Încălzirea în infraroșu a unei case private: prezentare generală a sistemelor moderne de încălzire în infraroșu

Eficiența și economicitatea – parametri cheie la alegerea unui sistem de încălzire. Prețul resurselor energetice este destul de ridicat, proprietarii chibzuiți de apartamente și case particulare încearcă să le utilizeze cu înțelepciune. Acești doi parametri stau la baza dezvoltării unui sistem inovator de încălzire în infraroșu.

Articolul propus de noi vă va ajuta să aflați după ce principiu funcționează încălzirea în infraroșu a casei particulare. Vă vom spune cum și în ce mod se poate instala încălzirea IR. Veți afla ce echipament este necesar pentru a atinge scopul propus și cum să-l fixați.

Pentru dumneavoastră am adunat și sistematizat toate informațiile despre tipurile de sisteme de încălzire în infraroșu și criteriile de selecție a acestora. Pentru o percepție vizuală am atașat colecții de fotografii, scheme informative și prezentări video.

Principiul de funcționare al încălzirii în infraroșu

În natură, radiația infraroșie face parte din domeniul spectral al undelor electromagnetice emise de principalul „astru” al sistemului nostru – Soarele. Datorită spectrului de unde invizibile emise de acesta, pe planeta noastră poate să se dezvolte toate ființele vii.

Oamenii de știință radiația infraroșie, denumită „termică”, o împart în trei componente, evidențiind spectrul apropiat, mediu și îndepărtat.

Cele mai eficiente pentru încălzire și cele mai sigure pentru organismele vii sunt oscilațiile electromagnetice care urmează imediat după partea roșie vizibilă a spectrului mediu.

Aproape 50 % din spectrul solar este ocupat de razele infraroșii – cele mai apropiate de radiația corpului uman

Gama lungimii de undă a radiației, denumită „razele vieții”, variază între 8 și 14 µm. În unele surse, intervalul “vital” este ușor mărit: de la 6 la 20 µm. Cu toate acestea, chiar și aceste diferențe de indicații nu sunt critice.

Tocmai spectrul cu undă lungă, apropiat ca valoare de radiația corpului uman, este utilizat la dezvoltarea echipamentelor și amenajarea sistemului de încălzire cu radiatoare infraroșii.

Plăcile de încălzire utilizate în amenajarea încălzirii în infraroșu emit căldură cu un interval de lucru de 5-15 µm.

Instalațiile cu infraroșu pot fi considerate un fel de mini-soare. Singura diferență față de „astrul” natural este că ele vor încălzi spațiul în mod constant, indiferent de condițiile meteorologice din afara încăperii. Astfel de instalații funcționează în uz casnic de la o rețea de 220V.

Razele infraroșii, trecând prin obstacolele de aer, încălzesc suprafețele solide ale obiectelor din încăpere, iar acestea, ulterior, redirecționează căldura în spațiu.

Elementul de încălzire, componenta principală a dispozitivului, difuzează unde luminoase. Datorită reflectorului, în timpul funcționării echipamentului, se încălzește obiectul asupra căruia este direcționat dispozitivul.

Rolul “receptorilor”, iar apoi “emițătorilor” de căldură poate fi îndeplinit de orice obiecte din încăpere: obiecte ceramice și de piatră, suprafețe din lemn și sticlă, organisme vii.

Obiectele primesc căldură sau o transmit în spațiul adiacent. În timpul funcționării echipamentului, suprafețele obiectelor de interior din zona de radiație sunt cu 7-10 grade mai calde decât aerul înconjurător.

Încălzirea prin raze infraroșii se combină excelent cu alte metode tradiționale de încălzire, datorită cărui fapt, cu un efort minim, se poate organiza cu ușurință în orice încăpere o „insulă de căldură” – o zonă de confort sporit.

Atât la nivel casnic, cât și la scară industrială, acest tip de încălzire este convenabil de utilizat ca încălzire auxiliară sau de urgență. Pierderile de căldură la aplicarea sa, în medie, nu depășesc nici măcar 10%.

