Саморегулирующийся инфракрасный теплый пол

Positive Temperature Coefficient (РТС) — эффект увеличения сопротивления материала при повышении температуры был открыт в 1930 году американским изобретателем Самюэлем Рубеном. Свойство РТС широко применяется в радиоэлектронике и при производстве саморегулирующихся нагревательных приборов и кабелей.

Мы долго ждали, когда же такое замечательное физическое свойство материала как саморегуляция будет использовано в производстве пленочных теплых полов. Вся сложность заключалась в том, что пленочные теплые полы имеют малые размеры и применение полупроводниковой матрицы как, например, в саморегулирующихся кабелях неприемлемо.

Так как эта область до конца еще не изучена, то производителям самостоятельно приходится проводить исследования и практические эксперименты по составлению композиций из различных полимеров и черного карбона (нагревательного элемента), но лишь немногие исследователи добиваются успеха по созданию объемных полимеров, обладающих свойством PTC. Именно по этой причине в мире в настоящее время единицы компаний — производителей полимерного саморегулирующегося материала для производства кабелей и термопленки.

Но все к этому шло и вот, наконец-то, свершилось!

Саморегулирующиеся инфракрасные теплые полы MARPE

В 2016 году Российская Компания «Аккурат-Инжиниринг» заключила договор с компанией «Green Industry Co., Ltd» из Южной Кореи о производстве и поставках на Российский рынок инфракрасной плёнки Green Film PTC с 30 % эффектом саморегуляции, а в 2017 году планируется расширение линейки и поставки термопленки с РТС равным 50 %.

Использование саморегулирующейся инфракрасной пленки в системах отопления дает два важных преимущества перед резистивными термопленками и кабелями, а именно:

• уменьшения возможности локального перегрева
• экономии потребляемой электроэнергии

На практике это означает, что саморегулирующаяся инфракрасная пленка Green Film PTC в момент включения в холодном помещении имеет номинальную мощность и быстро прогревает его до установленной температуры. В процессе нагрева увеличивается сопротивление греющего слоя и происходит уменьшение потребляемой электрической энергии и снижению мощности.

При РТС равным 30 % мощность инфракрасной пленки с начальной 220 Вт/м.кв. снижается до 150 Вт/м.кв., то есть получаем 2 в 1 — первоначально основное отопление, а затем поддержание комфортной температуры.

Еще эффект саморегуляции позволяет значительно снизить вероятность перегрева напольного покрытия при «запирании», это когда на теплый пол кладут ковры или ставят предметы, перекрывающие теплоотвод с поверхности. Благодаря саморегуляции на участках где происходит запирание и повышается температура происходит уменьшение выделение тепла.

Видео об эффекте саморегуляции в теплых полах

Для использования систем электрического отопления — это огромный плюс, и мы надеемся, что Вы по достоинству оцените преимущества саморегулирующейся нагревательной пленки в системах отопления Вашего дома.

Саморегулируемая инфракрасная пленка. Что это такое?

Не так давно на рынке инфракрасного теплого пола появилась так называемая саморегулируемая пленка. Как правило, по стоимости она примерно в 1,5 раза дороже обычной пленки.

В чем существенное отличие и стоит ли переплачивать за аббревиатуру P.T.C?
(так маркируются саморегулируемые пленки)

P.T.C (Positive Temperature Coefficient) — это эффект увеличения сопротивления материала при повышении температуры. Был открыт в 1930 году американским изобретателем Самюэлем Рубеном (Samuel Ruben). Терморези́стор (термистор) — полупроводниковый прибор, электрическое сопротивление которого изменяется в зависимости от его температуры. Терморезисторы изготавливаются из материалов с высоким температурным коэффициентом сопротивления (ТКС), который обычно на порядки выше, чем ТКС металлов и металлических сплавов. По типу зависимости сопротивления от температуры различают терморезисторы с отрицательным (NTC-термисторы, от слов «Negative Temperature Coefficient») и положительным (PTC-термисторы, от слов «Positive Temperature Coefficient» или позисторы) температурным коэффициентом сопротивления (или ТКС). Для позисторов — с ростом температуры растёт их сопротивление; для NTC-термисторов увеличение температуры приводит к падению их сопротивления.

