Инфракрасный плёночный обогреватель: конструкция, принцип действия и обзор типов ИК-систем

На рынке представлено огромное количество систем отопления, как для жилых, так и для нежилых пространств. Среди этого разнообразия плёночный инфракрасный обогреватель привлекает внимание благодаря своему высокому КПД, длительному сроку службы и высокой безопасности в эксплуатации.

В данной статье мы подробно рассмотрим принцип работы данного оборудования, которое обеспечивает лучистый обогрев. Также будут выделены его преимущества и недостатки, приведены ключевые технические характеристики. Кроме того, вы узнаете о разных вариантах применения и способах установки популярных плёночных систем.

Инфракрасные плёночные обогреватели работают по принципу излучения инфракрасного света, который не нагревает воздух, а непосредственно предметы и людей в помещении. Это создаёт ощущение тепла сразу после включения прибора, что отличает его от традиционных отопительных систем, основывающихся на конвекции. Установка таких обогревателей достаточно проста и может проводиться как на потолке, так и на стенах.

К числу основных преимуществ плёночных инфракрасных обогревателей можно отнести: энергоэффективность, отсутствие риска возникновения пожара, равномерный прогрев помещения, а также возможность создания разных температурных зон. Однако стоит учитывать и недостатки, такие как зависимость от электросети и возможные ограничения по площади обогрева.

Инфракрасные плёночные обогреватели могут использоваться в различных сферах – от жилых помещений и офисов до производственных помещений и теплиц. Также они часто применяются в качестве дополнительного источника тепла в зимний период. Важно правильно подобрать мощность и количество приборов для достижения оптимального микроклимата в помещении.

При выборе инфракрасного обогревателя следует обращать внимание на его технические характеристики, такие как мощность, размеры, производитель и наличие сертификатов качества. Это поможет избежать подделок и выбрать надёжное оборудование, способное прослужить долго.

Электрические устройства для инфракрасного обогрева

Термин ПЛЭН расшифровывается как «пленочный лучистый электронагреватель» или же можно сказать «пленочный электронагреватель». Нагревающую инфракрасную пленку можно использовать как в качестве дополнительного, так и как основного источника тепла.

Это по сути пленка, содержащая встроенные нагревательные элементы, которые излучают инфракрасные волны при пропускании через них электрического тока.

Преимущества инфракрасного обогрева

Отопление воздуха в помещении происходит за счёт:

• теплопроводности;
• конвекции;
• теплового излучения.

Первые два метода теплопередачи используются в водяных и масляных радиаторах, а также в вентиляторах с нагревательными элементами. В таких системах сначала нагревается рабочая поверхность с помощью теплоносителя или ТЭНа, и только затем тепло передается воздуху в непосредственной близости от этой поверхности. Далее, благодаря естественной или принудительной конвекции, тепло распределяется по всему помещению.

Плёночные ИК-обогреватели, наоборот, обогревают не сразу воздух в комнате, а сначала поверхности стен, мебели, пола и потолка.

Метод теплового излучения подразумевает передачу тепла от источника через электромагнитное излучение инфракрасного спектра, что означает, что воздух не нагревается непосредственно от ИК-лучей.

ИК-лучи могут нагревать только твердые поверхности. Таким образом, при работе системы отопления ПЛЭН сначала происходит обогрев предметов в комнате, после чего они отдают теплоту воздуху.

Инфракрасные лучи часто называют «тепловым излучением», так как человек ощущает тепло, исходящее от инфракрасного оборудования, и не испытывает какого-либо дискомфорта.

Инфракрасное тепло представляет собой электромагнитные волны в диапазоне 0,74–2000 мкм. Если взглянуть на Солнце, то около 40% его излучения достигает Земли в виде видимого света, в то время как около 10% и 50% приходятся на УФ и ИК лучи соответственно.

Плёночные ИК-обогреватели производят тепловую энергию с длиной волны примерно 9,2 мкм, причем эти лучи совершенно безопасны для человека и воспринимаются как «солнечный свет». Человеческое тело также излучает тепло в инфракрасном спектре с длиной волны 9,6 мкм.

Структура плёночного обогревателя

ИК плёночные электрообогреватели состоят из трех главных компонентов:

• нагревательный;
• передающий;
• излучающий.

Первый компонент преобразует электрическую энергию в тепловую, второй разнообразно распределяет полученное тепло по всей поверхности ПЛЭНа, а третий излучает инфракрасные лучи.

Кроме нагревающей ИК-пленки, в систему плёночного обогрева также входят терморегулятор с одним или несколькими датчиками температуры и провода для подключения к источнику электропитания.

Нагревательный элемент в ПЛЭНе сделан из проводника с высоким сопротивлением, обычно это тонкая полоска нихрома (использующаяся в спиралях ТЭНов) или углерода. В настоящее время большинство производителей плёночных ИК-обогревателей перешли на использование второго варианта. Карбоновый материал более экономичен, недорог и эффективен.

Передающий элемент представляет собой слой алюминиевой фольги с высокой теплопроводностью, который помещается с одной или обеих сторон ИК-пленки. Однако некоторые производители вообще не используют алюминий, полагаясь исключительно на излучающий материал.

