Film-infraroodverwarmer: constructie, werkingsprincipe, overzicht van types IR-systemen

Verwarmingssystemen voor niet-residentiële en residentiële ruimtes zijn in grote hoeveelheden op de markt verkrijgbaar. En te midden van deze verscheidenheid onderscheidt de infraroodfolieverwarming zich door een hoog rendement, een lange levensduur en een verhoogde operationele veiligheid.

In het door ons gepresenteerde artikel wordt het werkingsprincipe van de apparatuur die wordt gebruikt voor stralingsverwarming gedetailleerd beschreven. De voor- en nadelen worden opgesomd, technische specificaties worden gegeven. We zullen u kennis laten maken met de toepassingsmogelijkheden en installatiemethoden van populaire filmsystemen.

Elektrische apparaten voor IR-verwarming

De afkorting PLEN staat voor 'filmstralingselektrische verwarmer' of gewoon 'film-elektrische verwarmer'. Het gebruik van verwarmende IR-folie is toegestaan als zowel aanvullende als primaire warmtebron.

In feite is het een folie met interne verwarmingselementen die infraroodgolven uitzenden als gevolg van de doorgang van elektrische stroom.

Voordelen van het infraroodprincipe

Verwarming van luchtmassa's in een ruimte door een bepaalde bron kan plaatsvinden door:

• warmtegeleiding;
• convectie;
• warmtestraling.

De eerste twee principes van warmteoverdracht worden gebruikt in water- en olieradiators, evenals in ventilatoren met verwarmingsspiralen.

Daarin wordt eerst met behulp van een warmtedrager of verwarmingselement een werkend oppervlak verwarmd, van waaruit vervolgens de kamerlucht in de directe omgeving wordt verwarmd. Daarna vindt met natuurlijke of geforceerde convectie luchtuitwisseling plaats door de hele kamer.

Folie IR-verwarmers behoren tot verwarmingssystemen die niet direct de lucht in de kamer verwarmen, maar eerst de oppervlakken van muren, meubels, vloer en plafond.

Warmtestraling impliceert de overdracht van warmte van een bron door middel van elektromagnetische straling in het infraroodspectrum. Lucht kan niet direct worden verwarmd door IR-stralen.

Ze kunnen alleen oppervlakken van harde materialen verwarmen. Dat wil zeggen dat eerst, als gevolg van de werking van het PLEN-verwarmingssysteem, de meubels en de afwerking in de kamer worden opgewarmd, waarna zij de warmte aan de lucht afgeven.

IR-stralen worden vaak 'warmtestraling' genoemd, omdat de mens het effect van infraroodapparatuur tactiel ervaart als een gevoel van warmte en het geen enkel ongemak veroorzaakt.

Infraroodwarmte is elektromagnetische golven in het bereik van 0,74–2000 µm. Als we naar de zon kijken, dan is ongeveer 40% van haar straling op aarde zichtbaar licht, en ongeveer 10% en 50% respectievelijk UV- en IR-stralen.

IR-filmverwarmers genereren thermische energie met een golflengte van ongeveer 9,2 µm. Voor de mens zijn dergelijke stralen volledig veilig en natuurlijk, omdat ze het meest lijken op 'zonlicht'. Het menselijk lichaam zelf straalt immers warmte uit van het infraroodspectrum met een golflengte van 9,6 µm.

Constructie van het folieverwarmingssysteem

IR-filmverwarmers bestaan uit drie hoofdelementen:

• verwarmingselement;
• overdrachtselement;
• stralingselement.

Het eerste zet elektrische energie om in warmte. Het tweede verdeelt de gegenereerde warmte over het gehele oppervlak van de PLEN, en het derde straalt infraroodstralen uit.

Naast de verwarmende IR-film omvat het filmverwarmingssysteem ook een thermostaat met een of meer temperatuursensoren en kabels voor aansluiting van de verwarmer op het elektriciteitsnet.

Het verwarmingselement in een PLEN is gemaakt van een geleider met een hoge weerstand. Meestal is dit een dunne strip van nichroom (waaruit de spoelen in verwarmingselementen worden gemaakt) of koolstof. Ondertussen zijn bijna alle producenten van IR-filmverwarmers overgestapt op de tweede optie. Koolstof is economischer, goedkoper en efficiënter.

Het overdrachtselement bestaat uit een laag aluminiumfolie, die een hoge thermische geleidbaarheid heeft. Het bevindt zich aan een of beide zijden van de IR-film. Ook gebruiken sommige fabrikanten helemaal geen aluminium en vertrouwen alleen op het stralingsmateriaal.