Если проще, то инфракрасная пленка PTC имеет эффект саморегуляции за счет уменьшения мощности в месте повышенного сопротивления.

Наглядный пример: посреди комнаты на полу лежит ковер. В этом месте, из-за отсутствия должного теплоудаления, температура пленки будет повышаться. Вместе с температурой, увеличивается сопротивление. В случае с обычной инфракрасной пленкой, может произойти перегрев, вплоть до возгорания. А в случае с саморегулируемой пленкой, на этот участок будет подаваться меньше мощности. То есть системы с функцией PTC уменьшают риск перегрева.

Ещё одним плюсом пленки с эффектом саморегуляции является экономия электроэнергии при использовании повышенных рабочих температур пленки. На сегодняшний момент в продаже представлена инфракрасная карбоновая пленка с РТС-эффектом шириной 50 см и номинальной мощностью 220 Вт/кв.м., при повышении температуры потребление электроэнергии уменьшается на 15-20%. Серебряное напыление по новой технологии делает места контакта карбона с медной шиной более эластичными, что при внешнем воздействии обеспечивает большую безопасность и защищает от искрения и нарушения контакта между элементами системы. В карбон добавлена термопаста, в которой, при возникновении местного перегрева, изменяется сопротивление, что приводит к понижению мощности, а следовательно уменьшается температура.
P.S. Новое нанесение серебра использовано и при производстве обычной термопленки без РТС-эффекта.

Внимание! Для саморегулируемой пленки, так же как и для обычной, необходим терморегулятор.

Многие думают, что саморегулируемая пленка сама контролирует мощность и не нуждается в терморегуляторе. Это заблуждение! Терморегулятор по датчикам пола и воздуха контролирует температуру в помещении и увеличивает/уменьшает подаваемую мощность на всю линию пленки. А эффект саморегулирования пленки работает на локальном участке всей линии.

Таким образом, саморегулируемая инфракрасная пленка является более универсальным и безопасным выбором, по сравнению с обычной инфракрасной пленкой. В нашем ассортименте представлены оба вида пленки, но, если Вы делаете ремонт себе, мы настоятельно рекомендуем остановиться на саморегулируемой пленке HeatMax PTC.

Как работает саморегулирующаяся инфракрасная пленка

В основе саморегулирующейся инфракрасной пленки лежит применение материалов с положительным температурным коэффициентом (Positive Temperature Coefficient). При повышении температуры пленки увеличивается ее сопротивление, за счет чего понижается потребляемая мощность.

При включении, пленка с эффектом саморегуляции (PTC пленка) имеет номинальную мощность в 220 Вт/м.кв. и быстро прогревает помещение. По мере нагрева потребляемая мощность плавно понижается до 150-110 Вт/м.кв. в зависимости от модели.

Благодаря положительному температурному коэффициенту, пленка обладает повышенной устойчивостью к возможному перегреву напольного покрытия при ухудшении теплоотдачи с его поверхности, например, при укрытии ковром или другими предметами.

В случае если пленку запереть, отдача тепла полом значительно ухудшается. Начинается локальный перегрев пленки, но вынесенный датчик температуры, расположенный в удаленном месте, не фиксирует перегрева и не отключает подачу напряжения. Простая пленка будет нагреваться с одинаковой мощностью по всей своей поверхности и в месте ее запирания может выйти из строя или повредить напольное покрытие. PTC пленка понизит мощность в месте перегрева, тем самым защитив от повреждения себя и напольное покрытие.

Однако наличие у пленки эффекта саморегуляции не позволяет использовать систему без терморегулятора и класть пленку под корпусную мебель. Это обосновано тем, что невозможно полностью отключить нагрев в определенном месте. Современные инфракрасные пленки обладают положительным температурным коэффициентом не более 50%, что означает, что при нагреве потребляемая мощность понижается с 220 до 110 Вт/м.кв. Соответственно даже на минимальной мощности пленка продолжает нагреваться.

Использование терморегулятора обосновано необходимостью ограничивать температуру нагрева пленки. Любая модель пленки способна нагреваться свыше + 30 °С. Даже с дальнейшим ограничением мощности у PTC пленки, данной температуры будет достаточно для повреждения любого типа напольного покрытия.

Остались вопросы?

