Инфракрасное отопление частного дома

Использование инфракрасного излучения в качестве источника тепла – современное решение обустройства обогрева жилища. В зарубежных странах способ получил широкое распространение уже давно, а теперь и в нашей стране набирает все большую популярность. Для того, чтобы грамотно оценить возможность реализации проекта инфракрасного отопления, необходимо разобраться в том, что оно из себя представляет, его виды, достоинства и недостатки.

Что это такое?

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. Варианты систем и их особенности представлены ниже.

Виды ИК-обогрева

Потолочный вариант

На потолке жилого дома можно монтировать как инфракрасную пленку, так и панели в качестве элемента отопления. Во втором случае установка рекомендуется при высоте потолка не менее 3,5 м: излучаемое ими тепло может вызывать дискомфорт (например, при попадании на голову) и забирает площадь пространства. С другой стороны, панели легко можно демонтировать и переустановить в другой комнате или забрать с собой при переезде.

Для типового жилища, где высота потолка находится в диапазоне от 2,7 до 3,2 м, эргономичным решением является низкотемпературная инфракрасная пленка, поток лучей которой безопасен для жильцов. Нагревательным элементом в таком оборудовании выступает фольга из алюминия, обладающая свойствами резистивного экрана.

Встроенные термодатчики в потолочной системе позволят экономно расходовать электроэнергию и поддерживать комфортные тепловые условия. Принцип их работы незатейлив: при достижении необходимой температуры они подадут сигнал системе об отключении. Запуск отопления произойдет, когда датчик сигнализирует о снижении тепла ниже заданного уровня.

Газовый инфракрасный обогрев

Представляет собой интеграцию газового оборудования и тепловой энергии инфракрасного излучения. Система отопления состоит из смесительной камеры и керамической пластины. Газ и воздух смешиваются в камере, а затем нагреваются в пластине, являющейся излучателем ИК потока тепла.

Газовый ИК обогрев способствует быстрому увеличению температуры в помещении, что дает существенное превосходство в сильные морозы.

Отопление ИК-обогревателями

В основе инфракрасного обогревателя задействован трубчатый или спиральный нагревательный элемент. Типовая модель представляет собой прямоугольный прибор с металлическим корпусом, покрытый термоустойчивой эмалью. Помимо нагревательного элемента в обогревателе имеются термоизолятор, защитный экран, крепеж, индикаторы включения.

Российский рынок инфракрасных отопительных приборов обладает широким ассортиментом. Сегодня существуют различные варианты цветового исполнения, можно выбрать модель, подходящую по размерам, форме, весу и, конечно же, цене.

ИК-приборы применяются для полномасштабного и локального (точечного) отопления помещения. Это очень удобно, когда создать комфорт и тепло нужно на открытых пространствах дома: на террасе, в мастерской или кладовой.

Инфракрасный обогрев, как основной. Стоит ли?

ИК-отопление прекрасно интегрируется с традиционными системами отопления. Благодаря взаимодействию можно в любом помещение создать уютный уголок повышенной комфортности.

В быту ИК-обогрев очень удобен как резервный (вспомогательный или аварийный). Потери тепла при его эксплуатации минимальны и не превышают и 10%.

Инфракрасные нагревательные приборы отличаются от традиционных сородичей большей управляемостью. Это связано с отсутствием инертности, характерной для радиаторов, которым нужно время для нагревания и остывания. ИК-оборудование запускается мгновенно после подключения к электропитанию, также быстро тепловой поток утихает после отключения от электросети.

Использование системы в качестве основной со встроенными регуляторами тепла (термодатчиками) может существенно снизить потребление электроэнергии. Но здесь очень важно осуществить грамотный расчет оборудования и правильно произвести его монтаж. Большое значение имеют общие характеристики здания, уровня его утепленности в совокупности с технологическими свойствами устанавливаемых ИК-приборов.

