Fóliový infračervený ohřívač: zařízení, princip činnosti, přehled druhů IR systémů

Topné systémy pro nebytové a obytné prostory jsou na trhu zastoupeny v obrovském množství. A mezi touto rozmanitostí vyniká filmový infračervený ohřívač vysokou účinností, dlouhou životností a zvýšenou provozní bezpečností.

V námi představeném článku je podrobně popsán princip činnosti zařízení používaného pro vytváření sálavého vytápění. Jsou uvedeny výhody a nevýhody, uvedeny technické parametry. Seznámíme vás s možnostmi použití a způsoby instalace oblíbených filmových systémů.

Elektrické spotřebiče pro infračervené vytápění

Zkratka PLEN znamená „filmový sálavý elektrický ohřívač“ nebo jednoduše „filmový elektrický ohřívač“. Použití topné infračervené fólie je přípustné jako doplňkový i hlavní zdroj tepla.

V podstatě se jedná o fólii s vnitřními topnými prvky, které vyzařují infračervené vlny v důsledku průchodu elektrického proudu.

Výhody infračerveného principu

Ohřev vzduchových hmot v místnosti z toho či onoho zdroje může probíhat prostřednictvím:

• tepelné vodivosti;
• konvekce;
• tepelného záření.

První dva principy přenosu tepla se používají ve vodních a olejových radiátorech, stejně jako ve ventilátorech s topnými spirálami.

V nich se nejprve pomocí teplonosné látky nebo topného tělesa zahřívá určitý pracovní povrch, od kterého se poté ohřívá vzduch v místnosti v jeho bezprostřední blízkosti. Poté pomocí přirozené nebo nucené konvekce probíhá výměna vzduchu v celé místnosti.

Filmové infračervené ohřívače patří k topným systémům, které neohřívají přímo vzduch v místnosti, ale nejprve povrchy stěn, předmětů nábytku, podlahy a stropu v ní.

Tepelné záření znamená přenos tepla od zdroje pomocí elektromagnetického záření infračerveného spektra. Vzduch se nemůže přímo ohřát infračervenými paprsky.

Jsou schopny ohřát pouze povrchy z pevných materiálů. To znamená, že nejprve v důsledku činnosti topného systému PLEN dochází k ohřevu nábytku a obložení v místnosti a poté ony předávají teplo vzduchu.

IR paprsky se často nazývají „tepelné záření“, protože člověk vnímá efekt činnosti infračerveného zařízení hmatově jako pocit tepla a nezpůsobuje žádné nepohodlí.

Infračervené teplo jsou elektromagnetické vlny v rozsahu 0,74–2000 μm. Pokud se podíváme na Slunce, přibližně 40 % jeho záření na Zemi připadá na viditelné světlo, a asi 10 % a 50 % respektive na UV a IR paprsky.

Filmové elektrické ohřívače IR typu generují tepelnou energii o vlnové délce kolem 9,2 μm. Pro člověka jsou tyto paprsky zcela bezpečné, přirozené, protože nejvíce připomínají „sluneční světlo“. Vždyť samo lidské tělo vyzařuje teplo infračerveného spektra s vlnovou délkou 9,6 μm.

Konstrukce filmového topného systému

IR filmové elektrické ohřívače zahrnují tři základní prvky:

• ohřívací;
• přenášející;
• vyzařující.

První přeměňuje elektrickou energii na tepelnou. Druhý rozvádí vzniklé teplo po celé ploše PLENu a třetí vyzařuje infračervené paprsky.

Kromě topné IR fólie jsou v systému filmového vytápění také termostat s jedním nebo několika teplotními čidly a kabely pro připojení ohřívače k elektrické síti.

Topný prvek v PLENu je vyroben z vodiče s vysokým odporem. Obvykle je to tenký proužek z nichromu (z něho se vyrábějí spirály v TENech) nebo uhlíku. Přitom prakticky všichni výrobci filmových IR ohřívačů nyní přešli na druhou variantu. Karbon je ekonomičtější, levnější a účinnější.

Přenášející prvek představuje vrstvu hliníkové fólie, která se vyznačuje vysokou tepelnou vodivostí. Je umístěna na jedné nebo dvou stranách IR fólie. Také řada výrobců hliník vůbec nepoužívá, spoléhajíce se pouze na vyzařující materiál.

