Calefactores micatérmicos: estructura, principio de funcionamiento, ventajas y desventajas

El problema del ahorro de recursos afecta gradualmente a todas las áreas de la vida humana. Si hoy no se conserva el calor y la energía, mañana se enfrentará a la escasez de recursos naturales. La ciencia moderna se centra en el desarrollo de dispositivos «inteligentes» energéticamente eficientes, uno de los cuales es el calentador micatérmico con radiación infrarroja.

Todo sobre el dispositivo y los principios de funcionamiento de la innovadora variedad de aparatos calefactores lo aprenderá en el artículo que presentamos. Le contaremos sobre sus variedades, sus diferencias características y las reglas de selección. También analizaremos si la radiación infrarroja térmica es perjudicial o beneficiosa en el hogar.

Información general sobre micatérmico calefactor

Micatérmico es un aparato eléctrico que propaga ondas térmicas infrarrojas. El calor infrarrojo es una radiación electromagnética que ocupa la región del espectro entre el borde rojo de la luz visible al ojo humano (con longitud de onda λ = 0,74 μm) y la radiación de microondas (longitud de onda de aproximadamente 1-2 mm).

El calentador se caracteriza por una construcción multicapa. Cada una de las capas de no metales y metales que lo componen cumple una función estrictamente definida. Unas aíslan, otras concentran y reflejan las ondas térmicas. El principio de funcionamiento es extremadamente simple, y el mecanismo del calentador infrarrojo micatérmico es bastante comprensible.

Dispositivo del aparato calefactor micatérmico

En la base del desarrollo del calentador MC se encuentran los logros de las tecnologías espaciales. Sin embargo, externamente se parece a un convector común.

El dispositivo IR consta de:

• elemento calefactor – una placa de mica, con elementos resistivos planos o espirales de alambre de nicromo sumergidos en ella;
• aislante que evita el sobrecalentamiento del equipo (generalmente hecho con basalto);
• carcasa metálica del dispositivo;
• rejilla metálica de protección a través de la cual pasa la radiación infrarroja;
• soportes para apoyos y rodillos de desplazamiento.

Para la gestión y control del funcionamiento, el dispositivo de calefacción está equipado con:

• un mando a distancia;
• un panel de control táctil o de botones;
• un regulador de temperatura;
• un panel de indicadores que ayuda a comprender el estado del aparato;
• un regulador de potencia (la mayoría de los modelos de calefactores disponibles en el mercado tienen una potencia de 1-2 kW).

Los principales órganos de trabajo de los calentadores MC son los calentadores de micanita. Se fabrican según la tecnología Micathermik (Micatérmik). Esta tecnología consiste en aplicar capas de mica sobre los elementos calefactores metálicos.

El calentador de micanita se coloca en una carcasa hecha de mica. Transporta la energía térmica obtenida del calentador al espacio a tratar. El calor infrarrojo se dirige a los objetos circundantes, y desde ellos se transfiere a la sala atendida. No se utilizan ni refrigerantes de agua ni de aceite.

El calentador de micanita solo se puede ver desmontando el equipo eléctrico. Pero al desmontar el dispositivo, es importante no dañar el calentador ni cambiar su posición dentro del aparato. Si la densidad de contacto se ve afectada, el efecto de calentamiento disminuirá.

La micanita es un papel prensado a partir de diminutas escamas de mica. Este mineral de estructura escamosa es bastante frágil, sus capas se han adelgazado hasta fracciones de milímetro. La mica posee buenas propiedades de aislamiento eléctrico, conducción térmica y resistencia al calor. Se utiliza a menudo en componentes de radio y condensadores.

El calentamiento del mineral ocurre en plazos extremadamente cortos, alcanzando 200 grados o más. Debido a la producción sintética de mica, la longitud de onda infrarroja aumenta, mientras que la intensidad de la radiación disminuye.

