Использование инфракрасных теплых полов как основного отопления жилья

Вопрос эффективного и экономичного отопления своего дома или квартиры, как никогда остро стоит перед отечественным потребителем. Инфракрасные полы зачастую используются как дополнительная система обогрева здания. Но применение ИК не ограничивается только этим. В связи с этим возникает вопрос, можно ли использовать инфракрасные теплые полы как основное отопление?

Можно ли обогреть дом инфракрасным теплым полом

Электрический инфракрасный теплый пол подходит как основной вид отопления по нескольким причинам:

Изначально система задумывалась именно с этой целью, и уже после были созданы маты с меньшей тепловой мощностью, позволяющие экономить электроэнергию и играющие вспомогательную функцию в обогреве здания.

Принцип работы устройства основан на излучении инфракрасных лучей, воздействующих на любые предметы в непосредственной близости. В результате, даже при нагреве до 19°С, человек чувствует комфорт, находясь в помещении.

Производительности пленочных матов достаточно для обогрева даже больших комнат, с высотой потолков свыше 2,5 метров. Если планируется использовать ИК полы в качестве основной системы отопления в частном доме или квартире, попросту необходимо выбрать продукцию подходящей мощности. Для этой цели используют маты производительностью 220-400 Вт/м².

Какой мощности должен быть пол в качестве основного источника тепла

Стоит отметить, что не каждый тёплый пол может обогреть дом. Так, системы пластинчатого типа ограничены мощностью в 200 Вт, что может и не хватить для отопления больших помещений, особенно если планируется сверху укладывать деревянные напольные покрытия.

С другой стороны, пластинчатые маты подойдут в качестве основного источника тепла для кухни и ванной комнаты, также с их помощью утепляют балконы.

Производительность стержневых полов выше, поэтому именно их используют для отопления дома без дополнительных источников тепла. В основе принципа работы стержневых полов лежит использование графитовых элементов, запаянных в сверхпрочную пленку.

Максимальная производительность стержневых систем составляет до 400 Вт/м². Но чтобы использовать ИК пол как основное отопление с помощью стержневых мат, следует учитывать определенные особенности:

Общую площадь комнат.

Толщину напольного покрытия. При замуровывании в стяжку необходимо добавить мощность с учетом теплопроводности используемого клеевого состава.

Сделать правильный расчет мощности самостоятельно достаточно проблематично. Для этого потребуется иметь специальные строительные навыки.

Особенности обогрева дома от ИК пола

При нагреве помещения с помощью инфракрасного излучения используется совершенно новый принцип работы. Стандартные системы отопления с помощью радиаторов, вмурованных проводов или труб, по которым циркулирует теплоноситель, передают тепло непосредственно воздуху. В результате, чтобы нагреть стандартную комнату, требуется большое количество времени и тепловой энергии.

Пленочного пола хватает для основного обогрева жилого дома благодаря тому, что ИК лучи в первую очередь воздействуют на твердые тела, находящиеся в непосредственной близости. И только после этого избыток тепла посредством естественной циркуляции нагревает воздушные массы.

Комфортная температура для человека достигается уже спустя несколько минут работы системы, достаточно прогреть комнату до +17°С. Инфракрасные маты работают в автономном режиме. Контроль над температурой обеспечивается с помощью термостата.

Инфракрасные полы стержневого или пластинчатого типа, являются хорошей заменой привычному газовому и электрическому отоплению. Монтаж и установка не требуют согласований и получения разрешений и обходится гораздо дешевле.

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.

Инфракрасный теплый пол – от теории к практике

Альтернативными отопительными системами сегодня никого не удивишь, отопительная система давно перестала восприниматься как настенная магистраль с радиаторами. Теплый пол – один из самых востребованных способов обогрева, используемый в качестве дополнительного или самостоятельного контура. Существует две разновидности систем теплого пола – с жидким теплоносителем, чаще всего с водой, и электрический – с нагревательными элементами. Инфракрасный теплый пол хотя и относится ко второй разновидности, но и электрическим его назвать сложно. Хотя эти системы в ходу почти десятилетие, о них известно меньше, чем о традиционных аналогах, несмотря на массу положительных характеристик. Естественно, мимо наших форумчан эта система не прошла, многие участники FORUMHOUSE обогревают свои жилища посредством инфракрасного теплого пола.

Историческая справка

Впервые невидимое излучение, находящееся за красной частью спектра, обнаружил британский астроном с немецкими корнями Уильям Гершель, в 1800 году. Спустя столетие с небольшим, уже наша соотечественница, физик А. А. Глагольева-Аркадьева экспериментально получила радиоволну, длина которой соответствовала диапазону инфракрасного излучения. Это доказало, что инфракрасное излучение – разновидность электромагнитных волн, оно так же естественно, как окружающий нас свет и радиоволны. Инфракрасное излучение (ИКИ) – электромагнитное излучение с меньшими длинами волн, чем у видимого света (от 0,8 мкм до 1-2 мм). Инфракрасные волны излучают любые нагретые тела, в теории под ними понимаются тела с температурой выше, чем абсолютный нуль (-273,15⁰С), поэтому ИК излучение – тепловое. При этом некоторые вещества не пропускают этот вид лучей, например – вода. Инфракрасное излучение делится на несколько областей по длине волн, а длина волн зависит от температуры излучателя (нагретого объекта):

• Коротковолновая – 0,74 – 2,5 мкм.
• Средневолновая – 2,5 мкм – 50 мкм.
• Длинноволновая – 50 мкм – 2000 мк.

