Плёночный инфракрасный обогреватель: устройство, принцип действия, обзор видов ИК систем

Системы обогрева для нежилых и жилых помещений представлены на рынке в огромном количестве. И среди всего этого многообразия плёночный инфракрасный обогреватель выделяется высоким КПД, длительным сроком службы и повышенной эксплуатационной безопасностью.

В представленной нами статье детально описан принцип действия оборудования, применяемого для формирования лучистого обогрева. Перечислены достоинства с недостатками, приведены технические характеристики. Мы познакомим с вариантами применения и способами устройства популярных пленочных систем.

Электроприборы для ИК обогрева

Аббревиатура ПЛЭН означает «пленочный лучистый электронагреватель» либо просто «пленочный электронагреватель». Использовать нагревающую ИК-пленку допустимо в качестве и дополнительного, и основного источника тепла.

Фактически это пленка с внутренними нагревательными элементами, излучающими инфракрасные волны в результате прохождения по ним электрического тока.

Преимущества инфракрасного принципа

Нагрев воздушных масс в помещении от того или иного источника может осуществляться за счет:

• теплопроводности;
• конвекции;
• теплового излучения.

Первые два принципа теплоотдачи используются в водяных и масляных радиаторах, а также вентиляторах с нагревательными спиралями.

В них сначала с помощью теплоносителя или ТЭНа нагревается некая рабочая поверхность, от которой затем осуществляется нагрев комнатного воздуха в непосредственной ее близости. Потом с помощью естественной или принудительной конвекции происходит воздухообмен уже по всей комнате.

Пленочные ИК обогреватели относятся к отопительным системам, нагревающим не непосредственно воздух в комнате, а сначала поверхности стен, предметов мебели, пола и потолка в ней

Тепловое излучение подразумевает передачу тепла от источника с помощью электромагнитного излучения инфракрасного спектра. Воздух непосредственно от ИК-лучей нагреться не может.

Они способны нагреть лишь поверхности из твердых материалов. То есть сначала в результате работы системы отопления ПЛЭН происходит нагрев мебели и отделки в комнате, а затем уже они отдают тепло воздуху.

ИК-лучи часто называют «тепловым излучением», потому что человеком эффект от работы инфракрасного оборудования воспринимается тактильно как ощущение тепла и не вызывает какого-либо дискомфорта

Инфракрасное тепло – это электромагнитные волны в диапазоне 0,74–2000 мкм. Если посмотреть на Солнце, то порядка 40% его излучения на Землю приходится на видимый свет, а около 10% и 50% соответственно на УФ и ИК лучи.

Пленочные электронагреватели ИК типа генерируют тепловую энергию, имеющую длину волны в районе 9,2 мкм. Для человека такие лучи полностью безопасны, естественны, так как более всего напоминают «солнечный свет». Ведь само по себе человеческое тело излучает тепло инфракрасного спектра с длиной волны 9,6 мкм.

Устройство пленочной системы обогрева

ИК пленочные электрообогреватели включают три основных элемента:

• нагревательный;
• передающий;
• излучающий.

Первый преобразует энергию электрическую в тепловую. Второй распределяет образованное тепло по всей площади ПЛЭНа, а третий излучает инфракрасные лучи.

Помимо нагревающей ИК-пленки в систему пленочного обогрева также входят терморегулятор с одним или несколькими датчиками температуры и кабели для подсоединения нагревателя к электросети

Нагревающий элемент в ПЛЭНе делается из проводника с высоким сопротивлением. Обычно это тонкая полоска из нихрома (из него выполняются спирали в ТЭНах) либо углерода. При этом практически все производители пленочных ИК обогревателей сейчас перешли на второй вариант. Карбон более экономичен, дешев и эффективен.

Передающий элемент представляет собой слой алюминиевой фольги, которая отличается высокой теплопроводностью. Она располагается с одной либо двух сторон ИК-пленки. Также ряд производителей вовсе не используют алюминий, полагаясь только на излучающий материал.

