Kileinfrapunane küttekeha: seade, tööpõhimõte, IR-süsteemide liikide ülevaade

Küttesüsteeme mitteeluruumidele ja eluruumidele on turul tohutul hulgal. Ja kogu selle mitmekesisuse hulgast paistab kileinfrapunaküttekeha silma kõrge kasuteguri, pika kasutusea ja suurenenud tööohutusega.

Selles meie esitatud artiklis on üksikasjalikult kirjeldatud kiirguskütte moodustamiseks kasutatavate seadmete tööpõhimõtet. Loetletud on eelised ja puudused, toodud tehnilised omadused. Tutvustame populaarsete kilesüsteemide kasutusvõimalusi ja paigaldusviise.

Elektriseadmed IK-kütteks

Lühend PLEN tähendab 'kilekiirguselektrküttekeha' või lihtsalt 'kileküttekeha'. Kütvat IK-kilet on lubatud kasutada nii täiendava kui ka peamise soojusallikana.

Tegelikult on see kile sisemiste kütteelementidega, mis kiirgavad infrapunalaineid elektrivoolu nende läbimise tulemusena.

Infrapunapõhimõtte eelised

Õhumasside soojendamine ruumis ühest või teisest allikast võib toimuda järgmiste tegurite kaudu:

• soojusjuhtivuse;
• konvektsiooni;
• soojuskiirguse.

Kaks esimest soojusülekande põhimõtet kasutatakse vesi- ja õliradiaatorites, samuti küttekeerdadega ventilaatorites.

Nendes soojendatakse kõigepealt soojuskandja või TENi abil mingit tööpinda, millelt seejärel toimub ruumiõhu soojendamine selle vahetus läheduses. Seejärel toimub loomuliku või sundkonvektsiooni abil õhuvahetus juba kogu ruumis.

Kile-IK-küttekehad kuuluvad küttesüsteemide hulka, mis ei soojenda otseselt ruumi õhku, vaid esmalt seinte, mööbliesemete, põranda ja lae pindu selles.

Soojuskiirgus tähendab soojuse ülekandmist allikast elektromagnetilise infrapunakiirguse abil. Õhk ei saa IK-kiirtest otseselt soojeneda.

Nad suudavad soojendada ainult tahkete materjalide pindu. See tähendab, et kõigepealt PLENi küttesüsteemi töö tulemusena soojendatakse mööblit ja viimistlust ruumis ning alles seejärel annavad nad soojuse õhule.

IR-kiiri nimetatakse sageli "soojuskiirguseks", sest inimene tajub infrapunaseadmete töö mõju taktiilselt soojatundena ja see ei tekita mingit ebamugavust.

Infrapunane soojus on elektromagnetlained vahemikus 0,74–2000 µm. Kui vaadata Päikest, siis umbes 40% tema kiirgusest Maale langeb nähtavale valgusele ning umbes 10% ja 50% vastavalt UV- ja IR-kiirtele.

Kile-tüüpi IR-elektriküttekehad genereerivad soojusenergiat, mille lainepikkus on umbes 9,2 µm. Inimesele on sellised kiired täiesti ohutud ja loomulikud, kuna need meenutavad kõige rohkem "päikesevalgust". Inimkeha ise kiirgab ju infrapunaspektris soojust lainepikkusega 9,6 µm.

Kileküttesüsteemi ehitus

IR-kileküttekehad sisaldavad kolme põhielementi:

• kütteelement;
• ülekandeelement;
• kiirguselement.

Esimene muudab elektrienergia soojusenergiaks. Teine jaotab tekkinud soojuse kogu PLENi alale, ning kolmas kiirgab infrapunakiiri.

Lisaks kütte-IR-kilele kuuluvad kileküttesüsteemi ka termoregulaator ühe või mitme temperatuurianduriga ning kaablid küttekeha ühendamiseks elektrivõrku.

Kütteelement PLENis valmistatakse kõrge takistusega juhist. Tavaliselt on see õhuke riba nikroomist (sellest tehakse spiraale küttekehades) või süsinikust. Samas on praktiliselt kõik kile-IR-soojendite tootjad nüüdseks üle läinud teisele variandile. Süsinik on ökonoomsem, odavam ja tõhusam.

Ülekandeelement kujutab endast alumiiniumfooliumi kihti, mis paistab silma kõrge soojusjuhtivusega. See paikneb IR-kile ühel või mõlemal küljel. Samuti ei kasuta mõned tootjad üldse alumiiniumi, tuginedes ainult kiirgavale materjalile.

