Отопление с использованием инфракрасных обогревателей можно организовать вблизи рабочей зоны или зоны отдыха. Такой подход, называемый зональным размещением обогревателей, дает возможность существенно сократить расходы на электроэнергию, особенно в тех участках, где отсутствуют люди или нет необходимости поддерживать тепловой режим на комфортном уровне. В результате, система обеспечивает не только тепло, но и экономию.
Инфракрасное отопление частного дома: обзор современных инфракрасных систем отопления
При выборе системы отопления два ключевых показателя – эффективность и экономичность – имеют решающее значение. Растущие цены на энергоресурсы побуждают владельцев как квартир, так и частных домов более осознанно подходить к расходованию энергии. Эти два критерия положены в основу разработки инновационных систем инфракрасного отопления.
В представленной статье мы подробно рассмотрим принцип работы инфракрасного отопления частного дома. Вы узнаете о методах наладки инфракрасного обогрева, необходимых комплектующих и способах их установки.
Мы собрали и систематизировали всю информацию о типах инфракрасных обогревательных систем и критериях их выбора. Для лучшего понимания материала мы предоставили фотоиллюстрации, схемы и видеопрезентации.
Принцип работы инфракрасного отопления
Инфракрасное излучение – это часть спектра электромагнитных волн, испускаемых Солнцем, главной звездой нашей солнечной системы. Именно благодаря этому невидимому волновому спектру развиваются все живые организмы на нашей планете.
Ученые классифицируют инфракрасное излучение, называемое теплым, на три категории: ближний, средний и дальний спектры.
Наиболее эффективными для обогрева и безопасными для организма человека являются электромагнитные волны, находящиеся сразу за видимой красной частью среднего спектра.
Инфракрасные лучи составляют почти 50% солнечного спектра и наиболее близки к излучению человеческого тела.
Длина волн излучения, известного как лучи жизни, колеблется в диапазоне от 8 до 14 мкм. В некоторых источниках отмечается, что этот диапазон может несколько увеличиваться – от 6 до 20 мкм, но такие расхождения не являются критическими.
Именно длинноволновой спектр, близкий к значению излучения человеческого тела, использован при разработке оборудования и создании системы отопления с помощью инфракрасных обогревателей.
Нагревательные пластины, применяемые в инфракрасных отопительных системах, выделяют тепло в рабочем диапазоне от 5 до 15 мкм.
Инфракрасные установки можно рассматривать как мини-солнце, единственное отличие состоит в том, что они обеспечивают тепло постоянно, независимо от внешних погодных условий. Обычно такие установки работают от сети напряжением 220В.
Инфракрасные лучи проникают через воздушные барьеры и нагревают твердые поверхности предметов в помещении, которые затем излучают тепло в окружающую среду.
Основной элемент устройства – ТЭН, который распространяет световые волны. С помощью рефлектора обогреватель прогревает тот предмет, на который он направлен.
Приемниками, а затем и излучателями тепла могут выступать любые предметы в комнате: керамика, камень, древесина и стекло, а также живые организмы.
Предметы принимают тепло и передают его в окружающее пространство. При этом поверхности предметов в зоне действия инфракрасного обогревателя могут быть на 7-10 градусов теплее окружающего воздуха.
Обогрев с использованием инфракрасных лучей превосходно сочетается с традиционными способами отопления, что позволяет создать в любом помещении «островок» тепла – зону повышенного комфорта, приложив минимальные усилия.
Как в бытовых условиях, так и на промышленных площадках, этот вид отопления удобно применять как вспомогательное или аварийное решение. При его использовании потери тепла в среднем не превышают 10%.
Расходы на монтаж системы инфракрасного отопления окупаются в пределах двух-трех лет. Эти системы потребляют не более 10-15 Вт на квадратный метр и не требуют частого ремонта или обслуживания.
Радиаторное отопление
Радиаторное отопление является распространённым методом организации электрического обогрева. При этом вам понадобится большой объем дополнительных материалов, таких как трубы, фитинги, элементы безопасности и прочее.
Нагрев воды осуществляется с помощью котла, который состоит из ТЭНов различной мощности. Вы можете включать и выключать каждый ТЭН отдельно, тем самым регулируя температуру. Радиаторы могут быть стальными, чугунными, алюминиевыми или биметаллическими.
Наилучшим материалом для труб является полипропилен, который имеет множество преимуществ по сравнению с металлопластиковыми и металлическими аналогами. Итоговая сумма затрат на систему может оказаться довольно значительной, поэтому разумно рассмотреть альтернативные способы отопления.