Al mezclar la micanita con un aglutinante termorresistente y al prensarlos, se producen láminas termorresistentes con buenas propiedades dieléctricas, que se pueden utilizar en calefactores. Además, la mica no emite componentes tóxicos al calentarse.

Las capas de mica aíslan el elemento calefactor del resto de las piezas de la estructura y transmiten el calor. El grosor de las láminas de mica se selecciona cuidadosamente según las dimensiones generales del dispositivo. Por lo general, no supera los 0,03-0,025 mm.

La dilatación térmica de la mica siempre coincide con la dilatación térmica del núcleo. Gracias a esto se logra el máximo silencio durante el funcionamiento, ya que se eliminan todo tipo de chasquidos y golpes dentro del dispositivo.

Entre el elemento calefactor y las láminas de mica hay 2 capas adicionales: interna y externa. La capa interna refleja el calor, logrando así una emisión completa de radiación infrarroja al espacio seleccionado para calefacción. La capa externa se encarga de intensificar los flujos de temperatura.

El elemento calefactor de micanita se coloca en un cuerpo metálico con inserciones de malla. A través de la “cubierta” perforada pasa libremente el calor radiante infrarrojo. El diseño está pensado para que la energía térmica suministrada por el aparato se distribuya por la habitación con la máxima uniformidad.

La mayor radiación infrarroja del equipo micatérmico se observa justo frente al dispositivo, esto debe tenerse en cuenta al colocar objetos. No se recomienda instalar el aparato frente a la cama o muy cerca del escritorio.

Además de la radiación térmica infrarroja del calefactor micatérmico en funcionamiento, se propaga un flujo perceptible de aire caliente ascendente a través del extremo superior de la rejilla (método de convección), aunque el propio cuerpo del dispositivo no se calienta.

Durante su funcionamiento, el aparato emite ondas infrarrojas y electromagnéticas que se encuentran en un rango seguro para los seres vivos. Gracias a esto, los calentadores micatérmicos pueden utilizarse en guarderías u hospitales.

Principio de funcionamiento del calefactor MK

El funcionamiento de cada calentador micatérmico se basa en la transferencia de calor por radiación infrarroja (80% del rendimiento total) y mediante el método de calefacción por convección gracias a la creación de movimiento de aire debido a la diferencia de temperatura (20%). Gracias a la combinación de los dos métodos de calefacción se logra la máxima eficiencia posible.

Es decir, calienta el volumen de aire y los objetos mediante radiación infrarroja a distancia. Gracias a esto, la transferencia de calor ocurre mucho más rápido si se compara con un radiador de agua o de aceite. Pues un convector común, ya sea de agua, gas o eléctrico, solo calienta el aire que entra en contacto con sus aletas.

El calefactor micatérmico transmite energía al objeto con una dispersión mínima. Como objeto pueden ser tanto cosas, como animales y personas. Además, los objetos y las paredes después de la exposición a las ondas infrarrojas se convierten en fuentes de calor y calientan el aire.

Fuera de la zona de acción del calefactor IR, la habitación prácticamente no se calienta. Además, la densidad del flujo de calor disminuye al aumentar la distancia entre el calefactor y el objeto.

Sin embargo, el calefactor IR es indispensable si se necesita calentar rápidamente un solo objeto en la habitación. El propio cuerpo del dispositivo, aislado con un compuesto de basalto, no alcanza altas temperaturas (más de 60 grados), lo que elimina la posibilidad de quemaduras en caso de contacto accidental con la unidad.

Lo mejor es comprar calentadores micatérmicos con carcasa de acero. Estas estructuras no temen los impactos mecánicos externos de golpes y caídas. Además, se calientan muy rápidamente.

Pero no se debe secar ropa sobre el calentador, ya que existe riesgo de incendio. Algunos materiales sintéticos, al entrar en contacto con la carcasa del dispositivo, pueden derretirse o incendiarse. La excepción son los modelos especiales mejorados, equipados con estantes para zapatos o secadores plegables para ropa limpia.

