|
// http://pagead2.googlesyndication.com/pagead/show_ads.js |
Voor het verwarmen van gebouwen biedt stralingswarmte heel wat voordelen tegenover luchtverwarming. Het is efficiënter, er ontstaat een aangenamer en gezonder binnenklimaat, en er is geen thermische isolatie nodig.
Tot voor kort kon stralingswarmte alleen maar efficiënt worden geproduceerd met een tegelkachel. Sinds een aantal jaren is er een alternatief op de markt dat compacter, gebruiksvriendelijker en daardoor wellicht op grotere schaal inzetbaar is: elektrische, langgolvige infraroodverwarming.
Foto: EasyTherm.
——————————————————————————————————–
|
// http://pagead2.googlesyndication.com/pagead/show_ads.js // http://pagead2.googlesyndication.com/pagead/show_ads.js |
——————————————————————————————————–
Stralingswarmte is de warmte je voelt als je in de zon zit, en historisch gezien was het ook binnenshuis de belangrijkste warmtebron. Open haarden en kachels geven een groot deel stralingswarmte af, maar de moderne centrale verwarming werkt daarentegen vooral via convectie — het opwarmen van de lucht. De voordelen van stralingswarmte tegenover luchtverwarming zijn beschreven in het eerste deel van dit artikel: “Efficiënt verwarmen zonder thermische isolatie“.
Infraroodpanelen
Elektrische infraroodverwarming levert net zoals een tegelkachel een groot aandeel stralingswarmte op. Maar ze heeft niet de nadelen van de tegelkachel. De toestellen zijn veel compacter en kunnen snel warmte leveren, terwijl een tegelkachel tot 24 uur tijd nodig heeft om op temperatuur te komen. Bovendien werken ze op elektriciteit, die in principe door hernieuwbare energie kan worden geleverd. Hoewel een tegelkachel een schonere verbranding oplevert dan een houtkachel of open haard, zou een massaal gebruik van tegelkachels te veel luchtvervuiling opleveren.
Elektrische infraroodverwarming kan ook makkelijk worden verplaatst, en ze kan worden meegenomen als je verhuist. Dat maakt de technologie ook interessant voor huurders, die meestal weinig andere opties hebben om op verwarming te besparen.
Elektrische infraroodverwarming is veel compacter dan een tegelkachel. Foto: EasyTherm.
Alvorens we de technologie aan een kritisch onderzoek onderwerpen, moeten we eerst duidelijk maken wat elektrische infraroodverwarming precies is — en wat het niet is. Zoals vermeld is de zon de belangrijkste bron van infrarode straling (IR), maar er is wel een belangijk verschil met elektrische infraroodverwarming. Zonnestraling produceert ook zichtbaar licht en ultraviolette (UV) straling, terwijl een elektrische IR-verwarming dat niet doet. Zonnecrème is dus niet nodig, want je kan niet “verbranden”. Een elektrische IR-verwarming heeft dus niets te maken met een zonnebank, die UV-straling produceert.
Heldere Stralers
Infraroodstraling is elektromagnetische energie, net zoals zichtbaar licht. Alleen is infrarood met het menselijk oog niet waarneembaar. Infrarood betekent “onder het rood”: de frequentie van infraroodstraling ligt iets lager dan die van rood licht. In het elektromagnetische spectrum bevindt infrarood zich tussen zichtbaar licht en microgolven. De golflengtes zijn korter dan die van microgolven maar langer dan die van zichtbaar licht.
Belangrijk is dat infraroodstraling verder kan worden onderverdeeld alnaargelang de golflengte. Het golflengtegebied van 780 nanometer tot 3 micrometer wordt aangeduid met “nabij-infrarood”, van 3 micrometer tot 50 micrometer met “middel-infrarood”, en van 5 micrometer tot 1 millimeter met “ver-infrarood”.
——————————————————————————————————–
Alleen langgolvige infraroodverwarming is geschikt voor het verwarmen van een woonhuis of kantoor
——————————————————————————————————–
Infraroodverwarming kan met verschillende golflengtes werken, maar de toepassingen zijn totaal verschillend. De golflengte bepaalt de energieproductie van infrarood: hoe korter de golflengte, hoe hoger de energie, en hoe hoger ook het elektriciteitsverbruik (in watt). Elektrische warmtestralers (of “straalkachels”) die binnenshuis soms als bijverwarming worden gebruikt, produceren kortgolvige infraroodstraling (nabij-infrarood). Ze bevinden zich in het grensgebied tussen zichtbaar rood licht en infrarood en gloeien daarom rood op. Ze worden ook “heldere stralers” genoemd en kunnen temperaturen tot 2.000 graden produceren.
