Jak działa grzejnik na podczerwień i skąd bierze się ciepło?

Wewnątrz elektrycznego grzejnika na podczerwień znajduje się element grzewczy, który nagrzewa się pod wpływem przepływającego prądu. Następnie przekazuje energię do powierzchni emitującej promieniowanie cieplne.

Promieniowanie podczerwone to rodzaj fal elektromagnetycznych, których człowiek nie widzi, ale może odczuwać ich działanie jako ciepło. Podobny efekt występuje podczas przebywania w nasłonecznionym miejscu, nawet jeśli temperatura otaczającego powietrza pozostaje stosunkowo niska.

Kiedy promieniowanie dociera do ściany, podłogi, mebla lub skóry człowieka, część jego energii zostaje pochłonięta. W rezultacie powierzchnie się nagrzewają, a następnie przekazują ciepło do otoczenia.

Grzejnik na podczerwień nie omija całkowicie powietrza. Ogrzewa je również, ponieważ rozgrzane powierzchnie oddają energię przez konwekcję. Ponadto sama obudowa urządzenia może bezpośrednio ogrzewać powietrze znajdujące się obok niej.

Różnica polega więc przede wszystkim na proporcjach i sposobie przekazywania ciepła.

Dlaczego ciepło można odczuwać przed nagrzaniem pokoju?

Przy ogrzewaniu konwekcyjnym najpierw nagrzewa się powietrze, które następnie krąży po pomieszczeniu. Natomiast promieniowanie podczerwone może docierać bezpośrednio do człowieka.

Dlatego osoba siedząca naprzeciwko działającego promiennika może poczuć ciepło, mimo że termometr nadal wskazuje stosunkowo niską temperaturę.

Nie oznacza to jednak, że każdy panel IR działa natychmiast. Domowe panele długofalowe muszą najpierw rozgrzać powierzchnię grzewczą. Z kolei promienniki halogenowe i kwarcowe zazwyczaj szybciej zapewniają odczuwalne ciepło.

Warto również rozróżnić odczucie ciepła od ogrzania całego pomieszczenia. Ściany, podłogi i wyposażenie potrzebują czasu, aby zgromadzić odpowiednią ilość energii.

Czym różni się grzejnik na podczerwień od tradycyjnego kaloryfera?

Największa różnica dotyczy sposobu ogrzewania wnętrza. Tradycyjny grzejnik przekazuje ciepło zarówno przez konwekcję, jak i promieniowanie, przy czym w wielu konstrukcjach znaczącą rolę odgrywa ruch powietrza. Panel na podczerwień wykorzystuje większy udział promieniowania cieplnego.

Cecha	Grzejnik na podczerwień	Tradycyjny grzejnik konwekcyjny
Główny sposób ogrzewania	Promieniowanie cieplne	Konwekcja powietrza
Pierwsze odczucie ciepła	W zasięgu promieniowania, po rozgrzaniu urządzenia	Wraz ze wzrostem temperatury powietrza
Rozprowadzanie ciepła	Zależne od ustawienia i widoczności powierzchni	Zależne głównie od cyrkulacji powietrza
Wpływ przeszkód	Meble mogą ograniczać promieniowanie	Meble mogą utrudniać przepływ powietrza
Montaż	Ściana, sufit lub wersja przenośna	Najczęściej ściana albo podłoga
Zużycie energii	Zależne od mocy i czasu pracy	Zależne od mocy i czasu pracy

Nie można jednak zakładać, że panel IR zawsze zapewnia równomierną temperaturę w całym pokoju. Jeżeli promieniowanie dociera przede wszystkim do jednej części pomieszczenia, druga może pozostawać wyraźnie chłodniejsza.

Dodatkowo zarówno zwykły elektryczny konwektor, jak i elektryczny panel na podczerwień zamieniają niemal całą pobieraną energię elektryczną w ciepło. Sam sposób przekazywania energii nie oznacza automatycznie niższych rachunków.

Oszczędności mogą pojawić się wtedy, gdy ogrzewanie promiennikowe pozwoli utrzymać komfort przy niższej temperaturze powietrza albo ograniczyć ogrzewanie pomieszczeń, z których nikt nie korzysta.

Czy grzejnik na podczerwień ogrzeje cały pokój?

Tak, odpowiednio dobrane panele na podczerwień mogą stanowić główne ogrzewanie pomieszczenia. Jednak ich moc i rozmieszczenie muszą odpowiadać rzeczywistemu zapotrzebowaniu na ciepło.

W dobrze ocieplonym pokoju straty energii są mniejsze, dlatego utrzymanie komfortowej temperatury wymaga mniej mocy grzewczej. Natomiast w starszym budynku z nieszczelnymi oknami i słabą izolacją nawet duży panel może nie zapewnić wystarczającego ogrzewania.

Znaczenie mają również:

• powierzchnia i wysokość pomieszczenia;
• izolacyjność ścian, podłogi i sufitu;
• wielkość oraz jakość okien;
• temperatura, którą chcemy utrzymywać;
• położenie grzejnika względem domowników;
• liczba paneli i sposób sterowania.