Avantajele și dezavantajele sistemului

Sistemul de încălzire pe bază de radiații infraroșii, în comparație cu metodele de încălzire prin convecție, prezintă o serie de avantaje incontestabile:

1. Domeniu larg de aplicare. Panourile de încălzire infraroșii sunt utilizate la încălzirea spațiilor de toate tipurile. Cu ajutorul lor, temperatura este ridicată în depozite, ferme zootehnice, încăperi auxiliare și garaje.
2. Viteză mare de încălzire. Senzația de confort termic apare la câteva minute după pornirea echipamentului. Acest lucru se datorează faptului că aerul nu absoarbe radiația termică, iar energia este utilizată direct, cu pierderi minime. Și chiar și după oprirea aparatului, acesta va continua să emită căldură pentru o perioadă.
3. Funcționare silențioasă. Funcționarea încălzitoarelor nu este însoțită de vibrații sau zgomote, iar în timpul încălzirii nu se emit produse de ardere.
4. Siguranță pentru sănătatea membrilor gospodăriei. Prin natura sa, căldura infraroșie este cât se poate de apropiată de cea solară. Este cea mai confortabilă pentru om. Aparatele utilizate nu emană mirosuri neplăcute, nu eliberează toxine sau substanțe nocive, fiind absolut sigure pentru sănătatea umană.

Încălzitoarele de acest tip nu se tem de umiditate. Datorită acestui fapt, dispozitivele infraroșii pot fi folosite fără teamă pentru amenajarea „insulelor de căldură” în aer liber, fiind utilizate pentru încălzirea foișorului de grădină și a verandei.

Instalând încălzitoare IR, veți putea reduce semnificativ costurile termice și veți minimiza problema distribuției iraționale a temperaturii

Spre deosebire de încălzitoarele spiralate, sistemele infraroșii nu ard oxigenul din aer și nu îl usucă excesiv. Răspândirea căldurii în încăpere se face uniform, fără acumulare în jumătatea superioară, aproape de tavanul camerei.

Mai mult, în procesul de încălzire nu participă curenții de convecție ai aerului, care pot ridica praful. Datorită acestui fapt, se poate menține un microclimat constant, asigurând condiții pentru o locuire confortabilă a membrilor gospodăriei.

Încălzitoarele se amplasează în podea, tavan sau se fixează pur și simplu de planșeele existente. Ele sunt adesea utilizate la amenajarea sistemului „casă inteligentă”.

Panourile infraroșii și acoperirile cu folii sunt renumite pentru compactitatea lor, ocupând un minim de spațiu util în încăpere și oferind în același timp un maxim de căldură.

Un argument în favoarea sistemului modern este și faptul că, în ultimii ani, saunele infraroșii câștigă o popularitate tot mai mare printre iubitorii de proceduri spa.

Conform cercetărilor oamenilor de știință japonezi, acestea reprezintă o excelentă prevenire a numeroase boli. Pătrunzând sub pielea umană, razele încălzesc vasele de sânge, contribuind astfel la răspândirea rapidă a căldurii în tot corpul.

Însă sistemul de încălzire infraroșu nu este lipsit de dezavantaje. Printre acestea se numără:

• Razele infraroșii au un efect punctiform. Astfel, într-o încăpere spațioasă, într-un loc poate fi prea cald, iar în altul, dimpotrivă, răcoare.
• Deoarece razele infraroșii nu încălzesc aerul, ci obiectele, în procesul de încălzire a încăperii al cărei interior este compus din aparate tehnice, poate apărea un miros abia perceptibil de plastic.
• Din punct de vedere estetic, nu întotdeauna astfel de încălzitoare suspendate reușesc să se integreze armonios în designul general al interiorului.

O încălzire infraroșie destul de eficientă energetic nu poate fi considerată pe deplin avantajoasă din punct de vedere economic. În primul rând, va trebui să investiți inițial o sumă considerabilă în echipamentul propriu-zis.

În al doilea rând, pentru a atinge un consum rațional de energie cu ajutorul său, va trebui să cheltuiți pentru respectarea unor cerințe esențiale. De exemplu: izolarea clădirii, amenajarea ecranelor reflectorizante care reduc pierderile de căldură.

Astfel de aparate consumă, în funcție de putere, aproximativ între 50 și 200 W pe metru pătrat pe oră de funcționare.

Dar, respectând toate condițiile necesare de instalare, randamentul sistemului poate atinge 95%. Și pentru a menține un microclimat confortabil, este suficient ca acoperirea cu folii să ocupe 50% din suprafața pereților sau a podelei.

Varietăți de radiatoare infraroșii

Industria modernă produce pentru sistemul de încălzire infraroșu două tipuri de încălzitoare: varianta cu folii și cea cu panouri.

