Система отопления ПЛЭН: специфика инфракрасного пленочного отопления

Наша жизнь никогда не останавливается. Технические разработки, еще вчера считавшиеся новинками, сегодня уже устаревают. Не исключение и отопительные системы. Конструкции с жидким теплоносителем, некогда считавшиеся безальтернативным вариантом, давно уже не удовлетворяют требовательного потребителя. Им на смену приходит множество перспективных разработок. Одна из них система отопления ПЛЭН – эффективный способ обогрева дома.

Содержание статьи:

• Лучистое отопление: что это такое
• Плэн: как это устроено
• Способы установки пленочных нагревателей
  • Потолочные нагревательные системы
  • Напольное размещение нагревателей
• Система ПЛЭН: достоинства и недостатки
• Инфракрасное излучение: польза или вред
• Эффективная работа пленочного отопления
• Полезное об устройстве отопления ПЛЭН

Лучистое отопление: что это такое

В природе существует всего три способа передачи тепла: прямая теплопередача, конвекция и инфракрасное излучение. Широко распространенное в нашей стране, да и во всем мире, конвективное отопление для своей работы использует второй способ.

Это означает, что нагрев помещения происходит благодаря движению и перемешиванию холодного и горячего воздуха. Последний нагревается от радиаторов.

Широко распространенное в нашей стране отопление конвективного типа предполагает некомфортное для человека распределение температуры и большие потери тепла

Они могут разогреваться жидким теплоносителем, электричеством, воздухом или любым другим способом. Недостатками конвективного отопления считаются значительные перепады температуры в помещении, пересушивание воздуха, невозможность вентиляции комнаты без потерь тепла. Но самое главное – оно недостаточно эффективно. Сам принцип конвекции предполагает некоторые теплопотери.

Нужно признать, что конвективная система достаточно хорошо справляется с отоплением зданий с недостаточной теплоизоляцией, благодаря чему и получила такое широкое распространение. Лучистое отопление действует иначе. По законам физики все тела, имеющие температуру выше абсолютного нуля по шкале Кельвина или -273° по Цельсию, излучают инфракрасные лучи. Чем выше температура объекта, тем выше интенсивность его излучения.

Прозрачная воздушная среда полностью проницаема для инфракрасных волн. Они с легкостью преодолевают ее и поглощаются только непрозрачными телами. Это могут быть стены, потолок, пол или мебель. При поглощении инфракрасных лучей предметы разогреваются и, в свою очередь, начинают интенсивнее генерировать ик-волны. Именно так при работе инфракрасного обогревателя происходит нагрев воздуха в отапливаемом помещении.

Лучистое отопление создает в помещении максимально комфортный для человека микроклимат

Лучистое тепло очень быстро разогревает комнату и долго удерживает в ней нужную температуру. Кроме того, оно лучше воспринимается живыми организмами. Объяснение этому достаточно простое. Человеческое тело, как и любое другое, тоже генерирует ик-волны. Находясь в помещении, отапливаемом конвективным способом, человек испытывает определенный дискомфорт от того, что разогретыми оказываются только радиаторы.

Прохладные, а то и холодные, стены, пол и другие крупные предметы начинают «вытягивать» инфракрасное тепло из человеческого тела, что и приводит к дискомфорту. В комнате с лучистым отоплением все иначе. Нагретые предметы сами излучают тепло и подпитывают им человека, поэтому в такой комнате всегда комфортно.

При прочих равных условиях, и даже при разнице температур в пользу комнаты с конвективным отоплением, более комфортно человеку будет в помещении с лучистым отоплением.

Плэн: как это устроено

Идеальный источник лучистого обогрева – массивная русская печь. Однако ее можно установить далеко не во всех помещениях. Инженеры разработали несколько типов различных инфракрасных обогревателей. Самым экономичным и эффективным вариантом, пожалуй, можно считать систему ПЛЭН, использующую для обогрева особые пленочные нагреватели. Она была разработана челябинскими учеными относительно недавно.

