Как известно, загореть дома нельзя, даже если комната полна солнечного света. Бронзовый оттенок телу придаст излучение, называемое ультрафиолетовым. Это часть спектра, расположенная выше видимого диапазона. Часто инфракрасные обогреватели для дома, путаясь, называют ультрафиолетовыми. Это в корне неправильно. Ультрафиолетовые обогреватели не используются для получения тепла. Но существуют приборы, имеющие двойственную функцию. Ультрафиолет дает коже золотистый оттенок в солярии, убивает микробы в медицинских учреждениях. Очки модницы, ложась в прибор УФ излучения, надевают неспроста.
Особенности ультрафиолетового спектра
Ультрафиолетовый спектр примечателен двумя качествами:
- Убивает микробов.
- Придает коже бронзовый оттенок.
Два качества заставляют производителя пользоваться различными методами получения ультрафиолетового излучения. В первую очередь энергия используется для дезинфекции, уже во вторую для обогрева.
Указанная практика бытует ввиду физических особенностей диапазона. Разберемся. Каждое нагретое тело излучает энергию. К примеру, Солнце посылает волны в широком спектре, начиная инфразвуком и простирая лучи в бесконечность оси частот. Часть излучения фильтруется атмосферой. Избранная доля доходит до земли: ультрафиолет забирает озоновый слой. Видимый человеком желтый диск – малая толика энергий, присылаемых человечеству светилом. Большинство из них расположилось в невидимом диапазоне. Снизу по частотной оси инфракрасный спектр, сверху — ультрафиолетовый.
Важно! Плотность излучения звезды имеет форму горки с лбом, сдвинутым влево. Видимая часть спектра расположена на правом склоне. Отсюда объем ультрафиолетовой части ниже инфракрасного.
Каждое нагретое тело демонстрирует выраженный максимум излучения. С ростом температуры повышается частота волны пика свечения. В быту гораздо проще накалить спираль докрасна, станет излучать в инфракрасном диапазоне.
Спектр излучения — непрерывная линия, полого падающая в обе стороны максимума. Получается гора. Инфракрасный обогреватель излучает и в ультрафиолетовом диапазоне, сравнительно слабо. На практике тяжело нагреть металл до начала излучения в ультрафиолетовом диапазоне. Это не нужно. У инфракрасных обогревателей высока эффективность, что устраивает людей.
Подробнее о ИК отопителях
Само ИК излучение было открыто в девятнадцатом веке, тогда астроном Гершель пробовал совладать с нагревом оборудования, которое он применял при наблюдении Солнца. Пригодилось около 100 лет, пока другая творческая личность – немец Гюнтер Шварк запатентовал первый в мире ИК отопитель, он же своими руками изготовил умелый экземпляр.
Не обращая внимания на прошедшее с момента изобретения время, принцип работы обогревателя для того чтобы рода не изменился и сейчас. Усовершенствовалась лишь конструкция и добавились новые методы разогрева нагревательного элемента.
Устройство и принцип действия
Основными конструктивными элементами обогревателя являются:
- нагревательный элемент, он будет излучать ИК волны;
- рефлектор – употребляется чтобы излучение от нагревателя не распространялось по комнате, другими словами рефлектор разрешает обогревателю функционировать направленно. В большинстве случаев, рефлектор изготавливается из зеркально отполированной стали либо алюминия;
- современные устройства оборудуются термостатами, каковые разрешают регулировать работу отопления;
- кроме этого в конструкции в обязательном порядке предусмотрены датчики, разрешающие отключать устройство при перегреве.
Принцип работы ИК отопления (оно же ультракрасное отопление) принципиально отличается от других видов обогрева жилья. В случае если, к примеру, радиаторы системы отопления нагревают воздушное пространство в помещении, то инфракрасный отопитель разогревает поверхность, на которую попадают невидимые лучи.
Как раз исходя из этого эффект от включения обогревателя заметен мгновенно. Воздушное пространство между предметом и излучателем практически не снижает тепловое действие, лишь легко рассеивает его.
Классификация инфракрасных обогревателей
Принцип действия всех отопителей для того чтобы рода один и тот же, так то основной критерий, по которому выполняется классификация – метод разогрева нагревательного элемента.
Возможно выделить нагревательные элементы следующих видов:
- электрические – принцип действия содержится в том, что при включении его в сеть через проводник начинает течь ток, он разогревается и начинает излучать волны инфракрасного диапазона;
- в индустрии довольно часто применяют газовые либо жидкостные ИК обогреватели.
