Теплоотражающая пленка зимой

Попробуем разобраться с эффективностью работы теплозащитных пленок в зимний период. В настоящее время основной причиной появления IR cut пленок на окнах зданий является борьба с излишним солнечным теплом, защита помещений от перегрева. Но вот наступает осень, потом зима и возникает нужда в обогреве и сохранения тепла. Теплопотери через окна и стекла всегда значительная величина и поэтому появились многокамерные стеклопакеты и теплосберегающие покрытия. А что же пленка, которую мы установили летом от жары, сохранит ли она тепло в доме? Сможем ли мы сэкономить на отоплении?

Тепло, которое мы ощущаем от огня у костра или камина, обогревателя – все это следствие термических волн, инфракрасного излучения. Использование излучения для целей отопления началось с тех пор, как человек поставил себе на службу огонь. Камин, старый открытый очаг есть форма отопления лучистой энергией. Открытие тепловых лучей случилось более чем два столетия назад. Английский учёный Хензель сделал вывод, что существуют лучи, родственные видимому свету, которые обладают свойством выделять тепло. Благодаря опытам стало известно, что за пределами спектральной области, ощутимой человеческим глазом, имеется ещё излучение, которое ведёт себя подобно свету, т.е. оно распространяется прямолинейно, может преломляться, отражаться и собираться в пучок. Эти лучи назвали «инфракрасным» излучением.

Весь спектр ИК излучения принято делить на три основных диапазона, отличающихся длинной волны:
- Коротковолновый, с длинной волны λ = 0,74—2,5 мкм;
- Средневолновый, с длинной волны λ = 2,5—50 мкм;
- Длинноволновый, с длинной волны λ = 50—2000 мкм.

Длины волн, излучаемые телом, зависят от температуры нагревания: чем выше температура, тем короче длина волны и выше интенсивность излучения.

Инфракрасное излучение практически не воздействует на вакуум и прозрачные вещества, что объясняет передачу энергии от Солнца Земле практически без потерь. Поэтому ИК-излучение не нагревает непосредственно воздух в помещении, передавая свою энергию сразу же предметам и телам, находящимся в нем, в том числе и человека. Нагрев же воздуха происходит уже за счет тепла этих предметов, которые уже нагрелись сами и готовы поделиться теплом с окружающей средой. Чем ниже излучательная способность материала, тем больше тепла отражается от него обратно в помещение. Алюминий, например, имеет низкую излучательную способность. Некоторые материалы, обычно находящиеся на внутренних поверхностях помещения – пластик, дерево, кирпич, ткани – имеют высокую излучательную способность, потому что они хорошо поглощают тепловую энергию. Такие материалы затем выделяют накопленную тепловую энергию. Важно, что при оценке материалов по их отношению к инфракрасным лучам нельзя руководствоваться свойствами, проявляемыми ими в видимом свете. Например, стеклянная пластина свободно пропускает лучи длиной до 2.5 мкм, а длинные тепловые волны заметно поглощает.

Современные обогреватели – устройства генерирующие тепло и отдающие его в окружающее пространство посредством инфракрасного излучения. Они делятся на два основных типа: светлые - коротковолновые и тёмные - длинноволновые.

Светлые инфракрасные обогреватели.

Электрические коротковолновые инфракрасные обогреватели в основном очень сходны с лампой накаливания и являются источниками жесткого инфракрасного излучения, для нити накаливания применяется вольфрамовая проволока. Рабочая температура находится в пределах 2000 градусов (длина волны = 1.2 микрометра). Поэтому часть энергии, излучающей видимый свет, незначительна и составляет 2-12%. Так как вольфрамовая нить находится в стеклянной колбе, а стекло пропускает излучение, в том числе и инфракрасное, только ниже 2.5 мкм. (что соответствует температуре 886 градусов и выше), то это приводит к значительному нагреву стеклянной колбы. Это тепло частично отдается окружающему воздуху, частично опять излучается. Если спираль поместить в трубку из кварцевого стекла, то граница для беспрепятственного прохождения инфракрасных волн сдвигается до 3.3 мкм. Накалённая проволока частично излучает тепло, а частично нагревает кварцевый стержень докрасна, который в свою очередь излучает тепло. Недостатком обогревателя данного типа является присутствие в спектре жесткого инфракрасного излучения и весьма незначительная механическая прочность.

Эффективность использования пленок IR cut для короткого ИК мы демонстрируем с помощью светлого инфракрасного обогревателя – лампы накаливания 250вт, которая дает излучение сходное с солнечным. Видео с испытания тепловизором пленки Solarblock IR-cut 7080.

Тёмные инфракрасные обогреватели.

Электрические тёмные длинноволновые обогреватели по сравнению со светлыми значительно практичнее. Тепло излучает не металлический проводник, пропускающий ток, а окружающий его металл. Речь идёт о керамическом, металлическом или искусственном материале, в котором укладывается электрическая спираль, защищенная теплоустойчивым изоляционным материалом. Обычная рабочая температура 400 – 600 градусов. С помощью рефлекторов лучи направляются на отапливаемый объект в необходимом направлении. Тёмные инфракрасные обогреватели излучают мягкое длинноволновое излучение и устойчивы к механическим воздействиям. Недостатком тёмных электрических инфракрасных обогревателей является зависимость температуры поверхности и КПД лучистой энергии от расположения излучателей, так как потоки воздуха могут охлаждать незащищённую поверхность.

Эффективность использования пленок IR cut для среднего ИК мы демонстрируем с помощью темного инфракрасного обогревателя - керамической лампы ECZ 250w, которая дает излучение сходное с бытовыми обогревателями.

Вывод: теплоотражающие пленки обладают способностью отражать, поглощать и пропускать ту или иную часть тепловых волн от разных источников. Летом это короткие волны от солнца, зимой средние от обогревателя – пленка универсальна. На отоплении сэкономить можно.