Radiateurs micathermiques : structure, principe de fonctionnement, avantages et inconvénients

Le problème de l'économie des ressources touche progressivement tous les domaines de la vie humaine. Si aujourd'hui nous ne préservons pas la chaleur et l'énergie, demain nous devrons faire face à une pénurie de ressources naturelles. La science moderne vise à développer des appareils « intelligents » écoénergétiques, dont l'un est le chauffage micathermique à rayonnement infrarouge.

Vous découvrirez tout sur la conception et les principes de fonctionnement de cette variété novatrice d'appareils chauffants dans cet article que nous vous présentons. Nous vous parlerons de ses variétés, de leurs différences caractéristiques et des règles de choix. Nous analyserons également si le rayonnement thermique infrarouge est nocif ou bénéfique dans la vie quotidienne.

Informations générales sur micathermique radiateur

Le chauffage micathermique est un appareil électrique qui diffuse des ondes thermiques infrarouges. La chaleur infrarouge est un rayonnement électromagnétique occupant la région du spectre entre le bord rouge de la lumière visible à l'œil humain (avec une longueur d'onde λ = 0,74 μm) et le rayonnement micro-ondes (longueur d'onde d'environ 1 à 2 mm).

Le chauffage se distingue par sa construction multicouche. Chacune des couches de non-métaux et de métaux qui le composent remplit une fonction strictement définie. Les unes isolent, les autres concentrent et réfléchissent les ondes thermiques. Le principe de fonctionnement est extrêmement simple et la conception du chauffage infrarouge micathermique est tout à fait compréhensible.

Conception de l'appareil chauffant micathermique

Le développement du chauffage MK repose sur les avancées des technologies spatiales. Cependant, extérieurement, il ressemble à un convecteur ordinaire.

L'appareil IR se compose de :

• un élément chauffant – une plaque de mica, dans laquelle sont incrustés des éléments plats résistifs ou des spires en fil de nitrochrome;
• un isolant qui empêche la surchauffe de l'équipement (le plus souvent réalisé avec du basalte);
• un boîtier métallique de l'appareil;
• une grille métallique de protection à travers laquelle passe le rayonnement infrarouge;
• Des supports pour les pieds et les rouleaux de déplacement.

Pour contrôler et surveiller le fonctionnement, l'appareil de chauffage est équipé de :

• d'une télécommande ;
• d'un panneau de commande tactile ou à boutons ;
• d'un régulateur de température ;
• d'un tableau d'indicateurs qui aide à comprendre l'état de l'appareil ;
• d'un régulateur de puissance (la plupart des modèles de radiateurs disponibles dans le commerce ont une puissance de 1-2 kW).

Les principaux organes de travail des chauffages MK sont les éléments chauffants en micanite. Ils sont fabriqués selon la technologie Micathermik (Micathermik). Cette technologie consiste à appliquer des couches de mica sur les éléments chauffants métalliques.

Le radiateur en micanite est placé dans un boîtier en mica. Il transporte l'énergie thermique obtenue du radiateur vers la pièce chauffée. La chaleur infrarouge est dirigée vers les objets environnants, puis transmise à la pièce. Aucun fluide caloporteur, qu'il soit aqueux ou huileux, n'est utilisé.

On ne peut voir le radiateur en micanite qu'en démontant l'équipement électrique. Mais lors du démontage, il est important de ne pas endommager le radiateur et de ne pas modifier sa position à l'intérieur de l'appareil. Si l'étanchéité du contact est compromise, l'effet de chauffage sera réduit.

Le micanite est un papier pressé à partir de minuscules écailles de mica. Ce minéral à structure écailleuse est assez fragile, ses couches sont amincies à des fractions de millimètre. Le mica possède de bonnes propriétés d'isolation électrique, de conductivité thermique et de résistance à la chaleur. Il est souvent utilisé dans les composants radio et les condensateurs.

Le réchauffement du minéral se produit en un temps extrêmement court, atteignant 200 degrés ou plus. Grâce à la production synthétique du mica, la longueur d'onde IR augmente, tandis que l'intensité du rayonnement diminue.

