Филмов инфрачервен нагревател: устройство, принцип на действие, преглед на видовете ИК системи

Отоплителните системи за нежилищни и жилищни помещения са представени на пазара в огромно количество. И сред цялото това разнообразие филмовият инфрачервен нагревател се отличава с висок КПД, дълъг експлоатационен живот и повишена експлоатационна безопасност.

В представената от нас статия подробно е описан принципът на действие на оборудването, използвано за формиране на лъчисто отопление. Изброени са предимствата и недостатъците, дадени са техническите характеристики. Ще ви запознаем с вариантите на приложение и начините на устройство на популярните филмови системи.

Електроуреди за ИК отопление

Абревиатурата ПЛЕН означава „филмов лъчист електронагревател“ или просто „филмов електронагревател“. Използването на нагревателния ИК-филм е допустимо като допълнителен и като основен източник на топлина.

Всъщност това е филм с вътрешни нагревателни елементи, излъчващи инфрачервени вълни в резултат на преминаването на електрически ток през тях.

Предимства на инфрачервения принцип

Нагряването на въздушните маси в помещението от един или друг източник може да се осъществява чрез:

• топлопроводимост;
• конвекция;
• топлинно излъчване.

Първите два принципа на топлопредаване се използват във водни и маслени радиатори, както и във вентилатори с нагревателни спирали.

В тях първо с помощта на топлоносителя или ТЕН се нагрява някаква работна повърхност, от която след това се осъществява нагряване на стайния въздух в непосредствена близост до нея. След това с помощта на естествена или принудителна конвекция се осъществява въздухообмен в цялата стая.

Филмовите ИК нагреватели принадлежат към отоплителните системи, които нагряват не директно въздуха в стаята, а първо повърхностите на стените, предметите на мебелите, пода и тавана в нея.

Топлинното излъчване предполага пренос на топлина от източника чрез електромагнитно излъчване от инфрачервения спектър. Въздухът не може да се нагрее директно от ИК-лъчите.

Те са способни да нагреят само повърхности от твърди материали. Тоест първо в резултат на работата на отоплителната система ПЛЕН се нагряват мебелите и облицовката в стаята, а след това те отдават топлината на въздуха.

ИК-лъчите често наричат «топлинно излъчване», защото човек възприема ефекта от работата на инфрачервеното оборудване тактилно като усещане за топлина и не предизвиква никакъв дискомфорт

Инфрачервената топлина е електромагнитни вълни в диапазона 0,74–2000 мкм. Ако погледнем Слънцето, около 40% от излъчването му към Земята се пада на видимата светлина, а около 10% и 50% съответно на УВ и ИК лъчи.

Филмовите електронагреватели от ИК тип генерират топлинна енергия с дължина на вълната около 9,2 мкм. За човека такива лъчи са напълно безопасни, естествени, тъй като най-много напомнят на «слънчева светлина». Всъщност самото човешко тяло излъчва инфрачервена топлина с дължина на вълната 9,6 мкм.

Устройство на филмова отоплителна система

ИК филмовите електронагреватели включват три основни елемента:

• нагревателен;
• предавателен;
• излъчващ.

Първият преобразува електрическата енергия в топлинна. Вторият разпределя образуваната топлина по цялата площ на ПЛЕНа, а третият излъчва инфрачервени лъчи.

Освен нагревателното ИК-фолио, в системата за филмово отопление влизат още терморегулатор с един или няколко температурни датчици и кабели за свързване на нагревателя към електрическата мрежа.

Нагревателният елемент в ПЛЕНа се прави от проводник с високо съпротивление. Обикновено това е тънка ивица от нихром (от него се изработват спиралите в ТЕНа) или от въглерод. При това практически всички производители на филмови ИК отоплители сега са преминали към втория вариант. Карбонът е по-икономичен, евтин и ефективен.

Предавателният елемент представлява слой от алуминиево фолио, което се отличава с висока топлопроводимост. То се разполага от едната или от двете страни на ИК-фолиото. Също редица производители изобщо не използват алуминий, разчитайки само на излъчващия материал.