Dit soort IR-verwarming is niet efficiënt voor het verwarmen van woonhuizen of kantoren en levert bovendien gezondheidsrisico’s op omdat de straling diep in het lichaam doordringt: volgens ICNIRP, de organisatie die het gebruik van elektromagnetische straling regelt, kan kortgolvige infraroodstraling blijvende schade veroorzaken aan de ogen en de huid in het geval van langdurige blootstelling en als ze te dicht bij mensen wordt geplaatst.
Wel zijn kortgolvige infraroodstralers, net als middelgolvige IR-stralers, geschikt voor industriële toepassingen (zoals het harden van lijm, het aanbrengen van deklagen of het grillen van shoarma) en voor het verwarmen van grotere ruimtes (omdat ze dan op grotere afstand van mensen kunnen worden geplaatst).
Langgolvige infraroodverwarming in het plafond van een kantoorgebouw. Foto: Li-tech.
De infraroodverwarmingen waar het in dit artikel over gaat, en de enigen die geschikt zijn als verwarming in een woonhuis, produceren langgolvige infraroodstraling (ver-infrarood). In tegenstelling tot de heldere stralers lichten ze niet roodgloeiend op. Daarom worden ze “donkere stralers” genoemd.
Donkere Stralers
Heldere stralers verhitten net als een ouderwetse gloeilamp een opgerolde gloeidraad van (meestal) worlfraam, maar dan tot een temperatuur boven duizend graden. Donkere stralers verhitten koolstofvezels of metalen folies tot een veel lagere temperatuur — ongeveer 100 graden. Ze zijn dus veel minder heet en verbruiken veel minder energie. Langgolvige infraroodstraling dringt niet door de huid en levert geen gezondheidsgevaar op.
De eerste elektrische langgolvige IR-panelen werden halverwege de jaren 1990 ontwikkeld. Aanvankelijk werd een pasta bestaande uit een twintigtal ingrediënten op een glasplaat gesmeerd, die vervolgens in een oven werd gebakken. Dat productieproces liep vaak mis, en vandaag wordt dit soort panelen niet meer gemaakt. Er zijn nu grofweg twee soorten IR-panelen op de markt. De eerste groep panelen bestaat uit koolstofdraden of koolstofvellen die in een glasplaat worden gebakken. De tweede groep panelen bestaat uit metalen draden of folies die op een metalen plaat of glasplaat worden bevestigd. Bij het koolstof of het metaal kunnen ook nog andere elementen worden toegevoegd.
——————————————————————————————————–
De toestellen zijn erg dun en licht in vergelijking met een traditioneel elektrisch verwarmingstoestel
——————————————————————————————————–
In beide gevallen zit aan één kant van het paneel ook een isolerende laag die ervoor zorgt dat het infrarood slechts langs één kant wordt uitgestraald. Bij een elektrisch infraroodpaneel hoort ook een elektronische regeling, die zich zowel binnen als buiten het paneel kan bevinden, en uiteraard ook een elektriciteitssnoer. Op het eind van het artikel komen we terug op de voor- en nadelen van de verschillende configuraties.
Elektrische infraroodverwarming met spiegelend oppervlak. Foto: Li-tech
Een langgolvig IR-verwarmingstoestel heeft het uitzicht en de afmetingen van een schilderij of een spiegel. Soms is dat leterlijk te nemen. Een IR-verwarming kan over een spiegelend oppervlak beschikken (bijkomend voordeel is dat de spiegel in de badkamer niet aandampt) en sommige fabrikanten bieden ook de mogelijkheid om een foto naar keuze op het warmteoppervlak van een infraroodverwarming aan te brengen. De toestellen zijn erg dun en licht in vergelijking met een traditioneel elektrisch verwarmingstoestel.
