Aquecimento infravermelho de uma casa particular: visão geral dos sistemas modernos de aquecimento infravermelho

Eficiência e economia são os parâmetros-chave na escolha de um sistema de aquecimento. O preço dos recursos energéticos é bastante alto; os proprietários prudentes de apartamentos e casas particulares tentam usá-los de forma inteligente. Esses dois parâmetros estão na base do desenvolvimento de um sistema inovador de aquecimento infravermelho.

O artigo que propomos ajudará você a entender o princípio de funcionamento do aquecimento infravermelho para casas particulares. Explicaremos como e de que maneira você pode configurar o aquecimento por IV. Você saberá qual equipamento é necessário para atingir o objetivo pretendido e como instalá-lo.

Para você, reunimos e sistematizamos todas as informações sobre os tipos de sistemas de aquecimento infravermelho e os critérios para sua seleção. Para uma compreensão visual, incluímos coleções de fotos, diagramas informativos e apresentações em vídeo.

Princípio de funcionamento do aquecimento infravermelho

Na natureza, a radiação infravermelha faz parte da região espectral das ondas eletromagnéticas emitidas pela principal 'estrela' do nosso sistema – o Sol. Graças ao espectro de ondas invisíveis que ele emite, toda a vida em nosso planeta pode se desenvolver.

Os cientistas dividem a radiação infravermelha, também chamada de «térmica», em três componentes: espectro próximo, médio e distante.

As mais eficazes para aquecimento e as mais seguras para organismos vivos são as oscilações eletromagnéticas que se seguem imediatamente ao lado visível vermelho do espectro médio.

Quase 50% do espectro solar é composto por raios infravermelhos – os mais próximos da radiação do corpo humano

O comprimento de onda da radiação, chamada de 'raios da vida', varia entre 8 e 14 µm. Em algumas fontes, o intervalo “vital” é um pouco ampliado: de 6 a 20 µm. No entanto, mesmo essas diferenças nas leituras não são críticas.

É o espectro de ondas longas, próximo em valor à radiação do corpo humano, que é utilizado no desenvolvimento de equipamentos e na instalação de sistemas de aquecimento com aquecedores infravermelhos.

As placas de aquecimento utilizadas na instalação de aquecimento infravermelho emitem calor com uma faixa de trabalho de 5-15 mícrons.

Os sistemas infravermelhos podem ser considerados uma espécie de mini-sol. A única diferença do 'astro' natural é que eles aquecem o espaço constantemente, independentemente das condições climáticas fora da sala. Esses sistemas funcionam em residências com rede de 220V.

Os raios infravermelhos, ao passarem por barreiras de ar, aquecem as superfícies sólidas dos objetos no ambiente, que, por sua vez, redirecionam o calor para o espaço.

O elemento de aquecimento, sendo o principal componente do dispositivo, emite ondas de luz. Graças ao refletor, durante o funcionamento do equipamento, o objeto para o qual o dispositivo está direcionado é aquecido.

Os objetos na sala podem desempenhar o papel de “receptores” e depois de “emissores” de calor: objetos de cerâmica e pedra, superfícies de madeira e vidro, organismos vivos.

Os objetos recebem calor ou o transferem para o espaço adjacente. Durante o funcionamento do equipamento, as superfícies dos objetos de interiores na zona de irradiação estão 7-10 graus mais quentes do que o ar ambiente.

O aquecimento por raios infravermelhos combina perfeitamente com outros métodos tradicionais de aquecimento, permitindo, com esforço mínimo, criar facilmente em qualquer ambiente uma 'ilha de calor' – uma zona de conforto elevado.

Tanto em nível doméstico quanto em escala industrial, esse tipo de aquecimento é conveniente para ser usado como aquecimento auxiliar ou de emergência. As perdas de calor durante seu uso, em média, não ultrapassam 10%.