Верхний слой рассматриваемого пленочного обогревателя с обеих сторон выполняется из ПЭТ (полиэтилентерефталата). Пленка из этого термопластика обладает высоким коэффициентом ИК-излучения, спокойно выдерживает температуры до +200⁰С и является отличным диэлектриком.

Пленка зачищает внутренние нагревательные элементы от конденсата и влаги, формирует из разрозненных компонентов единую греющую систему, а также сводит риск поражения человека током практически к нулю.

ИК-пленка устроена так, чтобы нагревающие элементы внутри нее нагреваться могли только до +55º С. Температуры выше практически исключены, подобный нагрев возможен лишь кратковременно в аварийной ситуации при резком скачке напряжения в сети

Расчет и монтаж пленочного ИК обогревателя производятся с учетом, что пленка будет работать на нагрев не постоянно, а короткими интервалами от нескольких секунд до нескольких минут.

То есть, такой инфракрасный нагреватель быстро поднимает температуру поверхностей в комнате до требуемых показателей, а потом выключается терморегулятором. И затем вновь запитывается от электросети лишь время от времени по мере охлаждения комнатного воздуха.

Сфера применения инфракрасного ПЛЭНа

Пленочные лучистые электронагреватели чаще всего применяются как довесок к водяному отоплению. В южных регионах они могут служить в качестве основной отопительной системы. Надо лишь правильно рассчитать нужную для требуемой ситуации площадь инфракрасной пленки.

При помощи пленочного ИК обогревателя можно подогревать пол полностью или зонально. Ее устанавливают на потолок и скаты мансарды, стены в обычных жилых помещениях и даже банях, т.к. пленки с IP 54 спокойно переносят повышенную влажность

Инфракрасные пленочные нагреватели допустимо устанавливать в:

• жилых загородных домах;
• городских квартирах;
• банях и саунах;
• производственных и складских помещениях;
• дворах для содержания животных;
• гаражах с отоплением и без;
• теплицах и т.д.

Принципиальных ограничений для использования рассматриваемых низкотемпературных электронагревателей нет. Единственное ограничение для устройства инфракрасного отопления – помещение должно быть с габаритами по высоте до 3-х метров. Если потолки выше, то потребуется устанавливать высокотемпературные и более дорогие модели инфракрасных обогревателей.

Характеристики и виды ИК-пленок

Инфракрасные электрические обогреватели делятся на два вида – низкотемпературные и высокотемпературные. Первые способны нагреться лишь до +50 ⁰С, а вторые даже до 200 ⁰С. В быту используются только варианты первого типа в виде ПЛЭН или ламповых либо панельных приборов, рассчитанных на работу от электрической сети 220 В.

Толщина самих ИК пленок не превышает 1 мм, но есть еще металлические клеммы для подсоединения их к проводке, которые несколько толще

Технические характеристики низкотемпературные пленочные ИК-обогреватели имеют следующие:

1. Номинальное напряжение – 220 Вольт.
2. Максимальная температура разогрева пленки – 40–55⁰С в зависимости от модели и производителя.
3. Степень защиты по IP – от «22» до «67».
4. Вес нагревательного полотна – около 500 грамм/м².
5. Удельная мощность – 150–300 Вт/м².
6. Нагрузка по току – 0,68–1,4 А/м².
7. Длина – 0,25–7 м.
8. Ширина – 0,5–1 м.

Гарантию производители на инфракрасную пленку дают 10–15 лет. Однако по факту такие системы обогрева служат до полувека.

По способу монтажа пленочные ИК-обогреватели делятся на:

• настенные – «греющие картины» (для дополнительного локального обогрева);
• потолочные – за натяжными и подвесными потолками;
• напольные – «теплые полы».

Напольный аналог в вопросе эффективности немного уступает потолочному. Пленочный теплый пол укладывать под шкафами, кроватями и диванами нельзя. А мебель места в жилом помещении всегда занимает немало места. «Картины» и просто пленки за декором на стене – вовсе наихудший способ использования ИК пленочных обогревателей.