Er bestaan ook watergedragen infraroodpanelen, die in feite een modulaire versie van vloer- of muurverwarming zijn (al worden ze meestal aan het plafond bevestigd). Deze panelen worden minder warm, tot ongeveer 80 graden. Het principe is gelijkaardig, maar de installatie is gecompliceerder. Deze klasse laten we in dit artikel buiten beschouwing.
De ruimte verwarmt mee
Stralingswarmte werkt heel anders dan luchtverwarming. Bij het gebruik van stralingswarmte wordt de hele ruimte onderdeel van het verwarmingssysteem. De muren, de vloeren, de meubels en de bewoners absorberen infrarood en stralen die weer uit. In theorie leidt deze uitwisseling van stralingswarmte tot een evenwicht als alle oppervlakken in de ruimte dezelfde temperatuur hebben als die van de verwarmingspanelen, die het warmste element vormen in de ruimte. In praktijk is dat uiteraard niet wenselijk en wordt de infraroodverwarming lang voor dat moment (meestal automatisch) uitgeschakeld.
——————————————————————————————————–
Bij het gebruik van stralingswarmte wordt thermisch comfort bereikt bij een luchttemperatuur van 16 tot 19 graden
——————————————————————————————————–
De regeling van een infraroodverwarming verloopt op een gelijkaardige manier als bij andere verwarmingssystemen. Een thermostaat zet de panelen af als een bepaalde temperatuur wordt bereikt, en schakelt ze opnieuw in als de temperatuur beneden een drempelwaarde duikt. Net zoals bij andere verwarmingssystemen meet de thermostaat van een elektrische infraroodverwarming de luchttemperatuur.
Het verschil is dat de gewenste luchttemperatuur een stuk lager wordt ingesteld dan in het geval van luchtverwarming, omdat er bij het gebruik van stralingswarmte thermisch comfort kan worden behaald bij lagere luchttemperaturen — het verschil bedraagt ongeveer twee tot vijf graden. In het geval de bewoners lichte kleding dragen, wordt thermisch comfort dus bereikt bij een luchttemperatuur van ongeveer 16 tot 19 graden.
Een elektrisch infraroodpaneel met een afbeelding op het verwarmingspaneel. Foto: Prestyl.
Langgolvige infraroodpanelen leveren veertig tot meer dan tachtig procent stralingswarmte, afhankelijk van het paneel en van de plaatsing ervan (zie verder). De rest, zestig tot twintig procent van de geproduceerde warmte, is convectie en conductie. Ook de warmte die na enige tijd door de muren en andere oppervlakken wordt afgegeven, is deels stralingswarmte en deels convectie. Het gebruik van langgolvige infraroodverwarming zorgt dus zowel direct als indirect voor een opwarming van de lucht in de ruimte — alleen is dat effect trager en beperkter dan bij convectieverwarming.
Infraroodpanelen als permanente verwarming thuis
Infraroodverwarming kan als bijverwarming worden ingezet in combinatie met bijvoorbeeld een centrale verwarming, maar ze kan ook als enige verwarming worden gebruikt. Een studie van de Technische Universiteit Kaiserslautern in Duitsland onderzocht het potentieel van elektrische infraroodverwarming als hoofdverwarming in een eengezinswoning (“Beispielhafte Vergleichsmessung zwischen Infrarotstrahlungsheizung und Gasheizung im Altbaubereich“, PDF).
In de winter van 2008/2009 werd een praktijkexperiment opgezet waarbij een vergelijkingsmeting werd gemaakt tussen een centrale gasverwarming en een infraroodverwarming. Het experiment vond plaats in een ongeïsoleerd gebouw uit 1930 en duurde 5 maanden. Het ging om twee verdiepingen van hetzelfde huis, die bewoond werden door dezelfde familie. De benedenverdieping werd volledig uitgerust met infraroodverwarming (zie het plan hieronder).
Na de winter werd het energieverbruik van beide verdiepingen vergeleken. Het verbruik van de infraroodverwarming op de benedenverdieping bedroeg 71,21 kilowattuur per vierkante meter. Voor de hoogrendement gasverwarming op de verdieping erboven lag het energieverbruik op 188 kilowattuur per vierkante meter. Er moet natuurlijk ook rekening worden gehouden met de energie die het kost om de elektriciteit te produceren. De onderzoekers namen daarvoor een CO2-emissie van 541 gram per kilowattuur, de gemiddelde waarde voor de Duitse stroomproductie. Voor gas namen ze een uitstoot van 249 gram per kilowattuur.
