Эффективность и экономичность – ключевые параметры при выборе системы отопления. Цена энергоресурсов довольно высока, использовать их рачительные хозяева квартир и частных домов стараются разумно. Эти два параметра лежат в основе разработки инновационной системы инфракрасного отопления.
Предложенная нами статья поможет узнать, по какому принципу работает инфракрасное отопление частного дома. Мы расскажем, как и каким образом можно наладить ИК обогрев. Вы узнаете, какое оборудование нужно для достижения намеченной цели и как его закрепить.
Для вас мы собрали и систематизировали все сведения о видах инфракрасных греющих систем и критериях их подбора. Для наглядного восприятия приложили фото-подборки, информативные схемы и видео-презентации.
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.
Инфракрасное (лучевое) отопление – это, как несложно догадаться, система обогрева, в которой тепло передается не с помощью теплоносителя, не через воздух помещения, а инфракрасным излучением. Системы инфракрасного отопления являются одним из самых перспективных направлений развития систем обогрева. Каковы же их основные отличия от традиционных систем, и какие преимущества они могут предоставить?
Работа практически всех существующих систем отопления направлена на нагрев воздуха. Радиаторы отдают воздуху тепло циркулирующего по ним теплоносителя, системы «теплый пол» нагревают воздух через разогретое покрытие пола, воздушное отопление изначально направлено на обеспечение циркуляции разогретого воздуха по помещению.
В лучевом отоплении используется принципиально иной подход: тепло передается людям и предметам, минуя воздух. Нагрев воздуха же носит вторичный, побочный характер. Используется для передачи тепла инфракрасное излучение. Инфракрасное излучение – это электромагнитное излучение, имеющее меньшую частоту, чем видимый свет, но большую чем микроволны, которые используются в микроволновых печах.
Иногда можно услышать утверждение «инфракрасное излучение – это и есть тепло». Подобное утверждение ошибочно, теплом или теплотой называется изменение внутренней молекулярно-кинетической энергии системы. Например, если мы придадим дополнительную энергию воде в кастрюле (поставим ее на плиту), беспорядочное (броуновское) движение молекул воды ускорится, численным выражением этого процесса будет повышение температуры воды.
Так как энергия подобна жидкости в совмещающихся сосудах и стремится к общему, среднему уровню, вода в кастрюле, обладающая большей энергией, чем окружающий ее воздух, начинает отдавать энергию последнему, заставляя молекулы воздуха тоже двигаться быстрее – температура воздуха повышается. Если мы прекратим приток энергии извне (отключим плиту) теплообмен будет продолжаться, пока вода в кастрюле и воздух, не достигнут одинаковой температуры.
Инфракрасное излучение – всего лишь один из способов передачи энергии движения молекул, которое и воспринимается нами как тепло. Очень удобный способ, так как инфракрасное излучение практически не взаимодействует с воздухом, то есть не теряет энергию на его нагрев, зато отлично передает энергию твердым телам и жидкостям. Сам же воздух нагревается вторично, тепло ему передают нагретые инфракрасным излучением поверхности. Поэтому температура у земли всегда выше, чем на высоте: инфракрасное излучение Солнца проходит земную атмосферу насквозь, не задерживаясь. Воздух нагревается вторично от поверхности Земли и (особенно) Океана.
Преимущества инфракрасного отопления
Что же хорошего в том, что инфракрасное излучение не нагревает воздух? Физические свойства газа (которым и является воздух) таковы, что газ, обладающий большей температурой, стремится подняться вверх, а более холодный – опуститься вниз. Таким образом, получается, что значительная часть энергии обогревателя тратится на отопление подпотолочного пространства. Это не так критично при стандартной высоте потолков два с половиной метра (хотя, даже в этом случае, оплата отопления занимает значительную часть коммунальных платежей). Но при высоте потолков в три-четыре и более метра (например, в торговом зале магазина, помещении кафе или выставочного комплекса и т.д.) потери на «обогрев потолка» станут более чем значительными.