Vantagens e desvantagens do sistema

O sistema de aquecimento baseado em radiação infravermelha, em comparação com os métodos de aquecimento por convecção, possui uma série de vantagens inegáveis:

1. Ampla área de aplicação. Os painéis infravermelhos de aquecimento são utilizados para aquecer todos os tipos de ambientes. Com eles, é possível aumentar a temperatura em armazéns, fazendas de pecuária, salas auxiliares e garagens.
2. Alta velocidade de aquecimento. A sensação de conforto térmico desde o momento em que o equipamento é ligado ocorre em poucos minutos. Isso acontece porque o ar não absorve a radiação térmica e a energia é usada diretamente com perdas mínimas. E mesmo após desligar o aparelho, ele continuará emitindo calor por algum tempo.
3. Funcionamento silencioso. O funcionamento dos aquecedores não é acompanhado por vibrações ou ruídos, e durante o aquecimento não são liberados produtos de combustão.
4. Segurança para a saúde dos moradores. Por sua natureza, o calor infravermelho é o mais próximo possível da luz solar. É o mais confortável para o ser humano. Os aparelhos utilizados não emitem odores desagradáveis, nem liberam toxinas ou substâncias nocivas, sendo absolutamente seguros para a saúde humana.

Aquecedores deste tipo não temem a umidade. Devido a isso, os aparelhos infravermelhos podem ser usados com segurança para criar 'ilhas de calor' ao ar livre, sendo utilizados para aquecer um gazebo de jardim e uma varanda.

Ao instalar aquecedores IV, você poderá reduzir significativamente os custos de aquecimento e minimizar o problema da distribuição irracional de temperatura.

Ao contrário dos aquecedores de espiral, os sistemas infravermelhos não queimam o oxigênio do ar nem o ressecam. A distribuição do calor no ambiente é uniforme, sem acúmulo na metade superior, perto do teto.

Além disso, no processo de aquecimento não participam correntes de convecção de ar, que são capazes de levantar poeira. Graças a isso, é possível manter um microclima constante, proporcionando condições para uma vida confortável dos moradores.

Os aquecedores são instalados no piso, no teto ou simplesmente fixados em estruturas existentes. Eles são frequentemente usados na implantação do sistema 'casa inteligente'.

Os painéis infravermelhos e revestimentos de filme são conhecidos pela sua compactação, ocupando o mínimo de espaço útil no ambiente e liberando o máximo de calor.

A favor do sistema moderno, há também o fato de que, nos últimos anos, as saunas infravermelhas têm ganhado cada vez mais popularidade entre os apreciadores de tratamentos de spa.

De acordo com pesquisas de cientistas japoneses, elas são uma excelente prevenção de várias doenças. Ao penetrar sob a pele humana, os raios aquecem os vasos sanguíneos, promovendo assim a rápida disseminação do calor por todo o corpo.

Mas o sistema de aquecimento infravermelho também não está isento de desvantagens. Entre elas, podemos citar:

• Os raios infravermelhos têm ação pontual. Portanto, dentro de um mesmo cômodo espaçoso, pode estar muito quente em um lugar e, em outro, ao contrário, frio.
• Como os raios infravermelhos aquecem não o ar, mas os objetos, durante o aquecimento de um ambiente cujo interior inclui aparelhos eletrônicos, pode surgir um odor quase imperceptível de plástico.
• Do ponto de vista estético, nem sempre esses aquecedores suspensos conseguem se integrar harmoniosamente ao design geral do ambiente.

O aquecimento infravermelho energeticamente eficiente não pode ser considerado totalmente vantajoso economicamente. Em primeiro lugar, será necessário investir uma quantia significativa no próprio equipamento inicialmente.

Em segundo lugar, para alcançar um consumo racional de energia com ele, será necessário gastar com o cumprimento de vários requisitos fundamentais. Por exemplo: no isolamento do edifício, na instalação de telas refletoras que reduzem a perda de calor.

Esses aparelhos consomem, dependendo da potência, aproximadamente de 50 a 200 Watts por metro quadrado por hora de operação.

Mas, quando todas as condições necessárias de instalação são atendidas, a eficiência do sistema pode atingir 95%. Além disso, para manter um microclima confortável, basta que o revestimento de filme cubra 50% da superfície das paredes ou do piso.