Именно от длины волны и ее проникающей способности зависит интенсивность и характер воздействия ИКИ на живые организмы, если длинные волны благотворны, их повсеместно используют в медицине, то короткие, напротив, губительны. При длительном воздействии возможен не только тепловой удар и ожоги, но и повреждения головного мозга, так как короткие лучи проникают в тело на несколько см и вызывают перегрев внутренних органов. Выделяют короткие ИК волны излучатели с температурой от 100⁰С, это могут быть промышленные агрегаты и обычные бытовые нагреватели, в которых спираль не защищена специальным рассеивающим экраном.

Что касается взаимосвязи теории с практикой, то она прямая – нагревательные элементы инфракрасного теплого пола не раскаляются до показателя 100⁰ и продуцируют безопасные длинные волны. Поэтому безапелляционные заявления противников этой системы о ее вредности беспочвенны. Но и маркетинговые восхваления о несомненной пользе тоже далеки от истины – полезный диапазон будет глушить большинство напольных покрытий. Инфракрасный теплый пол – это альтернативная отопительная система со своими достоинствами и недостатками, а не способ превратить дом в физиокабинет.

Компоненты системы

В основе всех ИК систем теплых полов лежит способность определенных углеродосодержащих веществ выделять тепло в инфракрасном диапазоне при прохождении сквозь них тока. Что характерно, излучение нагревает не только воздух, как в случае применения других систем, но и предметы, которые, в свою очередь, тоже отдают тепло. Кстати, позиционируемая производителями «уникальная» «новейшая» технология с успехом применялась отечественным автопромом еще в конце прошлого века, как отметил пользователь портала Aleks074.

Ну, развели здесь уникальности, еще на тазиках-шестерках восьмидесятых годов выпуска применялась эта технология для обогрева задних стекол.

На сегодняшний день существует три способа организации теплых полов на ИК излучении, в зависимости от используемых излучателей.

• Пленочный пол – карбоновая паста запаивается между слоями специальной полимерной пленки, с двух сторон располагают токопроводящие шины из меди, подающие электричество, провоцирующее выделение тепла, серебряное напыление предохраняет контакты от подгорания. Чаще встречаются полосатые пленки, в которых карбон запаян в полости различной ширины и собран в блоки. Для удобства монтажа есть места разрезов, и даже если случайно повредить полосу, из строя выйдет только она, а не весь блок. Реже паста запаивается по всей полости, такой пол эффективнее, но значительно дороже.

• Стержневые маты – карбоновый наполнитель запаян в оболочку в виде длинных стержней, которые также оснащены тоководами и параллельно соединены в маты.
• Кабели – появились сравнительно недавно, тончайшие карбоновые волокна в оболочке, по сути, разновидность стержневого мата, но без параллельного подключения, кабель продается бухтами.

Пленочный пол предназначен для укладки под напольное покрытие без «мокрых» процессов – ламинат, линолеум, ковролин и подобные. С одной стороны, это плюс – минимум проблем с монтажом, с другой – под плитку, пользующуюся особой популярностью в технических помещениях, его не положишь.

Стержневые маты предназначены для укладки в стяжку, а если основание ровное, можно сразу сажать плитку на клей, без дополнительного слоя, но общая толщина клея с покрытием не должна быть менее 2 см. Наши форумчане используют и пленки, и кабели.

Пленочный ТП хорош тем, что можно паркетную доску стелить. У меня так сделано, как ни крути, полностью «прозрачным» ни одно покрытие не бывает. А все что проходит – нагревает предметы: стол, лестницу, стены, в этом и весь смысл. Открываешь настежь окна, проветриваешь, а когда все закроешь – опять тепло. Потому что не только воздух теплый, а все вокруг.

Купил пятьсот метров такого кабеля, три терморегулятора. Пятьдесят метров в плиточный клей под керамогранитом, сто тридцать два метра под ламинат уложил, проверил, всё греет. На высоте от ламината в полтора метра чувствуется тепловое излучение от пола. Кабель резал на отрезки по одиннадцать метров, так он лучше прогревается, но и расход электричества повышается.