Técnicamente, el principio de funcionamiento de los elementos del calentador micatérmico es bastante simple. Cuando el dispositivo se conecta a la red, la placa comienza a calentarse. Se calienta hasta 200-400 grados Celsius y transmite el calor a las capas de mica.

La energía eléctrica suministrada a las placas de mica se transforma en radiación infrarroja, dirigida a los objetos cercanos al electrodoméstico. Todo este proceso toma unos minutos, y la habitación se vuelve cálida casi inmediatamente después de encender el equipo.

Una habitación pequeña (de hasta 20 m²) puede calentarse con un dispositivo micatérmico en 10 minutos. Cuando el aire de la habitación alcanza la temperatura deseada, el termostato del aparato se activa y apaga el calefactor. El equipo se puede configurar para mantener automáticamente un fondo térmico confortable en la habitación.

La alta eficiencia energética y el ahorro son las principales características de los calefactores micatérmicos. Se distinguen por su alta potencia, por lo que consumen aproximadamente un tercio menos de electricidad en comparación con los convectores convencionales. El rendimiento del calefactor infrarrojo es de aproximadamente el 90%.

Opciones adicionales útiles

Los calentadores micatérmicos estándar tienen una cantidad mínima de ajustes, pero algunos poseen diversos elementos adicionales según la modificación.

Entre estos elementos se incluyen:

• termorreguladores integrados que permiten controlar múltiples flujos de aire;
• pantallas de cristal líquido con funciones de protección especiales;
• ionizadores y humidificadores de aire;
• temporizadores, etc.

Muchos calefactores micatérmicos tienen una función de protección contra la congelación de la habitación. Si se activa esta opción y se coloca el aparato en una habitación sin calefacción, se encenderá automáticamente si la temperatura de la habitación se acerca a cero.

Además, algunos calefactores están equipados con un grado de protección IP24, que protege contra la humedad y evita la posibilidad de avería del dispositivo o cortocircuito en caso de que caiga agua sobre el equipo.

Todos los dispositivos adicionales están integrados de fábrica en la estructura del calentador micatérmico. La configuración exacta depende de las características técnicas del calentador: su potencia, método de fijación y dimensiones.

Clasificación según la dirección de la radiación

Todos los calefactores micatérmicos se dividen en:

• aparatos unilaterales, en los que los rayos infrarrojos se dirigen solo hacia un lado;
• dispositivos bilaterales, que emiten calor hacia ambos lados por los costados del producto;
• agregados cilíndricos, que tienen una zona circular de radiación infrarroja.

Los calefactores unilaterales pueden ser de pared o de suelo. Tienen una cara frontal de rejilla y una parte posterior. La parte posterior tiene pequeñas aberturas de ventilación en la parte inferior.

Los calefactores bilaterales se instalan en el suelo. Tienen dos placas de trabajo que producen rayos infrarrojos. Las placas calefactoras están provistas de rejillas metálicas. Los calefactores unilaterales y bilaterales dirigen los rayos infrarrojos horizontalmente a lo largo del suelo.

La emisión horizontal de rayos IR contribuye a una distribución desigual del calor en la habitación. Con la radiación infrarroja, el aire más cálido se encuentra más cerca del suelo, lo que permite mantener los pies calientes. Más arriba, hacia el techo, suele ser más frío.

Los calefactores deben instalarse en las partes más frías de la habitación. Sin embargo, no se recomienda usarlos en habitaciones con alta humedad (baños, lavanderías, duchas). En esos lugares se instalan electrodomésticos con protección contra la humedad suspendida en el aire.

En los calefactores de forma cilíndrica u ovalada se encuentran emisores de configuración no estándar (semicirculares o tubulares). Se pueden fijar al techo o a las paredes según las características de la construcción. Los calefactores cilíndricos se distinguen por una zona circular de dirección de la radiación infrarroja.