Kõnealuse kilekütteseadme pealmine kiht on mõlemalt poolt valmistatud PET-ist (polüetüleentereftalaadist). Sellest termoplastist kilel on kõrge IR-kiirguse koefitsient, see talub kergesti temperatuure kuni +200⁰С ja on suurepärane dielektrik.

Kile kaitseb sisemisi kütteelemente kondensaadi ja niiskuse eest, moodustab laiali pillatud komponentidest ühtse küttesüsteemi ning vähendab inimeste elektrilöögi ohu praktiliselt nullini.

IK-kile on konstrueeritud nii, et selle sees olevad kütteelemendid saaksid soojeneda ainult kuni +55 ºC. Kõrgemad temperatuurid on praktiliselt välistatud; selline kuumutamine on võimalik ainult lühiajaliselt hädaolukorras, kui võrgupinge järsult hüppab.

Kilega IK-küttekeha arvutamine ja paigaldamine toimub arvestusega, et kile ei tööta pidevalt, vaid lühikeste intervallidega, mis kestavad mõnest sekundist mõne minutini.

See tähendab, et selline infrapunaküttekeha tõstab ruumis pindade temperatuuri kiiresti vajalike näitajateni ja seejärel lülitub termoregulaator välja. Ja siis taas toidetakse elektrivõrgust ainult aeg-ajalt, vastavalt ruumiõhu jahtumisele.

Infrapuna kasutusvaldkond PLENi

Kilekiirguselektrisoojendeid kasutatakse kõige sagedamini lisandina veeküttele. Lõunapoolsetes piirkondades võivad need olla peamiseks küttesüsteemiks. Tuleb vaid õigesti arvutada vajaliku olukorra jaoks vajalik infrapunakile pindala.

Kilega IK-küttekeha abil saab põrandat täielikult või tsooniliselt soojendada. Seda paigaldatakse lakke ja mansardi nõlvadele, seintele tavalistes eluruumides ja isegi saunades, kuna IP 54 kile talub rahulikult kõrget niiskust.

Infrapunakileküttekehi on lubatud paigaldada:

• maamajades;
• linnakorterites;
• saunades ja leiliruumides;
• tootmis- ja laoruumides;
• loomaõuedes;
• garaažides nii küttega kui ka ilma;
• kasvuhoonetes jne.

Põhimõttelisi piiranguid vaadeldavate madalatemperatuuriliste elektrisoojendite kasutamiseks ei ole. Ainus piirang infrapunakütte seadmele on see, et ruumi kõrgus ei tohi ületada 3 meetrit. Kui laed on kõrgemad, tuleb paigaldada kõrgetemperatuurilised ja kallimad infrapunaküttekehade mudelid.

IK-kilede omadused ja liigid

Infrapuna elektrilised küttekehad jagunevad kahte tüüpi – madalatemperatuurilised ja kõrgetemperatuurilised. Esimesed suudavad soojeneda vaid kuni +50 ⁰C, teised aga kuni 200 ⁰C. Kodumajapidamises kasutatakse ainult esimest tüüpi variante PLEN või lamp- või paneelseadmete kujul, mis on mõeldud töötama 220 V elektrivõrguga.

IK-kilide endi paksus ei ületa 1 mm, kuid on ka metallist klemmid nende ühendamiseks juhtmestikuga, mis on mõnevõrra paksemad.

Madalatemperatuurilistel kilega IK-küttekehadel on järgmised tehnilised omadused:

1. Nimipinge – 220 volti.
2. Kile maksimaalne soojenemistemperatuur on 40–55⁰C, olenevalt mudelist ja tootjast.
3. IP-kaitseaste – vahemikus 22 kuni 67.
4. Küttepaneeli kaal on umbes 500 grammi/m².
5. Erivõimsus on 150–300 W/m².
6. Voolukoormus on 0,68–1,4 A/m².
7. Pikkus on 0,25–7 m.
8. Laius on 0,5–1 m.

Tootjad annavad infrapunakilele garantii 10–15 aastaks. Tegelikult aga kestavad sellised küttesüsteemid kuni pool sajandit.

Paigaldusviisi järgi jagunevad infrapunakilesoojendid:

• seinale kinnitatavad – «soojendavad pildid» (täiendavaks lokaalseks soojendamiseks);
• lae alla paigaldatavad – ping- ja ripplagede taha;
• põrandale paigaldatavad – «soojad põrandad».

Põrandavariant on efektiivsuselt veidi nõrgem kui lae oma. Kilepõrandakütet ei tohi paigaldada kappide, voodite ja diivanite alla. Mööbel võtab eluruumis alati palju ruumi. «Pildid» ja lihtsalt kiled seinadekoori taga on üldse halvim viis infrapunakilesoojendite kasutamiseks.

