného článku. Povíme si o jeho variantách, jejich charakteristických odlišnostech a pravidlech výběru. Také rozebereme, zda je tepelné infračervené záření v domácnosti škodlivé nebo prospěšné.

Obecné informace o mikatermickém ohřívači

Mikatermický ohřívač je elektrické zařízení šířící infračervené tepelné vlny. IR teplo je elektromagnetické záření zaujímající oblast spektra mezi červeným okrajem světla viditelného lidským okem (s vlnovou délkou λ = 0,74 μm) a mikrovlnným zářením (vlnová délka asi 1-2 mm).

Ohřívač se vyznačuje vícevrstvou konstrukcí. Každá z vrstev nekovů a kovů plní přesně stanovenou funkci. Některé izolují, jiné koncentrují a odrážejí tepelné vlny. Princip činnosti je velmi jednoduchý a konstrukce mikatermického infračerveného ohřívače je zcela srozumitelná.

Konstrukce mikatermického topného zařízení

Základem vývoje MK ohřívače jsou úspěchy  kosmických technologií. Navenek však vypadá jako obyčejný konvektor.

IR zařízení se skládá z:

• topného prvku – slídové destičky s ponořenými rezistivními plochými prvky nebo nitochromovými drátěnými závity;
• izolátoru zabraňujícího nadměrnému zahřívání zařízení (nejčastěji vyrobeného za použití čediče);
• kovového krytu zařízení;
• ochranné kovové mřížky, kterou prochází infračervené záření;
• podstavce pro nohy a koleček pro přemisťování.

Pro řízení a kontrolu provozu je topné zařízení vybaveno:

• dálkovým ovládáním;
• dotykovým nebo tlačítkovým ovládacím panelem;
• regulátorem teploty;
• indikačním displejem, který pomáhá pochopit, v jakém stavu se zařízení nachází;
• regulátorem výkonu (většina prodávaných modelů ohřívačů má výkon 1-2 kW).

Hlavními pracovními částmi ohřívačů MK jsou mikanitové ohřívače. Jsou vyráběny technologií Micathermik (Mikatermik). Tato technologie spočívá v nanášení slídy na kovové topné prvky po vrstvách.

Mikanitový ohřívač je umístěn v pouzdře vyrobeném ze slídy. Ten dopravuje tepelnou energii získanou z ohřívače do vytápěné místnosti. Infračervené teplo směřuje na okolní předměty a odtud se již přenáší do obsluhované místnosti. Přitom se nepoužívají žádná vodní ani olejová teplonosná média.

Mikanitový ohřívač lze vidět pouze po rozebrání elektrického zařízení. Při rozebírání zařízení je však důležité nepoškodit ohřívač a nezměnit jeho polohu uvnitř přístroje. Pokud dojde k porušení hustoty kontaktu, účinek ohřevu se sníží.

Mikanit je papír slisovaný z nejjemnějších šupinek slídy. Tento šupinatý minerál je poměrně křehký, jeho vrstvy jsou ztenčeny na zlomky milimetru. Slída má dobré elektroizolační, tepelně vodivé a tepelně odolné vlastnosti. Často se používá v rádiových prvcích a kondenzátorech.

Zahřívání minerálu probíhá v extrémně krátké době, dosahuje 200 a více stupňů. Díky syntetické výrobě slídy se zvyšuje délka IR vlny, přičemž se snižuje intenzita záření.

Při smíchání mikanitu s tepelně odolným pojivem a jejich lisováním se vyrábějí tepelně odolné desky s dobrými dielektrickými vlastnostmi, které lze použít v ohřívačích. Kromě toho slída při zahřívání neuvolňuje toxické složky.

Slídové vrstvy izolují topný prvek od ostatních částí konstrukce a přenášejí teplo. Tloušťka slídových desek je pečlivě volena podle celkových rozměrů zařízení. Obvykle činí nejvýše 0,03-0,025 mm.

