Принцип действия
В основе работы прибора — принцип получения теплового излучения из преобразованной электрической энергии. Происходит это за счёт нагревания ТЭНа, затем нагревательной пластины, которая издаёт инфракрасное излучение.
Справка. Рассматриваемое устройство, в отличие от традиционных, нагревает не воздух, а предметы, расположенные в помещении. Занимает это несколько минут.
Направив обогреватель в определённую сторону, он изначально нагреет какой-либо предмет, который будет долго отдавать тепло. При этом воздух в другой части жилого пространства останется прохладным. Это даёт возможность довольно быстро согреться.
Фото 1. Схема распределения тепла в доме при использовании радиаторов отопления (слева) и при инфракрасных обогревателях (справа).
Как правильно устанавливать инфракрасные обогреватели?
Для тех, кто желает установить инфракрасную систему отопления, нужно помнить, что такие обогреватели следует монтировать на специальной высоте.
Каждый обогреватель имеет свою высоту. Нормой считается 2.2 – 3,5 метра от пола. Особо важным является тот факт, что обогреватели нельзя устанавливать менее, чем на 0,5 метра от головы человека. То есть, если рост человека 1,9 м, то минимальная высота подвешивания оборудования должна быть 2,4 метра.
Не рекомендуется устанавливать инфракрасные обогреватели именно в зоне постоянного пребывания человека (над диваном, кроватью, письменным столом, на кухне, в гостиной).
Чтобы немного снизить воздействие, притом постоянное, на голову человека, рекомендуется смещать нагреватели немного в сторону. Это означает, что монтировать обогреватель непосредственно над головой не обязательно, его можно немного сместить вправо или влево.
Это приводит к большим потерям тепла. Также специалисты не рекомендуют устанавливать инфракрасные нагреватели на потолках из ПВХ составляющих.
При монтаже нужно быть внимательными и соблюдать минимальное расстояние между поверхностями и инфракрасным обогревателем.
Балансирование нагрузки
Балансирование нагрузки – это особый автоматизированный процесс, суть которого состоит в том, что можно управлять инфракрасными обогревателями, в нашем случае – самой нагрузкой на систему.
Управление может происходить по различным параметрам, вариантов может быть много – какие выбрать, решает сам потребитель.
Ниже указан пример использования обогревательных устройств. Основной принцип балансировки нагрузки заключается в том, что работать обогреватели должны не более 20 минут в час.
Схема действия инфракрасного отопления. Нажмите для увеличения.
Именно такое время считается оптимальным с тем условием, что здание имеет нормальную теплоизоляцию. Не более 20 минут в час должен быть включен обогреватель, для того чтобы поддерживать оптимальную температуру в помещении. Пиковая нагрузка должна быть не более 1,8кВт.
Основным материалом, который будет нужен для монтажа и самой системы обогрева, является короб – в него укладывается провод. Если потребитель делает скрытый монтаж в стене, то нужна гофра; если речь идет о деревянном доме, то использовать можно как короб, так и гофру.
Провод для терморегуляторов и нагревателей нужно брать сечением в 1,5 – 2,5 кв. мм – все зависит от нагрузки. Стоит отметить, что нужно предусмотреть и общий автомат, функцией которого будет включение и выключение системы отопления.
Инфракрасное отопление своими руками сделать очень просто, особенно это касается монтажа. Самостоятельно можно произвести прокладку проводов, а также монтаж и подключение нагревателей и терморегуляторов.
Главное – чтобы обыватель понимал принцип работы системы, особенности применения таких нагревателей. Если опыт таких работ отсутствует и человек не уверен в своих силах, лучше пригласить специалистов, которые грамотно, быстро и качественно смогут выполнить любые работы.
Достоинства и недостатки
Как и любая инновационная система улучшения качества жизни, ИК-обогревание имеет как преимущества, так и недостатки. В чём же заключаются плюсы такого отопления:
- Обширная площадь использования. С помощью инфракрасных устройств можно прогреть всю комнату и все предметы в ней.
- Быстрый нагрев. В отличие от батарей и даже обогревателей, ИК-устройства отапливают помещение в считанные минуты.
- Максимальная безопасность. Если с умом подойти к установке и регулировке температуры, то по итогу можно получить безопасный для здоровья инструмент, работающий на основе излучения сходного с солнечным.
- ИК-обогреватели почти не издают шума, что создаёт не только температурный, но и звуковой комфорт (чего не скажешь, например, о многих обычных обогревателях).
- ИК-излучение не боится сырости, поэтому обогреватели можно смело ставить везде, где удобно.