Horní vrstva daného filmového ohřívače je z obou stran vyrobena z PET (polyethylentereftalátu). Fólie z tohoto termoplastu má vysoký koeficient IR záření, snadno odolává teplotám do +200⁰C a je výborným dielektrikem.

Fólie chrání vnitřní topné prvky před kondenzátem a vlhkostí, vytváří z nesourodých komponentů jednotný topný systém a také snižuje riziko úrazu člověka elektrickým proudem prakticky na nulu.

Infračervená fólie je navržena tak, aby se topné prvky uvnitř ní mohly zahřát pouze na +55 °C. Vyšší teploty jsou prakticky vyloučeny, podobné zahřátí je možné jen krátkodobě v nouzové situaci při prudkém skoku napětí v síti.

Výpočet a montáž fóliového infračerveného ohřívače se provádí s ohledem na to, že fólie nebude pracovat na vytápění nepřetržitě, ale v krátkých intervalech od několika sekund do několika minut.

To znamená, že takový infračervený ohřívač rychle zvýší teplotu povrchů v místnosti na požadované hodnoty, a poté se vypne termostatem. A poté se znovu napájí z elektrické sítě jen čas od času, jak se místnost ochlazuje.

Oblast použití infračerveného PLENa

Fóliové sálavé elektrické ohřívače se nejčastěji používají jako doplněk k vodnímu vytápění. V jižních regionech mohou sloužit jako hlavní topný systém. Je třeba pouze správně vypočítat potřebnou plochu infračervené fólie pro požadovanou situaci.

Pomocí fóliového infračerveného ohřívače lze ohřívat podlahu zcela nebo zonálně. Instaluje se na strop a sklony mansardy, stěny v běžných obytných místnostech a dokonce i v saunách, protože fólie s IP 54 snadno snášejí zvýšenou vlhkost.

Infračervené fóliové ohřívače je povoleno instalovat v:

• obytných venkovských domech;
• městských bytech;
• lázních a saunách;
• výrobních a skladových prostorách;
• dvorech pro chov zvířat;
• garážích s vytápěním i bez;
• sklenících atd.

Zásadních omezení pro použití těchto nízkoteplotních elektrických ohřívačů není. Jediným omezením pro zařízení infračerveného vytápění je, že místnost musí mít výšku do 3 metrů. Pokud jsou stropy vyšší, bude nutné instalovat vysokoteplotní a dražší modely infračervených ohřívačů.

Vlastnosti a typy infračervených fólií

Infračervené elektrické ohřívače se dělí na dva druhy – nízkoteplotní a vysokoteplotní. První se dokážou zahřát pouze na +50 ⁰C, druhé až na 200 ⁰C. V domácnostech se používají pouze varianty prvního typu ve formě PLEN nebo lampových či panelových zařízení určených pro provoz z elektrické sítě 220 V.

Tloušťka samotných infračervených fólií nepřesahuje 1 mm, ale existují ještě kovové svorky pro jejich připojení k vedení, které jsou poněkud silnější.

Technické parametry nízkoteplotních fóliových infračervených ohřívačů jsou následující:

1. Jmenovité napětí – 220 voltů.
2. Maximální teplota ohřevu fólie – 40–55⁰C v závislosti na modelu a výrobci.
3. Stupeň krytí IP – od «22» do «67».
4. Hmotnost topné fólie – přibližně 500 gramů/m².
5. Měrný výkon – 150–300 W/m².
6. Proudové zatížení – 0,68–1,4 A/m².
7. Délka – 0,25–7 m.
8. Šířka – 0,5–1 m.

Výrobci poskytují záruku na infračervenou fólii 10–15 let. Ve skutečnosti však tyto topné systémy vydrží až půl století.

Podle způsobu montáže se fóliové IR ohřívače dělí na:

• nástěnné – «hřející obrazy» (pro dodatečné lokální vytápění);
• stropní – za napínanými a zavěšenými stropy;
• podlahové – «teplé podlahy».

Podlahová varianta z hlediska účinnosti mírně zaostává za stropní. Fóliové podlahové vytápění nelze pokládat pod skříně, postele a pohovky. A nábytek v obytné místnosti vždy zabírá značné místo. «Obrazy» a pouhé fólie za dekorací na stěně jsou vůbec nejhorší způsob použití IR fóliových ohřívačů.

