Hoe werkt infraroodverwarming?

Hoe werkt infraroodverwarming? Een vraag waar we je nu in dit artikel een antwoord op gaan geven. Om gelijk al een groot verschil aan te geven is infraroodpanelen anders werken dan CV radiatoren, want deze verwarmen de lucht in de betreffende ruimte. Infraroodpanelen doen dat niet, zij geven stralingswarmte af naar een gerichtere specifiek plaats. Daarvoor voel jij de warmte alleen maar binnen het ‘stralingsgebied’ van deze infraroodpanelen. Dit wil zeggen dat de lucht alleen maar indirect verwarmd zal worden, dit gebeurt dan via oppervlakten welke door de panelen zijn ‘aangestraald’.

Bovenstaande afbeelding laat de onderverdeling van het optische spectrum zien, waarbij rechts naast het ultraviolet de röntgenstraling zien en na de infraroodstraling worden het microgolven genoemd. De ultraviolet en infraroodstraling zijn onzichtbaar voor het oog. We gaan een stapje dieper: infraroodstraling kan je onderverdelen in 3 typen straling:

1. Korte golf infrarood, ofwel IR-A. De golflengte loopt van 780 nm tot 1.400 nm (3400°C tot 1800°C)
2. Middengolf infrarood, ook wel IR-B genoemd en golflengte is van 1.400 nm tot 3.000 nm (1800°C tot 690°C)
3. Lange golf infrarood (IR-C) en de golflengt varieert tussen de : 3.000 nm tot 1.000.000 nm (690°C tot -273°C)

1.1 Natuurlijke werking als van de zon

De infrarood straling is elektromagnetische straling is maar dan gelegen voorbij wat voor ons zichtbaar is als licht en bevat alle kleuren. Infrarood komt na het rode licht in het zichtbare spectrum, vandaar de naam infra-rood.

Veelal ongemerkt komen we vaak in aanraking met de infrarode uitwisseling van warmte, zoals in onze woningen. Al je we in de winter dichtbij het koude raam staat, dan voelen we de kou stralen van het raam. Zo denken wij, maar koude lucht kan niet stralen.

koude lucht kan niet stralen

Energie wisselt zich altijd uit van warm naar koud en dus ‘rooft’ een koud raam warmte van ons af. Wanneer wij warmte verliezen ervaren wij dat als kou. Dus koudere muren, vloeren en meubels ‘snoepen’ via infrarood de warmte van je een warmer object. Zo zijn er dus veel invloeden in verblijfsruimten die onze thermische behaaglijkheid (positief/negatief) beïnvloeden. 

De warmte werking van infrarood kan je vergelijken met de natuurlijke werking van onze zon. Op het moment dat elektromagnetische golven van infrarood op een object komen, dan zal een deel van deze energie om worden gezet in warmte. De opname en de afgifte van de warmte is afhankelijk van de soort en samenstelling van het betreffende object. Infraroodverwarming verwarmt dus geen lucht, maar personen en objecten, die zich in de straling van een infraroodpaneel bevinden.

Een infrarood verwarming wordt daardoor gezien als een directe verwarming, want door de straling verwarmen zij directer – zonder een tussenmedium – een bepaalde oppervlakte. De warmtedragers zijn de vaste stoffen, te denken aan objecten, personen in een ruimte, vloeren en muren. Ook deze kunnen een deel van de warmte aan de omgeving afgeven en worden zo ook ingezet als secundaire warmte afgever.

De lucht in de omgeving wordt door de infraroodstraling maar in een beperkte mate verwarmd.

In een uitgebreid artikel wordt infrarood straling uitgelegd, maar kort komt het hier op neer dat alle mensen, dieren, objecten, radiatoren, infraroodpanelen enz IR-C uitstralen, omdat ze in de temperatuur range van -273 tot 690 °C, vallen.

