Calefacción infrarroja para una casa particular: revisión de los sistemas modernos de calefacción infrarroja

La eficiencia y la economía son parámetros clave a la hora de elegir un sistema de calefacción. El precio de los recursos energéticos es bastante elevado, por lo que los propietarios prudentes de apartamentos y casas particulares intentan utilizarlos de forma racional. Estos dos parámetros son la base del desarrollo de un innovador sistema de calefacción infrarroja.

El artículo que le proponemos le ayudará a conocer el principio de funcionamiento de la calefacción infrarroja para casas particulares. Le explicaremos cómo y de qué manera puede instalar la calefacción por infrarrojos. Descubrirá qué equipo necesita para lograr el objetivo previsto y cómo fijarlo.

Hemos recopilado y sistematizado toda la información sobre los tipos de sistemas de calefacción por infrarrojos y los criterios para su selección. Para una comprensión visual, hemos incluido selecciones de fotos, esquemas informativos y presentaciones en vídeo.

Principio de funcionamiento de la calefacción infrarroja

En la naturaleza, la radiación infrarroja forma parte del espectro de ondas electromagnéticas emitidas por la principal fuente de luz de nuestro sistema: el Sol. Gracias al espectro de ondas invisibles que emite, toda la vida en nuestro planeta puede desarrollarse.

Los científicos la radiación infrarroja, que se denomina «térmica», la dividen en tres componentes, distinguiendo el espectro cercano, medio y lejano.

Las oscilaciones electromagnéticas más efectivas para la calefacción y las más seguras para los organismos vivos son las que siguen inmediatamente al lado rojo visible del espectro medio.

Casi el 50 % del espectro solar está ocupado por los rayos infrarrojos – los más cercanos a la radiación del cuerpo humano

El rango de longitud de onda de la radiación, denominada «rayos de vida», varía entre 8 y 14 micrómetros. En algunas fuentes, el intervalo “vital” se amplía ligeramente: de 6 a 20 micrómetros. Sin embargo, incluso estas discrepancias en las mediciones no son críticas.

Es el espectro de onda larga, cercano en valor a la radiación del cuerpo humano, el que se utiliza en el desarrollo de equipos y en la instalación de sistemas de calefacción con calefactores infrarrojos.

Las placas calefactoras utilizadas en la instalación de calefacción infrarroja emiten calor con un rango de trabajo de 5 a 15 micras.

Las instalaciones infrarrojas pueden considerarse una especie de mini-sol. La única diferencia con el «astro» natural es que calentarán el espacio de forma constante, independientemente de las condiciones climáticas exteriores. En el ámbito doméstico, estos equipos funcionan con una red de 220 V.

Los rayos infrarrojos, al atravesar las barreras de aire, calientan las superficies sólidas de los objetos en la habitación, y estos luego redirigen el calor al espacio.

El elemento calefactor, componente principal del dispositivo, propaga ondas luminosas. Gracias al reflector, durante el funcionamiento del equipo se calienta el objeto hacia el que está dirigido el dispositivo.

El papel de “receptores” y luego “emisores” de calor lo pueden desempeñar cualquier objeto en la habitación: objetos de cerámica y piedra, superficies de madera y vidrio, organismos vivos.

Los objetos reciben calor o lo transfieren al espacio cercano. Durante el funcionamiento del equipo, las superficies de los objetos interiores en la zona de radiación están entre 7 y 10 grados más calientes que el aire circundante.

La calefacción por rayos infrarrojos se combina excelentemente con otros métodos de calefacción tradicionales, por lo que con un mínimo esfuerzo es fácil organizar en cualquier habitación un «islote de calor» – una zona de mayor confort.

Tanto a nivel doméstico como a escala industrial, este tipo de calefacción se puede utilizar cómodamente como calefacción auxiliar o de emergencia. Las pérdidas de calor con su uso no superan en promedio el 10%.

Ventajas y desventajas del sistema

El sistema de calefacción basado en radiación infrarroja, en comparación con los métodos de calefacción por convección, tiene una serie de ventajas innegables:

1. Amplio campo de aplicación. Los paneles de calefacción infrarroja se utilizan para calentar todo tipo de espacios. Con ellos se eleva la temperatura en almacenes, granjas ganaderas, cuartos de servicio y garajes.
2. Alta velocidad de calentamiento. La sensación de confort térmico se logra en cuestión de minutos desde el momento de encender el equipo. Esto ocurre porque el aire no absorbe la radiación térmica, y la energía se utiliza directamente con pérdidas mínimas. E incluso después de apagar el aparato, este seguirá irradiando calor durante un tiempo.
3. Funcionamiento silencioso. El funcionamiento de los calefactores no va acompañado de vibraciones ni ruidos, y durante el calentamiento no se emiten productos de combustión.
4. Seguridad para la salud de los residentes. Por su naturaleza, el calor infrarrojo es lo más parecido al solar. Es el más cómodo para las personas. Los aparatos utilizados no emiten olores desagradables, no liberan toxinas ni sustancias nocivas, siendo completamente seguros para la salud humana.

Los calefactores de este tipo no temen a la humedad. Gracias a esto, los dispositivos infrarrojos se pueden usar sin miedo para crear «islas de calor» al aire libre, utilizándolos para calentar la glorieta del jardín y la terraza.

Al instalar calefactores IR, usted podrá reducir significativamente los costos de calefacción y minimizar el problema de la distribución irracional de la temperatura.

A diferencia de los calentadores de espiral, los sistemas infrarrojos no queman el oxígeno del aire ni lo resecan. La distribución del calor en el ambiente se realiza de manera uniforme, sin acumulación en la mitad superior, cerca del techo de la habitación.

Además, en el proceso de calentamiento no intervienen corrientes de convección que puedan levantar polvo. Gracias a ello, se puede mantener un microclima constante, proporcionando condiciones para una estancia confortable de los residentes.

Los calefactores se colocan en el suelo, el techo o simplemente se fijan a los forjados existentes. A menudo se utilizan al instalar un sistema de «casa inteligente».

Los paneles infrarrojos y los revestimientos de película se caracterizan por su compacidad, ocupando un mínimo de espacio útil en la habitación y proporcionando al mismo tiempo el máximo de calor.

A favor del sistema moderno también juega el hecho de que en los últimos años las saunas de infrarrojos están ganando cada vez más popularidad entre los amantes de los tratamientos de spa.

Según estudios de científicos japoneses, son una excelente prevención de múltiples enfermedades. Al penetrar bajo la piel humana, los rayos calientan los vasos sanguíneos, favoreciendo así la rápida propagación del calor por todo el cuerpo.

Pero el sistema de calefacción por infrarrojos no está exento de inconvenientes. Entre ellos cabe mencionar:

• Los rayos infrarrojos tienen un efecto puntual. Por lo tanto, dentro de una misma habitación amplia, en un lugar puede hacer demasiado calor y en otro, por el contrario, frío.
• Dado que los rayos infrarrojos no calientan el aire, sino los objetos, durante el proceso de calefacción de una habitación cuyo mobiliario incluye aparatos electrónicos, puede aparecer un ligero olor a plástico.
• Desde el punto de vista estético, estos calefactores suspendidos no siempre logran integrarse armoniosamente en el diseño general del interior.

La calefacción infrarroja de alta eficiencia energética no se puede considerar completamente rentable desde el punto de vista económico. En primer lugar, inicialmente se debe invertir una cantidad considerable en el propio equipo.

En segundo lugar, para lograr un consumo racional de energía con su ayuda, será necesario gastar en cumplir una serie de requisitos clave. Por ejemplo: en el aislamiento del edificio, la instalación de pantallas reflectantes que reduzcan la pérdida de calor.

Estos dispositivos consumen, dependiendo de la potencia, aproximadamente de 50 a 200 vatios por metro cuadrado por hora de funcionamiento.

Pero si se cumplen todas las condiciones necesarias de instalación, la eficiencia del sistema puede alcanzar el 95%. Además, para mantener un microclima confortable, basta con que el revestimiento de película ocupe el 50% de la superficie de las paredes o del suelo.

Variedades de calefactores infrarrojos

La industria moderna produce dos tipos de calefactores para el sistema de calefacción por infrarrojos: de tipo película y de tipo panel.

El principio de funcionamiento de ambos tipos de dispositivos es idéntico: se basa en un emisor y un reflector que enfoca los rayos infrarrojos en la dirección deseada.

Las diferencias entre los emisores de película y los de panel son solo en las características constructivas. En la instalación de calefacción por infrarrojos de techo, se utilizan tanto emisores de película como paneles.

Para la calefacción por suelo radiante, sin embargo, solo se utiliza equipo de tipo película.

N.º 1 — calefactores de panel

Los paneles calefactores planos son buenos porque permiten conservar el área del espacio habitable sin alterar la altura de la habitación. Esto es muy conveniente para acondicionar habitaciones con paredes bajas y techos inclinados.

Al funcionar los paneles infrarrojos, solo el 10 % de la energía se emplea en calentar el aire; la mayor parte del calor, el 90 %, se dirige a los objetos.

Estructuralmente, estos dispositivos incluyen los siguientes elementos principales:

• Resistencia calefactora – elemento calefactor;
• Panel, que recibe el calor del elemento calefactor y transmite la energía a los objetos que se calientan;
• Aislamiento, ubicado en la parte posterior, que evita la pérdida de energía térmica;
• Placa – que refleja las ondas electromagnéticas desde la parte posterior del dispositivo;
• Carcasa con entrada de cable, regleta de bornes, etc.

El material para la fabricación del elemento calefactor puede ser cerámica, cuarzo o tungsteno. El material utilizado determina en gran medida la potencia y la eficiencia del equipo en general. El calentador está cubierto por un revestimiento decorativo que cumple la función de emisor de ondas infrarrojas.

Según el método de montaje, los paneles pueden ser empotrados o suspendidos. Los primeros consisten en estructuras de cartón yeso con aislamiento térmico aplicado y un filamento de grafito incorporado.

La carcasa de los paneles suspendidos se fabrica de plástico termorresistente o vidrio, y el elemento calefactor se cubre con una pantalla de cerámica o aluminio anodizado.

Los paneles infrarrojos se instalan debajo de la ventana en lugar del radiador habitual, o simplemente se cuelgan en la pared o el techo mediante soportes.

Estos calefactores se venden como paneles tradicionales y modelos más elegantes, decorados imitando piedra o madera natural. Los refinados productos de diseño pueden ser un digno complemento del interior.

N.º 2 — emisores de tipo película

Los calefactores de película se utilizan con mayor frecuencia cuando es necesario organizar una calefacción zonal. Por ejemplo, al acondicionar una logia, una zona de trabajo o crear un rincón de descanso en la terraza.

Los revestimientos de este tipo pueden colocarse tanto en el suelo como en el techo y las paredes. La única excepción son los techos tensados, hechos de tela o láminas de PVC. Para techos suspendidos, los fabricantes ofrecen emisores infrarrojos de tipo cassette.

Estos sistemas de calefacción consisten en mats de película en los que están sellados elementos calefactores conectados en serie.

El material principal del sistema es una capa fina de grafito aplicada sobre una película delgada de termoplástico, o hilos de carbono colocados en paralelo, que al calentarse generan un flujo de calor.

Los revestimientos de película consisten en módulos intercambiables, por lo que en caso de que una sección individual falle, es fácil reemplazarla por una nueva sin comprometer la integridad del sistema.

Para dar a los sistemas de calefacción de película una apariencia más presentable, algunos artesanos los decoran. Para ello, primero construyen un marco de yeso sobre el revestimiento, sobre el cual aplican un acabado decorativo. La única condición es que no contenga metal.

Cada vez más admiradores entre los conocedores de calidad y belleza encuentran los calefactores de película con forma de cuadro, que combinan con éxito funcionalidad y estética.