Nejefektivnější je stropní varianta, infračervené paprsky ze stropu pokrývají maximum možné plochy v místnosti.

Infračervené topné fólie se vyrábějí ve formě:

• modelů daných rozměrů (například «ZEBRA» nebo «NIRVANA»);
• fólií pro individuální střih podle projektových rozměrů, vyrábějí se v šířce od 50 do 100 cm.

První variantu nelze řezat na místě montáže. Tyto systémy se dodávají v hotovém stavu, stačí pouze připojit vodiče svorkami. Je nutné je velmi pečlivě vybírat z existující řady rozměrů výrobce, aby pokládka později nezpůsobila problémy.

Druhá varianta fólií se prodává v rolích o délce až 7 metrů. Tuto variantu infračerveného podlahového vytápění lze nařezat na požadované rozměry přímo v místnosti běžnými nůžkami.

Výhody a nevýhody filmových ohřívačů

Výhody topných IR fólií jsou následující:

1. Vysoká bezpečnost a spolehlivost.
2. Minimální doba instalace systému elektrického vytápění.
3. Maximálně rychlé a komfortní vytápění místnosti pro člověka.
4. Estetický vzhled topného systému, který je zcela skryt dekorací.
5. Plná automatizace provozu ohřívače, a tedy žádná potřeba údržby.
6. Vysoká účinnost.
7. Nulové riziko úniku vody (teplonosné látky) z radiátorů.
8. Žádné problémy s vysušováním a spalováním kyslíku ve vzduchu v místnosti.
9. Absolutní tichost provozu.
10. Žádná konvekce – žádný usazující se prach všude.
11. Možnost nastavení vlastního mikroklimatu v každé místnosti v domě podle zadaných parametrů.
12. Žádné prudké teplotní výkyvy ve výšce (rozdíl u podlahy a pod stropem bude v rozmezí 2–3 stupňů).

Vodiče a topné prvky v infračerveném ohřívači jsou spolehlivě zataveny do PET fólie z výroby. Navíc pohyblivé části v takovém topném systému nejsou vůbec žádné. Není co opotřebovat, rozbít ani korodovat.

V domě o rozloze 100 m² se infračervená fóliová spolu s kabeláží a ochranou v elektrickém rozvaděči namontuje za 2–3 dny. Hlavní je, aby síť byla dimenzována na požadované zatížení.

Zapínání/vypínání elektrického ohřívače se provádí termostatem, který sleduje teplotu v místnosti pomocí vestavěných čidel a sám přivádí napájení na topné prvky. K dispozici jsou také programovatelné termostaty, které umožňují nastavit různé režimy pro různé místnosti a denní doby.

Vysoká hospodárnost použití infračervených ohřívačů je dána krátkou dobou jejich provozu, zapínají se termostatem v průměru jen na 10–20 minut během hodiny.

Z nevýhod fóliových infračervených ohřívačů stojí za zmínku:

1. Vysoké účty za elektřinu.
2. Nutnost dostatečného výkonu na přívodu elektrické sítě do domu.

Při stejné ploše chaty nebo bytu budou náklady na elektřinu 1,5–2krát vyšší než náklady na plynové vytápění z hlavního systému. Ale plynový kotel, jeho připojení k hlavnímu řadu nebo plynojemu a instalace radiátorů s trubkami – to jsou také nemalé peníze.

Instalace sálavého topného systému bude několikanásobně levnější než tato varianta. A u kotlů na tuhá paliva má ještě větší výhodu, a to jak v spotřebě paliva, tak v ceně instalace.

Specifika instalace filmového infračerveného vytápění

Flexibilní fóliové ohřívače lze bez větších potíží namontovat svépomocí vlastníma rukama. Hlavní je během přepravy a stříhání neohýbat fólii pod úhlem větším než 60 stupňů. Řeže se v místech, která výrobce na fólii označí.

Jako izolaci je nejlepší pod fólii vložit izolon nebo penofol s reflexní fóliovou vrstvou odrážející infračervené paprsky. A termostat by měl být instalován daleko od přímého slunečního světla, radiátorů a průvanu.

Pokud nainstalujete programovatelný termostat, bude možné v domě vytápět jednotlivé místnosti postupně samostatně. To umožní výrazně snížit špičky zatížení proudu a výkonu na přívodu elektrické sítě do chaty.