Principiul de funcționare este identic la ambele tipuri de dispozitive: la bază se află un emițător și un reflector care focalizează razele IR în direcția dorită.

Diferențele dintre emițătoarele cu folii și cele cu panouri constau doar în particularitățile constructive. La amenajarea încălzirii infraroșii de tavan se utilizează atât emițătoare cu folii, cât și panouri.

În schimb, pentru încălzirea podelei se utilizează doar echipamente de tip folie.

Nr. 1 — radiatoare panel

Panourile de încălzire plate sunt bune deoarece permit păstrarea suprafeței spațiului locuibil la o înălțime neschimbată a camerei. Acest lucru este foarte convenabil la amenajarea încăperilor cu pereți joși și tavane înclinate.

La funcționarea panourilor IR, doar 10% din energie se consumă pentru încălzirea aerului, cea mai mare parte a căldurii (90%) fiind direcționată către obiecte

Din punct de vedere constructiv, astfel de dispozitive includ următoarele elemente principale:

• TEN – elementul de încălzire;
• panoul, care preia căldura de la TEN și transmite energia obiectelor încălzite;
• izolația, amplasată pe partea posterioară, care împiedică pierderea energiei termice;
• placa – care reflectă undele electromagnetice de pe partea posterioară a dispozitivului;
• carcasa cu intrare de cablu, cu bornă de conexiune etc.

Materialul pentru fabricarea TEN-ului poate fi ceramica, cuarțul sau wolframul. Materialul utilizat determină în mare măsură puterea și eficiența echipamentului în ansamblu. Deasupra, încălzitorul este acoperit cu un strat decorativ, care îndeplinește funcția de emițător de unde infraroșii.

În funcție de metoda de montare, panourile pot fi încorporate sau suspendate. Primele reprezintă construcții din gips-carton, cu izolație termică aplicată și un fir de grafit încorporat.

Carcasa panourilor suspendate este realizată din plastic termorezistent sau sticlă, iar elementul de încălzire este acoperit cu un ecran din ceramică sau aluminiu anodizat.

Panourile cu infraroșu se instalează sub fereastră în locul caloriferului obișnuit, sau se suspendă pe perete sau pe tavan cu ajutorul suporturilor.

Astfel de încălzitoare sunt disponibile comercial sub formă de panouri tradiționale și modele mai rafinate, decorate imitând piatra sau lemnul natural. Produsele de design rafinate pot constitui un demn complement al interiorului.

Nr. 2 — emițătoare de tip film

Încălzitoarele de tip folie sunt utilizate cel mai adesea atunci când este necesară organizarea încălzirii zonale. De exemplu, la amenajarea unei logii, a unei zone de lucru sau crearea unui colț de relaxare pe verandă.

Acoperirile de acest tip pot fi amplasate atât pe podea, cât și pe tavan și pereți. Singura excepție o constituie tavanele întinse, realizate din țesătură sau pânză PVC. Pentru tavanele suspendate, producătorii oferă emițătoare cu infraroșu de tip casetă.

Astfel de sisteme de încălzire sunt covoare de tip folie, în care sunt înglobate elemente de încălzire conectate în serie.

Materialul principal al sistemului este un strat subțire de grafit aplicat pe o folie subțire din termoplastic, sau fire de carbon așezate în paralel, care, la încălzire, produc un flux termic.

Acoperirile de tip folie constau din module interschimbabile, astfel încât, în cazul defectării unei porțiuni individuale, aceasta poate fi ușor înlocuită cu una nouă, fără a afecta integritatea sistemului.

Pentru a conferi sistemelor de încălzire cu folie un aspect mai prezentabil, unii meșteșugari le dotează cu decor. În acest scop, deasupra acoperirii se construiește mai întâi un cadru din gips-carton, peste care se aplică un finisaj decorativ. Singura condiție este ca acesta să nu conțină metal.

Din ce în ce mai mulți admiratori printre cunoscătorii de calitate și frumusețe găsesc încălzitoarele cu folie sub formă de tablouri, care îmbină cu succes funcționalitatea și estetica.

În versiunile îmbunătățite, sistemele de încălzire IR cu folie sunt montate sub un strat de finisaj decorativ. Încălzitoarele cu folie decorate decorativ fac parte din categoria aparatelor de putere redusă și, prin urmare, sunt utilizate în principal pentru încălzirea locală a unei anumite zone a camerei.

