Таблица для расчета теплоотдачи теплого пола

Таблица для расчета теплоотдачи теплого пола

Теплый пол – это отличная возможность для каждого обеспечить уютный микроклимат и тепло в собственном доме. Такая система потребляет минимальное количество электроэнергии, даря необходимую теплоту в помещении.

При этом она с легкостью сочетается с любыми типами напольных покрытий, включая линолеум, ковролин, кафельную плитку и ковровое покрытие. Система гарантирует надежность, долговечность, стойкость к влаге, безопасность и легкость монтажа.

Теплый пол с инфракрасным обогревом — в чем принцип, как делается

С наименьшими усилиями и максимально быстро можно сделать теплый пол с электрическим инфракрасным подогревом. Достаточно под напольное покрытие уложить тонкую нагревательную пленку, которая излучает тепловую энергию в инфракрасном диапазоне с длиной волны 6 — 20 мкм.

Такое излучение будет нагревать все плотные предметы (чем плотнее, тем больше поглощение), прежде всего напольное покрытие, а от них — воздух в помещении.

Уложить пленочный инфракрасный излучатель не составит большого труда и своими руками, так как какие-либо сложные и мокрые процессы монтажа отсутствуют.

Но важно правильно определиться с нужным количеством пленки, площадью и конфигурацией ее укладки, с потребляемой мощностью и правильным электрическим подключением.
О создании пленочного теплого пола и пойдет речь далее.

Конструкция нагревательной пленки

В пластик закатываются медные проводники, которые соединены множеством нагревательных пластин особого состава, чаще их называют «угольные».

При прохождении по ним электрического тока происходит нагрев, но не более чем на 50 град. С и излучение тепловой энергии в инфракрасном диапазоне.

Такая пленка поставляется в рулонах длиной до 10 метров.

Рулон состоит из однотипных нагревательных элементов с одинаковой мощностью. От цельного куска для укладки можно отделить любое количество элементов, так как все они подключаются параллельно.

Характеристики

Ширина пленки обычно составляет 0,5, 0,8 или 1,0 метра.

Мощность нагревательного элемента может быть различной, необходимо изучать тех. характеристики конкретной модели, но обычно не более 0,2 кВт с 1 кв. метра.

Толщина пленки не превышает 2 мм (обычно меньше) и поэтому нагреватель может быть уложен под напольное покрытие, не нарушая его конструкцию.

Мощность, толщина, размеры могут различаться у разных производителей, как и состав нагревательных элементов, для производства которых в основном используется безкислородная медь, серебро, углерод.

Какая мощность теплого пола потребуется

Необходимо определиться будет ли инфракрасный теплый пол единственным обогревом или только вспомогательным.

Чтобы обогреть комнату в климате средней полосы, для нормально утепленного здания необходима мощность 1 кВт на 10 м кв. площади. Но это условное значение.

Все зависит от конкретных теплопотерь, т.е. от теплоизоляции ограждающих конструкций, высоты потолков, наличия окон и дверей и их теплосберегающих свойств, вентиляции помещения, а также от климата, где расположено здание.

Больше информации о требуемой мощности на обогрев, можно узнать, например, здесь
, — а здесь о потерях тепла с вентиляцией

Сколько площади и пленки нужно для обогрева

Таким образом выбирается нужное количество нагревательных элементов для каждой комнаты по требуемой мощности, при этом мощность подбирается с 20% запасом.
Режим включений в работу, а значит и отдаваемая мощность в течении суток, всегда регулируется автоматикой по заданной температуре.

Но ввиду того, что обогревать электричеством на сегодняшний день не выгодно, так как электроэнергия наиболее дорогой источник энергии, это чаще используется как вспомогательный подогрев.

При этом площадь покрытия пола нагревателем обычно находится в пределах 0,4 — 0,6 от всей площади комнаты, а суммарная максимальная мощность не превышает 0,7 от требуемой.

Хватит ли мощности электросети

Также максимальную мощность ограничивает возможности электросети. Для обычного подключения 220 В максимальная потребляемая мощность не превышает 5,0 кВт, следовательно на отопление можно выделить 2, 0 — 3,0 кВт, что явно не достаточно для обогрева всего здания электричеством.

Чтобы сделать полноценное отопление электричеством дома необходимо трехфазное подключение 380 В и разрешенная мощность больше 10 кВт. При этом, кстати оптимальным отоплением является электрокотел с жидкостными радиаторами и водяным теплым полом. Подробнее об отоплении электричеством — котел или конвектора

Необходимость применения утеплителя

Пленка инфракрасного нагрева для теплого пола может быть уложена только на фольгированный утеплитель. Сама пленка несколько нагревается и это тепло нужно изолировать от основания пола. Но главное,- необходимо отразить излучение обратно в комнату.

