Традиционные системы отопления используются весьма эффективно для обогрева зданий, но это не значит, что нельзя использовать современные разработки. Система ПЛЭН – современный метод эффективного отопления помещений, расшифровывается как «пленочный лучистый электронагреватель».
Производители уверяют, что данное оборудование является наиболее экономным способом согреть дом. Редакция «Сантехник Портал» провела собственное исследование, и выяснила, что это утверждение справедливо лишь отчасти и зависит от многих нюансов. Обо всем по порядку.
- Что такое лучистое отопление?
- Принцип действия ПЛЭН
- Технические характеристики ПЛЭН для бытового применения
- Варианты монтажа пленочных нагревателей
- Напольное размещение ПЛЭН
- Потолочное размещение ПЛЭН
- Расчет пленочного материала для потолка
- Сравнительный калькулятор ПЛЭН и электрокотла
- Преимущества и недостатки ИК системы обогрева
- Не вредно ли инфракрасное излучение?
- Чем можно отделать потолок с ПЛЭН?
- Как правильно подключить ИК ленту?
Что такое лучистое отопление?
ПЛЭН – это низкотемпературный плёночный электронагреватель с толщиной до 1 мм, характеризуются гибкостью и простотой монтажа. Рабочая поверхность обогревателя плэн нагревается в диапазоне 40-65 °С. Применяется данное оборудование для организации ИК теплого пола, но чаще практикуется потолочный способ размещения для создания греющего потолка.
По сути, это инфракрасная пленка с отражателем, в которой установлено несколько слоев резисторов.
Вообще существует только три варианта передачи тепловой энергии: прямая теплопередача, конвекция и инфракрасное излучение.
Самым распространенным является второй способ, когда помещение греется за счет смешивания и циркуляции холодных и горячих воздушных потоков. Для этого может использоваться электрический прибор или жидкий теплоноситель. Но у этого метода имеются серьезные недостатки – чрезмерная сушка воздуха, существенные температурные перепады в помещении, быстрое остывание.
При этом конвективная система отлично справляется с обогревом помещений, в которых теплоизоляция на низком уровне. Поэтому данная система получила широкое распространение.
Отопление при помощи инфракрасного излучения происходит иначе. Согласно физической закономерности, все тела, у которых температура выше -273°С излучают ИК волны. Чем выше температура предмета, тем выше интенсивность его излучения.
Прозрачное воздушное пространство полностью проницаем для распространения инфракрасных волн. Они легко преодолевают его и поглощаются только непрозрачными объектами, например, стенами, потолком, полом или мебелью. Поглощая ИК энергию, тала нагреваются и начинают интенсивнее излучать ИК волны. Так и происходит нагрев помещения.
Рассмотрим общий принцип конструкции пленочных электронагревателей, которые включают три главных компонента:
- Нагревательный элемент. Предназначается для трансформации электрической энергии в тепловую. При прохождении тока через нагреватель (ленточный или проволочный резистив, карбон) на нём выделяется тепловая энергия. При этом нужно учитывать удельное сопротивление и величину тока, который через него проходит.
- Передающий элемент. Необходим для перемещения тепловой энергии от нагревательного элемента по всей площади ПЛЭН. Обычно в качестве передающего компонента используется алюминиевая фольга, которая обладает высокой степенью теплопроводности. В некоторых моделях передающего элемента нет.
- Излучающий элемент. Это плоскость электронагревателя, которая состоит из пленки ПЭТ, которая по своим физическим свойствам имеет немалым коэффициентом излучения инфракрасных волн. Поскольку пленка ПЭТ считается отличным диэлектриком, в ПЛЭН она применяется для надежной изоляции токоведущих частей. Ламинирование токоведущих деталей осуществляется с обеих сторон.
Лучистое тепло очень быстро распространится, эффективно греет помещение и поддерживает в нем температуру в течение долгого времени. Помимо этого, ИК излучение лучше переносится живыми организмами, поскольку мы тоже генерируем инфракрасные волны. Тогда как при стандартном способе отопления холодные стены и пол поглощают наше инфракрасное тепло, тогда мы чувствуем дискомфорт и говорим, что «тянет».
