ΘΕΡΜΑΝΣΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ

diathermiki2.jpgΟποιος ασχοληθεί με τη θερμότητα το πρώτο που μαθαίνει είναι πως αυτή μεταδίδεται με τρεις τρόπους. Αγωγιμότητα, μεταφορά και ακτινοβολία.
Παράδειγμα 1ου τρόπου: Κρατάμε ένα μακρύ σίδερο με τη μία άκρη του σε φωτιά. Γρήγορα θα νιώσουμε την άλλη άκρη που κρατάμε να ζεσταίνεται.
Εφαρμογή 2ου τρόπου: Ζεσταίνουμε αέρα σε ένα κεντρικό κλιματιστικό μηχάνημα ή σε ένα τοπικό θερμαντικό σώμα. Ο ζεστός αυτός αέρας διασκορπίζεται σε έναν χώρο και εμείς νιώθουμε άνετα.
Για τον 3ο τρόπο θέρμανσης αρκεί να νιώσουμε τη διαφορά αν σταθούμε σε έναν ηλιόλουστο χώρο ή σε κάποια σκιά.
Συνήθως για να ζεσταθούμε σε κλειστούς χώρους χρησιμοποιούμε σε πολύ μεγάλο ποσοστό τον 2ο τρόπο, θερμαίνοντας τον αέρα. Τι θα κάνουμε όμως σε κάποιες ειδικές περιπτώσεις; Ποιες είναι αυτές; Τρεις βασικά. Το ύπαιθρο, το λουτρό και κάποιες πολύ ψηλές κατασκευές, κυρίως βιομηχανιών.
Το πρόβλημα θέρμανσης στο ύπαιθρο, όσο και εάν φαίνεται περίεργο ξεκίνησε σε πολύ κρύες χώρες (Πολωνία – Σκανδιναβία – ΕΣΣΔ) και μάλιστα σε βιομηχανικές εφαρμογές, κυρίως στα ναυπηγεία. Για πολύ μεγάλες περιόδους, με θερμοκρασίες πολύ κάτω από τους 0°C οι άνθρωποι ήταν αδύνατο να εργασθούν κατασκευάζοντας πλοία. Η λύση που δόθηκε ήταν να κατασκευαστούν συσκευές με ορατή φλόγα και ένα κοίλο καθρέφτη που να ακτινοβολούν τη θερμότητα της φλόγας σε ένα ή μία ομάδα εργατών που εργαζόντουσαν κοντά ο ένας στον άλλον. Βέβαια έπαιρναν και κάποια μέτρα για την προστασία των ανθρώπων αυτών από τον άνεμο. Ας σημειώσω ότι σε πάρα πολλά χιονοδρομικά κέντρα υπάρχουν περιφραγμένοι χώροι χωρίς σκεπή που οι επισκέπτες βάζουν μαγιώ και κάνουν ηλιοθεραπεία όταν υπάρχει ήλιος έστω και εάν η γύρω περιοχή έχει δύο μέτρα χιόνι.
Σε νοτιότερες περιοχές, όπως η Μεσόγειος, που έχουμε συνηθίσει να τρώμε ή να πίνουμε τον καφέ μας στο ύπαιθρο, τα καταστήματα έβαλαν γυάλινα πλαίσια ως ανεμοθώρακες και οι κατασκευαστές θέρμανσης ανέπτυξαν τα γνωστά μας μανιτάρια που μας ζεσταίνουν το χειμώνα όταν απολαμβάνουμε το ποτό μας σε υπαίθριο χώρο δίπλα στο κύμα.
Τη σκυτάλη πήραν οι έμποροι και τοποθέτησαν στα σκέπαστρα που οι περισσότεροι έχουν πάνω από τις βιτρίνες τους, παρόμοιες συσκευές και οι διαβάτες πλέον νιώθοντας άνετα στέκονται να δουν τα προϊόντα που πωλούνται στο εσωτερικό του καταστήματος. Συνήθως αυτές οι κατασκευές είναι μακρόστενες, κυλινδρικές, με μεγάλο μήκος είναι και η φλόγα, ο δε καθρέφτης είναι παραβολικός.
Βέβαια τίποτε από όλα αυτά δεν θα είχε επιτεχθεί χωρίς το κατάλληλο καύσιμο. Κανένας βέβαια, ποτέ, και όλοι καταλαβαίνουμε το γιατί, δεν σκέφτηκε να χρησιμοποιήσει κάποιο στερεό καύσιμο. Έγιναν προσπάθειες και μερικές κατασκευές με υγρό καύσιμο, αλλά οδηγούσαν σε πολύπλοκες λύσεις, ακριβές. Έτσι τα αέρια καύσιμα μονοπώλησαν την αγορά με μόνο ανταγωνιστή ίσως τον ακριβό ηλεκτρισμό, που βρήκε μία και μόνο ουσιαστικά εφαρμογή όπως θα δούμε στη συνέχεια.
Tο αέριο, είτε φυσικό είτε υγραέριο, μπορεί πολύ εύκολα να ανάψει και να ερυθροπυρώσει ένα σφαιρικό ή κυλινδρικό πλέγμα από ανοξείδωτο σύρμα. Αυτή η ερυθροπυρωμένη επιφάνεια είναι και η πηγή θερμότητας στις αντίστοιχες συσκευές.