Usos comunes

Los calefactores infrarrojos pueden usarse en espacios cerrados y abiertos. Con ellos se puede calentar una terraza, un balcón, una habitación infantil o una sala de estar. Además, los dispositivos MC con capacidad de calefacción por convección son adecuados para evitar la formación de hielo en el hueco de la escalera.

Dado que al calentar una habitación con rayos infrarrojos, el oxígeno no disminuye en el aire (y no se seca), se recomienda usar dispositivos IR en habitaciones donde vivan niños pequeños, asmáticos o alérgicos.

Pero los sistemas micatérmicos no solo sirven a particulares, sino que también son demandados en:

• medicina para la terapia de pacientes con trastornos del flujo sanguíneo, patologías cardiovasculares, migrañas y resfriados comunes frecuentes;
• veterinaria para el tratamiento de animales;
• salones de masaje (el masaje bajo radiación infrarroja contribuye a la reducción de peso);
• oficinas para la eliminación de virus y bacterias.

Con la ayuda de calefactores micatérmicos se pueden crear cortinas térmicas sobre ventanas panorámicas y otras estructuras de vidrio translúcido que se caracterizan por sus débiles propiedades de aislamiento térmico.

Para eliminar bacterias, el calefactor de mica debe dejarse encendido durante varias horas. Sin embargo, no se recomienda usar este dispositivo exclusivamente para la desinfección, ya que no elimina todos los virus, hongos y moho presentes en el ambiente.

Ventajas y desventajas de los calefactores micatérmicos

Las ventajas y desventajas del calefactor micatérmico se deben al principio de funcionamiento y al diseño del equipo.

El aparato cuenta con una impresionante serie de ventajas, entre las que se incluyen:

• eficiencia energética;
• alta velocidad de calefacción;
• compacidad del cuerpo;
• aspecto elegante;
• poco peso (según el tipo de equipo, varía entre 3 y 4 kg);
• seguridad;
• mantenimiento de un microclima saludable en el espacio;
• mínimo ruido durante el funcionamiento, etc.

Además, el calefactor micatérmico previene el desarrollo de microflora microbiana y viral, y también elimina los hongos en la habitación. Sin embargo, este aparato no tiene acción bactericida y no puede usarse al mismo nivel que las lámparas ultravioleta para la cuarzización.

Durante el funcionamiento del dispositivo infrarrojo, no se acumula masa de aire bajo el techo. Por esta razón, el equipo infrarrojo es perfecto para espacios con techos altos, ya que el calor no se dispersa por toda la superficie. Sin embargo, por las aberturas de la carcasa del equipo entra mucho polvo, que es casi imposible extraer de allí.

Al encender el aparato, el polvo y la suciedad se calientan y desprenden mal olor. El olor desaparecerá solo cuando el polvo se haya quemado por completo. Es notable que este mal olor lo emitirá el aparato calefactor micatérmico cada vez que haya estado apagado durante mucho tiempo.

¿Cómo elegir correctamente el modelo adecuado?

Al comprar un calefactor micatérmico, se debe partir de las características de la habitación en la que se va a colocar. Aproximadamente, por cada 10 m² de vivienda se necesitan 1 kW de potencia sin considerar las pérdidas de calor.

Si este será la única fuente de calor, es necesario elegir un dispositivo de mayor potencia. Si, en cambio, el calefactor infrarrojo se compra para una pequeña casa de verano, se puede elegir un equipo con una potencia no superior a 70 W por 1 m².

En realidad, es difícil calentar una habitación solo con un calefactor micatérmico, ya que es necesario planificar muy bien la ubicación del dispositivo. El calentamiento máximo del aire y de los objetos se observará solo a unos metros del panel frontal.

Antes de comprar un calefactor MC, debe solicitar al vendedor toda la documentación adjunta necesaria, incluido el certificado higiénico del aislante. Es mejor comprar un equipo con aislante de basalto, que puede utilizarse incluso en la industria alimentaria (normalmente, estas marcas están presentes en el certificado higiénico).