Что же касается внешнего вида, то вариантов выполнения не так уж и большое количество.
Популярны отопители в виде:
- картин – при таких условиях кроме обогрева они являются еще и элементом декора помещения;
- узкой пленки – с применением узкой пленки вероятно создание теплого пола, для этого пленка под напольным покрытием. Размеры проводника подбираются так, дабы температура пола не превышала 24-26?С в противном случае при ходьбе появится неудобство.
Обратите внимание! Пленку нет ничего, что мешает закрепить и на потолке либо на стене для локальной территории комфорта. Смотреться такое решение будет хуже, чем картина-отопитель, но и цена окажется гораздо меньшей.
- переносных устройств на опоре регулируемой высоты. Таковой отопитель неизменно возможно поставить рядом с собой.
Внимание стоит обратить и на температуру нагрева термоэлемента, в зависимости от этого он может светиться либо оставаться не излучать видимого света.
В этом вопросе все зависит от длины волны, в случае если классифицировать устройства по этому параметру, то выделить возможно 3 типа:
- коротковолновые – отличаются «горячим нравом» излучают ИК волны длиной порядка 0,7 – 2,5 мкм. Нагревательный элемент может покупать в ходе работы ярко-белый цвет. Столь замечательные устройства смогут употребляться в том числе и в индустрии, поскольку температура термоэлемента может быть больше 800?С;
- со средней длиной волны (2,5 – 50 мкм). Температурный максимум поверхности ограничен 600?С, наряду с этим цвет колеблется от мрачно- до ярко-красного;
- устройства, работающие в диапазоне длины волны порядка — 50 – 500 мкм, не изменяют цвет на протяжении работы. Большая температура поверхности ограничена 300?С.
Что говорят медики
В случае если выбор сделан в пользу инфракрасного отопления, то необходимо поразмыслить и о действии излучения на организм человека.
Необходимо учитывать, что:
- маленькая волна попадает в тело на достаточно громадную глубину (порядка нескольких см) и воздействует на внутренние органы;
- длинноволновое излучение – задерживается влагой, содержащейся в подкожной влаге. Природа для того чтобы явления как тепловой удар разъясняется именно этим.
Диапазон длины волны 7-14 мкм можно считать таким, при котором происходит большое поглощение излучения организмом (пик отмечается около значения 10 мкм). Прогревание, применяемое в медицине, применяет именно таковой диапазон излучения. Но нежелательно долго находиться в области действия коротковолнового излучения.
ИК отопление, работающее в длинноволновом диапазоне, может влиять на человека фактически без ограничений по длительности. Не смотря на то, что, само собой разумеется, очень многое зависит от дальности установки обогревателя, в случае если целый сутки просидеть прикасаясь к нему, то вероятны и неприятные последствия.
Чтобы здоровью ничего не угрожало, направляться придерживаться таких привали при организации инфракрасного отопления:
- большую мощность излучения направляться сократить на уровне 350 Вт/м2;
- в случае если поверхность термоэлемента в отопителе превышает 100?С, то большая температура поверхности предмета, попадающего в поле его действия, обязана составлять 45?С;
- в случае если термоэлемент не доходит до температуры 100, то предметы не должны нагреваться до температуры выше 35?С.
Обратите внимание! В случае если допустить долгое действие на организм ИК излучения высокой либо кроме того средней интенсивности, то неприятности гарантированы. Вероятно кроме того происхождение ожогов.
Воздействие ультрафиолета
Металл тяжело нагреть для получения ультрафиолета в нормальных условиях, пользуются иными методами. Это не единственная причина исключения из обихода ультрафиолетовых обогревателей. Лучи, располагающиеся выше видимого спектра, пагубно действуют на микробы.
Кожа загорает под действием ультрафиолетовых лучей, но получит ожоги. Потребуется сильный источник излучения, преимущественно сказанное касается искусственных соляриев. Длительное воздействие вызывает мутации, реже приводит к раку кожи.
Гораздо опаснее ультрафиолетовое излучение для глаз. Возможны ожоги роговицы. Большая часть диапазона поглощается хрусталиком, до сетчатки не доходит. Ультрафиолет воспринимается человеком как слабое серое или фиолетовое свечение. Слабые ожоги роговицы не слишком опасны. Глаз восстанавливается на 100%. В противном случае человек, пребывающий на солнце, рисковал бы здоровьем. Тем не менее, дезинфекция ультрафиолетовыми лампами в больнице производится в отсутствии пациентов.
