Инфракрасное отопление частного дома

Здесь вы узнаете:

В природе волновой инфракрасный спектр излучает солнце. Благодаря теплу излучения существует все живое на планете. В бытовой системе отопления роль солнца выполняют инфракрасные установки.

Принцип действия искусственного нагревания не отличается от естественного. Подобно солнечным лучам, обогревающим земную поверхность, ИК-оборудование передает тепло предметам в помещении. Схема функционирования существенно отличается от других типов отопления. В таком цикле не нагретый воздух отдает часть температуры окружающим элементам, а, наоборот, нагретые тепловым излучением объекты передают тепло воздуху. В качестве обогревателей могут использоваться ИК-пленка для пола и потолка, нагревательные приборы и панели.

Как работает инфракрасное отопление

В природе инфракрасное излучение входит в спектральную область электромагнитных волн, излучаемых главным «светилом» нашей системы – Солнцем. Благодаря излучаемому им невидимому волновому спектру на нашей планете и способно развиваться все живое.

Ученые инфракрасное излучение, которое именуется как «тепловое», делят на три составляющие, выделяя ближний, средний и дальний спектр.

Самыми эффективными для обогрева и наиболее безопасным для живых организмов являются электромагнитные колебания, следующие сразу же за видимой красной стороной среднего спектра.

Почти 50 % солнечного спектра занимают инфракрасные лучи – наиболее близкие к излучению тела человека

Диапазон длины волн излучения, именуемого «лучами жизни», колеблется в пределах от 8 до 14 мкм. В ряде источников “живительный” интервал несколько увеличен: от 6 до 20 мкм. Однако даже эти расхождения в показаниях не критичны.

Именно длинноволновой спектр, близкий по значению к излучению человеческого тела, задействован при разработке оборудования и обустройстве системы отопления инфракрасными обогревателями.

Нагревательные пластины, применяемые при обустройстве инфракрасного отопления, выделяют тепло с рабочим диапазоном в пределах 5-15 мкм

Инфракрасные установки можно считать своего рода мини-солнцем. Единственное отличие от природного «светила» в том, что они будут прогревать пространство постоянно, независимо от погодных условий за пределами комнаты. Работают такие установки в быту от сети в 220В.

Инфракрасные лучи, проходя через воздушные преграды, нагревают твердые поверхности находящихся в помещении предметов, а те уже в последующем перенаправляют тепло в пространство

ТЭН, выступающий главным компонентом устройства, распространяет световые волны. Благодаря рефлектору в процессе работы оборудования прогревается тот предмет, на который направлено устройство.

Роль “приемников”, а затем “излучателей” тепла могут выполнять любые объекты в комнате: керамические и каменные предметы, деревянные и стеклянные поверхности, живые организмы.

Предметы принимают тепло или передают его в расположенное рядом пространство. В процессе работы оборудования поверхности предметов интерьера в зоне излучения теплее окружающего воздуха на 7-10 градусов.

Обогрев инфракрасными лучами отлично комбинируется с другими традиционными способами отопления, благодаря чему при минимальных усилиях легко организовать в любом помещении «островок тепла» – зону повышенного комфорта.

Как на бытовом уровне, так и в промышленных масштабах, такой вид отопления удобно использовать в качестве вспомогательного или аварийного обогрева. Потери тепла при его применении в среднем не превышают и 10%.

Расходы, связанные с устройством ИК отопления, окупаются за 2 — 3 года. Системы расходуют не более 10 — 15 Вт на квадратный метр, не нуждаются в ремонтах и регулярном обслуживании

ИК нагревательная пленка укладывается под отделку на строительные конструкции, не «съедает» полезное пространство

Системы инфракрасного отопления устраивают по потолочным перекрытиям. Закрывают пленку гипсокартонными потолками, отделочными панелями, реечными системами и т.д.

С применением ИК пленки сооружают систему отопления пола. Инфракрасное отопление отлично работает в паре с напольной керамикой, линолеумом, ламинатом, ковролином

ИК системы используются в обустройстве мансард, благодаря чему сокращаются расходы на организацию утепления пространства, ограниченного скатами крыши

Пленочный вариант превосходно подходит для отопления террас, лоджий, зимних садов, балконов. Нагреваются предметы, а не воздух, потому возможно применение на открытых площадках

К инфракрасным обогревательным устройствам относятся ИК приборы, которые могут служить как дополнительным, так и основным оборудованием для отопления загородного дома

ИК пленки и обогреватели повышают температуру с 5º до 20º С за 30 — 50 минут с начала работы. Нагревают предметы и конструкции, которые передают затем тепло в окружающую среду

Сфера применения

Несмотря на то, что некоторые производители ПЛЭН позиционируют свою продукцию как альтернативу центральному отоплению самостоятельное использование той системы для обогрева зимой дачи, дома, магазина, склада или зданий другого типа экономически невыгодно. Для этого лучше использовать водяной котел и трубчатый обогреватель для теплого пола, несмотря на то, что монтаж такого оборудования значительно сложнее. Что касается промышленных и производственных помещений, для них больше подходят газовые излучатели.