Верхний слой пленочного обогревателя выполнен из ПЭТ (полиэтилентерефталата) с обеих сторон. Эта пленка из термопластика обладает высоким коэффициентом ИК-излучения, выдерживает температуры до +200 °C и служит отличным диэлектриком.

Пленка защищает внутренние нагревательные элементы от влаги и конденсата, формирует единое греющее устройство из разрозненных компонентов, снижает риск поражения электрическим током до минимума.

ИК-пленка сконструирована так, что ее нагревательные элементы могут нагреваться только до +55 °C. Температуры выше этого значения практически не достигаются, такой случай возможен лишь кратковременно в аварийных ситуациях, когда происходит резкий скачок напряжения в сети.

Проектирование и установка пленочного ИК-обогревателя выполняются так, чтобы пленка работала не непрерывно, а периодически, короткими интервалами от нескольких секунд до пары минут.

Таким образом, инфракрасный обогреватель быстро поднимает температуру поверхностей в помещении до необходимого уровня, затем отключается по сигналу терморегулятора. Позже он снова подключается к электросети по мере охлаждения воздуха в комнате.

Области применения инфракрасного ПЛЭНа

Плёночные электроприборы чаще всего используются как дополнение к водяному отоплению. В южных регионах они могут выполнять функции основной системы обогрева, если правильно определить необходимую площадь инфракрасной пленки.

С помощью плёночного ИК-обогревателя можно подогревать пол как полностью, так и зонально. Устанавливаются они на потолок, скаты мансарды или стены в обычных жилых помещениях, а также в банях, так как пленки с IP 54 могут стойко переносить повышенную влажность.

Инфракрасные пленочные обогреватели можно устанавливать в:

• загородных домах;
• городских квартирах;
• бани и сауны;
• производственных помещениях и складах;
• дворах для содержания домашних животных;
• гаражах как с отоплением, так и без него;
• теплицах и других местах.

К принципиальным ограничениям для использования данных низкотемпературных электрообогревателей не существует. Единственным ограничением является высота помещения – она должна быть не более 3 метров. Если потолки выше, потребуется использование более дорогих и высокотемпературных моделей инфракрасных обогревателей.

Характеристики и типы ИК-пленок

Инфракрасные электрические обогреватели делятся на два типа: низкотемпературные и высокотемпературные. Первые способны нагреваться максимум до +50 °C, в то время как вторые могут достигать 200 °C. В бытовых условиях применяются в основном устройства первого типа в виде ПЛЭНов или ламповых и панельных обогревателей, работающих от сети 220 В.

Толщина самих ИК-пленок не превышает 1 мм, но есть металлические клеммы для подключения, которые немного толще.

Технические характеристики низкотемпературных пленочных ИК-обогревателей следующие:

1. Номинальное напряжение – 220 Вольт.
2. Максимальная температура нагрева пленки – 40–55 °C в зависимости от модели и производителя.
3. Степень защиты по IP – от «22» до «67».
4. Масса нагревательного полотна – около 500 грамм/м².
5. Удельная мощность – 150–300 Вт/м².
6. Токовая нагрузка – 0,68–1,4 А/м².
7. Длина – от 0,25 до 7 м.
8. Ширина – от 0,5 до 1 м.

Производители предоставляют гарантию на инфракрасные пленки на срок 10–15 лет. Однако на практике такие системы обогрева могут служить до полувека.

По методу установки пленочные ИК-обогреватели бывают:

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

Потолочный вариант обогрева является более эффективным, так как инфракрасные лучи с потолка охватывают максимальную площадь в помещении.

Инфракрасные нагревательные пленки выпускаются в различных вариантах:

• готовых размеров (например, «ЗЕБРА» или «НИРВАНА»);
• полотен для индивидуальной нарезки по проектным размерам, ширина которых варьируется от 50 до 100 см.

Первый вариант нельзя резать в процессе монтажа. Такие системы поставляются в готовом виде, и остается лишь подключить кабели. При этом важно тщательно выбирать нужный размер из ассортиментного ряда производителя, чтобы избежать проблем при установке.

Второй вариант пленок предлагается в рулонах длиной до 7 метров, которые можно нарезать под необходимые размеры прямо в помещении с помощью обычных ножниц.

Преимущества и недостатки плёночных обогревателей

Плюсы ИК-пленок следующие:

1. Высокий уровень безопасности и надежности.
2. Минимальные сроки установки системы отопления.
3. Максимально комфортный и быстрый прогрев помещений.
4. Эстетичный внешний вид обогревательной системы, которая скрыта под декором.
5. Полная автоматизация работы обогревателя, что исключает необходимость в обслуживании.
6. Высокая эффективность.

Нагревательные элементы и проводники в инфракрасном обогревателе прочно герметизируются в ПЭТ пленке на этапе производства. К тому же в такой системе совершенно отсутствуют подвижные детали, что устраняет риск износа, поломки и коррозии.

Для дома площадью 100 квадратных метров монтаж пленочной инфракрасной системы вместе с электропроводкой и защитой в электрощите занимает всего 2-3 дня. Главное условие – наличие соответствующей мощности электросети.

