Folien-Infrarotheizung: Aufbau, Funktionsweise, Übersicht über IR-Systemtypen

Heizsysteme für Wohn- und Nichtwohnräume sind in großer Vielfalt auf dem Markt erhältlich. Und inmitten dieser Vielfalt zeichnet sich die Folien-Infrarotheizung durch hohen Wirkungsgrad, lange Lebensdauer und erhöhte Betriebssicherheit aus.

In dem von uns vorgestellten Artikel wird das Funktionsprinzip der Geräte zur Erzeugung von Strahlungswärme detailliert beschrieben. Vor- und Nachteile werden aufgeführt, technische Daten werden angegeben. Wir stellen die Anwendungsmöglichkeiten und Installationsmethoden der beliebten Folienheizsysteme vor.

Elektrogeräte für die IR-Heizung

Die Abkürzung PLEN bedeutet „Folien-Strahlungsheizgerät“ oder einfach „Folienheizung“. Die Verwendung der beheizenden Infrarotfolie ist sowohl als zusätzliche als auch als primäre Wärmequelle zulässig.

Im Wesentlichen handelt es sich um eine Folie mit inneren Heizelementen, die infrarote Wellen abstrahlen, wenn elektrischer Strom durch sie fließt.

Vorteile des Infrarotprinzips

Die Erwärmung der Luftmassen in einem Raum durch eine bestimmte Wärmequelle kann erfolgen durch:

• Wärmeleitung;
• Konvektion;
• Wärmestrahlung.

Die ersten beiden Prinzipien der Wärmeübertragung werden in Wasser- und Ölradiatoren sowie in Ventilatoren mit Heizspiralen verwendet.

Dabei wird zunächst mit Hilfe eines Wärmeträgers oder eines Heizstabs eine Arbeitsfläche erhitzt, von der dann die Raumluft in unmittelbarer Nähe erwärmt wird. Anschließend erfolgt durch natürliche oder erzwungene Konvektion der Luftaustausch im gesamten Raum.

Folien-IR-Heizgeräte gehören zu Heizsystemen, die nicht direkt die Luft im Raum erwärmen, sondern zunächst die Oberflächen von Wänden, Möbeln, Boden und Decke.

Wärmestrahlung bedeutet die Übertragung von Wärme von einer Quelle mittels elektromagnetischer Strahlung des Infrarotspektrums. Luft kann durch IR-Strahlen nicht direkt erwärmt werden.

Sie können nur Oberflächen aus festen Materialien erhitzen. Das heißt, durch den Betrieb der PLEN-Heizungsanlage werden zunächst Möbel und Verkleidungen im Raum erwärmt, die dann die Wärme an die Luft abgeben.

IR-Strahlen werden oft als „Wärmestrahlung“ bezeichnet, weil der Mensch den Effekt der Arbeit von Infrarotgeräten taktil als Wärmeempfindung wahrnimmt und keinerlei Unbehagen verursacht.

Infrarotwärme sind elektromagnetische Wellen im Bereich von 0,74–2000 µm. Wenn man auf die Sonne schaut, entfallen etwa 40% ihrer Strahlung auf die Erde auf sichtbares Licht und etwa 10% bzw. 50% auf UV- und IR-Strahlen.

Folienheizgeräte des Infrarottyps erzeugen Wärmeenergie mit einer Wellenlänge von etwa 9,2 µm. Für den Menschen sind diese Strahlen völlig ungefährlich und natürlich, da sie am ehesten an „Sonnenlicht“ erinnern. Schließlich strahlt der menschliche Körper selbst Wärme im Infrarotspektrum mit einer Wellenlänge von 9,6 µm ab.

Aufbau eines Folienheizsystems

IR-Folienheizgeräte umfassen drei Hauptelemente:

• Heizelement;
• Übertragungselement;
• Strahlungselement.

Der erste wandelt elektrische Energie in Wärme um. Der zweite verteilt die erzeugte Wärme über die gesamte Fläche des PLEN, und der dritte strahlt Infrarotstrahlen aus.

