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Come funziona il riscaldamento a infrarossi?
Il riscaldamento a infrarossi è un sistema di riscaldamento elettrico che riscalda direttamente persone, mobili, pavimenti e pareti, anziché riscaldare principalmente l'aria. Può essere installato sotto i pavimenti, sopra i soffitti o in pannelli a parete e può essere utilizzato per una singola stanza o come sistema di riscaldamento completo per l'intera casa.
Pensa alla luce del sole in una giornata fredda
Ti è mai capitato di stare fuori in una giornata fredda e sentirti più al caldo non appena è uscito il sole, anche se l'aria era ancora fresca? Questa sensazione deriva in gran parte dal raggiungimento diretto della pelle da parte dell'energia radiante.
Il riscaldamento a infrarossi funziona in modo simile. Invia un delicato calore radiante verso le persone e le superfici circostanti. Pavimenti, pareti e mobili assorbono l'energia, si riscaldano e poi rilasciano calore nell'ambiente.
Questa guida spiega il processo in termini semplici, confronta il riscaldamento a infrarossi con quello a convezione, esamina la pellicola riscaldante da soffitto e sotto pavimento e mostra perché l'isolamento, le vetrate, la ventilazione e i calcoli delle dispersioni termiche sono ancora importanti.
Cos'è il riscaldamento a infrarossi?
Il riscaldamento a infrarossi è un riscaldamento radiante. Un elemento riscaldante si scalda ed emette energia a infrarossi verso l'ambiente. Quando quell'energia raggiunge una persona o una superficie solida, una parte viene assorbita e convertita in calore.
Questo è diverso da un sistema di riscaldamento che trasferisce prima la maggior parte della sua potenza all'aria circostante. I radiatori convenzionali a parete, nonostante il nome, comunemente forniscono una grande parte del loro calore per convezione: l'aria accanto all'emettitore si riscalda, sale e circola nell'ambiente. I sistemi radianti sono progettati per fornire un contributo radiante più elevato.
Il riscaldamento a infrarossi è disponibile in diverse forme, tra cui pannelli a parete, pannelli da soffitto, sistemi sotto pavimento e sottile pellicola riscaldante a infrarossi elettrica. La forma più adatta dipende dall'edificio, dalla finitura delle superfici, dall'uso dell'ambiente e dalla potenza di riscaldamento richiesta.
Come funziona il riscaldamento a infrarossi in sei passaggi
L'elettricità raggiunge l'elemento riscaldante
Un termostato richiede calore e fornisce energia alla stanza o alla zona interessata.
L'elemento si scalda
La resistenza elettrica nel pannello o nella pellicola di carbonio converte l'energia elettrica in calore.
L'energia a infrarossi viene emessa
La superficie riscaldata emette radiazione termica a onde lunghe nello spazio occupato.
Persone e superfici assorbono energia
Pavimenti, pareti, mobili e occupanti assorbono una proporzione dell'energia radiante.
Le superfici riscaldano l'ambiente
Le superfici più calde rilasciano calore sia per irraggiamento che per convezione all'aria adiacente.
Il termostato regola il comfort
Una volta raggiunta la temperatura impostata, il termostato riduce o interrompe l'alimentazione finché non è richiesto più calore.
Nessun sistema di riscaldamento crea energia gratuita. L'edificio continua a perdere calore attraverso pareti, vetrate, tetti, pavimenti, porte e ventilazione. Un sistema a infrarossi efficace deve fornire abbastanza calore da compensare tali perdite nelle condizioni di progetto previste.
Calore radiante rispetto al riscaldamento a convezione
Tutti i sistemi pratici di riscaldamento degli ambienti utilizzano una combinazione di meccanismi di trasferimento del calore. La differenza sta nell'equilibrio tra di essi.