Обнаружено у ультрафиолета и положительное действие. Запускает синтез витамина D, предотвращая развитие рахита. Длительное отсутствие солнечного света пагубно влияет на организм, вызывая сезонные депрессии. Факт изучен и научно доказан, в мире просыпается интерес к лампам полного спектра. Стеклянные фильтруют ультрафиолет, искажая спектр, обрезая выше видимого диапазона.
Виды и области применения УФ-приборов
Ультрафиолетовые лампы по функциональности подразделяются на три группы:
- открытого типа – лампы значительной мощности для обеззараживания помещений, из которых предварительно удаляют людей, животных и растения;
- закрытого типа — мощные лампы, расположенные в специальной изолированной камере, через которую для обеззараживания пропускается воздух из комнаты с людьми;
- специального назначения – маломощные ультрафиолетовые лампы для физиотерапевтических процедур, в том числе в домашних условиях.
По исполнению УФ-нагреватели классифицируются на следующие виды:
- стационарные;
- переносные штативного исполнения;
- переносные компактные.
Стационарные ультрафиолетовые нагреватели
К УФ-устройствам данного типа относятся приборы, расположенные в отдельных камерах для обеззараживания пропускаемого через них воздуха, а также настенные и потолочные устройства, включаемые периодически в отсутствие людей.
Некоторые модели (рециркуляторы) можно эксплуатировать и в присутствии человека. Обеззараживание воздуха в них производится путём принудительной его циркуляции через корпус прибора с расположенными внутри УФ-лампами.
Мощность таких устройств подбирается в соответствии с габаритами помещения или пропускной способности камеры.
К стационарным УФ-устройствам относятся также средства обеззараживания воды в бассейнах, производимые из-за работы под водой в герметичных корпусах. Облучение воды ультрафиолетом применяется дополнительно к обработке её химическими реактивами для достижения лучшего результата очистки.
Вода пропускается через длинный канал малой площади сечения, подвергаясь продолжительному УФ-воздействию. Данная конструкция обеспечивает высокую степень обеззараживания воды и исключает образование на стенках прибора солевых отложений, препятствующих процессу дезинфекции. В комплекте предусмотрены кронштейны для крепления на стены бассейна.
Одно такое устройство рассчитано на бассейн объёмом до 100 м куб.
Переносные УФ-устройства штативного исполнения
УФ-приборы штативной конструкции применяются для регулярного обеззараживания помещений в медицинских и детских учреждениях, а также в физиотерапевтических кабинетах для общего и локального УФ-облучения в лечебных и профилактических целях. Вес их незначителен и позволяет переносить оборудование по месту необходимости применения.
Кроме дезинфекции, УФ-устройства данного типа используются для достижения витаминообразующего, противовоспалительного, иммуномодулирующего и болеутоляющего эффекта у пациентов лечебных и профилактических учреждений.
Переносные компактные ультрафиолетовые нагреватели
Примером компактного УФ-нагревателя может служить синяя лампа с отражателем, помещённые для удобства использования в диэлектрический корпус с рукоятью – рефлектор Минина. Этот прибор много лет успешно применяется в медицине для локального прогрева при лечении воспалений органов слуха и дыхания. Мощность излучения рефлектора невелика – ограничена необходимой для процедур величиной, продолжительность сеанса также строго регламентирована, поэтому отрицательного воздействия на организм человека этот прибор не оказывает, а сочетание воздействия на организм тепла и ультрафиолета сокращает скорость выздоровления в разы.
Другие использующие ультрафиолет приборы
Устройства для стерилизации и хранения медицинских инструментов, косметических приспособлений также могут быть выполнены с использованием обеззараживающих свойств ультрафиолета. При этом материал изготовления инструментов не имеет значения, одинаково качественно дезинфицируются изделия из металла, пластмассы или комбинированные. Малое время обработки — 15-20 минут, компактность, эффективность и экономичность – вот далеко не весь перечень преимуществ этих приборов перед обычными термостерилизаторами.
В современной стоматологии широко применяются пломбы светового отверждения, которое происходит после направленного воздействия на материал узкого луча УФ-излучения.
Важно! В процессе воздействия УФ-луча необходима защита глаз во избежание получения ожога роговицы.
Ультрафиолетовые нагреватели незаменимы в SPA-салонах для безопасного и комфортного применения влажных полотенец и тампонов, которые одновременно нагреваются и обеззараживаются в специальных нагревателях, использующих УФ-излучение.
