1

1. Uvod

Razvojem tehnologije kao i elektro-ureaja ovjek je doao na ideju da iskombinira razliite

mineralne materije kao i zakone refleksije toplote i svjetlosti kako bi napravio kvarcnu

grijalicu.Sistem rada kvarcne grijalice se kao i kod ostalih grijalica bazira na akumulaciji

otpora kako bi se stvarala toplota u grijau.

U ovom maturskom radu obradio sam tematiku kvarca kao materijala, dijelove klasinih

kvarcnih grijalica te njihov princip rada te sam dao par primjera njihovog izgleda kao i

razliitih specifikacija proizvoaa koji nude ovakve i sline proizvode.

Ista je bazirana na isijavanju toplote pa je u maturskom radu jednim dijelom dotaknuta i ta

tematika u cilju boljek razumjevanja samog principa rada.

2

2. Kvarcni grija

Za rad kvarcnih grijalica zadueni su infracrveni grijai. Sam naziv kvarcna grijalica nije

adekvatan jer se efekat grijanja postie drugaije. Elementi koji se nalaze unutar cijevi

proizvode grijanje.

Infracrveno zraenje zagijava odreenu vrstu materijala i tako dolazi do grijanja. Grijne

elemente titi kvarcni tit te tako ne dolazi do gubitka toplote. Kada govorimo o infracrvenom

zraenju tu prije svega mislimo na vrstu elektromagnetnog zraenja.

Slika 1. Kvarcna zidna grijalica

Infracrveni grijai napravljeni su tako da proizvode infracrvena zraenja odreenih talasnih

duina povoljnih za grijanje u bilo kom prostoru. Dok je grija uaren i vreo svu toplotu uva

upravo kvarcna cjev.

Na naem tritu postoje razne grijalice. Neke nam slue za sobe, neke moemo ugraditi u

kupatilu, a neke ak i da okaimo na zid. Grijalice koje se svakako izdvajaju su norveke

grijalice. Poseduju veoma elegantan i kompaktan dizajn i predstavljaju najmanje pokretne

grijalice na naem tritu.

U odnosu na druga grijna tijela npr. kvarcnu grijalicu - njena ekonominost je vea za

najmanje 2 puta.

3

2.1 Infracrveni grija

Toplinsko zraenje je elektromagnetsko zraenje svih tijela koja se nalaze na temperaturi

iznad termodinamike temperature (0K), odnosno odzraena energija ovisi samo o

temperaturi promatranog tijela i stanju njegove povrine. Primjer toplinskog zraenja je

infracrveno zraenje koje emitiraju obini radijator ili elektrini grija. Osoba u blizini vatre

ili bilo kojeg drugog vrueg tijela e osjetiti zraenje topline, ak i ako je okolni zrak jako

hladan. Do toplinskog zraenja dolazi kada se toplina, generirana gibanjem nabijenih estica

unutar atoma, pretvara u elektromagnetsko zraenje. Sunevo zraenje zagrijava zemlju

tijekom dana, dok nou Zemlja ponovno zrai neku toplinu natrag u svemir.

Svaki infracrveni grija nije isti. Jaina arulje nije jedina stavka koja utjee na jainu

pojedinog grijaa. Struktura i zavrna obrada te materijali od kojih je izraen sam kalup

grijaa bitan je kod efekta infracrvenog grijanja.

Slika 2. Primjer infracrvenih grijaa iz kataloga Schwank

Princip infracrvenih grijaa je preuzet iz prirode. Topli sunevi zraci, koje sunce

odailje, prodiru kroz zrak tako da ga ne zagrijavaju i ne gube toplotu dok ne stignu na

povrinu.

4

2.2 Kvarc kao materijal

Rije kvarc je izvedena iz njemake rijei quarz", koja je vezana sa rijeci twarc iz

srednjovjekovnog njemakog jezika. Ova rije vodi porijeklo iz slavenskih jezika (eki

tvrdy, Poljski twardy).

Hemijska formula kvarca se sastoji od okvira silicija i kisika tetraedara SiO4, sa svakim

silicijem dijeli dva kisika pa daje ukupnu formulu SiO2. Kvarc pripada romboedarskom

kristalnom sistemu. U prirodi kvarcni kristali su esto dvostruki, iskrivljeni, i tako srasli sa

susjednim kristalima kvarca ili drugih minerala.

Kvarc je drugi po redu (po uestalosti) mineral koji se pojavljuje u prirodi i sam ini 12%

Zemljine kore. Pojavljuje se u istom obliku ili zajedno s drugim elementima kao silikat.