| Caratteristica | Riscaldamento radiante a infrarossi | Riscaldamento a convezione prevalente |
|---|---|---|
| Effetto primario | Trasferisce una proporzione maggiore di calore verso persone e superfici per irraggiamento. | Trasferisce una proporzione maggiore di calore all'aria della stanza, che poi circola. |
| Superfici della stanza | Le superfici nel campo radiante possono riscaldarsi direttamente. | Le superfici si riscaldano principalmente per contatto con l'aria più calda e per irraggiamento dagli emettitori. |
| Movimento dell'aria | Di solito meno dipendente da forti correnti convettive o ventilatori. | Dipende maggiormente dal movimento naturale o forzato dell'aria. |
| Posizionamento | Può essere integrato in soffitti o in strutture del pavimento compatibili, oppure utilizzato come pannelli. | Spesso utilizza radiatori a parete, riscaldatori con ventilatore o sistemi canalizzati. |
| Controllo | Può essere suddiviso in stanze e zone indipendenti. | Può essere controllato centralmente o suddiviso in zone, a seconda del sistema. |
Nessuno dei due meccanismi garantisce automaticamente bollette più basse. Il consumo energetico effettivo dipende dalla dispersione termica dell'edificio, dalla temperatura richiesta, dalle ore di funzionamento, dalla strategia di controllo, dalla tariffa dell'elettricità e dal comportamento degli occupanti.
Il riscaldamento a infrarossi riscalda l'aria?
Sì, ma non solo o necessariamente principalmente all'elemento riscaldante.
L'energia a infrarossi attraversa l'aria ed è assorbita principalmente da persone e superfici solide. Man mano che quelle superfici diventano più calde, trasferiscono parte del calore all'aria che le tocca. L'aria della stanza si riscalda quindi indirettamente come parte del processo complessivo di trasferimento del calore.
Questa distinzione è importante perché le affermazioni secondo cui il riscaldamento a infrarossi «non riscalda l'aria» sono eccessivamente semplificate. Un ambiente occupato e confortevole contiene normalmente superfici calde, aria sufficientemente calda e una temperatura radiante media adeguata.
Cos'è il riscaldamento a infrarossi lontani?
Gli infrarossi fanno parte dello spettro elettromagnetico. Non possiamo vederli con gli occhi, ma possiamo sentirli come calore.
La pellicola riscaldante iHelios funziona come una superficie di riscaldamento radiante a bassa temperatura ed emette prevalentemente radiazione termica a onde lunghe, o a infrarossi lontani. Questo è il tipo di delicato calore radiante comunemente associato a pavimenti, pareti e altre superfici riscaldate dell'edificio calde.
Il sistema non produce un'unica lunghezza d'onda. Come ogni superficie calda, emette una gamma di lunghezze d'onda a infrarossi. La distribuzione esatta dipende principalmente dalla temperatura operativa della superficie.
Gli infrarossi lontani sono diversi dalla radiazione ultravioletta e non sono una radiazione ionizzante. Sono semplicemente una radiazione termica emessa da una superficie calda.
Pellicola riscaldante a infrarossi rispetto ai pannelli a infrarossi
Entrambe le tecnologie utilizzano superfici riscaldate elettricamente, ma la loro forma e installazione differiscono.
| Caratteristica | Pellicola riscaldante a infrarossi | Pannelli a infrarossi |
|---|---|---|
| Aspetto | Nascosta all'interno di una struttura del pavimento o del soffitto compatibile. | Superficie visibile montata o pannello integrato. |
| Area riscaldata | Può distribuire la potenza su un'area installata relativamente ampia. | La potenza è concentrata in posizioni di pannello definite. |
| Uso dello spazio | Lascia le pareti libere da radiatori e riscaldatori visibili. | Richiede posizioni adeguate a parete o a soffitto. |
| Fase di installazione | Meglio coordinarla con la posa dei pavimenti, del cartongesso o con i lavori di ristrutturazione. | Spesso può essere aggiunta con meno disagi in stanze già rifinite. |
| Scelta migliore | Riscaldamento invisibile per l'intera stanza, nuove costruzioni, ristrutturazioni e progetti coordinati. | Stanze singole, riscaldamento supplementare o proprietà in cui l'installazione nascosta è impraticabile. |
La pellicola riscaldante iHelios è progettata per applicazioni compatibili sotto pavimento e a soffitto. Controllare sempre le specifiche del prodotto, il metodo di installazione, il progetto elettrico e la compatibilità con le finiture prima dell'acquisto.
Riscaldamento a soffitto o sotto pavimento?
Riscaldamento a infrarossi a soffitto
Il riscaldamento a soffitto può fornire un chiaro percorso radiante verso lo spazio occupato senza occupare spazio a parete o a pavimento. Un sistema a soffitto progettato correttamente può funzionare bene dove i pavimenti devono rimanere intatti, dove è richiesta un'ampia copertura della stanza o dove la disposizione dei mobili rende inadatte alcune aree del pavimento.