Конвекторное отопление
Эффективным методом является отопление с помощью электрических конвекторов. Существует множество видов этих устройств с различной мощностью. Чем выше мощность, тем длиннее сам конвектор. Все они оснащены терморегуляторами, что позволяет им не работать постоянно. Устанавливать конвекторы можно как на пол, так и на стену.
Для установки существуют специальные крепления, обычно входящие в комплект. Оптимально размещать конвекторы под окнами. Если окон нет, их следует равномерно распределить по всей отапливаемой площади.
С использованием такого метода можно значительно сэкономить. Не требуются котлы, трубы и радиаторы, а затраты на электроэнергию будут сопоставимы с расходами на котел. Отопление при помощи электрических конвекторов — это удобное и эффективное решение.
Отопление частных домов
В частных домах инфракрасное отопление пользуется особой популярностью благодаря большему выбору теплосистем. Преимущество такого прогрева заключается в его масштабируемости. Частный дом – это большая территория, и прогревать все помещения до комфортной температуры может быть сложно. Для реализации этого решения используются потолочные инфракрасные обогреватели, которые устанавливаются в зависимости от высоты помещения. Это наиболее выгодное место для размещения, так как так проще поддерживать комфортный температурный режим в доме.
Если вы намерены установить инфракрасные обогреватели на потолок, стоит также учитывать возможный вред излучения для здоровья. Наиболее удобным будет расположить источник излучения по бокам, в местах, где людей меньше. Кроме того, не следует устанавливать обогреватели на поверхности из ПВХ, так как в таком случае теплопотери будут значительными.
Обогреватели можно монтировать не только на потолок. Виды инфракрасного отопления будут рассмотрены далее. Прежде чем выбрать наиболее подходящий для вас вариант, изучите его основные характеристики и прочитайте отзывы в интернете, которые в большинстве случаев положительные. При мощности 600 Вт такое устройство может эффективно обогреть площадь до 500 квадратных метров, также есть возможность регулировки температуры, а варианты дизайна весьма разнообразны.
Разновидности инфракрасных обогревателей
Среди инфракрасных установок для отопления можно выделить несколько наиболее популярных типов:
- Напольные системы ИК
- Потолочные системы ИК
- Настенные системы ИК
Рассмотрим их по отдельности.
Напольные инфракрасные отопительные системы представляют собой специальные плёночные матрасы с встроенными нагревательными элементами. Эти элементы соединены между собой в особой последовательности, что обеспечивает равномерный нагрев. Не имеет значения, какое покрытие полов – это может быть ламинат, ковролин, плитка и т.д. Нагревательная система будет эффективно работать с любым покрытием. Какова эффективность напольного обогрева? Равномерный прогрев пола значительно увеличивает теплоотдачу и обогревает все помещение, независимо от его размеров и высоты. Конечно, результат будет зависеть от особенностей конкретного пространства, но обычно это не столь заметно. Мощность таких обогревателей достигает до 55 Вт на квадратный метр.
Установка ИК на пол – это быстрый и простой процесс, который не требует значительных финансовых затрат и не нарушает порядок в помещениях, будь то квартира, офис или зал. Если вы хотите ходить по тёплому полу, то напольное ИК-отопление – это то, что вам нужно.
Потолочные системы ИК работают совершенно иначе. В этом случае потоки тепла направлены вниз и по сторонам, охватывая всю комнату. Это создаёт наиболее тёплую атмосферу ближе к полу, что является отличительной чертой этой технологии, в отличие от традиционного отопления, где основной поток тепла сосредоточен на уровне головы человека. Стоит отметить, что инфракрасные обогреватели имеют в своем составе специальную конструкцию – тэны. Тэны и алюминиевые отражающие пластины создают электромагнитные волны. Тэны изготавливаются из различных видов металлов, от качества которых зависит эффективность всего устройства (кварц, вольфрам, керамика и т.д.).
Потолочные системы рекомендуется использовать в качестве дополнительного источника обогрева. Если в вашем доме уже установлены батареи или другие обогреватели, то в комбинации с ними инфракрасные обогреватели создадут уютную атмосферу. Эта технология идеально подходит для поддержания необходимой температуры в разных частях дома.
Если вы хотите оптимизировать расход энергии, в потолочных системах есть встроенные саморегулирующиеся функции. После достижения установленной температуры устройство отключается автоматически. Однако выбирайте только новейшие модели, так как они обеспечивают наилучшие рабочие характеристики.