Clasificare după modul de amplasare a elementelor

Aparatele de încălzire cu infraroșu sunt disponibile pe piață într-o gamă largă. În funcție de modul de amplasare a elementelor de încălzire, acestea pot fi împărțite în trei grupuri: de podea, de perete și de tavan.

Varianta #1 — radiatoare de tip podea

Acoperirile de podea sunt materiale modulare, în interiorul cărora sunt dispuse elemente de încălzire plate. Acoperirea este produsă sub formă de role. Pentru montaj, se taie în bucăți de dimensiunile necesare.

Benzile de material rulat se plasează pe podea astfel încât emițătoarele să nu ajungă sub mobilier greu; acest lucru va preveni scăderea transferului de căldură și uscarea elementelor din lemn ale mobilierului.

Materialul izolator și  folia infraroșie se așează direct pe podeaua de bază pregătită. În timpul așezării, se evită suprapunerea benzilor și se încearcă menținerea unei distanțe față de pereți de 10-15 cm.

Deasupra benzilor infraroșii de podea se pot așeza:

• covor textil;
• parchet;
• linoleum;
• laminat;
• plăci ceramice.

Cea mai reușită combinație se obține atunci când se utilizează plăci ceramice ca pardoseală. Laminatul este ușor inferior în acest sens. Iar cea mai mare ecranare a radiației IR o creează covorul textil și linoleumul.

Sistemele cu folie se instalează nu numai pe podele, ci și pe tavane sub structuri suspendate și pe pantele acoperișului mansardei. Montajul și conectarea se realizează după o schemă similară:

Sistemele de încălzire cu infraroșu includ nu numai variantele cu folie, ci și podelele din carbon cu tije. Cu regulile de instalare a acestora vă va familiariza un articol popular al site-ului nostru.

Varianta #2 — aparate de perete și de plafon

În comparație cu sistemele de încălzire pe podea, alegerea dispozitivelor de tavan și de perete este mai largă. Pe lângă panourile tradiționale, există și modele decorative încastrate de radiatoare de tavan.

Acestea pot fi montate în tavane suspendate. În comerț, ele sunt disponibile în diferite dimensiuni și soluții cromatice.

Plăcile se amplasează astfel încât razele emise de acestea să fie direcționate către mobilier, iar acesta, absorbind căldura, să devină o sursă de energie termică.

Modelele de tavan ale radiatoarelor infraroșii se amplasează la o înălțime de 3 metri și mai sus. Cu o astfel de configurare, fluxul termic este direcționat în jos și se răspândește ușor în lateral.

Îndreptându-se în jos, razele încălzesc în primul rând pardoseala. Datorită acestui fapt, temperatura la nivelul picioarelor este întotdeauna cu câteva grade mai mare decât în zona capului. Pentru a preveni scurgerea căldurii în exterior, panourile nu se amplasează în fața ușilor și a golurilor de ferestre.

Radiatoarele infraroșii de perete se amplasează astfel încât să se afle deasupra sau sub nivelul capului unei persoane.

Dintre radiatoarele de perete, merită menționate separat sistemele de plintă. Acestea sunt construcții înguste și lungi. Sistemele se instalează pe perimetrul camerei, plasându-le în locul plintelor obișnuite din plastic sau lemn.

La alegerea locului de amplasare a panourilor, trebuie evitate zonele de odihnă, unde există o probabilitate mare de expunere directă asupra membrilor familiei. De exemplu: la nivelul canapelei sau al patului.

În caz contrar, razele direcționate sub un unghi drept vor supraîncălzi și usca pielea, provocând senzații de disconfort locuitorilor și oaspeților casei. Zona de acoperire a radiatoarelor direcționate este una dintre caracteristicile principale și este de obicei indicată în fișa tehnică a produsului.

Radiatoarele IR de perete sunt folosite rar. Circulația aerului cald și rece are loc de jos în sus, de aceea este mai rezonabil să preferați variantele de tavan sau podea.

Producători de radiatoare IR

Producția de echipamente IR este realizată de numeroase companii din întreaga lume. Dintre producătorii străini, cei mai populari sunt:

• «STIEBEL ELTRON» – o companie germană care produce produse de o calitate tradițional înaltă;
• «FENIX TRADING» – o companie cehă care acordă o atenție deosebită problemei eficienței energetice a produselor create;
• «AIR COMFORT» – un concern italian care pune accent pe crearea unui sistem de încălzire sigur de nouă generație;
• «FRICO» – un producător suedez care garantează calitatea scandinavă și impune cerințe sporite privind designul produselor fabricate.