——————————————————————————————————–
Uit een experiment in een niet-geïsoleerde woning uit 1930 bleek dat elektrische infraroodverwarming zuiniger is dan luchtverwarming
——————————————————————————————————–
De totale CO2-emissie voor de infraroodverwarming bedraagt dan 38,52 kilogram per vierkante meter, tegenover 46,77 kilogram per vierkante meter voor de gasverwarming. Infraroodverwarming wint dus, ook al werd in Duitsland dat jaar 61% van de elektriciteit opgewekt met fossiele brandstoffen. Met een groter aandeel hernieuwbare energie zou infraroodverwarming uiteraard nog beter scoren. Volgens de onderzoekers kunnen de resultaten als typisch worden aangenomen voor oude, ongeïsoleerde huizen.
Hoewel het verschil in CO2-uitstoot niet spectaculair is, werd deze besparing gerealiseerd met een relatief beperkte investering en zonder dat er iets moest worden afgebroken. Passiefhuizen, warmtepompen of grondige isolatie zorgen wellicht voor een grotere energiebesparing, maar daar staat wel een veel grotere investering (financieel en energetisch) en heel wat breekwerk tegenover.
Bovendien zijn er redenen om aan te nemen dat de resultaten van infraroodverwarming verder kunnen worden verbeterd. Ten eerste is het onderzoek vijf jaar oud en is de — nog erg jonge — technologie intussen verder ontwikkeld. Ook een andere plaatsing van de panelen zou de efficiëntie kunnen verhogen. In het experiment werden de panelen aan de muren bevestigd, terwijl veel fabrikanten nu aanraden om de panelen aan het plafond te hangen, wat efficiënter is. Ten derde kan de efficiëntie van elektrische infraroodverwarming verder worden verhoogd door speciale isolatietechnieken. We bekijken deze twee laatste punten in meer detail.
De plaatsing van infraroodverwarming
De plaatsing van een langgolvig infraroodpaneel heeft een grote invloed op de efficiëntie ervan. Infraroodstraling verspreidt zich net zoals zichtbaar licht, en dus moeten de panelen zo worden opgesteld dat het “licht” de juiste plaats bereikt. Een bevestiging aan het plafond vermijdt dat meubels een “schaduw” werpen en zorgt voor een ruime verspreiding van infrarode straling, net zoals plafondverlichting de beste keuze is voor een ruime verspreiding van zichtbaar licht. Ten tweede zorgt plafondbevestiging ervoor dat het aandeel convectie tot een minimum wordt beperkt.
Infraroodverwarming aan het plafonf. Foto: EasyTherm.
Bij wandbevestiging bedraagt het aandeel stralingswarmte maximaal 60 procent, omdat een deel van de energie als warme lucht stijgt. Bij plafondbevestiging kan het aandeel stralingswarmte oplopen tot meer dan 80 procent. Er treedt in dat geval nauwelijks (directe) convectie op, aangezien neerwaartse convectie niet bestaat.
Het verlies is in dit geval vrijwel volledig te wijten aan conductieverliezen via het plafond. Plafondbevestiging kan door de panelen in te bouwen in een verlaagd plafond (zoals in veel kantoren te vinden is), door de panelen aan het plafond vast te schroeven, of door ze aan kettingen op te hangen. In dat laatste geval treedt uiteraard een groter aandeel convectie op.
——————————————————————————————————–
Infraroodstraling verspreidt zich net zoals zichtbaar licht, en dus moeten de panelen zo worden opgesteld dat het “licht” de juiste plaats bereikt
——————————————————————————————————–
Ook belangrijk is de plaatsing van de panelen ten opzichte van de ramen. De infrarode straling van de zon voel je door de ramen heen, en dat betekent dat de infrarode straling van een IR-paneel precies de omgekeerde weg aflegt. Een langgolvig stralingspaneel mag dus niet recht tegenover een raam worden gehangen, omdat de warmte dan rechtstreeks naar buiten wordt gestuurd.
Omdat er zelfs bij een goede plaatsing van de panelen nog steeds stralingswarmte door de ramen zal ontsnappen, wordt er bij de berekening van de gewenste capaciteit van een verwarmingssysteem een correctiefactor gebruikt, gebaseerd op het aantal ramen en de afmetingen ervan. Het energieverlies via de ramen kan ook worden verminderd door een IR-reflecterende folie op het raam te kleven.