Горният слой на разглеждания филмов отоплител от двете страни се изработва от ПЕТ (полиетилентерефталат). Фолиото от този термопласт притежава висок коефициент на ИК-излъчване, спокойно издържа температури до +200⁰С и е отличен диелектрик.

Фолиото почиства вътрешните нагревателни елементи от кондензат и влага, формира от разпръснатите компоненти единна отоплителна система, а също така свежда риска от токов удар за човека практически до нула.

Инфрачервеният филм е проектиран така, че нагревателните елементи вътре в него да могат да се нагряват само до +55º C. По-високи температури са практически изключени; подобно нагряване е възможно само за кратко в аварийна ситуация при рязко повишаване на напрежението в мрежата.

Изчислението и монтажът на филмовия инфрачервен нагревател се извършват, като се има предвид, че филмът няма да работи за отопление постоянно, а на кратки интервали от няколко секунди до няколко минути.

Тоест, такъв инфрачервен нагревател бързо повишава температурата на повърхностите в стаята до необходимите стойности, а след това се изключва от терморегулатора. И след това отново се захранва от електрическата мрежа само от време на време, докато въздухът в стаята се охлажда.

Сфера на приложение на инфрачервеното ПЛЕН

Филмовите лъчисти електрически нагреватели най-често се използват като допълнение към водно отопление. В южните региони те могат да служат като основна отоплителна система. Просто трябва правилно да се изчисли необходимата за дадената ситуация площ на инфрачервения филм.

С помощта на филмов инфрачервен нагревател може да се подгрява подът изцяло или зонално. Монтира се на тавана и скатовете на мансардата, стените в обикновени жилищни помещения и дори бани, тъй като филмите с IP 54 спокойно понасят повишена влажност.

Инфрачервените филмови нагреватели е допустимо да се монтират в:

• извънградски жилищни къщи;
• градски апартаменти;
• бани и сауни;
• производствени и складови помещения;
• дворове за отглеждане на животни;
• гаражи с отопление и без;
• оранжерии и др.

Няма принципни ограничения за използването на разглежданите нискотемпературни електрически нагреватели. Единственото ограничение за устройството на инфрачервено отопление е, че помещението трябва да има височина до 3 метра. Ако таваните са по-високи, ще е необходимо да се монтират високотемпературни и по-скъпи модели инфрачервени нагреватели.

Характеристики и видове ИК-филми

Инфрачервените електрически нагреватели се делят на два вида – нискотемпературни и високотемпературни. Първите могат да се нагряват само до +50 ⁰С, а вторите дори до 200 ⁰С. В бита се използват само варианти от първия тип под формата на ПЛЕН или лампови, или панелни уреди, проектирани да работят от електрическа мрежа 220 V.

Дебелината на самите инфрачервени филми не надвишава 1 мм, но има и метални клеми за свързването им към електрическата инсталация, които са малко по-дебели.

Нискотемпературните филмови инфрачервени нагреватели имат следните технически характеристики:

1. Номинално напрежение – 220 волта.
2. Максималната температура на нагряване на фолиото е 40–55⁰С, в зависимост от модела и производителя.
3. Степен на защита по IP – от «22» до «67».
4. Тегло на нагревателното платно – около 500 грама/м².
5. Специфична мощност – 150–300 Вт/м².
6. Токово натоварване – 0,68–1,4 А/м².
7. Дължина – 0,25–7 м.
8. Ширина – 0,5–1 м.

Производителите дават гаранция от 10–15 години за инфрачервеното фолио. Въпреки това, в действителност такива отоплителни системи служат до половин век.

По начина на монтаж филмовите ИК-отоплители се делят на:

• стенни – „отоплителни картини“ (за допълнително локално отопление);
• таванни – зад опънати и окачени тавани;
• подови – „топли подове“.

Подовият аналог по ефективност малко отстъпва на таванния. Фолиевият топъл под не трябва да се поставя под шкафове, легла и дивани. А мебелите в жилищното помещение винаги заемат доста място. „Картините“ и просто филмите зад декора на стената са изобщо най-лошият начин за използване на ИК филмовите отоплители.

Най-ефективен е таванният вариант, инфрачервените лъчи от тавана обхващат максималната възможна площ в стаята.