В помещении с лучистым обогревом все иначе. Нагретые объекты самопроизвольно источают тепло и подпитывают им человека, поэтому в такой комнате всегда комфортно.
Принцип действия ПЛЭН
Русская печь – идеальный источник лучистого тепла. Однако такую громоздкую конструкцию можно соорудить далеко не в каждой комнате. Для этого придуманы компактные и эффективные пленочные электронагреватели «Зебра», которые были разработаны челябинскими инженерами электрических приборов.
Как уже было указано, конструкция ПЛЭН максимально проста. Представляет собой уложенный на подложку из фольги резистивный излучающий элемент, который заламинирован в прочную пленку. Общая толщина такого обогревателя примерно 1,5 мм. Длина и ширина не лимитированы.
В качестве резистивного компонента в конструкции применяется многослойная резисторная схема. В момент включения нагревателя на контакты резисторов подается электропитание для их разогрева. Изделие быстро разогревается до 45-40 С. Этого вполне достаточно, чтобы резисторы начали источать длинноволновое инфракрасное излучение. Оно рассеивается по помещению предельно равномерно и плавно впитывается различными непрозрачными объектами.
Они, в свою очередь, в ходе поглощения ИК волн разогреваются и отдают тепло в воздух. Чтобы температура в помещении увеличилась на десять градусов, понадобится 1-1,5 часа. Значение имеет степень теплоизоляции здания и точность прокладки пленочного нагревателя. Если при монтажных работах под него не укладывалась отражающая ик-волны подложка, он будет работать менее эффективно.
После того, как температура в комнате добралась до установленного значения, включается термореле, которое отключает нагреватель. После того, как помещение немного охладится, оно сработает снова и запустит обогреватель в работу. Таким образом ПЛЭН работает не постоянно, а только периодами, что делает его очень экономичным. Качество обогрева при этом совершенно не страдает: в комнате поддерживается заданная температура.
Приспособления производятся в виде полос, длину которых определяет производитель. Как правило, она варьируется в пределах 5-6 метров. Для удобства сборки внутри полосы устройство делится на части, которые могут быть отрезаны без потери работоспособности всей системы. Ширина полотен тоже разнится. Обычно можно встретить варианты шириной 0,5 или 1 метр, как у пленки «Зебра».
Технические характеристики ПЛЭН для бытового применения
Пленочные бытовые электронагреватели используются для создания систем обогрева разнообразных объектов с высотой потолка до 5,0 м: офисные здания, торговые помещения, частные дома, коттеджи, дачи, квартиры, социальные объекты, склады, производственные сооружения и др.
На данных объектах ИК система может применяться как основной или дополнительный вид обогрева. В системах бытового обогрева применяется ПЛЭН мощностью 150-300 Вт/кв.м, в зависимости от высоты потолка.
У плэн отопления технические характеристики следующие:
- номинальное напряжение Uн – 220 В, 50 Гц;
- удельная мощность – от 150 до 300 Вт/кв.м.;
- номинальный ток нагрузки Iн – от 0,68 до 1,36 А/кв.м;
- Max температура нагрева ПлЭн – 40-55 °С;
- степень защиты от внешних воздействий – IP54;
- длина полотна – от 0,25 до 7 м;
- ширина полос – от 0,5 до 1 м;
- толщина полотна – 0,4 мм;
- вес нетто – 500 г/кв.м.
Данные характеристики нужно учитывать при проектировке системы.
Варианты монтажа пленочных нагревателей
В теории ИК обогреватели пленочного типа можно установить на любую ровную поверхность. Но, на практике, их обычно монтируют на пол или на потолок. Можно установить и на стену, но это будет наименее эффективный вариант, так как разогретые воздушные потоки будут подниматься строго вверх, значительно ограничив действия нагревателя.