Isolatie van een met IR verwarmde woning
In tegenstelling tot luchtverwarming is infraroodverwarming geschikt voor de verwarming van een ongeïsoleerd huis, omdat de muren warmer en droger zijn dan de lucht in het gebouw (Lees: “Efficiënt verwarmen zonder thermische isolatie“). Maar ook een warme en droge muur lekt nog steeds warmte: de energie die een buitenmuur opneemt, wordt immers langs beide kanten weer uitgestraald.
Klassieke isolatie kan dat warmteverlies tegengaan, en dus de efficiëntie van IR-verwarming verder verhogen, maar in het geval van infraroodverwarming is er een goedkopere en doeltreffender oplossing: het gebruik van IR-reflecterende materialen.
Sommige materialen zoals bitumen, beton en baksteen absorberen een groot deel van de IR-straling die ze ontvangen. Andere materialen, zoals de meeste metalen, absorberen slechts een klein deel infrarood en reflecteren de rest opnieuw de ruimte in. Door een zorgvuldige keuze van materialen kan het energieverbruik van infraroodverwarming verder omlaag worden gebracht.
Tapijttegels met bitumen onderlaag absorberen tot 98% van de infraroodstraling. Foto: Heuga.
De vloer van een met IR verwarmde ruimte wordt het best IR-absorberend gemaakt, aangezien we daar steeds mee in contact komen en de temperatuur ervan een invloed heeft op ons thermisch comfort (via conductie). Deze aanpak gaat uiteraard goed samen met een plafondbevestiging van de verwarmingselementen.
De muren en andere oppervlakken in de ruimte worden daarentegen het best IR-reflecterend gemaakt. Op die manier blijft het infrarode licht als het ware in de ruimte “rondbotsen”, en zullen alleen de niet-reflecterende oppervlakken de stralingswarmte absorberen: in het uiterste geval alleen de vloer en de bewoners zelf.
——————————————————————————————————–
Door de keuze van een infrarood-absorberend materiaal in de vloer kan het energieverbruik van infraroodverwarming verder omlaag worden gebracht
——————————————————————————————————–
Het reflecterend maken van materialen is bovendien eenvoudig: het volstaat om reflecterende materialen tijdens het productieproces van bijvoorbeeld baksteen toe te voegen, maar reflecterend deeltjes kunnen evengoed in vernis (voor de meubels) of verf (voor de muren) worden gemengd.
Gericht verwarmen met infraroodpanelen
Stralingswarmte hoeft niet noodzakelijk te worden ingezet voor het verwarmen van een volledige ruimte. Een alternatieve toepassing is het gericht verwarmen, iets wat met luchtverwarming onmogelijk is. Omdat een elektrische infraroodverwarming niet (zozeer) de lucht in de ruimte opwarmt, maar in plaats daarvan haar energie rechtstreeks overbrengt op de personen en oppervlakken in de ruimte, is het perfect mogelijk om slechts dat deel van een ruimte te verwarmen waar de personen zich bevinden. Dit is ook een typische toepassing van tegelkachels in Noordelijke landen, bijvoorbeeld voor de verwarming van kerken.
Infraroodpanelen in de onderhoudsloods van de Belgische marine. Foto: Li-tech.
Gericht verwarmen is momenteel de belangrijkste toepassing van elektrische stralingswarmte. De technologie wordt sinds enkele jaren toegepast in erg grote gebouwen of halfopen gebouwen zoals opslagloodsen, beurshallen, sporthallen, vliegtuighangars, kastelen, kerken of voetbalstadions. Met andere woorden: ruimtes die met klassieke luchtverwarming zo goed als onmogelijk te verwarmen zijn omdat alle geproduceerde warmte meteen zou verdwijnen.
——————————————————————————————————–
Met stralingswarmte kan een deel van een ruimte verwarmd worden, iets wat met luchtverwarming onmogelijk is
——————————————————————————————————–
Met infraroodverwarming kan heel specifiek een deel van deze ruimtes worden verwarmd, zoals een werkplek in een vliegtuighangar of de VIP-tribune in een voetbalstadion. In deze gevallen gaat het om krachtiger infraroodpanelen, die niet geschikt zijn voor gebruik in een woonhuis.
