Micathermische verwarmers: constructie, werkingsprincipe, voor- en nadelen

Het probleem van het besparen van hulpbronnen raakt geleidelijk alle aspecten van het menselijk leven. Als we vandaag geen warmte en energie besparen, zullen we morgen te maken krijgen met een tekort aan natuurlijke voorraden. De moderne wetenschap richt zich op de ontwikkeling van energiezuinige 'slimme' apparaten, waarvan er één de micathermische verwarming met IR-straling is.

Alles over de constructie en werkingsprincipes van de innovatieve variant van verwarmingstoestellen leert u uit het door ons gepresenteerde artikel. We vertellen over de varianten, hun karakteristieke verschillen en selectieregels. Ook bespreken we of thermische infraroodstraling schadelijk of nuttig is in het huishouden.

Algemene informatie over micathermisch verwarmingstoestel

Micathermische verwarming is een elektrisch apparaat dat infrarode warmtegolven verspreidt. IR-warmte is elektromagnetische straling die het spectrale gebied inneemt tussen de rode rand van het voor het menselijk oog zichtbare licht (met golflengte λ = 0,74 μm) en microgolfstraling (golflengte ongeveer 1-2 mm).

De verwarming onderscheidt zich door een meerlaagse constructie. Elk van de lagen van niet-metalen en metalen vervult een strikt bepaalde functie. De ene laag isoleert, de andere concentreert en reflecteert warmtegolven. Het werkingsprincipe is uiterst eenvoudig, en de constructie van de micathermische infraroodverwarming is goed te begrijpen.

Constructie van het micathermische verwarmingstoestel

De basis van de ontwikkeling van de MK-verwarming zijn de verwezenlijkingen van ruimtetechnologieën. Qua uiterlijk lijkt het echter op een conventionele convector.

Het IR-apparaat bestaat uit:

• verwarmingselement – een micaplaat met ingebedde resistieve vlakke elementen of nichroom draadwindingen;
• isolator die overmatige verhitting van de apparatuur voorkomt (meestal uitgevoerd met basalt);
• metalen behuizing van het apparaat;
• beschermend metalen rooster waardoor infraroodstraling wordt doorgelaten;
• standaard voor steunen en rollen voor verplaatsing.

Voor de bediening en controle is het verwarmingsapparaat uitgerust met:

• een afstandsbediening;
• een touchscreen of bedieningspaneel met knoppen;
• een temperatuurregelaar;
• een indicatiepaneel dat de status van het apparaat weergeeft;
• een vermogensregelaar (de meeste verkochte modellen hebben een vermogen van 1-2 kW).

De belangrijkste werkende onderdelen van MK-verwarmers zijn mikanietverwarmingselementen. Ze worden geproduceerd volgens de Micathermik-technologie (Mikatermik). Deze technologie bestaat uit het laag voor laag aanbrengen van mica op metalen verwarmingselementen.

Het mikanietverwarmingselement wordt in een behuizing van mica geplaatst. Het transporteert de thermische energie van het verwarmingselement naar de te verwarmen ruimte. Infraroodwarmte wordt gericht op de omliggende objecten en van daaruit overgedragen aan de kamer. Er worden geen water- of olie-gebaseerde warmtedragers gebruikt.

Het mikanietverwarmingselement is alleen zichtbaar door de elektrische apparatuur te demonteren. Maar bij het demonteren is het belangrijk om het verwarmingselement niet te beschadigen en de positie ervan in het apparaat niet te wijzigen. Als de contactdichtheid wordt verbroken, neemt het verwarmingseffect af.

Mikaniet is een papier dat is geperst uit de kleinste mica-schilfers. Dit mineraal, dat een schilferige structuur heeft, is vrij bros en de lagen zijn dunner dan een fractie van een millimeter. Mica heeft goede elektrische isolatie-, warmtegeleidende en hittebestendige eigenschappen. Het wordt vaak gebruikt in radio-onderdelen en condensatoren.

Het opwarmen van het mineraal gebeurt in zeer korte tijd, tot 200 graden of meer. Door de synthetische productie van mica neemt de lengte van de infraroodgolf toe, terwijl de intensiteit van de straling afneemt.

Door mikaniet te mengen met een hittebestendig bindmiddel en dit te persen, worden hittebestendige platen met goede diëlektrische eigenschappen geproduceerd, die kunnen worden gebruikt in verwarmers. Bovendien geeft mica geen giftige stoffen af bij verhitting.

