Пленочный аналог солнца

На прошлой неделе прессе и предпринимателям представили разработку Челябинской агроинженерной академии — пленочные нагреватели, которые могут обогреть помещение, затрачивая при этом около одного киловатта электроэнергии.

Мысль о таком нагревателе родилась достаточно давно, рассказывает автор проекта, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой электротехники и автоматики академии Виталий Попов:

— Мы шли от малого: когда-то агроинженерная академия занималась производством оборудования для обогрева помещений, в которых размещались животные: поросята, куры, коровы. Уже почти шесть лет, как мы пришли к людям, минуя множество инстанций. Теперь нашу технологию применяют для обогрева помещений в детских садах, поликлиниках, роддомах.

И только теперь, когда появился человек, способный нанести на пленку покрытие толщиной от 10 до 75 нанометров, претворить задумку в жизнь полностью стало возможным. Технология нанесения достаточно сложная, рассказал Виталий Попов, но со временем была отработана схема и даже изобретена специальная машина, для того чтобы производство было серийным.

Электроэнергия, которая уходит в тепло, может реализовываться в трех видах: это контактный (нагрев чайника), конвективный (нагревается воздух вокруг прибора) и излучение. Это и есть основное отличие в приборах, предназначенных для обогрева помещений. Работа теплого пола заключается в последнем способе передачи энергии: в пол закладывается нагреватель, температура которого не должна превышать 30 градусов. При таком температурном режиме достаточно низкая излучающая способность, поэтому теплый пол передает энергию контактным путем, не нагревая при этом помещение.

На рынке существуют аналоги, но в изобретении наших земляков есть отличительная особенность. Все зависит от поглощающей и излучающей способности материалов, так называемого коэффициента черноты. Чем ближе к единице, тем больше способность к излучению тепла. У южноуральского материала коэффициент черноты 0,98. Это намного больше, чем у аналогов, например, с алюминиевыми полосками — там коэффициент приблизительно равен 0,6. Иными словами, если из сети сто ватт, то в первом случае 90% превратится в лучистую составляющую, а если говорить о втором случае, то теплом станет только 60% энергии.

На квадратный метр для поддержания нормальной температуры, согласованной с требованиями
СНИПов, расходуется не более 150 ватт. Но если разместить пленку на стене до одного метра высотой, то можно увеличить мощность до 360 — 400 ватт. Длина волны такая же, как у солнца, примерно девять микрометров. Да и принцип работы у пленочных электронагревателей инфракрасного излучения тот же: греется не воздух, а предметы, находящиеся в помещении.

— Если бы солнце грело воздух, то земля и все живое попросту сгорели бы, — объясняет автор изобретения. — А оно греет землю-матушку. В детских садах детки лежат на тепленьких кроватках, могут бегать босиком по полу!

Несмотря на то что инфракрасные лучи нагревают предметы, их можно задекорировать даже дорогим подвесным потолком — средняя температура нагрева составит не более 37 градусов. Единственное, что может встать на пути у лучистой энергии, — это металл. Но и этому можно найти применение. Например, на юге, по сути, таким образом сушат табак: строится металлический продуваемый ангар, солнце нагревает его, и это тепло передается через металл внутрь помещения.

Стоимость такого материала варьируется от 600 до 850 рублей за квадратный метр, другие материалы выходят даже несколько дороже и их цены начинаются от 800 рублей.

Область применения действительно очень широка: исследования подтвердили как безопасность материала для человека, так и его эффективность.