Aquecedor infravermelho de filme: dispositivo, princípio de funcionamento, visão geral dos tipos de sistemas IV

Os sistemas de aquecimento para ambientes não residenciais e residenciais estão disponíveis no mercado em grande quantidade. E, entre toda essa diversidade, o aquecedor infravermelho de filme se destaca pelo alto rendimento, longa vida útil e maior segurança operacional.

No artigo que apresentamos, o princípio de funcionamento do equipamento utilizado para formar o aquecimento radiante é descrito em detalhes. São listadas as vantagens e desvantagens, e fornecidas as características técnicas. Apresentaremos as opções de aplicação e as formas de instalação dos populares sistemas de filme.

Aparelhos elétricos para aquecimento IV

A abreviatura PLEN significa 'aquecedor elétrico radiante de filme' ou simplesmente 'aquecedor elétrico de filme'. É permitido usar o filme de aquecimento IV como fonte de calor adicional e principal.

Na verdade, é uma película com elementos de aquecimento internos que emitem ondas infravermelhas como resultado da passagem de corrente elétrica por eles.

Vantagens do princípio infravermelho

O aquecimento das massas de ar em um ambiente a partir de uma ou outra fonte pode ser realizado por meio de:

• condutividade térmica;
• convecção;
• radiação térmica.

Os dois primeiros princípios de transferência de calor são usados em radiadores de água e óleo, bem como em ventiladores com serpentinas de aquecimento.

Neles, primeiro, com a ajuda de um fluido de transferência de calor ou resistência elétrica, uma superfície de trabalho é aquecida, a partir da qual o ar do ambiente é aquecido nas suas proximidades. Depois, através de convecção natural ou forçada, ocorre a troca de ar em toda a sala.

Os aquecedores IV de filme pertencem a sistemas de aquecimento que aquecem não diretamente o ar do ambiente, mas sim primeiro as superfícies das paredes, móveis, piso e teto.

A radiação térmica implica a transferência de calor da fonte por meio de radiação eletromagnética do espectro infravermelho. O ar não pode ser aquecido diretamente pelos raios IV.

Eles conseguem aquecer apenas superfícies de materiais sólidos. Ou seja, primeiro, como resultado do funcionamento do sistema de aquecimento PLEN, ocorre o aquecimento dos móveis e do revestimento do cômodo, e então eles transferem o calor para o ar.

Os raios infravermelhos são frequentemente chamados de 'radiação térmica', porque o efeito do funcionamento do equipamento infravermelho é percebido pelo tato como uma sensação de calor e não causa qualquer desconforto.

O calor infravermelho são ondas eletromagnéticas na faixa de 0,74–2000 µm. Se observarmos o Sol, cerca de 40% de sua radiação que atinge a Terra é luz visível, e cerca de 10% e 50% são, respectivamente, raios UV e IV.

Os aquecedores elétricos de filme do tipo IV geram energia térmica com comprimento de onda em torno de 9,2 µm. Para os seres humanos, esses raios são completamente seguros e naturais, pois lembram mais a 'luz solar'. Afinal, o próprio corpo humano emite calor do espectro infravermelho com comprimento de onda de 9,6 µm.

Estrutura do sistema de aquecimento de filme

Os aquecedores elétricos de filme IV incluem três elementos principais:

• aquecedor;
• transmissor;
• emissor.

O primeiro converte energia elétrica em térmica. O segundo distribui o calor gerado por toda a área do PLEN, e o terceiro emite raios infravermelhos.

Além do filme de aquecimento IV, o sistema de aquecimento por filme também inclui um termostato com um ou mais sensores de temperatura e cabos para conectar o aquecedor à rede elétrica.

O elemento de aquecimento no PLEN é feito de um condutor de alta resistência. Geralmente é uma fina tira de nicromo (do qual são feitas as espirais nos TENs) ou de carbono. Atualmente, praticamente todos os fabricantes de aquecedores IV de filme migraram para a segunda opção. O carbono é mais econômico, barato e eficiente.

O elemento transmissor consiste em uma camada de folha de alumínio, que possui alta condutividade térmica. Ela é colocada em um ou ambos os lados do filme IV. Além disso, alguns fabricantes não usam alumínio, confiando apenas no material emissor.