Газолучистое отопление цеха максимально эффективно при потолочном расположении

Идеальная сфера применения ИК пленок – вспомогательная система отопления, которая используется для подогрева детской, лоджии, французского балкона или полов частного дома.

Данная система также может использоваться для отопления небольших вспомогательных помещений, например гаража, птичника или курятника, подвала и т.д. Нередко ПЛЭН используется в качестве обогревателя грунта в теплице из поликарбоната.

Учитывая выше изложенные факты можно констатировать, что Эффективность ПЛЭН снижается при увеличении площади обогрева.

Плюсы инфракрасного отопления

Если сравнивать с традиционными способами отопления с использованием конвекторов и масляных радиаторов, то рассматриваемые инфракрасные панели имеют ряд преимуществ:

• Быстрый нагрев. При включении оборудования температура в зоне его действия повышается спустя 1–2 минуты. Это обусловлено тем, что лучи не рассеиваются в воздухе, а достигают своего прямого места назначения с небольшими потерями.
• Тихая работа и экологичность — работа оборудования не издает никаких звуков и вибраций. В процессе нагрева не выделяются вредные вещества, которые могли бы навредить проживающим. Также пленочное инфракрасное отопление в меньшей степени сушит воздух, так как нагрев происходит не от раскаленных поверхностей радиатора, а от теплых предметов мебели, стен, полов.
• Широкое применение — данные системы можно использовать не только в доме, но и производственных помещениях, гаражах, подсобках, на улице.
• Эффективный прогрев воздуха. Обычные радиаторы нагревают воздух, который поднимается вверх, охлаждается и опускается вниз. В результате у ног всегда температура ниже, чем у потолка, что не совсем правильно. Инфракрасные обогреватели направляют лучи сверху вниз, в результате чего греется пол и предметы мебели внизу — от них исходит тепло, поэтому температура воздуха снизу будет приблизительно равной температуре вверху. Также конвекционные потоки (циркуляция воздуха) ощутимо слабее.

• В отличие от обычных электрических конвекторов, инфракрасные системы не сжигают кислород и не пересушивают воздух.

Можно долго говорить о преимуществах данных систем.

Минусы инфракрасных обогревателей

К сожалению, инфракрасные обогреватели все еще всегда испускают это угрожающее оранжево-красное свечение! А главное, не всем подходит зональное отопление. Надо признать, подобная система отопления может быть далеко от идеала. Ограниченная зона тепла не подходит, если вы часто меняете местоположения.

Излучающее тепло наделено характеристиками прямолинейного распространения, поэтому группа людей не может пользоваться одним обогревателем одновременно. Существуют достаточно мощные модели, способные обогреть всю комнату, все таки их эксплуатация эффективнее, если человек находится в непосредственно на линии излучения.

Инфракрасное отопление частного дома начинает согревать моментально после включения. Обратная сторона медали – они прекращают генерировать тепло сразу же после отключения. Так как воздушное комнатное пространство фактически не задействовано в нагреве, помещение в считанные минуты охлаждается. В то же время, маслонаполненный радиатор будет продолжать отдавать тепло даже в выключенном состоянии, — нагретому маслу понадобиться время, чтобы полностью остыть.

Потребление электричества при эксплуатации инфракрасного отопления без сомнения меньше, чем масляные обогреватели, поэтому систему можно назвать экономичной. Энергоэффективность оборудования более выражена, если не стоит задачи обогревать весь дом в течение продолжительного периода.

Устройство системы отопления

Как и в любом другом электрическом обогревателе, в инфракрасном основной деталью является нагревательный элемент: галогеновый, карбоновый, керамический или трубчатый. Корпус может быть металлическим, керамическим или комбинированным – металл и пластик.

В зависимости от разновидности, ИК обогреватели выпускают с отражателями или нагревательными панелями. В первом варианте нагревательный элемент закрыт только защитной решеткой, а отражатель (рефлектор) не только усиливает инфракрасное излучение, но и локализует зону нагрева, во втором – нагревательный элемент закрыт глухой панелью. В зависимости от бренда и ценовой категории, у обогревателей механическое или электронное управление (с таймером), электроникой можно управлять с пульта. Но даже бюджетные модели снабжены защитой от перегрева, влаги и опрокидывания (напольные).