Kõige tõhusam on lae variant, infrapunakiired laest katavad ruumis maksimaalse võimaliku pinna.

Infrapunaküttekilesid toodetakse järgmisel kujul:

• teatud mõõtmetega mudeleid (näiteks «ZEBRA» või «NIRVANA»);
• individuaalseks lõikamiseks projektmõõtude järgi mõeldud kilepaneele, mida toodetakse laiuses 50–100 cm.

Esimest varianti ei tohi paigalduskohas lõigata. Selliseid süsteeme toodetakse valmis kujul, tuleb vaid ühendada juhtmed klemmidega. Neid tuleb eriti läbimõeldult valida tootja olemasolevast mõõtude reast, et paigaldus hiljem probleeme ei tekitaks.

Teist varianti kilesid müüakse rullides pikkusega kuni 7 meetrit. Seda infrapunakilepõrandakütte varianti saab lõigata soovitud mõõtudesse otse ruumis tavaliste kääridega.

Kileküttekehade eelised ja puudused

IR-küttekilede eelised on järgmised:

1. Kõrge ohutus ja töökindlus.
2. Elektrilise küttesüsteemi paigaldamise minimaalsed tähtajad.
3. Ruumi soojendamine on maksimaalselt kiire ja inimesele mugav.
4. Küttesüsteemi esteetiline välimus, mis on täielikult dekooriga kaetud.
5. Soojendi töö täielik automatiseerimine, mistõttu pole hooldust vaja.
6. Kõrge efektiivsus.
7. Radiaatoritest vee (soojuskandja) lekkimise risk puudub täielikult.
8. Õhu kuivamise ja hapniku põlemisega pole probleeme.
9. Töö on täiesti vaikne.
10. Kuna konvektsiooni pole, ei setti tolm igale poole.
11. Võimalus seada igas toas majas oma mikrokliima vastavalt soovitud parameetritele.
12. Temperatuur ei kõigu järsult kõrguse suunas – vahe põranda ja lae vahel on 2–3 kraadi.

Juhtmed ja kütteelemendid infrapunaküttekehas on tehases kindlalt sisse sulatatud PET-kile sisse. Lisaks pole sellises küttesüsteemis üldse liikuvaid osi. Pole midagi, mis kuluks, puruneks või korrodeeruks.

100 ruutmeetri suuruses majas paigaldatakse IR-kilesüsteem koos juhtmestiku ja kaitsmega elektrikilpi 2–3 päevaga. Peaasi, et võrk oleks arvestatud vajalike koormuste jaoks.

Elektriküttekeha sisse- ja väljalülitamist teostab termostaat, mis jälgib ruumi temperatuuri sisseehitatud andurite abil ja ise annab toite kütteelementidele. Samuti on olemas programmeeritavad termostaadid, mis võimaldavad seadistada erinevaid režiime erinevate ruumide ja kellaaegade jaoks.

IR-küttekehade kõrge ökonoomsus tuleneb nende lühiajalisest tööst – termostaat lülitab need sisse keskmiselt vaid 10–20 minutiks tunnis.

Kile-IR-elektriküttekehade miinustest tuleks mainida:

1. Suured elektriarved.
2. Vajadus piisava võimsuse järele maja elektrivõrgu sisendil.

Sama suure maja või korteri puhul on elektrikulu 1,5–2 korda suurem kui gaasikütte kulud maagaasisüsteemist. Kuid gaasikatel, selle ühendamine magistraali või gaasipaagiga ning radiaatorite ja torude paigaldus – need on samuti märkimisväärsed kulud.

Kiirgava küttesüsteemi paigaldus maksab kordades vähem kui selline variant. Ning tahkeküttekatelde ees võidab see veelgi enam – nii kütusekulu kui ka paigalduskulu poolest.

Kile-IK-kütte paigalduse eripärad

Painduvaid kilekütteseadmeid saab ilma suuremate raskusteta ise paigaldada. Tähtis on transportimisel ja lõikamisel mitte painutada kilet üle 60 kraadise nurga all. Selle lõikamine toimub kohtades, mida tootja on lõuendil märkinud.

Isolatsioonina on kõige parem panna kile alla isoloon või penofool, millel on IR-kiiri peegeldav fooliumkiht. Termostaat tuleks paigaldada eemale otsesest päikesevalgusest, radiaatoritest ja tuuletõmbusest.

Kui paigaldada programmeeritav termostaat, saab maja erinevaid ruume järjestikku eraldi kütta. See võimaldab oluliselt vähendada voolu- ja võimsuse tippkoormust maja elektrivõrgu sisendil.

