Plēves infrasarkanais sildītājs: ierīce, darbības princips, IR sistēmu veidu pārskats

Apkures sistēmas nedzīvojamām un dzīvojamām telpām tirgū ir pārstāvētas milzīgā daudzumā. Un starp visu šo daudzveidību plēves infrasarkanais sildītājs izceļas ar augstu lietderības koeficientu, ilgu kalpošanas laiku un paaugstinātu ekspluatācijas drošību.

Mūsu piedāvātajā rakstā detalizēti aprakstīts iekārtu darbības princips, kas tiek izmantots starojuma apkures veidošanai. Uzskaitīti plusi un mīnusi, norādīti tehniskie raksturlielumi. Mēs iepazīstināsim ar pielietojuma variantiem un populāru plēvju sistēmu ierīkošanas veidiem.

Elektroierīces IR apkurei

Akronīms PLEN nozīmē «plēves starojuma elektriskais sildītājs» vai vienkārši «plēves elektriskais sildītājs». Izmantot sildošo IR plēvi ir pieļaujams kā papildu, tā pamata siltuma avotu.

Faktiski tā ir plēve ar iekšējiem sildelementiem, kas izstaro infrasarkanos viļņus, elektriskajai strāvai plūstot caur tiem.

Infrasarkanā principa priekšrocības

Gaisa masu uzsildīšana telpā no viena vai otra avota var tikt veikta, izmantojot:

• siltumvadītspēju;
• konvekciju;
• termisko starojumu.

Pirmie divi siltumatdeves principi tiek izmantoti ūdens un eļļas radiatoros, kā arī ventilatoros ar sildīšanas spirālēm.

Tajos vispirms ar siltumnesēja vai TEN palīdzību tiek uzkarsēta kāda darba virsma, no kuras pēc tam tiek uzsildīts telpas gaiss tās tiešā tuvumā. Pēc tam ar dabiskās vai piespiedu konvekcijas palīdzību notiek gaisa apmaiņa jau visā telpā.

Plēves IR sildītāji pieder pie apkures sistēmām, kas silda nevis tieši gaisu telpā, bet vispirms sienu, mēbeļu, grīdas un griestu virsmas.

Termiskais starojums nozīmē siltuma pārnesi no avota ar elektromagnētiskā starojuma palīdzību infrasarkanajā spektrā. Gaiss tieši no IR stariem nevar uzsilt.

Tās spēj uzsildīt tikai cieto materiālu virsmas. Proti, vispirms PLĒN apkures sistēmas darbības rezultātā tiek uzsildītas mēbeles un apdare telpā, un tikai pēc tam tās atdod siltumu gaisam.

IR starus bieži sauc par "termisko starojumu", jo cilvēks infrasarkanās iekārtas darbības efektu uztver taustāmi kā siltuma sajūtu un tas nerada nekādu diskomfortu.

Infrasarkanais siltums ir elektromagnētiskie viļņi diapazonā no 0,74 līdz 2000 µm. Ja paskatās uz Sauli, aptuveni 40% tās starojuma uz Zemi ir redzamā gaisma, bet apmēram 10% un 50% attiecīgi UV un IR stari.

IR tipa plēves sildītāji ģenerē siltumenerģiju ar viļņa garumu aptuveni 9,2 µm. Cilvēkam šādi stari ir pilnīgi droši un dabiski, jo visvairāk atgādina "saules gaismu". Pati cilvēka ķermeņa izstaro infrasarkano starojumu ar viļņa garumu 9,6 µm.

Plēves apkures sistēmas uzbūve

IR plēves elektriskie sildītāji ietver trīs galvenos elementus:

• sildīšanas;
• pārvades;
• izstarojošs.

Pirmais pārveido elektroenerģiju siltumenerģijā. Otrais izkliedē radušos siltumu pa visu PLĒN laukumu, bet trešais izstaro infrasarkanos starus.