Наиболее эффективным является потолочный вариант, инфракрасные лучи с потолка охватывают максимум возможной площади в комнате

Выпускаются инфракрасные нагревательные пленки в виде:

• моделей заданных размеров (например, «ЗЕБРА» или «НИРВАНА»);
• полотен для индивидуального раскроя по проектным размерам, производят их шириной от 50 до 100 см.

Первый вариант нельзя резать на месте монтажа. Такие системы выпускаются в готовом виде, нужно лишь подсоединить провода клеммами. Их необходимо особо вдумчиво подбирать из имеющегося у производителя размерного ряда, чтобы укладка потом не вызвала проблем.

Второй вариант пленок продается в рулонах до 7 метров длиной. Этот вариант инфракрасного теплого пола можно нарезать под требуемые размеры непосредственно в помещении обычными ножницами.

Достоинства и недостатки пленочных обогревателей

Плюсы у нагревающих ИК-пленок следующие:

1. Высокая безопасность и надежность.
2. Минимальные сроки монтажа системы электрического обогрева.
3. Максимально быстрый и комфортный для человека прогрев помещения.
4. Эстетичный вид отопительной системы, которая полностью закрыта декором.
5. Полная автоматизация работы нагревателя, как следствие, отсутствие необходимости в обслуживании.
6. Высокая эффективность.
7. Нулевой риск протечек воды (теплоносителя) из батарей.
8. Отсутствие проблем с сушкой и выгоранием кислорода в комнатном воздухе.
9. Абсолютная бесшумность работы.
10. Нет конвекции – нет оседающей повсюду пыли.
11. Возможность установки в каждой комнате в доме своего микроклимата в соответствии с заданными параметрами.
12. Отсутствие резких перепадов температуры по высоте (разница у пола и под потолком будет в пределах 2–3 градусов).

Проводники и нагревательные элементы в инфракрасном обогревателе надежно запаиваются в ПЭТ пленку в заводских условиях. Плюс движущихся частей в такой отопительной системе нет совсем. Изнашиваться, ломаться и корродировать нечему.

В доме площадью 100 квадратов ИК пленочная система вместе с проводкой и защитой в электрощите монтируется за 2–3 дня. Главное, чтобы сеть была рассчитана на требуемые нагрузки.

Включение/выключение электрообогревателя производится терморегулятором, который отслеживает температуру в комнате с помощью встроенных датчиков и сам подает питание на нагревательные элементы. Также есть программируемые термостаты, позволяющие задать различные режимы для разных помещений и времени суток.

Высокая экономичность использования ИК обогревателей обусловлена кратковременностью их работы, они включаются терморегулятором в общем лишь на 10–20 минут в течение часа

Из минусов пленочных ИК-электронагревателей стоит упомянуть:

1. Большие счета за электроэнергию.
2. Необходимость наличия достаточной мощности на вводе электросети в дом.

При одинаковой площади коттеджа или квартиры затраты на электроэнергию будут в 1,5–2 раза выше трат на газовое отопление от магистральной системы. Но котел на газу, его подключение к магистрали либо газгольдеру и монтаж батарей с трубами – это также существенные деньги.

Монтаж лучистой греющей системы обойдется в разы дешевле такого варианта. А у твердотопливных котлов он выигрывает еще больше и в плане расхода топлива, и по стоимости установки.

Особенности монтажа пленочного ИК-отопления

Гибкие пленочные нагреватели можно без особых затруднений смонтировать самостоятельно своими руками. Главное при транспортировке и раскрое не сгибать пленку под углом более чем на 60 градусов. Разрез ее производится в местах, указанных производителем на полотне.

В качестве утеплителя лучше всего под пленку подкладывать изолон или пенофол с отражающим ИК-лучи фольгированным слоем. А терморегулятор следует устанавливать подальше от прямых солнечных лучей, батарей и сквозняков.

Если поставить программируемый термостат, то можно будет разные комнаты в доме нагревать последовательно по отдельности. Это позволит существенно снизить пики нагрузки по току и мощности на вводе электросети в коттедж

Чтобы добиться максимального эффекта, площадь пленочного обогревателя должна достигать 60–70% от квадратуры обогреваемой комнаты. При этом под мебель на полу и над высокими шкафами под потолком класть ИК пленку нельзя. Толку для людей от такого нагрева будет ноль, а вот точки локального перегрева в помещении появятся.

