Ogrzewanie na podczerwień domu jednorodzinnego: przegląd nowoczesnych systemów ogrzewania na podczerwień

Efektywność i ekonomiczność – kluczowe parametry przy wyborze systemu ogrzewania. Ceny nośników energii są dość wysokie, dlatego rozsądni właściciele mieszkań i domów jednorodzinnych starają się je wykorzystywać w przemyślany sposób. Te dwa parametry leżą u podstaw opracowania innowacyjnego systemu ogrzewania na podczerwień.

Zaprezentowany przez nas artykuł pomoże dowiedzieć się, na jakiej zasadzie działa ogrzewanie na podczerwień w domu jednorodzinnym. Opowiemy, jak i w jaki sposób można uruchomić ogrzewanie IR. Dowiedzą się Państwo, jakie urządzenia są potrzebne do osiągnięcia zamierzonego celu i jak je zamocować.

Dla Państwa zebraliśmy i usystematyzowaliśmy wszystkie informacje o rodzajach systemów grzewczych na podczerwień oraz kryteriach ich doboru. Dla lepszego zrozumienia dołączyliśmy zestawy zdjęć, schematy informacyjne i prezentacje wideo.

Zasada działania ogrzewania na podczerwień

W naturze promieniowanie podczerwone wchodzi w spektralny zakres fal elektromagnetycznych emitowanych przez główne „słońce” naszego układu – Słońce. Dzięki emitowanemu przez nie niewidzialnemu spektrum fal na naszej planecie może rozwijać się wszelkie życie.

Naukowcy promieniowanie podczerwone, nazywane „termicznym”, dzielą na trzy składowe, wyróżniając bliską, średnią i daleką podczerwień.

Najbardziej efektywne do ogrzewania i najbezpieczniejsze dla organizmów żywych są drgania elektromagnetyczne następujące bezpośrednio po widzialnej czerwonej stronie średniego spektrum.

Prawie 50% spektrum słonecznego zajmują promienie podczerwone – najbardziej zbliżone do promieniowania ciała człowieka

Zakres długości fal promieniowania nazywanego „promieniami życia” waha się od 8 do 14 µm. W niektórych źródłach “życiodajny” przedział jest nieco poszerzony: od 6 do 20 µm. Jednak nawet te rozbieżności w wartościach nie są krytyczne.

To właśnie długofalowe spektrum, zbliżone wartością do promieniowania ludzkiego ciała, jest wykorzystywane przy opracowywaniu urządzeń i organizacji systemu ogrzewania za pomocą promienników podczerwieni.

Płyty grzewcze stosowane przy aranżacji ogrzewania na podczerwień emitują ciepło w zakresie roboczym 5-15 µm.

Instalacje na podczerwień można uznać za rodzaj mini-słońca. Jedyną różnicą w stosunku do naturalnego «światła» jest to, że będą one ogrzewać przestrzeń stale, niezależnie od warunków pogodowych na zewnątrz pomieszczenia. Takie instalacje w gospodarstwie domowym działają z sieci 220 V.

Promienie podczerwone, przechodząc przez przeszkody powietrzne, nagrzewają stałe powierzchnie przedmiotów znajdujących się w pomieszczeniu, a te następnie kierują ciepło z powrotem w przestrzeń.

Element grzejny, będący głównym składnikiem urządzenia, emituje fale świetlne. Dzięki reflektorowi w trakcie pracy urządzenia nagrzewa się ten przedmiot, na który skierowane jest urządzenie.

Rolę “odbiorników”, a następnie “emiterów” ciepła mogą pełnić dowolne obiekty w pomieszczeniu: przedmioty ceramiczne i kamienne, powierzchnie drewniane i szklane, organizmy żywe.

Przedmioty przyjmują ciepło lub przekazują je do sąsiedniej przestrzeni. Podczas pracy urządzenia powierzchnie elementów wystroju wnętrz w strefie promieniowania są cieplejsze od otaczającego powietrza o 7-10 stopni.