Papildus sildošajai IR plēvei plēves apkures sistēmā ietilpst arī termoregulators ar vienu vai vairākiem temperatūras sensoriem un kabeļi sildītāja pieslēgšanai elektrotīklam.

Sildīšanas elements PLĒN tiek izgatavots no augstas pretestības vadītāja. Parasti tā ir tieva sloksne no nihroma (no tā tiek izgatavotas spirāles TEN) vai oglekļa. Turklāt gandrīz visi plēves IR sildītāju ražotāji tagad ir pārgājuši uz otro variantu. Ogleklis ir ekonomiskāks, lētāks un efektīvāks.

Pārvades elements ir alumīnija folijas slānis, kam ir augsta siltumvadītspēja. Tas atrodas vienā vai abās IR plēves pusēs. Arī vairāki ražotāji nemaz neizmanto alumīniju, paļaujoties tikai uz izstarojošo materiālu.

Aplūkojamā plēves sildītāja augšējais slānis no abām pusēm ir izgatavots no PET (polietilēntereftalāta). Plēve no šī termoplasta ir ar augstu IR starojuma koeficientu, viegli iztur temperatūru līdz +200⁰C un ir lielisks dielektriķis.

Plēve attīra iekšējos sildīšanas elementus no kondensāta un mitruma, no izkliedētiem komponentiem veido vienotu sildīšanas sistēmu, kā arī samazina cilvēka elektriskās strāvas trieciena risku praktiski līdz nullei.

IR plēve ir veidota tā, lai sildelementi tajā varētu uzkarst tikai līdz +55 °C. Augstākas temperatūras praktiski nav iespējamas; šāda sasilšana ir iespējama tikai īslaicīgi avārijas situācijā, pēkšņi palielinoties tīkla spriegumam.

Plēves IR sildītāja aprēķins un uzstādīšana tiek veikti, ņemot vērā, ka plēve darbosies nevis pastāvīgi, bet īsos intervālos — no dažām sekundēm līdz dažām minūtēm.

Tas ir, šāds infrasarkanais sildītājs ātri paaugstina virsmu temperatūru telpā līdz vajadzīgajiem rādītājiem un pēc tam tiek izslēgts ar termoregulatoru. Un pēc tam atkal tiek apgādāts no elektrotīkla tikai ik pa laikam, telpas gaisam atdziestot.

Infrasarkanā sildītāja izmantošanas joma PLĒNA

Plēves starojuma elektriskie sildītāji visbiežāk tiek izmantoti kā papildinājums ūdens apkurei. Dienvidu reģionos tie var kalpot kā galvenā apkures sistēma. Ir tikai pareizi jāaprēķina situācijai nepieciešamā infrasarkanās plēves platība.

Ar plēves IR sildītāja palīdzību var sildīt grīdu pilnībā vai zonāli. To uzstāda uz griestiem un mansarda nogāzēm, sienas parastās dzīvojamās telpās un pat pirtīs, jo plēves ar IP 54 droši iztur paaugstinātu mitrumu.

Infrasarkanos plēves sildītājus ir atļauts uzstādīt:

• dzīvojamās lauku mājās;
• pilsētas dzīvokļos;
• pirtīs un saunās;
• ražošanas un noliktavu telpās;
• dzīvnieku turēšanas pagalmos;
• garāžās ar apkuri un bez;
• siltumnīcās un t.t.

Principiālu ierobežojumu attiecīgo zemo temperatūru elektrisko sildītāju izmantošanai nav. Vienīgais ierobežojums infrasarkanās apkures iekārtošanai – telpas augstums nedrīkst pārsniegt 3 metrus. Ja griesti ir augstāki, būs jāuzstāda augstas temperatūras un dārgāki infrasarkano sildītāju modeļi.

IR plēvju īpašības un veidi

Infrasarkanie elektriskie sildītāji iedalās divos veidos – zemas temperatūras un augstas temperatūras. Pirmie spēj sasilt tikai līdz +50 ⁰C, bet otrie pat līdz 200 ⁰C. Sadzīvē izmanto tikai pirmā tipa variantus, piemēram, PLĒN vai lampu un paneļu ierīces, kas paredzētas darbam no 220 V elektrotīkla.