Также полосы инфракрасного гибкого электронагревателя требуется отодвигать от стен на 15–20 см. Чтобы правильно рассчитать и разложить пленку, необходимо заранее составить план комнаты со всеми требуемыми отступами и местами расстановки мебели.

Любой отделочный материал является экраном для инфракрасного излучения. Вопрос лишь в степени его прозрачности, ослаблении ИК лучей и нагреве данной отделки или облицовки. Одни предметы облицовочные варианты пропускают лучистого тепла, а другие меньше.

Вариант #1 – на полу

Укладка инфракрасного ИК обогревателя в напольном варианте производится на ровное черновое основание из бетона, древесных плит или гипсокартона. В бетонную стяжку или слой плиточного клея класть его нельзя, полимерная пленка не рассчитана на щелочное воздействие со стороны используемого при этом цемента.

В качестве финишного покрытия сверху допустимо укладывать:

• ламинат (без пробковой подложки);
• тонкий ковролин поверх настила из ДСП или фанеры;
• линолеум без теплоизоляционного подслоя.

Паркет поверх ИК-пленки класть не рекомендуется. Дерево паркетных плашек от перегрева станет трескаться и скрипеть.

Мебель на ножках ставить сверху пленочного обогревателя запрещается, это может привести к его продавливанию и повреждению, а также вызовет локальный перегрев напольного покрытия

По СанПиНам пол в жилых комнатах разрешается нагревать только до +26 ⁰С. Однако при сильном морозе за окном ИК напольную систему отопления придется включать на полную мощность, чтобы достичь комфортных температур воздуха в помещении.

И в этом случае ходить по нему босыми ногами станет дискомфортно. Это главный недостаток напольного варианта инфракрасного пленочного обогрева.

Вариант #2 – на потолке

Пленочные инфракрасные обогреватели в потолочном исполнении разрешено закрывать:

• евровагонкой, МДФ и ГКЛ с толщиной до 12 мм;
• натяжными потолками (ПВХ или тканевыми);
• подвесными системами типа «Армстронг» или «Грильято».

Также можно использовать пластиковые панели, но только при условии, что их производитель допускает нагрев своего декора до +50⁰С.

Чем ближе к инфракрасной пленке чистовая потолочная отделка, тем лучше. По максимум отодвигать их друг от друга можно лишь на 20 мм

Если ИК пленочный обогреватель монтируется вместе с подвесным потолком, то нагревающую пленку следует укладывать непосредственно по каркасу системы. Фиксировать ее на перекрытии нельзя, так как будет слишком большой воздушный разрыв между ПЛЭН и чистовой отделкой.

Нельзя поверх инфракрасной пленки монтировать любые металлические, зеркальные и стеклянные отделочные конструкции. Также стоит избегать использования стекломагниевых панелей.

Выводы и полезное видео по теме

Ролик #1. О достоинствах и монтаже потолочного ПЛЭНа:

Ролик #2. Виды нагревательных инфракрасных пленок:

Ролик #3. Плюсы и минусы ИК-отопления:

Инфракрасное лучистое тепло в вашем доме – это эффективный и безопасный способ обогрева жилища. Установка электрических ИК-пленок окупается в течение 2–3 лет за счет экономии на твердом топливе для котлов и стоимости котельного оборудования.

Даже у отопления на газу из магистрали рассматриваемые нагреватели выигрывают в конечном итоге. Надо лишь правильно их рассчитать для конкретного помещения и имеет достаточные ТУ по мощности электросети.

Хотите рассказать о том, как выбирали или монтировали систему лучистого пленочного обогрева собственными руками? Есть желание поделиться техническими нюансами и технологическими тонкостями, которые пригодятся посетителям сайта? Пишите, пожалуйста, комментарии в находящейся ниже блок-форме, задавайте вопросы, публикуйте фото по теме статьи.