Как правильно и корректно сделать расчет тепла теплого пола

Использование теплых полов в качестве основного или дополнительного источника обогрева дома или квартиры – популярное «новшество», пришедшее в нашу страну относительно недавно. По сравнению с традиционными методами этот способ отопления является более эффективным и экономичным.

Но, для того чтобы такая система работала «как часы», с максимальной теплоотдачей, до начала монтажа важно произвести грамотный расчет тепла теплого пола, с учетом особенностей его строения и функционирования.

Конструкция системы теплого водяного пола

Полы водяного типа имеют достаточно простую конструкцию. Говоря простым языком, они представляют собой бетонные плиты, с нагревательным элементом внутри, функцию которого выполняют трубы, наполненные горячей водой. Теплоноситель поступает в трубопровод из разводки основной отопительной системы и, после прохождения полного цикла, возвращается обратно. То есть, условно можно сказать, что теплый пол – это тот же отопительный радиатор, только горизонтального типа, смонтированный на основании помещения и защищенный от нагрузок и повреждений при эксплуатации бетонной стяжкой.

Такая система состоит из нескольких слоев, следующих друг за другом. Это:

1. Основание, предварительно выровненное и подготовленное соответствующим образом.
2. Гидроизоляция оклеечного или обмазочного типа. В первом случае ее функцию выполняют материалы на битумной основе с полимерными добавками, армированные стеклохолстом или полиэстером. Вторая группа представлена мастиками битумно-резинового, битумно-полимерного или цементно-полимерного типа.
3. Теплоизоляционный слой. Для его создания используется пенопласт или ЭППС (экструдированный пенополистирол). Толщина этой «прослойки» определяется расчетным методом.
4. Рулонная изоляция с отражающей поверхностью (экранирующая подложка).
5. Трубы, входящие в комплект системы теплого пола.
6. Бетонная стяжка, изготовленная с добавлением пластифицирующего состава и дополнительно укрепленная при помощи армированной сетки с ячейками 100 х 100 мм, из проволоки с сечением 3-4 мм.
7. Финишное напольное покрытие.

Действует она следующим образом:

• По напорной трубе теплоноситель (вода), нагретый до оптимальной температуры, поступает в контур теплого пола.
• Пройдя по системе трубопровода, он передает свое тепло стяжке, нагревая ее до температуры примерно в 27-36 С⁰.
• Остывшая вода перемещается к обратке, по которой она стекает в котел, где вновь происходит ее нагревание.

То есть, по сути, одним из основных элементов обогревающей конструкции является теплоизоляция. Соответственно, производя расчет теплого водяного пола, необходимо правильно подобрать ее толщину.

Данные, необходимые для проектировки устройства теплых полов:

• План квартиры или дома (со всеми этажами).
• Информация о типе и составе стен, окон и дверей.
• Указания относительно температурного режима, планируемого в помещении.
• Сведения о месте установки отопительного котла и его расположении относительно уровня пола.
• Количество отводов и стояков внутри дома.

На основе этих показателей производится расчет отопления теплыми полами. В первую очередь для этого составляется план-проект, включающий следующую информацию:

• Количество радиаторов отопления, подключенных к системе, их тип и места размещения.
• Схема будущего расположения трубопровода с диаметром труб и длинами прямых участков.
• Схема раскладки труб с указанием расстояний между ними и температуры теплоносителя (эти два пункта можно совместить).
• Данные о мощности радиаторов, входящих в систему.
• Информация о настройке ее автоматической части.

Как подобрать трубы для теплого пола, читайте здесь.

Расчет мощности

После составления плана и проекта отопительной системы производится расчет мощности теплого пола. Этот показатель будет зависеть от следующих факторов:

• Площади и типа обогреваемого помещения.
• Особенностей его конструкции и характера будущей эксплуатации.

В соответствии с этими показателями нужно подбирать мощность источника тепла. Она рассчитывается по следующей формуле:

Мп = 1,2 * Q, в которой

Мп – это тепловая мощность;

Q – потери тепла при эксплуатации;

1,2 – коэффициент запаса, изменяющийся от 1 до 1,2 единиц.

То есть, для того, чтобы произвести гидравлический расчет теплого пола, необходимо определить размер теплопотерь, возникающих при его эксплуатации. Они равны:

Q = (V * Pt * k) / 860

V – объем помещения (его находят путем умножения площади на высоту потолков);

Pt – разница температур внутри и снаружи помещения (для ее определения за основу берут +20 С⁰ — комфортную для человека температуру в помещении и наименьшее отрицательное значение, характерное для данной климатической зоны в зимний период, например -30 С⁰ и т.п).

K – коэффициент теплостойкости дома (от 1,5 до 2).

Тем же, кому эти расчеты кажутся слишком сложными, может помочь специальная программа расчета теплого водяного пола, которую можно найти в интернете. Пример: http://teplo-info.com/otoplenie/raschet_teplogo_pola_online и т.д.

Выполнение основных проектных расчетов и подбор материала при укладке пола лучше доверить квалифицированным специалистам в этой области. Это же касается и расчета электрического теплого пола.