Pašu IR plēvju biezums nepārsniedz 1 mm, bet ir arī metāla spailes to savienošanai ar vadiem, kas ir nedaudz biezākas.

Tehniskie parametri zemas temperatūras plēves IR sildītājiem ir šādi:

1. Nominālais spriegums – 220 volti.
2. Maksimālā plēves sasilšanas temperatūra ir 40–55⁰C atkarībā no modeļa un ražotāja.
3. Aizsardzības pakāpe pēc IP ir no «22» līdz «67».
4. Sildīšanas audekla svars ir aptuveni 500 grami/m².
5. Īpatnējā jauda – 150–300 W/m².
6. Strāvas slodze – 0,68–1,4 A/m².
7. Garums – 0,25–7 m.
8. Platums – 0,5–1 m.

Ražotāji infrasarkanajai plēvei piešķir garantiju uz 10–15 gadiem. Tomēr patiesībā šādas apkures sistēmas kalpo līdz pusgadsimtam.

Pēc montāžas veida plēves IR sildītāji iedalās:

• pie sienas stiprināmi – «sildošās gleznas» (papildu lokālai apkurei);
• griestu – aiz stieptajiem un piekaramajiem griestiem;
• grīdas – «siltās grīdas».

Grīdas analogs efektivitātes ziņā nedaudz atpaliek no griestu. Plēves siltā grīda nav novietojama zem skapjiem, gultām un dīvāniem. Un mēbeles dzīvojamā telpā vienmēr aizņem daudz vietas. «Glezniņas» un tikai plēves aiz dekora uz sienas – tas ir vissliktākais veids, kā izmantot IR plēves sildītājus.

Visefektīvākais ir griestu variants, infrasarkanie stari no griestiem aptver maksimāli iespējamo platību telpā.

Infrasarkanās sildplēves tiek ražotas šādā veidā:

• noteiktu izmēru modeļi (piemēram, «ZEBRA» vai «NIRVĀNA»);
• audekli individuālai griešanai pēc projekta izmēriem, tie tiek ražoti platumā no 50 līdz 100 cm.

Pirmo variantu nevar griezt montāžas vietā. Šādas sistēmas tiek ražotas gatavā veidā, jums tikai jāpievieno vadi ar spailēm. Tās ir īpaši rūpīgi jāizvēlas no ražotāja pieejamā izmēru klāsta, lai vēlāk ieklāšana neradītu problēmas.

Otrais plēvju variants tiek pārdots ruļļos līdz 7 metriem garumā. Šo infrasarkanās siltās grīdas variantu var sagriezt vajadzīgajos izmēros tieši telpā ar parastajām šķērēm.

Plēves sildītāju priekšrocības un trūkumi

Sildošo IR plēvju priekšrocības ir šādas:

1. Augsta drošība un uzticamība.
2. Minimāli elektriskās apkures sistēmas uzstādīšanas termiņi.
3. Maksimāli ātra un cilvēkam komfortabla telpas uzsildīšana.
4. Estētisks apkures sistēmas izskats, kas ir pilnībā nosegta ar dekoru.
5. Pilnīga sildītāja darbības automatizācija, un līdz ar to nav nepieciešamības pēc apkalpošanas.
6. Augsta efektivitāte.
7. Nulles risks siltumnesēja noplūdei no radiatoriem.
8. Nav problēmu ar skābekļa izžūšanu un izdegšanu telpas gaisā.
9. Absolūta darbības klusums.
10. Nav konvekcijas – nav visur nosēdošu putekļu.
11. Iespēja katrā mājas istabā iestatīt savu mikroklimatu atbilstoši norādītajiem parametriem.
12. Nav krasu temperatūras svārstību pa augstumu (starpība pie grīdas un zem griestiem būs 2–3 grādu robežās).

