Folijski infrardeči grelnik: naprava, načelo delovanja, pregled vrst IR sistemov

Sistemi ogrevanja za nestanovanjske in stanovanjske prostore so na trgu na voljo v ogromnem številu. In med vsem tem raznolikostjo filmski infrardeči grelec izstopa z visokim izkoristkom, dolgo življenjsko dobo in povečano obratovalno varnostjo.

V predstavljenem članku je podrobno opisan princip delovanja opreme, ki se uporablja za oblikovanje sevalnega ogrevanja. Naštete so prednosti in pomanjkljivosti, navedene so tehnične značilnosti. Seznanili vas bomo z možnostmi uporabe in načini postavitve priljubljenih filmskih sistemov.

Električne naprave za IR ogrevanje

Okrajšava PLEN pomeni "filmski sevalni električni grelec" ali preprosto "filmski električni grelec". Uporaba grelnega IR-filma je dovoljena kot dodaten in kot glavni vir toplote.

V bistvu je to film z notranjimi grelnimi elementi, ki oddajajo infrardeče valove kot posledica prehajanja električnega toka skozi njih.

Prednosti infrardečega principa

Ogrevanje zračnih mas v prostoru iz tega ali onega vira se lahko izvaja s pomočjo:

• toplotne prevodnosti;
• konvekcije;
• toplotnega sevanja.

Prva dva principa oddajanja toplote se uporabljata v vodnih in oljnih radiatorjih, ter ventilatorjih z grelnimi spiralami.

V njih se najprej s pomočjo toplotnega nosilca ali TEN-a segreje neka delovna površina, od katere se nato izvaja ogrevanje sobnega zraka v njeni neposredni bližini. Nato s pomočjo naravne ali prisilne konvekcije poteka izmenjava zraka po celotnem prostoru.

Filmski IR grelci spadajo med ogrevalne sisteme, ki ne segrevajo neposredno zraka v prostoru, temveč najprej površine sten, pohištva, tal in stropa v njem.

Toplotno sevanje pomeni prenos toplote od vira s pomočjo elektromagnetnega sevanja infrardečega spektra. Zrak se ne more neposredno segreti od IR-žarkov.

Segrevajo lahko le površine iz trdnih materialov. To pomeni, da se najprej zaradi delovanja ogrevalnega sistema PLEN segrejejo pohištvo in obloge v prostoru, nato pa ti oddajo toploto zraku.

IR-žarke pogosto imenujejo »toplotno sevanje«, ker človek taktilno zaznava učinek delovanja infrardeče opreme kot občutek toplote in ne povzroča nelagodja.

Infrardeča toplota so elektromagnetni valovi v območju 0,74–2000 μm. Če pogledamo Sonce, približno 40 % njegovega sevanja na Zemljo predstavlja vidna svetloba, približno 10 % in 50 % pa UV in IR žarki.

Filmski električni grelniki IR tipa proizvajajo toplotno energijo z valovno dolžino okoli 9,2 μm. Za človeka so takšni žarki popolnoma varni, naravni, saj najbolj spominjajo na »sončno svetlobo«. Človeško telo samo oddaja toploto infrardečega spektra z valovno dolžino 9,6 μm.

Naprava filmskega ogrevalnega sistema

IR filmski električni grelniki vključujejo tri osnovne elemente:

• grelec;
• prenašalec;
• sevalec.

Prvi pretvarja električno energijo v toplotno. Drugi porazdeli nastalo toploto po celotni površini PLEN-a, tretji pa oddaja infrardeče žarke.

Poleg grelne IR-folije so v sistem filmskega ogrevanja vključeni tudi termoregulator z enim ali več temperaturnimi senzorji ter kabli za priključitev grelnika na električno omrežje.

Grelni element v PLEN-u je izdelan iz prevodnika z visoko upornostjo. Običajno je to tanek trak iz nihroma (iz njega so izdelane spirale v TEN-ih) ali ogljika. Pri tem so skoraj vsi proizvajalci filmskih IR grelnikov prešli na drugo možnost. Karbon je bolj ekonomičen, cenejši in učinkovitejši.

Prenašalni element je plast aluminijaste folije, ki ima visoko toplotno prevodnost. Nahaja se na eni ali obeh straneh IR-folije. Nekateri proizvajalci aluminija sploh ne uporabljajo in se zanašajo le na sevalni material.