Кроме мощности отопительной системы и качества теплоизоляции дома, тепло в нем будет зависеть и от других факторов, например:

• Толщины и типа изоляции пола.
• Разновидности напольного покрытия.
• Количества окон в помещении и способа их остекления.
• Расположения помещения относительно других комнат в доме и т.д.

Следующим шагом проектирования отопительной системы данного является расчет шага труб для теплого пола. От этого зависит равномерность обогрева помещения и требуемая длина трубопровода.

Расчет длины теплого пола можно произвести самостоятельно, взяв за основу данные о необходимой мощности отопительной системы, сопоставив площадь трубопровода с температурой теплоносителя, курсирующего в системе, по формуле:

L = S / N * 1,1, где:

L – длина трубы;

S – площадь отапливаемого помещения;

N – шаг укладки;

1,1 – запас трубопровода в 10 % (на повороты).

Производя расчет трубы для теплого пола, таким образом, к полученному значению нужно также добавить длину трубы до коллектора, включая раздачу и обратку.

Кроме того, расчет теплого пола по площади производится графическим методом.

Для этого на листе миллиметровой бумаги, положенной поверх эскиза-проекта дома, размечается расположение отопительного контура в соответствии со следующими нормами и правилами:

• Длина трубы в контуре отопления не должна превышать 120 м. При этом на ее выходе из напорного коллектора и входе в обратку не должно быть стыков и разрывов.
• Трубы в спирали контура должны располагаться с шагом 10-15 см.
• Толщина стяжки должна соответствовать диаметру трубы. То есть для трубопровода в 16 мм слой заливки должен составлять 6 см.

Температура теплоносителя в системе и скорость его движения определяются по усредненным значениям:

• Для прогрева поверхности до оптимальных 25 – 37 ⁰С его температура должна составлять 40-55 ⁰С.
• При этом теплоноситель должен двигаться со скоростью 27-30 л/ч (для контура с диаметром 16 мм).

Шаг укладки труб определяется в соответствии с составленным проектом. Для краевых участков он должен составлять 10 см, для всей остальной поверхности пола – 15, 20, 25 см, но не более 30 см. Для проведения точных расчетов также существует программа для расчета теплого пола, которую можно найти на специализированных сайтах в сети Интернет.

Способы укладки труб

Определившись с количеством труб и их диаметром, можно переходить к следующему важному моменту: выбору способа их укладки.

Змейка

Его используют в комнатах с внутренними стенами, с утепленной наружной стеной. С гидравлической точки зрения этот способ наиболее экономичен. Основной недостаток такой раскладки — большая разница температур в начальной и конечной точках трубопровода. Это связано с тем, что подача горячей воды производится с одной стороны, то есть в конце комнаты остывший теплоноситель будет двигаться к обратке, и температура там будет ниже.

Кроме того, этот вариант раскладки труб является достаточно трудоемким. Довольно часто он производится с шагом труб от 20 см и выше из-за того, что согнуть их для меньшего шага очень сложно, особенно, если речь идет о трубе диаметром 18-20 мм. Рациональнее всего использовать такое расположение труб в санитарных зонах, где необходимо обходить сантехнические приборы и устройства, а также для выравнивания смежных зон отопительных контуров.

Зигзаг

Этот способ имеет тот же недостаток, что и предыдущий: неравномерность прогрева в разных точках комнаты. Поэтому, при его использовании, необходимы насосные установки усиленной мощности, прокачивающие воду в системе с большой скоростью.

Спираль или улитка

При таком способе раскладка труб производится от периметра помещения к центру. Таким образом, достигается равномерный прогрев всей поверхности, что делает эксплуатацию теплого пола максимально удобной и комфортной. При укладке спиралью трубы можно разложить на поверхности с любым шагом, начиная от 10 см. Этот способ подходит для помещений любого назначения и площади.

Оцените преимущества электрического котла для отопления частного дома в нашей статье.

Один из наиболее экономических вариантов котла индукционный. Как выбрать, что учитывать и на что обратить внимание читайте в нашей статье.

Дополнительные работы

Для того чтобы пол работал с максимальной производительностью, необходимо обеспечить его тщательную теплоизоляцию, так как, при ее отсутствии, потери тепла могут составлять 15-20 % . Для создания теплоизоляционного слоя используют следующие материалы:

• Минеральная вата.
• Пенобетон.
• Стекловата.
• Техническая пробка.
• Пенополистирол.

При наличии под основанием пола неотапливаемого помещения толщина слоя теплоизоляции должна составлять 20-25 см.

Их плюсы:

• Высокая плотность (40 кг/м 3 ).
• Наличие верхней рельефной структуры, в которую удобно крепить трубы с диаметром 18 мм.
• Простота монтажа за счет присутствия замкового соединения, как в ламинате.
• Отличные теплоизоляционные и шумоизоляционные качества.

До начала монтажа также производится расчет стоимости теплого пола, позволяющий оценить величину финансовых затрат на весь комплекс работ по устройству отопительной системы водяного или электрического типа.

Таким образом, для того чтобы теплые полы выполняли свои функции в полной мере и работали эффективно и экономично, необходимо составить соответствующие проекты и сделать нужные расчеты.

Эту работу можно доверить квалифицированным специалистам, которые будут заниматься дальнейшим монтажом системы отопления или выполнить ее самостоятельно, произведя расчет теплого пола водяного, используя калькулятор онлайн.