В пунктах продажи пленки подложка зачастую идет в комплекте. Не следует применять алюминиевую фольгу.

Толщина эффективного утеплителя для межэтажных перекрытий может быть и 1 см. А полы над не отапливаемым подпольем, или над проездами должны быть утеплены в соответствии с требованиями нормативов. Например, Особенности утепления полов с лагами

В любом случае под фольгированную подложку для пленки рекомендуется уложить пароизоляционную мембрану (полиэтиленовую пленку), во избежание выхода пара из помещения в холодные зоны и его конденсации в точке росы.

Как укладывается сама пленка

Датчики температуры нагрева укладываются под нагревательной пленкой в углублениях сделанных в утеплителе.

Чтобы не повредить нагревательные элементы при монтаже, обычно их покрывают дополнительно тонкой виниловой (полиэтиленовой) прокладкой.

Инфракрасный излучатель не укладывается под мебелью, так как возможен ее перегрев и повреждение. Если комната заставлена мебелью, то это может значительно ограничить мощность подогрева.

Ограничения на применение инфракрасного обогрева

Опутывание комнаты электрическими проводниками под напряжением, по которым проходит значительная сила тока (большой расход мощности), влечет повышения уровня электрического и магнитного полей в комнате.

Весьма много специалистов рекомендуют по возможности избегать нахождения вблизи источников излучения электоромагнитных волн, так как существуют доказательства их вредности для живых организмов.

Производители пленки говорят о безвредности их продукции и теплового излучения 5 — 20 мкм.
Но здесь рекомендуется по возможности менять электрический обогрев на безобидный и экологичный водяной, а также не допускать нахождения детей в помещениях и на местности с повышенным электромагнитным фоном.

Подключение

Если проводка старая, то она, скорее всего не рассчитана на мощность свыше 2 кВт. Во многих случаях для инфракрасного обогрева помещения нужно будет прокладывать отдельную линию от щитка с отдельными защитами. Обычно кабель прокладывают под плинтусом.

Саму пленку разворачивают подключающими клеммами к источнику 220 В, отдельные фрагменты пленки подключают параллельно к общему проводнику.

Нагреватель комплектуется регулятором мощности (термостатом) и датчиком температуры, который устанавливается по схеме рекомендуемой производителем.

Для выполнения монтажа электрической части рекомендуется пригласить квалифицированного электрика. Важно сделать подключения силовых контактов в соответствии с требованиями Правил, во избежание перегрева и возгорания.

Еще информация (от одного из производителей)
– как сделать инфракрасный обогрев полов

Напольное покрытие

Инфракрасный излучатель — нагревательная пленка, весьма прочная и может укладываться на теплоизоляционную подложку-отражатель непосредственно под жесткое напольное покрытие — доску, ламинат, стяжку с плиткой, жесткий линолеум.

Все напольные материалы должны быть рассчитаны на систему теплого пола и возможность нагревания. Обычные напольные покрытия при нагревании могут деформироваться растрескиваться, или выделять вредные вещества.

Как правило, монтаж инфракрасного теплого пола влечет за собой и смену напольного покрытия.

Под мягким ковролином или линолеумом пленку лучше защитить твердым покрытием, которое станет и основным поглотителем тепла. Может применяться тот же ламинат или тонкая доска из не смолистых пород дерева (не сосна). Не рекомендуются фанеры из-за опасности повышенной эмиссии формальдегида при нагревании.

В случае укладки пленки под стяжку недопустимо включать нагреватель до полного высыхания.

Цементно-песчаная стяжка с керамической плиткой являются оптимальным покрытием по накоплению и передаче тепла для любого источника обогрева в полу — и водяного и электрического.

Но здесь может применяться и сухая стяжка из двойных листов ГВЛ. (В любом случае нужно смотреть характеристики плени и рекомендации производителя по возможному сдавлению и возможности укладки под различные покрытия).

Достоинства, почему пленочный теплый пол нравится

Уложенный и подключенный пленочный инфракрасный излучатель нужно опробовать в работе в течении нескольких часов до укладки напольного покрытия.

Несмотря на весомые недостатки — дороговизну энергоносителя и самого излучателя и сомнительную экологичность, пленочный инфракрасный обогрев популярен.

Пользователи прежде всего хотят получить теплый пол как можно быстрей и с минимальными затратами труда, также комфортность в эксплуатации — для управления достаточно лишь выставить нужную температуру.

А о достоинствах любого обогрева полов известно, – лучшая температурная комфортность в помещении и оптимальное распределение температур по экономии тепла. Срок же службы системы обычно не менее 15 лет.

Терморегулятор – управляющий элемент электрического теплого пола

Словарь определяет терморегулятор как прибор, автоматически регулирующий работу отопительного/охлаждающего оборудования (в нашем случае — теплого пола) с учетом получаемых им данных о текущей температуре воздуха. На практике это означает, что с помощью терморегулятора система включается и выключается, поддерживает необходимый уровень температуры, регулирует дополнительные опции. Без терморегулятора управлять работой теплого пола невозможно, а косвенным результатом его наличия является экономия электроэнергии – попусту тратить ее, продолжая нагревать уже и без того теплую комнату, терморегулятор не позволит.

Терморегуляторы делятся на три вида: механический (аналоговый), электронный с механическим управлением и электронный сенсорный.

Механический терморегулятор

Механический терморегулятор – самый простой. Он поддерживает температуру теплого пола в том значении, которое установил пользователь. Принцип работы такой системы достаточно прост. Вы устанавливаете температуру, при которой терморегулятор должен будет отключиться. Датчик температуры, расположенный на полу, фиксирует ее, и когда заданное значение достигнуто, отключает электрический теплый пол. Как только температура понижается на 1 градус, терморегулятор снова включает нагрев.

Механический терморегулятор электрического теплого пола

Электронный терморегулятор с механическим управлением

Электронный терморегулятор с механическим управлением имеет больше опций, чем аналоговый. Он оснащен дисплеем и кнопками. Как правило, пользователь имеет возможность программировать его — выставлять время и дату включения или отключения системы, а также контролировать периодический подогрев до определенной температуры. Электронные модели чувствительней механических, и с помощью такого терморегулятора можно изменять значения температуры вплоть до 0,5 градуса.

Электронный терморегулятор с механическим управлением

Электронный сенсорный терморегулятор

Электронный сенсорный терморегулятор (ЭСТ) управляется с помощью сенсорной панели и имеет широкий функционал. В отличие от предыдущих моделей, такой терморегулятор позволяет закладывать программу обогрева на несколько дней вперед, а временные отрезки могут быть заданы любые. Если теплым полом оборудовано не одно, а несколько помещений, то такой терморегулятор способен контролировать систему каждой комнаты отдельно, устанавливая для нее свои значения. В случае, если Вы будете отсутствовать в доме в течение продолжительного периода времени, устройство будет поддерживать минимальную положительную температуру, если это необходимо, причем расход электроэнергии при этом будет минимален.

Электронный сенсорный терморегулятор

Некоторые ЭСТ имеют так называемую функцию самодиагностики — они могут следить за исправностью всех элементов системы. Кроме того, есть модели, которые позволяют управлять теплыми полами с помощью мобильного телефона через Wi-Fi. Например, терморегулятор Теплолюкс MCS 300 с Wi-Fi.

Терморегулятор Теплолюкс MCS 300 с Wi-Fi

Терморегуляторы устанавливаются на том расстоянии от пола, которое будет комфортно для пользователей, по этому параметру жестких требований нет, главное чтобы Вам удобно было им управлять. Однако, как показывает практика, наиболее удобным является расстояние от 70-80 до 100-110 см от пола.

Снижение расхода электроэнергии

Теплоотражающий слой позволяет максимизировать эффективность ИК-пленки, сохраняя и напрявляя тепло в нужном направлении.

У нас с вами получилось подсчитать вполне реальные цифры по расходованию электричества на работу пленочных теплых полов. Затраты не такие уж и страшные, но для того чтобы добиться соответствия, придется немного поработать. Для начала необходимо правильно уложить ИК-пленку, разместив под ней теплоотражающий слой. Благодаря этому генерируемое ею тепло не будет уходить в бетонную стяжку или в другие подпольные конструкции.

Также необходимо снизить тепловые потери, с этим придется несколько сложнее. Для начала следует поработать над стенками жилища, так как здесь потери могут составлять до 15-20%. Этот показатель снижается за счет укладки теплоизоляции и дополнительного слоя кирпича. Лучше всего, если все это будет учтено еще на этапе постройки домовладения, иначе вам светят дополнительные затраты.

Снизить расход электроэнергии пленочного теплого пола поможет изоляция потолка, откуда могут теряться еще 10-15% тепловой энергии. Потолочные конструкции следует утеплить с помощью базальтовой ваты или любого другого подобного утеплителя, причем в два слоя. Такая изоляция поможет снизить энергозатраты и предотвратить утечку тепла за пределы домовладения.

Для уменьшения тепловых потерь и соответствующего понижения расхода электроэнергии на работу пленочного пола следует поработать и над другими элементами:

• Двери – нужно или установить в доме нормальные входные двери или терпеть затраты на электрическое отопление;
• Полы – еще одно место, через которое может утекать тепловая энергия. Данная утечка предотвращается с помощью дополнительной бетонной стяжки, а также с помощью серьезных теплоизолирующих материалов. В деревянных постройках используется только теплоизоляция, поверх которой укладываются доски чернового пола – далее расстилается пленка, поверх нее размещается финишное покрытие;
• Большая площадь оконных проемов и лишние окна – все это способствует увеличению расхода электроэнергии на работу пленочных теплых полов. Лишние окошки следует заложить, а слишком уж широкие проемы сделать более узкими – минимальное соотношение между площадью окон и площадью полов является причиной потерь.

Все эти меры помогут предотвратить утечки тепловой энергии и снизить расход электроэнергии.

Особенности монтажа карбонового теплого пола

Укладка разных видов напольного обогревателя несколько отличается. Монтаж стержневого мата сложнее. Технологию нужно соблюдать совершенно точно.

1. Подготавливают теплый пол к укладке: проверяют целостность стержней, термоукладочных трубок, проводов. Вычисляют площадь укладки. Стержневые маты можно монтировать под мебель, но если это стационарный шкаф-купе или пианино, делать так неразумно, так как эта площадь не нуждается в обогреве.
2. Базовую поверхность очищают и выравнивают.
3. Укладывают теплоотражающий материал. Лучше выбрать изолятор с температурой плавления не менее 100 С – изолон, например. Теплоотражатель снижает расход электричества на обогрев на 30–40%, так что пренебрегать им нельзя. Настилают материал на всю площадь комнаты или только под карбоновый пол.
4. Работа обогревателя зависит от показаний температурного датчика. Устанавливают устройство как можно ближе к полу, тогда его данные отражают фактическую температуру нагрева.
5. Полотно разрезают на модули необходимых размеров. Разрез приходится на соединительный провод. При укладке модули соединяют последовательно или параллельно в зависимости от схемы монтажа. Стержни между собой не должны пересекаться. Маты фиксируют скотчем или дюбель-грифом.
6. Устанавливают терморегулятор, подключают к теплому полу и к сети. Используют схему, данную в инструкции. Если мощность обогревателя превышает 2 кВт, его подключают через автомат.
7. Проверяют работоспособность пола. Только после этого кладут стяжку толщиной в 2–3 см.

Бетон затвердевает за 28 дней, раньше включать теплый пол нельзя.

Элементы конструкции

Система электрического тёплого пола состоит из нескольких взаимосвязанных частей. К ним относятся:

• терморегулятор;
• термодатчик;
• силовой кабель;
• нагревающий элемент.

Функционирует это таким образом: к терморегулятору, который ставится в стену через силовые (монтажные) провода подключаются остальные составляющие. Нагревающий элемент и термодатчик монтируются в пол. Первый из них греет, а второй — контролирует температуру.

Чаще всего на практике применяются три вида нагревающих элементов:

• сетчатый мат;
• инфракрасная плёнка;
• нагревательный кабель.

Плёнка и мат менее требовательны к монтажу. Они могут укладываться под слой плиточного клея даже при его толщине в несколько миллиметров. Поэтому идеально подходят для установки под кафель. А инфракрасную плёночную систему вообще можно ставить непосредственно под паркет или ламинат.

С кабельным вариантом дела обстоят немного сложнее. Во-первых, такое устройство необходимо заливать стяжкой, во-вторых — нужно рассчитывать шаг витка во время укладки. К тому же сам кабель делится на несколько разновидностей.

Разновидности кабеля

Для вашего пола может быть использован одножильный кабельный нагревающий элемент или его двужильный аналог. Одножильный — самый простой, дешёвый и неудобный в применении. Один из его главных недостатков — сложность в расчёте и установке. Она возникает из-за необходимости сводить оба конца кабеля в одно место. То есть укладывать его надо таким образом, чтобы финишировать возле места подключения к терморегулятору.

Не менее существенный минус — интенсивное электромагнитное поле по всей протяжённости провода. Оно считается вредным для здоровья человека. По этой причине системы с одножильным элементом использовать в жилых помещениях не рекомендуют.

Двужильный стоит немного дороже, но и трудностей с ним меньше. Расположение проводов для подачи и возврата тока в одном кабеле решает обе озвученные проблемы. При его монтаже достаточно учесть геометрию помещения, а индукционное поле гасится движением тока в разных направлениях.