Neben der heizenden IR-Folie umfasst das Folienheizsystem auch einen Thermostat mit einem oder mehreren Temperatursensoren und Kabel zum Anschluss des Heizgeräts an das Stromnetz.

Das Heizelement im PLEN besteht aus einem Leiter mit hohem Widerstand. Üblicherweise ist dies ein dünner Streifen aus Nichrom (daraus werden die Spulen in Heizstäben hergestellt) oder Kohlenstoff. Inzwischen sind jedoch fast alle Hersteller von Folien-Infrarotheizungen auf die zweite Variante umgestiegen. Carbon ist wirtschaftlicher, billiger und effizienter.

Das Übertragungselement besteht aus einer Schicht Aluminiumfolie, die sich durch hohe Wärmeleitfähigkeit auszeichnet. Sie befindet sich auf einer oder beiden Seiten der IR-Folie. Einige Hersteller verzichten ganz auf Aluminium und verlassen sich nur auf das Strahlungsmaterial.

Die obere Schicht des betrachteten Folienheizgeräts besteht auf beiden Seiten aus PET (Polyethylenterephthalat). Die Folie aus diesem Thermoplast hat einen hohen Infrarotstrahlungskoeffizienten, hält Temperaturen bis zu +200⁰C problemlos aus und ist ein ausgezeichneter Isolator.

Die Folie schützt die inneren Heizelemente vor Kondenswasser und Feuchtigkeit, formt aus den einzelnen Komponenten ein einheitliches Heizsystem und reduziert das Risiko eines Stromschlags für den Menschen praktisch auf null.

Die IR-Folie ist so konstruiert, dass die Heizelemente in ihr nur bis zu +55 °C erhitzt werden können. Höhere Temperaturen sind praktisch ausgeschlossen; eine solche Erwärmung ist nur kurzzeitig in einer Notsituation bei einem plötzlichen Spannungsanstieg im Netz möglich.

Berechnung und Montage des Folien-IR-Heizgeräts erfolgen unter der Berücksichtigung, dass die Folie nicht dauerhaft, sondern in kurzen Intervallen von wenigen Sekunden bis zu mehreren Minuten heizt.

Das heißt, ein solcher Infrarotheizung erhöht schnell die Temperatur der Oberflächen im Raum auf die erforderlichen Werte und wird dann vom Thermostat ausgeschaltet. Anschließend wird er nur von Zeit zu Zeit wieder mit Strom versorgt, wenn die Raumluft abkühlt.

Anwendungsbereich des Infrarot- PLEN

Folienstrahlungsheizgeräte werden meist als Ergänzung zur Wasserheizung eingesetzt. In südlichen Regionen können sie als primäres Heizsystem dienen. Man muss lediglich die für die jeweilige Situation benötigte Fläche der Infrarotfolie richtig berechnen.

Mit einem Folien-IR-Heizgerät kann der Boden vollflächig oder zonenweise beheizt werden. Es wird an der Decke und an Dachschrägen, an Wänden in normalen Wohnräumen und sogar in Saunen installiert, da Folien mit IP 54 problemlos erhöhte Luftfeuchtigkeit vertragen.

Infrarot-Folienheizgeräte können in folgenden Bereichen installiert werden:

• Landhäusern;
• Stadtwohnungen;
• Badehäusern und Saunen;
• Produktions- und Lagerhallen;
• Tierställen;
• Garagen mit und ohne Heizung;
• Gewächshäusern usw.

Es gibt keine grundsätzlichen Einschränkungen für die Verwendung der genannten Niedertemperatur-Elektroheizgeräte. Die einzige Einschränkung für das Gerät Infrarotheizung ist, dass der Raum eine Höhe von bis zu 3 Metern haben muss. Wenn die Decken höher sind, müssen teurere Hochtemeratur-Modelle von Infrarotstahlern installiert werden.