В любом случае, грамотно сделанные расчеты позволят сэкономить немало средств, которые придется потратить на будущую эксплуатацию теплых полов, и значительно повысят их энергоотдачу.

Как рассчитать теплый пол электрический: формулы и онлайн калькулятор

Электрический теплый пол имеет несомненные преимущества в плане комфорта и удобства. Те помещения, в которых оборудованы теплые полы, сразу становятся центром притяжения всех домочадцев, ведь по по лу можно не только ходить, но сидеть и даже лежать на нем . Но прежде чем их монтировать и эксплуатировать следует узнать, как рассчитать теплый пол электрический самостоятельно либо обратиться за помощью к специалистам. В противном случае дорогостоящие нагревательные кабели и маты могут быть просто бесполезно замурованы в бетон без возможности их извлечения и восстановления.

Как рассчитать теплый пол электрический

Разновидности электрических теплых полов и их характеристики, учитываемые при расчетах

Главными деталями любых теплых полов являются нагревательные элементы или их сочетание. Они имеют различную конструкцию. Отметим особенность каждой системы.

Резистивный нагревающий кабель

Системы теплых полов на этой основе применяется чаще всего, так как он прост по конструкци и и и меет более низкую, по сравнению с другими типами нагревателей цену. В его основе одно- или двухжильный проводник, заключенный в защитный экран и имеющий определенное сопротивление. По своей сути – это вытянутый нагревательный элемент, который при подключении к электрической сети вырабатывает определенное количество тепловой энергии. Резистивные кабели всегда имеют фиксированную длину, которую нельзя изменять ни в коем случае, так как это в корне меняет всю настройку системы. Любые попытки укоротить резистивный кабель уменьшают его сопротивление, увеличивается ток и это чаще всего приводит к выходу из строя .

Резистивные кабели — просты, надежны и неприхотливы

Основными характеристиками резистивных кабелей являются:

• Конструкция кабеля ( одножильный , двухжильный, зональный) и его назначение.
• Напряжение питания и мощность. Обычно производители указывают два напряжения питания 220/ 230 вольт и соответствующую им мощность в Ваттах, например, греющий кабель deviflex™ DTIP−18, длиной в 22 метра имеет мощность 360/395 Ватт соответственно.
• Очень важной характеристикой греющих кабелей является погонная мощность, то есть, сколько Ватт излучается одним метром. В вышеприведенном примере кабеля погонная мощность составляет 18 Вт/ м при напряжении питания 230 В. Этот показатель указан в маркировке кабеля, но его можно и вычислить. Если мощность в 395 Вт поделить на длину в 22 метра, то получается 395/22=17,95 Вт/м.

Резистивные кабели производятся разной длины (7— 220 м ), различной погонной и общей мощностью, что вполне может удовлетворить все потребности. Естественно, что кабель надо укладывать по особой схеме, для охвата всей площади помещения, но об этом будет подробно рассказано в последующих разделах.

Нагревательные маты

Для удобства укладки были изобретены нагревательные маты, где греющий резистивный кабель вплетен в полимерную сетку и уже уложен с нужным шагом. Сетка обычно имеет клеевую основу и может приклеиваться к поверхности пола, что только добавляет удобства при монтаже. Особенно это хорошо при укладке плитки, когда маты скрываются прямо в слое плиточного клея или при ремонте, если делают только самовыравнивающую тонкую стяжку, на которую можно впоследствии настелить ламинат или ковролин. Большинство греющих матов выпускается шириной в 45 см и разной длины, что позволяет выбрать конкретную модель для любого помещения. При этом не стоит забывать, что в основе матов лежит резистивный, обычно двухжильный, кабель, поэтому отрезать маты по проводникам строго запрещено!

Нагревательные маты очень удобны в расчетах и монтаже

Основными характеристиками нагревательных матов являются:

• Напряжение питания, которое обычно составляет 220/230 В и мощность нагревательного мата.
• Длина мата и рекомендуемая площадь укладки, обычно от 0,5 м 2 до 12 м 2 при длине от 1 до 24 м .
• Один из главных показателей – удельная мощность, то есть, какое количество тепла генерирует нагревательный мат на 1 ме тр кв адратный. Измеряется она в Вт/ м 2 (Ваттах на ме тр кв адратный). Для теплого пола обычно выпускаются маты с удельной мощностью 100—150 Вт/ м 2 , очень редко 200 Вт/ м 2 .

Саморегулирующийся нагревательный кабель

Основным недостатком резистивных кабелей и нагревательных матов на их основе является необходимость постоянного теплоотвода от них, так как от температуры окружающей среды практически не зависит их сопротивление и соответственно количество генерируемого тепла. Если от кабеля не отвести тепло, то он перегреется и выйдет из строя. Именно поэтому теплые полы резистивными кабелями нельзя оборудовать под стационарно стоящей мебелью без ножек.

Саморегулирующийся кабель в теплых полах применяется крайне редко

Такого недостатка лишен саморегулирующийся кабель, погонная мощность которого зависит от температуры. Греющим элементом является полупроводниковый полимер, способный менять свое сопротивление в зависимости от температуры. Такие кабели можно без страха отрезать любой длины, это не приведет к перегреву и выходу из строя. Однако, высокая цена ограничивает их применение в качестве теплых полов, поэтому их используют в основном для обогрева трубопроводов .