De bovenste laag van de betreffende filmverwarmer is aan beide zijden gemaakt van PET (polyethyleentereftalaat). De film van dit thermoplast heeft een hoge IR-stralingscoëfficiënt, is bestand tegen temperaturen tot +200⁰C en is een uitstekende diëlektricum.

De film beschermt de interne verwarmingselementen tegen condens en vocht, vormt uit de afzonderlijke componenten een eenheid verwarmingssysteem en reduceert het risico op elektrische schok voor de mens tot bijna nul.

De IR-film is zodanig ontworpen dat de verwarmingselementen daarin alleen tot +55°C kunnen worden opgewarmd. Hogere temperaturen zijn vrijwel uitgesloten; een dergelijke opwarming is alleen kortstondig mogelijk in een noodsituatie bij een plotselinge spanningspiek in het netwerk.

De berekening en montage van een folie-IR-verwarming worden uitgevoerd met inachtneming dat de folie niet continu, maar in korte intervallen van enkele seconden tot enkele minuten zal verwarmen.

Dat wil zeggen, een dergelijke infraroodverwarming verhoogt snel de temperatuur van oppervlakken in de kamer tot de gewenste waarden en wordt vervolgens uitgeschakeld door de thermostaat. En vervolgens wordt hij slechts af en toe weer aangesloten op het elektriciteitsnet naarmate de lucht in de kamer afkoelt.

Toepassingsgebied van infrarood PLENa

Folie-stralingsverwarmingselementen worden meestal gebruikt als aanvulling op waterverwarming. In zuidelijke regio's kunnen ze dienen als primair verwarmingssysteem. U moet alleen de benodigde oppervlakte infraroodfolie correct berekenen voor de gewenste situatie.

Met behulp van een film-IR-verwarming kan de vloer volledig of zonegewijs worden verwarmd. Het wordt geïnstalleerd op het plafond en de schuine zijden van de zolder, op muren in gewone woonruimtes en zelfs in sauna's, omdat films met IP 54 een verhoogde vochtigheid probleemloos kunnen verdragen.

Infraroodfilmverwarmers kunnen worden geïnstalleerd in:

• vrijstaande woonhuizen;
• stedelijke appartementen;
• badhuizen en sauna's;
• productie- en opslagruimten;
• buitenverblijven voor dieren;
• garages met en zonder verwarming;
• kassen, enz.

Er zijn geen fundamentele beperkingen voor het gebruik van de genoemde laagtemperatuur elektrische verwarmingselementen. De enige beperking voor het installeren van infraroodverwarming is dat de ruimte een maximale hoogte van 3 meter moet hebben. Als de plafonds hoger zijn, moeten er hoogtemperatuur- en duurdere modellen infraroodverwarmers worden geïnstalleerd.

Kenmerken en typen IR-folies

Infrarood elektrische verwarmingstoestellen worden ingedeeld in twee typen: laagtemperatuur en hoogtemperatuur. De eerste kunnen slechts tot +50 ⁰C worden verwarmd, de tweede zelfs tot 200 ⁰C. In huishoudelijk gebruik worden alleen varianten van het eerste type gebruikt in de vorm van PLEN of lamp- of paneelapparaten die zijn ontworpen voor gebruik op een elektrisch netwerk van 220 V.

De dikte van de IR-folies zelf is niet meer dan 1 mm, maar er zijn ook metalen klemmen om ze op de bedrading aan te sluiten, die iets dikker zijn.

Lagetemperatuur folie-IR-verwarmers hebben de volgende technische specificaties:

1. Nominale spanning – 220 Volt.
2. Maximale verwarmingstemperatuur van de folie – 40–55⁰C, afhankelijk van model en fabrikant.
3. Beschermingsgraad volgens IP – van '22' tot '67'.
4. Gewicht van het verwarmingsdoek – ongeveer 500 gram/m².
5. Specifiek vermogen – 150–300 W/m².
6. Stroombelasting – 0,68–1,4 A/m².
7. Lengte – 0,25–7 m.
8. Breedte – 0,5–1 m.

Fabrikanten geven 10–15 jaar garantie op infraroodfolie. In de praktijk gaan dergelijke verwarmingssystemen echter tot een halve eeuw mee.

Op basis van montagemethode worden folie-IR-verwarmers onderverdeeld in:

• wandmodellen – 'verwarmende schilderijen' (voor extra lokale verwarming);
• plafondmodellen – achter span- en verlaagde plafonds;
• vloermodellen – 'vloerverwarming'.

De vloervariant is qua efficiëntie iets minder dan het plafondmodel. Folie-vloerverwarming mag niet onder kasten, bedden en banken worden gelegd. Meubilair neemt in een woonruimte altijd veel ruimte in beslag. 'Schilderijen' en gewone folies achter wanddecoratie zijn zelfs de slechtste manier om IR-folieverwarmers te gebruiken.