Eigenschaften und Arten von IR-Folien

Infrarot-Elektroheizgeräte werden in zwei Typen unterteilt: Niedertemperatur- und Hochtemperaturgeräte. Erstere können nur auf +50 ⁰C erhitzt werden, letztere sogar auf 200 ⁰C. Im Haushalt werden nur Varianten des ersten Typs verwendet, in Form von PLEN oder Lampen- oder Panelgeräten, die für den Betreib an einem 220-V-Stromnetz ausgelegt sind.

Die Dicke der IR-Folien selbst beträgt nicht mehr als 1 mm, es gibt jedoch noch Metallklemmen zum Anschluss an die Verkabelung, die etwas dicker sind.

Die technischen Daten von Niedertemperatur-Folien-IR-Heizgeräten sind wie folgt:

1. Nennspannung: 220 Volt.
2. Die maximale Erwärmungstemperatur der Folie beträgt 40–55⁰C, je nach Modell und Hersteller.
3. Der Schutzgrad nach IP liegt zwischen „22“ und „67“.
4. Das Gewicht des Heizgewebes beträgt etwa 500 Gramm/m².
5. Die spezifische Leistung beträgt 150–300 W/m².
6. Die Strombelastung beträgt 0,68–1,4 A/m².
7. Die Länge beträgt 0,25–7 m.
8. Die Breite beträgt 0,5–1 m.

Die Hersteller geben auf die Infrarotfolie eine Garantie von 10–15 Jahren. Tatsächlich halten solche Heizsysteme jedoch bis zu einem halben Jahrhundert.

Nach der Montageart werden Folien-Infrarotheizungen unterteilt in:

• Wandheizungen – „Wärmebilder“ (für zusätzliche lokale Heizung);
• Deckenheizungen – hinter Spann- und abgehängten Decken;
• Fußbodenheizungen – „Fußbodenheizungen“.

Der Bodenanalog steht in punkto Effizienz etwas hinter dem Dekkenmodel zurück. Ein Folien-Fußbodenheizung darf nicht unter Schränken, Betten und Sofas verlegt werden. Und Möbel nehmen in einem Wohnraum immer viel Plat ein. «Bilder» und bloße Folien hinter Dekor an der Wand sind die schlechteste Art, IR-Folienheizgeräte zu verwenden.

Am effektivsten ist die Deckenmontage, da die Infrarotstrahlen von der Decke die größtmögliche Fläche im Raum abdecken.

Infrarot-Heizfolien werden hergestellt in Form von:

• Modellen vorgegebener Größen (zum Beispiel, «ZEBRA» oder «NIRVANA»);
• Bahnware für individuellen Zuschnitt nach Projektmaßen, hergestellt in Breiten von 50 bis 100 cm.

Die erste Variante kann nicht vor Ort zugeschnitten werden. Diese Systeme werden fertig geliefert, man muss nur die Kabel mit Klemmen anschließen. Sie müssen sehr überlegt aus der vom Hersteller angebotenen Größenpalette ausgewählt werden, damit die Verlegung später keine Probleme bereitet.

Die zweite Variante der Folien wird in Rollen bis zu 7 Metern Länge verkauft. Diese Variante der Infrarot-Fußbodenheizung kann im Raum mit einer gewöhnlichen Schere auf die erforderlichen Maße zugeschnitten werden.

Vor- und Nachteile von Folienheizgeräten

Die Vorteile von Infrarot-Heizfolien sind:

1. Hohe Sicherheit und Zuverlässigkeit.
2. Minimale Installationszeiten des elektrischen Heizsystems.
3. Schnellstmögliche und für den Menschen angenehme Erwärmung des Raumes.
4. Ästhetisches Erscheinungsbild des Heizsystems, das vollständig hinter der Dekoration verborgen ist.
5. Vollständige Automatisierung des Heizbetriebs und folglich kein Wartungsaufwand.
6. Hohe Effizienz.
7. Null Risiko von Wasserlecks (Heizmedium) aus den Heizkörpern.
8. Keine Probleme mit Austrocknung und Sauerstoffverbrennung der Raumluft.
9. Absolut geräuschloser Betrieb.
10. Keine Konvektion – kein sich überall absetzender Staub.
11. Möglichkeit, in jedem Raum des Hauses ein eigenes Mikroklima entsprechend den vorgegebenen Parametern einzustellen.
12. Keine starken Temperaturschwankungen in der Höhe (der Unterschied zwischen Boden und Decke beträgt 2–3 Grad).

