Fóliový infračervený ohrievač: zariadenie, princíp činnosti, prehľad druhov IR systémov

Vykurovacie systémy pre nebytové a bytové priestory sú na trhu k dispozícii v obrovskom množstve. A spomedzi všetkej tejto rozmanitosti vyniká fóliový infračervený ohrievač vysokou účinnosťou, dlhou životnosťou a zvýšenou prevádzkovou bezpečnosťou.

V nami predloženom článku je podrobne opísaný princíp činnosti zariadenia používaného na vytváranie sálavého vykurovania. Sú uvedené výhody a nevýhody, sú uvedené technické parametre. Oboznámime vás s možnosťami použitia a spôsobmi inštalácie populárnych fóliových systémov.

Elektrospotrebiče pre IR vykurovanie

Skratka PLEN znamená „fóliový sálavý elektrický ohrievač“ alebo jednoducho „fóliový elektrický ohrievač“. Používať vykurovaciu IR-fóliu je prípustné ako doplnkový aj ako hlavný zdroj tepla.

V skutočnosti je to fólia s vnútornými vykurovacími prvkami, ktoré vyžarujú infračervené vlny v dôsledku prechodu elektrického prúdu cez ne.

Výhody infračerveného princípu

Ohrev vzdušných hmôt v miestnosti z toho či onoho zdroja sa môže uskutočňovať pomocou:

• tepelnej vodivosti;
• konvekcie;
• tepelného žiarenia.

Prvé dva princípy prenosu tepla sa používajú vo vodných a olejových radiátoroch, ako aj vo ventilátoroch s vykurovacími špirálami.

V nich sa najprv pomocou teplonosného média alebo TEN-u zohrieva nejaká pracovná plocha, od ktorej sa potom uskutočňuje ohrev izbového vzduchu v jej bezprostrednej blízkosti. Potom pomocou prirodzenej alebo nútenej konvekcie dochádza k výmene vzduchu už v celej miestnosti.

Fóliové IR ohrievače patria k vykurovacím systémom, ktoré neohrievajú priamo vzduch v miestnosti, ale najprv povrchy stien, kusov nábytku, podlahy a stropu v nej.

Tepelné žiarenie znamená prenos tepla od zdroja pomocou elektromagnetického žiarenia infračerveného spektra. Vzduch sa priamo od IR-lúčov nemôže zohriať.

Sú schopné ohriať iba povrchy z pevných materiálov. To znamená, že najprv v dôsledku činnosti systému vykurovania PLEN dochádza k ohrevu nábytku a obkladov v miestnosti a až potom odovzdávajú teplo vzduchu.

IR lúče sa často nazývajú «tepelné žiarenie», pretože efekt infračerveného zariadenia je človekom vnímaný taktilne ako pocit tepla a nespôsobuje žiadny diskomfort.

Infračervené teplo je elektromagnetické vlnenie v rozsahu 0,74–2000 µm. Ak sa pozrieme na Slnko, približne 40 % jeho žiarenia dopadajúceho na Zem pripadá na viditeľné svetlo, a približne 10 % a 50 % na UV a IR lúče.

Filmové elektrické ohrievače IR typu generujú tepelnú energiu s vlnovou dĺžkou okolo 9,2 µm. Pre človeka sú takéto lúče úplne bezpečné, prirodzené, pretože najviac pripomínajú «slnečné svetlo». Veď samotné ľudské telo vyžaruje teplo infračerveného spektra s vlnovou dĺžkou 9,6 µm.

Konštrukcia fóliového vykurovacieho systému

IR filmové elektrické ohrievače zahŕňajú tri základné prvky:

• vykurovací;
• prenosový;
• vyžarovací.

Prvý mení elektrickú energiu na tepelnú. Druhý rozdeľuje vzniknuté teplo po celej ploche PLENu a tretí vyžaruje infračervené lúče.

Okrem vykurovacej IR fólie sú súčasťou filmového vykurovacieho systému aj termoregulátor s jedným alebo niekoľkými teplotnými snímačmi a káble na pripojenie ohrievača k elektrickej sieti.

Vykurovací prvok v PLENe je vyrobený z vodiča s vysokým odporom. Zvyčajne ide o tenký prúžok z nichrómu (z neho sú vyrobené špirály v TENoch) alebo uhlíka. Pritom prakticky všetci výrobcovia filmových IR ohrievačov v súčasnosti prešli na druhý variant. Uhlík je hospodárnejší, lacnejší a účinnejší.

Prenosový prvok predstavuje vrstvu hliníkovej fólie, ktorá sa vyznačuje vysokou tepelnou vodivosťou. Nachádza sa na jednej alebo oboch stranách IR fólie. Niektorí výrobcovia dokonca vôbec nepoužívajú hliník, spoliehajúc sa len na vyžarovací materiál.

