Плёночный инфракрасный обогреватель: виды, устройство, принцип действия и нюансы монтажа

Электроприборы для ИК обогрева

Аббревиатура ПЛЭН означает «пленочный лучистый электронагреватель» либо просто «пленочный электронагреватель». Использовать нагревающую ИК-пленку допустимо в качестве и дополнительного, и основного источника тепла.

Фактически это пленка с внутренними нагревательными элементами, излучающими инфракрасные волны в результате прохождения по ним электрического тока.

Преимущества инфракрасного принципа

Нагрев воздушных масс в помещении от того или иного источника может осуществляться за счет:

• теплопроводности;
• конвекции;
• теплового излучения.

Первые два принципа теплоотдачи используются в водяных и масляных радиаторах, а также вентиляторах с нагревательными спиралями.

В них сначала с помощью теплоносителя или ТЭНа нагревается некая рабочая поверхность, от которой затем осуществляется нагрев комнатного воздуха в непосредственной ее близости. Потом с помощью естественной или принудительной конвекции происходит воздухообмен уже по всей комнате.

Пленочные ИК обогреватели относятся к отопительным системам, нагревающим не непосредственно воздух в комнате, а сначала поверхности стен, предметов мебели, пола и потолка в ней

Тепловое излучение подразумевает передачу тепла от источника с помощью электромагнитного излучения инфракрасного спектра. Воздух непосредственно от ИК-лучей нагреться не может.

Они способны нагреть лишь поверхности из твердых материалов. То есть сначала в результате работы системы отопления ПЛЭН происходит нагрев мебели и отделки в комнате, а затем уже они отдают тепло воздуху.

\

ИК-лучи часто называют «тепловым излучением», потому что человеком эффект от работы инфракрасного оборудования воспринимается тактильно как ощущение тепла и не вызывает какого-либо дискомфорта

Инфракрасное тепло – это электромагнитные волны в диапазоне 0,74–2000 мкм. Если посмотреть на Солнце, то порядка 40% его излучения на Землю приходится на видимый свет, а около 10% и 50% соответственно на УФ и ИК лучи.

Пленочные электронагреватели ИК типа генерируют тепловую энергию, имеющую длину волны в районе 9,2 мкм. Для человека такие лучи полностью безопасны, естественны, так как более всего напоминают «солнечный свет». Ведь само по себе человеческое тело излучает тепло инфракрасного спектра с длиной волны 9,6 мкм.

Устройство пленочной системы обогрева

ИК пленочные электрообогреватели включают три основных элемента:

• нагревательный;
• передающий;
• излучающий.

Первый преобразует энергию электрическую в тепловую. Второй распределяет образованное тепло по всей площади ПЛЭНа, а третий излучает инфракрасные лучи.

\

Помимо нагревающей ИК-пленки в систему пленочного обогрева также входят терморегулятор с одним или несколькими датчиками температуры и кабели для подсоединения нагревателя к электросети

Нагревающий элемент в ПЛЭНе делается из проводника с высоким сопротивлением. Обычно это тонкая полоска из нихрома (из него выполняются спирали в ТЭНах) либо углерода. При этом практически все производители пленочных ИК обогревателей сейчас перешли на второй вариант. Карбон более экономичен, дешев и эффективен.

Передающий элемент представляет собой слой алюминиевой фольги, которая отличается высокой теплопроводностью. Она располагается с одной либо двух сторон ИК-пленки. Также ряд производителей вовсе не используют алюминий, полагаясь только на излучающий материал.

Верхний слой рассматриваемого пленочного обогревателя с обеих сторон выполняется из ПЭТ (полиэтилентерефталата). Пленка из этого термопластика обладает высоким коэффициентом ИК-излучения, спокойно выдерживает температуры до +2000С и является отличным диэлектриком.

Пленка зачищает внутренние нагревательные элементы от конденсата и влаги, формирует из разрозненных компонентов единую греющую систему, а также сводит риск поражения человека током практически к нулю.

\

ИК-пленка устроена так, чтобы нагревающие элементы внутри нее нагреваться могли только до +55º С. Температуры выше практически исключены, подобный нагрев возможен лишь кратковременно в аварийной ситуации при резком скачке напряжения в сети

Расчет и монтаж пленочного ИК обогревателя производятся с учетом, что пленка будет работать на нагрев не постоянно, а короткими интервалами от нескольких секунд до нескольких минут.

То есть, такой инфракрасный нагреватель быстро поднимает температуру поверхностей в комнате до требуемых показателей, а потом выключается терморегулятором. И затем вновь запитывается от электросети лишь время от времени по мере охлаждения комнатного воздуха.