Die Leiter und Heizelemente in einem Infrarotstahler werden unter Werksbedingungen zuverlässig in PET-Folie eingelötet. Außerdem gibt es keine beweglichen Teile in einem solchen Heizsystem. Es gibt nichts, das sich abnutzen, brechen oder korrodieren könnte.

In einem Haus mit einer Fläche von 100 Quadratmetern wird die IR-Folienheizung zusammen mit der Verkabelung und dem Schutz im Verteilerkasten in 2–3 Tagen installiert. Hauptsache, das Stromnetz ist für die erforderlichen Lasten ausgelegt.

Das Ein-/Ausschalten des Elektroheizgeräts erfolgt über einen Thermostat, der mithilfe integrierter Sensoren die Raumtemperatur überwacht und selbtsändig die Heizelemente mit Strom versorgt. Es gibt auch programmierbare Thermostate, mit denen verschiedene Modi für verschiedene Räume und Tageszeiten eingestellt werden können.

Die hohe Wirtschaftlichkeit von IR-Heizgeräten ist auf ihre kurze Betriebsdauer zurückzuführen – sie werden vom Thermostat im Durchschnitt nur 10–20 Minuten pro Stunde eingeschaltet.

Zu den Nachteilen von Folien-Infrarot-Heizgeräten ist zu erwähnen:

1. Hohe Stromrechnungen.
2. Die Notwendigkeit einer ausreichenden Leistung am Stromnetzeingang des Hauses.

Bei gleicher Fläche des Hauses oder der Wohnung sind die Stromkosten 1,5–2 Mal höher als die Ausgaben für eine Gasheizung vom Haupsystem. Aber ein Gaskessel, sein Anschluss an das Haupsystem oder einen Gastank sowie die Installation von Heizkörpern und Rohren sind auch erhebliche Koten.

Die Montage eines Strahlungsheizsystems ist um ein Vielfaches günstiger als diese Variante. Und gegenüber Festbrennstofkesseln gewinnt es noch mehr, sowohl im Hinblick auf den Brennstoffverbrauch als auch auf die Installationskosten.

Besonderheiten der Montage von Folien-IR-Heizungen

Flexible Folienheizungen können Sie ohne große Schwierigkeiten selbst montieren. Wichtig ist, die Folie beim Transport und Zuschnitt nicht um mehr als 60 Grad zu knicken. Der Schnitt erfolgt an den vom Hersteller auf der Folie angegebenen Stellen.

Als Dämmung unter der Folie am besten Izolon oder Penofol mit einer reflektierenden IR-Folienschicht verlegen. Und der Thermostat sollte fern von direkten Sonnenstrahlen, Heizkörpern und Zugluft installiert werden.

Wenn Sie einen programmierbaren Thermostat installieren, können Sie die verschiedenen Räume im Haus nacheinander einzeln beheizen. Dadurch lassen sich die Lastspitzen bei Strom und Leistung am Netzeingang des Hauses erheblich reduzieren.

Um eine maximale Wirkung zu erzielen, sollte die Fläche der Folienheizung 60–70 % der Grundfläche des beheizten Raumes betragen. Dabei darf die IR-Folie nicht unter Möbeln auf dem Boden oder über hohen Schränken unter der Decke verlegt werden. Ein solcher Nutzen für die Menschen wäre gleich null, aber es würden lokale Überhitzungspunkte im Raum entstehen.

Auch die Streifen des flexiblen Infrarot-Heizelements sollten 15–20 cm von den Wänden entfernt sein. Um die Folie richtig zu berechnen und zu verlegen, sollte vorher ein Raumplan mit allen erforderlichen Abständen und Möbelpositionen erstellt werden.