A camada superior do aquecedor de filme em questão é feita de ambos os lados de PET (polietileno tereftalato). O filme deste termoplástico possui alto coeficiente de emissão IV, suporta temperaturas de até +200⁰C e é um excelente dielétrico.

O filme protege os elementos de aquecimento internos contra condensação e umidade, forma um sistema de aquecimento único a partir de componentes dispersos e reduz o risco de choque elétrico para praticamente zero.

O filme IV é projetado para que os elementos de aquecimento em seu interior possam aquecer apenas até +55°C. Temperaturas mais altas são praticamente excluídas; tal aquecimento só é possível brevemente em uma situação de emergência com um pico repentino de tensão na rede.

O cálculo e a instalação de um aquecedor de filme IV são realizados considerando que o filme não funcionará continuamente para aquecimento, mas em intervalos curtos de alguns segundos a alguns minutos.

Ou seja, esse aquecedor infravermelho eleva rapidamente a temperatura das superfícies do ambiente até os níveis desejados e, em seguida, é desligado pelo termostato. E então é alimentado novamente pela rede elétrica apenas de vez em quando, à medida que o ar do ambiente esfria.

Âmbito de aplicação do infravermelho PLEN

Os aquecedores elétricos radiantes de filme são mais frequentemente usados como complemento ao aquecimento a água. Nas regiões do sul, podem servir como sistema de aquecimento principal. Basta calcular corretamente a área necessária de filme infravermelho para a situação desejada.

Com um aquecedor de filme IV, é possível aquecer o piso total ou parcialmente. Ele é instalado no teto e nas inclinações do sótão, nas paredes de ambientes residenciais comuns e até em saunas, pois os filmes com IP 54 suportam bem a umidade elevada.

Os aquecedores de filme infravermelho podem ser instalados em:

• casas de campo residenciais;
• apartamentos urbanos;
• banhos e saunas;
• instalações industriais e armazéns;
• galpões para criação de animais;
• garagens com ou sem aquecimento;
• estufas, etc.

Não há restrições fundamentais para o uso desses aquecedores elétricos de baixa temperatura. A única limitação para a instalação de aquecimento infravermelho é que o ambiente deve ter altura de até 3 metros. Se os tetos forem mais altos, será necessário instalar modelos de aquecedores infravermelhos de alta temperatura, mais caros.

Características e tipos de filmes IV

Os aquecedores elétricos infravermelhos são divididos em dois tipos: baixa temperatura e alta temperatura. Os primeiros podem aquecer apenas até +50°C, enquanto os segundos podem chegar a 200°C. No uso doméstico, apenas as opções do primeiro tipo são utilizadas, como PLEN ou dispositivos de lâmpadas ou painéis projetados para funcionar com a rede elétrica de 220 V.

A espessura dos próprios filmes IV não ultrapassa 1 mm, mas existem terminais metálicos para conectá-los à fiação, que são um pouco mais grossos.

As características técnicas dos aquecedores de filme IV de baixa temperatura são as seguintes:

1. Tensão nominal – 220 Volts.
2. A temperatura máxima de aquecimento da película é de 40–55⁰C, dependendo do modelo e do fabricante.
3. O grau de proteção IP é de «22» a «67».
4. O peso do painel de aquecimento é de cerca de 500 gramas/m².
5. Potência específica: 150–300 W/m².
6. Carga de corrente: 0,68–1,4 A/m².
7. Comprimento: 0,25–7 m.
8. Largura: 0,5–1 m.

Os fabricantes oferecem garantia de 10 a 15 anos para a película infravermelha. No entanto, na prática, esses sistemas de aquecimento duram até meio século.

Quanto ao método de instalação, os aquecedores infravermelhos de película se dividem em:

• de parede – «quadros aquecedores» (para aquecimento local adicional);
• de teto – atrás de tetos tensionados e suspensos;
• de piso – «pisos aquecidos».

O análogo de piso é ligeiramente inferior ao de teto em termos de eficiência. O piso aquecido de película não pode ser instalado sob armários, camas e sofás. E a mobília sempre ocupa muito espaço em uma sala de estar. «Quadros» e simplesmente películas atrás da decoração na parede são a pior forma de usar aquecedores infravermelhos de película.