Zgornja plast obravnavanega filmskega grelnika je na obeh straneh izdelana iz PET (polietilen tereftalata). Folija iz tega termoplasta ima visok koeficient IR-sevanja, brez težav prenese temperature do +200⁰C in je odličen dielektrik.

Folija ščiti notranje grelne elemente pred kondenzatom in vlago, iz raznolikih komponent oblikuje enoten grelni sistem ter tveganje za električni udar zmanjša skoraj na nič.

IR-filmska folija je zasnovana tako, da se grelni elementi v njej lahko segrejejo le do +55 °C. Temperature nad to so praktično izključene; takšno segrevanje je možno le kratkotrajno v izrednem primeru ob nenadnem skoku napetosti v omrežju.

Izračun in montaža filmskega IR grelnika se izvedeta ob upoštevanju, da bo folija delovala za ogrevanje ne neprekinjeno, temveč v kratkih intervalih od nekaj sekund do nekaj minut.

To pomeni, da tak infrardeči grelec hitro dvigne temperaturo površin v prostoru na zahtevane vrednosti, nato pa ga termoregulator izklopi. In nato se znova napaja iz električnega omrežja le občasno, ko se zrak v prostoru ohladi.

Področje uporabe infrardečega PLEN

Filmski sevalni električni grelniki se najpogosteje uporabljajo kot dodatek k vodnemu ogrevanju. V južnih regijah lahko služijo kot glavni ogrevalni sistem. Le pravilno je treba izračunati potrebno površino infrardeče folije za zahtevano situacijo.

S pomočjo filmskega IR grelnika lahko ogrevate tla v celoti ali consko. Nameščajo ga na strop in strešna pobočja podstrešja, stene v navadnih bivalnih prostorih in celo v kopališčih, saj folije z IP 54 mirno prenašajo povečano vlažnost.

Infrardeče filmske grelnike je dovoljeno nameščati v:

• stanovanjskih podeželskih hišah;
• mestnih stanovanjih;
• kopališčih in savnah;
• proizvodnih in skladiščnih prostorih;
• dvorih za rejo živali;
• garažah z ogrevanjem in brez;
• rastlinjakih itd.

Načelnih omejitev za uporabo obravnavanih nizkotemperaturnih električnih grelnikov ni. Edina omejitev za napravo infrardečega ogrevanja je, da mora biti prostor z višino do 3 metrov. Če so stropi višji, bo treba namestiti visokotemperaturne in dražje modele infrardečih grelnikov.

Značilnosti in vrste IR-filmov

Infrardeči električni grelniki se delijo na dve vrsti – nizkotemperaturne in visokotemperaturne. Prvi se lahko segrejejo le do +50 °C, drugi pa celo do 200 °C. V gospodinjstvih se uporabljajo le različice prve vrste v obliki PLEN ali svetilnih oziroma panelnih naprav, namenjenih za delovanje iz električnega omrežja 220 V.

Debelina samih IR-folij ne presega 1 mm, vendar so tu še kovinske sponke za priključitev na ožičenje, ki so nekoliko debelejše.

Tehnične značilnosti nizkotemperaturnih filmskih IR-grelnikov so naslednje:

1. Nazivna napetost – 220 voltov.
2. Maksimalna temperatura segrevanja folije – 40–55⁰C, odvisno od modela in proizvajalca.
3. Stopnja zaščite po IP – od «22» do «67».
4. Teža grelnega platna – približno 500 gramov/m².
5. Specifična moč – 150–300 W/m².
6. Tokovna obremenitev – 0,68–1,4 A/m².
7. Dolžina – 0,25–7 m.
8. Širina – 0,5–1 m.

Proizvajalci dajejo garancijo za infrardečo folijo 10–15 let. Vendar pa takšni ogrevalni sistemi dejansko zdržijo do pol stoletja.

Glede na način montaže se folijski IR-grelniki delijo na:

• stenske – »grelne slike« (za dodatno lokalno ogrevanje);
• stropne – za napetimi in spuščenimi stropi;
• talne – »topla tla«.

Talna različica je po učinkovitosti nekoliko slabša od stropne. Folijska topla tla ni mogoče polagati pod omare, postelje in zofe. Pohištvo v bivalnih prostorih vedno zavzame veliko prostora. »Slike« in navadne folije za dekorjem na steni so pravzaprav najslabši način uporabe IR folijskih grelnikov.

Najučinkovitejša je stropna različica, infrardeči žarki s stropa pokrivajo največjo možno površino v prostoru.