В быту УФ-нагреватели часто применяются в виде устройств для просушки обуви изнутри. При этом происходит не только удаление влаги, но и антибактериальная обработка труднодоступной внутренней части обуви с уничтожением бактерий – источником грибковых заболеваний и неприятного запаха.
Автоматы-детекторы определения подлинности банкнот также используют в работе УФ-лучи, в свете которых проявляются современные элементы защиты купюр от подделки.
Автомобиль – повседневный спутник большинства людей, и его диагностика сегодня тоже производится с использованием ультрафиолетового излучения. Для этого производятся ультрафиолетовые фонарики-детекторы, с помощи которых легко обнаружить утечку антифриза из системы охлаждения двигателя автомобиля или фреона из обвязки автомобильного кондиционера.
Такой детектор может установить и место утечки масла, если в смазывающую жидкость добавить специальный УФ-краситель, не изменяющий её технических характеристик.
Это интересно: Как выбрать обогреватель на солярке: где можно применять, разновидности, принцип работы
Как получают ультрафиолет
Существует плеяда ультрафиолетовых ламп. Используется особое стекло, стандартное силиконовое диапазон не пропускает. Это далеко не единственный и уж точно не самый перспективный метод получения ультрафиолетового излучения:
- Газоразрядные лампы. Когда начинается процесс ионизации, у ртути энергетические уровни электронов расположены таким образом, что распад молекул вызывает появление квантов ультрафиолетового диапазона.
- Эксилампа не отличается от предыдущего класса кроме выраженного максимума излучения, находящегося в ближнем ультрафиолетовом диапазон, к примеру, 282 нм. Активными веществами являются бромид ксенона. Используется большинство галогенидов инертных газов. Принцип действия основывается на разряде и получении плазмы, активно испускающей ультрафиолетовое излучение. Схема создания ионизации различна.
- Люминесценция – вторичный процесс. Активное вещество бомбардируется электронами и начинает в процессе светиться. Явление основано на изменение энергетических состояний электронов. Оттенок свечения зависит от состава люминофора, разумно подобрать компоненты, стремясь получить ультрафиолетовый диапазон.
- Светодиоды считают перспективным направлением. Коэффициент полезного действия достигает 99%, вдобавок ширину излучаемого ультрафиолетового спектра выберем сколько угодно малую или большую. Малый размер, отказоустойчивость и сравнительно простые методы обработки позволят формировать источники ультрафиолетового излучения любого типа. Принцип действия основан на процессах, идущих в p-n переходе. Частота излучения определяется составом энергетических состояний в полупроводнике.
- Лазеры отдельная тема, в быту не используются. Основным признаком является когерентность излучения. Спектр ультрафиолета узкий, волны одинаковой фазы. Для целей нагрева ухищрения не нужны, как и для убийства микробов. Столь точные параметры источника ультрафиолетового излучения используются в технике, реже медицине.
Приборы, принцип действия которых основан на ультрафиолете
Сегодня можно встретить много приборов, называемых ультрафиолетовыми нагревателями. Но они таковыми не являются. В большинстве своём — это разнообразные лампы различной конструкции. Используются они в медицинских учреждениях, салонах красоты, с помощью них проводят обеззараживающие процедуры:
- стерилизаторы — нагреватели;
- бактерицидная лампа;
- сушилка для обуви;
- нагреватель для полотенец.
Бактерицидная лампа
Многие, вероятно, помнят, что дома в детстве их лечили с помощью ламп, светящихся синим цветом. При простудных заболеваниях ЛОР органов проводились процедуры «прогревания», длящиеся по несколько минут. Их работа основана на дезинфекции, например слизистой носа при насморке, с эффектом прогревания. При сочетании тепла и ультрафиолета выздоровление больного происходит в разы быстрее.
Сушилка для обуви
Прибор представляет собой колодку, оснащённую нагревательным элементом и встроенной по контору прибора лампой с ультрафиолетовым излучением. Подобные устройства облегчают нам быт и жизнь, благодаря им можно:
- быстро просушить обувь;
- уничтожить патогенные бактерии, грибки и микробы,
- избавиться от неприятного запаха;
- сохранить первозданную форму обуви.
Стерилизаторы-нагреватели
Подобные оборудования используются в салонах красоты, парикмахерских для дезинфекции различных устройств: ножниц, расчесок, пилок, используемых в этой сфере, но которые нельзя подвергать другим способам чистки, например кипячению. Такое оборудование совмещает в себе функции нагревателя и ультрафиолетового стерилизатора.