А что, если потолка… нет вообще? В таком случае с помощью любой традиционной системы отопления мы будем «отапливать улицу», потери от такого «отопления» станут совершенно неприемлемыми. Инфракрасное отопление – единственный способ обогрева открытых пространств, на которых недопустимо разведение открытого огня: веранд, летних площадок, беседок и т.д.
Кроме того, при использовании традиционных систем отопления квартиры или частного дома, практически невозможно добиться эффекта, не прогрев весь воздух в помещении, лучевое отопление же позволяет создавать локальную зону тепла, не прогревая помещение целиком.
Устройство систем инфракрасного отопления
Сердцем инфракрасно-лучевой системы отопления является инфракрасный обогреватель, который нередко называют рефлектором. Название осталось со времен, когда отражатели старых моделей обогревателей кругло-вогнутой формой напоминали антенны-рефлекторы радарных антенн.
Принципиально инфракрасный обогреватель устроен достаточно просто: тепло, создаваемое, в зависимости от типа, электронагревателем, горящим газом или дизтопливом направляется с помощью отражателя в заданном направлении. Для рассеивания излучения отражатель обычно делают матовым, либо снабжают искусственными неровностями.
Инфракрасные обогреватели могут быть мобильными (передвижными) либо стационарными (неподвижными).
Инфракрасные обогреватели обычно использовались для создания локальных зон тепла и в качестве вспомогательной системы обогрева в дополнение существующему в доме отоплению. Но сравнительно недавно появился способ сделать систему инфракрасного отопления главным источником тепла в квартире или частном доме. Переворот в инфракрасном отоплении произвело внедрение так называемых пленочных систем, которые уже успели заслужить самые лестные отзывы.
Пленочное инфракрасное отопление
Пленочно-лучевые нагревательные элементы (ПЛЭН) удобны в монтаже и использовании, легки, экономичны, эффективны. Использование пленочных нагревательных элементов позволяет равномерно распределить источник тепла по площади квартиры или частного дома.
Наиболее целесообразным местом для монтажа пленочного электрообогревателя является потолок помещения. Дело в том, что стены, как правило, имеют меньшую площадь и могут быть закрыты мебелью. Для висящих на стенах картин и разнообразных элементов декора близкое соседство с пленочными обогревателями также может быть губительным. Пол также не подходит, так как покрытие пола часто бывает непроницаемым либо плохо проницаемым для лучистого тепла.
Пленочная система инфракрасного отопления частного дома не требует сложных расчетов, количество элементов инфракрасного излучения подбирается в соответствии с площадью потолка обогреваемого помещения, автоматика сама отключит питание по достижении требуемой температуры. Быстрота нагрева – одно из главных преимуществ инфракрасных систем.
Предварительно оценить затраты на электроэнергию для питания инфракрасной системы отопления (при ценах 3 руб. за кВт) можно с помощью таблицы:
Перед началом монтажа системы отопления частного дома, необходимо проложить слой термо-гидроизоляции, который поможет избежать потерь тепла и конденсации влаги. С обоими задачами (гидро- и термоизоляция) отлично справляется материал изолон – фольгированный пенополиэтилен.
На утепленный потолок устанавливаются лаги – деревянные бруски либо П-образый профиль. Пространство между лагами заполняется утеплителем, например, пенопластом либо минеральной ватой. Сверху утеплитель прикрывается еще одним слоем изолона, который крепится строительным степлером. Подобная многослойная конструкция будет гарантией того, что тепло останется внутри помещения.
Устанавливаются элементы ПЛЭН, которые также можно укрепить с помощью степлера либо алюминиевого скотча. Подключается питание 220В, монтируется датчик температуры и блок управления – регулятор и автоматическая система балансирования нагрузки. Сверху системы пленочного инфракрасного отопления частного дома можно установить любое облицовочное покрытие, проницаемое для инфракрасных лучей.
Оснащение дома или квартиры перспективной системой инфракрасного отопления поможет вам не только добиться комфортного температурного режима в холодное время года, но и значительно сэкономить.
Среди современных отопительных систем инфракрасное (лучевое) отопление становится все более привлекательным для владельцев частных домов. Для нас этот метод отопления новый, а вот в западных странах его применяют уже давно.