Infrardeče grelne folije se proizvajajo v obliki:

• modelov določenih dimenzij (na primer »ZEBRA« ali »NIRVANA«);
• platna za individualno krojenje po projektnih merah, izdelujejo jih v širinah od 50 do 100 cm.

Prve različice ni mogoče rezati na mestu namestitve. Takšni sistemi se proizvajajo v že pripravljeni obliki, le priključiti je treba žice s sponkami. Izbrati jih je treba še posebej premišljeno iz obstoječega nabora velikosti proizvajalca, da kasnejše polaganje ne povzroča težav.

Druga različica folij se prodaja v zvitkih do 7 metrov dolžine. To različico infrardečega talnega ogrevanja lahko narežete na želene dimenzije neposredno v prostoru z navadnimi škarjami.

Prednosti in pomanjkljivosti filmskih grelcev

Prednosti ogrevalnih IR-folij so naslednje:

1. Visoka varnost in zanesljivost.
2. Minimalni časi montaže sistema električnega ogrevanja.
3. Maksimalno hitro in za človeka udobno ogrevanje prostora.
4. Estetski videz ogrevalnega sistema, ki je v celoti prekrit z dekorjem.
5. Popolna avtomatizacija delovanja grelnika, posledično ni potrebe po vzdrževanju.
6. Visoka učinkovitost.
7. Ničelno tveganje puščanja vode (toplotnega nosilca) iz radiatorjev.
8. Brez težav s sušenjem in izgorevanjem kisika v zraku v prostoru.
9. Absolutna tišina delovanja.
10. Ni konvekcije – ni usedajočega se prahu povsod.
11. Možnost vzpostavitve lastne mikroklime v vsaki sobi v hiši v skladu z nastavljenimi parametri.
12. Brez ostrih temperaturnih nihanj po višini (razlika pri tleh in pod stropom bo v mejah 2–3 stopinj).

Vodniki in grelni elementi v infrardečem grelniku so v tovarniških pogojih zanesljivo zliti v PET folijo. Poleg tega v takem ogrevalnem sistemu sploh ni gibljivih delov. Ničesar, kar bi se lahko obrabilo, zlomilo ali korodiralo.

V hiši s površino 100 kvadratnih metrov se IR folijski sistem skupaj z električno napeljavo in zaščito v električni omarici montira v 2–3 dneh. Pomembno je, da je omrežje dimenzionirano za zahtevane obremenitve.

Vklop/izklop električnega grelnika izvaja termostat, ki spremlja temperaturo v prostoru s pomočjo vgrajenih senzorjev in sam dovaja napajanje grelnim elementom. Obstajajo tudi programirljivi termostati, ki omogočajo nastavitev različnih načinov za različne prostore in čase dneva.

Visoka učinkovitost uporabe IR grelnikov je posledica kratkega trajanja njihovega delovanja; termostat jih vklopi v povprečju le za 10–20 minut v eni uri.

Od pomanjkljivosti folijskih IR grelnikov je treba omeniti:

1. Visoki računi za električno energijo.
2. Potreba po zadostni moči na priključku električnega omrežja v hišo.

Pri enaki površini hiše ali stanovanja bodo stroški za električno energijo 1,5–2-krat višji od stroškov za plinsko ogrevanje iz omrežja. Toda plinski kotel, njegov priklop na omrežje ali plinohram ter montaža radiatorjev s cevmi – to so prav tako precejšnji stroški.

Montaža sevalnega ogrevalnega sistema bo stala večkrat manj kot ta možnost. Pri kotlih na trdno gorivo pa ima še večjo prednost tako glede porabe goriva kot stroškov namestitve.

Posebnosti montaže filmskega IR-ogrevanja

Prožne folijske grelnike lahko brez večjih težav namestite sami. Pomembno je, da med transportom in rezanjem folije ne upogibate pod kotom, večjim od 60 stopinj. Rez se izvaja na mestih, ki jih proizvajalec označi na foliji.

Kot izolacijo je pod folijo najbolje položiti izolon ali penofol z odbojno folijsko plastjo, ki odbija IR žarke. Termostat pa je treba namestiti stran od neposredne sončne svetlobe, radiatorjev in prepiha.

Če namestite programirljiv termostat, lahko različne prostore v hiši segrevate zaporedoma, enega za drugim. To bo omogočilo znatno zmanjšanje konic obremenitve po toku in moči na priključku električnega omrežja v hišo.