Individueel Verwarmen
De lokale en gerichte uitwerking van infraroodverwarming biedt ook op veel kleinere schaal mogelijkheden, met het gebruik van donkere stralers. Wie alleen in een grote ruimte vertoeft, zoals een kunstenaar in een atelier, kan alleen die plek verwarmen waar hij of zij zich bevindt. In een bloemenwinkel kan alleen het gangpad verwarmd worden, terwijl de bloemen fris blijven. De mogelijkheden zijn eindeloos: we zijn zo gewend geraakt aan luchtverwarming dat er gigantische ruimtes nutteloos worden opgewarmd.
Elektrische infraroodverwarming in een bloemenwinkel. Alleen het gangpad wordt verwarmd. Foto Li-tech.
Deze strategie maakt het ook mogelijk om verschillende comfortzones te creëren in dezelfde ruimte. Dat kan bijvoorbeeld interessant zijn in een bejaardentehuis, waar de ouderen hogere temperaturen nodig hebben dan de verzorgers. Een centrale verwarming zou dan voor een luchttemperatuur van ongeveer 18 graden kunnen zorgen, terwijl gerichte infraroodpanelen op bepaalde plekken het thermisch comfort voor stilzittende mensen verhogen. Ook thuis of op kantoor kunnen meerdere mensen in eenzelfde ruimte een individueel comfortniveau creëren, wat met luchtverwarming onmogelijk te realiseren is.
——————————————————————————————————–
Elektrische infraroodverwarming laat het toe om een individueel comfortniveau te creëren in een ruimte die door meerdere mensen wordt gedeeld
——————————————————————————————————–
Het Nederlandse onderzoeksinstituut TNO deed een experiment naar individuele, lokale stralingswarmte in een kantooromgeving (PDF).Tien werknemers in dezelfde ruimte kregen elk vier individuele infraroodpanelen: eentje bovenaan en eentje onderaan het bureau, eentje in de vloer en eentje in de hoofdsteun van hun stoel. (De twee stralingselementen in de vloer en in de stoel bleken weinig comfort toe te voegen.) Elk van die stralingselementen konden ze warmer of kouder zetten, en de elementen werden automatisch uitgeschakeld als de werknemer het bureau verliet. De luchttemperatuur in het kantoor werd teruggebracht van 22 naar 20 graden. De proefpersonen droegen lichte kleding.
De resultaten van het experiment waren positief. De proefpersonen ervaarden thermisch comfort bij 20 graden en er werd een aanzienlijke energiebesparing gerealiseerd. TNO besluit dat het verlagen van de luchttemperatuur in combinatie met lokale verwarming op de werkplek in een gemiddeld kantoor tussen 25 en 32% verwarmingsenergie kan besparen. (De lokale IR-panelen leveren ook een bijdrage aan de ruimteverwarming via trage convectie, wat betekent dat de besparing op centrale verwarming groter is dan de relatief beperkte temperatuurdaling doet vermoeden).
Elektrische infraroodverwarming boven een balie in de luchthaven van Heathrow. Foto: Li-tech.
De precieze besparing is afhankelijk van de thermische isolatie, de efficiëntie van de centrale verwarming, en uiteraard ook van de bezettingsgraad van het kantoor. Hoe minder werknemers aanwezig zijn, of hoe groter de vloeroppervlakte per persoon, hoe groter het voordeel van lokale verwarming.
Tijdelijk verwarmen
Een derde toepassing van elektrische infraroodverwarming is het tijdelijk verwarmen van een ruimte. Omdat een IR-verwarming in tegenstelling tot een tegelkachel zelf niet voor een accumulerende massa van warmte-energie zorgt, kan ze veel sneller warmte produceren. Bij deze toepassing gaat wel een deel van de energiebesparing verloren. Opdat een elektrische infraroodverwarming haar volle efficiëntie bereikt, moet de uitgestraalde warmte immers worden opgenomen en weer uitgestraald door de vloeren, de muren, en de objecten in de ruimte. Dat vraagt tijd, net zoals bij een tegelkachel.