- ИК-отопление не сжигает атмосферу и не осушает её.
- Монтаж такой техники очень прост, его можно выполнить без чужой помощи.
- Энергосбережение. Для работы не требуется слишком много электричества.
- Такой вид отопления можно использовать в фоновом режиме, в комбинации с другим обогревом. ИК-излучение отлично подходит в качестве помошника также, как и в качестве «главного работника»
- Эти обогреватели практически не конфликтуют с разными типами поверхностей.
- Пленочные системы способны равномерно распространять тепло по комнате.
- Вы можете сами регулировать микроклимат в доме, что нельзя делать при наличии водяных систем отопления.
Да, при достаточно разумном использовании, эти системы способны создать «райский уголок» в вашей комнате. Но это при разумном использовании. Из этого вытекает, что ИК-излучение имеет недостатки.
- При неправильной установке, есть риск возникновения точечной направленности (например, если в поле действия будет неравномерное и близкое положение крупных предметов), что будет мешать равномерному нагреванию.
- Температурное воздействие на восприимчивые предметы будет ощутимым, хоть и гораздо более меньшим, чем при прочих вариантах отопления.
- Не всегда эти системы удачно вписываются в дизайн интерьера.
- Электромагнитное излучение при длительном воздействии может нанести ущерб здоровью.
- Существует теория, что наличие такого излучения в комнате может негативно сказаться на электронике (телевизор, компьютер и т.п.)
- Не во всех случаях вы сможете сэкономить на этом деньги. Это зависит от размеров комнаты и соблюдения стандартов эксплуатации.
Конечно, это было необходимо выделить. Опираясь на вышеперечисленные плюсы и минусы, вы сможете сформировать для себя важные характеристики и определить, нужно ли вам такое отопление.
Пожароопасность и правила эксплуатации
Можно встретить отзывы в интернете с информацией о том, что подобные изделия пожароопасны и в один “прекрасный” момент могут вспыхнуть синим пламенем.
Чтобы подобного не случилось с вами, не покупайте дешевых китайских изделий без сертификатов и соблюдайте элементарные правила эксплуатации пленочных нагревательных картин:
полотно можно сворачивать в трубочку, но при этом нельзя сгибать его под прямыми углами
нельзя включать в сеть в неразвернутом состоянии
запрещается накрывать сверху каким-либо полотном, тем более ложиться на него подсовывая в постель вместо простыни под матрас
Многие производители наносят такое предостережение сразу на лицевой стороне изделия.
также нельзя ими сушить вещи, повесив в шкаф купе или фрукты
Для этого есть другие специально предназначенные устройства.
длительно использовать во влажных помещениях без соответствующей защиты IP
Получается, что рассматривать такие греющие картины как самостоятельный вид обогрева помещения, ни в коем случае нельзя. Иначе вы очень сильно разочаруетесь в них.
А вот для поддержки комфортной температуры прохладными осенними вечерами, когда полноценного отопления еще не дали, или его попросту нет (например на даче), они могут сгодиться.
Но и здесь исходите из площади обогрева – одна пленочная инфракрасная картинка мощность в 500Вт на 10м2.
Если комната больше, соответственно добавляйте и количество нагревателей. Это при условии, что у вас хорошо утепленный и энергоэффективный дом в целом.
Расчет мощности
Чтобы купить прибор оптимальной мощности, производится расчёт теплового режима квартиры. Для этого используется следующая формула: КТ = (ОП x РТ x ПК) / 860. Расшифровка формулы:
- КТ — количество тепла.
- ОП — объем помещения. Если помещений несколько, то сначала отдельно рассчитывается объем каждого, а затем результаты суммируются.
- РТ — разница температур. Допустим, на улице –5 °C, а хочется получить в помещении +15 °C — чтобы найти РТ, нужно от +15 °C отнять –5 °C. Получим: 15 – (–5) = 20.
- ПК — поправочный коэффициент, размер которого меняется в зависимости от типа стен. Если стены деревянные, то он будет равен 4, если используется стандартная кирпичная кладка в один слой — 3, в два слоя — 2, бетонные теплосберегающие плиты — 1, улучшенные теплосберегающие системы — 0,5.
- 860 — специальный поправочный коэффициент, на который делят результат, чтобы единицы измерения перевести в киловатты.
Внимание! Эта формула приблизительная. Для более точного подсчёта рекомендуется обратиться за помощью к квалифицированному специалисту
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 19С. 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.