Пленочный инфракрасный теплый пол

Сравнительно новым видом подогрева полов являются инфракрасные (ИК) теплые полы, которые имеют в своей основе излучатели в виде поперечных графитовых полос, подключенных к продольным медно-серебряным проводникам. Вся конструкция располагается в полиэстеровой пленке , которая имеет толщину не более 0,4 мм. Особенностью пленочных полов является то, что большая часть генерируемой энергии приходится на лучевую составляющую — инфракрасные волны в диапазоне от 4 до 20 нм. Известно, что лучевое инфракрасное тепло нагревает не воздух, а окружающие предметы, а это воспринимается человеком очень комфортно.

Пленочный инфракрасный пол не любит «мокрых» процессов в строительстве

Основными характеристиками инфракрасных пленочных полов нужных в расчетах являются:

• Напряжение питания 220/230 В и удельная потребляемая мощность, которая может составлять 130, 150, 170, 200, 230 Вт/ м 2 , — в зависимости от помещения и его назначения.
• Ширина рулона пленочного ИК пола: 0,5, 0,8 или 1 метр. Длина от 1 до 20 метров. Это позволяет «подогнать» пленку под любые помещения.

Пленочный пол также требует укладки только на ту площадь пола, которая не занята стационарной мебелью без ножек. Еще одним серьезным ограничением применения является невозможность укладки в стяжку, так как ИК пленки не «любят» мокрых процессов в строительстве. Лучшее применение для таких нагревателей – это укладка «сухим» способом на абсолютно ровные поверхности с последующим настилом ламината, предназначенного для теплого пола, линолеума или ковролина.

Стержневой инфракрасный теплый пол

Самой инновационной и современной системой теплого пола являются стержневые инфракрасные полы, где применяются в качестве нагревателей гибкие элементы из композиции карбона, графита и серебра. Такие стержни имеют очень полезные свойства – при повышении температуры пола от 20 до 60 °C их пиковая потребляемая мощность уменьшается в 1,5 раза. Это позволяет использовать подогрев пола даже там, где будет стационарно расположена мебель, которую можно периодически переставлять.

Стержневые инфракрасные маты — самое современное решение в подогреве полов

Греющие стержни параллельно подключены к продольным медным проводникам, образуя греющий мат. Даже если какой-то один из них выйдет из строя, то другие продолжат работу. Ширина мата 83 см, шаг между стержнями может составлять 9 или 10 см. Главными характеристиками ИК стержневого пола являются:

• Пиковая потребляемая мощность, которая может измеряться или Вт / м 2 или Вт /м. Она может составлять или 130, или 160 Вт/ м 2 при погонной мощности 116 или 138 Вт/м соответственно. Эти данные приведены для системы UNIMAT RAIL или UNIMAT BOOST.
• Минимальная и максимальная длина термомата – от 0,5 до 25 метров.
• Длина волны ИК излучения: 8—14 мкм.
• Напряжение питания 220/230 В.

Стержневой ИК теплый пол предназначен для монтажа в основном в тонкие — 2—3 см стяжки и в слой плиточного клея. Его новизна, технологичность и замечательные характеристики определяют и высокие цены, поэтому и применяется такой теплый пол пока достаточно редко.

Цены на различные виды электрических теплых полов

Варианты применения теплых электрических полов

Специалисты-теплотехники и производители нагревательных электрических систем теплого пола рекомендуют использовать кабельное отопление в двух основных режимах:

• Кабельную систему отопления устанавливают в бетонную стяжку, толщиной не менее 3—5 см с возможностью ее использования в качестве полного отопления, без применения дополнительных обогревательных приборов. В этом случае электрическое отопление может компенсировать все теплопотери и поддерживать нужную температуру воздуха в помещениях. Еще одним вариантом является применение кабельного отопления в термоаккумулирующих толстых бетонных полах (10—15 см), когда во время действия сниженных тарифов на электроэнергию идет нагрев пола, а в остальное время за счет большой тепловой инерции массивной стяжки, тепло отдается в помещение.

Кабельные системы обогрева могут применяться в массивных термоаккумулирующих бетонных стяжках

• Систему отопления в виде электрических нагревательных кабелей, матов, трубчатых нагревателей или инфракрасных пленочных полов используют в основном только для поддержания комфортной температуры поверхности пола. При этом теплые полы работают совместно с основной системой отопления, которая компенсирует львиную долю теплопотерь квартиры или дома. Для этого применяют нагревательные кабели и маты, монтируемые прямо в слой плиточного клея или в воздушный зазор деревянных полов, а также инфракрасные пленочные полы, укладываемые прямо под покрытие.

Расчет тепловых потерь здания или помещений

При проектировании любой системы отопления, в том числе и электрического теплого пола в качестве основного, весьма желательно рассчитать теплопотери каждого помещения в квартире или в доме. В этих расчетах исходными данными являются:

• Заданная температура в каждом помещени и и и х взаимное расположение.
• Географическое положение.
• Конструкция стен: какие материалы, какой толщины применены в стенах, какие именно стены являются наружными.
• Конструкция пола и потолка.
• Наличие и площадь окон, их конструкция и теплопотери через них.
• Ориентация здания по сторонам света.
• Наружная температура воздуха (с учетом самых холодных температур года).
• Потери тепла через вентиляцию.