Поэтому рассмотрим подробнее все нюансы более эффективных способов применения ПЛЭМ напольного и потолочного размещения.
Напольное размещение ПЛЭН
Пленочная конструкция крепится непосредственно под любое напольное покрытие. После подключения нагревателя он быстро прогревается и начинает излучать ик-волны. Они поднимаются наверх до плоскости пола и вбираются напольным покрытием, которое греется и, в свою очередь, передает тепло в воздух. Обогреваемые потоки перемещаются на верх, им на замену прибывают более холодные.
В итоге комната довольно стремительно нагревается. Несмотря на разницу в месторасположении пленочных обогревателей, распространение температур у потолочной и напольной систем приблизительно одинаково.
Наивысший показатель температуры будет находится у поверхности пола, чуть ниже — на уровне головы. По равномерности рассредоточения тепловой энергии обе системы тоже почти одинаковы. Главным превосходством напольного способа расположения нагревателей считается отсутствие непосредственного инфракрасного влияния на окружающие предметы мебели и бытовую технику.
Имеются определенные особенности установки полос под напольное покрытие — оно может быть любым. Вдобавок, обогреватели можно класть напрямую в бетонную стяжку. Если покрытие, уложенное сверху ПЛЭН, не характеризуется надежностью, конструкция может быть испорчена заостренными объектами, массивной мебелью и т.п.
По этой причине под тонкие покрытия следует класть дополнительный слой защиты для пленки. Еще одна характерная черта состоит в том, что ИК обогреватель может перегреться, если на него поставить большую мебель или тяжелую бытовую технику. Поэтому под такими объектами полотна желательно не укладывать, оставив место под крупногабаритными предметами пустым.
Потолочное размещение ПЛЭН
Пленочные обогреватели, размещаемые на потолке, являются более популярными. Функционируют они следующим образом: при включении системы излучатели начинают распространять ИК волны, направляя их строго вниз. Лучи устремляются к полу, и большая их часть им поглощается. Остальные волны впитываются предметами обстановки, в результате чего пол и крупная мебель начинают собирать тепло, а потом и отдавать энергию в пространство.
Согласно законам физики, теплая воздушная масса поднимается наверх. Более холодные потоки воздуха сходят вниз и прогреваются. Следовательно, максимальный уровень температуры в комнате будет у пола. На высоте 1,5-1,8 м ее уровень будет уже на 1-2С ниже. Подобное размещение температурных режимов доктора находят наиболее подходящим для организма и отличного самочувствия человека.
При этом следует не забывать, что нагрев происходит предельно однородно. Еще одно преимущество: для сокрытия ИК отопления ПЛЭН на потолке позволено применять почти любое доступное покрытие. Исключением будут лишь натяжные потолки, как тканевые, так и пленочные, так как он может деформироваться от близости к нагревателю.
Впрочем, если очень нужно объединить натяжной потолок и ПЛЭН можно организовать между ними дополнительный защитный слой из гипсокартона. Еще одним достоинством монтажа пленочных нагревателей на площадь потолка считается низкий риск их нечаянного повреждения.
Хотя, в многоквартирном доме всегда присутствует риск протекания от соседей сверху, в результате чего система неизбежно выйдет из строя. К недостаткам потолочного размещения относится сложность монтажа. Однако с технической точки зрения такая система ничем не отличается от напольного или настенного способа монтажа. Еще один изъян — влияние ИК излучения на бытовую технику.
Количество энергии, которое требуется для обогрева объекта, определяет его высота. Профессионалы не рекомендуют устанавливать пленочную систему на потолок строения высотой более 3,5 м, так как в этом случае затраты на отопление жилья будут чрезмерно высоки.
Расчет пленочного материала для потолка
Представляем образец, как рассчитать ПЛЭН для греющего потолка.
Условия:
- Общая отапливаемая площадь 100 кв.м.
- Стены из пеноблока 300 мм, утепление стен 100 мм, утепление потолка и пола 150 мм.
- Высота потолка: 2,7 м.