Dlatego dobór mocy wyłącznie na podstawie metrażu może prowadzić do błędów. Dwa pokoje o tej samej powierzchni mogą mieć zupełnie inne zapotrzebowanie na energię.

Dlaczego jeden fragment pokoju jest ciepły, a drugi zimny?

Promieniowanie cieplne rozchodzi się od powierzchni grzejnika i dociera do elementów znajdujących się na jego drodze. Jeżeli przed panelem stoi wysoka szafa, część energii zostanie pochłonięta przez mebel.

Podobnie działa zasłonięcie grzejnika dużą kanapą, zabudową albo inną przeszkodą.

W rezultacie temperatura odczuwalna w różnych miejscach może się różnić. Ponadto ściany znajdujące się poza bezpośrednim zasięgiem promieniowania mogą pozostawać chłodniejsze.

W większych lub nieregularnych pomieszczeniach czasami lepiej zastosować dwa odpowiednio rozmieszczone panele niż jeden o dużej mocy. Ostateczny wybór powinien jednak wynikać z obliczeń strat ciepła i zaleceń producenta.

Nie ma również jednej uniwersalnej odległości, na jaką skutecznie grzeje każdy promiennik. Zasięg odczuwalnego ciepła zależy od powierzchni emitującej, jej temperatury, mocy urządzenia i warunków panujących w pomieszczeniu.

Ile prądu zużywa grzejnik na podczerwień?

Zużycie energii zależy przede wszystkim od mocy urządzenia oraz czasu jego rzeczywistej pracy.

Przykładowo grzejnik o mocy 700 W podczas jednej godziny nieprzerwanego działania pobiera około 0,7 kWh energii elektrycznej.

Jeśli będzie pracował z pełną mocą przez cztery godziny dziennie, zużyje:

Przykładowe zużycie panelu 700 W

Dziennie (4 godziny)

2,8 kWh

Miesięcznie (30 dni)

84 kWh

Przy przykładowej cenie całkowitej 1 zł/kWh zmienny koszt zużytej energii wyniesie 84 zł miesięcznie. Jest to wyłącznie przykład obliczeniowy, a nie prognoza rzeczywistego rachunku.

W praktyce termostat może wielokrotnie wyłączać grzejnik po osiągnięciu zadanej temperatury. Dlatego cztery godziny włączonego sterowania nie muszą oznaczać czterech godzin poboru pełnej mocy.

Z drugiej strony podczas dużych mrozów, szczególnie w słabo ocieplonym budynku, panel może działać przez znacznie większą część doby.

Czy ogrzewanie podczerwienią jest tańsze od zwykłego elektrycznego grzejnika?

Nie zawsze. Oba urządzenia wykorzystują energię elektryczną do bezpośredniego wytwarzania ciepła. W związku z tym grzejnik na podczerwień o mocy 1000 W pobiera podczas pracy pełną mocą zasadniczo tyle samo energii co zwykły grzejnik elektryczny o mocy 1000 W.

Różnice w rachunkach wynikają przede wszystkim ze sposobu użytkowania.

Jeżeli panel ogrzewa jedynie stanowisko pracy, podczas gdy pozostała część budynku może mieć niższą temperaturę, zużycie energii może się zmniejszyć. Natomiast przy konieczności utrzymywania jednakowej temperatury we wszystkich pomieszczeniach przewaga może być niewielka albo nie wystąpić.

Ponadto pompa ciepła działa na innej zasadzie. Zamiast wyłącznie zamieniać energię elektryczną w ciepło, przenosi energię z otoczenia. Dzięki temu w odpowiednich warunkach z 1 kWh pobranego prądu może dostarczyć kilka kWh ciepła.

Nie należy więc utożsamiać wysokiej sprawności elektrycznego panelu IR z równie wysoką efektywnością energetyczną pompy ciepła.

Kiedy ogrzewanie na podczerwień sprawdza się najlepiej?

Panele IR mają szczególnie praktyczne zastosowanie tam, gdzie potrzebujemy ogrzać określone miejsce lub pomieszczenie użytkowane tylko przez część dnia.

Dobrym przykładem jest gabinet, w którym ktoś pracuje przez kilka godzin. Zamiast podnosić temperaturę całego domu, można dogrzewać strefę biurka, o ile warunki w pozostałej części budynku pozwalają bezpiecznie obniżyć temperaturę.

Podobnie grzejnik na podczerwień może sprawdzić się jako dodatkowe źródło ciepła w łazience. Trzeba jednak wybrać model przeznaczony do takich warunków i odpowiednio go zamontować.

Urządzenia tego typu wykorzystuje się również w warsztatach oraz innych miejscach, w których ogrzewanie całej kubatury powietrza bywa niepraktyczne. Należy jednak pamiętać, że przemysłowe promienniki często mają inną konstrukcję niż domowe panele długofalowe.

Największą zaletą podczerwieni jest możliwość dostarczania ciepła bezpośrednio do wybranej strefy, a nie gwarancja niskiego zużycia prądu w każdych warunkach.