——————————————————————————————————–
Opdat een elektrische infraroodverwarming haar volle efficiëntie bereikt, moet de uitgestraalde warmte worden opgenomen en weer uitgestraald door de vloeren, de muren, en de objecten in de ruimte. Dat vraagt tijd, net zoals bij een tegelkachel
——————————————————————————————————–
Om diezelfde reden is ook de vaak beweerde instant-regelbaarheid van IR-panelen met een korrel zout te nemen. In tegenstelling tot een tegelkachel kan een IR-paneel inderdaad op elk moment worden uitgeschakeld (zodat het geen extra warmte meer produceert). Maar de warmte die wordt uitgestraald door de oppervlakken in de ruimte kan niet zomaar worden gestopt.
Toch blijft er voor tijdelijke verwarming een voordeel tegenover zowel luchtverwarming als tegelkachels. Een centrale verwarming moet de lucht in de hele ruimte verwarmen, terwijl een IR-systeem die omweg niet maakt en de mensen in de ruimte rechtstreeks verwarmd. Dat kost minder energie.
Tekening van Wim van Overbeeke voor De Twaalf Ambachten.
In Nederland voerde Stichting De Twaalf Ambachten — al 40 jaar een voorvechter van stralingswarmte door middel van tegelkachels — een experiment uit met IR-verwarming voor het verwarmen van een tijdelijk verblijf. Het gaat om de verwarming van een achtergebouw van 50 m2 waar bijvoorbeeld reparatiecafés en filmvoorstellingen worden georganiseerd.
Als de buitentemperatuur nul graden bedraagt, duurt het 20 tot 24 uur om de ruimte met behulp van een gasgestookte tegelkachel op temperatuur te brengen. Uit het experiment blijkt dat het gebruik van elektrische stralingswarmte efficiënter en goedkoper is dan het gebruik van de tegelkachel omdat het volstaat om de panelen hoogstens twee tot drie uur voor de komst van de bezoekers in te schakelen.
Het experiment bevestigde ook het belang van de vloerbedekking en van de plaatsing van de panelen. De verwarmingselementen zijn horizontaal hangend op een hoogte van ruim 2 meter geïnstalleerd, en stralen loodrecht een IR-absorberende vloer van tapijttegels met een bitumen onderlaag aan. Dankzij die combinatie steeg de temperatuur van de (ongeïsoleerde) vloer snel van ongeveer 10 graden tot waarden van 15 tot 17 graden. Bij het gebruik van de tegelkachel, die uiteraard niet aan het plafond is opgehangen, haalt de vloer die temperatuur niet.
Levensduur van infraroodpanelen
Ondanks de vele voordelen van elektrische, langgolvige infraroodverwarming is enige terughoudendheid geboden. Het grootste nadeel van de jonge technologie is dat ze nog volop in ontwikkeling is. Een paar jaar geleden waren vrijwel alle IR-panelen nog gebaseerd op koolstof verwarmingselementen. Het voordeel van koolstof is dat het goedkoop is. Het nadeel is dat panelen gebaseerd op koolstof verwarmingselementen vuur kunnen vatten als ze per ongeluk (gedeeltelijk) worden afgedekt. Meer en meer fabrikanten schakelen nu over naar IR-panelen gebaseerd op metalen verwarmingselementen, die duurder zijn maar ook veiliger.
Een andere evolutie is de overgang van glas naar metaal (meestal aluminium) als materiaal voor het stralingsoppervlak. Glas is een goede warmtebuffer (beter dan metaal) maar is zwaar en breekbaar. Dat maakt vooral het transport van de panelen kostelijk. Metalen panelen zijn lichter en sterker, maar omdat ze minder lang warmte uitstralen nadat het paneel is uitgeschakeld, verliezen ze een deel van hun efficiëntie tegenover glazen panelen. Het verwarmingselement zal immers iets sneller weer worden ingeschakeld. Anderzijds warmt metaal sneller op, zodat een metalen paneel sneller warmte levert dan een glazen paneel.
——————————————————————————————————–
Infraroodpanelen met een ingebouwde regeling hebben een levensduur van slechts een paar jaar
——————————————————————————————————–
Een ander verschilpunt is de elektronische regeling van de panelen. Sommige panelen zijn voorzien van een ingebouwde regeling, terwijl in andere gevallen de regeling buiten het paneel wordt geplaatst. Een ingebouwde regeling maakt IR-verwarming bijzonder praktisch. Het volstaat om het paneel op te hangen en de stekker in het stopcontact te steken. Dit “plug-and-play”-karakter is een sterk verkoopsargument. Het nadeel is dat de ingebouwde elektronica door de grote temperatuurschommelingen afziet, en dat de levensduur van de panelen daardoor beperkt is tot twee of drie jaar. Dat is uiteraard nefast voor het financiële en energetische rendement van de technologie.