Vadītāji un sildelementi infrasarkanajā sildītājā tiek droši aizzīmogoti PET plēvē rūpnīcas apstākļos. Plus – šādā apkures sistēmā vispār nav kustīgu daļu. Nav ko nolietoties, salūzt vai korodēt.

Mājā ar platību 100 kvadrātmetri IR plēves sistēma kopā ar elektroinstalāciju un aizsardzību sadales skapī tiek uzstādīta 2–3 dienu laikā. Galvenais, lai tīkls būtu paredzēts nepieciešamajām slodzēm.

Elektriskā sildītāja ieslēgšana/izslēgšana tiek veikta ar termoregulatoru, kas seko temperatūrai telpā, izmantojot iebūvētos sensorus, un pats pievada strāvu sildelementiem. Ir arī programmējami termostati, kas ļauj iestatīt dažādus režīmus dažādām telpām un diennakts laikiem.

Augsta IR sildītāju izmantošanas ekonomija ir saistīta ar to darbības īslaicīgumu – tie tiek ieslēgti ar termoregulatoru kopumā tikai uz 10–20 minūtēm stundas laikā.

No plēves IR elektrisko sildītāju mīnusiem ir vērts minēt:

1. Lieli rēķini par elektroenerģiju.
2. Nepieciešamība pēc pietiekamas jaudas pie elektrotīkla ieejas mājā.

Ja mājas vai dzīvokļa platība ir vienāda, izmaksas par elektroenerģiju būs 1,5–2 reizes lielākas nekā izmaksas par gāzes apkuri no maģistrālās sistēmas. Bet gāzes katls, tā pieslēgšana maģistrālei vai gāzes tvertnei, kā arī radiatoru un cauruļu uzstādīšana – arī tās ir ievērojamas naudas summas.

Starojuma apkures sistēmas uzstādīšana izmaksās vairākas reizes lētāk nekā šāds variants. Un salīdzinājumā ar cietā kurināmā katliem tā uzvar vēl vairāk gan degvielas patēriņa, gan uzstādīšanas izmaksu ziņā.

Plēves IR apkures montāžas īpatnības

Elastīgos plēves sildītājus var bez īpašām grūtībām uzstādīt pašu spēkiem. Galvenais – transportēšanas un griešanas laikā nesaliekt plēvi leņķī, kas lielāks par 60 grādiem. Griezums tiek veikts vietās, ko ražotājs norādījis uz audekla.

Kā izolāciju vislabāk zem plēves likt izolonu vai penofolu ar IR starus atstarojošu folijas slāni. Bet termoregulators jāuzstāda tālāk no tiešiem saules stariem, radiatoriem un caurvēja.

Ja uzstāda programmējamu termostatu, tad dažādas mājas telpas var apsildīt secīgi vienu pēc otras. Tas ļaus būtiski samazināt strāvas un jaudas slodzes pīķus pie elektrotīkla ieejas mājā.

Lai sasniegtu maksimālu efektu, plēves sildītāja platībai jāsasniedz 60–70% no apsildāmās telpas kvadrātmetru. Turklāt IR plēvi nedrīkst likt zem mēbelēm uz grīdas un virs augstiem skapjiem zem griestiem. No šādas sildīšanas cilvēkiem nebūs nekāda labuma, bet gan parādīsies lokālas pārkaršanas vietas telpā.

Arī infrasarkano elastīgo elektrisko sildītāju joslas jāatbīda no sienām par 15–20 cm. Lai pareizi aprēķinātu un izkārtotu plēvi, iepriekš jāsastāda telpas plāns ar visiem nepieciešamajiem atkāpieniem un mēbeļu izvietojuma vietām.

Jebkurš apdares materiāls ir ekrāns infrasarkanajam starojumam. Jautājums tikai par tā caurspīdīguma pakāpi, IR staru vājināšanu un šīs apdares vai oderējuma sildīšanu. Daži apdares varianti laiž cauri vairāk izstarotā siltuma, bet citi mazāk.