Расшифровывается название системы как «пленочный лучистый электронагреватель». Именно это устройство лежит в основе системы. Конструкция его предельно проста. ПЛЭН представляет собой уложенный на подложку из фольги резистивный излучающий элемент, заламинированный в прочную пленку. Общая толщина такого нагревателя составляет порядка 1,5 мм. Длина и ширина может быть разной, это зависит от производителя.

На рисунке представлена схема устройства пленочного инфракрасного нагревателя

В качестве резистивного элемента в устройстве используется многослойная резисторная схема. В момент включения обогревателя на контакты резисторов подается электропитание, необходимое для их разогрева. Устройство разогревается до 45-40С. Этого вполне достаточно, чтобы резисторы начали испускать длинноволновое инфракрасное излучение. Оно рассеивается по комнате предельно равномерно и постепенно поглощается всеми непрозрачными предметами.

Они, в свою очередь, в процессе поглощения инфракрасных волн нагреваются и начинают постепенно отдавать тепло в воздух. Практика показывает, что для того, чтобы температура в комнате повысилась на десять градусов, потребуется 1-1,5 часа. Значение имеет теплоизоляция помещения и правильность укладки пленочного обогревателя. Если при монтаже последнего под него не укладывалась отражающая ик-волны подложка, он будет работать менее эффективно.

После того, как температура в помещении достигла заданного значения, срабатывает термореле, отключающее нагреватель. После того, как комната немного остынет, 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.

Инфракрасные пленочные нагреватели выпускаются в виде полос различной ширины и длины. Для удобства монтажа они разделены на фрагменты, по которым их можно разрезать ножницами

Устройства выпускаются в виде полос, длину которых определяет производитель. Чаще всего она варьируется в пределах 5-6 метров. Для удобства монтажа внутри полосы оборудование разделяется на фрагменты, которые могут быть отрезаны без потери работоспособности всей системы. Ширина полос тоже разнится. Наиболее часто можно встретить модели шириной 0,5 или 1 метр.

Способы установки пленочных нагревателей

Теоретически инфракрасные обогреватели пленочного типа можно монтировать на любую ровную поверхность, ориентированную практически как угодно. На практике их чаще всего устанавливают на пол или на потолок. Возможна установка на стену, но это самый малоэффективный вариант. Объясняется это тем, что разогретый воздух будет подниматься строго вверх. Таким образом область действия нагревательного прибора будет существенно ограничена.

По этой причине использовать настенный вариант для отопления комнаты нецелесообразно, а вот в качестве дополнительного источника тепла он вполне подойдет. Собственно, для укладки на потолок или на пол могут быть использованы одни и те же модели пленочных обогревателей. Поэтому рассмотрим подробнее все нюансы их использования тем или иным образом.

Закрепление на стену — не самый распространенный способ монтажа пленочных нагревателей, поскольку в этом случае ограничивается площадь обогрева

Потолочные нагревательные системы

Размещенные на потолке пленочные нагреватели функционируют следующим образом. При активации системы она начинает излучать инфракрасные волны, которые направлены строго вниз. Излучение движется по направлению к полу и большей частью им поглощается. Остальные волны задерживаются мебелью и другими крупными предметами. В результате все они, включая пол, начинают аккумулировать, а потом и отдавать тепло.

В полном соответствии с законами физики нагревшийся воздух начинает подниматься вверх. Более холодные воздушные массы опускаются ниже и разогреваются. Таким образом получается, что максимальная температура в помещении будет на уровне пола. На высоте 1,5-1,8 м она будет уже на 1-2С ниже. Такое распределение температур медики считают оптимальным для здоровья и хорошего самочувствия человека.

При этом нужно помнить, что обогрев осуществляется максимально равномерно. Еще одно достоинство: для маскировки инфракрасного отопления ПЛЭН на потолке можно использовать практически любое доступное покрытие. Исключением здесь станут только натяжные потолки, как тканевые, так и пленочные. При работе пленка нагревается, а поскольку она будет расположена достаточно близко к полотнищу потолка, последнее может деформироваться.