Variedades de aquecedores infravermelhos

A indústria moderna produz dois tipos de aquecedores para sistemas de aquecimento infravermelho: versão de filme e versão de painel.

O princípio de funcionamento de ambos os tipos de dispositivos é idêntico: baseia-se em um emissor e um refletor que focaliza os raios infravermelhos na direção desejada.

As diferenças entre emissores de filme e de painel estão apenas nas características construtivas. Na instalação de aquecimento infravermelho de teto, são usados tanto emissores de filme quanto painéis.

Já para aquecimento de piso, são utilizados apenas equipamentos do tipo filme.

Nº 1 — aquecedores de painel

Os painéis de aquecimento planos são bons porque permitem preservar a área do espaço habitacional com a altura do cômodo inalterada. Isso é muito conveniente na instalação de ambientes com paredes baixas e tetos inclinados.

Ao operar painéis infravermelhos, apenas 10% da energia vai para aquecer o ar, a maior parte do calor (90%) é direcionada para os objetos.

Estruturalmente, esses aparelhos incluem os seguintes elementos principais:

• TEN – elemento de aquecimento;
• painel, que recebe o calor do TEN e transfere energia para os objetos aquecidos;
• isolação, localizada na parte traseira, que impede a perda de energia térmica;
• placa – refletindo as ondas eletromagnéticas da parte traseira do aparelho;
• corpo com entrada de cabo, bloco de terminais, etc.

O material para fabricação do TEN pode ser cerâmica, quartzo ou tungstênio. O material utilizado determina em grande parte a potência e a eficiência do equipamento como um todo. Na parte superior, o aquecedor é coberto por um revestimento decorativo, que funciona como emissor de ondas infravermelhas.

Dependendo do método de instalação, os painéis podem ser embutidos ou suspensos. Os primeiros são estruturas de gesso cartonado com isolamento térmico aplicado e um fio de grafite embutido.

O corpo dos painéis suspensos é feito de plástico resistente ao calor ou vidro, e o elemento de aquecimento é coberto por uma tela de cerâmica ou alumínio anodizado.

Os painéis infravermelhos são instalados sob a janela no lugar do radiador tradicional, ou simplesmente pendurados na parede ou no teto usando suportes.

Tais aquecedores estão disponíveis no mercado na forma de painéis tradicionais e modelos mais sofisticados, decorados imitando pedra ou madeira natural. Os produtos de design sofisticado podem ser um complemento digno para o interior.

Nº 2 — emissores do tipo filme

Os aquecedores de película são mais frequentemente usados quando é necessário organizar o aquecimento zonal. Por exemplo, ao equipar uma loggia, organizar uma área de trabalho ou criar um cantinho de descanso na varanda.

Revestimentos deste tipo podem ser colocados tanto no chão quanto no teto e nas paredes. A única exceção são os tetos esticados feitos de tecido ou painéis de PVC. Para tetos suspensos, os fabricantes oferecem emissores infravermelhos do tipo cassete.

Tais sistemas de aquecimento consistem em tapetes de película nos quais são selados elementos de aquecimento conectados em série.

O material principal do sistema é uma fina camada de grafite aplicada sobre uma película fina de termoplástico, ou fios de carbono colocados em paralelo, que produzem fluxo de calor quando aquecidos.

As coberturas de película consistem em módulos intercambiáveis, graças aos quais, em caso de falha de uma seção individual, é fácil substituí-la por uma nova sem comprometer a integridade do sistema.

Para dar aos sistemas de aquecimento de filme uma aparência mais apresentável, alguns artesãos os decoram. Para isso, primeiro constroem uma estrutura de drywall sobre o revestimento, na qual aplicam o acabamento decorativo. A única condição é que não contenha metal.

Cada vez mais admiradores entre os apreciadores de qualidade e beleza encontram os aquecedores de filme em forma de quadro, que combinam funcionalidade e estética.