Jedes Veredelungsmaterial ist ein Schirm für die Infrarotstrahlung. Es geht nur um den Grad der Transparenz, die Abschwächung der IR-Strahlen und die Erwärmung dieser Verkleidung oder Beschichtung. Manche Verkleidungsoptionen lassen mehr Strahlungswärme durch, andere weniger.

Variante #1 – auf dem Boden

Die Verlegung eines Infrarot-Heizgeräts in der Bodenausführung erfolgt auf einem ebenen rohen Untergrund aus Beton, Holzplatten oder Gipskarton. In einen Betonestrich oder eine Fliesenkleberschicht darf es nicht gelegt werden, die Polymerfolie ist nicht für die alkalische Einwirkung des dabei verwendeten Zements ausgelegt.

Als Abschlussbelag darüber dürfen verlegt werden:

• Laminat (ohne Korkunterlage);
• dünner Teppichboden über einer Unterlage aus Spanplatten oder Sperrholz;
• Linoleum ohne Wärmedämmschicht.

Parkett über der IR-Folie zu verlegen wird nicht empfohlen. Das Holz der Parkettstäbe könnte durch Überhitzung reißen und knarren.

Es ist verboten, Möbel auf Beinen über der Folienheizung zu stellen, da dies zum Durchdrücken und Beschädigen führen und eine lokale Überhitzung des Bodenbelags verursachen kann.

Laut SanPiN darf der Boden in Wohnräumen nur auf +26 ⁰C erhitzt werden. Bei starkem Frost draußen muss die Infrarot-Fußbodenheizung jedoch auf voller Leistung eingeschaltet werden, um angenehme Raumtemperaturen zu erreichen.

Und in diesem Fall wird das Barfußgehen darauf unangenehm. Dies ist der Hauptnachteil der Bodenversion der Infrarot-Folienheizung.

Variante #2 – an der Decke

Infrarot-Folienheizungen für die Deckenmontage dürfen verkleidet werden mit:

• Europäischer Profilholzverkleidung, MDF und Gipskarton mit einer Dicke von bis zu 12 mm;
• Spanndecken (PVC oder Stoff);
• mit abgehängten Systemen wie Armstrong oder Grillato.

Auch Kunststoffpaneele können verwendet werden, jedoch nur unter der Bedingung, dass der Hersteller die Erwärmung seiner Dekore auf +50⁰C zulässt.

Je näher die Deckenverkleidung an der Infrarotfolie ist, desto besser. Sie können maximal 20 mm voneinander entfernt sein.

Wenn ein IR-Folienheizgerät zusammen mit einer abgehängten Decke montiert wird, sollte die Heizfolie direkt auf dem Rahmen des Systems verlegt werden. Sie darf nicht an der Decke befestigt werden, da der Luftspalt zwischen PLEN und der fertigen Verkleidung zu groß wäre.

Es dürfen keine metallischen, verspiegelten oder gläsernen Verkleidungskonstruktionen über der Infrarotfolie montiert werden. Auch die Verwendung von Glas-Magnesium-Platten ist zu vermeiden.

Fazit und nützliche Videos zum Thema

Video #1. Über die Vorteile und Montage der Decken-PLEN-Heizung:

Video #2. Arten von Infrarot-Heizfolien:

Video #3. Vor- und Nachteile der IR-Heizung:

Infrarot-Strahlungswärme in Ihrem Haus ist eine effiziente und sichere Art der Wohnraumbeheizung. Die Installation elektrischer IR-Folien amortisiert sich innerhalb von 2–3 Jahren durch die Einsparung von festem Brennstoff für Heizkessel und die Kosten für die Heizkesselausrüstung.

Selbst gegenüber der Erdgasheizung aus der Leitung haben die betrachteten Heizgeräte letztendlich Vorteile. Sie müssen sie nur richtig für den jeweiligen Raum berechnen und über ausreichende technische Bedingungen hinsichtlich der Netzleistung verfügen.

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