Впрочем, если очень хочется совместить натяжной потолок и ПЛЭН домашние мастера рекомендуют устанавливать дополнительную защиту из слоя гипсокартона. Она будет принимать на себя излишки тепла, и натянутое полотно останется в неизменном виде. Еще одним преимуществом установки пленочных обогревателей на потолок считается малый риск их случайного повреждения.

При размещении инфракрасных пленочных нагревателей на потолке получается наиболее комфортное для человека распределение температуры, когда самый теплый воздух находится у пола (+)

Правда, для многоквартирных домов это не так. Всегда существует риск протечки от соседей сверху, при которой система неизбежно выйдет из строя. К числу недостатков потолочной системы обычно относят сложный монтаж. Однако это неправда. Чисто технически он ничем не отличается от напольного или настенного варианта установки. Надо признать, что он лишь более неудобен.

Еще один минус – воздействие инфракрасного излучения на бытовую технику. Нельзя с уверенностью утверждать, что оно приведет к быстрому выходу приборов из строя, но такая возможность есть. Количество энергии, требующейся на обогрев помещения, определяет его высота. Специалисты не рекомендуют монтировать пленочную систему на потолок помещения высотой больше 3,5 м. Поскольку в этом случае затраты на отопление будут слишком высоки.

Напольное размещение нагревателей

Пленочная система укладывается под напольное покрытие, которое в данном случае может быть практически любым. После включения нагревателя он быстро разогревается и начинает испускать ик-волны. Они поднимаются вверх до плоскости пола и поглощаются напольным покрытием, которое нагревается и, в свою очередь, начинает передавать тепло воздуху. Теплые потоки движутся вверх, им на смену приходят более холодные.

В результате комната достаточно быстро прогревается. Несмотря на различие в расположении пленочных нагревателей, распределение температур у потолочной и напольной схем получается примерно одинаковым.

Наивысшая температура будет у поверхности пола, чуть ниже – на уровне головы. По равномерности распределения тепла обе системы так же примерно одинаковы. Основным преимуществом напольного варианта размещения обогревателей можно считать отсутствие прямого инфракрасного воздействия на бытовую технику и мебель.

Напольная схема размещения пленочных нагревателей предполагает минимальные теплопотери и комфортное распределение температур в помещении (+)

Существуют некоторые особенности монтажа пленки под напольное покрытие. Как уже говорилось, оно может быть любым. Более того, нагреватели можно укладывать прямо в стяжку. Возможно, это один из лучших вариантов, поскольку пленка достаточно уязвима и требует бережного отношения. Если покрытие, уложенное поверх ПЛЭН, не отличается прочностью, система может быть повреждена острыми предметами, громоздкой мебелью и т.п.

Поэтому настоятельно рекомендуется под тонкие покрытия укладывать дополнительный защитный слой для пленки. Еще одна особенность заключается в том, что пленочный ик обогреватель может перегреваться, если поверх него установить крупную мебель или тяжелую бытовую технику. По этой причине под такими предметами пленку лучше не укладывать, оставив участок под крупногабаритными вещами пустым.

Система ПЛЭН: достоинства и недостатки

Всем, кто хотел бы поставить в своем доме ПЛЭН, интересно узнать о достоинствах и недостатках системы. Начнем с преимуществ ее установки:

• Экономичность. По сравнению с другими видами работающего от электричества отопления затраты на электроэнергию меньше в среднем на треть. Эксплуатационные расходы не требуются.
• Надежность и долговечность. Запаянные в пленку проводники могут служить неограниченно долго. Движущиеся и изнашивающиеся части в конструкции отсутствуют.
• Компактное размещение. Пленочные нагреватели могут быть установлены под любым покрытием. Они не занимают большого количества свободного пространства.
• Автоматизация системы. Это дает возможность регулировать температуру в отапливаемых помещениях и экономить электроэнергию.
• Универсальность. Поломка одного из фрагментов ПЛЭН не выводит из строя все греющее покрытие.
• Благоприятное влияние на микроклимат. При работе системы количество кислорода и влажность воздуха в помещении не изменяются. Тепло распределяется оптимальным для человека образом.

