Hoe werkt infraroodverwarming

Infraroodverwarming werkt anders dan centrale verwarming met radiatoren of vloerverwarming. In plaats van lucht op te warmen, straalt infraroodverwarming mensen en objecten aan. Als mens voel je de straling direct, net zoals je de stralingswarmte van de zon voelt. Aangestraalde meubels, wanden en vloeren worden langzaam warm, en geven de warmte geleidelijk af. Zo warmt na verloop van tijd ook de lucht op.

Infraroodverwarming heeft voordelen, maar kan ook nadelen hebben als het verkeerd gebruikt wordt.

Hier lees je hoe infraroodverwarming werkt, wat de invloed van straling is op de behaaglijkheid en waar je op moeten letten om efficiënt te verwarmen en te genieten van de voordelen van infraroodverwarming.





Alles over infraroodverwarming









Wat is infraroodstraling precies

Infraroodstraling behoort tot de optische stralingen binnen het totale golfspectrum. Het golfspectrum wordt onderverdeeld in Röntgenstraling, optische straling en microgolven.

Het golfspectrum


Hoe werkt infraroodverwarming: Infraroodstraling is een onderdeel van de optische straling binnen het totale golfspectrum

Optische straling wordt onderverdeeld in ultraviolet, zichtbaar licht en infrarood. Ultraviolet en infrarood zijn onzichtbaar voor het menselijk oog.

Er zijn 3 typen infraroodstraling: infrarood A, B en C

  • IR-A is korte golf infrarood, met golflengte 780nm tot 1.400nm. Dit komt overeen met 3400°C tot 1800°C en dringt door tot 5mm onder de huid
  • IR-B is middengolf infrarood, met golflengte 1.400nm tot 3.000nm. Dit komt overeen met 1400°C tot 690°C en dringt door tot 3mm onder de huid
  • IR-C is lange golf infrarood, met golflengte 3.000nm tot 1.000.000nm. Dit komt overeen met 690°C tot -273°C en dringt door tot 1mm onder de huid

Infraroodpanelen werken met IR-C. Infraroodstralers voor op het terras of de badkamer werken met IR-B.



Verwarmen met IR-C lange golf infrarood

IR-C bevat alle temperaturen tussen -273°C en 690°C. Dat betekent dat als het vriest, er IR-C straling is. Je lichaam is warm en straalt ook IR-C uit. De centrale verwarming en de vloerverwarming stralen IR-C uit, én infraroodverwarming straalt IR-C uit.

Verwarrend? Absoluut. In principe werken infraroodpanelen dus hetzelfde als radiatoren of vloerverwarming. Let daarom goed op: iedereen die beweert dat infraroodverwarming een totaal ander soort straling is... dit klopt niet! Het is allemaal IR-C.

Er zijn echter wel degelijk verschillen tussen verwarmen met infraroodpanelen en radiatoren of vloerverwarming.



Verschillen tussen infraroodpanelen en radiatoren/vloerverwarming

De oppervlakte temperatuur is hoger

Infrarood-panelen worden warmer dan radiatoren en vloerverwarming. Infrarood-panelen worden 95°C, terwijl radiatoren tussen de 60°C en 80°C worden, en vloerverwarming maximaal 40°C is. Dit verschil voel je, omdat de golf van een hoge temperatuur korter is dan van een lagere temperatuur. Hogere temperaturen worden door een mens als een directere en krachtiger vorm van straling ervaren.

Het ontwerp is anders

Radiatoren en vloerverwarming zijn ontworpen om lucht te verwarmen. Ze hebben ribbels en hebben lamellen aan de binnenkant. Alles om het oppervlak van de radiator te vergroten om zoveel mogelijk lucht "te raken" en te verwarmen. Hetzelfde geldt voor vloerverwarming. Hiervan is het oppervlak dat de lucht raakt zelfs groter dan van radiatoren.

Infraroodpanelen zijn ontworpen om te stralen. Ze hebben geen ribbels of lamellen, en raken zo min mogelijk lucht. Omdat een infraroodpaneel licht is, is er niet veel materiaal dat warmte op kan slaan. Een klein deel van de opgenomen elektriciteit verwarmt het paneel tot 95°C. De rest van energie komt vrij als straling, omdat het niet opgenomen kan worden door het materiaal van het paneel.