A opção de teto é a mais eficaz, pois os raios infravermelhos do teto cobrem a máxima área possível no cômodo.

As películas de aquecimento infravermelho são produzidas na forma de:

• modelos de tamanhos predefinidos (por exemplo, «ZEBRA» ou «NIRVANA»);
• painéis para corte individual de acordo com as dimensões do projeto, produzidos com largura de 50 a 100 cm.

A primeira opção não pode ser cortada no local de instalação. Esses sistemas são fornecidos prontos, bastando conectar os fios com terminais. É necessário escolhê-los com muita atenção a partir da linha de tamanhos disponível do fabricante, para que a instalação não cause problemas posteriormente.

A segunda opção de películas é vendida em rolos de até 7 metros de comprimento. Esta opção de piso aquecido por infravermelhos pode ser cortada nas dimensões necessárias diretamente no ambiente com uma tesoura comum.

Vantagens e desvantagens dos aquecedores de filme

As vantagens das películas de aquecimento IV são as seguintes:

1. Alta segurança e confiabilidade.
2. Prazos mínimos de instalação do sistema de aquecimento elétrico.
3. Aquecimento do ambiente mais rápido e confortável para o ser humano.
4. Aspecto estético do sistema de aquecimento, que fica completamente oculto pela decoração.
5. Automação completa do funcionamento do aquecedor, consequentemente, sem necessidade de manutenção.
6. Alta eficiência.
7. Risco zero de vazamentos de água (fluido térmico) dos radiadores.
8. Ausência de problemas com ressecamento e queima de oxigênio no ar ambiente.
9. Funcionamento absolutamente silencioso.
10. Sem convecção – sem poeira se depositando por toda parte.
11. Possibilidade de estabelecer em cada cômodo da casa seu próprio microclima de acordo com os parâmetros definidos.
12. Ausência de variações bruscas de temperatura na altura (a diferença entre o piso e o teto será de 2 a 3 graus).

Os condutores e elementos de aquecimento do aquecedor infravermelho são selados de forma confiável em uma película de PET na fábrica. Além disso, não há partes móveis nesse sistema de aquecimento. Não há nada que se desgaste, quebre ou corroa.

Em uma casa de 100 metros quadrados, o sistema de película IV, juntamente com a fiação e a proteção no quadro elétrico, é instalado em 2–3 dias. O importante é que a rede seja dimensionada para as cargas necessárias.

Ligar/desligar o aquecedor elétrico é feito por um termorregulador, que monitora a temperatura do ambiente com sensores embutidos e fornece energia aos elementos de aquecimento. Também existem termostatos programáveis que permitem definir diferentes modos para diferentes cômodos e horários do dia.

A alta eficiência do uso de aquecedores IV se deve à curta duração de seu funcionamento; eles são ligados pelo termorregulador por apenas 10–20 minutos por hora, em média.

Entre as desvantagens dos aquecedores elétricos IV de película, vale mencionar:

1. Contas altas de eletricidade.
2. Necessidade de potência suficiente na entrada da rede elétrica da casa.

Para a mesma área de uma casa ou apartamento, os custos de eletricidade serão 1,5–2 vezes maiores do que os gastos com aquecimento a gás de uma rede central. Mas a caldeira a gás, sua conexão à rede ou ao gasoduto e a instalação de radiadores com tubos também representam um custo significativo.

A instalação de um sistema de aquecimento radiante custará várias vezes menos do que essa opção. E em relação às caldeiras a combustível sólido, ele ganha ainda mais, tanto em consumo de combustível quanto em custo de instalação.

Características da instalação do aquecimento IV de filme

Os aquecedores de película flexíveis podem ser instalados sem grandes dificuldades por você mesmo. O importante é não dobrar a película em um ângulo superior a 60 graus durante o transporte e corte. O corte deve ser feito nos locais indicados pelo fabricante no material.

Como isolante, o melhor é colocar sob a película isolon ou penofol com uma camada de alumínio refletora de raios IV. E o termorregulador deve ser instalado longe da luz solar direta, radiadores e correntes de ar.