ИК теплый пол работает от электросети напряжением 220 – 230 Вольт (50 Гц), в систему входит не только излучатель в виде пленки, матов или кабеля, но также температурный датчик и терморегулятор. Эти устройства обеспечивают оптимальный прогрев помещения с минимальными затратами энергии. Система будет поддерживать заданные параметры, повышая или уменьшая нагрев по мере необходимости. В зависимости от типа ИК пола и энергосберегающих характеристик помещения, укладывают систему мощностью от 150 Вт/м² до 200 Вт/м². Если пол используется как вспомогательное отопление, достаточно минимальной мощности, если в качестве основного обогрева – придется использовать максимум.

Теплый пол должен занимать 60 – 80 % поверхности пола в помещении, но точные цифры будут зависеть и от мощности конкретной марки, и от характеристик комнаты. Обычно продающие компании сами рассчитывают площадь покрытия, исходя из данных, представленных покупателем.

Монтаж

Независимо от вида ИК пола, он нуждается в правильно подготовленном основании, поверхность должна быть прочная и ровная, допускается перепад не более 3 мм на каждый м². Поверх чистого чернового пола укладывается теплоизолирующая подложка фольгированной частью наружу, нахлесты заклеиваются скотчем (алюминиевым), она предотвратит проникновение излучения вниз. И пленка, и маты, и кабель укладываются на некотором расстоянии, нахлесты излучателей недопустимы. Способ крепления элементов системы зависит от ее разновидности, используют двусторонний или специальный скотч, пластиковые стяжки или подручные приспособления.

Форумчанин Котоffей так фиксировал ИК кабель.

Делаю примитивно: фольгоизол, сетка стальная с ячейкой 9 х 7 см самая тонкая, так как ее роль – только кабель держать, кабель фиксировал стяжками, соответственно там, где хочу потеплее – шаг 7 см, там, где не хочу – 9 см, контакты из пола вывел.

Сергейпоцелуев укладывал кабель под ламинат, без стяжки, поэтому монтировал по другой схеме.

Первым слоем застелил фольгированную подложку алюминиевым покрытием вверх, далее расчертил на подложке границы встроенной мебели. Стыки подложки заклеил алюминиевым скотчем (именно алюминиевым), на местах укладки кабеля наклеил полосы тонкого двухстороннего скотча с шагом в 50 см. Далее укладывал кабель на этот скотч с шагом в 8 см, покрывая постепенно всю зону нагрева кусками по 11 метров. Концы кабеля выносил в одну сторону для удобства подключения к токоведущим проводам. Сверху уложил ламинат. В общем, я повторил рекомендации продавца.

Для соединения монтажных проводов с тоководами используются обжимные гильзы или специальные коннекторы, они обычно идут в комплекте поставки с подробной инструкцией по укладке и монтажу. Все места соединений тщательно изолируются, чтобы избежать замыканий и выхода системы из строя. Места соединений могут получиться толще основного полотна. Если речь идет о системе, укладываемой под ламинат, рекомендуется заранее проштробить в основании пазы, чтобы «утопить» выступающие части в пол и не допустить передавливания. Когда используется стяжка, достаточно качественной изоляции, как вариант, применяют гофрированную трубу, в которую также помещают термодатчик или термодатчики, когда площадь покрытия большая. Сергейпоцелуев смонтировал такую ИК кабельную систему.

Сразу продумайте в черновом основании какие-то выемки, чтобы эти соединения притопить, изолируйте каучуковыми изоляторами. Прижима финишным покрытием места соединений кабеля и токоведущего провода не допускайте. В идеале будет термоусадка и сверху каучуковый изолятор (что-то типа сырой резины, в магазинах по электрике продаётся). Пол подцепил на отдельный кабель 2,5 квадрата, кабель — в распределительную коробку над УЗО. Терморегуляторы 16 ампер ЖК.

Если монтируется пленочное покрытие, поверх него настилается полиэтиленовая пленка, некоторые используют влаго-ветрозащиту, под ламинат – подложку. Когда в качестве покрытия мягкие материалы, типа ковролина или линолеума, сначала настилается фанера, ОСП или подобное основание.

Работой своего теплого пола Котоffей вполне доволен.

Вчера оставил на ночь баню с работающими полами, поставленнными на 40⁰, утром приехал – Ташкент. Мои 1,6 кВт в сумме по полу отлично греют мою каркасную баню, далее выключил систему, но весь день окно было открыто и все равно жарковато внутри, инерция. Зимой планирую испытывать как единственный источник отопления, в постоянном режиме.

Как бы то ни было, любая система имеет свои достоинства и недостатки, которые выявляются при использовании, самая лучшая теория может дать сбой. ИК теплые полы – альтернативный способ отопления, нашедший своего потребителя, в том числе, и среди пользователей портала.

Подробнее об отоплении ИК кабелем — в теме «Инфракрасный кабельный теплый пол». Технология укладки водяного теплого пола на шаткие основания раскрывается в статье о теплом полу по деревянным лагам. Из статьи «Как дешево отопить дом» можно узнать о самых экономных системах и эффективном оборудовании. В видео о воздушном отоплении рассказывается об альтернативном способе обогрева жилища.