Если здание достаточно большое, с высокими потолками, с участками значительных потерь тепла (продуваемыми зонами) инфракрасное отопление частного дома станет единственным подходящим вариантом. Но подобные характеристики больше присущи сооружениям не жилого, а производственного значения. Если локальный обогрев на отдельных участках владения обойдется недорого, то использование ИК-отопления в качестве единственного источника тепла может запросто разорить хозяев в процессе эксплуатации.

С точки зрения рациональности, разумнее комплексный подход к обогреву жилища: основное отопление традиционным способом и в дополнение осуществление ИК-обогрева локально.

Расчет проекта ИК-отопления

Точный и качественный расчет при проектировке системы отопления способен произвести только специалист. Но приблизительные цифры для инфракрасного отопления можно получить и самостоятельно. Значение в этом деле имеют следующие показатели величин:

• совокупная мощность для отопления помещения в целом;
• плотность мощности (ее необходимое количество на один квадратный метр)
• градус комфортности (приемлемый для жильцов температурный режим).

В расчете обязательно принимают участие показатели теплоизоляции. Для непрофессиональных вычислений можно ориентироваться по собственным ощущениям.

Возьмем небольшой коттедж площадью 200м2, хозяева которого чувствуют себя комфортно при 19 0 С. Дом построен из силикатного кирпича, установлены стеклопакеты. Потеря тепла в жилище средняя, ему достаточно плотности мощности 100 Вт/м2. Суммарная мощность для его обогрева составит 2000Вт. Следует иметь в виду, что при среднем значении теплопотери эту величину необходимо умножить на понижающий коэффициент 0,85: при инфракрасном отоплении температура ощущается выше на 3-4 градуса.

Важное значение имеет высота и место установки нагревательного прибора. Если владельцы приняли решение об их расположении на стене на высоте 2,5м от пола, то он сможет обогреть 8 квадратных метров площади. В потолочном варианте монтажа на трехметровой высоте объем отапливаемых метров увеличился бы до 24, что существенно снижает количество приборов отопления в проекте.

От высокоточных расчетов зависит уровень тепла и затрат на электричество, и лучше всего доверить эту работу специалистам.

Преимущества и недостатки ИК-обогрева

Обогрев дома с помощью инфракрасного отопления обладает превосходными потребительскими свойствами:

• прямой нагрев и его высокая скорость. Передает напрямую скорость окружающим предметам сразу после подключения к сети;
• относительная экономичность. Работает от розетки 220V, оснащается термодатчиком, передающем сигнал включения при остывании температуры и отключения после установления комфортного режима;
• возможность обогрева отдельных локальных зон и открытых участков. Незаменимое свойство при обеспечении теплом веранд и террас открытого типа. Позволяет создавать теплые участки в отдельных помещениях (в спальне, в детской);
• продолжительность срока службы. Простота конструкции и принципа функционирования длительное время сохраняют жизненный функционал приборов. Кроме того, ИК-обогреватели с легкостью поддаются ремонту;
• экологичность и безопасность. В работе ИК-оборудования отсутствуют шумы, вибрации, выделение продуктов горения, масляных паров и других побочных явлений, присущих традиционным радиаторам. Не сжигает кислород и не сушит воздух;
• простота и вариантность монтажа. Не требует высокой квалификации рабочих рук и больших усилий;
• возможность удаленного управления посредством смартфона, ПК, дистанционного пульта;

Негатив в отношении инфракрасного отопления дома в большинстве случаев надуман. Среди недостатков очевидны:

• высокая стоимость оборудования (относительно приборов другого типа);
• быстрое остывание нагревательного оборудования. Масляный радиатор продолжит отдавать тепло некоторое время после отключения, ИК-оборудование охладится моментально.
• Прямая зависимость от электричества

Ряд отрицательных качеств связан с ошибочными расчетами мощности в процессе проектирования, неправильным размещением приборов. Негатив в отношении ИК-оборудования в большинстве случаев надуман и является не более, чем мифом.

Инфракрасное отопление частного дома своими руками

В одной из публикаций на нашем сайте уже рассматривались различные виды электрических теплых полов, а также их преимущество над аналогичными водяными системами. Возвращаясь к данной теме, мы хотим более подробно рассказать об инфракрасном (далее ИК) отоплении, его устройстве, особенностях, преимуществах и недостатках, а также способах монтажа на пол, стены и потолок. Собранная информация будет полезна тем, кто решил утеплить дом или помещение пленочными электрообогревателями и хочет это сделать своими руками.

Принцип работы и устройство ИК отопительной пленки

Основной элемент в данной конструкции это углеродное покрытия, для его нанесения применяются современные нанотехнологии, позволяющие производить печать на пленочном основании. В результате образовывается уникальная структура атомов в виде гексагональной решетки, которая настолько мала, что для описания ее размеров необходимо использовать шкалу нанометрового масштаба (этот порядок выражается в 10-9 м). Благодаря этому, материал обретает способность к излучению волн длиной 5,0-20,0 мкм, то есть находящихся в ИК диапазоне (не путать с ультрафиолетовым и ультракрасным излучением).

Напомним, что особенность данного излучения заключается в том, что при контакте с материей волновая энергия переходит в тепло. Именно поэтому такие конструкции еще называют обогревателями ПЛЭН. Данная аббревиатура расшифровывается следующим образом:

• П – пленка.
• Л – лучевая (лучистая).
• Э – электрическая.
• Н – нагревательная.

Пленка плен может производиться в рулонах или матах, их конструктивное исполнение представлено ниже.

Конструкция пленочных электронагревателей

Обозначения:

• А – Углеродное (карбоновое) напыление, играет роль основного нагревательного элемента.
• В – Плотное пленочное основание.
• С – Серебряное напыление (используется в качестве проводника электротока).
• D – Шина электропитания, изготавливается из гибкой медной ленты.
• Е – Пленка, применяется в качестве защитного покрытия.

Плюсы и минусы пленочного обогрева

Начнем с основных преимуществ:

1. Относительно простой монтаж пленочных систем. Это безусловный плюс, ПЛЭНы обогреватели не заливаются стяжкой, что делает возможным установку этих элементов, не начиная капитальный ремонт.
2. Пленка также легко монтируется на потолок, так и на пол или стены.
3. Нет ограничений на отделочные покрытия, пленочный нагреватель может быть установлен под линолеум, ламинат, паркет, плитку и т.д.
4. С учетом того, что толщина ИК покрытия не превышает 0,40 мм, теплый пол существенно не поднимется. Поэтому если организовать обогрев только одной комнаты значительного перепада не возникнет.
5. Материал обладает низкой инерционностью, что позволяет оперативно влиять на тепловой режим в помещении.
6. Равномерный обогрев помещения, чем у других систем теплого пола, не говоря уже о централизованном отоплении, где установлены батареи радиаторы. Перепады температуры в помещении с централизованным отоплением (А) и системы ПЛЭН (В)
7. Высокое КПД, соответственно, расход электроэнергии у ИК пленки значительно ниже, чем у других видов электрополов. Причем эта разница довольно ощутимая, речь идет о 20-25%.
8. Легкая интеграция в систему «Умный дом».
9. Практически отсутствует ЭМИ, в отличие от электрополов, особенно с одним нагревательным проводом.
10. При повреждении одного из нагревательных элементов обогрев будет все равно производиться (за исключением поврежденного участка).
11. Система обогрева может быть быстро и беспроблемно демонтирована без нанесения ущерба отделке помещения. Это позволяет при необходимости произвести переконфигурацию или полностью снять пленку, например при переезде.

Что касается недостатков, то к таковым можно отнести высокую стоимость оборудования по сравнению с другими видами электрополов. Помимо этого следует учитывать особенности ИК обогревательных панелей, а именно:

• Монтаж ПЛЭН должен производиться на ровную (гладкую) поверхность, в противном случае велика вероятность повреждения нагревательного элемента.
• Укладка должна вестись только на свободном пространстве, то есть, предметы мебели не должны находиться в месте установки ИК пленки. Это ограничение не позволяет использовать всю площадь пола. Как показывает практика, система ПЛЕН монтируется, в лучшем случае, на 70% от общей площади.
• Не имея навыков подключить ПЛЭН с первого раза практически нереально, это связано с особенностями монтажа.
• Установка электропола во влажных помещениях (ванной комнате или бане) нежелательна, поскольку ошибка монтажа может привести к опасным для человека последствиям.