Ogrzewanie promieniami podczerwonymi doskonale łączy się z innymi tradycyjnymi metodami ogrzewania, dzięki czemu przy minimalnym wysiłku łatwo zorganizować w każdym pomieszczeniu «wysepkę ciepła» – strefę podwyższonego komfortu.

Zarówno na poziomie domowym, jak i w skali przemysłowej, taki rodzaj ogrzewania wygodnie jest stosować jako ogrzewanie pomocnicze lub awaryjne. Straty ciepła przy jego zastosowaniu nie przekraczają średnio nawet 10%.

Zalety i wady systemu

System ogrzewania oparty na promieniowaniu podczerwonym w porównaniu z konwektorowymi metodami ogrzewania ma szereg niezaprzeczalnych zalet:

1. Szeroki zakres zastosowań. Panele grzewcze na podczerwień są używane do ogrzewania pomieszczeń wszystkich typów. Za ich pomocą podnosi się temperaturę w magazynach, fermach hodowlanych, pomieszczeniach gospodarczych i garażach.
2. Wysoka szybkość nagrzewania. Odczucie komfortu cieplnego od momentu włączenia urządzenia następuje w ciągu kilku minut. Dzieje się tak dlatego, że powietrze nie pochłania promieniowania cieplnego, a energia jest zużywana zgodnie z przeznaczeniem przy minimalnych stratach. Nawet po wyłączeniu urządzenia przez jakiś czas będzie ono nadal emitować ciepło.
3. Cicha praca. Praca grzejników nie wiąże się z żadnymi wibracjami ani hałasem, a podczas ogrzewania nie powstają produkty spalania.
4. Bezpieczeństwo dla zdrowia domowników. Ze swej natury ciepło podczerwone jest maksymalnie zbliżone do słonecznego. Jest ono najbardziej komfortowe dla człowieka. Używane urządzenia nie wydzielają nieprzyjemnego zapachu, nie emitują toksyn ani szkodliwych substancji, będąc całkowicie bezpiecznymi dla zdrowia człowieka.

Grzejniki tego typu nie boją się wilgoci. Dzięki temu urządzenia na podczerwień można śmiało używać do tworzenia „wysepek ciepła” na świeżym powietrzu, stosując je do ogrzewania altany ogrodowej i werandy.

Instalując grzejniki IR, będą Państwo mogli znacznie obniżyć koszty ciepła i zminimalizować problem nieracjonalnego rozkładu temperatury.

W przeciwieństwie do grzejników spiralnych, systemy na podczerwień nie wypalają tlenu z powietrza ani go nie przesuszają. Rozprowadzanie ciepła w pomieszczeniu odbywa się równomiernie, bez gromadzenia się w górnej połowie, bliżej sufitu.

Ponadto w procesie ogrzewania nie biorą udziału konwekcyjne prądy powietrza, które mogą unosić kurz. Dzięki temu można utrzymać stały mikroklimat, zapewniając warunki do komfortowego zamieszkania domowników.

Grzejniki umieszcza się w podłodze, suficie lub po prostu mocuje do istniejących stropów. Często stosuje się je przy aranżacji systemu „inteligentny dom”.

Panele podczerwieni i powłoki foliowe słyną z kompaktowości, zajmując minimum użytecznej powierzchni w pomieszczeniu, oddając przy tym maksimum ciepła.

Przemawia za nowoczesnym systemem również fakt, że w ostatnich latach coraz większą popularność wśród miłośników spa zyskują sauny na podczerwień.

Według badań japońskich naukowców są one doskonałą profilaktyką wielu chorób. Wnikając pod skórę człowieka, promienie rozgrzewają naczynia krwionośne, tym samym sprzyjając szybkiemu rozprowadzaniu ciepła po całym ciele.