Najveca nalazista kvarca nalaze se u Brazilu, Madagaskaru, Namibiji i Rusij

Kvarc ima viestruku upotrebu, a najznaajnija je u izradi nakita i kvarcnih oscilatora.

Najvanije mjesto zauzima u proizvodnji Kvarcnih ili kristalnih oscilatora koji prestavljaju

elektrini sklop koji koristi mehaniku rezonanciju vibracije kristala kako bi stvorio elektrini

signal vrlo precizne frekvencije. Spojevi oscilatora u kojima se upotrebljava kvarc u osnovi su

poznati kao RC oscilatori. Sam kvarc u tim kolima slui ili kao oscilatorno kolo za sebe ili

kao satavni dio oscilatornog kola. Mogue su i izvedbe gdje kvarc stoji u petlji povratne veze.

Korisna snaga svih kvarcnih oscilatora je mala pa se na kraju svih kola dodaje izlazni

pojaivaki stepen. Najee upotrebljavano kolo ove vrste je Milerov oscilator.

Kod kvarcnih grijalica kvarc se primjenjuje zbok svoje sposobnosti isijavanja toplote.

5

2.3 Osobine elektrinih grijaa kao osnova kvarcne grijalice

Elektrini grija je ureaj koji pretvara elektrinu u toplotnu energiju. Posebno je izraen tako

da se zagrijava do optimalne temperature za rad i prenosi toplotu na svoje okruenje. Kao

pretvarai energije, grijai imaju 100% iskoristivost, zato to se sva utroena elektrina

energija pretvara u toplotu.

Elektrini grijai dolaze u raznim oblicima i snagama da zadovolje razne potrebe. Oblici su

razni: namotane spirale, spiralni cilindri, trake, ploe i drugi. Primjeri nekih elektrinih grijaa

su grijalica (grejalica), grija suaa za kosu, grijae ploe na peima i drugi. Grijai esto

koriste nikl-hrom (NiCr) icu ili neku drugu pogodnu kao otporni element.

6

2.4 Princip rada i primjena kvarcne grijalice

Prijenosna kvarcna sobna grijalica je ureaj koji u kuanstvu slui za grijanje prostora.

Aktivni element ovih grijalica je jedan ili vie grijaa koji elektrinu energiju pretvaraju u

svjetlosnu energiju. Ova svjetlosna energija se u valovima kree kroz okolni prostor. Predmeti

i osobe u prostoriji apsorbiraju ovu energiju i pretvaraju je u toplinsku, i tako se postie efekt

zagrijavanja prostorije.

Pomoni element ovih grijalica je tzv. reflektor, koji se pravi od metala visoke

refleksije.

Slika 3. Sobna kvarcna grijalica

Reflektor je tako oblikovan da odbija svjetlosne zrake pod takvim uglom koji omoguava

najvei stupanj apsorpcije svjetlosnih zraka u prostoriji, i time grijalicu ini uinkovitijom.

Svjetlost koju grijalica emitira se nalazi u infracrvenom i crvenom dijelu spektra, pa se

promatrau ini da grija tinja.

Jo jedan bitan element kvarcnih grijalica je zatitna reetka koja titi korisnika od

eventualnog dodira s grijaima ili s dijelovima pod naponom. Sama grijalica se napaja preko

kabela iz mrenog napona, a obino posjeduje i termostat za kontrolu temperature u prostoriji.

Jedna tipina prijenosna kvarcna sobna grijalica prikazana je na slici 3.

7

2.5 Odabir kvarcne grijalice

Kada se odluite za kupnju prijenosne kvarcne sobne grijalice, preporuamo vam da obratite

pozornost na sljedee:

Na grijalici (npr. na natpisnoj ploici) moraju biti itko i trajno navedeni podaci

oproizvoau i njegovoj robnoj marki;

Na grijalici mora biti naznaen njen tip/model;

Na ureaju moraju biti navedene, pored drugih oznaka, i oznake napona (V) , prirode

napona (~) i snage (W);

Napojni kabel ne smije imati nikakva oteenja, i mora biti odgovarajue fiksiran;

Na ureaju ne smiju biti dostupni dijelovi koji se u uobiajenoj uporabi nalaze pod

naponom (npr. ice vodia, grijai, itd.).

Za grijalice koje korisnik moe puniti tekuinom, na ureaju moraju postojati oznake

minimalnog i maksimalnog nivoa tekuine pri kojima je osiguran siguran rad ureaja

(MAX i MIN).

Na grijalici mora postojati zatitna reetka koja sprjeava kontakt s grijaima ureaja.