Tepelná roztažnost slídy vždy odpovídá tepelné roztažnosti jádra. Díky tomu je dosaženo maximální tichosti provozu, protože jsou vyloučeny všechny možné cvakání a klepání uvnitř zařízení.

Mezi topným prvkem a slídovými deskami se nacházejí 2 další vrstvy: vnitřní a vnější. Vnitřní vrstva odráží teplo, čímž dochází k úplnému vyzařování infračerveného záření do zvoleného prostoru k vytápění. Vnější vrstva zodpovídá za zesílení teplotních toků.

Topný mikatermický prvek je umístěn v kovovém těle se síťovými vložkami. Perforovaným “pláštěm” volně prochází infračervené sálavé teplo. Konstrukce je navržena tak, aby se tepelná energie dodávaná zařízením rozváděla po místnosti s maximální rovnoměrností.

Nejsilnější infračervené záření z mikatermického zařízení je pozorováno přímo před zařízením, je třeba to brát v úvahu při rozmísťování předmětů. Nedoporučuje se umísťovat topidlo naproti posteli nebo v bezprostřední blízkosti pracovního stolu.

Kromě infračerveného tepelného záření z uvedeného MK-ohřívače do provozu se šíří znatelný proud stoupajícího teplého vzduchu horním čelem mřížky (konvekční metodou), i když samotné tělo zařízení se nezahřívá.

Během provozu zařízení vyzařuje infračervené a elektromagnetické vlny, které jsou v bezpečném rozsahu pro živé bytosti. Díky tomu lze mikatermické ohřívače používat v mateřských školách nebo nemocnicích.

Princip činnosti MK ohřívače

Činnost každého mikatermického ohřívače je založena na přenosu tepla infračerveným zářením (80 % celkového výkonu) a metodou konvekčního ohřevu díky vytvoření pohybu vzduchu vlivem teplotního rozdílu (20 %). Kombinací 2 metod vytápění je dosaženo maximální možné účinnosti.

Tj. ohřívá objem vzduchu a předměty pomocí infračerveného záření na dálku. Díky tomu dochází k přenosu tepla mnohem rychleji ve srovnání s vodním nebo olejovým radiátorem. Obyčejný vodní, plynový nebo elektrický konvektor totiž ohřívá pouze ten vzduch, který se dotýká jeho žeber.

MK ohřívač předává energii objektu s minimálním rozptylem. Rolí objektu mohou být jak předměty, tak zvířata i lidé. Věci a stěny se po působení infračervených vln samy stávají zdroji tepla a ohřívají vzduch.

Mimo dosah IR-ohřívače se místnost prakticky nezahřívá. Přitom hustota tepelného toku klesá s rostoucí vzdáleností mezi ohřívačem a předmětem.

IR-ohřívač je však nepostradatelný, pokud je třeba rychle zahřát nějaký jeden předmět v místnosti. Samotné tělo zařízení, izolované hmotou s použitím čediče, nedosahuje vysokých teplot (nad 60 stupňů), což vylučuje možnost vzniku popálenin při náhodném kontaktu s přístrojem.

Nejlépe uděláte, když si koupíte mikatermické ohřívače v ocelovém pouzdře. Těmto konstrukcím nehrozí vnější mechanické vlivy od nárazů a pádů. Navíc se velmi rychle zahřívají.

Na ohřívači však nemůžete sušit oblečení, protože hrozí nebezpečí vznícení. Některé syntetické materiály, které se dostanou na tělo zařízení, se mohou roztavit nebo vznítit. Výjimkou jsou speciální vylepšené modely vybavené poličkami na boty nebo skládacími sušáky na čisté prádlo.

Technicky je princip činnosti prvků mikatermického ohřívače poměrně jednoduchý. Když je zařízení zapojeno do sítě, začne se zahřívat deska. Zahřeje se na 200–400 stupňů Celsia a předává teplo slídovým vrstvám.