Nas versões aprimoradas, os sistemas de aquecimento infravermelho de filme são instalados sob uma camada de revestimento decorativo. Os aquecedores de filme decorados estão entre os dispositivos de baixa potência e, portanto, são usados principalmente para aquecimento local de uma área da sala.

Classificação por modo de disposição dos elementos

Os dispositivos de aquecimento infravermelho estão disponíveis no mercado em uma ampla variedade. De acordo com a forma como os elementos de aquecimento estão dispostos, eles podem ser divididos em três grupos: de piso, de parede e de teto.

Opção nº 1 — aquecedores de piso

Os revestimentos de piso são materiais modulares com elementos de aquecimento planos embutidos. O revestimento é fornecido em rolos. Para a instalação, ele é cortado em pedaços dos tamanhos necessários.

As tiras do material em rolo são colocadas no chão de modo que os emissores não fiquem sob móveis pesados; isso evita a redução da transferência de calor e o ressecamento dos elementos de madeira do mobiliário.

O material isolante e o filme infravermelho são colocados diretamente sobre o piso base preparado. Durante a instalação, evita-se sobrepor as folhas e procura-se manter uma distância de 10-15 cm das paredes.

Sobre as tiras infravermelhas de piso, pode-se colocar:

• carpete;
• tábua de parquete;
• linóleo;
• laminado;
• cerâmica.

A melhor combinação é obtida usando cerâmica como revestimento de piso. O laminado fica um pouco atrás nesse aspecto. Já o carpete e o linóleo criam o maior bloqueio da radiação infravermelha.

Os sistemas de filme são instalados não apenas em pisos, mas também em tetos sob estruturas suspensas e nas inclinações do telhado do sótão. A instalação e a conexão são feitas de forma semelhante:

Os sistemas de aquecimento infravermelho incluem não apenas opções de película, mas também pisos de carbono em barras. As regras de instalação são apresentadas no artigo popular do nosso site.

Opção nº 2 — aparelhos de parede e teto

Em comparação com os sistemas de aquecimento de piso, a escolha de dispositivos de teto e parede é mais ampla. Além dos painéis tradicionais, também existem modelos de emissores de teto embutidos e de design.

Eles podem ser instalados em tetos suspensos. Estão disponíveis em diferentes tamanhos e cores.

As placas são posicionadas de modo que os raios emitidos sejam direcionados para os móveis, que, após absorverem o calor, atuam como fonte de energia térmica

Os modelos de teto dos emissores infravermelhos são instalados a uma altura de 3 metros ou mais. Com essa configuração, o teto térmico direciona o calor para baixo e se espalha ligeiramente para os lados.

Ao se dirigirem para baixo, os raios aquecem primeiro o revestimento do piso. Com isso, a temperatura ao nível dos pés é sempre alguns graus mais alta do que na região da cabeça. Para evitar a perda de calor para o exterior, os painéis não são colocados em frente a portas e janelas.

Emissores infravermelhos de parede são posicionados de modo a ficarem acima ou abaixo do nível da cabeça de uma pessoa

Entre os emissores de parede, merecem destaque os sistemas de rodapé. São estruturas estreitas e longas. Os sistemas são instalados ao redor do perímetro da sala, substituindo os rodapés comuns de plástico ou madeira.

Ao escolher o local para os painéis, evite áreas de descanso onde há grande probabilidade de exposição direta aos moradores. Por exemplo: na altura do sofá ou da cama.

Caso contrário, os raios direcionados em ângulo reto podem superaquecer e ressecar a pele, causando desconforto aos moradores e visitantes. A área de cobertura dos emissores direcionais é uma das principais características e geralmente está indicada no manual do produto.

Aquecedores IV de parede não são usados com frequência. A circulação de ar quente e frio ocorre de baixo para cima, por isso é mais sensato preferir as opções de teto ou piso.