Se você instalar um termostato programável, poderá aquecer diferentes cômodos da casa sequencialmente, um por um. Isso permitirá reduzir significativamente os picos de carga de corrente e potência na entrada da rede elétrica da casa.

Para obter o máximo efeito, a área do aquecedor de película deve atingir 60–70% da área do cômodo a ser aquecido. Não se deve colocar a película IV sob móveis no chão ou acima de armários altos no teto. Esse aquecimento não trará benefício algum para as pessoas, mas criará pontos de superaquecimento local no ambiente.

Além disso, as faixas do aquecedor elétrico infravermelho flexível devem ser afastadas das paredes em 15–20 cm. Para calcular e dispor corretamente o filme, é necessário elaborar previamente um plano do cômodo com todos os recuos exigidos e locais de posicionamento dos móveis.

Qualquer material de acabamento é uma tela para a radiação infravermelha. A questão está apenas no grau de sua transparência, na atenuação dos raios IV e no aquecimento desse acabamento ou revestimento. Alguns revestimentos permitem a passagem de mais calor radiante, outros menos.

Opção #1 – no piso

A instalação do aquecedor infravermelho IV na versão de piso é feita sobre uma base áspera nivelada de concreto, placas de madeira ou gesso cartonado. Não se pode colocá-lo em contrapiso de concreto ou camada de adesivo para azulejos, pois a película polimérica não foi projetada para resistir à ação alcalina do cimento utilizado nesses casos.

Como revestimento final por cima, é permitido instalar:

• laminado (sem base de cortiça);
• carpete fino sobre piso de aglomerado ou compensado;
• linóleo sem camada isolante térmica.

Não é recomendado colocar parquet sobre o filme IV. A madeira das tábuas de parquet pode rachar e chiar devido ao superaquecimento.

É proibido colocar móveis com pés sobre o aquecedor de filme, pois isso pode comprimi-lo, danificá-lo e causar superaquecimento local do revestimento do piso.

De acordo com as normas SanPiN, o piso em salas de estar só pode ser aquecido até +26 ⁰C. No entanto, em caso de frio intenso lá fora, será necessário ligar o sistema de aquecimento de piso IV na potência máxima para atingir temperaturas confortáveis do ar no ambiente.

E, nesse caso, andar sobre ele com os pés descalços se torna desconfortável. Essa é a principal desvantagem da opção de piso do aquecedor infravermelho de filme.

Opção #2 – no teto

Os aquecedores infravermelhos de filme na versão de teto podem ser cobertos com:

• eurowagonka, MDF e GKL com espessura de até 12 mm;
• tetos tensionados (PVC ou tecido);
• sistemas suspensos como Armstrong ou Griliato.

Também podem ser usados painéis de plástico, mas apenas se o fabricante permitir o aquecimento do seu revestimento até +50⁰C.

Quanto mais próximo o acabamento do teto estiver do filme infravermelho, melhor. A distância máxima entre eles pode ser de apenas 20 mm.

Se o aquecedor de filme IV for instalado junto com um teto suspenso, o filme de aquecimento deve ser colocado diretamente sobre a estrutura do sistema. Não é possível fixá-lo no piso, pois haveria uma lacuna de ar muito grande entre PLEN e o acabamento final.

Não é possível montar quaisquer estruturas de acabamento metálicas, espelhadas ou de vidro sobre o filme infravermelho. Também deve-se evitar o uso de painéis de vidro-magnésio.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Vídeo #1. Sobre as vantagens e instalação do PLEN de teto:

Vídeo #2. Tipos de filmes infravermelhos de aquecimento:

Vídeo #3. Vantagens e desvantagens do aquecimento IV:

O calor radiante infravermelho em sua casa é uma forma eficiente e segura de aquecer o lar. A instalação de filmes IV elétricos se paga em 2 a 3 anos graças à economia em combustível sólido para caldeiras e no custo do equipamento da caldeira.

Mesmo em comparação com o aquecimento a gás da rede, os aquecedores considerados acabam vencendo no final. Basta calculá-los corretamente para o ambiente específico e ter condições técnicas suficientes de potência da rede elétrica.

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