Ogrzewanie na podczerwień - czy warto je stosować w domu?

Czego dowiesz się z artykułu?

• Na czym polega ogrzewanie przez promieniowanie cieplne?
• Jak wygląda ogrzewanie pomieszczeń promieniowaniem podczerwonym w praktyce?

Promieniowanie cieplne - ogrzewanie na odległość

Promieniowanie cieplne, znane również jako podczerwone lub infrared (IR), to strumień fal elektromagnetycznych emitowanych przez każde ciało. Długość tych fal mieści się w zakresie od 0,78 μm do 1000 μm. Fale dłuższe to fale radiowe, a krótsze - światło widzialne.

Bez doprowadzania energii z zewnątrz wszystkie ciała utrzymują ustabilizowany stan energetyczny, pochłaniając i jednocześnie emitując taką samą ilość promieniowania elektromagnetycznego. Prowadzi to do równowagi cieplnej i stałej temperatury.

Jeśli obiekt znajdzie się w zasięgu promieniowania o wyższej energii, pochłonie jego część, co doprowadzi do wzrostu jego temperatury. Energia emitowana przez źródło ciepła nie bierze się z niczego - uzyskujemy ją np. ze spalania paliw lub z energii elektrycznej, a następnie przekazujemy do urządzenia emitującego, takiego jak grzejnik czy promiennik.

Cechą charakterystyczną przekazywania energii cieplnej przez promieniowanie jest brak bezpośredniego udziału otaczającego powietrza w ogrzewaniu ciała. Wraz ze wzrostem temperatury obiektu uruchamiają się pozostałe formy przekazywania ciepła - konwekcja i przewodzenie. W praktyce przenoszenie ciepła odbywa się niemal zawsze wielotorowo, a o efektach użytkowych decyduje dominująca forma jego przekazywania.

Poziom emisji promieniowania podczerwonego zależy przede wszystkim od temperatury ciała, co wiąże się również z dominującą długością emitowanych fal elektromagnetycznych.

Ze względu na nieco odmienne właściwości promieni, pasmo podczerwieni podzielono na trzy zakresy:

• fale krótkie IR-A o zakresie 0,78 μm - 1,4 μm,
• fale średnie IR-B o zakresie 1,4 μm - 3 μm,
• fale długie IR-C o zakresie powyżej 3 μm.

Promieniowanie IR-C emitowane jest głównie przez źródła niskotemperaturowe (umownie do 80°C), stosowane m.in. w systemach ogrzewania podłogowego, ściennego czy grzejnikach płytowych.

Promieniowanie IR-C jest emitowane m.in. przez grzejniki płytowe i ogrzewanie podłogowe, fot. Stelrad, Fenix.

Promieniowanie IR-B emitowane jest przez źródła "nieświecące" o temperaturze kilkuset stopni Celsjusza. Przykładem takich źródeł są grzałki elektryczne i katalityczne palniki gazowe. Emisję promieniowania najkrótszego, IR-A, zapewniają natomiast świecące promienniki halogenowe i ceramiczne, a także lampy lecznicze.

Wpływ promieniowania IR na skórę człowieka różni się w zależności od długości fali. Promieniowanie długie nagrzewa jedynie naskórek, wywołując odczucie ciepła. Promienie średniofalowe sięgają głębiej, docierając do skóry właściwej i zapewniając efekt wygrzewania. Bezpośrednie promieniowanie IR-A przenika do warstw głębszych, co może mieć działanie terapeutyczne, np. w przypadku nerwobólów. Należy jednak pamiętać, że stosowanie tego typu promieniowania wymaga konsultacji lekarskiej w celu ustalenia czasu i poziomu emisji naświetlania. Dłuższe przebywanie w obszarze występowania promieniowania IR-A wymaga również ochrony oczu, ponieważ może ono doprowadzić do stanu "suchego oka".

Promieniowanie podczerwone w praktyce ogrzewania powierzchni mieszkalnych

Ogrzewanie płaszczyznowe

Uzyskanie ogrzewania pomieszczeń z dominującym przekazywaniem energii cieplnej przez promieniowanie w praktyce najczęściej wiąże się z montażem ogrzewania płaszczyznowego w formie rurowej lub elektrycznej instalacji podłogowej lub ściennej. Rozwiązanie to zapewnia nie tylko bezpieczne i efektywne utrzymywanie pożądanej temperatury, ale również umożliwia wykorzystanie tanich i ekologicznych źródeł energii, takich jak system wodny z pompą ciepła.

Ogrzewanie przez promieniowanie odbywa się m.in. przy pomocy elektrycznego ogrzewania podłogowego, fot. Fenix.

Maty grzewcze elektrycznego ogrzewania podłogowego, fot. Fenix.

Ilość energii cieplnej przekazywanej do pomieszczenia i niezbędnej do utrzymania pożądanej temperatury zależy przede wszystkim od dwóch czynników: temperatury elementu grzejnego oraz wielkości jego powierzchni. Przy niskiej temperaturze powierzchni grzejnej, nieznacznie przewyższającej temperaturę pomieszczenia, emisja promieniowania energii cieplnej musi odbywać się z bardzo dużej płaszczyzny, aby zapewnić komfort cieplny i uniknąć negatywnego wpływu na elementy wykończeniowe (posadzki, tynki, okładziny). Jako górną granicę temperatury emitującej ciepło z powierzchni w takich instalacjach przyjmuje się 30-34°C, co przekłada się na temperaturę czynnika grzewczego nie przekraczającą 50-55°C.