- Выделенная мощность 15 кВт.
Рекомендуемая минимальная удельная мощность ПЛЭН на 1 кв.м = 120 Вт/кв.м отапливаемой площади. Вычисляем общую установленную мощность на объекте: 100 кв.м x 120 Вт/кв.м = 12 000 Вт = 12 кВт. С учетом коэффициента спроса 0,6, в сильные морозы будет задействовано = 12 кВт x 0,6 = 7,2 кВт.
Определяем удельную мощность нагревателей в зависимости от высоты потолка на объекте (2,7 м). Для данной высоты рекомендовано использовать ПлЭн 150, 170 или 180 Вт/кв.м. К примеру, ПЛЭН 170 Вт/кв.м.
При данной мощности необходимо установить на потолок пленки 70 % от общей отапливаемой площади, что составляет: 100 кв.м x 0,7 = 70 кв.м ПлЭн.+
Обратите внимание! Это предварительный примерный расчет количества ПЛЭН. Для более точного расчета рекомендуем обратиться к специалистам.
Сравнительный калькулятор ПЛЭН и электрокотла
Данный калькулятор сравнивает эффективность работы ПлЭн и электрокотла на реальных вводных данных помещения и стоимости 1 кВт/час.
Преимущества и недостатки ИК системы обогрева
Каждому, кто решил сделать в своем жилье ПЛЭН, будет полезно выяснить все достоинства и недостатки концепции. Перечислим сначала преимущества ее монтажа:
- Экономичность. В сравнении с другими видами электрического отопления расходы на электроэнергию на треть ниже. При этом дополнительных расходов на эксплуатацию нет.
- Надежность и износостойкость. Заделанные в пленку резисторы могут проработать бесконечно продолжительно. Движимые и изнашивающиеся детали в системе отсутствуют.
- Компактное расположение. Пленочные обогреватели могут быть вмонтированы под любое покрытие. Они не забирают много полезной площади.
- Автоматизация конструкции. Это позволяет контролировать температуру окружающего воздуха в отапливаемом помещении и беречь электроэнергию.
- Универсальность. Повреждение одной из частей ПЛЭН не приводит к выходу из строя все разогревающее покрытие.
- Благоприятное воздействие на микроклимат в помещении. В процессе функционирования системы состав растворенного кислорода и влажность воздуха в комнате не изменяются. Тепло распространяется наилучшим для человека образом.
Помимо этого, необходимо понимать, что ПЛЭН функционирует совершенно беззвучно, без конвекционных струй воздуха и пыли. КПД системы может достичь практически 100%, потерей тепла нет. Срок эксплуатации комплектующих исчисляется десятками лет. Почти все производители предоставляет гарантийный сертификат на 25 лет, при этом подчеркивая, что ресурс оборудования достигает как минимум 50 лет службы. На протяжении всего периода использования пленочные нагреватели не нуждаются в техническом обслуживании.
Имеются у ПЛЭН и недостатки. Самое основное, для укладки нужны будут достаточные электромощности и абсолютно исправная электропроводка. А такие условия есть не во всех домах. В таком случае понадобится провести новую проводку, а это лишние затраты.
Другой минус – если в сети падает напряжение, то количество вырабатываемого тепла заметно снижается. Однако на температуре в комнате это никак не отражается, так как в этом случае просто возрастет продолжительность работы оборудования в автоматическом режиме. Но это сказывается на количестве потребления электричества и, соответственно, на счетах за электроэнергию.
Порой пленочные обогреватели фиксируют на потолке или стенах без какой-либо дополнительной отделки. Это в корне неправильно. Фольга, на которую закрепляются проводники, наделена очень высокой отражательной способностью. Это оказывает визуальное неудобство, да и просто смотрится не эстетично.
Поэтому ПЛЭН рекомендуется прикрывать какой-нибудь отделкой. При этом необходимо понимать, что поклеить обои, к примеру, сверху пленочного нагревателя не получится. Также его запрещено красить или шпаклевать. Лучше применять декоративное покрытие, которое монтируется над оборудованием.