De micaslagen isoleren het verwarmingselement van de andere constructiedelen en geven de warmte door. De dikte van de micaplaten wordt zorgvuldig gekozen op basis van de totale afmetingen van het apparaat. Meestal is deze niet meer dan 0,03-0,025 mm.

De thermische uitzetting van mica komt altijd overeen met de thermische uitzetting van de kern. Hierdoor wordt maximale geluidsloosheid tijdens het gebruik bereikt, omdat alle mogelijke klikken en tikken in het apparaat worden uitgesloten.

Tussen het verwarmingselement en de micaplaten bevinden zich 2 extra lagen: een binnenste en een buitenste. De binnenste laag reflecteert de warmte, waardoor de infraroodstraling volledig wordt afgegeven aan de gekozen te verwarmen ruimte. De buitenste laag is verantwoordelijk voor het versterken van de temperatuurstromen.

Het verwarmingselement van micaniet wordt in een metalen behuizing met gaasinzetstukken geplaatst. Door de geperforeerde “omhulling” gaat infrarode stralingswarmte vrijelijk heen. De constructie is zo ontworpen dat de door het apparaat geleverde warmte-energie met maximale gelijkmatigheid door de ruimte wordt verdeeld.

De sterkste infrarode straling van een micathermisch apparaat wordt direct voor het toestel waargenomen; hiermee moet u rekening houden bij het plaatsen van voorwerpen. Het wordt afgeraden het apparaat tegenover een bed of in de directe nabijheid van een bureau te installeren.

Naast de infrarode warmtestraling van de ingeschakelde MK-verwarmer verspreidt zich een voelbare stroom opstijgende warme lucht door de bovenkant van het rooster (convectiemethode), hoewel de behuizing van het apparaat zelf niet verhit raakt.

Tijdens het gebruik zendt het apparaat infrarode en elektromagnetische golven uit die zich in een voor levende wezens veilig bereik bevinden. Daarom kunnen micathermische verwarmers worden gebruikt in kinderdagverblijven of ziekenhuizen.

Werkingsprincipe van de MK-verwarming

De werking van elke micathermische verwarmer is gebaseerd op warmteoverdracht door infrarode straling (80% van de totale prestatie) en door convectieverwarming dankzij het creëren van luchtbeweging door het temperatuurverschil (20%). Door de combinatie van deze twee verwarmingsmethoden wordt de hoogst mogelijke efficiëntie bereikt.

Dat wil zeggen, het verwarmt de luchtmassa en voorwerpen door middel van infrarode straling op afstand. Hierdoor vindt warmteoverdracht veel sneller plaats in vergelijking met een water- of olieradiator. Immers, een gewone water-, gas- of elektrische convector verwarmt alleen de lucht die in contact komt met zijn ribben.

De MK-verwarmer draagt energie over aan een object met minimale verstrooiing. Als object kunnen zowel voorwerpen als dieren en mensen fungeren. Bovendien worden voorwerpen en muren na blootstelling aan infrarode golven zelf warmtebronnen en verwarmen ze de lucht.

Buiten het bereik van de IR-verwarmer wordt de ruimte vrijwel niet verwarmd. Daarbij neemt de dichtheid van de warmtestroom af naarmate de afstand tussen de verwarmer en het object toeneemt.

Echter, een IR-verwarmer is onmisbaar als u snel een enkel voorwerp in de kamer wilt verwarmen. De behuizing van het apparaat, geïsoleerd met een samenstelling op basis van basalt, bereikt geen hoge temperaturen (boven 60 graden), waardoor de kans op brandwonden bij toevallig contact met het apparaat wordt uitgesloten.

Het beste kunt u micathermische kachels kopen met een stalen behuizing. Dergelijke constructies zijn niet bang voor externe mechanische invloeden door stoten en vallen. Bovendien warmen ze zeer snel op.

Maar u mag geen kleding op de kachel drogen, omdat er brandgevaar bestaat. Sommige synthetische materialen kunnen smelten of vlam vatten wanneer ze in contact komen met de behuizing van het apparaat. Een uitzondering vormen speciale geavanceerde modellen die zijn uitgerust met planken voor schoenen of uitschuifbare droogrekken voor schoon linnengoed.