1. variants – uz grīdas

Infrasarkanā IR sildītāja ieklāšana grīdas variantā tiek veikta uz līdzenas rupjas pamatnes no betona, koka plātnēm vai ģipškartona. To nevar likt betona segumā vai flīžu līmes slānī, polimēra plēve nav paredzēta sārmainai iedarbībai no izmantotā cementa.

Kā virsējo apdari ir atļauts ieklāt:

• lamināts (bez korķa pamatnes);
• plāns paklājs virs skaidu plātņu vai saplākšņa seguma;
• linolejs bez siltumizolācijas apakšslāņa.

Parketu virs IR plēves nav ieteicams likt. Parketa līstīšu koksne no pārkaršanas sāks plaisāt un čīkstēt.

Mēbeles uz kājām ir aizliegts novietot virs plēves sildītāja, tas var izraisīt tā saspiešanu un bojājumus, kā arī radīt lokālu grīdas seguma pārkaršanu.

Saskaņā ar SanPiN grīdu dzīvojamās telpās atļauts sildīt tikai līdz +26 ⁰C. Tomēr stiprā salā ārpus loga IR grīdas apkures sistēma būs jāieslēdz ar pilnu jaudu, lai sasniegtu komfortablu gaisa temperatūru telpā.

Un šajā gadījumā staigāt pa to basām kājām kļūs neērti. Tas ir galvenais grīdas varianta infrasarkanā plēves sildītāja trūkums.

2. variants – uz griestiem

Plēves infrasarkanos sildītājus griestu izpildījumā ir atļauts nosegt:

• ar eirooderējumu, MDF un ĢKL ar biezumu līdz 12 mm;
• ar stieptiem griestiem (PVC vai auduma);
• ar piekārtām sistēmām, piemēram, «Armstrong» vai «Grilljato».

Var izmantot arī plastmasas paneļus, bet tikai ar nosacījumu, ka to ražotājs pieļauj sava dekora uzkarsēšanu līdz +50⁰C.

Jo tuvāk infrasarkanajai plēvei ir griestu apdare, jo labāk. Maksimāli tās var atbīdināt vienu no otras tikai par 20 mm.

Ja IR plēves sildītājs tiek uzstādīts kopā ar piekaramajiem griestiem, tad sildošā plēve jāliek tieši uz sistēmas karkasa. To nevar fiksēt pie pārseguma, jo starp PLEN un apdares segumu būs pārāk liels gaisa sprauga.

Virs infrasarkanās plēves nedrīkst montēt nekādas metāla, spoguļu un stikla apdares konstrukcijas. Tāpat jāizvairās no stiklamagnija paneļu izmantošanas.

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Video #1. Par griestu PLEN priekšrocībām un uzstādīšanu:

Video #2. Sildošo infrasarkano plēvju veidi:

Video #3. IR apkures plusi un mīnusi:

Infrasarkanais starojuma siltums jūsu mājā ir efektīvs un drošs veids, kā apsildīt mājokli. Elektrisko IR plēvju uzstādīšana atmaksājas 2–3 gadu laikā, pateicoties ietaupījumam uz cieto kurināmo katliem un katlu iekārtu izmaksām.

Pat salīdzinājumā ar apkuri no maģistrālās gāzes, aplūkotie sildītāji galu galā uzvar. Vienīgi tie ir pareizi jāaprēķina konkrētai telpai un jābūt pietiekamiem elektrotīkla jaudas tehniskajiem nosacījumiem.

Vai vēlaties pastāstīt par to, kā izvēlējāties vai montējāt starojuma plēves apkures sistēmu ar savām rokām? Vai ir vēlme dalīties ar tehniskām niansēm un tehnoloģiskiem smalkumiem, kas noderēs vietnes apmeklētājiem? Rakstiet, lūdzu, komentārus zemāk esošajā blokformā, uzdodiet jautājumus, publicējiet fotogrāfijas par raksta tēmu.