Vrchná vrstva daného filmového ohrievača je z oboch strán vyrobená z PET (polyetyléntereftalátu). Fólia z tohto termoplastu má vysoký koeficient IR žiarenia, bez problémov znáša teploty do +200⁰C a je výborným dielektrikom.

Fólia chráni vnútorné vykurovacie prvky pred kondenzátom a vlhkosťou, vytvára z rozptýlených komponentov jednotný vykurovací systém a tiež znižuje riziko zasiahnutia človeka elektrickým prúdom prakticky na nulu.

Infračervená fólia je navrhnutá tak, aby sa vykurovacie prvky v nej mohli zahriať len na +55 °C. Vyššie teploty sú prakticky vylúčené, takéto zahriatie je možné len krátkodobo v núdzovej situácii pri prudkom skoku napätia v sieti.

Výpočet a montáž fólioveho infračerveného ohrievača sa vykonávajú s ohľadom na to, že fólia nebude pracovať na vykurovanie nepretržite, ale v krátkych intervaloch od niekoľkých sekúnd do niekoľkých minút.

To znamená, že takýto infračervený ohrievač rýchlo zdvihne teplotu povrchov v miestnosti na požadované hodnoty, a potom sa vypne termoregulátorom. A potom sa opäť napája z elektrickej siete len z času na čas, ako sa ochladzuje vzduch v miestnosti.

Oblasť použitia infračerveného PLEN

Fóliové sálavé elektrické ohrievače sa najčastejšie používajú ako doplnok k vodnému vykurovaniu. V južných regiónoch môžu slúžiť ako hlavný vykurovací systém. Stačí len správne vypočítať potrebnú plochu infračervenej fólie pre danú situáciu.

Pomocou fólioveho infračerveného ohrievača je možné vyhrievať podlahu úplne alebo zónovo. Instaluje sa na strop a sklony manzardy, steny v bežných obytných miestnostiach a dokonca aj v kúpeľoch, pretože fólie s IP 54 pokojne znášajú zvýšenú vlhkosť.

Infračervené fóliové ohrievače je dovolené inštalovať v:

• obytných vidieckych domoch;
• mestských bytoch;
• kúpeľoch a saunách;
• výrobných a skladových priestoroch;
• dvoroch na chov zvierat;
• garážach s vykurovaním aj bez;
• skleníkoch a pod.

Zásadné obmedzenia pre používanie uvažovaných nízkoteplotných elektrických ohrievačov neexistujú. Jediné obmedzenie pre zariadenie infračerveného vykurovania je, že miestnosť musí mať rozmery výšky až 3 metre. Ak sú stropy vyššie, bude potrebné inštalovať vysokoteplotné a drahšie modely infračervených ohrievačov.

Charakteristiky a druhy IR-fólií

Infračervené elektrické ohrievače sa delia na dva druhy – nízkoteplotné a vysokoteplotné. Prvé sú schopné zohriať sa len na +50 ⁰C, a druhé dokonca na 200 ⁰C. V domácnosti sa používajú len varianty prvého typu vo forme PLEN alebo lampových, prípadne panelových zariadení, určených na prevádzku z elektrickej siete 220 V.

Hrúbka samotných infračervených fólií nepresahuje 1 mm, ale sú tu ešte kovové svorky na pripojenie k elektroinštalácii, ktoré sú o niečo hrubšie.

Technické parametre nízkoteplotných fóliových infračervených ohrievačov sú nasledovné:

1. Menovité napätie – 220 voltov.
2. Maximálna teplota zahriatia fólie – 40–55⁰C v závislosti od modelu a výrobcu.
3. Stupeň ochrany podľa IP – od «22» do «67».
4. Hmotnosť vyhrievacieho plátna – približne 500 gramov/m².
5. Merný výkon – 150–300 W/m².
6. Prúdové zaťaženie – 0,68–1,4 A/m².
7. Dĺžka – 0,25–7 m.
8. Šírka – 0,5–1 m.

Záruku výrobcovia na infračervenú fóliu poskytujú 10–15 rokov. V skutočnosti však takéto vykurovacie systémy slúžia až pol storočia.

Podľa spôsobu montáže sa fóliové IR ohrievače delia na:

• nástenné – «vykurovacie obrazy» (pre dodatočné lokálne vykurovanie);
• stropné – za napínacími a zavesenými stropmi;
• podlahové – «teplé podlahy».

Podlahový variant z hľadiska účinnosti mierne zaostáva za stropným. Fóliovú teplú podlahu nemožno ukladať pod skrine, postele a pohovky. A nábytok v obytnej miestnosti vždy zaberá dosť miesta. «Obrazy» a jednoduché fólie za dekoráciou na stene – to je vôbec najhorší spôsob použitia IR fóliových ohrievačov.