Чтобы минимизировать затраты на энергоносители, к обогревателям подключают термостаты, регулирующие режим работы.

Мощность приборов начинается от 300 Вт и варьируется в большом диапазоне (есть агрегаты и по 2 кВт, и больше), но, как и с конвекторами, наши умельцы советуют покрывать площадь несколькими приборами меньшей мощности. Маркетологи заявляют о потрясающей экономности и минимального потребления электричества, но физические законы никто не отменял. Чтобы выработать энное количество тепла, прибор должен затратить энное количество энергии, и в данном случае ничего неожиданного – 1 кВт на 10 м² площади, если с утеплением в доме все сложно, то стоит накинуть немного сверху.

Другое дело, что в качественно утепленном помещении, где тепло не уходит сквозь стены, пол и потолок, окна и двери герметичные, а вентиляция не за счет сквозняков, обогреватели быстрее выйдут на заданный режим, и для его поддержания потребуется меньше электричества. А так как принцип работы таков, что поверхности нагреваются не воздухом, а излучением, в результате затраты на электричество могут оказаться несколько ниже, чем при отоплении конвекторами или другими электрообогревателями. Но опять же, все сугубо индивидуально.

Виды обогревателей ИК

Условно, их можно разделить на следующие:

1. Тепловые пластины.
2. Кварцевые трубы.
3. Открытая спираль.

Подробнее обо всех трёх:

• Пластины пользуются наибольшим спросом. Это гибкие полимерные элементы, внутри которых установлены проводники. Разогревается такая пластина до 100⁰, и при этом не сжигает кислород или пыль. Её устанавливают в качестве потолочного обогревателя, напольного покрытия. Отопление дома инфракрасными обогревателями этого типа пользуется большой популярностью за счёт своих размеров. Параметры пластиковой панели позволяют выстелить большую площадь, отчего отопление дома даже королевских размеров не будет проблемой.
• Трубы, вакуумные внутри, разогреваются сильнее. Спираль внутри раскаляется докрасна. КПД у таких обогревателей высокий, но при этом они не пользуются популярностью, так как из-за высокой температуры может гореть пыль, осевшая на самом обогревателе. Это небезопасно и к тому же появляется резкий запах гари. Такие условия сложно назвать идеальными.
• Обогреватели с открытой спиралью одно время стояли во всех домах. От них было тепло, но кислород сжигался со страшной силой. Такие обогреватели нельзя оставлять на ночь или, вообще, без контроля – пожароопасность слишком высока. Сейчас такие модели уже не производят.

Многие модели представляют собой подвесные или настенные агрегаты. Они идеально вписываются в домашнюю обстановку.

Как выбрать свой? Сначала следует определить достоинства и недостатки всей системы – возможно, выбор падёт на альтернативные источники.

Классификация по способу расположения элементов

Инфракрасные приборы отопления представлены на рынке в широком ассортименте. По способу расположения нагревательных элементов их можно разделить на три группы: напольные, настенные и потолочные.

Обогреватели напольного исполнения

Напольные покрытия представляют собой модульные материалы, внутри которых проложены плоские нагревательные элементы. Покрытие выпускается в виде рулонов. Для монтажа его нарезают на куски необходимых размеров.

Полосы рулонного материала размещают на полу таким образом, чтобы излучатели не оказались под тяжелой мебелью; это позволит предупредить снижение теплоотдачи и усыхание деревянных элементов гарнитура

Материал укладывают непосредственно на подготовленный базовый пол. В процессе укладки избегают размещение панелей внахлест и стараются выдерживать расстояние до стен в 10-15 см.

Поверх напольных инфракрасных панелей можно укладывать:

• ковролин;
• паркетную доску;
• линолеум;
• ламинат;
• керамическую плитку.

Самая удачная комбинация получается при использовании в качестве напольного покрытия керамической плитки. Немного уступает в этом плане ламинат. А наибольшее экранирование ИК излучения создает ковролин и линолеум.

Настенные и потолочные приборы

В сравнении с напольными системами обогрева выбор потолочных и настенных приборов более широк. Помимо панелей традиционного исполнения встречаются также и дизайнерские встраиваемые модели потолочных излучателей. Их можно монтировать в подвесные потолки. В продаже они представлены в разных размерах и цветовых решениях.

Плиты размещают таким образом, чтобы исходящие от них лучи направлялись на мебель, а та уже, поглотив тепло, стала выступать источником тепловой энергии

Потолочные модели инфракрасных излучателей располагают на высоте от 3 метров и выше. При таком обустройстве тепловой потолок направляется вниз и расходится немного в стороны. Устремляясь вниз, лучи первым делом прогревают напольное покрытие. За счет этого температура на уровне ног всегда на пару градусов выше, чем в районе головы.