Technisch gezien is het werkingsprincipe van de elementen van een micathermische kachel vrij eenvoudig. Wanneer het apparaat op het elektriciteitsnet wordt aangesloten, begint een plaat op te warmen. Deze warmt op tot 200-400 graden Celsius en geeft de warmte door aan de micalagen.

De aan de micaplaten toegevoerde elektriciteit wordt omgezet in infraroodstraling, gericht op voorwerpen in de buurt van het elektrische apparaat. Dit hele proces duurt enkele minuten en de kamer wordt vrijwel direct na het inschakelen van de apparatuur warm.

Een kleine ruimte (tot 20 m²) kan binnen 10 minuten worden verwarmd door een micathermisch apparaat. Wanneer de lucht in de kamer de gewenste temperatuur bereikt, schakelt een thermostaat in het apparaat de kachel uit. De apparatuur kan worden ingesteld om automatisch een comfortabel temperatuurniveau in de kamer te handhaven.

Hoge energie-efficiëntie en zuinigheid zijn de belangrijkste kenmerken van micathermische kachels. Ze hebben een hoog vermogen, waardoor ze ongeveer een derde minder elektriciteit verbruiken dan conventionele convectorovens. Het rendement van een infraroodkachel bedraagt ongeveer 90%.

Nuttige extra opties

Standaard MK-kachels hebben een minimaal aantal instellingen, maar sommige beschikken over verschillende extra elementen, afhankelijk van de modificatie.

Tot dergelijke elementen behoren:

• ingebouwde thermostaten waarmee meerdere luchtstromen kunnen worden geregeld;
• LCD-schermen met speciale beveiligingsfuncties;
• luchtionisatoren en -bevochtigers;
• timers, enz.

Veel micathermische kachels hebben een functie om de ruimte tegen bevriezing te beschermen. Als u deze optie activeert en het apparaat in een onverwarmde kamer plaatst, schakelt het automatisch in wanneer de temperatuur in de kamer het vriespunt nadert.

Ook zijn sommige kachels uitgerust met beschermingsgraad IP24, die beschermt tegen vocht en de kans op defecten van het apparaat of kortsluiting bij watercontact voorkomt.

Alle extra apparaten zijn vanaf het begin ingebouwd in de constructie van de micathermische kachel. De exacte uitrusting hangt af van de technische specificaties van de kachel: het vermogen, de bevestigingswijze en de afmetingen.

Classificatie op basis van stralingsrichting

Alle micathermische kachels worden onderverdeeld in:

• eenzijdige apparaten, waarbij de infraroodstralen slechts in één richting worden gericht;
• dubbelzijdige apparaten, die aan beide zijden van het product warmte uitstralen;
• cilindrische eenheden, die een cirkelvormige zone van infraroodstraling hebben.

Eenzijdige kachels kunnen aan de muur of op de vloer worden geplaatst. Ze hebben een gaasvormige voorzijde en een achterzijde. De achterzijde heeft kleine ventilatieopeningen aan de onderzijde.

Dubbelzijdige kachels worden op de vloer geplaatst. Ze hebben twee werkende platen die infraroodstralen produceren. De verwarmingsplaten zijn voorzien van metalen gaasjes. Eenzijdige en dubbelzijdige kachels richten de infraroodstralen horizontaal langs de vloer.

Horizontale toevoer van IR-stralen draagt bij aan een ongelijkmatige warmteverdeling in de ruimte. Bij infraroodstraling bevindt de warmste lucht zich dichter bij de vloer, waardoor de voeten warm blijven. Boven, richting het plafond, is het meestal kouder.

Kachels moeten worden geïnstalleerd in de koudste delen van de ruimte. Het wordt echter afgeraden ze te gebruiken in ruimtes met een hoge luchtvochtigheid (badkamers, wasruimtes, doucheruimtes). Op dergelijke plaatsen worden elektrische apparaten geïnstalleerd die zijn beschermd tegen de invloed van in de lucht zwevend vocht.

In cilindrische of ovale kachels bevinden zich stralers van niet-standaard configuratie (halfringvormige of buisvormige). Ze kunnen aan het plafond of aan de muren worden bevestigd, afhankelijk van de constructie. Cilindrische kachels onderscheiden zich door een cirkelvormige zone van infraroodstraling.