Producătorii autohtoni sunt reprezentați de mărci comerciale precum «Biliux», «Pion», «EcoLine», «Almak». Din punct de vedere al caracteristicilor de calitate, produsele acestor mărci nu sunt cu mult inferioare omologilor importați.

Costul echipamentului IR de fabricație autohtonă este cu 30% mai mic decât omologii importați, datorită căruia un cerc larg de cumpărători își poate permite instalarea acestuia.

Dar trebuie menționat că nu toate aparatele autohtone pentru încălzirea IR sunt livrate împreună cu suporturile. În plus, judecând după recenzii, funcționarea aparatelor autohtone este adesea însoțită de un ușor trosnet, ceea ce poate fi enervant, mai ales noaptea.

Trebuie să fiți precaut și cu privire la produsele de fabricație chineză. Unele companii aplică pe produsele lor semnul «CE», care înseamnă «China Export». Vizual, această abreviere seamănă cu semnul de conformitate cu cerințele europene «CE», care înseamnă «Conformite Europeenne».

Diferența constă doar în faptul că, în al doilea caz, densitatea fontului este puțin mai largă, iar literele sunt plasate puțin mai departe una de alta. Prin urmare, pe lângă studierea marcajului, solicitați certificate de conformitate.

Criterii pentru alegerea corectă a echipamentului

Principalul lucru pe care trebuie să vă bazați atunci când alegeți elementele de încălzire – soluția lor constructivă și parametrii de exploatare. Pentru a calcula puterea optimă, utilizați formula clasică, având ca bază că pentru încălzirea a 10 metri de suprafață este necesar în medie 1,2 kW.

Se întâlnesc la vânzare și instalații mobile, care sunt convenabile de utilizat pentru încălzirea temporară, amplasându-le în locul necesar al încăperii și, la nevoie, scoțându-le pe teren. Acestea funcționează atât pe electricitate, cât și pe gaz.

Un astfel de încălzitor IR portabil este capabil să încălzească eficient o zonă cu o rază de 2,5 metri, umplând spațiul camerei cu confort și căldură.

Dacă comparăm modelele de tip podea și tavan, diferența dintre ele va fi nesemnificativă, deoarece în orice caz se va încălzi mai întâi podeaua și partea inferioară a pereților, iar aerul cald tot va tinde să se ridice. Din acest motiv, priviți doar cât de convenabil va fi să amplasați echipamentul pe tavan sau pe podea.

Sunt comode în utilizare modelele cu senzor termic integrat: când temperatura din încăpere scade sub nivelul setat, echipamentul se pornește automat, iar când atinge valoarea stabilită, se oprește.

De asemenea, ar trebui să acordați preferință dispozitivelor a căror construcție permite ajustarea înclinării direcției de emisie.

La alegerea produsului, acordați atenție prezenței unui termostat, cu ajutorul căruia este ușor să setați un anumit regim și, astfel, să economisiți consumul de energie electrică.

În general, la alegerea elementelor de încălzire, trebuie să vă ghidați după parametrii produsului, materialele din care este construită casa, prezența unui alt tip de sistem de încălzire și, bineînțeles, de posibilitățile dumneavoastră financiare.

Dar nu vă lăsați tentați de produse cu un preț nejustificat de scăzut. În dorința de a reduce costul de producție, unii producători fac acest lucru în detrimentul calității, economisind la contacte și folosind fire de calitate inferioară.

Concluzii și material video util pe această temă

Video #1. Exemplu concret de funcționare a unui sistem de încălzire:

Video #2. Încălzirea IR cu peliculă: argumente pro și contra:

Video #3. Prezentare a panourilor ceramice de încălzire:

Sistemul infraroșu este o tehnologie sigură de încălzire de nouă generație, care, cu o abordare corectă, poate deveni o opțiune economică și rațională. Atât în calitate de încălzire zonală, cât și ca încălzire principală a unei case particulare.

Aveți întrebări în urma parcurgerii articolului? Doriți să împărtășiți informații utile sau să povestiți despre experiența utilizării sistemelor IR? Vă rugăm să scrieți comentarii în blocul de mai jos, creat pentru comunicarea vizitatorilor site-ului.