Het verschil tussen straling en convectie

Convectie is luchtcirculatie door het opwarmen van de lucht in een ruimte. Aan de bodem van een radiator wordt koude lucht aangetrokken, aan de bovenkant stijgt warme lucht op.

Straling is elektromagnetische straling, dat door ieder object in meer of mindere mate uitgestraald wordt. Bij aanraking met een ander object, bijvoorbeeld het menselijk lichaam, een muur of meubelstuk, produceert dit warmte.


Convectie

Convectie: De radiator verwarmt de lucht. Deze stijgt op. Aan het plafond is de temperatuur bijv. 24°C, op manshoogte 20°C en op de vloer weer 16°C.

Straling

Straling: Het infraroodpaneel straalt objecten aan. De straling wordt omgezet in warmte als het objecten raakt. De objecten geven de warmte geleidelijk af.



Nadelen van convectieverwarming

Convectieverwarming is weliswaar de meest bekende en meest toegepast vorm van verwarming, maar het is ook het meest verliesgevoelig en meest onderhoudsgevoelige manier van verwarmen.

  • De temperatuur in de ruimte is niet gelijkmatig. Convectie verwarmt de lucht. De temperatuur aan het plafond is daardoor hoger dan aan de vloer.
  • Er zijn onderhoudskosten. De leidingen van de centrale verwarming, de CV-ketel en de afgaskanalen moeten periodiek schoongemaakt, gerepareerd of vernieuwd worden.
  • Hoge aanschafkosten. CV-ketels en radiatoren zijn duur in eerste aanschaf en er zijn bijkomende kosten voor de aanleg van leidingen naar de radiatoren of vloerverwarming.
  • Bedrijfskosten. De pomp en ventilator van de CV-ketel werken op stroom, net als pompen van vloerverwarming. Dit zijn, buiten de kosten voor gas, extra kosten voor elektriciteit.
  • Vastrechtkosten. Bijna alle centrale verwarmingen in Nederland werken op gas. De gasaansluiting zorgt voor extra kosten voor vastrecht.
  • De lucht wordt droog. Door verwarmen van de lucht, neemt ook de luchtvochtigheid af. Deze dient tussen de 40 en 60% te blijven voor een aangenaam leefklimaat.
  • Er zweeft meer stof. Door het circuleren van de warme lucht, circuleren er ook meer stof en fijnstof-deeltjes in de lucht.
  • Belastend voor het milieu. Gas is een fossiele brandstof, dat hoe dan ook een nadelig en belastend effect heeft op het milieu.
  • Veiligheidsrisico. Bij een onjuiste verbranding van gas kan er koolstofmono-oxide vrijkomen, een voor de mens zeer schadelijk gas dat je niet kunt ruiken.
  • De verliezen zijn hoog. Warmeverliezen in leidingen, muren, kozijnen en schoorstenen zijn aanzienlijk en zijn zeer slecht tegen te gaan.

Verliezen in buizen en leidingen

Verliezen in buizen en leidingen: Ondanks isolatie gaat er warmte verloren tijdens het transport van het warme CV-water.

Verliezen in schoorsteen, kozijnen en buitenmuren

Verliezen naar buitenlucht: De schoorsteen, kozijnen en de buitenmuur zijn elementen die warmte verliezen.



Voordelen van stralingsverwarming

Stralingsverwarming en infraroodpanelen rekenen af met de nadelen van convectieverwarming.