Veelvoorkomende gebruiksmogelijkheden

Infraroodkachels kunnen worden gebruikt in zowel gesloten als open ruimtes. Ze kunnen worden gebruikt om een terras, balkon, kinderkamer of woonkamer te verwarmen. Ook MK-apparaten met convectieverwarming zijn geschikt om ijsvorming op trappen te voorkomen.

Aangezien bij het verwarmen van een kamer met infraroodstralen de hoeveelheid zuurstof in de lucht niet afneemt (en de lucht niet uitdroogt), worden IR-apparaten aanbevolen voor gebruik in ruimtes waar jonge kinderen, astmapatiënten of allergiepatiënten verblijven.

Maar micathermische systemen dienen niet alleen particulieren, ze zijn ook in trek in:

• de geneeskunde voor de behandeling van patiënten met bloedstroomstoornissen, hart- en vaatziekten, migraine en frequente acute luchtweginfecties;
• de diergeneeskunde voor de behandeling van dieren;
• massageruimtes (massage onder infraroodstraling draagt bij aan gewichtsvermindering);
• kantoren voor het vernietigen van virussen en bacteriën.

Met behulp van micathermische kachels kunnen warmtegordijnen worden gecreëerd boven panoramische ramen en andere lichtdoorlatende glasconstructies, die zwakke thermische isolatie-eigenschappen hebben.

Om bacteriën te doden, dient u de micathermische verwarming enkele uren ingeschakeld te laten. Het wordt echter afgeraden dit apparaat uitsluitend voor desinfectie te gebruiken, omdat het niet alle virussen, schimmels en meeldauw in de ruimte doodt.

Voordelen en nadelen van micathermische verwarmingen

De voor- en nadelen van de micathermische verwarming worden bepaald door het werkingsprincipe en de constructie van het apparaat.

Het apparaat beschikt over een indrukwekkende reeks voordelen, zoals:

• energie-efficiëntie;
• hoge verwarmingssnelheid;
• compacte behuizing;
• stijlvol uiterlijk;
• laag gewicht (afhankelijk van het type varieert van 3 tot 4 kg);
• veiligheid;
• behoud van een gezond binnenklimaat;
• minimaal geluidsniveau tijdens gebruik, enz.

Ook voorkomt de micathermische verwarming de ontwikkeling van microbiële en virale microflora en doodt het schimmel in de ruimte. Dit apparaat heeft echter geen bacteriedodende werking en kan niet worden gebruikt op dezelfde manier als ultraviolette lampen voor kwartsbestraling.

Tijdens het gebruik van een infraroodapparaat ontstaat er geen ophoping van luchtmassa onder het plafond. Hierdoor is de IR-apparatuur zeer geschikt voor ruimtes met hoge plafonds, omdat de warmte zich niet over het hele oppervlak verspreidt. Maar via de openingen in de behuizing van het apparaat komt er veel stof binnen, dat er bijna niet uit te verwijderen is.

Bij het inschakelen van het apparaat worden stof en vuil verhit en gaan ze slecht ruiken. De geur verdwijnt pas wanneer het stof volledig is verbrand. Opmerkelijk is dat deze stank de micathermische verwarming telkens zal verspreiden wanneer hij lange tijd uitgeschakeld heeft gestaan.

Hoe kiest u het juiste model?

Bij de aankoop van een micathermische verwarming moet u uitgaan van de kenmerken van de ruimte waarin hij wordt geplaatst. Globaal moet u per 10 m² woonoppervlakte 1 kW vermogen rekenen, zonder rekening te houden met warmteverliezen.

Als dit de enige warmtebron is, moet u een apparaat met een hoger vermogen kiezen. Als de infraroodverwarming wordt gekocht voor een klein zomerhuisje, kunt u een apparaat kiezen met een vermogen van niet meer dan 70 W per m².

In werkelijkheid is het moeilijk om een ruimte alleen met één micathermische verwarming te verwarmen, omdat u de plaatsing van het apparaat zeer goed moet doordenken. Maximale verwarming van lucht en voorwerpen treedt alleen op op een afstand van enkele meters van het frontpaneel.

Voor de aankoop van een MK-verwarming moet u bij de verkoper alle benodigde begeleidende documentatie vragen, waaronder een hygiënecertificaat voor de isolator. Het is beter om apparatuur met een isolator van basalt te kopen, die zelfs in de voedingsindustrie gebruikt kan worden (opmerkingen hierover staan meestal in het hygiënecertificaat).