2. Hoe werkt infraroodverwarming door de IR-C straling?

Infraroodpanelen stralen meer omdat veelal de temperatuur hoger is. Zo worden de Byecold infraroodpanelen tussen 110°C tot 130°C, terwijl CV radiatoren tussen de 60°C en 80°C worden. Vloerverwarming gebaseerd op water wordt ingesteld op maximaal 40°C. Hoe hoger de temperatuur, hoe krachtiger de warmtestraling en hoe directer dit door de mens ervaren wordt.

Kortom, dit type verwarming product dus meer straling. Daarnaast is een infraroodpaneel een plat warmtelichaam (aluminium of spiegelglas) die door zijn oppervlakte een grote bundel straling afgeeft. Er zal zo min mogelijk warmte als convectie (opwarmen en stijgen van lucht) geproduceerd wordt. Gelukkig, want lucht opwarmen is verspilling van energie.  Bij (goede) infraroodpanelen wordt >95%  van de opgenomen elektrische energie wordt omgezet in stralingswarmte. Een klein deel van de energie wordt omgezet in conductie (geleiding naar het montageoppervlak via bevestigingspunten).

2.1 Gebakken lucht

Lucht opwarmen gaat langzaam omdat lucht een isolator is er geen warmtegeleider. Ca 20 tot 30% van de energie is nodig om lucht te verwarmen en daarmee minder effectief als infrarood verwarming. Radiatoren en vloerverwarming zijn bedacht om zoveel mogelijk (het medium) lucht te raken. Radiatoren hebben ribbels en extra lamellen aan de binnenkant van de radiator om het oppervlak te vergroten en zoveel mogelijk lucht te raken en dus te verwarmen.

Bij vloerverwarming is dat nog duidelijker. Het grootste deel van de energie wordt convectie (opwarmen en stijgen van lucht). Daarnaast vindt er maar een klein deel straling en een klein deel conductie plaats (geleiding naar het montageoppervlak).

Lees ook: De mythe over de COP van een infrarood paneel

3. Soorten en maten infraroodpanelen

Infraroodstraling is elektromagnetische straling en infraroodverwarming produceert deze straling. Als de straling een object raakt, bijvoorbeeld het menselijk lichaam, een muur of een meubelstuk, dan wordt de stralingsenergie omgezet in warmte en opgeslagen (geaccumuleerd) in de objecten.

De stralingsenergie wordt omgezet in warmte en opgeslagen in de objecten

Zeker bij hoofdverwarming gaan die objecten ook allemaal IR-C stralen en wordt de ruimte verwarmt. Het effect is vergelijkbaar met je hand leggen op een stenen muur als de zon onder is gegaan. De warmte is opgeslagen in de muur door de infraroodstraling van de zon.

3.1 Hoe werkt infrarood verwarming en welke soorten panelen zijn er?

Je hebt verschillende soorten infraroodpanelen te koop, zoals verschillende wattages, kleuren, diverse prints en verschillende afmetingen. Zo kun je ze aan de muur of aan het plafond monteren. Echter heb je ook modellen die je neer kunt zetten: de verplaatsbare infrarood panelen. Daarnaast is er ook mobiele infrarood verwarming waarbij de verplaatsbare panelen door de wieltjes kunnen worden verplaatst

Het voordeel van monteren aan het plafond is dat de straling hierbij niet geblokkeerd zal worden (door bepaalde voorwerpen) en meest tot zijn recht komt en plafond panelen een hogere temperatuur hebben en daardoor krachtiger stralen (zie H2).

De prijs van de infraroodpanelen is wisselend. Het hangt bijvoorbeeld af van het design en het formaat van het paneel. Er is al een inklapbaar infrarood paneel van bijna 75 euro al zijn er ook de veel duurdere keramische infraroodpanelen die wel 800 euro kunnen kosten

Hieronder een aantal modellen die hierboven genoemd zijn.

4. Infraroodpanelen gebruiken als bijverwarming

Vaak worden infraroodpanelen gebruikt als bijverwarming. Denk hierbij aan een ruimte waar geen CV radiator aanwezig is, het kan ook over een specifieke plek gaan die je tijdelijk wil verwarmen. Denk aan de plek boven de bank of keukentafel.