Ukrycie elementów grzejnych w przegrodach budowlanych - podłodze, ścianach czy suficie - sprawia, że taka instalacja staje się niewidoczna, ale jednocześnie narzuca pewne ograniczenia w aranżacji i użytkowaniu pomieszczenia.

Ogrzewanie podłogowe

Istotny wpływ na efektywność ogrzewania podłogowego ma rodzaj posadzki. Materiały źle przewodzące ciepło, takie jak drewno czy grube wykładziny dywanowe, znacząco ograniczają emitowaną energię cieplną. Niemniej, przy prawidłowym rozmieszczeniu wyposażenia i doborze pokrycia, ogrzewanie podłogowe zapewnia korzystny rozkład temperatur, szczególnie widoczny w wysokich pomieszczeniach. W tym przypadku ciepłe powietrze nie gromadzi się u góry.

Wszystkie systemy ogrzewania powierzchniowego charakteryzują się dużą bezwładnością cieplną, co może utrudniać szybkie uzyskanie pożądanej temperatury w pomieszczeniu. Dodatkową cechą tych systemów jest zdolność do samoregulacji, czyli dostosowania mocy grzewczej do aktualnej temperatury w pomieszczeniu. Mechanizm ten opiera się na niewielkiej różnicy między temperaturą pomieszczenia a temperaturą powierzchni grzewczej oraz jej dużej powierzchni. Moc przekazywanej energii cieplnej zależy bowiem od różnicy temperatur powietrza i powierzchni grzejnej. Obniżenie się temperatury pomieszczenia o 2°C spowoduje proporcjonalny wzrost mocy cieplnej i odwrotnie.

Ogrzewanie na podczerwień

Inne formy ogrzewania na podczerwień w mieszkaniu mają ograniczone zastosowanie i służą głównie jako uzupełniające źródła ciepła do miejscowego dogrzewania, np. łazienki lub statycznego miejsca pracy. Z reguły są to urządzenia zasilane prądem w postaci promienników instalowanych poza zasięgiem użytkowników (z uwagi na ryzyko poparzenia), emitujących promieniowanie IR-A lub IR-B, a niekiedy również IR-C, np. w dekoracyjnych grzejnikach w postaci ozdobnej kamiennej płyty podgrzewanej od tyłu kablem grzejnym.

Może cię zainteresować

Nowoczesne grzejniki dekoracyjne DECOR PRO i DECOR VENT - połączenie elegancji i funkcjonalności Ogrzewanie podłogowe - praktyczny poradnik Zawór w podłogówce nie działa? Sprawdź Jak właściwie podzielić dom na strefy grzewcze? Na czym polega ogrzewanie konwekcyjne? Istotna rola termostatów w ogrzewaniu podłogowym Czy ekran za grzejnikiem zwiększa efektywność ogrzewania? Ile prądu zużywa folia grzewcza w ogrzewaniu podłogowym? Jak dobrać odpowiednią grupę pompową? Jak zmierzyć rozstaw przyłączy grzejnika? Klasyka sprawdzona przez miliony - czy grzejnik aluminiowy może pasować do każdego wnętrza? Grzejniki elektryczne Bursa Montaż podłogówki jeszcze nigdy nie był taki prosty - z aplikacją InstallPRO360 Sprężone powietrze w przemyśle i na co dzień. Nowe rury i złączki w systemie SharkBite i John Guest Fakty i mity o ogrzewaniu podłogowym Jak wykonać obliczenia zapotrzebowania domu na ciepło w czasie termomodernizacji? Prawidłowy montaż zaworów termostatycznych w instalacjach grzewczych Grzejnik do pompy ciepła - termomodernizacja domu z niskotemperaturowymi regulusami Ekspert wyjaśnia dlaczego warto zainwestować w ogrzewanie podłogowe Co warto wiedzieć o ogrzewaniu podłogowym? Grzejnik nie musi wisieć na ścianie

Zobacz więcej Zwiń

Promiennik ciepła służy do ogrzewania, np. pomieszczeń gospodarczych, fot. Gutta.

Należy pamiętać, że wysokotemperaturowe promienniki nie tylko mogą stwarzać zagrożenie pożarowe, ale również niekorzystnie wpływać na zdrowie, powodując znaczne różnice w nagrzewaniu poszczególnych części ciała (podobnie jak efekt siedzenia przy ognisku). W praktyce ich racjonalne wykorzystanie ogranicza się do bezpośredniego ogrzewania użytkowników w krótko wykorzystywanych pomieszczeniach (bez znaczącego podwyższania panującej w nich temperatury), np. gospodarczych, w garażu czy na zabudowanych tarasach.

Opracowanie: Martyna Nowak-Ciupa

fot. otwierająca: Rettig Heating, Enerzon