Najúčinnejší je stropný variant, infračervené lúče zo stropu pokrývajú maximálnu možnú plochu v miestnosti.

Infračervené vyhrievacie fólie sa vyrábajú v podobe:

• modelov s danými rozmermi (napríklad «ZEBRA» alebo «NIRVANA»);
• plátna na individuálne strihanie podľa projektových rozmerov, vyrábajú sa v šírke od 50 do 100 cm.

Prvý variant nemožno rezať na mieste montáže. Takéto systémy sa vyrábajú v hotovom stave, stačí len pripojiť vodiče svorkami. Je potrebné ich veľmi pozorne vyberať z existujúcej rozmerovej rady výrobcu, aby ukladanie neskôr nespôsobilo problémy.

Druhý variant fólií sa predáva v rolkách do dĺžky 7 metrov. Tento variant infračervenej teplej podlahy je možné narezať na požadované rozmery priamo v miestnosti obyčajnými nožnicami.

Výhody a nevýhody fóliových ohrievačov

Výhody vyhrievacích IR fólií sú nasledujúce:

1. Vysoká bezpečnosť a spoľahlivosť.
2. Minimálne lehoty montáže systému elektrického vykurovania.
3. Maximálne rýchly a pre človeka komfortný ohrev miestnosti.
4. Estetický vzhľad vykurovacieho systému, ktorý je úplne zakrytý dekorom.
5. Plná automatizácia prevádzky ohrievača, a teda žiadna potreba údržby.
6. Vysoká účinnosť.
7. Nulové riziko úniku vody (teplonosného média) z radiátorov.
8. Absencia problémov s vysušovaním a spaľovaním kyslíka v izbovom vzduchu.
9. Absolútna bezhlučnosť prevádzky.
10. Žiadna konvekcia – neusadzuje sa všade prach.
11. Možnosť nastavenia vlastnej mikroklímy v každej miestnosti v dome v súlade so zadanými parametrami.
12. Absencia prudkých teplotných výkyvov po výške (rozdiel medzi podlahou a stropom bude v rozmedzí 2–3 stupňov).

Vodiče a vykurovacie prvky v infračervenom ohrievači sú spoľahlivo zatavené do PET fólie v továrenských podmienkach. Navyše v takomto vykurovacom systéme nie sú žiadne pohyblivé časti. Nie je čo opotrebovať, zlomiť ani korodovať.

V dome s rozlohou 100 metrov štvorcových sa IR fóliový systém spolu s elektroinštaláciou a ochranou v rozvádzači namontuje za 2–3 dni. Hlavne, aby bola sieť dimenzovaná na požadované zaťaženie.

Zapnutie/vypnutie elektrického ohrievača vykonáva termostat, ktorý sleduje teplotu v miestnosti pomocou vstavaných snímačov a sám dodáva napájanie vykurovacím prvkom. K dispozícii sú aj programovateľné termostaty, ktoré umožňujú nastaviť rôzne režimy pre rôzne miestnosti a denné časy.

Vysoká hospodárnosť používania IR ohrievačov je daná krátkodobosťou ich prevádzky – termostat ich zapína v priemere len na 10–20 minút za hodinu.

Z nevýhod fóliových IR elektrických ohrievačov stojí za zmienku:

1. Vysoké účty za elektrickú energiu.
2. Potreba dostatočného výkonu na vstupe elektrickej siete do domu.

Pri rovnakej rozlohe chaty alebo bytu budú náklady na elektrickú energiu 1,5–2-krát vyššie ako výdavky na plynové vykurovanie z hlavnej siete. Ale plynový kotol, jeho pripojenie k sieti alebo zásobníku na plyn a montáž radiátorov s rúrkami – to sú tiež značné peniaze.

Montáž sálavého vykurovacieho systému bude mnohonásobne lacnejšia ako takáto možnosť. A v porovnaní s kotlami na tuhé palivo vyhráva ešte viac, a to ako v spotrebe paliva, tak aj v nákladoch na inštaláciu.

Špecifiká montáže fóliového IR-vykurovania

Flexibilné fóliové ohrievače je možné bez väčších ťažkostí namontovať svojpomocne. Hlavne pri preprave a rezaní neohýbajte fóliu pod uhlom väčším ako 60 stupňov. Rez sa vykonáva na miestach označených výrobcom na plátne.

Ako izoláciu je najlepšie pod fóliu vložiť izolon alebo penofol s reflexnou fóliovou vrstvou odrážajúcou IR lúče. A termostat by mal byť umiestnený ďalej od priameho slnečného žiarenia, radiátorov a prievanu.

Ak nainštalujete programovateľný termostat, budete môcť jednotlivé miestnosti v dome vyhrievať postupne samostatne. To umožní výrazne znížiť špičky zaťaženia prúdom a výkonom na vstupe elektrickej siete do chaty.