Включение и отключение электрообогревателя осуществляется терморегулятором, который контролирует температуру в комнате с помощью встроенных датчиков и самостоятельно подает питание на нагревательные элементы. Также доступны программируемые термостаты, позволяющие настраивать различные режимы для разных помещений и временных отрезков.

Высокая энергоэффективность инфракрасных обогревателей заключается в том, что они работают всего 10-20 минут в час благодаря управлению терморегуляторами.

К недостаткам пленочных ИК-обогревателей можно отнести:

1. Высокие затраты на электроэнергию.
2. Необходимость наличия достаточной мощности электросети.

При равной площади домов расходы на электроэнергию могут быть в 1,5-2 раза выше, чем расходы на газовое отопление от магистральной системы. Но установка газового котла, его подключение к газовой магистрали или газгольдеру и монтаж радиаторов – это тоже значительные расходы.

Монтаж системы лучистого отопления обойдется значительно дешевле. Кроме того, твердотопливные котлы уступают в стоимости установки и расходах на топливо.

Особенности монтажа пленочного ИК-отопления

Гибкие пленочные нагреватели можно без особых трудностей установить самостоятельно. Главное – при транспортировке и раскрое не сгибать пленку под углом более 60 градусов. Разрезывать ее нужно в местах, указанных производителем.

В качестве утеплителя рекомендуется использовать изолон или пенофол с отражающим слоем, который будет отражать ИК-лучи. Терморегулятор следует устанавливать вдали от прямых солнечных лучей, радиаторов и сквозняков.

Установка программируемого термостата позволит поочередно нагревать разные комнаты, что существенно снизит пики нагрузок на электросеть.

Для достижения максимального эффекта площадь пленочного обогревателя должна составлять 60-70% площади комнаты. Однако не стоит размещать ИК пленку под мебелью и над высокими шкафами, так как это приведет к локальному перегреву, а эффект будет минимален.

Также необходимо отступить от стен на 15-20 см. Для правильного расчета и укладки пленки стоит заранее подготовить план комнаты с необходимыми отступами и местами размещения мебели.

Любой отделочный материал служит преградой для инфракрасного излучения, но степень его прозрачности различна. Некоторые отделочные материалы допустимо пропускают лучистое тепло, другие — гораздо меньше.

Вариант #1 – напольный

Монтаж инфракрасного обогревателя на пол производится на ровном черновом основании из бетона, древесных плит или гипсокартона. Укладывать его в бетонную стяжку или слой плиточного клея нельзя, так как полимерная пленка не предназначена для воздействия щелочей, исходящих от цемента.

В качестве финишного покрытия разрешено использовать:

• ламинат (без пробкового подкладки);
• тонкий ковролин на основе ДСП или фанеры;
• линолеум без теплоизоляционного подслоя.

Не рекомендуется укладывать паркет на ИК пленку, так как древесина может трескаться и скрипеть от перегрева.

Запрещено размещать мебель на ножках над пленочным обогревателем, чтобы избежать повреждения и локального перегрева покрытия.

Согласно СанПиН пол в жилых помешениях можно нагревать максимум до +26°C. Однако при сильных морозах ИК напольная система отопления должна работать на полную мощность для достижения комфортной температуры воздуха.

В таких условиях ходить по полу босиком может быть некомфортно — это главный минус напольного варианта инфракрасного обогрева.

Вариант #2 – потолочный

Пленочные инфракрасные обогреватели, установленные на потолке, можно закрывать:

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

Также допускается использование пластиковых панелей, при условии, что их производитель разрешает нагрев до +50°C.

Чем ближе отделка потолка к ИК пленке, тем лучше. Максимальное расстояние между ними не должно превышать 20 мм.

Если обогреватель устанавливается с подвесным потолком, пленка должна укладываться непосредственно на каркас. Фиксировать ее на перекрытии нельзя, поскольку это создаст слишком большой воздушный зазор между пленкой и отделкой.

Запрещается устанавливать металлические, зеркальные и стеклянные конструкции поверх пленки, а также использовать стекломагниевые панели.

Заключение и полезные видео по теме

Видео #1. О преимуществах и монтаже потолочного ПЛЭНа:

Видео #2. Разнообразие нагревательных инфракрасных пленок:

Видео #3. Достоинства и недостатки ИК-отопления:

Инфракрасное лучистое тепло в вашем доме предлагает эффективный и безопасный способ обогрева. Установка электрических ИК-пленок окупается в течение 2-3 лет благодаря экономии на твердом топливе и стоимости котлов.

Даже по сравнению с газовым отоплением от магистрали эти обогреватели окажутся выгоднее в долгосрочной перспективе. Главное — правильно рассчитать их для конкретных помещений и обеспечить достаточную мощность электросети.

Хотите поделиться своим опытом выбора или монтажа системы лучистого пленочного отопления? Есть интересные технические детали или нюансы, которые помогут другим читателям? Оставляйте комментарии в блоке ниже, задавайте вопросы и добавляйте фото по теме статьи.