Aby bylo dosaženo maximálního účinku, plocha fóliového ohřívače by měla dosahovat 60–70 % plochy vytápěné místnosti. Zároveň nelze pokládat infračervenou fólii pod nábytek na podlaze a nad vysoké skříně pod stropem. Užitek pro lidi z takového vytápění bude nulový, ale objeví se body lokálního přehřívání v místnosti.

Také pásy infračerveného flexibilního elektrického ohřívače je třeba odsunout od zdí o 15–20 cm. Aby bylo možné správně vypočítat a rozložit fólii, je nutné předem vypracovat plán místnosti se všemi požadovanými odsazeními a místy pro umístění nábytku.

Jakýkoli obkladový materiál je stíněním pro infračervené záření. Otázka je pouze v míře jeho průhlednosti, zeslabení IR paprsků a zahřívání dané úpravy nebo obložení. Některé obkladové varianty propouštějí sálavé teplo, jiné méně.

Varianta #1 – na podlaze

Pokládka infračerveného IR ohřívače v podlahovém provedení se provádí na rovný hrubý podklad z betonu, dřevěných desek nebo sádrokartonu. Do betonového potěru nebo vrstvy tmelu na dlaždice jej nelze pokládat, polymerová fólie není dimenzována na alkalické působení cementu, který se při tom používá.

Jako finální krytinu nahoře je přípustné pokládat:

• laminát (bez korkové podložky);
• tenký koberec na podklad z dřevotřísky nebo překližky;
• linoleum bez tepelně izolační podvrstvy.

Parkety na IR fólii se nedoporučuje pokládat. Dřevo parketových dílců se při přehřátí začne praskat a vrzat.

Nábytek na nožičkách se nesmí umisťovat nad fóliový ohřívač, může to vést k jeho protlačení a poškození a také způsobí lokální přehřátí podlahové krytiny.

Podle SanPiN je povoleno ohřívat podlahu v obytných místnostech pouze na +26 ⁰C. Při silném mrazu za oknem však bude nutné zapnout IR podlahový topný systém na plný výkon, aby bylo dosaženo komfortních teplot vzduchu v místnosti.

A v tomto případě bude chodit po něm bosýma nohama nepříjemné. To je hlavní nevýhoda podlahové varianty infračerveného fóliového ohřívače.

Varianta #2 – na stropě

Fóliové infračervené ohřívače ve stropním provedení je povoleno zakrýt:

• euroobložením, MDF a sádrokartonem o tloušťce do 12 mm;
• napínacími stropy (PVC nebo textilními);
• závěsnými systémy typu «Armstrong» nebo «Griliato».

Také lze použít plastové panely, ale pouze za podmínky, že jejich výrobce umožňuje zahřátí dekoru na +50⁰C.

Čím blíže k infračervené fólii je finální stropní úprava, tím lépe. Maximálně je lze od sebe odsunout pouze o 20 mm.

Pokud je IR fóliový ohřívač instalován spolu se zavěšeným stropem, měla by být topná fólie položena přímo na rám systému. Nelze ji upevnit na strop, protože by byl příliš velký vzduchový prostor mezi PLEN a finální úpravou.

Na infračervenou fólii není dovoleno montovat žádné kovové, zrcadlové a skleněné dekorační konstrukce. Také je třeba se vyhnout použití sklomagneziových panelů.

Závěry a užitečné video k tématu

Video #1. O výhodách a montáži stropního PLENu:

Video #2. Druhy topných infračervených fólií:

Video #3. Klady a zápory IR vytápění:

Infračervené sálavé teplo ve vašem domě je efektivní a bezpečný způsob vytápění domu. Instalace elektrických IR fólií se zaplatí během 2–3 let díky úspoře na tuhém palivu pro kotle a ceně kotelního zařízení.

Dokonce i u vytápění plynem z plynovodu tyto ohřívače nakonec zvítězí. Je pouze třeba je správně navrhnout pro konkrétní místnost a mít dostatečné technické podmínky pro výkon elektrické sítě.

Chcete vyprávět o tom, jak jste vybírali nebo montovali systém sálavého fóliového vytápění vlastníma rukama? Máte zájem podělit se o technické nuance a technologické jemnosti, které se budou hodit návštěvníkům webu? Pište prosím komentáře do blokového formuláře níže, ptejte se, zveřejňujte fotografie k tématu článku.