  • Klimaatneutraal. Elektriciteit is 100% milieuvriendelijk op te wekken met eigen zonnepanelen of met groene stroom. Het milieu wordt niet vervuild.
  • Eigen ontwerp. Een infraroodpaneel kan afgewerkt worden als klassiek wit paneel, een paneel met glas, met een eigen foto of kleur, of als spiegel. Het design is naar eigen smaak in te vullen.
  • Eenvoudige installatie. De panelen zijn eenvoudig te monteren aan de muur of het plafond en zijn direct klaar voor gebruik. Een monteur is niet nodig.
  • Voorkomt schimmel. Infraroodstraling verwarmt en droogt muren, zonder de lucht in de ruimte zelf op te drogen. Schimmel heeft geen kans zich te ontwikkelen.
  • De lucht wordt niet droog. Aangestraalde objecten worden warm, en warmen indirect de lucht op. Hierdoor blijft het vocht in de lucht behouden.
  • Bijna geen stof. Stof en fijnstof-deeltjes dwarrelen niet langer rond, omdat stralingsverwarming ervoor zorgt dat de lucht niet onnodig circuleert.
  • Geen verborgen kosten. De aanschafprijs van infraroodpanelen is eenduidig, en er zijn geen verborgen kosten zoals elektriciteit voor pompen of ventilatoren.
  • Geen onderhoudskosten. Infraroodpanelen zijn volledig onderhoudsvrij en hoeven niet regelmatig gecontroleerd te worden op correcte werking of gezondheidsrisico.
  • 100% veilig. Infraroodpanelen werken niet met verbranding en vormen geen risico voor de gezondheid door onjuiste verbranding van gassen of andere brandstoffen.
  • Verwarmen per kamer. Ruimtes die voorzien zijn van infraroodpanelen kunnen per definitie afzonderlijk van elkaar verwarmd worden.
  • Koppelen met domotica. Infraroodpanelen kunnen gegroepeerd worden en thermostatisch aangestuurd worden met draadloze thermostaten en schakelaars.








De werkingsgraad van infraroodpanelen

De werkingsgraad is de hoeveelheid effectieve infraroodstraling dat een infraroodpaneel uitstraalt, in verhouding met de gebruikte elektrische energie. Dit kun je vergelijken met een motor: de hoeveelheid energie die de motor levert, in verhouding met de gebruikte benzine.

De werkingsgraad wordt uitgedrukt in een percentage. Een werkingsgraad van 52% betekent bijvoorbeeld dat van 1000 Watt opgenomen energie, er 520 Watt aan bruikbare infraroodstraling geproduceerd wordt. De resterende 480 Watt wordt gebruikt door infraroodstraling aan de achterkant van het paneel, door de opwarming van het materiaal van het paneel, en door een klein deel aan convectie.

De werkingsgraad wordt door fabrikanten vaak overdreven om een "sterk" verkoopargument te kunnen uitbuiten, óf juist verzwegen, waarschijnlijk omdat de werkingsgraad niet voldoet.

Er geldt een maximaal haalbare werkingsgraad voor infraroodpanelen. De werkingsgraad wordt bepaald met een ingewikkelde formule, waarvan de uitkomst voornamelijk afhankelijk is van de oppervlaktetemperatuur van het infraroodpaneel.



Maximale veilige werkingsgraad

De maximale werkingsgraad van infraroodpanelen is te zien in onderstaande afbeelding.

Grafiek werkingsgraad vs. temperatuur van het paneel

De meest optimale panelen werken met een veilige temperatuur van 95°C en hebben onder ideale omstandigheden een maximale werkingsgraad van 56%. In de praktijk is deze waarde tussen 51 en 56%.

Panelen met temperaturen hoger dan 95°C zijn onveilig. Wij raden het gebruik van dit soort panelen af, omdat er binnen een woonsituatie een risico op verbranding is als het paneel aangeraakt wordt. SmartHomeSupply is gespecialiseerd in veilige infraroodverwarming tot 95°C.









Energieverbruik, kosten en milieu

De Technische Universiteit Kaiserslautern in Duitsland heeft een onderzoek gedaan naar de verschillen in energieverbruik tussen infraroodverwarming en convectieverwarming met radiatoren. Onderstaande resultaten van energieverbruik zijn afkomstig uit het onderzoeksrapport. De kosten van het energieverbruik zijn aangepast aan de Nederlandse markt en energietarieven.

Het onderzoek vond plaats tussen 1 oktober 2008 en 30 april 2009, in een woonhuis gebouwd in 1930. De benedenverdieping werd volledig verwarmd met infraroodverwarming. De bovenverdieping werd verwarmd met convectieverwarming. Er was geen verschil in energieverlies tussen beneden- en bovenverdieping, de beglazing had eenzelfde oppervlak. De inwonende familie was regelmatig aanwezig op beide verdiepingen.