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.

Основные технические характеристики

Несмотря на большое число производителей ПЛЭН, основные параметры их продукции довольно схожи, приведем основные из них:

• Характеристики питания: 220-240 В переменного тока, с частотой 50 Гц.
• Максимально мощность ≈ 200 Вт/м 2 .
• Среднесуточная мощность — 25-65 ВТ/м 2 .
• Допустимая температура нагрева 150°С, точка плавления 250°С.
• Температура нагревательных элементов — 45-50°С.
• Ширина 0,50-1,0 м.
• Длина рулона – до 50 м.
• Максимальная длина укладки – 8 м.
• Толщина – до 0,4 мм.
• Инертность нагрева – не более 3 минут.
• КПД до 90%.

Монтаж на пол, потолок, стены

Теперь, когда мы получили общее представление о ПЛЭН, можно перейти к описанию установки. Прежде, чем преступать к процессу, необходимо спланировать размещение пленки по поверхности пола. Как мы помним, пленка должна быть размещена только на свободных участках. Рекомендуем сделать план помещения, указать на нем расположение мебели и ИК покрытия.

Пример плана укладки ИК пленки с учетом интерьера комнаты

Исходя из результата, несложно рассчитать площадь пленки, а зная ее ширину – длину ленты. После этого производим расчет мощности, это позволит не только подобрать автоматический выключатель, но и оценить рентабельность такого отопления.

Расчет мощности

Зная общую площадь нагревателя ПЛЭН, производим расчет максимальной мощности. Например если для отопления дома необходимо 100 м 2 , то максимальная нагрузка составит 20 кВт, а ток чуть больше 90 А (I=P/U), что довольно много для бытовой электросети. Среднесуточное потребление будет порядка 2.5-6.5 кВт. То есть, при 10 часах работы, такая система будет потреблять в сутки от 250 до 650 кВт/ч, а это очень дорогое удовольствие. Как видите, простейший расчет еще раз говорит о том, что использовать ИК пол в качестве основного отопления невыгодно.

В сети можно найти ресурсы с онлайн калькулятор, позволяющем существенно упростить процесс расчета.

Алгоритм действий при укладке теплого ИК пола

Сделав расчеты и убедившись, что их результаты устраивают, приступаем, непосредственно, к укладке. Ниже представлена типовая схема монтажа.

Схема укладки ПЛЭН

Будем исходить из того, что поверхность пола выровнена и очищена мусора и пыли, а все необходимые материалы уже приобретены. В этом случае алгоритм действий будет следующим:

1. Устанавливаем терморегулятор на заранее выбранное место (собственно, этот пункт может быть выполнен позже, перед подключением уложенной пленки).
2. Первичное основание укладываем теплоизолятор, желательно, чтобы он был с отражающим слоем. Если монтаж производится на бетонное покрытие, то рекомендуется в первую очередь постелить гидроизоляцию, в качестве которой может выступать пластиковая пленка. Чтобы зафиксировать термо- и гидроизоляцию используем монтажную ленту.
3. Производим нарезку и раскладку ПЛЭН согласно составленному ранее плану. Близко к стене пленку не укладываем, оставляем отступ 10,0-15,0 см, чтобы было можно установить плинтус. Помним, что максимальный по длине отрезок не должен превышать 8-ми метров. Разрезы нужно выполнять только в указанных местах, они могут быть отмечены пунктиром или символом виде ножниц. Пленка режется только в отмеченных для этого местах
4. Производим укладку нарезанных фрагментов таким образом, чтобы медные токопроводящие шины находились снизу. Следим, чтобы не было перехлестов. Укладка встык или с зазором между фрагментами допускается. Пример правильной укладки

Как и теплоизоляцию, фрагменты можно фиксировать монтажной лентой.