Maksimaalse efekti saavutamiseks peaks kileküttekeha pindala ulatuma 60–70%ni köetava ruumi pindalast. Samas ei tohi IR-kilet panna põrandale mööbli alla ega kõrgete kappide kohale lae alla. Sellisest kütmisest pole inimestele mingit kasu, küll aga tekivad ruumis lokaalse ülekuumenemise punktid.

Samuti tuleb infrapuna paindliku elektrisoojendi ribasid seintest 15–20 cm kaugusel hoida. Et kilet õigesti arvutada ja paigutada, tuleb eelnevalt koostada ruumi plaan koos kõigi vajalike eraldustega ja mööbli paigutuskohtadega.

Iga viimistlusmaterjal on infrapunakiirguse ekraan. Küsimus on ainult selle läbipaistvuse astmes, IR-kiirte nõrgenemises ja nimetatud viimistluse või voodri kuumutumises. Mõned voodrivalikud lasevad läbi rohkem kiirgavat soojust, teised vähem.

Variant #1 – põrandal

Infrapuna IR-küttekeha paigaldamine põrandavariandis toimub betoonist, puitplaatidest või kipsplaadist valmistatud tasasele tööpinnale. Seda ei tohi paigaldada betoonist tasanduskihti ega plaatide liimikihti, polümeerkile pole mõeldud selles kasutatava tsemendi leeliselise toime jaoks.

Pealiskatteks on lubatud paigaldada:

• laminaat (ilma korgialuspõrandata);
• õhuke vaipkate puitlaastplaadist või vineerist aluspõranda peal;
• linoleum ilma soojusisolatsiooni aluskihita.

Parketi paigaldamist IR-kile peale ei soovitata. Parketiplokkide puit hakkab ülekuumenemise tõttu pragunema ja kriuksuma.

Jalgadega mööbli asetamine kilpuküttekeha peale on keelatud, see võib põhjustada selle läbi paindumist ja kahjustumist, samuti põhjustab see põrandakatte lokaalset ülekuumenemist.

Vastavalt SanPiN-ile tohib eluruumides põrandat soojendada ainult kuni +26 ⁰C-ni. Kuid tugeva külma korral akna taga tuleb IR põrandaküttesüsteem täisvõimsusel sisse lülitada, et saavutada ruumis mugav õhutemperatuur.

Ja sel juhul muutub sellel paljajalu kõndimine ebamugavaks. See on põrandavariandi infrapuna kilekütte peamine puudus.

Variant #2 – laes

Kilekujulisi infrapunasoojendeid lagede variandis on lubatud katta:

• Euroopa voodrilaudisega, MDF-iga ja kipsplaadiga paksusega kuni 12 mm;
• pinglaed (PVC või kangast);
• ripplagede süsteemidega nagu «Armstrong» või «Grilljato».

Samuti võib kasutada plastpaneelisid, kuid ainult tingimusel, et nende tootja lubab oma dekoratsiooni kuumutamist kuni +50⁰C-ni.

Mida lähemal infrapunakilele on laeva viimistlus, seda parem. Maksimaalselt saab neid üksteisest eraldada vaid 20 mm võrra.

Kui IR-kilekütteseade paigaldatakse koos ripplaega, siis tuleb küttekile paigaldada otse süsteemi karkassile. Seda ei tohi fikseerida laepealsele, sest tekib liiga suur õhuvahe PLENi ja viimistluse vahel.

Ei tohi infrapunakile peale paigaldada metall-, peegel- ja klaasist viimistluskonstruktsioone. Samuti tuleks vältida klaasmagnesium paneelide kasutamist.

Järeldused ja kasulik video teemal

Video nr 1. Lae PLENi eelistest ja paigaldusest:

Video nr 2. Kütte infrapunakilede tüübid:

Video nr 3. IR-kütte plussid ja miinused:

Infrapunane kiirgussoojus Teie kodus on tõhus ja ohutu viis eluruumi kütmiseks. Elektriliste IR-kilede paigaldus tasub end ära 2–3 aasta jooksul tänu kokkuhoiule tahkekütuse kateldel ja katlaseadmete kuludelt.

Isegi maagaasiküttel vaadeldavad kütteseadmed võidavad lõppkokkuvõttes. Tuleb need vaid õigesti arvutada konkreetse ruumi jaoks ning tagada piisavad tehnilised tingimused elektrivõrgu võimsuse osas.

Kas soovite rääkida, kuidas valisite või paigaldasite kiirguskileküttesüsteemi oma kätega? Kas on soovi jagada tehnilisi nüansse ja tehnoloogilisi peensusi, mis on saidi külastajatele kasulikud? Palun kirjutage kommentaarid allolevasse plokivormi, küsige küsimusi, avaldage artikli teemal fotosid.