Jednak system ogrzewania na podczerwień nie jest pozbawiony wad. Do takich należy zaliczyć:

• Promienie podczerwieni mają działanie punktowe. Dlatego w obrębie jednego przestronnego pokoju w jednym miejscu może być zbyt ciepło, w innym przeciwnie – chłodno.
• Ponieważ promienie podczerwieni ogrzewają nie powietrze, a przedmioty, to w trakcie ogrzewania pomieszczenia, którego wystrój stanowią urządzenia techniczne, może pojawiać się ledwo wyczuwalny zapach plastiku.
• Pod względem estetycznym takie wiszące grzejniki nie zawsze są w stanie udanie wpisać się w ogólny wystrój wnętrza.

Dość energooszczędne ogrzewanie na podczerwień w pełni nie można uznać za ekonomicznie opłacalne. Po pierwsze, na samo urządzenie początkowo trzeba będzie zainwestować znaczną kwotę.

Po drugie, aby za jego pomocą osiągnąć racjonalne zużycie energii, trzeba będzie wydać środki na spełnienie szeregu kluczowych wymagań. Na przykład: na ocieplenie budynku, montaż ekranów odbijających zmniejszających straty ciepła.

Takie urządzenia zużywają, w zależności od mocy, około od 50 do 200 Watów na metr kwadratowy na godzinę pracy.

Ale przy spełnieniu wszystkich niezbędnych warunków montażu sprawność systemu może osiągnąć poziom 95%. Aby utrzymać komfortowy mikroklimat, wystarczy, aby powłoka foliowa zajmowała 50% powierzchni ścian lub podłogi.

Odmiany promienników podczerwieni

Nowoczesny przemysł dla systemu ogrzewania na podczerwień produkuje dwa typy grzejników: w wersji foliowej i panelowej.

Zasada działania obu typów urządzeń jest identyczna: u podstawy znajduje się emiter i reflektor, który skupia promienie podczerwone w wymaganym kierunku.

Różnice między emiterami foliowymi a panelowymi dotyczą tylko cech konstrukcyjnych. Przy aranżacji sufitowego ogrzewania na podczerwień stosuje się zarówno emitery foliowe, jak i panele.

Natomiast do ogrzewania podłogi stosuje się tylko urządzenia typu foliowego.

Nr 1 – promienniki panelowe

Płaskie panele grzewcze są dobre tym, że pozwalają zachować powierzchnię mieszkalną przy niezmienionej wysokości pomieszczenia. Jest to bardzo wygodne przy urządzaniu pomieszczeń z niskimi ścianami i skośnymi sufitami.

Podczas pracy paneli IR tylko 10% energii jest zużywane na ogrzewanie powietrza, główna część ciepła (90%) jest kierowana na przedmioty.

Konstrukcja takich urządzeń obejmuje następujące podstawowe elementy:

• Grzałka – element grzewczy;
• Panel, który odbiera ciepło od grzałki i przekazuje energię ogrzewanym obiektom;
• Izolacja, umieszczona z tyłu, zapobiegająca utracie energii cieplnej;
• Płyta – odbijająca fale elektromagnetyczne od tylnej strony urządzenia;
• Obudowa z wprowadzeniem kablowym, listwą zaciskową itd.

Materiałem do produkcji grzałki może być ceramika, kwarc lub wolfram. Zastosowany materiał w dużej mierze określa moc i wydajność całego urządzenia. Od góry grzejnik jest przykryty dekoracyjną powłoką, która pełni funkcję emitera fal podczerwień.

W zależności od sposobu montażu panele dzielą się na wbudowane i podwieszane. Te pierwsze to konstrukcje z płyt gipsowo-kartonowych z nałożoną izolacją termiczną i wbudowaną nicią grafitową.

Obudowa paneli podwieszanych wykonana jest z termoodpornego plastiku lub szkła, a element grzejny jest przykryty ekranem z ceramiki lub anodowanego aluminium.

Panele na podczerwień instaluje się pod oknem zamiast tradycyjnego grzejnika, albo po prostu zawiesza na ścanie lub suficie za pomocą uchwytów.