Принцип такого обогрева напоминает природный, когда наша планета согревается под лучами солнца. Благодаря солнечным лучам прогревается поверхность земли и затем уже поднимается температура воздуха. Инфракрасные обогреватели согревают предметы в доме, а они, в свою очередь, отдают тепло воздуху в помещении.
Принцип работы инфракрасного отопления
Инфракрасное устройство впервые появилось в Швейцарии в 60-х годах прошлого столетия, оно было придумано для саун инфракрасного типа. На обогрев помещений с помощью ИК излучений только в последние годы стали обращать внимание, когда стала актуально тема альтернативных источников энергии.
С помощью встроенного нагревательного элемента внутри обогревателя, тепло поступает на все ближайшие предметы. Под лучами согревается пол, стены в комнате, после чего все помещение обеспечивается теплом. Оно не поглощается воздухом, исходя от приборов, а распространяется на все объекты в помещении. Волны незримы для человека, а вот тепловое воздействие сразу ощущается. Диапазон волн может быть разным, специалисты разграничили их на ближние, средние и дальние.
Сам прибор состоит из алюминиевой пластины и ТЭНа , который нагревает пластину до температуры в 250 о С, от нее идут волны определенного диапазона электромагнитного типа. Корпус обогревателя, в отличие от пластины не будет нагреваться до такой высокой температуры, максимально он сможет прогреться до +80 о С.
Все устройства с инфракрасными лучами в отличие от обычных обогревателей распределяют тепло рационально, оно не поднимается к потолку и не вытесняется холодными потоками воздуха. Весь обогрев идет только на твердые предметы в помещении, а не на воздух. За счет того, что воздух прогревается равномерно в комнате, около 70% энергии, такой обогрев является на сегодняшний день единственным методом, позволяющим обогреть точечно и всю зону помещения.
На сегодняшний день есть три вида инфракрасной системы отопления:
- Потолочное
- Настенное
- Напольное
О них стоит написать более подробно, чтобы было понятно, как работает каждый из них.
Система отопления потолочного типа подвешивается к потолку , в процессе работы поток теплого воздуха направлен вниз и немного в стороны. Понятно, что сразу прогревается пол в помещении и температура внизу будет на несколько градусов выше, чем в верхней части комнаты. Если брать другие виды обогрева, то теплый воздух, наоборот, поднимается верх под потолком. ТЭН для таких конструкций с инфракрасными лучами может быть изготовлен из трех материалов - вольфрама, кварца или керамики. От вида используемого материала для ТЭНа будет зависеть мощность и эффективность всего устройства.
Удобно то, что такое устройство не занимает место в комнате, поскольку находится в потолочной части. Оно может быть использовано как один из вспомогательных источников тепла в доме. Термодатчики по достижению заданной температуры автоматически отключаются , а затем включаются, когда уровень заданной температуры падает. Очень удачным решением может стать потолочное инфракрасное пленочное отопление, тем более что уже появился новый вид ИК панелей. Они идеально подходят для подвесных потолков, монтируются в профиль Армстронг, что является простым и удобным решением. Для потолков из пластика или натяжных видов ПВХ пленки, такие ИК панели не подойдут.
Настенные системы инфракрасных панелей могут использоваться как обычные радиаторы, они имеют небольшую толщину и самые разные размеры. Любой хозяин частного дома сможет их смонтировать самостоятельно. Панельные обогреватели выпускаются в нескольких вариантах.
- Настенные ИК панели, в виде обычных радиаторов, они крепятся в нише под окном.
- Дизайнерские модели ИК панелей могут быть самых разных размеров и цвета.
- Планки теплых ИК плинтусов, их обычно устанавливают вместо простых панелей.
Есть также и универсальный пленочный вариант настенного отопления, его монтируют в стене, важно только при установке пленочных панелей применить экранирующую пленку, она будет препятствовать потери тепла. Рационально установить их не с одной стороны, а в нескольких наружных стенах, тогда плоскости будут служить защитой от промерзания, образования сырости и грибка.
Напольные системы выглядят в виде пленочных матов , в них находятся плоские нагревательные элементы, они соединены между собой последовательно. Их можно монтировать в пол с любым финишным покрытием, поскольку пленочные маты имеют минимальную толщину. Высота пола останется прежней после монтажа пленочных ИК матов. Они отлично подойдут к линолеуму, ковролину, ламинату, но лучше всего установить такое отопление в пол с керамической плиткой, в этом случае будет самая эффективная теплоотдача.
Вся работа по монтажу пленочных матов не связана с грязной работой , весь процесс происходит быстро в один этап, в отличие от обычных теплых полов. Единственный момент, который важно учесть при монтаже напольных пленочных матов, они не должны находиться под мебелью. Так, будет снижаться теплоотдача, а также это будет способствовать усыханию мебели.
Инфракрасное отопление: плюсы и минусы
Как и в любой системе обогрева помещений, в ИК системе также есть свои преимущества и недостатки, среди положительных сторон нужно отметить следующие моменты:
Также нужно сказать и об отрицательной стороне инфракрасного отопления.
- Нагревательные элементы во время работы начинают притягивать к себе пыль, поскольку на их поверхности накапливается статическое напряжение. Электромагнитное излучение не всегда оказывает хорошее влияние на организм человека.
- Окупаемость всех затрат наступит только через несколько лет, поскольку цены высокие на все необходимое оборудование.
- Дорого будет стоить инфракрасное отопление, если его установить как единственный источник тепла в доме.
- Есть также мнение, что постоянная работа такой отопительной системы может негативно отразиться на бытовых электроприборах, которые находятся в помещении.
Цена установки ИК отопления
Стоимость работ по установке такого обогрева для дома может быть разной. Прежде чем заниматься покупкой материалов, необходимо сделать расчеты . В любом случае, все расходы будут складываться из трех пунктов.
К любой стоимости будет привязываться площадь помещения, в котором планируется провести монтажные работы. Специалисты советуют не покрывать всю площадь, а только частично установить пленочное покрытие примерно на 60-70% от общей площади . Если брать комнату около 15м 2 , то на ее обогрев будет уходить в месяц 75кВт, эту цифру нужно умножить на стоимость электроэнергии, тогда получится итоговая сумма с учетом общей площади жилья.
В заключение нужно сказать, что прежде, чем решить устанавливать ИК обогрев дома, стоит внимательно ознакомиться с технической стороной вопроса, эксплуатационными характеристиками системы, целесообразностью такого метода отопления для любого вида помещения. Если все изучить и правильно взвесить, то инфракрасная система обогрева дома может стать очень выгодным и рациональным вариантом отопления.
На строительном рынке вы можете приобрести для своего дома как сверхтонкие теплые полы в виде матов, так и напольные, настенные и потолочные обогреватели. Источником излучения у них являются карбоно-графитовые полупроводники, которые, при подаче на них электрического напряжения, начинают нагреваться и выделять излучение в длинноволновом тепловом диапазоне, подобном тому, которое выделяют лучи солнечного спектра.Достоинством длинноволнового инфракрасного излучения является то, что оно не нагревает прозрачные предметы и воздух, а воздействует непосредственно на поверхности мебели, пола и стен комнаты, тело человека. Коэффициент полезного действия от преобразования электрической энергии в тепловую в этом случае составляет около 80%, в то время, как для обычных он может составлять до 50% и меньше, ведь прежде, чем нагреть предметы, они сначала нагревают воздух в комнате.
Инфракрасное излучение считается наиболее комфортным – оно не сопровождается движением нагреваемых и охлаждающихся воздушных масс, а, следовательно, движением мельчайших частиц пыли, так вредных и опасных для аллергиков. Кроме того, лучи прогревают поверхность кожи, ускоряя кровообращение, устраняя боли в суставах и помогая при простудах. Это свойство инфракрасного излучения даже используется в специальных саунах. Однако стоит рассматривать теплые полы и обогреватели по отдельности.