Кроме того, нужно знать, что ПЛЭН работает абсолютно бесшумно, без конвекционных потоков из воздуха и пыли. КПД системы достигает почти 100%, потери тепла отсутствуют. Срок службы оборудования исчисляется десятилетиями. Большинство производителей дает гарантию на 25 лет, подчеркивая, что ресурс системы составляет как минимум 50 лет службы. В течение всего срока эксплуатации пленочные нагреватели не нуждаются в техническом обслуживании.

Одно из достоинств системы ПЛЭН — компактное размещение. Ее легко можно спрятать под практически любым типом напольного или потолочного покрытия

Есть у системы и недостатки. Прежде всего, для ее установки потребуются достаточные электромощности и полностью исправная электропроводка. Что не всегда возможно, особенно если речь идет о старых домах. В таком случае, скорее всего, потребуется проложить новую проводку, а это дополнительные затраты. При падении напряжения в сети количество вырабатываемого пленочным нагревателем тепла снижается.

Правда, на температуре в помещении это никак не скажется, поскольку автоматически возрастет длительность работы оборудования. Но на счетах за электроэнергию скажется. Иногда пленочные нагреватели закрепляют на потолке или стенах без какой-либо дополнительной отделки. Это неправильно. Фольга, на которой закреплены резистивные элементы, обладает высокой отражательной способностью.

Фольга с закрепленными на ней резистивными элементами блестит, что вызывает зрительный дискомфорт. Рекомендуется закрывать ее декоративным покрытием

Это вызывает зрительный дискомфорт, да и просто не эстетично. Поэтому желательно закрывать ПЛЭН какой-либо отделкой. При этом нужно знать, что поклеить обои, например, поверх пленочного нагревателя не получится. Его так же нельзя покрасить или зашпаклевать. Лучше всего использовать любое декоративное покрытие, которое нужно будет установить над оборудованием.

Инфракрасное излучение: польза или вред

У большинства из тех, кто задумывается об установке инфракрасного оборудования в своем доме, возникает вопрос о безопасности такой системы. Для начала разберемся с тем, что же такое ик-излучение. Это электромагнитные волны определенной длины. Их естественный источник – Солнце, которое излучает большое количество волн различного спектра. Самые длинные из них относятся к так называемым красным, потому что человеческий глаз видит их как красный цвет.

Однако учеными было доказано, что существуют еще и инфракрасные волны, длина которых несколько больше. Они относятся к волнам невидимого для человека спектра. Они попадают на кожу и ощущаются как тепловое воздействие. Но не все инфракрасное излучение одинаково. Физики выделяют три группы таких волн:

• Короткие, излучаемые телами с температурой свыше 800С.
• Средние. Их испускают предметы, разогретые до 600С.
• Длинные. Излучаются телами с температурой до 300С.

В зависимости от длины волны инфракрасное излучение воздействует на живые организмы по-разному. Короткие волны проникают в тело человека достаточно глубоко и способны разогреть внутренние органы. На участках кожи, которые подверглись воздействию коротких ик-волн, образуются покраснения, волдыри и даже ожоги. Волны средней длины обладают более мягким воздействием, но все-таки нежелательны для организма.

Пленочные нагреватели разогреваются до температуры 50С, соответственно излучают только длинные инфракрасные волны, полезные для человека

Длинноволновое инфракрасное излучение воспринимается человеком как приятное тепло. Оно проникает в верхние слои кожи и мягко разогревает находящуюся в них влагу. Именно поэтому все живые организмы так любят греться на солнышке. Длинноволновое ик-излучение не только греет, но и активизирует иммунитет, запускает механизмы восстановления и регенерации множества систем и органов.