Посмотрите другие наши статьи по пленочным теплым полам. В них Вы найдете полезные советы, обзоры и ответы на популярные вопросы.

Также вы можете получить бесплатную консультацию по теплым полам, помощь в расчете и подбору необходимых комплектующих по телефону или электронной почте .

Что такое саморегулирующийся инфракрасный теплый пол?

Дата размещения: 06 июля 2017
>>Допускается републикация статьи с индексируемой ссылкой — «Источник: ELport.ru»

О пленочных инфракрасных теплых полах написано уже немало, в том числе и на нашем портале. Известно, что пленочный пол работает вместе с терморегулятором, который поддерживает нужную температуру, включая или отключая подачу электропитания на греющие элементы. Греющими элементами являются графитовые (карбоновые) полосы, соединенные между собой в секции и покрытые защитной пленкой из полиэстера или тому подобного материала.

В инфракрасных полах терморегулятор связан с датчиком, который и сообщает о достижении нужной температуры. Датчик ставится на пол в одном месте (обычно прячется непосредственно под пленку) и контролирует температуру только в этом месте.

Потому, если в другой части комнаты на полу с такой греющей пленкой оказался ковер, то вполне вероятен перегрев. Собственно, поэтому при эксплуатации инфракрасных пленочных полов нужно следить за тем, чтобы поверхность не закрывалась плотными материалами и крупной мебелью.

В электротехнике и радиоэлектронике известен эффект, наблюдаемый в некоторых материалах, когда они меняют свое сопротивление в зависимости от нагрева или охлаждения. Именно этот эффект и стал основой для создания саморегулирующихся — греющих кабелей, кабельных теплых полов, а теперь и пленочных инфракрасных теплых полов.

Для чего нужен саморегулирующийся пленочный пол?

На нашем рынке начаты продажи таких полов из южнокорейской греющей пленки марки Green Film PTC (другие названия — Marpe Морпех, Marpe Black Heat, PTC 30). Кстати, сочетание «РТС» в названии, как раз и означает тот самый эффект — Positive Temperature Coefficient (РТС). Стоит такой пол подороже, чем обычный. Так, в интернет-магазине heating-film.ru метр такой пленки шириной 50 см стоит 800 руб., а пленка шириной полтора метра — 1600 руб.

Но что же дает такое саморегулирование инфракрасного пола? — Как уже было отмечено, саморегулирование позволяет избежать локального перегрева, т.е. повышается безопасность. Причем, сопротивление и уменьшение температуры увеличивается именно в месте перегрева, а в остальных местах пленка продолжает греть как обычно, т.е. общего упадка тепла в комнате не происходит.

Еще экономится электричество, т.к. при достижении нужной температуры потребляемая мощность пола сама уменьшается. Это уменьшение по данным производителей может составить 33% или 50% — в зависимости от марки саморегулирующейся пленки.

Кроме того, саморегулирующийся пол отличается от обычного своей конструкцией. В частности, здесь применяются сплошные карбоновые полосы, т.е. его греющая поверхность сплошная, а не секционная. Это позволяет более свободно и вариативно разрезать его, в том числе и по диагонали.

На видео ниже довольно подробно рассмотрены особенности саморегулирующейся пленки. Автор уверен, что такой пол — это продукт наступившего будущего, который уже скоро займет большую часть рынка теплых полов. Вероятно, эту песпективу стоит учесть, прежде всего, тем, кто продает и монтирует полы.

Саморегулирующийся теплый пол

Электрические теплые полы обычно основаны на инфракрасной пленке или на греющем кабеле. Причастные к теме электрообогрева знают, что греющий кабель бывает резистивным , а бывает саморегулирующимся . В теплых полах применяются резистивные кабели, но саморегулирующиеся, как известно, обладают интересными свойствами.

Саморегулирующийся кабель — это полупроводниковая матрица из полиэтилена и зерен графита, по бокам от которой идут питающие жилы. Вокруг этой конструкции расположена изоляция в 1-2 слоя и, опционально, экран из проволоки или фольги.

Если температура окружающего воздуха низкая, матрица образует много проводящих путей внутри, по ним течёт ток и кабель выделяет тепло. С повышением температуры, матрица расширяется и проводящие связи разрываются, в связи с чем тепловыделение кабеля также падает.