En las versiones mejoradas, los sistemas de calefacción por infrarrojos de película se instalan bajo una capa de acabado decorativo. Los calefactores de película decorativos se consideran dispositivos de baja potencia, por lo que se utilizan principalmente para calentar localmente una zona de la habitación.

Clasificación según la forma de disposición de los elementos

Los dispositivos de calefacción por infrarrojos se presentan en el mercado en una amplia gama. Según la disposición de los elementos calefactores, se pueden dividir en tres grupos: de suelo, de pared y de techo.

Opción n.º 1 — calefactores de suelo

Los revestimientos de suelo son materiales modulares con elementos calefactores planos en su interior. El revestimiento se presenta en rollos. Para su instalación, se corta en piezas del tamaño necesario.

Las tiras de material en rollo se colocan en el suelo de modo que los emisores no queden debajo de muebles pesados; esto evitará la reducción de la transferencia de calor y la sequedad de los elementos de madera del mobiliario.

El material aislante y la película infrarroja se colocan directamente sobre el suelo base preparado. Durante la instalación, se evita colocar las láminas superpuestas y se procura mantener una distancia de 10-15 cm hasta las paredes.

Sobre las tiras infrarrojas de suelo se pueden colocar:

• moqueta;
• tabla de parquet;
• linóleo;
• laminado;
• baldosas cerámicas.

La combinación más exitosa se logra al usar baldosas cerámicas como revestimiento de suelo. El laminado le sigue un poco en este aspecto. Y la mayor protección contra la radiación infrarroja la proporcionan la moqueta y el linóleo.

Los sistemas de película se instalan no solo en suelos, sino también en techos bajo estructuras colgantes y en las vertientes del tejado de buhardilla. La instalación y conexión se realiza de manera similar:

Los sistemas de calefacción por infrarrojos incluyen no solo las opciones de película, sino también los suelos de carbono de varilla. Un artículo popular de nuestro sitio web le informará sobre las reglas de su instalación.

Opción n.º 2 — dispositivos de pared y techo

En comparación con los sistemas de calefacción de suelo, la selección de aparatos de techo y pared es más amplia. Además de los paneles de diseño tradicional, también se encuentran modelos de emisores de techo empotrables de diseño.

Se pueden instalar en techos suspendidos. Se ofrecen en diferentes tamaños y combinaciones de colores.

Las placas se colocan de modo que los rayos que emiten se dirijan hacia los muebles, y estos, al absorber el calor, se conviertan en una fuente de energía térmica.

Los modelos de techo de emisores infrarrojos se colocan a una altura de 3 metros o más. Con esta disposición, el techo térmico se dirige hacia abajo y se extiende ligeramente hacia los lados.

Al dirigirse hacia abajo, los rayos primero calientan el revestimiento del suelo. Debido a esto, la temperatura a nivel de los pies siempre es un par de grados más alta que a la altura de la cabeza. Para evitar que el calor se escape al exterior, los paneles no se colocan frente a puertas y ventanas.

Los emisores infrarrojos de pared se colocan de modo que estén por encima o por debajo del nivel de la cabeza de una persona.

Entre los emisores de pared, cabe destacar especialmente los sistemas de zócalo. Son estructuras estrechas y largas. Los sistemas se instalan alrededor del perímetro de la habitación, colocándolos en lugar de los zócalos de plástico o madera convencionales.

Al elegir la ubicación de los paneles, se deben evitar las áreas de descanso donde existe una alta probabilidad de exposición directa a los miembros del hogar. Por ejemplo: a la altura del sofá o la cama.

De lo contrario, los rayos dirigidos en ángulo recto sobrecalentarán y resecarán la piel, causando sensaciones incómodas a los residentes e invitados de la casa. La zona de cobertura de los emisores direccionales es una de las características principales y, por lo general, se indica en la ficha técnica del producto.

Los calefactores infrarrojos de pared se usan con poca frecuencia. La circulación del aire caliente y frío ocurre de abajo hacia arriba, por lo que es más sensato preferir las opciones de techo o suelo.