Подвесные инфракрасные системы отопления
В достаточно высоком помещении водяные системы отопления, как уже было сказано выше, малоэффективны, ведь весь теплый воздух поднимается вверх.
При высоте потолка 2,5…3,6 м достаточно эффективны и экономичны будут низкотемпературные инфракрасные подвесные обогреватели с температурой излучателя в пределах 100…120°С.
Чтобы достичь равномерности обогрева помещения, избежать появления теплых и холодных зон требуется осуществлять отопление несколькими обогревателями, суммарная мощность которых должна соответствовать тепловым потерям здания. Если высота потолков 4 м и более, то вполне допустимо и безопасно применение обогревателей с температурой излучающей поверхности от 200°С и выше. Такие обогреватели называют высокотемпературными.
Конструкция и принцип действия излучателей такова, что их установка возможна на любой высоте. Если помещение очень большое, например склад или ангар, то инфракрасные обогреватели можно установить, лишь над рабочими площадками, в местах нахождения людей, что позволяет экономить электроэнергию.
Низкотемпературный обогреватель представляет собой металлический короб с размещенным внутри него распределенным нагревателем. Излучающая поверхность обрабатывается специальными материалами, обеспечивающими максимальную интенсивность теплового излучения, эмиссию тепловой лучистой энергии. Коэффициент тепловой эмиссии у наиболее совершенных обогревателей достигает 90%. Увеличению тепловой отдачи в немалой степени способствует то, что излучающая поверхность делается рельефной, бугристой. Это позволяет увеличить ее площадь не менее чем в 2,5…3 раза.
Высокотемпературный обогреватель
Высокотемпературные обогреватели также представляют собой коробчатый корпус, внутри которого расположены один или несколько нагревательных элементов. Тепло этих элементов передается профилю из алюминия, излучающая поверхность которого покрыта специальной керамикой, что позволяет снизить температуру излучающей поверхности за счет повышения коэффициента эмиссии лучевого потока.
Пространство между корпусом и нагревательными элементами заполнено термостойким высококачественным теплоизолятором, чем достигается полная пожарная безопасность всего устройства в целом. Такая теплоизоляция характерна как для высокотемпературных, так и для низкотемпературных обогревателей.
Некоторые фирмы, например Thermatex, Armh5, Rockfon выпускают инфракрасные обогревателя для монтажа в кассетные потолки, что лишний раз говорит о пожаробезопасности инфракрасных обогревателей.
Одной из новинок рынка стали теплоизлучающие зеркала. Их отражающий слой является одновременно и нагревательным элементом. Максимальная температура поверхности зеркала не превышает 75°С, что полностью безопасно для окружающих. В сауне или в ванной комнате такое зеркало не запотевает, не изменяет естественный уровень влажности и прекрасно вписывается в дизайн помещения, экологически безопасно.
Инфракрасные системы отопления в комнате
Как показали различные исследования, тепловой спектр частот инфракрасного отопления для человека абсолютно безопасен. Это подтверждают исследования не только фирм – изготовителей, но и результаты независимых экспертиз. Безопасность инфракрасных приборов подтверждают также сертификаты соответствия, выданные как российскими, так и зарубежными санитарными службами.
Различными фирмами выпускаются инфракрасные обогреватели в основном потолочного типа пригодные для использования в любых помещениях: производственных, жилых, сельскохозяйственных, влажных и даже взрывоопасных.
Многими фирмами выпускаются также обогреватели настенного типа, напольные и переносные, устанавливаемые на стойках.
Принцип действия ИК-отопления
Нужно знать принцип работы подобных обогревателей, чтобы точно решить, стоит ли применять у себя дома инфракрасное отопление. Плюсы и минусы, цена которых – уют в холодное время года, должны быть вам понятны. Кстати, стоимость подобного рода систем составляет порядка 500 рублей за 1 квадратный метр или 5 тысяч рублей за 1 обогреватель.
Тепло, излучаемое ИК-источником, передается на поверхность всех окружающих его предметов. Он нагревает пол, стены, мебель, и все, что есть в интерьере.
Нагреваясь, эти предметы делают теплым и воздух, ведь инфракрасный свет не нагревает его сам. Тепло, которое генерирует такой обогреватель, не поглощается воздухом (что отличается довольно плохой теплопроводностью), поэтому поверхностям достается достаточно тепла. Это позволяет достигать 70% экономии энергии, как уверяют производители подобного оборудования.
Многие пользователи считают это заявление очень преувеличенным.