Takie grzejniki są dostepne w sprzedaży w postaci tradycyjnych paneli oraz bardziej wyszukanych modeli, zdobionych na wzór kamienia lub naturalnego drewna. Wytworne designerskie wyroby mogą stanowić godne uzupełnienie wnętrza.

Nr 2 – emitory foliowe

Grzejniki foliowe najczęściej stosuje się w przypadku konieczności zorganizowania ogrzewania strefowego. Na przykład przy urządzaniu loggii, aranżacji strefy roboczej lub tworzeniu kącika wypoczynkowego na werandzie.

Pokrycia tego typu można umieszczać zarówno na podłodze, jak i na suficie oraz ścianach. Wyjątek stanowią jedynie sufity napinane wykonane z tkaniny lub folii PCV. Do sufity podwieszanych producenci oferują emitory podczerwień typu kasetonowego.

Takie systemy grzewcze stanowią maty foliowe, w których zalutowane są połączone szeregowo elementy grzejne.

Głównym materiałem systemu jest cienka warstwa grafit naniesiona na cienką folię z termoplastu lub równolegle ułożone nici węglowe, które podczas nagrzewania wytwarzają strumień ciepła.

Pokrycia foliowe składają się z wymiennych modułów, dzięki czemu w przypadku awarii oddzielnego fragmentu można go bez trudu zastąpić nowym, nie naruszając przy tym integralności systemu.

Aby nadać foliowym systemom grzewczym bardziej reprezentacyjny wygląd, niektórzy majsterkowicze wyposażają je w dekoracje. Aby to zrobić, nad pokryciem najpierw buduje się szkielet z płyty gipsowo-kartonowej, na który nakłada się wykończenie dekoracyjne. Jedynym warunkiem jest to, aby nie zawierało metalu.

Coraz więcej wielbicieli wśród koneserów jakości i piękna znajdują nagrzewnice foliowe-obrazki, które z powodzeniem łączą funkcjonalność i estetykę.

W udoskonalonych wersjach foliowe systemy grzewcze na podczerwień montuje się pod warstwą wykończenia dekoracyjnego. Dekoracyjnie wykonane nagrzewnice foliowe należą do urządzeń małej mocy i dlatego stosuje się je głównie do lokalnego ogrzewania jednego z obszarów pomieszczenia.

Klasyfikacja ze względu na sposób rozmieszczenia elementów

Urządzenia grzewcze na podczerwień są dostępne na rynku w szerokiej gamie. Ze względu na sposób rozmieszczenia elementów grzejnych można je podzielić na trzy grupy: podłogowe, ścienne i sufitowe.

Wariant nr 1 – promienniki podłogowe

Pokrycia podłogowe to materiały modułowe, wewnątrz których ułożone są płaskie elementy grzejne. Pokrycie produkowane jest w rolkach. Do montażu przycina się je na kawałki o wymaganych rozmiarach.

Pasy materiału z rolki umieszcza się na podłodze w taki sposób, aby emitery nie znalazły się pod ciężkimi meblami; pozwoli to zapobiec zmniejszeniu oddawania ciepła i wysychaniu drewnianych elementów mebli.

Materiał izolacyjny i folię na podczerwień układa się bezpośrednio na przygotowanej podstawie podłogi. Podczas układania unika się nakładania na siebie arkuszy i stara się zachować odległość od ścian 10-15 cm.

Na powierzchni podłogowych pasów na podczerwień można układać:

• wykładzinę dywanową;
• deskę parkietową;
• linoleum;
• laminat;
• płytki ceramiczne.

Najlepsze połączenie uzyskuje się przy użyciu płytek ceramicznych jako pokrycia podłogowego. Nieco gorszy w tym zakresie jest laminat. Natomiast największe ekranowanie promieniowania podczerwonego powoduje wykładzina dywanowa i linoleum.