Виды ультрафиолетовых обогревателей
Единственным существующим видом ультрафиолетового обогревателя послужит прибор, знакомый каждому. Это синяя лампа для лечения ушных заболеваний, реже насморка. Принцип действия ультрафиолетового обогревателя основывается на локальной дезинфекции и повышении температуры облучаемого участка тела. В данном случае уха. Синергетический эффект облегчает течение заболевания и способствует скорейшему устранению.
В остальных случаях ультрафиолет дополняет действие тепла, получаемого иным путем. Нередко из ботинок летом ужасный запах. Просто внутри при температуре 36 градусов по Цельсию находят приют и условия для размножения мириады бактерий.
Догадываетесь, как работает ультрафиолетовый обогреватель для обуви. Как обычный инфракрасный источник тепла, дополненный специальной лампой, обеспечивающей дезинфекцию. Нет влаги, нет запаха. Получается синяя лампа для уха, но гораздо мощнее.
Какие бывают ультрафиолетовые обогреватели. Возможно, медицинские, специфического назначения. К примеру, для полости рта. Ультрафиолет для обогрева не используется. Это просто опасно для зрения.
Правила установки ИК обогревателя
В случае использования переносного обогревателя особых проблем с его установкой не возникнет – достаточно просто разместить его на нужном расстоянии и отрегулировать высоту. Несколько сложнее правильно установить настенный или потолочный отопитель.
При установке нужно учитывать, что несмотря на использование дефлектора, пространство вокруг обогревателя все-так прогревается. Поэтому и основание (стена, потолок) должны выдерживать температуру порядка 80ᵒС без последствий.
Инструкция по установке потолочного инфракрасного отопителя будет выглядеть примерно так:
- на потолке размечаются отверстия под подвесы, высверливаются отверстия;
- затем в отверстия вворачивается шуруп-кольцо;
Обратите внимание! Все необходимые для монтажа обогревателя элементы поставляются вместе с ним.
- затем на цепочке подвешивается сам отопитель, регулируется его горизонтальность и проверяется, обеспечены ли минимальные расстояния до поверхности потолка.
В этом примере обогреватель подвешен непосредственно на шурупы-кольца
Перед тем как подключать его к сети, производители рекомендуют дополнительно протереть нагревательный элемент обычным медицинским спиртом, чтобы ничто не мешало теплоизлучению.
Обратите внимание! Термостат нужно разместить на расстоянии 1,5-1,8 м от поверхности пола. Он не должен попадать в зону действия прибора.
Термостат не должен попадать в зону действия обогревателя
Установка настенной модели еще проще – достаточно закрепить на стене пару кронштейнов и просто повесить на них устройство. Единственное, что нужно контролировать – расстояние от задней стенки прибора до стены. Для вентиляции достаточно обеспечить зазор порядка 2 – 5 см в зависимости от мощности прибора.
При установке отдельное внимание уделяется соблюдению расстояний от прибора до поверхности ограждающих конструкций и людей. Эти расстояния нормируются в зависимости от мощности прибора. Например, для потолочного отопителя 0,8 кВт, минимальное расстояние до головы человека должно составлять порядка 70 см, а для мощного 4 киловаттного – уже 2,5 м.
Минимально рекомендованные расстояния при установке потолочного отопителя
Где применяют ультрафиолет
Световые пломбы — знакомое словосочетание. На миниатюрном пистолетике имеется специальный оранжевый фильтр, защищающий глаза врача. Выше уже говорилось, что ультрафиолетовое излучение может обжечь глаза. Внутри прибора лазер, когерентное излучение попросту убийственно для органов зрения. Это неестественный эффект, отсутствующий в природе. Излучение Солнца даже в первом приближении не когерентное.
Главная беда бассейнов — цветение. Стоячая вода быстро превратится в болото, если не принять специальных мер. Ультрафиолетовая лампа специальной конструкции обеспечит низкий уровень размножения бактерий и прочих нежелательных гостей из микромира. Принцип работы приборов не отличается от ламп дневного света, разве что конструкция герметичная, да рабочий газ иной. Уместно напомнить, что разница между осветительными приборами в конечном итоге сводится к структуре энергетических состояний электронов. Рабочее вещество накачивается энергией и излучает.
Под действием ультрафиолета происходит ионизация газов. На этом основан метод измерения чистоты воздуха. Когда концентрация молекул вредного газа превышает допустимый уровень, ток ионов вызывает срабатывание сигнализации.
Солярии популярны, там используются ультрафиолетовые лучи.