Elke elektrische apparatuur heeft tijdig en volledig onderhoud nodig. Vanwege de constructie van micathermische verwarmingen moeten deze regelmatig worden gestofzuigd en met een vochtige doek worden afgenomen om opgehoopt stof te verwijderen. Vóór het reinigen van het apparaat dient u de stroomtoevoer uit te schakelen.

Schade van infrarode golven voor het organisme – mythe?

Infrarode golven zijn traditionele elektromagnetische straling, qua structuur vergelijkbaar met zonlicht. De schade en voordelen van IR-straling worden bepaald door de diepte van penetratie van deze golven in de huid.

Er bestaan 3 soorten verwarmingsapparaten, afhankelijk van de golflengte en de temperatuur van het verwarmingselement:

• apparaten met een maximale verhitting tot 300 graden en een golflengte van 50-200 micron;
• apparaten die tot 600 graden verhitten en met een golflengte van 2,5-50 micron;
• verwarmingen met een verhitting tot 800 graden en een golflengte van 0,7-2,5 micron.

Dat wil zeggen, hoe hoger de verhittingstemperatuur van het apparaat, hoe meer korte golven worden uitgezonden. Voor een normaal gezond persoon zijn thermische golven met een lengte van ongeveer 9,6 micron veilig. Fabrikanten geven in het technische paspoort van het apparaat het bereik van infrarode straling aan.

Informatie over het bereik van infrarode straling is te vinden in de begeleidende documentatie van de verwarmingen of op de verpakking van het product. Het ontbreken van deze informatie duidt op aanzienlijke tekortkomingen van de fabrikant.

Meestal varieert dit tussen 2-10 micron. De intensiteit van IR-straling hangt af van de eigenschappen van het verwarmde oppervlak (met name de emissiviteit ervan). De krachtigste straling komt van een verhit zwart voorwerp.

Elke langdurige gerichte infrarode straling heeft een negatief effect op het menselijk lichaam, wat zich uit in:

• uitdroging van de huid;
• verminderd gezichtsvermogen (bij langdurige blootstelling neemt het risico op het ontwikkelen van cataract toe);
• verstoring van de structuur van celmembranen (kenmerkend voor korte infrarode golven), enz.

Het is vooral gevaarlijk om een krachtige plafondverwarming te installeren in een ruimte met lage plafonds. In dat geval zullen de infrarode stralen voortdurend het hoofd van de persoon verwarmen en kunnen leiden tot de ontwikkeling van allerlei aandoeningen.

Maar echte schade kunnen deze infrarode verwarmingen alleen veroorzaken in geval van een constante gerichte stroom op een persoon. Idealiter moeten de apparaten zo worden geïnstalleerd dat de verwarmingen hun warmte afgeven aan muren of meubels, maar niet op een persoon zijn gericht.

De verwarming mag niet voortdurend op een persoon gericht zijn. Infraroodstraling is alleen in kleine hoeveelheden nuttig.

In Japan en Europa ontwikkelen echter hele instituten methoden om kanker te bestrijden op basis van de invloed van infraroodstraling. Uit wetenschappelijk onderzoek is gebleken dat IR-golven, die 14-20 cm diep in de huid doordringen, een effectieve detoxificatie van cellen uitvoeren.

Dit komt door selectieve hyperthermie, verhoogde biochemische circulatie en opheffing van congestieverschijnselen in de weefsels. Het resultaat van het gebruik van straling hangt af van correct gekozen schema's, en een micathermische verwarming is absoluut veilig voor de gezondheid als bij de installatie gezond verstand wordt gebruikt.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

In de video wordt een overzicht gegeven van de micathermische verwarming MK-1501 – een innovatief apparaat waarmee men het werkingsprincipe van infraroodverwarmers kan begrijpen:

Een micathermische verwarming is een innovatief elektrisch apparaat dat wordt gebruikt voor het verwarmen van ruimtes. De werking is gebaseerd op infraroodstraling van micaniet-elementen. Het apparaat kenmerkt zich door een hoge energie-efficiëntie, compactheid en multifunctionaliteit.

Wilt u uw eigen ervaring delen bij het kiezen van een infraroodverwarming? Beschikt u over nuttige informatie over het onderwerp van het artikel? Schrijf dan alstublieft een reactie in het onderstaande blok, plaats foto's, stel vragen.