Cualquier equipo eléctrico necesita un mantenimiento oportuno y completo. Debido a la particularidad de su construcción, los calefactores micatérmicos deben aspirarse y limpiarse con un paño húmedo con regularidad para eliminar el polvo acumulado. Antes de limpiar el dispositivo, debe desconectar la corriente.

¿El daño de las ondas infrarrojas para el organismo – mito?

Las ondas infrarrojas constituyen una radiación electromagnética tradicional, similar en estructura a los rayos solares. Los daños y beneficios de la radiación IR se determinan por la profundidad de penetración de estas ondas en la piel.

Existen 3 tipos de aparatos de calefacción según la longitud de onda y la temperatura de incandescencia del elemento calefactor:

• dispositivos con calentamiento máximo de hasta 300 grados y longitud de onda de 50-200 micras;
• aparatos que se calientan hasta 600 grados y con longitud de onda de 2,5-50 micras;
• calentadores con calentamiento hasta 800 grados y longitud de onda de 0,7-2,5 micras.

Es decir, cuanto mayor sea la temperatura de incandescencia del dispositivo, más ondas cortas se emitirán. Para una persona sana normal, las ondas térmicas de aproximadamente 9,6 micras son seguras. Los fabricantes indican el rango de radiación infrarroja en la ficha técnica del dispositivo.

La información sobre el rango de radiación infrarroja se puede encontrar en la documentación adjunta de los calentadores o en la caja del producto. La ausencia de esta información indica violaciones significativas por parte del fabricante.

Generalmente varía entre 2 y 10 micras. La intensidad de la radiación infrarroja depende de las características de la superficie calentada (especialmente su coeficiente de emisión). La radiación más potente proviene de un objeto negro caliente.

Cualquier radiación infrarroja prolongada y dirigida tiene un efecto negativo en el organismo humano, que se manifiesta en:

• sequedad de la piel;
• disminución de la visión (con la exposición prolongada aumenta el riesgo de desarrollar cataratas);
• alteración de la estructura de las membranas celulares (característico de las ondas infrarrojas cortas), etc.

Es especialmente peligroso instalar un calentador de techo potente en una habitación con techos bajos. En ese caso, los rayos infrarrojos calentarán constantemente la cabeza de la persona y pueden provocar el desarrollo de diversas enfermedades.

Pero el daño real que estos calefactores infrarrojos pueden causar solo ocurre en caso de un flujo dirigido constante hacia una persona. Idealmente, los dispositivos deben instalarse de modo que los calefactores cedan su calor a las paredes o a los muebles, pero no estén dirigidos hacia la persona.

El calentador no debe estar siempre dirigido hacia una persona. La radiación infrarroja solo es beneficiosa en pequeñas cantidades.

Sin embargo, en Japón y Europa, institutos enteros desarrollan métodos para combatir el cáncer basados en la influencia de la radiación infrarroja. Durante las investigaciones científicas se ha demostrado que las ondas IR, al penetrar la piel hasta 14-20 cm, realizan una desintoxicación efectiva de las células.

Esto ocurre gracias a la hipertermia selectiva, el aumento de la circulación bioquímica y la eliminación de los fenómenos de estancamiento en los tejidos. El resultado del uso de la radiación depende de los esquemas correctamente seleccionados, y un calefactor micatérmico es absolutamente seguro para la salud si al instalarlo se guía por el sentido común.

Conclusiones y video útil sobre el tema

En el video se presenta una revisión del calentador micatérmico MK-1501, un equipo innovador con el cual se puede entender el principio de funcionamiento de los calentadores infrarrojos:

El calentador micatérmico es un innovador electrodoméstico que se utiliza para la calefacción de espacios. Su funcionamiento se basa en la radiación infrarroja de elementos micaníticos. El equipo se caracteriza por su alta eficiencia energética, compacidad y multifuncionalidad.

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