Czym jest system grzewczy na podczerwień?

Przyglądając się różnym technologiom oferującym produkcję energii cieplnej dla domów można natrafić na ogrzewanie za pomocą podczerwieni. Nie jest to jeszcze najczęściej wybierane rozwiązanie, ale z roku na rok coraz więcej Polaków decyduje się właśnie na nie. Dlaczego? Żeby odpowiedzieć na to pytanie, trzeba poznać bliżej system grzewczy na podczerwień.

Ogrzewanie podczerwienią traktowane jest z rezerwą przez osoby przyzwyczajone do pieców węglowych i przez fanów pomp ciepła, a mimo to wiele osób budujących domy według warunków technicznych 2021 (WT 2021) decyduje się na ten typ ogrzewania. Okazuje się bowiem, że jest to sposób, który wart jest zainteresowania. Wypada więc sprawdzić czym jest ogrzewanie podczerwienią, jak działa i dlaczego jest to coraz częściej stosowane rozwiązanie.

Czym jest podczerwień?

Zanim przejdziemy do szczegółowych zasad działania ogrzewania na podczerwień wyjaśnijmy sobie czym jest podczerwień. Aby to zrobić, należy sięgnąć do zagadnień fizycznych.

Podczerwień jest promieniowaniem elektromagnetycznym, którego spektrum znajduje się między światłem widzialnym a falami radiowymi. W naturalny sposób dociera ono do Ziemi wraz z promieniami słonecznymi, które zawierają około 50% podczerwieni. Choć wydaje nam się, że to promienie słoneczne ogrzewają naszą planetę, to w rzeczywistości za ciepło z promieni słonecznych odpowiada w głównej mierze niewidoczne promieniowanie podczerwone. W ten sposób dochodzimy do systemów ogrzewania podczerwienią, które w przenoszeniu energii cieplnej wykorzystują wyłącznie niewidzialne dla ludzkiego oka długie promieniowanie podczerwone.

Dlaczego właśnie długie promieniowanie podczerwone wykorzystywane jest w systemach na podczerwień z foliami grzewczymi? Otóż ma ono tę właściwość, że ogrzewa tylko ciała stałe, zamienia się w energię cieplną już na ich powierzchni i obejmuje swoim oddziaływaniem dużą przestrzeń. To czyni je idealnym do ogrzewania pomieszczeń wraz z mieszkańcami, w odróżnieniu od krótkiego i średniego promieniowania podczerwonego, które działają na krótszych dystansach.

Podczerwień jest całkowicie naturalnym i przyjaznym dla ludzkiego ciała promieniowaniem. To ona odpowiada za ogrzewanie nas w czasie letnich upałów a także w słoneczny zimowy dzień na stoku narciarskim. Technologia na niej oparta jest więc całkowicie bezpieczna.

Zasada działania systemów ogrzewania podczerwienią diametralnie różni się od tradycyjnych grzejników konwekcyjnych. Typowe grzejniki konwekcyjne podgrzewają powietrze, które znajduje się wokół nich, i dopiero nagrzane powietrze ogrzewa nas. Największym problemem tego rozwiązania jest to, że ogrzewanie jest punktowe, i wywołuje ruch powietrza unoszący stale kurz i roztocza.

W ogrzewaniu konwekcyjnym ruch powietrza powoduje unoszenie się zwierzęcej sierści, kłaczków kurzu i drobnoustrojów, co nie jest przyjaznym dla człowieka efektem. To zjawisko jest szczególnie przykre dla alergików. Z lekcji fizyki wiemy natomiast, że podgrzane powietrze zawsze będzie przesuwało się ku górze, więc przy samej podłodze temperatura pomieszczenia będzie niższa. Warto więc zadać sobie pytanie: po co nam ciepłe powietrze pod sufitem?

Podczerwień w domu

Promieniowanie podczerwone emitowane przez system grzewczy z foliami grzewczymi zamienia się w energię cieplną na powierzchni przedmiotów (i organizmów żywych), które znajdą się w jego zasięgu. Następnie przedmioty te oddają zgromadzoną w nich energię cieplną ogrzewając powietrze. Dzięki temu, szybciej odczujemy ciepło po włączeniu systemu, a pomieszczenia w większym stopniu będą magazynować ciepło – mniej ucieknie go z domu wraz z ogrzanym powietrzem.

Pisząc o ogrzewaniu podczerwienią musimy również zdać sobie sprawę, że w takich systemach w promieniowanie podczerwone zamieniana jest energia elektryczna. To oznacza, że zaliczają się one do ekologicznych źródeł ciepła. Dom, którego jedynym źródłem ciepła jest podczerwień, jest zeroemisyjny. Ponadto nie musi mieć komina ani innych instalacji związanych z ogrzewaniem, które w tradycyjnych domach trzeba serwisować i wymieniać. To oznacza oszczędności na utrzymaniu systemu grzewczego w każdym kolejnym roku.

Podczerwień a bezpieczeństwo

Szukając w Internecie informacji o podczerwieni można natrafić na artykuły twierdzące, że długotrwałe wystawianie się na działanie fal podczerwonych może mieć zły wpływ na zdrowie. Pojawiały się nawet informacje, że promieniowanie to podgrzewa wodę w komórkach organizmu (!!).

Trzeba wyjaśnić, że owszem – promieniowanie podczerwone stosowane w przemyśle i medycynie może mieć zły wpływ na ludzki organizm w momencie długotrwałej ekspozycji. Trzeba jednak wiedzieć, że podczerwień stosowana w tych branżach ma bliski (0,8 – 2,5 μm) lub średni (2,5−25 μm) zakres pasma. Natomiast zakres fal dla podczerwieni długiej, czyli tej stosowanej w systemach ogrzewania, to 25−1000 μm.

Wystawianie się przez dłuższy czas na bliską i średnią podczerwień jest niebezpieczne dla organizmu człowieka, ponieważ w tych zakresach jej fale wnikają w głąb tkanek. Inaczej jest w przypadku podczerwieni długiej, której zakres nie pozwala falom przenikać do ludzkich tkanek. Długa podczerwień ogrzewa wyłącznie skórę i pobudza powierzchniowe krążenie. Sprzyja tym samym odprężeniu i regeneracji np. po intensywnych ćwiczeniach fizycznych, poprawiając ukrwienie kończyn.

Rodzaje ogrzewania na podczerwień

System ogrzewania podczerwienią to w zasadzie cztery różne rozwiązania:

– maty grzewcze – działające na wyższych temperaturach i stosowane bezpośrednio pod płytkami

– folie grzewcze – działające na niższych temperaturach i emitujące najwięcej długiej podczerwieni

– grzejniki na podczerwień – działające na umiarkowanych temperaturach, zwykle jako ogrzewanie uzupełniające

– promienniki stojące lub wiszące – mające zastosowanie głównie w dużych pomieszczeniach roboczych

W przypadku ogrzewania podczerwienią trzeba pamiętać o tym, że może ono być zarówno dodatkowym źródłem ciepła, jak i podstawowym jego źródłem. Ocena stosowalności ogrzewania na podczerwień jako głównego lub jedynego zależy od tego jak wyizolowany jest dom. Jeśli jest to nowy dom budowany zgodnie z WT 2021, to wtedy ogrzewanie podczerwienią może w efektywny sposób być wykorzystywane jako jedyne źródło ciepła.