1. Производим подключение. Этот процесс требует более детального описания. Очередность действий следующая:

• В первую очередь отмеряем длину монтажных проводов и производим зачистку их концов на длину 10-12 мм.
• Берем идущий в комплекте к пленке контактный зажим и вставляем зачищенный конец провода в хвостовик. Контактные зажимы для подключения ИК пленки
• Производим установку зажима на медную ленту и обжимаем его, после чего изолируем. Установка и изоляция зажима
• Соединяем между собой фрагменты таким образом, чтобы они подключались параллельно. Схематическое изображение подключения фрагментов
• Устанавливаем термодатчик (входит в комплект). Он должен находиться на угольном покрытии. Желательно располагать его в таком месте, которое будет менее всего подвергаться нагрузке.
• Подключаем датчик и ПЛЭН к терморегулятору. Схема подключения должна быть приведена в руководстве к прибору.
• Тестируем собранную систему. Включаем обогрев и устанавливаем необходимую температуру. Если нет искрения, контакты не нагреваются, а система отключается при достижении заданной температуры, то можно констатировать, что подключение инновационного напольного отопителя выполнено правильно.

1. После подключения, производится установка отделочного покрытия. После этого монтаж системы можно считать завершенным.

Описанным способом можно устанавливать как ленточные ПЛЭН, так и ИК панели для обогрева.

Как устанавливается инфракрасное отопление на потолки?

Единственное отличие от описанного выше способа заключается в том, что на потолке необходимо установить деревянную обрешетку. К ней будет крепиться подложка, а на нее тепловые модульные элементы или ПЛЭН. Их крепление осуществляется при помощи строительного степлера. При этом необходимо следить, чтобы не пробить скобами карбоновое покрытие и токоведущие элементы конструкции. В остальном принцип монтажа не отличается от описанного выше.

Монтажная схема потолков ПЛЭН

Обозначения:

• А – Основное потолочное перекрытие.
• В – брус обрешетки.
• С – Слой пароизоляции.
• D – Термоизоляционное покрытие.
• Е – ИК элементы.
• F – Отделка потолка.

Примечательно, что правильно уложенный греющий потолок можно использовать совместно с натяжными потолками. Также заметим, что инфракрасники могут быть установлены не только на бетонные перекрытия в квартире, а и на деревянные потолки загородного дома, но использовать их в качестве основной системы отопления нерентабельно, даже если нет газа. Инфракрасное отопление при обогреве большой площади потребляет много электроэнергии. В таких ситуациях лучше использовать обогревающие конвекторы.

Что касается настенного монтажа, то он выполняется таким же образом, как и ИК пленочные потолки. Если стеновые основания гипсокартонные или деревянные, то обрешетка в этом случае не требуется.

Выбор производителя

Характеристики ПЛЭН примерно одинаковые, поскольку используется одна и та же технология производства, поэтому утверждения о преимуществах того или иного бренда не всегда достоверны. Хорошо зарекомендовал себя ПЛЭН завода «Зебра», в частности ЭВО 300, купить эту пленку можно практически любом крупном городе, хоть Хабаровске или Иркутске. Также много хороших отзывов об обогревающих пластинах Фракарро и Ориент.

Правда следует учитывать, что энергосберегающие технологии и не стоят на месте, поэтому на рынке регулярно появляются новинки, позволяющие понизить теплопотери, а соответственно и потребление электроэнергии. Поэтому при проектировании систем альтернативного отопления следует внимательно изучить этот вопрос.

Про пользу и вред

Завершая тему, следует упомянуть о мифах, в которых рассказывается, что ИК отопление дома наносит вред здоровью человека. Это абсолютно неверно, такие системы более безопасны, чем микроволновые плиты. Что касается пользы, то говоря правду, ее значение также сильно преувеличено в маркетинговых целях.