Energieverbruik infrarood en convectie

In totaal verbruikte de infraroodverwarming op de benedenverdieping 7.306 kWh. De verwarmde inhoud van de benedenverdieping was 102,6 m3. Dit is een gemiddeld verbruik van 71,21 kWh/m3.

De convectieverwarming op de bovenverdieping verbruikte in totaal 30.188 kWh. De verwarmde inhoud van de bovenverdieping was 160,7 m3. Dit is een gemiddeld verbruik van 187,85 kWh/m3.

De infraroodverwarming verbruikte in verhouding slechts 37,9% van het verbruik van convectieverwarming. Een energiebesparing van bijna 62%. Dit betekent echter niet dat er ook direct op kosten bespaard werd.

In Nederland wordt het gasverbruik niet uitgedrukt in kWh, maar in m3. 1 m3 Nederlands gas levert 8,79 kWh op. Omgerekend is er in totaal 3433 m3 gas verbruikt. Per m3 woonruimte werd er 21,37 m3 gas verbruikt.



Kosten infrarood en convectie

De kosten voor energieverbruik van infrarood- en convectieverwarming variëren per energieleverancier. We hebben de kosten uitgerekend op basis van ons eigen energiecontract bij Greenchoice (april 2016).

Tarief elektriciteit: € 0,1831 per kWh
Tarief gas: € 0,5602 per m3

Kosten infraroodverwarming: 71,21 kWh per m3 woonruimte x € 0,1831 per kWh = € 13,04 per m3 woonruimte.

Kosten convectieverwarming: 21,37 m3 gas per m3 woonruimte x € 0,5602 per m3 = € 11,97 per m3 woonruimte.

Toelichting: de kosten voor convectieverwarming zijn alleen gebaseerd op gasverbruik. Het elektriciteitsverbruik van de CV-ketel (pomp en ventilator) is niet meegerekend. Onderhouds- en slijtagekosten zijn niet meegerekend. De kosten voor convectieverwarming zijn in praktijk naar schatting 15% hoger. Dit resulteert in € 13,76 per m3 woonruimte.



Milieu: CO2 uitstoot

Volgens www.co2emissiefactoren.nl wordt er per kWh "grijze stroom" 0,526 kg CO2 uitgestoten. Per m3 gas wordt 1,884 kg CO2 uitgestoten. Grijze stroom is elektriciteit opgewerkt uit fossiele brandstoffen.

CO2 uitstoot infraroodverwarming: 71,21 kWh per m3 x 0,526 kg CO2 per kWh = 37,46 kg CO2 per m3 woonruimte.

CO2 uitstoot convectieverwarming: 21,37 m3 x 1,884 kg CO2 per m3 = 40,25 kg CO2 per m3 woonruimte.

De CO2 uitstoot van infraroodverwarming is 0 indien je groene stroom afneemt, of als je zelf stroom opwerkt met zonnepanelen.









Behaaglijkheid

De behaaglijkheid van een ruimte bepaalt of het er "lekker warm" is of niet. De behaaglijkheid kan variëren en is afhankelijk van factoren van de ruimte en de mens.

Factoren van de mens

Behaaglijkheid wordt door man en vrouw vaak verschillend ervaren. Ook per persoon is er verschil in de dagelijkse beleving van behaaglijkheid. Als je 's morgens opstaat, heb je een andere warmtebeleving dan wanneer je 's avonds naar bed gaat. De manier waarop je comfort of behaaglijkheid ervaart is afhankelijk van drie omstandigheden.

  • Activiteit. Met andere woorden de warmteproductie in het lichaam en het metabolisme
  • Kleding. Dikke kleding houdt meer warmte vast dan dunne kleding
  • Psychische gesteldheid zoals stress, rust, ontspanning en opwinding zijn van invloed

Omdat menselijke factoren verschillen van persoon tot persoon, wordt er in de berekeningen van infraroodverwarming geen rekening mee gehouden. De benodigde capaciteit wordt berekend op basis op de factoren in de ruimte.



Factoren in de ruimte

De temperatuur en behaaglijkheid die je ervaart is afhankelijk van een aantal factoren in de ruimte.