Systemy foliowe instaluje się nie tylko na podłogach, ale także na sufitach pod konstrukcjami podwieszanymi oraz na połaciach dachu mansardowego. Montaż i podłączenie wykonuje się według podobnego schematu:

Do systemów grzewczych na podczerwień należą nie tylko warianty foliowe, ale także podłogi karbonowe prętowe. Z zasadami ich montażu zapozna popularny artykuł naszej strony.

Wariant nr 2 – urządzenia ścienne i sufitowe

W porównaniu z podłogowymi systemami ogrzewania wybór urządzeń sufitowych i ściennych jest szerszy. Oprócz paneli o tradycyjnym wykonaniu dostępne są również designerskie modele wbudowanych grzejników sufitowych.

Można je montować w sufitach podwieszanych. W sprzedaży są dostępne w różnych rozmiarach i wariantach kolorystycznych.

Płyty umieszcza się w taki sposób, aby wychodzące z nich promienie były skierowane na meble, a te, pochłonąwszy ciepło, stały się źródłem energii cieplnej

Modele sufitowe grzejników na podczerwień umieszcza się na wysokości od 3 metrów i wyżej. Przy takim ustawieniu ciepły sufit jest kierowany w dół i rozchodzi się nieco na boki.

Kierując się w dół, promienie w pierwszej kolejności ogrzewają podłogę. Dzięki temu temperatura na poziomie stóp jest zawsze o kilka stopni wyższa niż w okolicy głowy. Aby zapobiec ucieczce ciepła na zewnątrz, paneli nie umieszcza się naprzeciwko drzwi i otworów okiennych.

Grzejniki na podczerwień w wersji ściennej umieszcza się w taki sposób, aby znajdowały się powyżej lub poniżej poziomu głowy człowieka

Wśród grzejników ściennych osobno należy wyróżnić systemy listew przypodłogowych. Stanowią one wąskie, długie konstrukcje. Systemy instaluje się wzdłuż obwodu pomieszczenia, umieszczając je zamiast zwykłych plastikowych lub drewnianych listew przypodłogowych.

Przy wyborze miejsca montażu paneli należy unikać stref odpoczynku, gdzie istnieje duże prawdopodobieństwo bezpośredniego oddziaływania na domowników. Na przykład: na poziomie sofy lub łóżka.

W przeciwnym razie skierowane pod kątem prostym promienie będą przegrzewać i przesuszać skórę, wywołując u mieszkańców i gości domu nieprzyjemne odczucia. Strefa pokrycia grzejników kierunkowych jest jedną z głównych cech i zwykle jest podana w paszporcie produktu.

Ścienne grzejniki IR są używane rzadko. Cyrkulacja ciepłego i zimnego powietrza odbywa się od dołu do góry, dlatego rozsądniej jest wybrać wariant sufitowy lub podłogowy

Producenci grzejników na podczerwień

Produkcją urządzeń IR zajmuje się wiele firm na całym świecie. Wśród zagranicznych producentów największą popularnością cieszą się:

• «STIEBEL ELTRON» – niemiecka firma, produkująca wyroby tradycyjnie wysokiej jakości;
• «FENIX TRADING» – czeska firma przykłada szczególną wagę do efektywności energetycznej wytwarzanych produktów;
• «AIR COMFORT» – włoski koncern stawia na stworzenie bezpiecznego systemu ogrzewania nowej generacji;
• «FRICO» – szwedzki producent gwarantuje skandynawską jakość i stawia podwyższone wymagania dotyczące designu wytwarzanych produktów.

Krajowi producenci reprezentowani są przez takie marki jak «Biliuks», «Pion», «EkoLajn», «Almak». Pod względem cech jakościowych wyroby tych marek nie ustępują znacząco importowanym odpowiednikom.

Koszt krajowego urządzenia IR jest o 30% niższy niż importowanych odpowiedników, dzięki czemu może go sobie pozwolić szerokie grono klientów.