Da bi dosegli največji učinek, mora površina folijskega grelnika znašati 60–70 % površine ogrevanega prostora. Pri tem IR folije ne smete polagati pod pohištvo na tla in nad visoke omare pod stropom. Koristi za ljudi od takega ogrevanja ne bo, pojavile pa se bodo točke lokalnega pregrevanja v prostoru.

Prav tako je treba trakove infrardečega fleksibilnega električnega grelnika odmakniti od sten za 15–20 cm. Za pravilen izračun in razporeditev folije je treba vnaprej pripraviti načrt prostora z vsemi potrebnimi odmiki in mesti za razporeditev pohištva.

Vsak zaključni material je zaslon za infrardeče sevanje. Vprašanje je le v stopnji njegove prosojnosti, oslabitvi IR žarkov in segrevanju tega zaključka ali obloge. Nekateri obložni materiali prepuščajo več sevalne toplote, drugi manj.

Možnost #1 – na tleh

Polaganje infrardečega IR grelnika v talni izvedbi se izvede na ravno podlago iz betona, lesenih plošč ali mavčne plošče. V betonski estrih ali sloj ploščičnega lepila ga ni dovoljeno polagati, polimerna folija ni zasnovana za alkalno delovanje s strani uporabljenega cementa.

Kot končno oblogo na vrhu je dovoljeno položiti:

• laminate (brez plutovinaste podlage);
• tanek tepih na vrhu podlage iz iverne plošče ali vezane plošče;
• linolej brez toplotnoizolacijske podlage.

Parketa na IR folijo ni priporočljivo polagati. Les parketnih lamel bo zaradi pregrevanja začel pokati in škripati.

Pohištva z nogami ni dovoljeno postavljati na folijski grelnik, saj lahko povzroči njegovo prebijanje in poškodbe, ter bo povzročilo lokalno pregrevanje talne obloge.

Po SanPiN tla v bivalnih prostorih je dovoljeno segrevati le do +26 ⁰C. Vendar pa bo ob močnem mrazu zunaj treba IR talni ogrevalni sistem vklopiti na polno moč, da bi dosegli udobne temperature zraka v prostoru.

In v tem primeru bo hoja po njem z bosimi nogami postala neudobna. To je glavna pomanjkljivost talne izvedbe infrardečega folijskega ogrevanja.

Možnost #2 – na stropu

Folijske infrardeče grelnike v stropni izvedbi je dovoljeno pokriti z:

• evrovagonko, MDF in mavčno ploščo z debelino do 12 mm;
• napetimi stropovi (PVC ali tkaninskimi);
• visečimi sistemi tipa «Armstrong» ali «Griljato».

Prav tako je mogoče uporabiti plastične panele, vendar le pod pogojem, da njihov proizvajalec dovoljuje segrevanje svojega dekorja do +50⁰C.

Bližje kot je infrardeči foliji končna stropna obloga, tem bolje. Največ ju je mogoče medsebojno odmakniti le za 20 mm.

Če se IK filmski grelec montira skupaj s spuščenim stropom, je treba grelno folijo položiti neposredno na nosilni okvir sistema. Ne smete je pritrditi na stropno ploščo, ker bi bil prevelik zračni razmik med PLEN in končno oblogo.

Na infrardečo folijo ni dovoljeno montirati nobenih kovinskih, zrcalnih in steklenih oblog. Prav tako se izogibajte uporabi steklomagnezijevih panelov.

Zaključki in koristen video na to temo

Video #1. O prednostih in montaži stropnega PLEN-a:

Video #2. Vrste grelnih infrardečih folij:

Video #3. Prednosti in slabosti IK-ogrevanja:

Infrardeča sevalna toplota v vašem domu je učinkovit in varen način ogrevanja bivališča. Namestitev električnih IK-folij se povrne v 2–3 letih zaradi prihranka pri trdnem gorivu za kotle in stroškov kotlovske opreme.

Tudi pri ogrevanju na plin iz plinovoda obravnavani grelci na koncu zmagajo. Le pravilno jih morate izračunati za konkretni prostor in imeti zadostne tehnične pogoje glede moči električnega omrežja.

Želite povedati, kako ste izbrali ali montirali sistem sevalnega folijskega ogrevanja z lastnimi rokami? Želite deliti tehnične nianse in tehnološke podrobnosti, ki bodo koristne obiskovalcem spletnega mesta? Prosim, napišite komentarje v spodnji obrazec, postavljajte vprašanja, objavljajte fotografije na temo članka.