  • De luchttemperatuur
  • De stralingstemperatuur van de omgeving
  • De verdeling van de luchttemperatuur
  • De luchtstroming
  • De luchtvochtigheid

De luchtvochtigheid dient bij temperaturen rondom 20°C ten alle tijden tussen 40% en 60% te zijn. Convectieverwarming maakt de lucht droog, stralingsverwarming houdt het vochtgehalte in stand.

Luchtstroming wordt in huis meestal veroorzaakt door tocht. Teveel tocht zorgt voor een gevoel van koude. Tocht kan veroorzaakt worden door slechte isolatie of door luchten.

De verdeling van de luchttemperatuur wordt voornamelijk beïnvloed door de hoogte van het plafond. Convectieverwarming zorgt voor stijgende lucht, dat zich verzamelt aan het plafond. Aan de vloer is de temperatuur laag. Stralingsverwarming warmt de ruimte als geheel op, zonder temperatuurverschillen.

De stralingstemperatuur van een warme binnenmuur is anders dan de stralingstemperatuur van een raam aan een koude buitenmuur. Een te groot verschil hiertussen voelt onprettig. Om dezelfde reden is het dan ook niet aan te raden infraroodpanelen te gebruiken van meer dan 100°C. Het temperatuurverschil met de muren, vloer en plafond zou te groot zijn.

De luchttemperatuur is de meest invloedrijke factor op de behaaglijkheid. In het algemeen dient de lucht tussen 16°C en 24°C te zijn. De behaaglijkheid is vervolgens afhankelijk van de stralingstemperatuur van de omgeving. (Bron: ISSO - kennisinstituut voor installatietechniek)

Grafiek behaaglijkheid. Luchttemperatuur vs. Stralingstemperatuur









Richtlijnen gevoelstemperatuur

Infraroodverwarming functioneert optimaal als het aantal panelen en het vermogen van de panelen aangepast worden aan de ruimte en de gewenste temperatuur in de ruimte.

Er zijn twee ontwerprichtlijnen van toepassing (volgens ISSO - kennisinstituut voor installatietechniek)

  • Indien de stralingstemperatuur hoger is, mag de luchttemperatuur lager zijn. Dit leidt tot een lager energieverbruik. De stralingstemperatuur is te verhogen door meer infraroodpanelen te gebruiken, de woning beter te isoleren en "koudevlakken" te verkleinen.
  • Het verschil tussen de stralingstemperatuur en de luchttemperatuur mag niet meer dan 5°C zijn.


Minimum richtwaarden

Minimum richtwaarden voor de gewenste temperatuur voor diverse ruimtes in een woning (volgens ISSO - kennisinstituut voor installatietechniek).

Ruimte Gewenste temperatuur
Woonkamer 20°C
Slaapkamer / zitkamer 20°C
Keuken / eetkeuken 20°C
Douche / badkamer 22°C
Entree / hal / gang / overloop 15°C
Toilet 15°C
Zolder voor opslag 15°C
Zolder als woonruimte 20°C
Berging 15°C








Infrarood verwarming: Heat4All Classic 250 Watt. Wit. 60 x 30cm
Vanaf € 299,00

• Zeer efficiënte infraroodverwarming
• Lage kosten voor elektra
• 9 verschillende formaten
• Van 250 tot 1250 Watt

Heat4All infraroodverwarming met Mondriaan foto. 250 Watt. 60 x 30cm.
Vanaf € 399,00

• Bedrukt met zelf te maken design
• Eigen foto, collage, effen kleur, motief of schilderij
• 7 verschillende formaten
• Van 250 tot 1250 Watt

Heat4All glazen infraroodverwarming 250 Watt. 60 x 30cm
Vanaf € 459,00

• Bedrukt met zelf te maken design
• Eigen foto, collage, effen kleur, motief of schilderij
• 7 verschillende formaten
• Van 250 tot 1250 Watt

Heat4All Spiegel 250 Watt infraroodverwarming. 60 x 30cm
Vanaf € 399,00

• Spiegel van hoogwaardig veiligheidsglas
• Ideaal voor de badkamer
• 8 verschillende formaten
• Van 250 tot 1250 Watt

glqxz9283 sfy39587stf02 mnesdcuix8
sfy39587stf03
sfy39587stp14