Настенные инфракрасные обогреватели – это еще один удобный и экономичный вариант. Их легко установить в стену. Можно выбрать различные модели с разными техническими характеристиками и цветами. Эта технология в чем-то схожа с традиционными радиаторами – она распределяет тепло по осязаемым поверхностям. Их установка не потребует больших усилий, поэтому это идеальное решение. Инфракрасные настенные батареи могут быть представлены в следующих вариантах:
- Настенная батарея, которая устанавливается вместо обычного радиатора;
- Красивая стеновая панель;
- Плинтус с ИК-излучением.
Перед тем как начать установку, необходимо выбрать подходящую стену. Несмотря на то что обогрев бесшумный и равномерный, от конденсата может возникнуть плесень и коррозия. Технология установки такого плинтуса достаточно проста. Распределяя тепло и располагаясь на уровне стены, ИК радиатор создает барьер, который препятствует проникновению холода и промерзанию в помещение. Кроме того, плинтус может накапливать тепло благодаря внутренним элементам, сделанным из натуральных материалов.
Виды инфракрасных обогревателей
Эффективность системы ИК-отопления и эстетика нагревательных приборов зависят от типа инфракрасных обогревателей, представленных отечественными и зарубежными производителями:
- Керамические обогреватели, которые могут быть как монолитными, так и полыми. Они бывают плоскими или вогнутыми, а провод, расположенный внутри, защищается от высоких температур изолирующими керамическими бусами. Эти обогреватели долговечны, просты в установке и эксплуатации, позволяют плавно регулировать температуру, а глазурованная поверхность защищает от загрязнений и коррозии. ИК-излучение таких обогревателей относится к средне- и длинноволновому спектру, мощность колеблется от 60 до 1500 Вт, а температура – от 150°С до 750°С;
- Галогеновые обогреватели излучают инфракрасные лучи коротковолнового диапазона. Направление излучения регулируется с помощью отражателей из алюминизированной стали. Для небольших помещений вместо обогревателя с рефлектором можно использовать галогеновые лампы, на поверхность которых наносится отражающее покрытие во время производства. Мощность галогеновых обогревателей варьируется от 750 до 2000 Вт, максимум рабочей температуры зависит от модели и находится в пределах 1500°С до 2600°С;
- Кварцевые обогреватели, которые обеспечивают высокую скорость нагрева от 4,0 до 5,5 минут. Они могут иметь различные конфигурации и размеры и могут устанавливаться как вертикально, так и горизонтально. Кварцевые нагреватели бывают:
- Средневолновыми высокотемпературными, мощностью от 750 до 2000 Вт, с рабочей температурой 1500°С и временем достижения ее всего в несколько секунд;
- Трубчатыми, мощностью от 500 до 3000 Вт, диаметром от 8 до 20 мм и длиной от 100 до 2000 мм, с рабочей температурой 350°С и временем выхода на нее от 30 до 40 секунд;
- Однотрубными в форме квадрата, мощностью от 150 до 650 Вт, с рабочей температурой 770°С и временем достижения этой температуры от 4 до 6 минут;
- С красным стеклом, мощностью от 100 до 3000 Вт, работающей при температуре 770°С с тем же временем выхода на температуру от 2 до 6 минут;
- Кассетами мощностью от 150 до 1000 Вт, с рабочей температурой 770°С и временем достижения этой температуры от 4 до 6 минут.
Некоторые кварцевые обогреватели могут быть собраны в панелях-модулях, состоящих из 15-18 отдельных обогревателей;
- Карбоновые обогреватели, в основе которых лежит кварцевая трубка, из которой откачан воздух и в которую протянута углеродная нить. При пропускании электрического тока через нить возникает инфракрасное излучение. Карбоновая нить более эффективна, чем вольфрамовая, так как у неё выше теплопроводность. Максимальная длина обогрева карбоновых обогревателей – до 1500 мм, а температура нити накаливания достигает 1200°С. Их мощность может достигать 5000 Вт, а время достижения рабочей температуры составляет от 1 до 2 секунд.
Виды газовых инфракрасных обогревателей
Инфракрасные отопительные системы на газе активно применяются для обогрева производственных помещений благодаря своей высокой экономичности. Например, затраты на газ в инфракрасных системах ниже, чем в других аналогичных системах, примерно на 80%. Максимальный эффект достигается при локализации отопления лишь в рабочих зонах, а не в здании в целом. Промышленные ИК-обогреватели могут окупиться всего за два отопительных сезона. Для обогрева производственных помещений используются потолочные газовые ИК-обогреватели следующих видов:
- Светлые излучатели – для помещений с высотой потолка не менее 4 м. Эти модели обладают повышенной мощностью и эффективностью. Промышленный ИК-обогреватель работает на смеси газа и воздуха в определенных пропорциях. Эта смесь сжигается в специальной горелке при температуре от 800 до 1000°С. Продукты сгорания выводятся наружу через газоотвод;
- Темные излучатели, у которых процесс сгорания газа осуществляется при температуре от 350 до 600°С. В результате, излучатель (стальная трубка) не накаляется до красна, что и дало название данному обогревателю. Темные излучатели имеют больший размер по сравнению со светлыми.