Elektrická energie dodaná slídovým deskám se přemění na infračervené záření, které je směrováno na předměty v okolí elektrického spotřebiče. Celý tento proces trvá několik minut a v místnosti je teplo prakticky ihned po zapnutí zařízení.

Malá místnost (do 20 m²) se může mikatermickým zařízením ohřát za 10 minut. Když vzduch v místnosti dosáhne požadované teploty, v jednotce se spustí termostat, který ohřívač vypne. Zařízení lze nastavit na automatické udržování komfortní teploty v místnosti.

Vysoká energetická účinnost a hospodárnost – to jsou hlavní vlastnosti mikatermických ohřívačů. Vyznačují se vysokým výkonem, a proto spotřebují přibližně o třetinu méně elektřiny ve srovnání s běžnými konvektory. Účinnost infračerveného ohřívače je přibližně 90 %.

Užitečné doplňkové funkce

Standardní MK ohřívače mají minimální množství nastavení, ale některé z nich disponují různými doplňkovými prvky v závislosti na modifikaci.

K takovým prvkům patří:

• vestavěné termoregulátory umožňující regulovat několik proudů vzduchu;
• displeje z tekutých krystalů se speciálními ochrannými funkcemi;
• ionizátory a zvlhčovače vzduchu;
• časovače atd.

Mnohé mikatermické ohřívače mají funkci ochrany místnosti před promrzáním. Pokud tuto možnost aktivujete a přístroj umístíte do nevytápěné místnosti, bude se automaticky zapínat, když se teplota v místnosti přiblíží k nule.

Také některé ohřívače jsou vybaveny stupněm krytí IP24, který chrání před vlhkostí a zabraňuje možnosti poruchy zařízení nebo zkratu v případě, že se na zařízení dostane voda.

Všechna doplňková zařízení jsou původně zabudována do konstrukce mikatermického ohřívače. Přesná výbava závisí na technických parametrech ohřívače: jeho výkonu, způsobu upevnění a rozměrech.

Klasifikace podle směru záření

Všechna mikatermická topidla se dělí na:

• jednostranná zařízení, u nichž jsou infračervené paprsky směrovány pouze na jednu stranu;
• oboustranná zařízení, která vyzařují teplo na obě strany po bocích výrobku;
• válcové jednotky s kruhovou zónou infračerveného záření.

Jednostranná topidla mohou být nástěnná nebo podlahová. Mají přední síťovanou a zadní stranu. Zadní strana má malé ventilační otvory ve spodní části.

Oboustranná topidla se instalují na podlahu. Mají dvě pracovní desky, které produkují infračervené paprsky. Topné desky jsou opatřeny kovovými mřížkami. Jednostranná a oboustranná topidla směrují infračervené paprsky horizontálně podél podlahy.

Horizontální dodávka IR paprsků přispívá k nerovnoměrnému rozložení tepla v místnosti. Při infračerveném záření je nejteplejší vzduch blíže k podlaze, což umožňuje udržet nohy v teple. Výše ke stropu je obvykle chladnější.

Topidla je třeba instalovat v nejchladnějších částech místnosti. Nedoporučuje se je však používat v místnostech s vysokou vlhkostí (koupelny, prádelny, sprchy). V takových místech se instalují elektrické spotřebiče s ochranou proti působení vlhkosti ve vzduchu.

V topidlech válcovitého nebo oválného tvaru jsou zářiče nestandardní konfigurace (půlkruhové nebo trubicové). Lze je připevnit ke stropu nebo ke stěnám v závislosti na konstrukčních vlastnostech. Válcová topidla se vyznačují kruhovou zónou směrovosti infračerveného záření.

Běžné možnosti použití

Infračervená topidla lze použít v uzavřených i otevřených prostorách. S jejich pomocí lze vytápět terasu, balkon, dětský pokoj nebo obývací pokoj. Rovněž MK zařízení se schopností vytápět konvekcí jsou vhodná pro zabránění vzniku ledu na schodišti.