Als je thuiswerkt is het bijvoorbeeld fijn om je werkruimte goed op temperatuur te houden. Maar de badkamer is ook een goede plaats voor een infraroodpaneel, of in de woonkamer (als je wil lezen of tv kijken).

4.1 Geld besparen met infraroodverwarming?

Hoe werkt infraroodverwarming? In ieder geval is het zo dat wanneer je het slim gaat gebruiken dat je dan geld kunt besparen: smart heating.

Zoals boven al geschetst kun je de panelen namelijk gebruiken als bijverwarming. Als je hiervoor kies dan zet je namelijk je CV thermostaat een stuk lager op bijvoorbeeld 17 of 18 graden. Dankzij de panelen kun jij een gedeelte van die ruimte dan (tijdelijk) bijverwarmen als jij er bent.

Sommige mensen zetten de thermostaat in de hele woning lager, en gebruiken dan de panelen om een bepaalde ruimte bij te verwarmen. Je zou volgens Milieu Centraal tot wel 25% kunnen besparen op je gasverbruik wanneer dat jij je thermostaat vier graden lager gaat zetten.

Lees daar meer over in onze FAQ over besparing op gas en reken zelf uit wat je kan besparen.

5. Hoe werkt infraroodverwarming in de gehele woning?

Er zijn mensen die graag hun hele woning willen verwarmen met infraroodpanelen. Echter wordt dat alleen aangeraden wanneer dat je huis goed is geïsoleerd.

Daardoor is het is niet altijd de beste optie.

Het is kan minder efficiënt zijn dan een warmtepomp, er wordt alleen maar warmte uit elektriciteit gehaald. Een warmtepomp doet dat ook, maar haalt ook nog warmte uit zijn omgeving. Maar er zijn ook warmtepomp nadelen in vergelijking met infraroodverwarming, maar is nu buiten beschouwing van dit artikel.

6. Aandachtspunten infraroodverwarming

Je wil toch graag een antwoord op de vraag hoe werkt infraroodverwarming en wat zijn de aandachtspunten?

Daarvoor heb je om te beginnen infraroodpanelen nodig en die kun jij zelf eenvoudig monteren. Je hebt dan een 230 Volt stopcontact nodig, een plaats waar je ze op kunt hangen en het bevestigingsmateriaal natuurlijk.

Als je meerdere panelen gaat gebruiken dan kan het zijn dat je de meterkast de aansluitingen uit moet breiden. Per groep mag je 3600 Watt aansluiten, misschien moet je uitbreiden met een of meerdere groepen. Maar als de totale aansluiting van je woning groter wordt dan 3 x 25A dan zullen de jaarlijkse vastrechtkosten stijgen met gemiddeld 700 euro.

6.1 Hoe werkt infraroodverwarming met zonnepanelen?

Je kunt de infraroodpanelen wel goed combineren met zonnepanelen want hierdoor ga jij zelf stroom opwekken.

Naast de panelen zijn er ook nog elektrische kachels. Ze werken echter minder efficiënt dan de panelen. Dit heeft te maken met het feit dat de panelen gericht warmte stralen naar één kant. De kachels stralen de warmte toe naar alle kanten. Daarom zijn de panelen efficiënter en beter om in te zetten als bijverwarming.

8. Hoeveel vermogen is nodig

Stroom wordt door elektrische infraroodverwarmingen omgezet in stalingsgolven. Je geeft het vermogen van deze verwarming aan in Watt. Meestal ligt het vermogen van de infrarood panelen tussen de 100 en 2000 Watt. Als ze in een hoge ruimte ingezet worden, dan zijn er systemen nodig met een vermogen van wel 6000 Watt of misschien wel meer.

8.1 Hoe werkt infraroodverwarming in loodsen?

Voor terrassen en loodsen bestaan er verschillende infraroodstralers of heaters.