Выбор конкретного типа обогревателя и его мощности для промышленных помещений зависит от технологий производства и геометрии помещения.
Виды инфракрасного обогрева
Потолочный вариант
На потолке загородного или жилого дома можно установить как инфракрасную пленку, так и панели в качестве элементов отопления. В случае панелей установка рекомендуется при высоте потолка не менее 3,5 м, поскольку излучаемое ими тепло может вызывать дискомфорт при попадании на голову и забирает часть пространства. С другой стороны, эти панели легко демонтируются и могут быть перепрофилированы для других помещений или перенесены при переезде.
Для стандартных жилых помещений с высотой потолков от 2,7 до 3,2 м наиболее подходящим вариантом является низкотемпературная инфракрасная пленка, которая излучает безопасные для людей тепло. Нагревательным элементом такой пленки служит алюминиевая фольга, обладающая свойствами резистивного экрана.
Встроенные термодатчики в потолочной системе позволят вам разумно экономить электроэнергию и поддерживать комфортные тепловые условия. Принцип их работы достаточно прост: при достижении заданной температуры они отправляют сигнал на отключение отопления. Включение системы происходит автоматически, когда датчик фиксирует падение температуры ниже установленного уровня.
Газовый инфракрасный обогрев
Газовый инфракрасный обогрев представляет собой интеграцию газового оборудования и тепловой энергии инфракрасного излучения. Система отопления состоит из смесительной камеры и керамической отражающей пластины. В этой камере газ и воздух смешиваются, а затем нагреваются в пластине, которая служит излучателем инфракрасного потока тепла.
Газовый ИК обогрев обеспечивает быстрое повышение температуры в помещении, что является значительным преимуществом в период сильных морозов.
Отопление инфракрасными обогревателями
В инфракрасном обогревателе используются трубчатые или спиральные нагревательные элементы. Обычно они представляют собой прямоугольные приборы с металлическим корпусом, покрытые термоустойчивой эмалью. Помимо нагревательного элемента, в обогревателе присутствуют термоизолятор, защитный экран, крепежные элементы и индикаторы включения.
На российском рынке представлено множество вариантов инфракрасных отопительных приборов, включая различные цветовые решения, размеры и формы, а также более доступные ценовые категории.
ИК-приборы могут использоваться как для полного, так и для точечного (локального) отопления помещениях. Это особенно удобно для создания комфортного тепла на открытых пространствах дома, таких как террасы, мастерские или кладовые.
Преимущества и недостатки инфракрасного отопления
Использование инфракрасного отопления в домах имеет ряд преимуществ, включая:
- Прямой нагрев и его высокая скорость. После подключения к сети тепло передается непосредственно окружающим предметам;
- Экономичность. Устройства работают от стандартной электрической сети 220V и оснащены термодатчиками, которые дают сигнал на включение при остывании температуры и отключаются, когда установленный тепловой режим достигнут;
- Способность обогревать отдельные локальные зоны и открытые пространства. Это особенно востребовано для обогрева террас и веранд. Также позволяет создавать уютные участки в отдельных комнатах, таких как спальни или детские;
- Долговечность. Простота конструкции и принципа работы обеспечивает длительный срок службы приборов. Инфракрасные обогреватели легко поддаются ремонту;
- Экологическая безопасность. В процессе работы инфракрасных приборов отсутствуют шумы, вибрации, выделение продуктов горения или вредных паров, которые могут наблюдаться у традиционных радиаторов. Они не сжигают кислород и не пересушивают воздух;
- Легкость и варьируемость монтажа. Установка не требует высокой квалификации и больших усилий;
- Возможность удаленного управления с помощью смартфона, ПК или дистанционного пульта.
Тем не менее, эксперты отмечают и недостатки инфракрасного отопления:
- Высокая стоимость оборудования по сравнению с другими типами обогревательных систем;
- Быстрое остывание нагревательного устройства. Если масляный радиатор продолжает отдавать тепло известное время после отключения, инфракрасное оборудование теряет тепло практически моментально;
- Зависимость от электрической сети.
Некоторые недостатки могут быть связаны с ошибочными расчетами мощности во время проектирования системы, а также неправильным расположением приборов.