Protože při vytápění místnosti infračervenými paprsky neklesá množství kyslíku ve vzduchu (a nevysušuje se), doporučuje se používat IR zařízení v místnostech, kde žijí malé děti, astmatici nebo alergici.

Ale mikatermické systémy neslouží pouze soukromým osobám, jsou žádané v:

• medicíně pro terapií pacintů s poruchami krevního oběhu, kardiovaskulárními patologiemi, migrénami a častými akutními resiriačními onemuněními;
• veterinářství pro léčbu zvířat;
• masážních salonech (masáž pod iniračerveným zářením přispívá ke snížení hmotnosti);
• kancelářích pro ničení virů a bakterií.

Pomocí mikatermických topidel lze vytvářet tepelné clony nad panoramatickými okny a jinými světlopropustnými skleněnými kontrukcemi, které se vyznačují slabými tepelně izolačními vlastnostmi.

Pro zničení bakterií by měl být mikatermický ohřívač ponechán zapnutý po několik hodin. Nicméně použití tohoto zařízení výhradně k dezinfekci se nedoporučuje, protože přístroj nezabíjí všechny viry, houby a plísně, které se v místnosti nacházejí.

Výhody a nevýhody mikatermických ohřívačů

Výhody a nevýhody mikatermického ohřívače jsou dány principem činnosti a konstrukcí zařízení.

Přístroj se pyšní řadou výhod, mezi něž patří:

• energetická účinnost;
• vysoká rychlost ohřevu;
• kompaktní konstrukce;
• stylový vzhled;
• nízká hmotnost (v závislosti na typu zařízení se pohybuje v rozmezí 3–4 kg);
• bezpečnost;
• udržování zdravého mikroklimatu v místnosti;
• minimální hlučnost při provozu atd.

Také mikatermický ohřívač zabraňuje rozvoji mikrobiální a virové mikroflóry a rovněž ničí plísně v místnosti. Tento přístroj však nemá baktericidní účinek a nelze jej používat na stejné úrovni jako ultrafialové lampy pro křemíkové ozařování.

Během provozu infračerveného zařízení se pod stropem netvoří shluky vzdušné hmoty. Díky tomu je IR zařízení skvěle vhodné do místností s vysokými stropy, protože teplo se nerozptýlí po celé ploše. Do otvorů v krytu přístroje se však dostává mnoho prachu, který je odtud prakticky nemožné odstranit.

Při zapnutí přístroje se prach a nečistoty zahřívají a nepříjemně páchnou. Zápach zmizí až poté, co prach zcela shoří. Je pozoruhodné, že takový zápach bude mikatermické topné zařízení vydávat pokaždé, když bude delší dobu vypnuté.

Jak správně vybrat vhodný model?

Při nákupu mikatermického ohřívače je třeba vycházet z charakteristik místnosti, ve které bude umístěn. Orientačně na každých 10 m² obytné plochy je třeba počítat s výkonem 1 kW bez zohlednění tepelných ztrát.

Pokud se bude jednat o jediný zdroj tepla, je třeba zvolit zařízení s vyšším výkonem. Pokud se infračervený ohřívač kupuje pro malý letní domek, lze zvolit přístroj s výkonem nejvýše 70 W na 1 m².

Ve skutečnosti je obtížné vytopit místnost pouze jedním mikatermickým ohřívačem, protože je třeba velmi dobře promyslet umístění zařízení. Maximální ohřev vzduchu a předmětů bude pozorován pouze na vzdálenost několika metrů od čelního panelu.

Před nákupem MK ohřívače je třeba požádat prodávajícího o veškerou nezbytnou průvodní dokumentaci, včetně hygienického certifikátu na izolátor. Je lepší kupovat zařízení s izolátorem z čediče, který lze použít i v potravinářském průmyslu (poznámky o tom obvykle bývají v hygienickém certifikátu).