Devono essere considerati la struttura del soffitto, la disposizione del cartongesso, la posizione dell'isolamento, l'area riscaldante disponibile e la massima potenza consentita. Leggere la guida all'installazione iHelios prima di progettare una struttura.
Riscaldamento a infrarossi sotto pavimento
La pellicola sotto pavimento crea una superficie riscaldata ampia e a basso profilo sotto finiture di pavimento flottante compatibili. La finitura, l'intercapedine, la copertura dei mobili, l'isolamento sotto il sistema e i limiti di temperatura del pavimento influiscono tutti sulle prestazioni.
Le finiture isolanti spesse possono limitare il trasferimento del calore. I mobili fissi o gli oggetti che impediscono al calore di dissiparsi possono anche influire sulle decisioni di layout. L'area di riscaldamento dovrebbe quindi essere pianificata attorno al design finale della stanza piuttosto che stimata solo in base alla superficie totale del pavimento.
Il riscaldamento a infrarossi può riscaldare un'intera casa?
Sì, il riscaldamento a infrarossi può essere progettato come sistema di riscaldamento primario per un'intera proprietà, ma solo quando la potenza disponibile in ogni stanza è sufficiente per soddisfare la dispersione termica calcolata di quella stanza.
Un progetto per l'intera casa dovrebbe tenere conto di:
- pareti esterne, tetti, pavimenti, finestre e porte;
- standard di isolamento e ponti termici;
- ventilazione e infiltrazioni;
- dimensioni della stanza e altezza del soffitto;
- temperature interne richieste;
- condizioni di progetto esterne locali;
- area di riscaldamento a soffitto o a pavimento disponibile;
- capacità elettrica e progetto del circuito;
- vincoli della struttura del pavimento o del soffitto;
- controllo del termostato stanza per stanza.
Scopri di più nella nostra guida all'uso della pellicola riscaldante a infrarossi come sistema di riscaldamento principale.
Cosa influisce sulle prestazioni del riscaldamento a infrarossi?
Le prestazioni del riscaldamento a infrarossi non sono determinate solo dal riscaldatore. Contano l'edificio completo e la strategia di controllo.
Isolamento e tenuta all'aria
Gli elementi dell'edificio meglio isolati perdono calore più lentamente. Migliorare l'isolamento e controllare le perdite d'aria non intenzionali può ridurre la potenza e il tempo di funzionamento richiesti da qualsiasi sistema di riscaldamento.
Finestre e porte esterne
Grandi superfici vetrate, infissi più vecchi e porte aperte frequentemente possono aumentare significativamente la dispersione termica. Dovrebbero essere misurate e incluse nel calcolo della stanza.
Ventilazione
Gli edifici sani richiedono ventilazione, ma l'aria più fredda in entrata deve essere riscaldata. Gli estrattori, le griglie di ventilazione, la ventilazione meccanica e le infiltrazioni naturali influenzano tutti la richiesta di riscaldamento.
Area riscaldante disponibile
Una stanza può avere una superficie totale del pavimento o del soffitto sufficiente, ma meno area di installazione utilizzabile dopo aver tenuto conto di arredi, pareti divisorie, mobili fissi e distanze di sicurezza del produttore.
Finiture delle superfici
Rivestimenti del pavimento, intercapedini, strati di cartongesso e finiture decorative influiscono sul trasferimento del calore. Utilizzare solo strutture approvate per il prodotto di riscaldamento pertinente.
Impostazioni di controllo e occupazione
Riscaldare una stanza inutilizzata con lo stesso programma di una stanza occupata spreca energia. Zone indipendenti, temperature impostate ragionevoli e programmi realistici sono importanti indipendentemente dalla tecnologia di riscaldamento.
Perché è importante un calcolo delle dispersioni termiche
Un calcolo delle dispersioni termiche stima quanto calore perde una stanza in determinate condizioni interne ed esterne. La potenza di riscaldamento installata dovrebbe essere sufficiente per compensare tale perdita e portare la stanza alla temperatura di progetto prevista.
La relazione di base della dispersione termica dell'involucro è:
Q = dispersione termica in watt
U = trasmittanza termica in W/m²K
A = superficie in m²
ΔT = differenza di temperatura interna-esterna in kelvin
Questo calcolo viene ripetuto per pareti, finestre, porte esterne, pavimenti e tetti o soffitti. Vengono poi aggiunte le perdite per ventilazione e infiltrazioni. Un progetto reale può anche richiedere compensazioni per ponti termici, funzionamento intermittente e altri fattori specifici del progetto.