Fabricantes de calefactores infrarrojos

Muchas empresas de todo el mundo se dedican a la producción de equipos de infrarrojos. Entre los fabricantes extranjeros, los más populares son:

• «STIEBEL ELTRON» – empresa alemana que produce productos de calidad tradicionalmente alta;
• «FENIX TRADING» – empresa checa que presta especial atención a la eficiencia energética de sus productos;
• «AIR COMFORT» – grupo italiano que apuesta por la creación de un sistema de calefacción seguro de nueva generación;
• «FRICO» – fabricante sueco que garantiza la calidad escandinava y exige altos estándares en el diseño de sus productos.

Los fabricantes nacionales están representados por marcas como «Bilyuks», «Pion», «EcoLine», «Almak». En cuanto a las características de calidad, los productos de estas marcas no son muy inferiores a los análogos importados.

El coste del equipo de infrarrojos de fabricación nacional es un 30% inferior al de los análogos importados, por lo que una amplia gama de compradores puede permitirse su instalación.

Pero cabe señalar que no todos los dispositivos nacionales de calefacción por infrarrojos se suministran con soportes. Además, según las opiniones, el funcionamiento de los dispositivos nacionales suele ir acompañado de un ligero crujido, que puede resultar molesto especialmente por la noche.

Se debe tener cuidado también con los productos fabricados en China. Algunas empresas colocan en sus productos la marca «CE», que significa «China Export». Visualmente, esta abreviatura se parece a la marca de conformidad con los requisitos europeos «CE», que significa «Conformite Europeenne».

La diferencia es que en el segundo caso la densidad de la fuente es un poco más amplia y las letras están un poco más separadas entre sí. Por lo tanto, además de estudiar el marcado, solicite los certificados de conformidad.

Criterios para una correcta selección del equipo

Lo principal a tener en cuenta al elegir elementos calefactores son su diseño y parámetros operativos. Para calcular la potencia óptima, utilice la fórmula clásica, basándose en que para calentar 10 metros de superficie se necesitan en promedio 1,2 kW.

También se encuentran a la venta unidades móviles, que son cómodas de usar para calefacción temporal, colocándolas en el lugar deseado de la habitación y, si es necesario, llevándolas al exterior. Funcionan tanto con electricidad como con gas.

Este calefactor infrarrojo portátil puede calentar eficazmente un área con un radio de 2,5 metros, llenando el espacio de la habitación con comodidad y calor.

Si se comparan los modelos de tipo suelo y techo, la diferencia entre ellos será insignificante, ya que en cualquier caso se calentará primero el suelo y la parte inferior de las paredes, y el aire caliente igualmente se elevará. Por esta razón, solo considere qué tan conveniente será ubicar el equipo en el techo o en el suelo.

Son cómodos de usar los modelos con sensor térmico incorporado: cuando la temperatura de la habitación desciende por debajo del nivel establecido, el equipo se enciende automáticamente, y al alcanzar el valor fijado, se apaga.

También se debe dar preferencia a los dispositivos cuya construcción permita ajustar la inclinación de la dirección de la radiación.

Al elegir el producto, preste atención a la presencia de un termostato, con el cual es conveniente configurar un modo determinado y así ahorrar consumo de energía eléctrica.

En general, al elegir elementos calefactores, se deben tener en cuenta los parámetros del producto, los materiales con los que está construida la casa, la presencia de otro tipo de sistema de calefacción y, por supuesto, las capacidades financieras propias.

Pero no debe dejarse tentar por productos con un precio injustificadamente bajo. En su afán por reducir el costo de producción, algunos fabricantes lo hacen en detrimento de la calidad, ahorrando en contactos y utilizando cables de baja calidad.

Conclusiones y video útil sobre el tema

Vídeo #1. Ejemplo ilustrativo del funcionamiento del sistema de calefacción:

Vídeo #2. Calefacción IR de película: pros y contras:

Vídeo #3. Revisión de paneles cerámicos calefactores:

El sistema infrarrojo es una tecnología de calefacción segura de nueva generación que, con un enfoque adecuado, puede convertirse en una opción económica y racional. Además, tanto como calefacción zonal como principal de una casa particular.

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