Należy jednak zaznaczyć, że nie wszystkie krajowe urządzenia do ogrzewania IR są dostarczane z uchwytami. Ponadto, sądząc z opinii, działaniu krajowych urządzeń często towarzyszy lekkie trzaskanie, co może być denerwujące zwłaszcza w nocy.

Z ostrożnością należy podchodzić również do produktów chińskiej produkcji. Niektóre firmy umieszczają na swoich wyrobach znak «CE», oznaczający «China Export». Wizualnie ten skrót jest podobny do znaku zgodności z wymogami europejskimi «CE», oznaczającego «Conformité Européenne».

Różnica polega na tym, że w drugim przypadku gęstość czcionki jest nieco szersza, a litery są rozmieszczone nieco dalej od siebie. Dlatego oprócz badania oznaczeń należy żądać certyfikatów zgodności.

Kryteria prawidłowego doboru urządzeń

Najważniejsze, na co należy się orientować przy wyborze elementów grzewczych, to ich rozwiązanie konstrukcyjne i parametry użytkowe. Aby obliczyć optymalną moc, skorzystaj z klasycznego wzoru, przyjmując, że do ogrzania 10 metrów kwadratowych powierzchni potrzeba średnio 1,2 kW.

W sprzedaży dostępne są również urządzenia mobilne, które można wygodnie stosować do tymczasowego ogrzewania, umieszczając je w potrzebnym miejscu pomieszczenia i w razie potrzeby wynosząc na zewnątrz. Działają one zarówno na prąd, jak i na gaz.

Taki przenośny ogrzewacz IR jest w stanie skutecznie ogrzać strefę o promieniu 2,5 metra, wypełniając przestrzeń pokoju komfortem i ciepłem.

Porównując modele podłogowe i sufitowe, różnica między nimi będzie nieznaczna, ponieważ w każdym przypadku w pierwszej kolejności nagrzewać się będzie podłoga i dolna część ścian, a ciepłe powietrze i tak uniesie się do góry. Z tego powodu należy patrzeć tylko na to, jak wygodne będzie umieszczenie urządzenia na suficie lub podłodze.

Wygodne w użytkowaniu są modele z wbudowanym czujnikiem temperatury: gdy temperatura w pomieszczeniu spadnie poniżej ustawionego poziomu, urządzenie automatycznie włącza się, a po osiągnięciu ustawionej wartości wyłącza się.

Preferować należy również urządzenia, których konstrukcja pozwala na regulację kąta nachylenia kierunku emisji.

Przy wyborze produktu należy zwrócić uwagę na obecność termoregulatora, za pomocą którego wygodnie ustawić określony tryb, oszczędzając w ten sposób zużycie energii elektrycznej.

Ogólnie rzecz biorąc, przy wyborze elementów grzewczych należy kierować się parametrami produktu, materiałami, z których zbudowany jest dom, obecnością innego typu systemu grzewczego, a oczywiście własnymi możliwościami finansowymi.

Nie należy jednak ulegać pokusie zakupu produktów o nieuzasadnienie niskiej cenie. W dążeniu do obniżenia kosztów produkcji niektórzy producenci robią to kosztem jakości, oszczędzając na stykach i używając niskiej jakości przewodów.

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

Wideo #1. Przykład działania systemu grzewczego:

Wideo #2. Ogrzewanie na podczerwień foliowe: za i przeciw:

Wideo #3. Przegląd ceramicznych paneli grzewczych:

System na podczerwień – bezpieczna technologia ogrzewania nowej generacji, która przy odpowiednim podejściu może stać się ekonomicznym i racjonalnym rozwiązaniem. Zarówno w charakterze ogrzewania strefowego, jak i głównego ogrzewania domu jednorodzinnego.

Pojawiły się pytania podczas zapoznawania się z artykułem? Chcesz podzielić się przydatnymi informacjami lub opowiedzieć o doświadczeniach z użytkowania systemów na podczerwień? Proszę napisać komentarz w bloku poniżej, stworzonym do komunikacji odwiedzających witrynę.