Ovu reetku ne smije biti mogue potpuno ukloniti rukom bez koritenja dodatnih

alata. ak i ako reetku nije mogue ukloniti rukom s ureaja, ne smije biti mogue

dodirnuti grijae kroz otvore reetke.

8

2.6 Upotreba kvarcne grijalice

Ako grijalica posjeduje zatitne panele od stakla ili slinih materijala, nemojte je

koristiti ako je panel oteen. Ako grijalica posjeduje zatitnu reetku, nemojte je koristiti ako

je reetka skinuta s ureaja. Ne koristite grijalicu u blizini kupaonica, tueva, bazena, ili

drugih vlanih okruenja.

Kada istite reflektor grijalice, iskljuite ureaj iz kune utinice i pridravajte se

proizvoaevih uputa za ienje. Uvijek upotrebljavajte pravilo jednog metra! Drite

grijalicu na rastojanju od minimalno je dnog metra od svih zapaljivih povrina. Grijalice

uvijek napajajte direktno iz kune utinice.

Grijalice koriste dosta elektrine energije pa napajanje preko produnog kabela moe

dovesti do njegovog pregrijavanja i dovesti vas u opasnost od poara. Ne u potrebljavajte

grijalicu za suenje rublja.

Nikad je ne prekrivajte i ne postavljajte je blizu zavjesa i drugih zapaljivih materijala.

Posebno obratite pozornost kada grijalicu postavljate na tepih ili slian zapaljivi materijal.

Osigurajte da su grijai grijalice dovoljno daleko od tepiha i da grijalica ne emitira topl insku

energiju u pravcu tepiha. Ne koristite nikakve eksterne programere, termostate i sline ureaje

koji automatski pale grijalicu, jer postoji vjerojatnost da e se to dogoditi kad je grijalica

pokrivena ili nepravilno postavljena.

9

2.7 Proraun kvarcnog grijaa

Slika 4. CAD model kvarcnog grijaa

Proizvedena toplota kvarcnog grijaa se moe jednostavno izraunati uz pomo

Omovog zakona za snagu, dakle:

P = U x I P = I2 x R ili P = U

2/R

Gdje je P snaga u W, U napon u V, i I struja u A.

Na primjer, ako nam je poznato da je otpor grijaa 100 Oma, a napon je 220 Volti,

uzevi formulu:

10

P = U2/R

Dobijamo:

P = 484w

Naravno, sa zagrijavanjem ice raste njen otpor, pa je na proraun taan samo za

male promjene temperature.

11

3. Zakljuak

Za rad kvarcnih grijalica zadueni su infracrveni grijai. Sam naziv kvarcna grijalica nije

adekvatan jer se efekat grijanja postie drugaije. Elementi koji se nalaze unutar cijevi

proizvode grijanje.

Elektrini grija je ureaj koji pretvara elektrinu u toplotnu energiju. Posebno je izraen tako

da se zagrijava do optimalne temperature za rad i prenosi toplotu na svoje okruenje.

Infracrveno zraenje zagijava odreenu vrstu materijala i tako dolazi do grijanja. Grijne

elemente titi kvarcni tit te tako ne dolazi do gubitka toplote. Kada govorimo o infracrvenom

zraenju tu prije svega mislimo na vrstu elektromagnetnog zraenja.

Hemijska formula kvarca se sastoji od okvira silicija i kisika tetraedara SiO4, sa svakim

silicijem dijeli dva kisika pa daje ukupnu formulu SiO2.

Ako grijalica posjeduje zatitne panele od stakla ili slinih materijala, nemojte je koristiti ako

je panel oteen. Ako grijalica posjeduje zatitnu reetku, nemojte je koristiti ako je reetka

skinuta s ureaja.

12

4. Literatura

1) Keler, Marievi, Srb ELEKTRO MONTERSKI PRIRUNIK Tehnika knjiga

Zagreb 1987.

2) Raajski, Dotli MALI ELEKTROENERGETSKI PRIRUNIK SMEITS-DOS

Beograd 1997.

3) Kaiser ELEKTROTEHNIKI PRIRUNIK Tehnika knjiga Zagreb 1953.

4) Dotli, Sokolov, Spai TEHNIKI PROPISI IZ ELEKTROENERGETIKE SMEITS-

SZS Beograd 1995.

13

Datum predaje: ___. ___. _______.

Komisija:

Predsjednik ________________________

Ispitiva ________________________

lan ________________________

Komentar

Datum odbrane: ___. ___. _______. Ocjena __________________(__).