Произвеждат се инфрачервени нагревателни фолиа във вид на:

• модели с зададени размери (например, „ЗЕБРА“ или „НИРВАНА“);
• платна за индивидуално кроене по проектни размери, произвеждат се с ширина от 50 до 100 см.

Първият вариант не може да се реже на мястото на монтажа. Такива системи се произвеждат в готов вид, просто трябва да се свържат проводниците с клеми. Те трябва да се избират особено внимателно от наличния размерен ред на производителя, за да не създадат проблеми при полагането.

Вторият вариант на филмите се продава в ролки с дължина до 7 метра. Този вариант на инфрачервен топъл под може да се нареже с обикновени ножици до необходимите размери директно в помещението.

Предимства и недостатъци на филмовите нагреватели

Предимства на нагревателните ИК-филми:

1. Висока безопасност и надеждност.
2. Минимални срокове за монтаж на системата за електрическо отопление.
3. Максимално бързо и комфортно за човека отопление на помещението.
4. Естетичен вид на отоплителната система, която е напълно скрита от декора.
5. Пълна автоматизация на работата на нагревателя, като следствие липса на необходимост от обслужване.
6. Висока ефективност.
7. Нулев риск от течове на вода (топлоносител) от радиаторите.
8. Липса на проблеми с изсушаването и изгарянето на кислород в стайния въздух.
9. Абсолютна безшумност на работа.
10. Няма конвекция – няма прах, който да се утаява навсякъде.
11. Възможност за настройване във всяка стая в дома на свой собствен микроклимат в съответствие със зададените параметри.
12. Липса на резки температурни разлики по височина (разликата между пода и тавана ще бъде в рамките на 2–3 градуса).

Проводниците и нагревателните елементи в инфрачервения обогревател са надеждно запечатани в ПЕТ фолио в заводски условия. Плюс това, в такава отоплителна система изобщо няма движещи се части. Няма какво да се износва, чупи или корозира.

В къща с площ 100 квадрата ИК филмовата система заедно с окабеляването и защитата в ел. табло се монтира за 2–3 дни. Основното е мрежата да е проектирана за необходимите натоварвания.

Включването/изключването на електрообогревателя се извършва от терморегулатор, който следи температурата в стаята с помощта на вградени сензори и сам подава захранване към нагревателните елементи. Съществуват и програмируеми термостати, които позволяват задаването на различни режими за различни помещения и часове от денонощието.

Високата икономичност на използване на ИК обогревателите се дължи на кратката продължителност на тяхната работа; те се включват от терморегулатора общо само за 10–20 минути в рамките на един час.

От недостатъците на филмовите ИК електронагреватели си струва да споменем:

1. Големи сметки за електроенергия.
2. Необходимост от наличие на достатъчна мощност на входа на електропреносната мрежа в къщата.

При еднаква площ на вила или апартамент разходите за електроенергия ще бъдат 1,5–2 пъти по-високи от разходите за газово отопление от магистрална система. Но газовият котел, свързването му към магистралата или газхолдера и монтажът на радиатори с тръби – това също са значителни пари.

Монтажът на лъчиста отоплителна система ще струва многократно по-евтино от този вариант. А при твърдогоривните котли той печели още повече както по отношение на разхода на гориво, така и по цена на инсталиране.

Особености на монтажа на филмовото ИК-отопление

Гъвкавите филмови нагреватели могат без особени затруднения да се монтират самостоятелно със собствени ръце. Основното при транспортиране и разкрояване е да не се огъва филмът под ъгъл повече от 60 градуса. Разрезът му се извършва на местата, посочени от производителя върху платното.

Като изолация е най-добре под филма да се постави изолон или пенофол с отразяващ инфрачервените лъчи фолиен слой. А терморегулаторът трябва да се инсталира далеч от пряка слънчева светлина, радиатори и течения.

Ако се постави програмируем термостат, ще може различни стаи в къщата да се отопляват последователно поотделно. Това ще позволи значително да се намалят пиковите натоварвания по ток и мощност на входа на електропреносната мрежа във вилата.