Fabricantes de aquecedores IV

A produção de equipamentos IV é realizada por muitas empresas em todo o mundo. Entre os fabricantes estrangeiros, os mais populares são:

• «STIEBEL ELTRON» – empresa alemã que fabrica produtos de qualidade tradicionalmente elevada;
• «FENIX TRADING» – empresa tcheca dedica atenção especial à eficiência energética dos produtos fabricados;
• «AIR COMFORT» – conglomerado italiano aposta na criação de um sistema de aquecimento seguro de nova geração;
• «FRICO» – fabricante sueco garante qualidade escandinava e exige elevados padrões de design para seus produtos.

Os fabricantes nacionais são representados por marcas como «Bilyuks», «Pion», «EcoLine», «Almak». Em termos de características de qualidade, os produtos dessas marcas não ficam muito atrás dos equivalentes importados.

O custo dos equipamentos de IV de fabricação nacional é 30% menor do que os equivalentes importados, permitindo que um grande número de compradores possa arcar com sua instalação.

Mas vale ressaltar que nem todos os dispositivos nacionais de aquecimento IV são fornecidos com suportes. Além disso, de acordo com as avaliações, o funcionamento dos aparelhos nacionais muitas vezes é acompanhado por um leve estalo, o que pode ser irritante, especialmente à noite.

Deve-se ter cautela também com produtos de fabricação chinesa. Algumas empresas colocam em seus produtos o símbolo «CE», que significa «China Export». Visualmente, essa abreviatura é semelhante ao símbolo de conformidade com os requisitos europeus «CE», que significa «Conformidade Europeia».

A diferença é que, no segundo caso, a densidade da fonte é um pouco mais larga e as letras estão um pouco mais afastadas umas das outras. Portanto, além de estudar a rotulagem, exija os certificados de conformidade.

Critérios para uma escolha adequada do equipamento

O principal a considerar ao escolher elementos de aquecimento é sua solução construtiva e parâmetros operacionais. Para calcular a potência ideal, use a fórmula clássica, considerando que para aquecer 10 metros quadrados de área são necessários em média 1,2 kW.

Também são encontrados à venda unidades móveis, que são convenientes para aquecimento temporário, colocando-as no local desejado do ambiente e, se necessário, levando-as para fora. Elas funcionam tanto com eletricidade quanto com gás.

Esse aquecedor IV portátil é capaz de aquecer efetivamente uma área com raio de 2,5 metros, preenchendo o espaço da sala com conforto e calor.

Se compararmos os modelos de piso e de teto, a diferença entre eles será insignificante, pois em qualquer caso, o piso e a parte inferior das paredes serão aquecidos primeiro, e o ar quente continuará subindo. Por esse motivo, considere apenas o quão conveniente será instalar o equipamento no teto ou no piso.

Modelos com sensor térmico embutido são práticos: quando a temperatura no ambiente cai abaixo do nível definido, o equipamento liga automaticamente e, ao atingir o valor ajustado, desliga.

Deve-se também dar preferência a dispositivos cujo design permita ajustar a inclinação da direção da radiação.

Ao escolher o produto, preste atenção à presença de um termostato, com o qual é conveniente definir um modo específico e, assim, economizar no consumo de energia elétrica.

Em geral, ao escolher elementos de aquecimento, deve-se basear-se nos parâmetros do produto, nos materiais com os quais a casa é construída, na presença de outro tipo de sistema de aquecimento e, claro, nas suas possibilidades financeiras.

Mas não se deixe seduzir por produtos com preços injustificadamente baixos. Na tentativa de reduzir o custo de produção, alguns fabricantes fazem isso em detrimento da qualidade, economizando nos contatos e usando fios de baixa qualidade.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Vídeo #1. Exemplo prático do funcionamento de um sistema de aquecimento:

Vídeo #2. Aquecimento infravermelho de filme: prós e contras:

Vídeo #3. Revisão de painéis cerâmicos de aquecimento:

O sistema infravermelho é uma tecnologia segura de aquecimento de nova geração que, com uma abordagem adequada, pode se tornar uma opção econômica e racional. Tanto como aquecimento zonal quanto como aquecimento principal de uma casa particular.

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