0,30 × 15 × 24 = 108 W
Una semplice regola dei watt per metro quadrato può essere utile per una stima preliminare, ma non dovrebbe sostituire un calcolo adeguato stanza per stanza per un sistema primario. Usa il calcolatore di riscaldamento a infrarossi iHelios per una stima iniziale, quindi richiedi una revisione tecnica per il progetto finale.
Come i termostati e la zonizzazione controllano il riscaldamento a infrarossi
Il termostato non rende intrinsecamente più efficiente un riscaldatore nel convertire l'elettricità in calore. Il suo ruolo è evitare un funzionamento non necessario e mantenere le condizioni richieste con maggiore precisione.
Un sistema a infrarossi ben controllato può includere:
- termostati indipendenti per stanza o zona;
- programmi settimanali;
- sensori di pavimento dove richiesto;
- limiti di temperatura massima;
- rilevamento finestra aperta;
- automazione basata sull'occupazione;
- controllo remoto tramite app;
- impostazioni bloccabili per proprietari o proprietà gestite;
- orari allineati alla generazione solare o alle tariffe fuori punta.
I comandi dovrebbero essere selezionati per il carico elettrico collegato e installati in linea con il progetto del cablaggio. Le zone più grandi possono richiedere contattori o altri arrangiamenti di commutazione specificati dal progettista elettrico.
Il riscaldamento a infrarossi è efficiente e quanto costa da gestire?
Al punto di utilizzo, i riscaldatori elettrici a resistenza convertono l'energia elettrica consumata in calore all'interno dell'edificio. Tuttavia, questo fatto da solo non determina la bolletta.
Il costo di esercizio è determinato da:
- potenza elettrica installata in kilowatt;
- la proporzione di tempo in cui il sistema è alimentato;
- prezzo dell'elettricità per kilowattora;
- temperature impostate della stanza;
- dispersione termica dell'edificio;
- meteo;
- zonizzazione e programmi;
- fotovoltaico, uso di batterie o tariffe a fasce orarie.
Esempio con un ciclo di lavoro del 45%
Un sistema controllato da termostato normalmente non rimane acceso ininterrottamente dopo che la stanza ha raggiunto la temperatura desiderata. La percentuale di tempo in cui è alimentato è chiamata ciclo di lavoro.
Potenza di riscaldamento installata: 1,10 kW
Periodo di riscaldamento: 8 ore
Ciclo di lavoro stimato: 45%
Tariffa elettrica: £0,25 per kWh
Tempo di funzionamento effettivo:
8 × 45% = 3,6 ore
Energia utilizzata:
1,10 kW × 3,6 ore = 3,96 kWh
Costo stimato:
3,96 kWh × £0,25 = £0,99 al giorno
Un ciclo di lavoro del 45% è un esempio, non un risultato garantito. Il valore effettivo varia con la temperatura esterna, l'isolamento, le vetrate, la ventilazione, la temperatura impostata, la posizione del termostato, l'occupazione e la frequenza con cui vengono aperte porte o finestre.
Durante il riscaldamento iniziale o in condizioni meteorologiche molto fredde, il sistema può funzionare vicino al 100% per un certo periodo. In una stanza ben isolata, dopo aver raggiunto la temperatura desiderata, il ciclo di lavoro può essere molto più basso.
Vantaggi e limiti del riscaldamento a infrarossi
| Potenziali vantaggi | Importanti limiti e considerazioni progettuali |
|---|---|
| Può fornire un piacevole calore radiante e riscaldare le superfici della stanza. | La potenza deve comunque soddisfare la dispersione termica calcolata dell'edificio. |
| La pellicola nascosta può eliminare la necessità di radiatori a parete. | L'installazione deve essere coordinata con la struttura del pavimento o del soffitto. |
| Le singole zone elettriche possono essere controllate indipendentemente. | Le tariffe elettriche possono rendere costoso il riscaldamento di proprietà con un controllo o un isolamento inadeguati. |
| Per la pellicola riscaldante stessa non sono necessari caldaie, pompe o tubazioni riempite d'acqua. | Termostati, collegamenti elettrici e apparecchiature di controllo richiedono comunque un'installazione corretta e potrebbero eventualmente dover essere sostituiti. |
| Può funzionare insieme a pannelli fotovoltaici e sistemi di accumulo a batteria. | La produzione solare invernale potrebbe non coincidere con il picco della domanda di riscaldamento, pertanto l'uso della rete è solitamente comunque richiesto. |
| Può ridurre le superfici fredde se progettata correttamente. | L'umidità e la muffa richiedono inoltre che vengano affrontati i problemi relativi alle fonti di umidità e alla ventilazione. |
Miti comuni sul riscaldamento a infrarossi
Mito: il riscaldamento a infrarossi riscalda solo le persone direttamente di fronte ad esso.