En mélangeant le micanite avec un liant résistant à la chaleur et en les pressant, on produit des feuilles résistantes à la chaleur avec de bonnes propriétés diélectriques, qui peuvent être utilisées dans les radiateurs. De plus, le mica n'émet pas de composants toxiques lors du chauffage.

Les couches de mica isolent l'élément chauffant des autres pièces de la structure et transmettent la chaleur. L'épaisseur des plaques de mica est soigneusement choisie en fonction des dimensions générales de l'appareil. Elle ne dépasse généralement pas 0,03-0,025 mm.

La dilatation thermique du mica coïncide toujours avec la dilatation thermique du noyau. Grâce à cela, un silence maximal est obtenu pendant le fonctionnement, car tous les clics et bruits à l'intérieur de l'appareil sont éliminés.

Entre l'élément chauffant et les plaques de mica se trouvent 2 couches supplémentaires : une couche interne et une couche externe. La couche interne réfléchit la chaleur, permettant ainsi une émission complète du rayonnement IR dans l'espace choisi pour le chauffage. La couche externe est responsable de l'amplification des flux de température.

L'élément chauffant en micanite est placé dans un boîtier métallique avec des inserts en treillis. La chaleur radiante infrarouge traverse librement l'“enveloppe” perforée. La conception est pensée de manière à ce que l'énergie thermique fournie par l'appareil soit répartie dans la pièce avec une uniformité maximale.

Le plus grand rayonnement infrarouge d'un équipement micathermique est observé directement devant l'appareil, ce qui doit être pris en compte lors de l'agencement des objets. Il n'est pas recommandé d'installer l'appareil en face du lit ou à proximité immédiate du bureau.

Outre le rayonnement thermique infrarouge, un flux sensible d'air chaud ascendant se propage à travers l'extrémité supérieure de la grille (méthode de convection) depuis le radiateur MC en fonctionnement, bien que le boîtier de l'appareil lui-même ne chauffe pas.

En cours de fonctionnement, l'appareil émet des ondes infrarouges et électromagnétiques qui se situent dans une plage sans danger pour les êtres vivants. Grâce à cela, les chauffages micathermiques peuvent être utilisés dans les jardins d'enfants ou les hôpitaux.

Principe de fonctionnement du radiateur MK

Le fonctionnement de chaque chauffage micathermique repose sur le transfert de chaleur par rayonnement infrarouge (80 % de la puissance totale) et par convection grâce à la création d'un mouvement d'air dû à la différence de température (20 %). La combinaison de ces deux méthodes de chauffage permet d'atteindre une efficacité maximale possible.

C'est-à-dire qu'il chauffe le volume d'air et les objets par rayonnement infrarouge à distance. Grâce à cela, le transfert de chaleur est beaucoup plus rapide par rapport à un radiateur à eau ou à huile. En effet, un convecteur ordinaire à eau, à gaz ou électrique ne chauffe que l'air qui touche ses ailettes.

Le radiateur MC transmet l'énergie à l'objet avec une dissipation minimale. L'objet peut être aussi bien des objets, des animaux que des humains. De plus, les objets et les murs, après avoir été exposés aux ondes infrarouges, deviennent eux-mêmes des sources de chaleur et chauffent l'air.

En dehors de la zone d'action du radiateur IR, la pièce ne chauffe pratiquement pas. De plus, la densité du flux thermique diminue avec l'augmentation de la distance entre le radiateur et l'objet.

Cependant, le radiateur IR est indispensable si l'on doit chauffer rapidement un seul objet dans la pièce. Le boîtier de l'appareil lui-même, isolé avec un composé à base de basalte, n'atteint pas de températures élevées (au-dessus de 60 degrés), ce qui exclut tout risque de brûlure en cas de contact accidentel avec l'appareil.

Il est préférable d'acheter des radiateurs micathermiques avec un boîtier en acier. Ces structures ne craignent pas les impacts mécaniques externes dus aux chocs et aux chutes. De plus, ils chauffent très rapidement.

Cependant, il est interdit de sécher des vêtements sur le radiateur en raison du risque d'incendie. Certains matériaux synthétiques, s'ils entrent en contact avec le boîtier de l'appareil, peuvent fondre ou prendre feu. Font exception les modèles spécialement améliorés, équipés d'étagères pour chaussures ou de séchoirs pliants pour linge propre.