Все вышеперечисленное является далеко не полным списком исходных данных для оценки теплопотерь. Эти расчеты делают специалисты-теплотехники, но существует множество специальных бесплатных программ или онлайн-расчетов в интернете, поэтому каждый может произвести оценку самостоятельно. Главной задачей этих расчетов является то, что любая система отопления должна полностью компенсировать все тепловые потери, даже с учетом самых холодных зимних дней.

Теплопотери зданий или помещений очень удобно рассчитывать при помощи специальных программ

Из анализа статистических данных о теплопотерях множества домов и квартир можно сказать о том, что в большинстве современных квартир и домов, построенных с учетом требований по теплозащите, удельная мощность отопления на квадратный ме тр пл ощади должна составлять 100—130 Вт/ м 2 для всех помещений, а в ванных и санузлах 130—150 Вт/ м 2 . В старых домах удельная мощность может доходить до 180 Вт/ м 2 и в этом случае уже не обойтись без других источников тепла.

Обоснованность применения теплоизоляции в системах теплых электрических полов

Утепление конструктивных элементов здания в дальнейшем будет сильно влиять на комфорт в помещениях и значительно снизит расходы на отопление. И одним из главных является утепление конструкции пола. Электрические теплые полы могут монтироваться непосредственно под напольное покрытие как с применением различных тонких утеплителей, так и без них, что является чаще всего вынужденной мерой – когда невозможно пожертвовать высотой помещения.

Потери тепла через какую-либо ограждающую конструкцию происходят тем интенсивнее, чем больше разница температур и меньше термическое сопротивление. Даже если в соседних помещениях между этажами будут одинаковые температуры, тепло все равно неизбежно будет передаваться бетонной плите пола. Поэтому, если есть возможность, то надо использовать утеплители и чем они толще – тем лучше. Приведенная диаграмма наглядно демонстрирует это.

Применение теплоизоляции повышает эффективность теплых электрических полов

Если система электрический теплый пол будет использоваться как основное отопление в виде термоаккумулирующего пола, то применение утеплителей обязательно, так как мощностей нагревательных кабелей и матов будет просто недостаточно для компенсации теплопотерь.

Как рассчитать теплый пол электрический

После того как получено представление об основных системах электрического теплого пола и их характеристиках, можно приступать к расчету .

Составление плана помещения и вычисление отапливаемой площади

Прежде чем переходить к расчетам и выбору комплектующих, желательно начертить план каждого отдельного помещения квартиры или дома в удобном масштабе на миллиметровой бумаге формата А 3 или в компьютерной программе.

Пример самостоятельно нарисованного помещения с расстановкой мебели и схемой укладки кабельного теплого пола

После этого вычисляется общая площадь помещения – S _общ . Далее, на том же плане делается расстановка всей стационарной мебели без ножек и высчитывается площадь, занимаемая мебелью – S _меб . Теперь можно получить площадь, на которую будет укладываться электрический теплый пол – S _у :

Желательно, чтобы отапливаемая площадь занимала не менее 50% от общей площади помещения, а лучше 70—80%, то есть должно соблюдаться условие:

Если в качестве отопительных приборов будут использованы стержневые ИК полы, то их можно укладывать по всей площади, то есть:

Приведем пример. Есть кухня общей площадью 12 м 2 , а площадь занятая мебелью и оборудованием 5 м 2 , значит: S _у =12 — 5=7 м 2 .

Расчет установленной и удельной мощности электрического отопления

При расчетах электрических теплых полов обязательно надо вычислить установленную мощность, называемую еще присоединенной мощностью, того электронагревательного элемента, который будет обогревать пол. Как это можно сделать?

Использование теплого пола в качестве основного отопления

Если электрический теплый пол будет использоваться как основная система отопления, то установленная мощность P _уст должна быть, по крайней мере, не меньше мощности теплопотерь в этом помещении P _п , которые получают в процессе теплотехнических расчетов . Специалисты рекомендуют установленную мощность вычислять с запасом в 30%:

Если нагревательный кабель будет проложен в термоаккумулирующей стяжке, то коэффициент запаса следует применять 1,4:

Например, в вышеописанной кухне теплопотери составляют 1000 Вт, значит, для их компенсации с учетом запаса понадобится обогреватель с установленной мощностью: P _уст =1.3*1000 Вт=1300 Вт, а в случае с термоаккумулирующими полами P _уст =1.4*1000 Вт=1400 Вт.

Удельную мощность P _уд можно определить как отношение устанавливаемой мощности к обогреваемой площади:

В нашем примере: P _уд =1300 Вт/7=186 Вт/ м 2 или для аккумулирующих полов — P _уд =1400 Вт/7=200 Вт/ м 2 .

Использование теплого пола в качестве комфортного подогрева

В этом случае подразумевается, что теплые полы созданы для комфорта, а компенсацию теплопотерь осуществляет основная система отопления. Расчет установленной мощности производят от удельной, которая прописана в нормативах и рекомендациях производителей теплых полов. Данные о требованиях к удельной мощности в зависимости от вида помещения сведены в следующую таблицу.