Het plafondmodel is het meest efficiënt; infraroodstralen vanaf het plafond bestrijken het maximale mogelijke oppervlak in de kamer.

Infraroodverwarmingsfolies worden geproduceerd in de vorm van:

• modellen met vaste afmetingen (bijv. 'ZEBRA' of 'NIRVANA');
• banen voor individueel op maat snijden volgens projectafmetingen; ze worden geproduceerd in breedtes van 50 tot 100 cm.

De eerste variant mag niet ter plaatse worden gesneden. Dergelijke systemen worden kant-en-klaar geleverd; men hoeft alleen de draden met klemmen aan te sluiten. Men moet ze zeer zorgvuldig kiezen uit de beschikbare maatreeks van de fabrikant, zodat de installatie later geen problemen oplevert.

De tweede variant folies wordt verkocht in rollen tot 7 meter lang. Deze variant van infrarood vloerverwarming kan met een gewone schaar direct in de ruimte op de gewenste maat worden gesneden.

Voor- en nadelen van folieverwarmers

De voordelen van verwarmende IR-folies zijn als volgt:

1. Hoge veiligheid en betrouwbaarheid.
2. Minimale installatietijd van het elektrische verwarmingssysteem.
3. Zeer snelle en comfortabele opwarming van de ruimte voor de mens.
4. Esthetisch uiterlijk van het verwarmingssysteem, dat volledig bedekt is met decor.
5. Volledige automatisering van de werking van de verwarming, als gevolg daarvan geen onderhoud nodig.
6. Hoge efficiëntie.
7. Nul risico op waterlekken (warmtedrager) uit radiatoren.
8. Geen problemen met uitdroging en zuurstofverbranding in de binnenlucht.
9. Absoluut stille werking.
10. Geen convectie – geen overal neerdalend stof.
11. Mogelijkheid om in elke kamer in huis een eigen microklimaat in te stellen volgens de ingestelde parameters.
12. Geen scherpe temperatuurverschillen in hoogte (het verschil bij de vloer en onder het plafond zal binnen 2–3 graden liggen).

Geleiders en verwarmingselementen in de infraroodverwarming worden in de fabriek betrouwbaar ingesmolten in PET-folie. Bovendien zijn er in dit verwarmingssysteem helemaal geen bewegende delen. Er is niets dat kan slijten, breken of corroderen.

In een huis van 100 vierkante meter wordt het IR-foliesysteem samen met de bedrading en beveiliging in de elektriciteitskast in 2–3 dagen gemonteerd. Het is belangrijk dat het elektriciteitsnet is berekend op de vereiste belastingen.

Het in- en uitschakelen van de elektrische verwarming gebeurt door een thermostaat, die de temperatuur in de kamer bewaakt met behulp van ingebouwde sensoren en zelf de stroom naar de verwarmingselementen stuurt. Er zijn ook programmeerbare thermostaten waarmee u verschillende modi kunt instellen voor verschillende ruimtes en tijden van de dag.

Het hoge rendement van het gebruik van IR-verwarmers is te danken aan de korte duur van hun werking; ze worden door de thermostaat gemiddeld slechts 10–20 minuten per uur ingeschakeld.

Tot de nadelen van folie-IR-elektrische verwarmers behoren:

1. Hoge elektriciteitsrekeningen.
2. De noodzaak van voldoende vermogen op de ingang van het elektriciteitsnet in huis.

Bij dezelfde oppervlakte van een huis of appartement zullen de kosten voor elektriciteit 1,5 tot 2 keer hoger zijn dan de kosten voor gasverwarming van een stedelijk gasnet. Maar een gasboiler, de aansluiting ervan op het gasnet of een gastank en de installatie van radiatoren met leidingen – dat zijn ook aanzienlijke kosten.

De installatie van een stralingsverwarmingssysteem is vele malen goedkoper dan een dergelijke optie. En bij vastebrandstofketels wint het nog meer, zowel qua brandstofverbruik als qua installatiekosten.

Bijzonderheden van installatie van folie IR-verwarming

Flexibele folieverwarmers kunt u zonder veel moeite zelf monteren. Het belangrijkste is om de folie tijdens transport en het knippen niet te buigen onder een hoek van meer dan 60 graden. Het knippen gebeurt op de plaatsen die door de fabrikant op de baan zijn aangegeven.

Als isolatie kunt u het beste isolon of penofol met een reflecterende, met folie beklede laag onder de folie leggen. En de thermostaat moet u uit de buurt van direct zonlicht, radiatoren en tocht installeren.

Als u een programmeerbare thermostaat installeert, kunt u de verschillende kamers in huis afzonderlijk en opeenvolgend verwarmen. Dit zal de pieken in stroom- en vermogensbelasting op de ingang van het elektriciteitsnet in de woning aanzienlijk verminderen.