Чтобы предупредить просачивание тепла на улицу панели не размещают напротив дверей и оконных проемов.

Инфракрасные излучатели настенного исполнения размещают таким образом, чтобы они находились выше или ниже уровня головы человека

Среди стеновых излучателей отдельно стоит выделить плинтусные системы. Они представляют собой узкие длинные конструкции. Системы устанавливают по периметру комнаты, размещая вместо обычных пластиковых или деревянных плинтусов.

При выборе места размещения панелей следует избегать зон отдыха, где велика вероятность прямого воздействия на домочадцев. Например: на уровне дивана или кровати. В противном случае направленные под прямым углом лучи будут перегревать и пересушивать кожу, вызывая у жителей и гостей дома дискомфортные ощущения.

Зона покрытия направленных излучателей является одной из основных характеристик и обычно указана в паспорте к изделию.

Стеновые ИК обогреватели используют нечасто. Циркуляция телого и холодного воздуха происходит снизу вверх, потому разумней предпочесть потолочный или напольный варианты

Влияние на человека

Как любое другое излучение, инфракрасные волны могут быть вредны для здоровья. Степень влияния зависит от длины волны. Коротковолновые «светящиеся» обогреватели с длиной волны до 3 мкм обеспечивают быстрый прогрев открытых участков пола и поверхностей предметов, но могут привести к перегреву верхних слоев кожи, ее пересушиванию и даже ожогам. Такие излучатели используются в соляриях.

Наиболее комфортны для человека обогреватели с рабочей длиной волны более 7 мкм. Такие волны глубже проникают в организм, но не имеют обжигающего эффекта и не носят вред здоровью.

Ежемесячные расходы инфракрасного отопления

При использовании любой системы отопления, каждый месяц приходится оплачивать ее эксплуатацию, не будь это газ, электричество, дрова или жидкое топливо.

Теплый потолок расходует от 10 до 20 Вт в час на 1 м² отапливаемой площади помещения. Для примера рассмотрим дом площадью 100 м².

100 м² * 15 Вт (возьмем среднюю величину) * 24 часа в сутки * 30 дней/1000 (1 кВт = 1000 Вт) =1080 кВт за месяц.

Переведем полученные расчеты в денежный эквивалент, за стоимость кВт берем тарифы на свет для населения, проживающего в Тюмени и городских населенных пунктах Тюменской области в домах, оборудованных в установленном порядке электрическими плитами и (или) электроотопительными приборами, одно-ставочный тариф на электроэнергию – 1,81 руб.

Расходы на отопление такого дома всего около 2000 руб. за месяц! Согласитесь, это совсем не много для отопления такого дома.

Критерии выбора оборудования

Главное, на что стоит ориентироваться при выборе нагревательных элементов – их конструктивное решение и эксплуатационные параметры. Чтобы рассчитать оптимальную мощность, воспользуйтесь классической формулой, взяв за основу, что на обогрев 10 метров площади требуется в среднем 1,2кВт.

Встречаются в продаже и мобильные установки, которые удобно использовать для временного обогрева, размещая в нужном месте помещения и при необходимости вынося на участок. Они работают как от электричества, так и на газу.

Такой переносной ИК обогреватель способен эффективно обогреть зону радиусом в 2,5 метра, наполнив пространств комнаты комфортом и теплом

Если сравнивать модели напольного и потолочного типа, то разница между ними будет несущественна, поскольку в любом случае в первую очередь будет прогреваться пол и нижняя часть стен, а теплый воздух все равно станет подниматься вверх. По этой причине смотрите лишь на то, насколько удобно будет размещать оборудование на потолке или полу.

Удобны в работе модели со встроенным термодатчиком: при понижении температуры в комнате ниже установленной отметки оборудование автоматически включается, а при достижении выставленного значения – отключается.

Предпочтение также стоит отдавать устройствам, конструкция которых позволяет корректировать наклон направления излучения.

При выборе изделия обратите внимание на наличие терморегулятора, с помощью которого удобно задавать определенный режим и экономить тем самым расход электроэнергии

В целом при выборе обогревательных элементов нужно руководствоваться параметрами изделия, материалами, из которых построен дом, наличием другого типа отопительной системы, и, конечно же, своими финансовыми возможностями.

Но не стоит соблазняться на изделия с неоправданно низкой стоимостью. В стремлении уменьшить себестоимость продукции некоторые производители делают это в ущерб качеству, экономя на контактах и используя низкокачественные провода.