Jakékoliv elektrické zařízení potřebuje včasnou a důkladnou péči. Kvůli zvláštnosti konstrukce mikatermické ohřívače je třeba pravidelně vysávat a otírat vlhkým hadříkem, aby se očistily od nahromaděného prachu. Před čištěním zařízení je třeba odpojit od elektřiny.

Škodlivost infračervených vln pro organismus – mýtus?

Infračervené vlny představují tradiční elektromagnetické záření, podobné strukturou slunečním paprskům. Škoda a prospěch IR záření jsou určeny hloubkou pronikání těchto vln do kůže.

Existují 3 druhy topných zařízení v závislosti na délce vln a teplotě žhavení topného prvku:

• zařízení s maximálním ohřevem do 300 stupňů a délkou vlny 50-200 mikronů;
• přístroje zahřívající se do 600 stupňů a s délkou vlny 2,5-50 mikronů;
• ohřívače s ohřevem do 800 stupňů a délkou vlny 0,7-2,5 mikronů.

Tj. čím vyšší je teplota žhavení zařízení, tím více krátkých vln bude vyzařováno. Pro běžného zdravého člověka jsou bezpečné tepelné vlny o délce asi 9,6 mikronů. Výrobci v technickém pasu zařízení uvádějí rozsah infračerveného záření.

Informaci o rozsahu infračerveného záření lze najít v průvodní dokumentaci k ohřívačům nebo na krabici výrobku. Absence této informace svědčí o závažných porušeních ze strany výrobce.

Obvykle se pohybuje v rozmezí 2-10 mikronů. Přitom intenzita IR záření závisí na vlastnostech zahřátého povrchu (zejména jeho emisivity). Nejsilnější záření vychází z zahřátého černého předmětu.

Jakékoliv dlouhodobé cílené infračervené záření má špatný vliv na lidský organismus, který se projevuje v:

• vysychání kůže;
• snížení zraku (při dlouhodobém ozáření se zvyšuje riziko vzniku šedého zákalu);
• porušení struktury buněčných membrán (charakteristické pro krátké infračervené vlny) atd.

Obzvláště nebezpečné je instalovat výkonný stropní ohřívač v místnosti s nízkými stropy. V tomto případě budou infračervené paprsky neustále zahřívat hlavu člověka a mohou vést k rozvoji různých onemocnění.

Ale skutečnou škodu mohou tyto infračervené ohřívače způsobit pouze v případě stálého nasměrovaného proudu na člověka. V ideálním případě by měla být zařízení instalována tak, aby ohřívače předávaly své teplo stěnám nebo předmětům nábytku, ale nebyly namířeny na člověka.

Ohřívač by neměl být neustále namířen na člověka. Infračervené záření je prospěšné jen v malém množství.

Nicméně v Japonsku a Evropě celé instituty vyvíjejí metody boje proti rakovině na základě vlivu infračerveného záření. Během vědeckých výzkumů bylo prokázáno, že IR vlny pronikající do kůže na 14-20 cm provádějí účinnou detoxikaci buněk.

Děje se tak díky selektivní hypertermii, zvýšení biochemické cirkulace a odstranění stagnujících jevů v tkáních. Výsledek použití záření závisí na správně zvolených schématech a mikatermický ohřívač je naprosto bezpečný pro zdraví, pokud se při jeho instalaci řídíte zdravým rozumem.

Závěry a užitečné video k tématu

Ve videu je představen přehled mikatermického ohřívače MK-1501 – inovativního zařízení, na jehož příkladu lze pochopit princip činnosti infračervených ohřívačů:

Mikatermický ohřívač je inovativní elektrické zařízení, které se používá k vytápění místností. Jeho fungování je založeno na infračerveném záření z mikanytových prvků. Zařízení se vyznačuje vysokou neefektivností energetickou účinností, kompaktností a multifunkčností.

Chcete se podělit o vlastní zkušenosti s výběrem infračerveného ohřívače? Máte užitečné informace k tématu článku? Pište prosím komentáře do bloku níže, přidávejte fotografie, ptejte se.