Принцип обогрева помещения ИК обогревателями
Поскольку в чистом прозрачном воздухе энергия излучения практически не расходуется, то она, естественно, достигает стен, пола и предметов, находящихся в комнате, в которых и поглощается, повышая их температуру. Теперь все предметы и люди, находящиеся в помещении, становятся источниками тепла и обогревают комнату конвекционным способом. В этом и вся суть ИК обогрева. Чем ближе к ИК обогревателю находится предмет, тем больше энергии он поглотит и, следовательно, тем больше он нагреет окружающий его воздух. Поскольку ослабления лучей в чистом воздухе не происходит, то предметы будут нагреты в разной степени только потому, что с расстоянием, даже при наличии рефлектора, уменьшается плотность потока теплового излучения.
Практически все отопительные системы не имеют возможности локально обогревать часть помещения. Такие возможности есть у инфракрасной системы отопления. Она имеет ряд преимуществ:
Схема работы традиционного обогревателя.
- Теплый воздух скапливается под потолком после того, как были нагреты стены, пол и предметы, находящиеся в комнате. Температура воздуха под потолком будет не намного выше, чем во всем помещении. Поэтому нерационально устанавливать обогреватели над высоко стоящими предметами, например, шкафами.
- Такие системы хороши для помещений с высокими потолками, обогреть которые традиционными способами затруднительно и, главное, достаточно дорого. Такие системы хороши и в огромных производственных помещениях, где обогревать следует только рабочие зоны. Это позволит снизить температуру основной системы отопления огромного производственного помещения.
- ИК системы не создают конвекционных потоков воздуха и, следовательно, не поднимают частицы пыли.
- ИК обогреватели практически не уменьшают полезную площадь квартиры. Следует отметить, что все большее количество хозяев начинают понимать преимущества этого вида обогрева помещения и стали создавать целые системы обогрева частных домов.
- С помощью такой системы обогрева создают тепловые барьеры на входах в здания и обогревают огромные витрины, не используя калориферы и вентиляторы.
- ИК излучение является излучением, благоприятно воздействующим на организм человека.
- Источником энергии ИК обогревателей может служить не только электричество, но и другие энергоносители: газ, жидкое топливо, горячая вода.
Чем инфракрасный обогреватель отличается от других
Обычные обогреватели преобразуют энергию в тепло, которое передается окружающему воздуху – проще говоря, греют воздух вокруг себя. Инфракрасный прибор обеспечивает прогрев помещения за счет того, что излучение поглощается конструкциями и предметами, которые нагреваются и отражают тепло в окружающий воздух. В результате площадь теплоотдачи становится больше, а эффективность обогрева – выше при тех же затратах энергии. Одно из главных преимуществ такого подхода – долгое сохранение тепла в помещении после выключения обогревателя.
Устроены инфракрасные обогреватели довольно просто: нагревательный элемент передает тепло на специальные панели, которые преобразуют его в инфракрасное излучение. Отражатели рассеивают излучение по помещению, обеспечивая равномерный прогрев. Считается, что КПД инфракрасных обогревателей – один из самых высоких (более 90%), поэтому их относят к экономичным отопительным приборам.
Плюсы инфракрасных обогревателей:
- Быстрый нагрев помещения: на это требуется буквально несколько минут.
- Долгое сохранение тепла после выключения прибора.
- Высокая степень комфорта и безопасности: электрические инфракрасные обогреватели создают субъективное ощущение равномерного тепла и хорошо прогретого помещения, не выжигают кислород и не поднимают пыль.
- Большое разнообразие. В продаже можно найти настенные, напольные, потолочные, настольные и переносные модели; существуют варианты с универсальными креплениями, с исполнением в виде плоских панелей и пр. Существуют разновидности для уличного использования, некоторые из них очень декоративны.
- Компактность, особенно у настенных и потолочных моделей.
- Экономичность за счет высокого КПД.
Главный минус “инфракрасников”: безопасность их излучения для здоровья человека до сих пор вызывает споры и не подтверждена однозначно. Предполагается, что влияние на человека зависит от диапазона излучения, поэтому самые безопасные обогреватели – длинноволновые
Бытовые инфракрасные обогреватели от известных производителей проходят сертификационные испытания на безопасность и работают как раз в длинноволновом диапазоне, однако если вы при покупке поинтересуетесь длиной излучаемых обогревателем волн, продавец вряд ли сможет вам ответить.
На практике выделяются несколько возможных последствий использования приборов с коротким и средним спектром излучения: пересыхание поверхности кожи, нарушение проницаемости мембраны клеток, вызывающее сворачивание белков;
поражение сетчатки глаза с возможным развитием катаракты.