Infraroodverwarming in de badkamer. EasyTherm.
Door de elektronische regeling buiten het paneel op te stellen, wordt dat euvel verholpen en kunnen de panelen in principe decennia lang mee (al is de garantie meestal beperkt tot 5 jaar). De Franse fabrikant Prestyl levert bijvoorbeeld infrarode verwarmingsfolies voor de Franse hogesnelheidstreinen, die 30 tot 50 jaar moeten blijven werken.
Maar voor die langere levensduur moet wel een prijs worden betaald. Een externe regeling betekent dat er elektrische bedrading nodig is tussen de panelen en de gecentraliseerde schakelingen. Die draden moeten volgens de wet in de muur worden ingewerkt, en dat betekent een ingewikkelder installatie, inclusief slijpen en mogelijk breken. IR-verwarming verliest zo één van haar voordelen tegenover centrale verwarming, al zijn de leidingen in vergelijking beperkt in omvang.
Meer onderzoek nodig
Er is nauwelijks wetenschappelijk onderzoek gebeurd naar elektrische infraroodverwarming. De aangehaalde Duitse studie is tot nog toe de enige onafhankelijke wetenschappelijke studie over elektrische infraroodverwarming in een woonomgeving. Soortgelijke studies zijn nodig om het nut van infraroodverwarming te onderzoeken in een goed geïsoleerd huis, waar de uitkomst niet noodzakelijk hetzelfde is. Ook een vergelijkende studie van elektrische infraroodverwarming met klassieke elektrische verwarming zou verhelderend zijn. De precieze rol van absorberende en reflecterend materialen roept ook nog veel vragen op.
Er bestaat evenmin een wetenschappelijke methode om de prestaties van de verschillende panelen met elkaar te vergelijken, waardoor de consument moeilijk een afgewogen keuze kan maken. Bovendien is het uitkijken voor namaak: vooral Chinese fabrikanten brengen producten op de markt die er weliswaar uitzien als een IR-paneel, maar in feite gewone elektrische verwarmingen zijn die hoofdzakelijk convectie produceren. De enige houvast op dat gebied zijn een half dozijn keurmerken waarover een serieuze fabrikant van IR-panelen wel beschikt.
Tot slot weten we ook niets over de productie van de panelen. Er zijn uiteraard nog geen levenscyclusanalyses van de technologie gemaakt. We weten niet hoeveel energie de productie van een paneel kost, we hebben geen objectieve informatie over de levensverwachting, en we weten niet of er toxische stoffen of processen worden gebruikt. Hopelijk levert dit artikel inspiratie om daar werk van te maken.
Kris De Decker
——————————————————————————————————–
Update februari 2015. Dit artikel is, samen met andere artikels over stralingsverwarming op deze blog, verder uitgewerkt tot een boek van 176 pagina’s: “Stralingsverwarming: gezonde warmte met minder energie” (Uitgeverij Eburon, 176 pp. ISBN: 9789059729537).
Voor- en nadelen van elektrische stralingspanelen worden daarin uitvoerig besproken, en dat geldt ook voor andere stralingswarmtebronnen. Er zijn bijna zes maanden onderzoek in het boek gekropen, en op basis daarvan zijn een aantal conclusies uit het bovenstaande artikel bijgesteld. Die nieuwe inzichten hebben we kort samengevat in een apart artikel. Het boek is te bestellen bij:
——————————————————————————————————–
Lees meer:
- Verwarm je huis (niet) met theelichtjes: groene kwakzalverij
- Isolatie: eerst het lichaam, dan het huis: thermische onderkleding
- Verwarm je kleren, niet je huis: elektrische verwarmde kleding
- Van passiefhuis naar passiefstad: zonnewarmte voor iedereen
——————————————————————————————————–
|
// http://pagead2.googlesyndication.com/pagead/show_ads.js |
www.lowtechmagazine.be 
Geef een reactie op Dion van Oirschot Reactie annuleren