Kiedy grzejnik na podczerwień może być złym wyborem?

Problemy pojawiają się przede wszystkim wtedy, gdy urządzenie ma zastąpić centralne ogrzewanie w budynku o dużych stratach ciepła.

Jeśli pomieszczenie szybko się wychładza, sam panel nie rozwiąże problemu. Najpierw należy ustalić, którędy ucieka energia, a następnie ocenić opłacalność poprawy izolacji.

Trzeba również uważać na obniżanie temperatury powietrza w wilgotnych pomieszczeniach. Choć promieniowanie ogrzewa powierzchnie znajdujące się w jego zasięgu, miejsca chłodniejsze nadal mogą być narażone na kondensację pary wodnej.

Dlatego ogrzewanie na podczerwień nie zastępuje prawidłowej wentylacji ani izolacji termicznej. Nie usuwa też automatycznie przyczyn wilgoci i pleśni.

Gdzie zamontować grzejnik na podczerwień, aby działał skutecznie?

Miejsce montażu ma duży wpływ na komfort ogrzewania. Panel powinien mieć możliwie swobodną drogę przekazywania promieniowania do powierzchni i stref, które chcemy ogrzać.

Modele ścienne dobrze sprawdzają się wtedy, gdy można skierować ich powierzchnię na miejsce codziennego przebywania domowników. Z kolei panele sufitowe pozwalają zachować wolną przestrzeń na ścianach i mogą zapewniać korzystny rozkład promieniowania.

Nie każdy grzejnik nadaje się jednak do montażu sufitowego. Ponadto część modeli ma ograniczenia dotyczące orientacji i wymaganych odległości od wyposażenia.

Przed instalacją należy sprawdzić kilka podstawowych warunków:

• Odległość od mebli i materiałów palnych – producent określa wymagane odstępy, które trzeba zachować.
• Wytrzymałość podłoża – ściana lub sufit muszą bezpiecznie utrzymać urządzenie.
• Zabezpieczenie elektryczne – instalacja musi odpowiadać mocy i sposobowi podłączenia panelu.
• Warunki w łazience – stopień ochrony IP oraz miejsce montażu muszą odpowiadać wymaganiom dla konkretnego urządzenia i lokalizacji.
• Sterowanie temperaturą – odpowiedni termostat pomaga ograniczać niepotrzebne zużycie energii.

Samo przykręcenie panelu zgodnie z instrukcją może być stosunkowo proste. Jednak wykonanie nowego obwodu, stałego podłączenia lub modyfikacja instalacji elektrycznej wymaga odpowiednio wykwalifikowanej osoby.

Czy powierzchnia grzejnika na podczerwień jest bezpieczna w dotyku?

Nie należy zakładać, że panel IR pozostaje chłodny podczas pracy.

Niektóre modele osiągają na powierzchni temperatury przekraczające 80°C, a konkretne wartości zależą od konstrukcji urządzenia. Dlatego dotknięcie rozgrzanego panelu może spowodować oparzenie.

Szczególną ostrożność trzeba zachować w pomieszczeniach, w których przebywają małe dzieci lub zwierzęta.

Ponadto nie wolno zakrywać działającego grzejnika ubraniami, ręcznikami ani elementami wyposażenia, jeśli producent tego zabrania. Ograniczenie odprowadzania ciepła może doprowadzić do przegrzania i zagrożenia pożarowego.

Jeśli urządzenie wydziela zapach spalenizny, nadmiernie się nagrzewa albo uszkodził się przewód zasilający, należy odłączyć je od zasilania w bezpieczny sposób i zlecić sprawdzenie fachowcowi. Nie należy samodzielnie otwierać obudowy ani naprawiać elementów elektrycznych.

Czy grzejnik na podczerwień rzeczywiście się opłaca?

Grzejnik na podczerwień może być wygodnym sposobem dogrzewania pomieszczeń oraz wybranych stref. Zapewnia odczuwalne ciepło poprzez promieniowanie, nie wymaga instalacji wodnej, a dzięki termostatowi pozwala kontrolować czas pracy.

Jednak jego opłacalność zależy od strat ciepła w budynku, ceny energii, rozmieszczenia paneli oraz sposobu użytkowania.

Podczerwień nie produkuje dodatkowej energii z tej samej ilości prądu. Może natomiast pomóc ograniczyć zużycie, jeśli pozwala ogrzewać tylko potrzebne miejsca lub utrzymywać komfort przy niższej temperaturze powietrza.

Przed wyborem urządzenia do całorocznego ogrzewania całego domu najlepiej porównać zapotrzebowanie na ciepło, koszty inwestycji i przewidywane zużycie energii z innymi dostępnymi systemami.

Źródła

• Könighaus GmbH – Instrukcja obsługi grzejników na podczerwień, wersja V1.11.
• TERMOFOL – Katalog produktów 2024, sekcja dotycząca stalowych paneli grzewczych.
• Energy Saving Trust – Infrared heating explained.
• ASHRAE Handbook – Infrared Radiant Heating oraz Radiant Heating and Cooling.