Techniquement, le principe de fonctionnement des éléments du chauffage micathermique est assez simple. Lorsque l'appareil est branché sur le secteur, la plaque commence à chauffer. Elle chauffe jusqu'à 200-400 degrés Celsius et transmet la chaleur aux couches de mica.

L'énergie électrique fournie aux plaques de mica se transforme en rayonnement infrarouge dirigé vers les objets autour de l'appareil. Ce processus prend quelques minutes, et la pièce devient chaude presque immédiatement après la mise en marche de l'équipement.

Une petite pièce (jusqu'à 20 m²) peut être chauffée par un appareil micathermique en 10 minutes. Lorsque l'air de la pièce atteint la température souhaitée, le thermostat du dispositif se déclenche et coupe le chauffage. L'équipement peut être configuré pour maintenir automatiquement une température ambiante confortable dans la pièce.

Une efficacité énergétique élevée et une économie sont les principales caractéristiques des radiateurs micathermiques. Ils se distinguent par une puissance élevée, consommant ainsi environ un tiers d'électricité en moins par rapport aux convecteurs classiques. Le rendement d'un radiateur infrarouge est d'environ 90 %.

Options supplémentaires utiles

Les radiateurs micathermiques standard ont un nombre minimal de réglages, mais certains d'entre eux possèdent divers éléments supplémentaires selon la modification.

Ces éléments comprennent :

• des thermostats intégrés permettant de contrôler plusieurs flux d'air ;
• des écrans à cristaux liquides avec des fonctions de protection spéciales ;
• des ioniseurs et des humidificateurs d'air ;
• des minuteries, etc.

De nombreux radiateurs micathermiques disposent d'une fonction de protection de la pièce contre le gel. Si vous activez cette option et installez l'appareil dans une pièce non chauffée, il s'allumera automatiquement si la température de la pièce approche zéro degré.

Certains radiateurs sont également équipés d'un indice de protection IP24, qui protège contre l'humidité et prévient tout risque de panne ou de court-circuit en cas d'éclaboussures d'eau sur l'appareil.

Tous les dispositifs supplémentaires sont intégrés d'origine dans la construction du radiateur micathermique. L'équipement exact dépend des caractéristiques techniques du radiateur : sa puissance, son mode de fixation et ses dimensions.

Classification selon la direction du rayonnement

Tous les radiateurs micathermiques se divisent en :

• appareils unilatéraux, dans lesquels les rayons infrarouges sont uniquement dirigés d'un côté ;
• appareils bilatéraux, émettant de la chaleur des deux côtés de l'appareil ;
• appareils cylindriques, ayant une zone de rayonnement infrarouge circulaire.

Les radiateurs unilatéraux peuvent être muraux ou au sol. Ils ont une face avant grillagée et une face arrière. La face arrière comporte de petites ouvertures de ventilation dans la partie inférieure.

Les radiateurs bilatéraux sont installés au sol. Ils comportent deux plaques actives produisant des rayons infrarouges. Les plaques chauffantes sont équipées de grilles métalliques. Les radiateurs unilatéraux et bilatéraux dirigent les rayons infrarouges horizontalement le long du sol.

L'apport horizontal des rayons IR contribue à une répartition inégale de la chaleur dans la pièce. Avec le rayonnement infrarouge, l'air le plus chaud se trouve près du sol, ce qui permet de garder les pieds au chaud. Plus haut vers le plafond, il est généralement plus froid.

Les radiateurs doivent être installés dans les parties les plus froides de la pièce. Cependant, il n'est pas recommandé de les utiliser dans les pièces très humides (salles de bain, buanderies, douches). Dans ces endroits, on installe des appareils électriques protégés contre l'humidité en suspension dans l'air.

Dans les radiateurs de forme cylindrique ou ovale se trouvent des émetteurs de configuration non standard (semi-annulaires ou tubulaires). Ils peuvent être fixés au plafond ou aux murs en fonction des caractéristiques de la structure. Les radiateurs cylindriques se distinguent par une zone de rayonnement infrarouge circulaire.

Utilisations courantes

Les radiateurs infrarouges peuvent être utilisés dans des espaces intérieurs et extérieurs. Ils permettent de chauffer une terrasse, un balcon, une chambre d'enfant ou un salon. De plus, les appareils MK dotés de la capacité de chauffer par convection sont appropriés pour empêcher la formation de glace sur un palier d'escalier.