Na dosiahnutie maximálneho efektu musí plocha fóliového ohrievača dosahovať 60–70 % rozlohy vykurovanej miestnosti. Pritom pod nábytok na podlahe a nad vysoké skrine pod stropom nemožno umiestniť IR fóliu. Úžitok pre ľudí z takéhoto ohrevu bude nulový, ale objavia sa body lokálneho prehrievania v miestnosti.

Taktiež pásy infračerveného flexibilného elektrického ohrievača je potrebné odsúvať od stien o 15–20 cm. Aby ste správne vypočítali a rozložili fóliu, je potrebné vopred zostaviť plán miestnosti so všetkými požadovanými odstupmi a miestami rozmiestnenia nábytku.

Akýkoľvek dokončovací materiál je clonou pre infračervené žiarenie. Otázka je len v stupni jeho priehľadnosti, zoslabení IR lúčov a zahrievaní daného obkladu alebo opláštenia. Niektoré obkladové varianty prepúšťajú sálavé teplo viac, iné menej.

Variant #1 – na podlahe

Inštalácia infračerveného IR ohrievača v podlahovej verzii sa vykonáva na rovný hrubý podklad z betónu, drevených dosiek alebo sadrokartónu. Do betónovej mazaniny alebo vrstvy lepidla na obklady ho klásť nemožno, polymerová fólia nie je navrhnutá na alkalické pôsobenie zo strany použitého cementu.

Ako finálnu vrchnú vrstvu je možné položiť:

• laminát (bez korkovej podložky);
• tenký koberec na vrchnej vrstve z drevotriesky alebo preglejky;
• linoleum bez tepelnoizolačnej podvrstvy.

Parkety na IR fóliu odporúča sa neklásť. Drevo parkiet sa od prehriatia začne praskať a vŕzgať.

Nábytok na nožičkách umiestňovať na fóliový ohrievač je zakázané, mohlo by to viesť k jeho pretlačeniu a poškodeniu, a tiež spôsobiť lokálne prehriatie podlahovej krytiny.

Podľa SanPiN sa podlaha v obytných miestnostiach môže ohrievať iba na +26 ⁰C. Avšak pri silnom mraze za oknom bude potrebné zapnúť IR podlahový vykurovací systém na plný výkon, aby sa dosiahli komfortné teploty vzduchu v miestnosti.

A v tomto prípade bude chodenie po ňom bosými nohami nepohodlné. To je hlavná nevýhoda podlahového variantu infračerveného fóliového ohrievača.

Variant #2 – na strope

Fóliové infračervené ohrievače v stropnom prevedení je povolené zakrývať:

• euroobkladom, MDF a GK doskami s hrúbkou do 12 mm;
• napínacími stropmi (PVC alebo textilnými);
• zavesnými systémami typu «Armstrong» alebo «Griliato».

Tiež je možné použiť plastové panely, ale len za podmienky, že ich výrobca povoľuje ohrev svojho dekoru do +50⁰C.

Čím bližšie k infračervenej fólii je hotová stropná úprava, tým lepšie. Maximálne ich možno od seba odsunúť len o 20 mm.

Ak sa IC fóliový ohrievač montuje spolu so zaveseným stropom, ohrievaciu fóliu treba ukladať priamo na rám systému. Upevňovať ju na stropnú konštrukciu nemožno, pretože by vznikla príliš veľká vzduchová medzera medzi PLEN a konečnou úpravou.

Nad infračervenú fóliu nemožno montovať žiadne kovové, zrkadlové a sklenené obkladové konštrukcie. Takisto sa treba vyhnúť používaniu sklomagnéziových panelov.

Závery a užitočné video k téme

Video #1. O výhodách a montáži stropného PLENu:

Video #2. Druhy vykurovacích infračervených fólií:

Video #3. Výhody a nevýhody IC vykurovania:

Infračervené sálavé teplo vo vašom dome – to je efektívny a bezpečný spôsob vykurovania obydlia. Inštalácia elektrických IC fólií sa vráti do 2–3 rokov vďaka úspore na tuhom palive pre kotly a nákladoch na kotlové zariadenie.

Dokonca aj voči vykurovaniu zemným plynom z plynovodu tieto ohrievače nakoniec vyhrávajú. Treba ich len správne navrhnúť pre konkrétnu miestnosť a mať dostatočné technické podmienky na výkon elektrickej siete.

Chcete porozprávať o tom, ako ste vyberali alebo montovali systém sálavého fóliového vykurovania vlastnými rukami? Máte túžbu podeliť sa o technické nuansy a technologické jemnosti, ktoré by sa hodili návštevníkom stránky? Napíšte, prosím, komentáre do blokového formulára nižšie, pýtajte sa, uverejňujte fotky k téme článku.