Сводная таблица требований к удельной и погонной мощности в зависимости от назначения помещения и вида отопления

В этом случае надо выбранную из таблицы удельную мощность умножить на отапливаемую (устанавливаемую) площадь:

В нашем примере кухни для создания теплого комфортного пола выбираем P _уд =100 Вт/ м 2 , а отапливаемая площадь S _у =7м 2 получаем: P _уст =100*7=700 Вт.

Выбор и расчет нагревательных элементов теплого пола

После определения необходимой установленной мощности электрического теплого пола необходимо определиться с тем, какие нагреватели наиболее целесообразно использовать в каждом конкретном случае. Для основного отопления следует применять резистивные кабели, а для комфорта: нагревательные маты, пленочные или стержневые ИК полы. Рассмотрим особенности выбора.

Выбор резистивного греющего кабеля и определение шага укладки

Рассмотрим такой выбор на на шем примере отопления кухни с использованием ассортимента греющих кабелей deviflex™ компании Devi. Методика выбора совершенно одинакова для всех резистивных кабелей всех производителей.

Допустим, что запланирована термоаккумулирующая стяжка в качестве основного источника тепла. Ранее было выяснено, что установленная мощность должна быть не менее P _уст =1400 Вт. Из вышеприведенной таблицы видно , что кабели должны применяться с погонной мощностью 18—20 Вт/м, в ассортименте компании Devi есть кабели deviflex™ DSIG−20 (20 Вт/ м при 230 В ), которые лучше подходят для решения поставленной задачи.

Ассортимент греющих резистивных кабелей deviflex™ DSIG−20

Из предложенного перечня следует выбирать кабель, мощность которого не меньше установленной мощности. Этому требованию подходит кабель с мощностью 1465 Вт при 230 В и длиной в 74 метра: L _каб = 74 м.

Для греющих кабелей существует очень важный параметр – шаг укладки (h), — расстояние между линиями кабеля в укладке. Он измеряется в сантиметрах. Для его нахождения следует обогреваемую площадь в квадратных метрах S _у умножить на 100 и поделить на длину кабеля в метрах L _каб :

Наглядное представление шага укладки

В рассмотренном примере h=7*100/74=9,46 см. Часто при укладке используют специальную монтажную ленту, сильно упрощающей монтаж. Шаг крепления кабеля на монтажной ленте составляет 2,5 см. Ближайшее значение 10 см, которое и нужно использовать. Если шаг укладки будет лежать где-то посередине диапазона, то можно чередовать соседние петли теплого пола с шагами 7,5 и 10 см.

Расчет резистивного кабеля для комфортного обогрева пола осуществляется по той же методике. Напомним ее пошагово.

• Исходя из требований к удельной и погонной мощности, типа помещения и вида отопления (полное или комфортное) выбирается у какого-либо производителя тип кабеля, отвечающий всем условиям.
• Исходя из ранее рассчитанной установленной мощности, выбирается конкретный кабель, мощность которого не меньше установленной.
• Исходя из отапливаемой площади помещения и длины выбранного кабеля, рассчитывается шаг укладки.

На этом этапе может сильно пригодиться план помещения, нарисованный на миллиметровой бумаге. Можно карандашом нарисовать различные варианты укладки греющего кабеля, а потом выбрать оптимальный.

Калькуляторы расчета длины нагревательного кабеля и шага его укладки

Предлагаем читателю воспользоваться встроенным калькулятором — он быстро и точно подсчитает и длину требуемого кабеля, и шаг укладки:

По полученному значению выбирается нужный комплект с длиной кабеля, наиболее близкой к найденному показателю. Теперь осталось только рассчитать шаг укладки:

Выбор и расчет греющего мата

Греющие маты в теплых полах используются в основном как дополнительное или комфортное отопление, монтируемое в тонких бетонных стяжках или слое плиточного клея. Выбор нужного мата сильно упрощается, так у производителей представлен широкий ассортимен т т аких нагревателей. Рассмотрим на на шем примере.

Для комфортного обогрева пола кухни ранее было установлено, что достаточно удельной мощности P _уд =100 Вт/ м 2 . На отапливаемой площади в 7 м 2 установленная мощность будет P _уст =700 Вт. Из ассортимента компании Devi выбираем греющие маты devimat™ DТVF −100 (100 Вт/ м 2 ).

Ассортимент греющих матов devimat™ DТVF−100

Для наших целей как нельзя лучше подходит греющий мат нужной площади в 7 м 2 . Расчета шага укладки греющие маты не требуют, так как на них уже закреплен кабель с нужным шагом. Но при укладке в помещениях, особенно сложной конфигурации, возникают некоторые нюансы.

Для того чтобы уложить греющий мат в помещениях существуют определенные приемы , которые позволят сделать это. Главное правило – можно разрезать только полимерную сетку, но не сам кабель! Приемы укладки наглядно представлены на рисунке.

Греющие маты можно уложить в любом помещении, даже самой сложной конфигурации

Очевидно, что выбор и расчет греющего мата для отопления пола гораздо проще, чем резистивного кабеля. Для выбора тактики правильной укладки поможет план на миллиметровой бумаге. Здесь как нельзя лучше подходит пословица: «Семь раз отмерь и один раз отрежь!»