Инфракрасные теплые полы
Все перечисленные выше достоинства скорее можно приписать только инфракрасным обогревателям, ведь инфракрасный теплый пол укладывают под напольное покрытие, получается, что оно нагревает непосредственно лишь клей и верхний слой покрытия. В этом случае тепло, поступающее от такого пола ничем не отличается от того тепла, которое генерируют остальные виды и типы теплых полов, имеющих другой принцип действия. Расход электроэнергии у всех этих систем обогрева также будет приблизительно одинаковым. Самыми экономичными полами по прежнему остаются водяные, работающие от газовой колонки. Впрочем, это не мешает инфракрасному теплому полу иметь другие преимущества.Чтобы использовать теплые полы более экономично, необходимо установить автоматический терморегулятор, который поможет расходовать электроэнергию более рационально.
Пленочный инфракрасный пол имеет относительно невысокую стоимость. Его монтаж и установка достаточно просты, поэтому с ними справится любой мало-мальски подготовленный человек. Его сверхтонкие маты можно устанавливать под любым углом, что позволяет обогревать наклонные поверхности и даже стены. Кроме того, они универсальны и их можно укладывать под любые напольные покрытия: ковролин, линолеум, паркет, ламинат и керамическую плитку.
Инфракрасный пол можно смонтировать в любых местах, где требуется локальный подогрев – под зеркалом в ванной комнате или под подстилкой, на которой спит домашний любимец. К несомненным достоинствам можно отнести и то, что этот вид теплых полов не боится механических повреждений, и при выходе из строя какого-либо графитового элемента нагрузка распределяется на остальные, таким образом эффективность нагрева остается прежней.
К минусам такого пола можно отнести то, что его нельзя монтировать под низкой мебелью – кроватями, креслами, поскольку существует опасность перегрева.
Инфракрасные обогреватели
Эти обогреватели пока что не часто можно встретить в домах россиян, но, судя по форумам и отзывам в интернете, опыт их эксплуатации положителен и они с успехом могут заменить и масляные, и конвекторные системы отопления.
При выборе инфракрасного обогревателя учтите, что по мощности он должен соответствовать площади отапливаемого помещения. Для комнаты 30 кв.м потребуется обогреватель мощностью 2,5 КВт.
Промышленность выпускает потолочные, напольные и настенные обогреватели. Есть варианты, когда один и тот же обогреватель может стоять на полу или крепиться на стену. Вы всегда сможете выбрать оптимальный, подходящий для ваших помещений способ установки и крепления. Но, например, потолочные обогреватели не рекомендуют устанавливать, если покрытие потолков – полихлорвиниловые панели или плиты из других синтетических материалов. Есть опасность, что при нагреве они начнут выделять вредные вещества. Кроме того, потолочный обогреватель не всегда может вписаться в интерьер комнаты, особенно, когда он выполнен в классическом стиле.
В остальном же такие обогреватели действительно хорошие. Их излучатели не сушат воздух и в помещении, где работает такой обогреватель, нет специфического запаха пыли. В отсутствии людей его можно полностью выключать, ведь он прогревает комнату моментально, нет нужды держать его предварительно включенным. Он более экономичен в работе, бесшумен. Особенно эффективно работают такие нагреватели, установленные в местах, где много кафеля и керамической плитки – хорошо установить такой на кухне или в ванной комнате.
Любые другие варианты отопления, либо нагревают теплоноситель, который передает энергию в воздух, либо непосредственно нагревают воздушные массы в помещении. Технология инфракрасного отопления подразумевает передачу тепла людям и находящимся в комнате предметам без обогрева воздуха.
Виды инфракрасного отопления
Инфракрасные отопительные системы по конструкцию разделяются на два вида – это инфракрасные панели и пленочные обогреватели. В зависимости от области применения, используется тот или другой вид ИК-отопления. Для установки потолочного отопления подойдет пленка или панели, но для пола можно использовать только пленочные обогреватели.
Принципиальных различий между этими разновидностями ИК-излучателей нет. Они предназначены для монтажа в различных местах. По тому, в каком месте комнаты обогреватели расположены, они делятся на следующие виды:
- Потолочные
- Напольные
- Настенные
При установке инфракрасного обогрева на потолок, необходимо учитывать его высоту. Расстояние до от пола до потолка должно находится в пределах от 2.5м до 3.5м. Отличительной особенностью данного типа обогревателей заключается в необходимости направления потока излучения в конкретные точки. Например, если осуществляется обогрев спального помещения, то необходимо направить излучение на ноги или туловище, но ни в коем случае не в область головы.