Om het maximale effect te bereiken, moet de oppervlakte van de folieverwarmer 60–70% van de oppervlakte van de te verwarmen ruimte bedragen. U mag de IR-folie niet onder meubels op de vloer of boven hoge kasten onder het plafond leggen. Het nut voor de mensen van een dergelijke verwarming zal nul zijn, maar er zullen plaatselijke oververhittingspunten in de ruimte ontstaan.

Daarnaast moeten de stroken van de infrarode flexibele elektrische verwarmer op 15–20 cm van de muren worden geplaatst. Om de folie correct te berekenen en uit te leggen, moet u vooraf een plan van de kamer maken met alle vereiste afstanden en plaatsen voor meubels.

Elk afwerkingsmateriaal is een scherm voor infrarode straling. Het gaat alleen om de mate van transparantie, verzwakking van IR-stralen en opwarming van deze afwerking of bekleding. Sommige bekledingsvarianten laten stralingswarmte door, andere minder.

Optie #1 – op de vloer

Het plaatsen van de infrarode IR-verwarmer in vloervariant gebeurt op een vlakke ruwe ondergrond van beton, houtplaten of gipsplaat. Het mag niet worden gelegd in een betonnen dekvloer of een laag tegellijm, polymere folie is niet ontworpen voor alkalische invloeden van het gebruikte cement.

Als afwerkingslaag erboven is het toegestaan om te leggen:

• laminaat (zonder kurkondervloer);
• dun tapijt over een ondervloer van spaanplaat of multiplex;
• linoleum zonder thermische isolatielaag.

Het wordt afgeraden om parket over IR-folie te leggen. Het hout van parketplanken zal door oververhitting gaan barsten en kraken.

Het is verboden om meubels op poten boven de folieverwarmer te plaatsen, dit kan leiden tot indrukken en beschadiging ervan, en zal ook lokale oververhitting van de vloerbedekking veroorzaken.

Volgens de SanPiN mag de vloer in woonkamers alleen worden verwarmd tot +26 ⁰C. Bij strenge vorst buiten moet het IR-vloerverwarmingssysteem echter op vol vermogen worden ingeschakeld om comfortabele luchttemperaturen in de ruimte te bereiken.

En in dat geval wordt er met blote voeten op lopen ongemakkelijk. Dit is het grootste nadeel van de vloervariant van infrarode folieverwarming.

Optie #2 – op het plafond

Infrarode folieverwarmers in plafonduitvoering mogen worden afgedekt:

• euroschroot, MDF en gipsplaat met een dikte tot 12 mm;
• spanplafonds (PVC of stoffen);
• systeemplafonds van het type «Armstrong» of «Grilliatto».

U kunt ook kunststof panelen gebruiken, maar alleen als hun fabrikant het opwarmen van het decor tot +50⁰C toestaat.

Hoe dichter de afwerkingslaag van het plafond bij de infrarode folie is, hoe beter. Maximaal kunnen ze slechts 20 mm van elkaar worden verwijderd.

Als een IR-folieverwarming wordt geïnstalleerd samen met een verlaagd plafond, dan moet de verwarmingsfolie direct op het frame van het systeem worden gelegd. Het is niet toegestaan deze op het plafond te bevestigen, omdat er een te grote luchtspouw ontstaat tussen PLEEN en de afwerking.

Het is niet toegestaan om metalen, spiegel- of glazen afwerkingsconstructies bovenop de infraroodfolie te monteren. Het gebruik van glas-magnesium panelen moet ook worden vermeden.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Video #1. Over de voordelen en installatie van plafond-PLEEN:

Video #2. Soorten verwarmende infraroodfolies:

Video #3. Voor- en nadelen van IR-verwarming:

Infrarood stralingswarmte in uw huis is een efficiënte en veilige manier om uw woning te verwarmen. De installatie van elektrische IR-folies betaalt zich binnen 2-3 jaar terug door besparing op vaste brandstof voor ketels en de kosten van ketelapparatuur.

Zelfs ten opzichte van verwarming op aardgas uit het net winnen de betreffende verwarmers uiteindelijk. Men moet ze alleen correct berekenen voor de specifieke ruimte en voldoende technische specificaties hebben wat betreft het elektriciteitsnetvermogen.

Wilt u vertellen hoe u een stralingsfolieverwarmingssysteem zelf hebt gekozen of geïnstalleerd? Heeft u de wens om technische nuances en technologische subtiliteiten te delen die nuttig zijn voor bezoekers van de site? Schrijf dan alstublieft opmerkingen in het onderstaande blokformulier, stel vragen, publiceer foto's over het onderwerp van het artikel.