Не вредно ли инфракрасное излучение?
Чтобы понять, насколько безопасно использование данной системы обогрева, необходимы выяснить, что собой представляет инфракрасное излучение. Это электромагнитные волны разной длины. Источник электромагнитного излучения – Солнце, распространяющее огромное число волн различного спектра. Самые длинные из них человеческий глаз видит, как красный цвет.
Но кроме этого, есть также не улавливаемые невооруженным глазом волны – инфракрасные, которые еще длиннее. Такие волны ощущаются человеком в виде тепла при попадании на кожные покровы.
Инфракрасные волны, в свою очередь, бывают разной длины:
- короткие, излучаемые объектами с температурой свыше 800С;
- средние, испускаемые телами, разогретыми до 600С;
- длинные, излучаемые предметами с температурой до 300С.
Исходя из длины волны ИК излучение влияет на живые организмы различным образом. Короткие волны проникают в тело человека довольно глубоко и могут нагреть внутренние органы. На зонах поверхности кожи, которые подверглись влиянию коротких ик волн, возникают покраснения, волдыри и даже ожоги. Волны средней длины оказывают более мягкое влияние, однако все-же не рекомендуются для организма.
Длинноволновое ИК излучение чувствуется человеком как приятное тепло, проникающее в наружные слои кожных покровов и плавно согревает находящуюся в них влагу. Именно поэтому все живые организмы так любят отогреваться под солнцем. Длинные волны не только греют, но и укрепляют иммунитет, запускают алгоритмы восстановления и регенерации многих систем и органов.
Принимая во внимание, что пленочное оснащение нагревается до 45-50С, можно не сомневаться, что оно распространяет длинные ИК волны. В рабочем режиме поддержания установленной окружающей температуры конструкция функционирует в ориентировочно 6-10 минут в час. Таким образом, система оказывает краткосрочное влияние на человека. Безопасность применения ПЛЭН подтверждается массой сертификатов. Пленочное отопление рекомендуется устанавливать в детских и медицинских учреждениях.
Чем можно отделать потолок с ПЛЭН?
Окончательная отделка потолка для ПЛЭН, как правило, делается из эстетических соображений. Если потолочный нагреватель закрыть отделкой, то на КПД оборудования это почти не повлияет. При условии, что нашли применение рекомендуемые материалы для чистовой отделки.
Причем, чем ближе отделка к пленке, тем лучше. Минимальный промежуток от полотна до чистового декора не регламентировано. Основное требование — отсутствие механического воздействия на полосы отделочной конструкцией.
Противопоказано прижимать и передавливать ПЛЭН каркасом, листами обшивки, панелями и т.д. Если на пленочный электронагреватель будет оказываться механическое давление, то со временем это приведет к аварийному режиму функционирования и выходу из строя обогревателя.
Внимание! Максимальное рекомендуемое расстояние от ПЛЭН до чистовой обшивки потолка 200 мм.
Рекомендуемые материалы:
- натяжные потолки (тканевые, ПВХ)с листом гипсокартона;
- панели МДФ, ГКЛ, ГСП, СМЛ (толщина до 12,5 мм);
- евровагонка (толщина до 12 мм);
- пластиковые панели (при возможности эксплуатации при +50 °С);
- подвесной потолок Грильято;
- подвесной потолок Армстронг (толщина до 12 мм).
Из не подходящих материалов специалисты ресурса «Сантехник Портал» выделили следующие: алюминий, серебро, золото, медь. Данные материалы обладают высоким коэффициентом отражения и низким коэффициентом излучения ИК волн. Система в этом случае будет работать неэффективно.
Что делать в случае, если внутренняя электропроводка строения проложена по потолку? Здесь два решения:
- Греющие полотна размещаются поверх внутренней электропроводки здания.
- Внутренняя электропроводка монтируется поверх электронагревателей со своими крепежами в промежутках между полосами.