Étant donné que lors du chauffage d'une pièce par rayons infrarouges, l'air ne perd pas d'oxygène (et ne se dessèche pas), il est recommandé d'utiliser des appareils IR dans les pièces où vivent de jeunes enfants, des asthmatiques ou des allergiques.

Mais les systèmes micathermiques ne sont pas seulement utilisés par les particuliers, ils sont également demandés dans :

• en médecine, pour la thérapie des patients souffrant de troubles de la circulation sanguine, de pathologies cardiovasculaires, de migraines et d'infections respiratoires aiguës fréquentes ;
• en médecine vétérinaire pour le traitement des animaux ;
• dans les cabinets de massage (le massage sous rayonnement infrarouge contribue à la perte de poids) ;
• dans les bureaux pour la destruction des virus et des bactéries.

Grâce aux radiateurs micathermiques, il est possible de créer des rideaux thermiques au-dessus des fenêtres panoramiques et autres structures vitrées transparentes, qui ont de faibles propriétés d'isolation thermique.

Pour détruire les bactéries, le radiateur micathermique doit rester allumé pendant plusieurs heures. Cependant, il n'est pas recommandé d'utiliser cet appareil exclusivement pour la désinfection, car il ne tue pas tous les virus, champignons et moisissures présents dans la pièce.

Avantages et inconvénients des radiateurs micathermiques

Les avantages et les inconvénients d'un radiateur micathermique sont déterminés par son principe de fonctionnement et la conception de l'équipement.

L'appareil possède un nombre impressionnant d'avantages, parmi lesquels :

• efficacité énergétique ;
• une vitesse de chauffe élevée ;
• la compacité du boîtier ;
• un design élégant ;
• un poids léger (selon le type d'appareil, il varie entre 3 et 4 kg) ;
• sécurité ;
• le maintien d'un microclimat sain dans la pièce ;
• un bruit de fonctionnement minimal, etc.

De plus, un radiateur micathermique prévient le développement de la microflore microbienne et virale et tue également les moisissures dans la pièce. Cependant, cet appareil n'a pas d'action bactéricide et ne peut pas être utilisé au même titre que les lampes ultraviolettes pour la stérilisation par quartz.

Pendant le fonctionnement de l'appareil infrarouge, il ne se forme pas d'accumulation de masse d'air sous le plafond. Grâce à cela, l'équipement IR est parfaitement adapté aux pièces avec de hauts plafonds, car la chaleur ne se dissipe pas sur toute la surface. Cependant, beaucoup de poussière pénètre par les ouvertures du boîtier de l'appareil, qu'il est pratiquement impossible d'en retirer.

Lors de la mise en marche de l'appareil, la poussière et la saleté chauffent et dégagent une mauvaise odeur. L'odeur ne disparaîtra que lorsque la poussière aura complètement brûlé. Il est à noter qu'une telle odeur nauséabonde sera émise par l'appareil de chauffage micathermique chaque fois qu'il restera longtemps éteint.

Comment bien choisir le modèle adapté ?

Lors de l'achat d'un radiateur micathermique, il faut tenir compte des caractéristiques de la pièce dans laquelle il sera installé. En règle générale, pour chaque 10 m² de surface habitable, il faut prévoir 1 kW de puissance sans tenir compte des pertes de chaleur.

Si c'est la seule source de chaleur, il faut choisir un appareil avec une puissance plus élevée. Si le radiateur infrarouge est acheté pour une petite maison d'été, on peut choisir un appareil avec une puissance ne dépassant pas 70 W par m².

En réalité, il est difficile de chauffer une pièce uniquement avec un chauffage micathermique, car il faut bien réfléchir à l'emplacement de l'appareil. Le chauffage maximal de l'air et des objets ne sera observé qu'à une distance de quelques mètres du panneau avant.

Avant l'achat d'un chauffage MK, il faut demander au vendeur tous les documents d'accompagnement nécessaires, y compris le certificat d'hygiène pour l'isolateur. Il est préférable d'acheter un équipement avec un isolateur en basalte, qui peut même être utilisé dans l'industrie alimentaire (des mentions à cet effet figurent généralement dans le certificat d'hygiène).