Сфера применения инфракрасного ПЛЭНа

Пленочные лучистые электронагреватели чаще всего применяются как довесок к водяному отоплению. В южных регионах они могут служить в качестве основной отопительной системы. Надо лишь правильно рассчитать нужную для требуемой ситуации площадь инфракрасной пленки.

\

При помощи пленочного ИК обогревателя можно подогревать пол полностью или зонально. Ее устанавливают на потолок и скаты мансарды, стены в обычных жилых помещениях и даже банях, т.к. пленки с IP 54 спокойно переносят повышенную влажность

Инфракрасные пленочные нагреватели допустимо устанавливать в:

• жилых загородных домах;
• городских квартирах;
• банях и саунах;
• производственных и складских помещениях;
• дворах для содержания животных;
• гаражах с отоплением и без;
• теплицах и т.д.

Принципиальных ограничений для использования рассматриваемых низкотемпературных электронагревателей нет. Единственное ограничение для устройства инфракрасного отопления – помещение должно быть с габаритами по высоте до 3-х метров. Если потолки выше, то потребуется устанавливать высокотемпературные и более дорогие модели инфракрасных обогревателей.

Принцип действия ПЛЭН

При включении в сеть питающего кабеля резистивные элементы в течение 10 секунд нагреваются до установленного предварительно значения температуры (35-50 градусов). Плёночные обогреватели не бытового назначения (для мини-саун, сушилок сельхозпродукции), используемые в помещениях с высотой потолков более 3,5 м, имеют в конструкции резистивные элементы проволочного, ленточного, пластинчатого исполнения из нихрома, фехраля или многокомпонентных сплавов, обеспечивающие более высокую температуру нагрева.

Тепло нагревателей передаётся фольге и, благодаря высокой теплопроводности алюминия, равномерно распределяется по её поверхности, что позволяет обогревателю на всей своей площади генерировать ИК-излучение равной интенсивности. По достижении воздуха в помещении заданного значения температуры плёночный обогреватель отключается по сигналу температурного датчика в термостате, а нагретые излучением предметы продолжают отдавать тепло. При понижении температуры в комнате на 1 градус термостат опять сработает на включение, и плёночный обогреватель выполнит новый цикл работы на излучение.

Верно рассчитанное сочетание материала отражающего слоя, его толщины, компоновки резистивных нагревателей обеспечивает преобразование электроэнергии в тепловую, а затем – в ИК-излучение с благоприятной для восприятия человеком длиной волны в 8-15 Мкм.

Важно! При увеличении силы тока или выходе из строя термостата температура резистивных графитовых нагревателей повысится, что приведёт к их разрушению и выходу из строя бытового плёночного обогревателя в целом, то есть, резистивные элементы выполняют ещё и защитную функцию плавких предохранителей.

Солнце на потолке

Те, кому приходилось в счастливые детские годы читать «Трое из Простоквашино», наверняка помнят, что печь в доме у дяди Федора выполняла чисто декоративные задачи. Для обогрева дома он использовал электрическое солнце, выписанное из какого-то НИИ и прибитое на потолок. Сейчас трудно сказать, сами ли додумались создатели потолочных ИК-обогревателей до своего детища или украли эту идею у автора знаменитой истории, но, так или иначе, электрическое солнце из сказки превратилось в быль. Разве что форму оно имеет не круглую, а прямоугольную.

Что же представляет собой потолочный пленочный ИК-обогреватель и чем он отличается от своих ламповых и трубчатых собратьев? Прежде всего, излучателем. Вместо металлических спиралей и керамических элементов здесь применяют тонкие карбоновые нити. которые укладываются на промазанную углеродной пастой полимерную пленку. Толщина последней – всего 1 микрон (0,001 мм), поэтому все это напоминающее пиццу изделие помещают в прочную пожароустойчивую оболочку из ламинированного полиэстера, играющую роль надежного электроизолятора. По краям оба слоя оболочки склеиваются вместе без укладки между ними карбоновых нитей. Получившиеся таким образом пустые дорожки используются для крепления нагревателя на потолке.

Конструкция пленочного потолочного обогревателя

Управление нагревателем осуществляется посредством терморегулятора. устанавливаемого на стене на удобной для пользователя высоте, которая обычно составляет от 1 до 1,5 м. Достаточно настроить на этом приборе желаемую температуру, и он сам будет включать и выключать потолочный нагреватель в нужный момент. Простые и дешевые терморегуляторы имеют механическое устройство, более дорогие являются электронными и могут программироваться.