Οι ανάγκες της βιομηχανίας κυρίως ανέπτυξαν τη θέρμανση με ακτινοβολία σε μεγάλα και ψηλά κτίρια. Όταν λέω ψηλά, εννοώ ψηλοτάβανα. Βλέπετε σχεδόν όλες οι βιομηχανίες έχουν ανάγκη να στεγάσουν ογκώδη μηχανήματα ή δεξαμενές κ.λπ. και πάρα πολλές φορές αναγκάζονται ακόμη ψηλότερα να βάλουν μια γερανογέφυρα που να τους βοηθάει στις μεταφορές πρώτων υλών ή προϊόντων. Ένα κτίριο τώρα με ύψος οροφής 8 ή 10 m δεν μπορείς να το ζεστάνεις οικονομικά με την κλασική μέθοδο, ζεσταίνοντας δηλαδή τον αέρα.
Οι κατασκευαστές καυστήρων από την άλλη πλευρά με τη διάδοση των αερίων καυσίμων, διαπίστωσαν ότι ήταν δυνατό ο καυστήρας να κάψει το αέριο σε ένα στεγνό θάλαμο καύσης με διάμετρο κάτω των 20 cm για ισχύ έως 40 kW. Σκέφτηκαν λοιπόν τα πολύ θερμά αυτά καυσαέρια να τα διοχετεύσουν σε ανοξείδωτους καπναγωγούς συνήθως διαμέτρου κοντά στα 12 cm, πολύ μεγάλου μήκους που να διατρέξουν κατά μήκος μια μεγάλη αίθουσα μιας βιομηχανίας κρεμασμένοι πολύ κοντά στην οροφή. Οι καπναγωγοί αυτοί που θερμαίνονται σε πολύ υψηλή θερμοκρασία ακτινοβολούν θερμότητα, και βάζοντας από επάνω τους παραβολικά κάτοπτρα από γυαλισμένο φύλλο αλουμινίου (το αλουμίνιο έχει την ιδιότητα να ανατανακλά πάνω από το 95% της θερμότητας που δέχεται με ακτινοβολία) πέτυχαν να αισθάνονται οι εργάτες άνετα χωρίς να αυξάνεται η θερμοκρασία του αέρα του χώρου. Η παροιμία που λέει «έχε τα πόδια σου ζεστά, την κεφαλή σου κρύα», δεν έχει εφαρμογή σε έναν εργάτη ενός σιδηρουργείου π.χ. που εργάζεται με μπότες, κράνος, όρθιος κυλινδράροντας ή συγκολλώντας ή κόβοντας διάφορες λαμαρίνες ή τεμάχια μορφοσίδερου.
Τελευταία άφησα τα λουτρά. Όταν το χειμώνα μένουμε γυμνοί για να κάνουμε ένα ντουζ, και με το ντουζ βρεχόμαστε είναι φυσικό να νιώθουμε έντονα την ανάγκη υψηλής θερμοκρασίας. Ίσως όμως την ώρα που θέλουμε να κάνουμε μπάνιο, ο κανονισμός της πολυκατοικίας να προβλέπει διακοπή της κεντρικής θέρμανσης. Ίσως ο καιρός να είναι μέτριος, αρκετά ζεστός  για να μας κάνει να μη χρειαζόμαστε θέρμανση στο σπίτι αλλά αρκετά κρύος για να κάνουμε μπάνιο.
Αυτή η ανάγκη οδήγησε στην κατασκευή ειδικών ηλεκτρικών θερμαστρών, συνήθως 1000 W. Κάτι σαν τις τόσο γνωστές “κουκουνάρες”. Με κάποιες διαφορές φυσικά. Έχουν αντίσταση στεγανή γιατί το μπάνιο είναι ένας ιδιαίτερα υγρός τόπος. Πολλές φορές η αντίσταση έχει αντικατασταθεί από λάμπες υπέρυθρης (θερμής) ακτινοβολίας. Το σχήμα τους δεν είναι σφαιρικό αλλά μακρόστενο με παραβολικό καθρέφτη. Ο διακόπτης τους λειτουργεί με το τράβηγμα ενός κορδονιού για να μην πλησιάζουν βρεγμένα χέρια σε ηλεκτρική τάση. Τέλος η βάση τους είναι κατάλληλη για τη στήριξή τους σε τοίχο έτσι ώστε να τις ρυθμίσουμε να κατευθύνουν τη θερμή ακτινοβολία στο λουόμενο.
Έγραψα πιο πριν ότι ο ηλεκτρισμός είναι ένα πολύ ακριβό καύσιμο. Ναι, αλλά πόση ώρα θα διαρκέσει ένα ντουζ; 10 min; 20 min; Μόλις βγούμε, σκουπιστούμε και βάλουμε έστω τα εσώρουχά μας τραβάμε το κορδονάκι και η κατανάλωση ρεύματος σταματά.
Η χρήση των θερμαστρών ακτινοβολίας πιθανότητα δεν σταματά στα παραδείγματα που σας ανέφερα. Είναι τα πιο διαδεδομένα και είμαι βέβαιος πως πολλές ακόμη ανάγκες θα καλύψουν παρόμοιες κατασκευές. Ίσως και εσείς αγαπητοί αναγνώστες θα ανακαλύψετε κάποια στιγμή ότι βρήκατε σε τέτοιο σύστημα μια ιδανική λύση για το πρόβλημά σας.