За да се постигне максимален ефект, площта на филмовия обогревател трябва да достигне 60–70% от квадратурата на отопляваната стая. При това под мебелите на пода и над високите шкафове под тавана не трябва да се поставя ИК филм. Полза за хората от такова отопление ще бъде нулева, а ще се появят точки на локално прегряване в помещението.

Също така лентите на инфрачервения гъвкав електрически нагревател трябва да бъдат отдалечени от стените с 15–20 см. За да се изчисли и разположи правилно филмът, е необходимо предварително да се състави план на стаята с всички необходими отстъпи и места за поставяне на мебели.

Всеки довършителен материал е екран за инфрачервеното лъчение. Въпросът е само в степента на неговата прозрачност, отслабването на инфрачервените лъчи и нагряването на този довършителен или облицовъчен материал. Някои облицовъчни варианти пропускат повече лъчиста топлина, а други по-малко.

Вариант #1 – на пода

Монтирането на инфрачервения IR нагревател в подовия вариант се извършва върху равна груба основа от бетон, дървени плоскости или гипсокартон. Не може да се поставя в бетонна замазка или слой лепило за плочки, тъй като полимерният филм не е проектиран за алкалното въздействие от използвания цимент.

Като финишно покритие отгоре е допустимо да се положат:

• ламиниран паркет (без коркова подложка);
• тънък килим върху подова настилка от ПДЧ или шперплат;
• линолеум без топлоизолационен подслой.

Не се препоръчва полагането на паркет върху IR филма. Дървото на паркетните плочки ще започне да се напуква и скърца от прегряване.

Забранено е поставянето на мебели с крачета върху филмовия нагревател, тъй като това може да доведе до неговото притискане и повреждане, а също така ще предизвика локално прегряване на подовата настилка.

Според СанПиН подът в жилищните стаи може да се нагрява само до +26 ⁰С. Въпреки това, при силен студ навън, инфрачервената подова отоплителна система ще трябва да се включи на пълна мощност, за да се постигнат комфортни температури на въздуха в помещението.

И в този случай ходенето по него с боси крака ще стане неудобно. Това е основният недостатък на подовия вариант на инфрачервеното филмово отопление.

Вариант #2 – на тавана

Инфрачервените филмови нагреватели в таванно изпълнение е разрешено да се покриват с:

• евровагонка, МДФ и гипсокартон с дебелина до 12 мм;
• опънати тавани (PVC или платнени);
• окачени системи като „Армстронг“ или „Грилято“.

Също така могат да се използват пластмасови панели, но само при условие че техният производител допуска нагряване на своя декор до +50⁰С.

Колкото по-близо до инфрачервения филм е финишното таванно покритие, толкова по-добре. Максималното разстояние между тях може да бъде само 20 мм.

Ако IR фолио нагревател се монтира заедно с окачен таван, отоплителното фолио трябва да се постави директно върху рамката на системата. Не може да се фиксира към тавана, тъй като ще има твърде голяма въздушна междина между ПЛЕН и крайното покритие.

Не монтирайте никакви метални, огледални и стъклени довършителни конструкции върху инфрачервеното фолио. Също така избягвайте използването на стъкломагнезиеви панели.

Изводи и полезно видео по темата

Клип #1. За предимствата и монтажа на таванния ПЛЕН:

Клип #2. Видове инфрачервени отоплителни фолиа:

Клип #3. Плюсове и минуси на ИК отоплението:

Инфрачервената лъчиста топлина във вашия дом е ефективен и безопасен начин за отопление на жилището. Инсталирането на електрически ИК фолиа се изплаща в рамките на 2–3 години благодарение на икономиите от твърдо гориво за котли и цената на котелното оборудване.

Дори отоплението с природен газ разглежданите нагреватели печелят в крайна сметка. Просто трябва да ги изчислите правилно за конкретното помещение и да имате достатъчни ТУ относно мощността на електрическата мрежа.

Искате ли да разкажете как сте избрали или монтирали система за лъчисто фолио отопление със собствените си ръце? Имате ли желание да споделите технически нюанси и технологични тънкости, които ще бъдат полезни за посетителите на сайта? Моля, пишете коментари в блок-формата по-долу, задавайте въпроси, публикувайте снимки по темата на статията.