Пока нет четкого подтверждения безопасности этой технологии, имеет смысл проявлять осторожность: здоровым людям нежелательно долго находиться в непосредственной близости от работающего прибора. Людям с предрасположенностью к новообразованиям кожи лучше полностью избегать инфракрасного излучения и отдать предпочтение другим способам обогрева помещения
К минусам также можно отнести и то, что инфракрасные обогреватели с высокой температурой рабочего элемента нуждаются в регулярной чистке: осевшая внутри пыль при работе прибора сгорает с неприятным запахом.
Настенный инфракрасный обогреватель
Разновидности инфракрасных обогревателей
Современная промышленность для инфракрасной системы отопления производит два типа обогревателей: пленочного варианта и панельного исполнения.
Принцип работы у обоих типов устройство идентичен: в основе лежит излучатель и отражатель, который фокусирует ИК лучи в требуемом направлении
Отличия между пленочными и панельными излучателями только в конструктивных особенностях. При обустройстве потолочного инфракрасного отопления применяют как пленочные излучатели, так и панели.
А вот для подогрева пола применяют только оборудование пленочного типа.
№1 — инфракрасные панельные обогреватели
Плоские обогревательные панели хороши тем, что позволяют сохранить площадь жилого пространства при неизменной высоте комнаты. Это очень удобно при обустройстве помещений с невысокими стенами и наклонными потолками.
При работе ИК панелей только 10 % энергии уходит на обогрев воздуха, основная часть тепла 90% направлена на предметы
Конструктивно такие приборы включают в себя следующие основные элементы:
- ТЭН – нагревательный элемент;
- панель, принимающая тепло от ТЭНа и передающая энергию нагреваемым объектам;
- изоляция, расположенная с тыльной стороны, препятствующая потере тепловой энергии;
- пластина – отражающая электромагнитные волны от тыльной стороны прибора;
- корпус с кабельным вводом, клеммной колодкой и т.д.
Материалом для изготовления ТЭНа может выступать керамика, кварц или вольфрам. Применяемый материал во многом определяет мощность и эффективность оборудования в целом.
Сверху нагреватель прикрыт декоративным покрытием, которое и выполняет функцию излучателя инфракрасных волн.
В зависимости от способа монтажа панели бывают встроенные и навесные. Первые представляют собой гипсокартонные конструкции с нанесенной на них теплоизоляцией и встроенной графитовой нитью.
Корпус навесных панелей выполняют из термостойкого пластика или стекла, а нагревательный элемент прикрывают экраном из керамики или анодированного алюминия.
Инфракрасные панели устанавливают под окном вместо привычной батареи, либо просто подвешивают на стену или потолок с помощью кронштейнов
Такие обогреватели в продаже представлены в виде традиционных панелей и более изысканных моделей, декорированных под камень или натуральное дерево. Изысканные дизайнерские изделия способны выступить достойным дополнением интерьера.
№2 — излучатели пленочного типа
Пленочные обогреватели чаще всего используют при необходимости организовать зональный обогрев. Например, при обустройстве лоджии, обустройстве рабочей зоны или создании уголка для отдыха на веранде.
Покрытия этого типа можно размещать как на полу, так и на потолке со стенами. Исключение составляют лишь натяжные потолки, выполненные из ткани или ПВХ-полотен. Для подвесных потолков производители предлагают инфракрасные излучатели кассетного типа.
Такие системы обогрева представляют собой пленочные маты, в которые запаяны последовательно соединенные нагревательные элементы
Основной материал системы – нанесенный на тонкую пленку из термопласта тонкий слой графита или параллельно проложенные карбоновые нити, которые при нагревании продуцируют тепловой поток.
Пленочные покрытия состоят из взаимозаменяемых модулей, благодаря чему в случае выведения из строя отдельного участка его не составит труда заменить новым, не нарушая при этом целостность системы.
Для придания пленочным системам обогрева более презентабельного вида некоторые умельцы оснащают их декором.
Для этого над покрытием сначала сооружают каркас из гипсокартона, сверху которого наносят декоративную отделку. Единственное условие – чтобы она не содержала металл.
Все больше поклонников среди ценителей качества и красоты находят пленочные обогреватели-картины, которые удачно сочетают в себе функциональность и эстетику
В усовершенствованных версиях пленочные системы ИК обогрева монтируются под слой декоративной отделки.
Декоративно оформленные пленочные нагреватели относятся к числу маломощных приборов и потому применяются в основном для локального нагрева одного из участков комнаты.
