Как рассчитать электрический теплый пол самостоятельно

Для того, чтобы система обогрева напольного покрытия работала эффективно необходимо произвести предварительный расчет. Существуют определенные правила, отвечающие на вопрос как рассчитать электрический теплый пол.

Принцип расчета систем теплых полов

Элементы конструкции

Для расчета понадобиться учесть устройство электрического теплого пола. Схема данного вида обогрева включает в себя:

• нагревательный элемент;
• силовой кабель;
• температурный датчик нагрева;
• терморегулятор.

Термодатчики осуществляют контроль температуры нагрева, нагревательные элементы соответственно осуществляют обогрев. Эти детали монтируются непосредственно в пол, и при помощи монтажных (силовых) кабелей соединяются с терморегулятором, который задает режим работы.

В качестве нагревательного элемента могут применяться:

• нагревательный кабель;
• инфракрасное пленочное покрытие;
• сетчатый мат.

Наиболее требовательна к технологии укладки система теплого пола с применением нагревательного кабеля, а самой неприхотливой конструкцией считается пленочный пол.

Для обустройства кабельной системы теплого пола применяются нагревательные кабели. Одножильный отличается дешевизной относительно двухжильного, но при этом расчет и установка его значительно сложнее. Электрический пол с применением одножильного кабеля создает электромагнитное поле по всей площади укладки, характеризующееся значительной интенсивностью. По этой причине такой вид обогрева не рекомендуется для жилых помещений.

Двухжильный термокабель укладывается проще, благодаря направленному движению тока в оба направления индукционное воздействие такой конструкции не превышает допустимых норм. Для расчета электрического теплого пола рекомендуется учитывать геометрию площади комнаты.

Общие правила расчета

Расчет мощности обогрева зависит от площади помещения, его типа и рабочего режима. Каждый из указанных параметров оказывает определенное влияние на показатель мощности.

Площадь обогреваемого помещения

При монтаже системы обогрева учитывается только пространство, не занятое мебелью и бытовой техникой. Для расчета также учитывается только свободное пространство. Площади под мебелью и техникой не учитываются по следующим причинам:

• недостаточная циркуляция воздуха под предметами приводит к перегреву;
• избыток тепла отрицательно сказывается на эти объекты.

Для расчета площади из общего значения отнимают суммарную площадь, занятую предметами интерьера.

Как расположить теплый пол под мебелью

Режим обогрева и тип помещения

Расчет электрического теплого пола напрямую зависит от условий эксплуатации. Важная роль принадлежит назначению системы обогрева: будет ли она единственным или вспомогательным источником отопления.

Чтобы рассчитать теплый пол рекомендовано пользоваться усредненными значениями мощности. Ее показатели составят от 150 до 180 Вт/м2 в случае основного источника. Обогреваемая площадь в этих условиях должна составлять не менее 70% от общей.

Система, применяемая в качестве дополнительного источника допускает значения от 110 до 140 Вт/м2 .

Показатели мощности зависят от теплопроводности помещения. Учитывается этаж, назначение и другие аспекты. Так, например, для кухни достаточно использовать в расчете 120 Вт/м2, а для остекленной лоджии понадобится мощность в 180 Вт/м2.

Помещения, расположенные на первом этаже, требуют повышенной мощности обогрева примерно на 15-20% от средних значений.

Для эффективности системы необходимо произвести дополнительное утепление помещения во избежание потерь тепла.

Расчет теплого пола

Для новичков, для которых затруднительно производить расчет теплого пола электрического самостоятельно, существуют специальные сервисы. Воспользоваться можно он-лайн калькулятором для расчета теплого пола и специальными программами. Такой способ позволяет быстро определить мощность пленочной или кабельной систем подогрева.

Как рассчитать теплый пол, не используя он-лайн сервисы? Для этого можно использовать следующую формулу: Р=Рм * Sкомн, где Рм — мощность используемого материала, а Sкомн — площадь, занятая системой обогрева (полезная).

Полезная площадь выражается разностью общей и занятой предметами интерьера площадей. Мощность материала выбирается по средним показателям с учетом характера помещения и его теплопроводных свойств.