Особенности расчетов инфракрасных пленочных полов

Пленочные теплые полы имеют ряд особенностей, которые требуют грамотного подхода.

• Во-первых, они, как и резистивный кабель должны укладываться только на свободном от мебели месте.
• Во-вторых, минимальная дистанция от пленки до краев (стен или стационарной мебели) должна составлять 20 см.
• В-третьих, пленочные полы могут укладываться только «сухим» способом под подходящие для этого покрытия (ламинат, линолеум, ковролин). Хоть и существуют технологии укладки плитки на пленочные полы, но это предполагает наличие промежуточного гидроизолирующего слоя. В итоге стоимость теплого пола с ИК пленками будет гораздо выше, чем с резистивными кабелями или матами.
• В-четвертых , пленочные полы могут резаться с определенной кратностью – чаще всего 25 см. Это не повлияет на удельную мощность.
• И, наконец, кажущаяся легкость расчета и особенно монтажа пленочного пола обманчива. Под поверхностью ИК пола находится масса электрических соединений, которые требуют только высококвалифицированного монтажа.

Видео: Квалифицированный монтаж пленочного инфракрасного пола

Для правильного расчета пленочного пола необходимо выполнить ряд шагов:

• Рассчитывается площадь обогрева помещения. Для этого на листе миллиметровой бумаги вычерчивается план, «расставляется» стационарная мебель и учитываются минимальные 20 см отступы от границ. В итоге должна получиться обогреваемая площадь — S _у, допустим, что в конкретном примере S _у =15 м 2 , а общая площадь 24.
• Высчитывается доля обогреваемой площади в общей площади помещения: S _у *100%/ S _общ =15 м 2 *100%/24 м 2 =62,5%. Если этот показатель более 60% (как в нашем случае), то удельная мощность обогревательных ИК пленок может быть от 160 до 220 Вт/ м 2 . Если же доля обогреваемой площади менее 60%, то P _уд =220 Вт/ м 2 . Для нашего случая выбираем P _уд =160 Вт/ м 2 .
• Для помещений, имеющих большие теплопотери через пол: первые этажи, помещения над арками, дома старой застройки с полами без теплоизоляции, — в любом случае P _уд =220 Вт/ м 2 .
• Рассчитывается установленная мощность теплого пола. Для этого удельную мощность перемножают с обогреваемой площадью: P _уст = P _уд * S _у =160 Вт/ м 2 *15 м 2 =2400 Вт.
• Из ассортимента любого производителя ИК пленок выбираются с заданной удельной мощностью нужной длины и ширины, которые могут покрыть полностью всю обогреваемую площадь. Нужно учесть, что ширина рулонов пленок 50, 80 и 100 см, а кратность резки пленки – через каждые 25 см. При этом существуют ограничения, представленные в таблице. При этом лучше не выбирать максимальную длину, а набирать меньшими отрезками. Главное правило — меньшее количество отдельных пленок (план на миллиметровой бумаге будет большим подспорьем).

Максимальная длина отрезка инфракрасной пленки в зависимости от ширины

• На каждый отдельный отрезок пленки подбирается соединительный комплект, а на весь комплект – терморегулятор, рекомендованный производителем.

Особенности расчетов стержневых инфракрасных полов

Главной отличительной чертой стержневых ИК полов является то, что они саморегулирующиеся, то есть при повышении наружной температуры их пиковая мощность снижается примерно в 1,5 раза. Это позволяет применять их на всей площади помещения, независимо от положения мебели. Для расчета стержневых теплых полов воспользуемся предыдущим примером комнаты с S _общ =24 м 2 и рассчитаем их для всей площади: S _у = S _общ =24 м 2 .

• Для комфортного обогрева пола выбирается система теплых стержневых ИК полов UNIMAT RAIL, имеющая пиковую погонную мощность 116 Вт/м. Ширина мата равна 83 см, они укладываются с интервалом до 10 см, поэтому их длина выбирается исходя из требуемой обогреваемой площади.
• Из ассортимента UNIMAT RAIL выбирается комплект UNIMAT HR-S-2500, длиной в 25 метров, пиковой мощностью 2900 Вт, способный отопить площадь до 25 м 2 .
• На плане помещения, предварительно нарисованным на миллиметровой бумаге, делается раскладка нагревательных матов. Причем силовые кабели могут разрезаться в любом месте посередине между нагревательными стержнями. Нагревательные стержни разрезать нельзя.

Пример раскладки стержневых инфракрасных нагревательных матов со схемой подключения

• Определяется количество дополнительных комплектующих.
• Выбирается терморегулятор, рекомендованный производителем.

Требования к напольному покрытию при эксплуатации теплых электрических полов

При проектировании электрической системы обогрева полов зачастую забывают о том, что с ней могут работать далеко не все покрытия. И к этому вопросу надо отнестись со всей внимательностью и серьезностью . С какими покрытиями работа теплых электрических полов противопоказана:

• Линолеум на резиновой или войлочной основе.
• Толстые ковры или ковры на резиновой основе.
• Дощатый пол толщиной более 25 мм.

При выборе линолеума, ламината, паркетной доски или ковролина следует обязательно поинтересоваться, могут ли работать эти покрытия с системой теплых полов. Ведущие производители указывают это всегда на маркировке и в сопроводительной документации.

Такими значками обозначаются напольные покрытия, способные работать с теплым полом

Для контроля отопления деревянных полов , а также тонких полов рекомендуется использовать терморегуляторы с двумя датчиками: температуры поверхности пола и воздуха в помещении. Если известно термическое сопротивление напольного покрытия R_T, которое может быть указано в документации, то лучше руководствоваться следующими правилами:

• При удельной мощности 150 Вт/ м 2 максимальное термическое сопротивление ( R_Tmax) может быть до 0,13 м 2 *K/Вт.
• При P _уд =125 Вт/ м 2 – R _Tmax не более 0,16 м 2 *K/Вт.
• При P _уд =100 Вт/ м 2 – R _Tmax не более 0,18 м 2 *K/Вт.

Если в конструкции пола применяются многослойные покрытия, например – ламинат с подложкой, то их термические сопротивления складываются, и проверяется соответствие вышеперечисленным условиям.

Расчет электрической системы теплого пола

При самостоятельном проектировании системы электрических теплых полов иногда забывают о том, что не всякая электропроводка выдержит нагрузки от мощного потребителя энергии. Вдобавок не всякая энергоснабжающая организация выдас т т ехнические условия на выделение требуемой мощности. Именно поэтому проект электроснабжения и получение всей разрешительной документации необходимо доверить профессионалам, а сосредоточиться только на том, что по силам сделать самому.

Выбор терморегулятора

Сердцем системы теплых полов является терморегулятор, который следит за температурой поверхности или воздуха, или за тем и другим одновременно, — и на основании этого производит включение или отключение контуров обогрева. Кроме этого, терморегулятор может иметь встроенный таймер и включать обогрев в назначенное время или иметь программу включения в определенные дни недели и часы. В терморегуляторах бывают еще и другие полезные и бесполезные функции. При его выборе, прежде всего надо руководствоваться набором правил:

Без терморегулятора немыслима работа электрического теплого пола

• Каждый производитель любой системы теплых поло в в сегда рекомендует определенные модели терморегуляторов и работающих с ними датчиков. Лучше этими рекомендациями не пренебрегать.
• Все терморегуляторы могут работать только с определенным током нагрузки: 10 A – для обогревателей с установленной мощностью до 2300 Вт, и 16 Aс P_уст≥2300 Вт. Именно по этим показателям прежде всего и надо выбирать терморегулятор.
• Если планируется использовать систему теплый пол только для комфорта, то нужно выбирать терморегулятор с датчиком температуры пола.
• Если теплый пол используется в целях полного отопления, то необходимо использовать терморегулятор с датчиком температуры воздуха или с комбинацией датчиков температуры пола и воздуха.
• Для работы систем отопления с деревянным покрытием обязательно использовать терморегуляторы с комбинацией датчиков температуры воздуха и пола.
• Если в близлежащих помещениях тоже планируется система электрических теплых полов, то целесообразно использовать многозональный терморегулятор с выносными датчиками.

Цены на различные модели терморегуляторов

Общие правила проектирования электропроводки теплого пола

При проектировании электропроводки теплого пола следует обязательно учесть несколько правил:

• Все соединения кабелей системы теплый пол между собой и с электропроводкой должны выполняться только на специальных клеммах, на контактах терморегуляторов, в распределительных коробках и электрических щитах. Следует избегать любых соединений в конструкции пола кроме тех, что неизбежны, и рекомендованы производителем.
• Экраны нагревательных кабелей и матов должны соединяться с проводом защитного заземления (PE) и должны быть включены в общую систему уравнивания потенциалов – СУП.
• Питающие провода и кабели должны быть площадью поперечного сечения не меньше, чем подводящие «холодные» концы нагревателей теплого пола. При установленной мощности до 2300 Вт площадь поперечного сечения медного провода должна быть 1,5 мм 2 , а свыше 2300 Вт – 2,5 мм 2 .
• Для защиты человека от поражения электрическим током обязательно применение устройств защитного отключения (УЗО) с дифференциальным током срабатывания не более 30 мА , а для санузлов – 10 мА . Не менее 1 раза в месяц необходимо проводить испытание УЗО.

Без УЗО эксплуатация электрических теплых полов запрещена

• Проводка для питания системы электрического теплого пола должна быть проложена непосредственно от электрощитов или вводно-распределительных устройств (ВРУ) до терморегуляторов. При этом в щитах для защиты проводки обязательно должны стоять автоматические выключатели: для медных кабелей с площадью поперечного сечения 1,5 мм 2 номиналом в 10 A, а для 2,5 мм 2 – 16 A.
• Если нагревательные элементы теплого пола укладываются на металлическую сетку, то она обязательно должна быть подключена к общей системе уравнивания потенциалов.

Итоги

• Рассчитать теплый пол электрический вполне по силам самостоятельно, пользуясь рекомендациями производителя оборудования.
• Электрический теплый пол является системой повышенной опасности, поэтому при проектировании и монтаже обязательно руководствоваться Правилами устройства электроустановок последней редакции.

Видео — Какие расчеты необходимы перед устройством теплого пола