Самрег можно, в отличие от резистивного кабеля, укладывать внахлест, пересекать трассы кабеля, даже применять без терморегулятора, при некоторых ограничениях.

Казалось бы, великолепное решение для бытового обогрева: кабель не может обжечь пользователя или привести к возгоранию из-за самого принципа действия! Не всё тут так гладко, как кажется.

Рассмотрим применение саморегулирующихся кабелей в теплых полах с двух сторон: с финансовой и технической .

Финансовый вопрос

В теории, очевидно, что обычный резистивный кабель с нихромовой проволокой должен оказаться заметно дешевле, чем саморегулирующийся кабель, представляющий собой куда более сложное техническое устройство.

На практике, не любой резистив можно закатать себе под плитку, плюс терморегулятор, плюс некая гарантия и авторитет производителя: так и выходит, что качественный теплый пол может оказаться многократно дороже греющего кабеля.

Резистивный кабель

В качестве примера возьмем минимальный комплект бюджетного теплого пола в стяжку: Warmstad WSS-100-7 м.

При розничной цене в 1 577 руб./комплект, мы получаем 225 рубля за метр кабеля, без учёта муфты и «холодного отрезка», который нужен для подключения к терморегулятору и силовой сети

Однако, от комплекта к комплекту цена кабеля сильно варьируется. Мотивы производителей не до конца ясны, но явно лежат в рамках маркетинга, а не в рамках технологических затрат на производство.

Комплект пола в секции WSS-1360-95 м. , который принадлежит к той же линейке, обойдется в 7442 рубля , это уже 78 рублей за метр греющего кабеля.

Про премиальные теплые полы и говорить не будем — там цены начинаются от 250 рублей за метр.

Саморегулирующийся кабель

В нашем магазине самреги начинаются от 75 рублей за метр , это весьма конкурентная цена на наиболее дешевый саморегулирующийся греющий кабель 16 Вт/м. Конечно, это вариант без экранирования, которые вообще применяются нечасто, только в максимально безопасных условиях.

Экранированный кабель в Обогрев Люкс начинается от 185 рублей за метр — и это также убедительная цена, которая уже может сравниться с ценой метра теплого пола в виде катушки кабеля.

Саморегулирующиеся кабели мировых промышленных брендов стоят от семисот рублей за метр и до трех-четырех тысяч. Да, тут клиент получит эксклюзивные и проверенные десятилетиями выдающиеся свойства кабеля, но если клиент не собирается обогревать парочку промышленных производств с непростыми условиями, в сторону таких товаров можно и не смотреть.

Техническая сторона

Если перейти от лирики к физике, идея о саморегулирующемся теплом полу стремительно идёт ко дну.

• Во-первых, регулировка такого пола будет задачкой со звёздочкой: матрица настроена на собственные режимы работы, на конкретные показатели отдачи в конкретных условиях. Резистив с регулятором позволяет управлять температурой с точностью до 0,1 градуса, а тут чтобы как-либо повлиять на работу пола, придется долго приноравливаться и учитывать условия среды.
• Во-вторых, и этот пункт значительно важнее, полупроводниковая матрица в сердце саморегулирующегося кабеля со временем выгорает. Видели гарантию на тёплые полы в 25 лет, в 50 лет? Забудьте про подобные цифры, работая с самрегом. Качественный кабель проработает пять или даже десять лет, но ширпотреб может потерять за первый год до 30 процентов мощности!

Что делать?

Закладывать вдвое-втрое больше кабеля? Заранее рассчитывать теплый пол на 5 лет? Увы, это техническое противоречие в данный момент ставит крест на применении самрега в теплых полах — где нужна десятилетняя гарантия надежности и минимальные трудности в эксплуатации.

Саморегулирующийся кабель и так популярен в строительстве, это оптимальное решение для обогрева труб, кровли, различных механизмов и технологических процессов. Антиобледенение без строгого контроля за температурой — вот основная сфера применения самрегов на данный момент.

Как-нибудь мы поговорим и об «эффекте саморегуляции», о котором периодически рассказывают производители пленочного теплого пола. Если вкратце, это очередная маркетинговая уловка некоторых производителей, которую очень легко развеять с минимальными знаниями физики.

Читайте другие статьи нашего журнала: