Расчет теплого пола для разных условий применения

Теплый электрический пол создает ощутимый комфорт в оборудованных им помещениях. Многие, наверное, сталкивались с такими проблемами: воздух в комнате прогрет, а поверхность под ногами все равно холодная. Неизбежный выход из создавшегося положения – установить греющие элементы под напольное покрытие.

Существует несколько видов обогревателей, применяемых для этих целей. Рассмотрев их поочередно, определим, какой электрический теплый пол лучше. Затем выясним, какой выбрать способ обогрева для конкретного помещения, и как рассчитать теплый пол.

Нагревающие кабели

Система обогрева с резистивными греющими кабелями – самая простая конструктивно. В бетонную стяжку пола вмуровываются специальные кабели, имеющие жилы с повышенным удельным сопротивлением. То есть, это обычные нагревательные элементы, только вытянутые в длину и покрытые термостойкой изоляцией.

Греющие кабели обязательно имеют экран поверх токопроводящих жил. Он соединяется с заземляющим устройством. При повреждении изоляции неизбежно происходит замыкание жилы на экран, срабатывает защита и отключает поврежденный участок. Этим достигается достаточный уровень электробезопасности: не страшно ходить по полу с проводами внутри.

Кабели продаются фиксированной длины и рассчитанные на определенную мощность. Укорачивать их нельзя: сопротивление уменьшится, при неизменном напряжении питания ток через кабель повысится, и он расплавится.

Неудобством монтажа греющих кабелей является необходимость укладывать его змейкой, соблюдая требуемые расстояния между отдельными витками. До окончания заливки бетонной стяжки эта конструкция не должна сдвинуться.

Нагревательные маты

Чтобы облегчить монтаж греющих кабелей из них стали делать специальные блоки — нагревательные маты. В них те же самые кабельные изделия укрепляются на полимерной сетке, имеющей клеевую основу. Это позволяет быстро расстелить мат по полу и закрепить его, а также выполнить более тонкую бетонную стяжку.

Для выполнения поворотов и укладки в несколько рядов сетку можно разрезать, не повредив при этом кабель.

Габариты мата: длина и ширина — также фиксированы, а каждое изделие характеризуется мощностью.

Саморегулирующиеся нагревательные кабели

Рассмотренные выше изделия требуют постоянного отвода тепла. Поэтому их нельзя размещать под мебелью, не приподнятой над полом. Перекрытый участок будет перегреваться и выйдет из строя.

Этого недостатка лишены саморегулирующиеся кабели, сделанные из полупроводникового полимера. При изменении температуры нагрева он способен изменять свое сопротивление.

Кроме того, его можно смело нарезать любой длины, какой нужно. Но его недостаток: высокая цена. Поэтому не каждый готов изготовить теплый пол на его основе.

Инфракрасные теплые полы

Относительно новый вид источников тепла – инфракрасные обогреватели. Характерная их особенность – они греют не воздух, который затем распространяется по помещению за счет конвекции. От обогревателя исходит излучение в инфракрасном диапазоне волн, нагревая встречающиеся на своем пути предметы.

Такие источники тепла можно разместить где угодно: на потолке, стенах, в том числе – встроить в пол. Есть две разновидности инфракрасных полов:

• пленочные;
• стержневые.

Излучателями в пленочном полу являются графитовые полосы, нанесенные на гибкую полиэстеровую пленку толщиной не более 0,4 мм. Между собой они соединены в единую электрическую схему с помощью медно-серебряных проводников.

Применение пленочного пола также ограничено площадью, не занятой мебелью, не имеющей ножек. К тому же его нельзя замуровывать в бетонную стяжку, поэтому установка возможна только сухим способом: под ламинат, линолеум или ковролин. При этом используемые материалы обязательно должны быть рассчитаны для работы с теплыми полами.

Стержневые инфракрасные полы можно располагать по всей площади помещения, вне зависимости от заполнения ее мебелью. А это значит, что затем ее можно переставлять, не заботясь о том, в каком месте она может помешать работе греющих элементов пола. И также можно замуровывать эти полы в стяжки небольшой (2–3 см) толщины или в слой плиточного клея.

Это становится возможным из-за применения в составе стержневого пола греющих элементов из комбинации графита, карбона и серебра. Состав этот имеет свойство, сходное с саморегулирующими кабелями: при повышении окружающей температуры их рабочая мощность снижается, чем исключается перегрев и выход из строя.

Но за комфорт надо чем-то расплачиваться, поэтому полы эти дороже пленочных.

Общая для всех видов теплых полов живучесть обусловлена их конструкцией. Между параллельно расположенными проводниками подключаются пленочные дорожки или стержни греющих элементов. Выход одного или нескольких элементов из строя, в отличие от применения кабелей, не прекратит работу устройства в целом.

Пленочный пол поставляется в рулонах шириной 0,5, 0,8 или 1 м, длинно – от 1 до 20 метров. Стержневые продаются в виде матов длиной 0,5–25 м.

Варианты использования теплых полов

В основном использование теплых полов дополняет существующую систему отопления. Особенно это актуально при применении радиаторов, устанавливаемых на стены и греющие воздух в помещении за счет конвекции. При этом теплый воздух до напольных покрытий практически не добирается, и они остаются холодными.

Для решения этой задачи может использоваться любой тип теплых полов. Но выбрать теплый пол нужно не только из соображений доступности цены, главным аргументом является материал пола. Теплый пол под плитку не может быть инфракрасным пленочным, так как его нельзя замуровывать. А греющие кабели нельзя размещать под ламинатом, без применения бетонной стяжки. Линолеум, ламинат или ковролин приобретаются специально под теплый пол, не все подобные материалы годятся для работы с ним.

Есть вариант использования теплых полов и для источника основного обогрева помещения. В основном это системы с применением греющих кабелей, замурованные в толстую бетонную стяжку. При этом рекомендуется под стяжку устанавливать теплоизоляцию, чтобы снизить уход тепла вниз.

Повышение эффективности теплых полов

Расход энергии на обогрев помещения будет ниже, если ликвидировать все возможные утечки теплого воздуха наружу. Это относится и к стенам, и к окнам, и к потолку. Они должны иметь надежную теплоизоляцию. Но тепловые потери все равно существуют. Их величина зависит от взаимного расположения помещений, конструкций потолка и стен, потерь теплого воздуха через систему вентиляции, средней температуре на улице.

Величина тепловых потерь может быть рассчитана, но практические данные показывают, что для современных строений при использовании теплого пола в качестве основного источника тепла мощность его должна быть не менее 100–130 Вт на квадратный метр площади. Для ванной или санузла – 130 – 150 Вт/м². В старых домах, требующих 180 Вт/м², теплый пол уже не может являться основным и единственным источником отопления.

Потребление электроэнергии можно оптимизировать, применяя эффективный терморегулятор, а также – правильно установив его датчик. При длительном отсутствии людей в помещении нужно взять за правило снижать регулятором заданную температуру, чтобы отопление не работало вхолостую.

И не стоит считать, что нужно отказаться от конвекторов, котлов и других систем обогрева. В большинстве случаев достаточно использовать теплый пол в ванной, замуровав его под плитку, установить его в спальне. А основную систему отопления сконструировать на основе других методов. Греть напольные покрытия обязательно в тех местах, откуда идет постоянный приток холода, например, теплый пол на балконе нужен. При условии, что балкон застеклен.

Планировка теплых полов

Прежде всего, требуется определить, какую часть площади помещения нужно греть. Даже при применении стрежневого ИК пола под мебелью он не эффективен. Под ванной он тоже не принесет пользы. Затем составляется чертеж поверхности, где будет установлена подпольная грелка. При установке под кафельную плитку, например, в ванную, достаточно длины и ширины прямоугольной поверхности. По этим данным будут выбраны геометрические размеры изделий: длина греющих кабелей или размеры матов.

Затем, используя цифры, приведенные выше, потребуется выбрать изделие с подходящей удельной мощностью.

Расчет энергопотребления

В результате проведенного планирования мы получаем требуемую конструкцию пола. Это либо греющий кабель определенной длины, либо набор маты или пленочные полы, покрывающие требуемую площадь. Любой из них характеризуется номинальной мощностью, которая и потребуется для дальнейших расчетов.

Но подсчитать, сколько энергии потребляет теплый пол, можно и до выбора конкретного изделия. Для этого принятую для помещения удельную мощность нужно умножить на площадь для обогрева.

Полученные цифры характеризуют, сколько потребляет пол киловатт за один час работы. Но, благодаря терморегулятору, он не будет молотить 24 часа в сутки. Расчетное время работы будет примерно 6–8 часов. Поэтому для ответа на вопрос, сколько электричества потребляет он в месяц, эти киловатт-часы нужно умножить на 8, затем – на максимальное количество дней в месяце – 31.

Теперь, зная стоимость одного киловатт-часа для региона проживания, можно вычислить и сумму ежемесячных отчислений.

Что дальше? Можно рассмотреть другой вариант планировки, другой вид нагревательных элементов, снова подсчитать ежемесячные затраты. И определить, какой теплый пол лучше подойдет для вашего дома.