Учитывая, что пленочное оборудование разогревается до 45-50С, можно быть уверенным, что излучает оно длинные инфракрасные волны. В рабочем режиме поддержания заданной температуры система работает в среднем от 6 до 10 минут в час. Таким образом, она оказывает кратковременное воздействие на человека. Безопасность ПЛЭН подтверждается множеством сертификатов. Оно рекомендовано для установки в медицинских и детских учреждениях.

Эффективная работа пленочного отопления

Производитель заявляет о том, что его продукция будет работать экономично и эффективно. Однако нужно понимать, что это справедливо только для определенных условий. Если, к примеру, здание не утеплено, ждать от пленочной системы отопления ПЛЭН эффективной работы, по меньшей мере, бессмысленно. Какие же требования нужно соблюсти для получения наибольшей отдачи от инфракрасного оборудования?

Одно из основных – тщательная теплоизоляция стен, дверей и окон в здании. Если с последними все понятно, то относительно теплоизоляции стен есть некоторые нюансы. Утепление стен должно выполняться снаружи. Для этого могут использоваться различные материалы: теплоизоляция с последующим оштукатуриванием, сэндвич-панели и т.п. Если утеплить стены изнутри, инфракрасное отопление окажется бесполезным.

Для максимально эффективной работы инфракрасного отопления важно, чтобы стены здания были утеплены снаружи. Изолированные изнутри стены не смогут аккумулировать тепло

Стены, покрытые теплоизолирующим материалом, не будут аккумулировать и отдавать тепло, поскольку изолятор будет этому препятствовать. Для обустройства эффективной системы отопления не обязательно полностью покрывать пол или потолок ик-пленкой. Если предполагается, что такое отопление будет основным, достаточно накрыть 70-80% площади потолочной или напольной поверхности.

Для обустройства дополнительного отопления будет вполне достаточно накрыть 30-40% площади.  Важно правильно выбрать высоту крепления терморегулятора. Для потолочного варианта монтажа пленки он должен находиться на высоте порядка 1,7 м от уровня пола. Для напольной установки его поднимают на 10-15 см выше пола. Если ошибиться с высотой закрепления прибора, система будет работать некорректно.

Еще один важный момент – обеспечение достаточной для полноценного функционирования системы мощности тока. Сделать это нужно обязательно, иначе экономичность плэн существенно понизится. Для решения проблемы будет достаточно поставить специальный блок распределения нагрузки. Устройство позволяет включать попеременно разные контуры отопительной системы, увеличивая тем самым мощность, подающуюся на каждый из них.

На рисунке представлена схема монтажа пленочных нагревателей

Монтаж пленочного нагревателя следует осуществлять только на специальную подложку. Она обладает отражающими свойствами и не позволяет основанию, на которое уложена пленка, поглощать инфракрасное излучение. Оно перенаправляется в противоположную сторону, что обеспечивает максимально эффективную работу оборудования. Без такой подложки часть инфракрасных волн поглощается основанием, что ведет к неоправданным энергопотерям.

Еще один важный момент – высота отапливаемого помещения, если система закрепляется 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. Таким образом, если в комнате высокие потолки, нужно выбирать напольный вариант монтажа или искать более мощные нестандартные модели пленочных обогревателей.

Монтаж инфракрасных пленочных нагревателей должен осуществляться только на специальную подложку, иначе неизбежны теплопотери

Полезное об устройстве отопления ПЛЭН

Основные характеристики системы ПЛЭН:

Как установить плэн под натяжной потолок:

Как смонтировать систему под ГКЛ:

Система плэн – практичный и весьма эффективный способ отопления своего дома или квартиры. Использование инфракрасных пленок даст возможность получить очень простое в монтаже, безопасное, эффективное и экономичное отопление. И при этом значительно сэкономить на эксплуатации и обслуживании системы. Возможно, пленочное отопление пока еще непривычно, но за ним, несомненно, будущее.