Все потолочные ИК-обогреватели делятся на три категории :

• низкотемпературные с длиной излучаемых волн от 5,6 до 100 мкм и температурой нагрева до 600 градусов (минимальная высота установки – от 2,5 до 3 м);
• среднетемпературные с длиной волны от 2,5 до 5,6 мкм и температурой от 600 до 1000 градусов (минимальная высота – около 3,6 м);
• высокотемпературные с длиной волны от 0,74 до 2 мкм и температурой нагрева свыше 1000 градусов (устанавливаются на высоте не менее 8 м).

ИК-пленки относятся к низкотемпературным длинноволновым приборам, в среднем температура их нагрева составляет порядка 45 градусов.

Один квадратный метр потолочного ИК-нагревателя потребляет от 130 до 200 Вт электрической мощности, КПД устройства составляет около 95%.

Монтаж ИК-обогревателей плёночного типа

Установка гибких плёночных обогревателей, не зависимо от места монтажа, не требует от исполнителя наличия высококлассных профессиональных навыков, но должна выполняться с соблюдением следующих правил:

• место установки ПЛЭН должно быть ровным и сухим;
• резка рулонов, если это предусмотрено моделью, должна выполняться только по указанной производителем разметке;
• проверка работоспособности включением в сеть сложенного в рулон обогревателя запрещена;
• длина одного полосового фрагмента пленки не должна превышать 8 м;
• соседние полосы системы обогрева располагаются на расстоянии не меньше 5 мм;
• сгибание ПЛЭНа на угол более 90 градусов не допускается;
• монтаж плёнки к основанию выполняется скобами с помощью строительного степлера или специальным крепежом (использование обычных гвоздей и саморезов не эффективно);
• выполнять монтажные работы при минусовой температуре воздуха запрещено – после прогрева помещения полосы плёнки увеличатся в размерах и образуют складки.

Последовательность установки плёночных ИК-обогревателей

Основание под размещение ПЛЭНа для защиты от перегрева должно быть оборудовано фольгированным отражающим экраном, выполняющим роль тепло- и гидроизолятора, например, пенофолом, изолоном.

Защитное покрытие монтируется на основание с нахлёстом соседних кромок друг на друга в 3-5 см, для ускорения процесса целесообразно использовать для крепежа специальные фиксаторы, имеющиеся в широком ассортименте в продаже.

Сверху стыки полос экрана проклеиваются продольно специальным фольгированным скотчем.

Поверх уложенного экрана монтируются элементы плёночного обогревателя — после предварительной раскладки и согласно прилагаемой к устройству инструкции по установке. Монтаж выполняется с учётом правила – на 1 квадратный метр гибкой плёнки должно приходиться 8-10 крепёжных элементов.

По готовности установки обогревательного контура производится его подключение к терморегулятору, который должен располагаться на высоте 1-1,5 м от пола, и проверка работоспособности системы.

Кроме того, для корректного мониторинга температурного режима в помещении термостат должен располагаться в отдалении от других обогревательных приборов, иметь под собой теплоизоляционную прокладку, быть защищённым от прямых солнечных лучей и сквозняков.

При положительных результатах тестирования ИК-устройства выполняется укладка материалов финишной отделки – напольного покрытия или подвесного потолка, которые монтируются с устройством зазора в 10-15 мм между облицовкой и плёнкой.

Важно! Абсолютно прозрачных для ПЛЭНов материалов не существует – любая финишная отделка поверх плёнки является экраном, в той или иной степени ослабляющим излучение.

Читайте по теме — как крепить, стелить и клеить пенофол.

Характеристики и виды ИК-пленок

Инфракрасные электрические обогреватели делятся на два вида – низкотемпературные и высокотемпературные. Первые способны нагреться лишь до +50 0С, а вторые даже до 200 0С. В быту используются только варианты первого типа в виде ПЛЭН или ламповых либо панельных приборов, рассчитанных на работу от электрической сети 220 В.

Толщина самих ИК пленок не превышает 1 мм, но есть еще металлические клеммы для подсоединения их к проводке, которые несколько толще

Технические характеристики низкотемпературные пленочные ИК-обогреватели имеют следующие:

1. Номинальное напряжение – 220 Вольт.
2. Максимальная температура разогрева пленки – 40–550С в зависимости от модели и производителя.
3. Степень защиты по IP – от «22» до «67».
4. Вес нагревательного полотна – около 500 грамм/м2.
5. Удельная мощность – 150–300 Вт/м2.
6. Нагрузка по току – 0,68–1,4 А/м2.
7. Длина – 0,25–7 м.
8. Ширина – 0,5–1 м.

Гарантию производители на инфракрасную пленку дают 10–15 лет. Однако по факту такие системы обогрева служат до полувека.

По способу монтажа пленочные ИК-обогреватели делятся на:

• настенные – «греющие картины» (для дополнительного ло