Используемые в отопительных системах генераторы тепла подразделяются на четыре основные группы:
• по виду используемого первичного энергоносителя (твердое, жидкое, газообразное топливо, электричество);
• по виду теплоносителя (вода, водяной пар, атмосферный воздух, подогретый в агрегате воздух);
• по способу обогрева (конвективный, лучистый, комбинированный);
• по вырабатываемой тепловой мощности.
Развитие отопительных приборов началось с обогревателей, которые нагревали воздух в помещении благодаря свободной или вынужденной конвекции. Напомним, что конвекция является непосредственным сочетанием двух процессов, происходящих одновременно: передача тепла путем теплопроводности от нагретого тела к присутствующим рядом с ним слоям воздуха и движение этих воздушных слоев, которое происходит из-за различия их плотности (природная конвекция), или под воздействием внешней силы (принудительная конвекция).
Лучистая энергия
Сегодня в подавляющем количестве отопительных систем используется конвективный способ обогрева, хотя обогрев излучением был, по-видимому, первым доступным для человека способом согреться в холода и использовался с «доисторических» времен. Первым таким природным излучателем тепла был костер. Огонь от него на открытом воздухе не дает фактически тепла путем конвекции, поскольку нагреваемый воздух увлекается вместе с дымом. При этом люди могут греться, лишь располагаясь вокруг костра и получая излучаемое им тепло. Аналогичная ситуация происходит и в помещении, когда открытый огонь горит в камине. Хотя искусственно можно нагревать конвекцией воздух по сторонам от него, все же тепло, поступающее в комнату, является в основном лучистым, чем и объясняется разница в тепловых ощущениях в зависимости от расстояния от камина. История использования лучистого тепла в жилищах нашла свое продолжение через много веков — только в начале XX века, когда английскому профессору Баркеру пришла идея осуществить лучистое отопление, для этого он установил нагревательные трубы в слое бетона, который образовал потолок помещения. С тех времён чего только не использовали в качестве источников инфракрасного излучения: стены, полы и всевозможные керамические и металлические панели различной конфигурации.
Лучистые источники обогрева делятся на приборы, называемые излучающими панелями, и на прожекторы инфракрасного света. Теплопередача с помощью такого излучения отличается от теплопередачи теплопроводностью или конвекцией двумя следующими существенными особенностями:
• излучение можно направлять, по той причине, что оно подчиняется законам, которые аналогичны законам оптики;
• излучение может проникать в материю, поглощаться ею и таким образом трансформироваться в тепловую энергию.
Первая особенность лежит в основе часто встречающегося выражения «лучистое тепло», в общем-то неправильного и бессмысленного, так как в действительности в тепло переходит лучистая энергия в результате ее поглощения веществом предмета (или телом человека), на которое направлено излучение. Для создания энергоэффективных систем отопления сегодня на рынке предлагается множество различных видов и конструкций теплогенераторов.