Теперь можно приступать непосредственно к подготовке вычислений.

Преимущества пользования тёплым полом

1. Правильное распределение тепла. Максимальная температура находится в зоне пола (+22 — +25ºC). С поднятием к потолку температура опускается на 1-2 º. Такое распределение тепла способствует здоровому состоянию тела: ноги в тепле, голова в прохладе.
2. Для семей с детьми важно: на пол можно садиться, ложиться, играть, заниматься развивающими упражнениями.

При простудных заболеваниях и ревматизме медики рекомендуют прогревания. Электрический тёплый пол является отличным средством, прогревающим бронхи или зону поясницы.

Конструктивные особенности таких систем

Общий состав любой системы теплого пола представляет собой многослойную конструкцию, набранную из следующих элементов:

• теплоизоляционный слой. Он укладывается на черновой пол и служит для отсечки теплопотерь через перекрытие;
• нагреватель. Это может быть система трубопроводов, греющий кабель или пленка;
• слой стяжки (используется только для водяных систем или греющих кабелей;
• опорная система из щитов с бобышками (применяется для монтажа греющих кабелей или водяных систем);
• слой гидроизоляционной пленки;
• напольное покрытие.

Такова общая схема пирога теплого пола. При укладке возможны некоторые отклонения от нее, использование дополнительных компонентов или покрытий. Рассмотрим конструкционные особенности разных видов нагревателей:

Водяные системы

Водяной теплый пол — это сеть трубопроводов, зигзагами уложенных на теплоизолирующую подкладку и залитых цементной стяжкой. Если длина трубопровода слишком велика, то теплоноситель будет остывать и не обеспечит должную температуру. Поэтому, используется несколько участков (петель), которые обеспечивают более равномерный нагрев.

В качестве теплоносителя используется горячая вода из централизованных сетей, или из собственного автономного источника. Температура воды в трубах гораздо ниже, чем в сети. Поверхность пола нагревается до 26-30° (в зависимости от напольного покрытия), поэтому теплоноситель должен иметь температуру не выше 55°. Для этого устанавливают коллектор с узлом смешивания, добавляющим в прямой поток определенное количество остывшей обратки.

Можно регулировать режим вручную, но чаще используют специальный комнатный термостат. Это устройство, измеряющее температуру воздуха в помещении и дающее команду на нагреватель для коррекции. Это намного удобнее обычных датчиков температуры теплоносителя, так как учитываются дополнительные факторы — открытые окна, сквозняки и т.п.

Водяные напольные полы лучше всего работают с покрытием из керамической плитки. Трубопровод заливают в слой стяжки, на который укладывают кафель. Во время работы системы практически отсутствуют потери тепла, обычные для других видов покрытия.

Основные проблемы водяных теплых полов — протечки. Они возникают из-за разных причин, чаще всего от механических повреждений. Поиск и восстановление поврежденного участка — весьма сложное мероприятие, поэтому монтаж следует доверять грамотным и опытным специалистам.

Греющий кабель

Принцип его действия аналогичен работе нагревательных спиралей утюгов или ТЭНов, но температура гораздо ниже.

Есть два основных вида греющего кабеля:

• резистивный. Это обычный тип провода, нагрев которого зависит от сопротивления (или длины). Температура такого кабеля одинакова по всей длине;
• саморегулирующийся. Это кабель устроен сложнее. Между двумя токоведущими жилами установлена матрица, сопротивление которой меняется в зависимости от нагрева. Если участок кабеля находится в охлажденной зоне, сопротивление матрицы падает, начинает поступать повышенное напряжение, из-за чего участок кабеля нагревается сильнее. Использование саморегулирующегося нагревателя позволяет расходовать энергию более рационально, сильнее нагревая кабель именно там, где это необходимо.

Укладку кабеля производят на специальные щиты с выступами-бобышками. Плоскость щита служит теплоизолятором, отсекающим бесполезный нагрев перекрытия. Бобышки установлены равномерно на всей поверхности щита. Провод зигзагами укладывается между ними и подключается к источнику питания. Поверх щита укладывают еще один, ровный листовой материал (толстую фанеру или ДСП), который опирается на бобышки и образует поверхность для укладки напольного покрытия.

Этот вариант монтажа используется также для водяных теплых полов. Его преимущество состоит в возможности вскрыть настил и отремонтировать поврежденный участок нагревателя. Однако, верхний настил является экраном, отсекающим тепловую энергию. для получения ожидаемого эффекта приходится сильнее нагревать кабель.