Bij de korte golf systemen is bekend dat deze op gloeien en hoge temperaturen kunnen bereiken op kleine oppervlakten. Er is vaak een zichtbare (rood) verwarmingsstaaf of lamel welke door gaas is afgedekt. Hier is bewust voor gekozen, om zo het gevaar voor verwondingen en brand te voorkomen. Het zijn systemen die vaak gebruikt worden in hoge loodsen maar ook als je een werkplek in een bedrijfshal wil verwarmen bijvoorbeeld.

8.2 Langegolf infraroodsysteem (IR-C)

Dan heb je nog de langegolf stralingssystemen. Deze zijn te herkennen aan het variabel uitvoerbaar stralingsoppervlak. Meestal zijn deze uitgevoerd als infraroodpaneel. Je hebt verschillende uitvoeringen zoals metaal, glas of aluminium en dan nog diverse designs. Het is met name geschikt voor het verwarmen van een woonkamer of een kantoorruimte. Ook in een praktijkruimte of wachtruimte wordt het ingezet.

De infraroodpanelen hebben een oppervlakte temperatuur van 95 tot 150 graden Celsius, dit hangt af van de uitvoering, de efficiëntie en van de gewenste temperatuur. De afwerking van het verwarmingsoppervlak heeft invloed op de warmtegeleiding. Sinds kort hebben wij de heatscreens in ons assortiment, heaters die 350 graden worden en ingezet worden in hoge ruimtes, zoals loodsen, scheepswerven maar ook in oude kerken.

9. Efficiëntie infraroodverwarming

Het gebruikte materiaal van het afstraling oppervlakte heeft geen invloed op de doeltreffendheid van een infrarood verwarming. Het is echter wel van belang voor interne thermische geleiding van een paneel, het hangt namelijk samen met de opwarmtijd van het oppervlak. Hoe snel een oppervlak kan verwarmen hangt weer af van het materiaal dat is gebruikt.

Zo is het goed om te weten dat glas een langzamere warmtegeleider is dan metaal. Maar glas neemt wel meer warmte op dan metaal. Als een paneel dan met glas is afgewerkt, dan zal het langer duren voordat een speciaal oppervlak op volledige afstraal temperatuur zal zijn. Het voordeel van het paneel is wel dat het langzamer af zal koelen en dus langer warm blijft.

9.1 Hoe werkt infraroodverwarming in verhouding met gas?

De Technische Universiteit Kaiserslautern in Duitsland onderzoek gedaan naar het verbruik van infraroodverwarming in vergelijk met centrale verwarming met CV radiatoren. De conclusie is verrassend en gebaseerd op metingen:

“Er kan worden aangetoond dat verwarming door infraroodstraling een verstandig alternatief is voor conventionele verwarmingssystemen. Correct gebruik van infrarode stralingsverwarming biedt voordelen op het gebied van energieverbruik, kosten en CO2-balans. Omdat de toepasbaarheid alleen bij wijze van voorbeeld werd onderzocht, werd er verder onderzoek gedaan om de geldigheid van deze uitspraken te bepalen. Ondertussen is de relevantie van deze uitspraken bepaald en mogen de resultaten op ongeveer een derde van de woongebouwen in de inventaris worden toegepast.”

Het onderzoek heeft een half jaar geduurd en is uitgevoerd in een woonhuis (uit 1930), waarbij wel isolatie maatregelen zijn genomen. Het is gerenoveerd en geïsoleerd in de jaren 90 en er is dubbelglas aangebracht. De kelder (vloer en plafond) is niet geïsoleerd.

De benedenverdieping werd volledig verwarmd met infraroodverwarming. De bovenverdieping werd verwarmd met centrale verwarming en radiatoren. Er was geen verschil in energieverlies tussen beneden- en bovenverdieping, de beglazing had eenzelfde oppervlak. De inwonende familie was regelmatig aanwezig op beide verdiepingen.

Uit het rapport blijkt dat de kosten van infraroodverwarming circa 50 procent lager is van CV verwarming, eea afhankelijk van de gehanteerde energieprijzen (die nu hoger zijn dan in 2010).

We sluiten dit artikel af met een overzicht van de 11 voordelen van infraroodverwarming. Naast de kosten voordelen is het beter voor het milieu en bovenal een comfortabele warmte!