Оба варианта абсолютно безопасны, поскольку при работающем ПЛЭН наибольший уровень температуры нагревателей и внутренней электропроводки не будет выше + 50 °С.
Осветительные приборы прикрепляются к потолку в промежутках между полотнами. Дистанция промежутков может составлять от 2 до 30 см.
Как правильно подключить ИК ленту?
Система пленочного лучистого обогрева запитывается от электросети 220 В, 50 Гц. Подключение — параллельное. Подсоединение с двумя выводами выполняется по двухпроводной схеме Фаза L, Ноль N.
Подключение ПЛЭН с тремя и более выводами производится также по двухпроводной схеме, но с учетом заводской маркировки выводов: Фаза L, Ноль N.
Если у пленочного оборудования есть заземление (например, Зебра ЭВО-300), то подключение осуществляется параллельно по трехпроводной схеме: Фаза L, Ноль N, заземление PE:
Изготовитель утверждает о том, что его изделие будет функционировать бережливо и эффективно. Однако следует понимать, что это объективно только для определенных условий. Если, например, строение никак не утеплено, ожидать от пленочного обогрева эффективности бессмысленно.
Какие же условия необходимо соблюдать для извлечения наибольшей эффективности от ИК системы?
Одно из ключевых — тщательная теплоизоляция зданиия. Относительно утепления стен имеются определенные нюансы. Теплоизоляция стен должна быть выполнена снаружи. Для этого могут применяться разнообразные материалы: термоизоляция с последующим оштукатуриванием, сэндвич-панели и т.п. Если утеплить стены изнутри, ИК отопление станет бесполезным.
Стены с теплоизолятором не станут накапливать и отдавать теплоэнергию, так как изоляционный материал начнет препятствовать этому. Для организации эффективной системы обогрева не обязательно целиком и полностью выстилать пол или потолок пленкой. Если лучистое отопление предполагается использовать в качестве основного источникм отопления, то вполне хватит покрыть 70-80% площади потолочной или напольной поверхности. Для создания дополнительного обогрева будет достаточно покрыть 30-40% площади.
Значимо верно подобрать высоту крепежа терморегулятора. Для потолочного размещения он должен располагаться на высоте ориентировочно 1,7 м от уровня пола. Для напольного монтажа его подымают на 10-15 см выше от поверхности пола. Если промахнуться с высотой закрепления устройства, система будет работать некорректно.
Еще один значимый момент — обеспечение достаточной для полноценной деятельности системы мощности тока. Сделать это следует обязательно, иначе экономичность ПЛЭН значительно понизится. Для решения проблемы будет достаточно установить специальный блок распределения нагрузки. Прибор позволяет включать попеременно разные контуры, увеличивая тем самым мощность, которая подается на каждый из них.
Установка пленочного нагревателя должна выполняться только на специальную подложку, которая обладает хорошими отражающими свойствами и не позволяет основанию, на которое уложены полотна, поглощать инфракрасное излучение. Оно перенаправляется в противоположную сторону, что обеспечивает максимально эффективную работу системы. Без такой подложки часть инфракрасных волн поглощается основанием, что ведет к неоправданным энергопотерям.
Значение также имеет высота отапливаемого помещения, если оборудование размещается на потолке. Стандартные модели пленочных излучателей рассчитаны на то, что инфракрасная волна будет преодолевать расстояние не больше 3,5 м. Если оно больше, излучение не достигает пола. И, соответственно, система не будет работать корректно. Так получается, что если в комнате высокие потолки, необходимо выбирать напольный вариант монтажа или искать более мощные нестандартные модели пленочных обогревателей.
Таким образом, система ПЛЭН имеет право на существование. Это относительно экономное и абсолютно безопасное отопительное оборудование. Однако его эффективность зависит от соблюдения некоторых условий. Любое электроотопление затратное, какую бы бережливость не заявляли производители. Монтаж и использование пленочного лучистого электронагревателя никогда не окупятся по сравнению с газом, даже при наличии многозонного счетчика.