Важно!
Не рекомендуется устанавливать ИК-обогреватели в зоне окон – это может привести к значительным потерям тепла.Настенные ИК-обогреватели по расположению в квартире можно сравнить с обычными радиаторами, которые устанавливаются под окнами и вдоль стен на уровне около метра от уровня пола. Эти обогреватели выполняют функцию полноценной отопительной системы и могут справляться с нагревом даже при очень низких температурах окружающей среды.
Инфракрасное отопление дома с помощью напольных устройств является одним из самых распространенных способов обогрева. ИК-панели обладают достаточно большим весом, поэтому, как и в случае с чугунными радиаторами, требуют прочного крепежа к стенам. Регулировка направления излучения происходит с помощью пульта дистанционного управления.
Очень комфортно и удобно находится в комнате с обогреваемыми полами. Система ИК-отопления не является исключением, именно поэтому многие применяют этот вид обогревателей в гостиных и спальнях. Ограничений по используемым отделочным материалам практически нет. Напольные ИК-системы можно устанавливать под следующие покрытия:
- Плитка
- Ламинат
- Линолеум
- Паркет
- Каменные покрытия
- Ковролин
Важно!
Каждое из этих покрытий в большей или меньшей степени задерживает инфракрасные лучи. В этом отношении для максимальной эффективности лучше подойдет ковролин и линолеум.Прежде чем устанавливать обогреватели под напольное покрытие, следует заранее спланировать расположение всей мебели в комнате. Под корпусной тяжелой мебелью, не предназначенной для частого перемещения лучше не класть пленочный обогреватель – это как минимум нерационально с экономической точки зрения.
Если установить мебель на работающих элементах обогревателя, то это может привести к более серьезным проблемам, чем необоснованные затраты на электроэнергию – деревянная мебель может рассыхаться и выходить из строя.
Достоинства и недостатки ИК-отопления
Система инфракрасного отопления дома обладает следующими достоинствами:
- Не подвержена повреждениям при механических воздействиях. Даже при сильных ударах и выхода из строя некоторых элементов, работоспособность не утрачивается
- Экономичная. Потребление электроэнергии в среднем по размерам помещении будет составлять не больше 60-70 Вт/ч.
- Высокая мощность. Эти обогреватели могут работать совершенно автономно, достаточно занять 70 % пола или потолка пленочным ИК-отоплением и оно сможет полностью отапливать помещение.
- Отсутствие неприятных запахов и сухости воздуха. Процесс обогрева от ИК-источников исключает выгорание кислорода, воздух в помещении остается свежим.
- Процесс монтажа отопления достаточно легкий, и с ним можно справиться собственными силами, обладая минимальными знаниями в области подключения ИК-обогревателей.
- Невосприимчива к скачкам электричества
- Работает абсолютно бесшумно
- По заверениям некоторых японских ученых излучения от ИК обогревателей плодотворно влияет на психологическое и физическое самочувствие человека
Но, к сожалению, как и любой другой вид отопления, ИК-обогреватели не лишены недостатков. К ним относятся:
- Потолочные системы обогрева выглядят порой очень неуклюже и не вписываются во многие дизайнерские решения оформления интерьера
- Установка в офисных помещений таких систем требует согласования и проверки со стороны пожарных служб. Эти мероприятия довольно дорогие и требуют много времени
- Если в нескольких помещениях одновременно включены ИК-обогреватели, то расход электроэнергии резко возрастает. Однако, эти цифры все равно не превышают показатели затрат при водяном отоплении или электрическом
- Самый главный недостаток, который отпугивает большинство покупателей от приобретения этой системы – это ее цена.
Цена
Для общего представления о ценах на инфракрасное отопление, приведем стоимость нескольких обогревателей различных мощностей и моделей:
|
Производитель |
Мощность (Вт) |
Цена (руб) |