Realtà: l'energia radiante può essere assorbita dagli occupanti e dalle superfici della stanza all'interno del campo dell'emettitore. Un sistema per l'intera stanza utilizza una superficie e un posizionamento dell'emettitore sufficienti per distribuire il calore in tutto lo spazio.
Mito: il riscaldamento a infrarossi non riscalda mai l'aria.
Realtà: riscalda direttamente le persone e le superfici, e queste superfici più calde trasferiscono poi il calore all'aria circostante.
Mito: ogni riscaldatore a infrarossi costa automaticamente meno da utilizzare.
Realtà: i costi dipendono dalla dispersione termica, dal prezzo dell'elettricità, dal controllo, dalle ore di funzionamento e dalla temperatura richiesta. Il solo tipo di prodotto non può garantire un risparmio.
Mito: il riscaldamento a infrarossi non può essere un sistema primario.
Realtà: può fornire il riscaldamento primario dove la potenza installata disponibile soddisfa il carico di progetto stanza per stanza.
Mito: il riscaldamento a infrarossi cura l'umidità e la muffa.
Realtà: le superfici più calde possono ridurre il rischio di condensa, ma devono essere affrontati anche infiltrazioni, produzione di umidità, ventilazione inadeguata e ponti termici.
Dove può essere utilizzato il riscaldamento a infrarossi
I sistemi correttamente specificati possono essere considerati per:
- case, appartamenti e unità abitative;
- progetti di nuova costruzione e retrofit;
- ampliamenti e conversioni di sottotetti;
- stanze da giardino e annessi;
- alloggi per più famiglie e proprietà in affitto;
- alloggi turistici;
- uffici, studi e spazi commerciali;
- edifici modulari e prefabbricati;
- progetti di edilizia sociale e commerciale.
La idoneità deve essere valutata per ogni proprietà. La capacità elettrica, la dispersione termica, il progetto di accumulo, la finitura del pavimento, la strategia antincendio e le pertinenti Norme Edilizie o gli standard del progetto dovrebbero essere tutti verificati.
Domande frequenti
Cos'è il riscaldamento a infrarossi in termini semplici?
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Il riscaldamento a infrarossi funziona nel clima freddo del Regno Unito?
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La pellicola riscaldante può essere installata sotto il tappeto?
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Il riscaldamento a infrarossi può funzionare con pannelli solari e una batteria?
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Come scelgo la dimensione corretta del sistema?
Serve un progetto di riscaldamento a infrarossi stanza per stanza?
Invia a iHelios i tuoi piani, le dimensioni delle stanze, i dettagli costruttivi e la finitura prevista per il pavimento o il soffitto. Il nostro team può aiutarti a valutare la potenza richiesta, l'area di riscaldamento adatta e la disposizione del controllo.
Riferimenti tecnici e ulteriori letture
- CIBSE Journal, “Radiant heating panels” — una panoramica del trasferimento di calore radiante e convettivo dagli emettitori di riscaldamento: modulo CIBSE sul riscaldamento radiante.
- Governo del Regno Unito, Approved Document L — linee guida statutarie attuali relative alla conservazione di combustibile ed energia e ai servizi fissi dell'edificio: Approved Document L.
- Governo del Regno Unito, Approved Document F — linee guida relative alla ventilazione: Approved Document F.
- iHelios: linee guida per l'installazione, linee guida per il riscaldamento dell'intera casa e specifiche della pellicola riscaldante.
Questo articolo fornisce informazioni educative generali e non sostituisce una valutazione della dispersione termica specifica del progetto, un progetto elettrico, le istruzioni del produttore o un consiglio professionale sull'installazione.
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