Tout équipement électrique nécessite un entretien rapide et complet. En raison de la structure particulière des chauffages micathermiques, il faut les passer régulièrement à l'aspirateur et les essuyer avec un chiffon humide pour les nettoyer de la poussière accumulée. Avant de nettoyer l'appareil, il faut le mettre hors tension.

Les méfaits des ondes infrarouges sur l'organisme – un mythe ?

Les ondes infrarouges sont un rayonnement électromagnétique traditionnel, dont la structure est similaire à celle des rayons solaires. Les méfaits et les bienfaits du rayonnement IR sont déterminés par la profondeur de pénétration de ces ondes dans la peau.

Il existe 3 types d'appareils de chauffage en fonction de la longueur d'onde et de la température d'incandescence de l'élément chauffant :

• les appareils avec un chauffage maximal jusqu'à 300 degrés et une longueur d'onde de 50 à 200 microns ;
• les appareils chauffant jusqu'à 600 degrés et avec une longueur d'onde de 2,5 à 50 microns ;
• les radiateurs avec un chauffage jusqu'à 800 degrés et une longueur d'onde de 0,7 à 2,5 microns.

C'est-à-dire que plus la température d'incandescence de l'appareil est élevée, plus il émettra d'ondes courtes. Pour une personne normale en bonne santé, les ondes thermiques d'une longueur d'environ 9,6 microns sont sans danger. Les fabricants indiquent la plage de rayonnement infrarouge dans le manuel technique de l'appareil.

Les informations sur la plage de rayonnement infrarouge peuvent être trouvées dans la documentation d'accompagnement des radiateurs ou sur l'emballage du produit. L'absence de ces informations indique des violations importantes de la part du fabricant.

Généralement, elle varie entre 2 et 10 microns. L'intensité du rayonnement IR dépend des caractéristiques de la surface chauffée (notamment son coefficient d'émission). Le rayonnement le plus puissant provient d'un objet noir chauffé.

Tout rayonnement infrarouge prolongé et dirigé a un effet néfaste sur le corps humain, qui se manifeste par :

• le dessèchement de la peau ;
• la baisse de la vision (en cas d'exposition prolongée, le risque de développer une cataracte augmente) ;
• la perturbation de la structure des membranes cellulaires (caractéristique des ondes infrarouges courtes), etc.

Il est particulièrement dangereux d'installer un puissant radiateur de plafond dans une pièce avec des plafonds bas. Dans ce cas, les rayons infrarouges chaufferont constamment la tête de la personne et peuvent entraîner le développement de diverses maladies.

Mais ces radiateurs infrarouges ne peuvent causer un réel préjudice que dans le cas d'un flux dirigé en permanence sur une personne. Idéalement, les appareils doivent être installés de manière à ce que les radiateurs cèdent leur chaleur aux murs ou aux meubles, sans être dirigés vers la personne.

Le radiateur ne doit pas être constamment dirigé vers une personne. Le rayonnement infrarouge n'est bénéfique qu'en petites quantités.

Cependant, au Japon et en Europe, des instituts entiers développent des méthodes de lutte contre le cancer basées sur l'influence du rayonnement infrarouge. Au cours de recherches scientifiques, il a été prouvé que les ondes IR, pénétrant la peau jusqu'à 14-20 cm, effectuent une détoxification efficace des cellules.

Cela se produit grâce à une hyperthermie sélective, à une augmentation de la circulation biochimique et à l'élimination des phénomènes de stagnation dans les tissus. Le résultat de l'utilisation du rayonnement dépend de schémas correctement choisis, et le chauffage micathermique est absolument sans danger pour la santé si son installation est guidée par le bon sens.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

La vidéo présente un aperçu du radiateur micathermique MK-1501 – un équipement innovant, dont l'exemple permet de comprendre le principe de fonctionnement des radiateurs infrarouges :

Le radiateur micathermique est un appareil électrique innovant utilisé pour le chauffage des pièces. Son fonctionnement est basé sur le rayonnement infrarouge provenant d'éléments micacés. L'équipement se caractérise par une haute efficacité énergétique, une compacité et une multifonctionnalité.

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