Шаг укладки кабеля на кв.м. выбирается самостоятельно таким образом, чтоб в итоге мощность материала соответствовала общепринятым средним значениям.

Нагревательные маты

Использование нагревательных матов в системах теплого пола — самый простой способ монтажа и расчета. Маты представляют собой сетку, на которую с необходимым шагом уложен двухжильный нагревающий кабель. На сетку наносится клеевой слой, что значительно упрощает монтаж таких систем.

Этот материал имеет удельную мощность в расчете на м2 100 — 150 Вт/м2. Иногда встречаются маты с показателем мощности в 200 Вт/м2.

Пленочные системы

Инфракрасный пленочный пол основаны на применении пересечения графитовых полос с медно-серебряными проводниками, подключенными к ним. Пленка достаточно тонкая. С ее помощью происходит нагрев окружающих предметов (инфракрасное излучение), что считается является оптимальным для установки в жилых помещениях. Размеры пленочных материалов позволяют легко заполнить любую площадь пола.

Инновационной считается система инфракрасного стержневого обогрева. Она состоит из гибких нагревательных элементов, выполненных из карбона, серебра и графита. Особенность таких матов в том, что при показаниях нагрева до 60, происходит уменьшение потребляемой мощности. Эта система обогрева самая экономичная из всех существующих. Она не требует толстого слоя стяжки. Такие материалы выпускаются в виде матов размером от 0,5 до 25 метров длиной. Минусом этого вида обогрева является высокая стоимость материалов ввиду особой технологии и новизны способа. Поэтому на сегодняшний день этот вид напольного обогрева не получил широкого распространения.

На КПД обогревательного элемента влияет способ монтажа теплого пола. Бетонные стяжки, в которых монтируются системы обогрева, должны составлять по толщине не менее 3-5 см. Это уменьшает теплопотери. В термоаккумулирующих бетонных полах толщиной 10-15 см происходит эффективная теплоотдача в помещение.

Расчет тепловых потерь

На показатель тепловых потерь оказывают влияние такие аспекты:

• климатические условия региона;
• теплопроводные свойства материалов внешних стен, пола и потолка помещения;
• наличие и размер окон, их теплосберегающие свойства;
• вентиляционные шахты;
• температурный минимум окружающей среды для данной местности;
• способность системы нагреть воздух в помещении до необходимых значений.

Все эти факторы учитываются для того, чтобы компенсировать возможные тепловые потери. Рассчитать их значения, учитывая характер и возраст объекта, можно с помощью специальных интернет-ресурсов и калькуляторов.

Расчет мощности теплого пола, используемого как основной источник тепла производится по формуле: Руст = 1,3 * Рп, где Рп — мощность теплопотерь, а Руст — установленная мощность. Коэффициент 1,3 составляет 30%-ый запас мощности.

В термоаккумулирующей стяжке используют коэффициент 1,4.

Удельная мощность Руд — это отношение установленного значения к обогреваемой площади помещения: Р уд = Р уст/ S пом.

Тщательный расчет теплого пола — эффективность и надежность конструкции и гарантия длительной безупречной службы

Как рассчитать электрический теплый пол

Подогрев пола становится все более обыденной вещью в наших жилищах. Подогревают пол при помощи водяного отопления, уложив трубы в стяжку, или электричества — различных нагревательных элементов, которые электроэнергию превращают в тепло. Водяной теплый пол сделать можно далеко не всегда — в старых квартирах на него получить разрешение нереально. С электрическим подогревом проще — можно найти вариант даже для старых перекрытий, который нагрузку дает минимальную. Но чтобы в доме было тепло, обязательно предварительно сделать расчет электрического теплого пола. Тогда расход на обустройство будут оптимальны, а мощности достаточно даже для самых холодных периодов.

Подогрев пола значительно повышает уровень комфорта

Методики расчета

В первую очередь надо определиться, теплый пол у вас будет основным отоплением (без радиаторов и других источников тепла) или дополнительным (для повышения комфорта). В зависимости от этого меняется расчет электрического теплого пола. Если подогрев пола — только дополнительное отопление, единственное требование — мощности должно хватить для того чтобы нагреть пол до комфортных 28,5-29°C. Других требований нет. При таком раскладе смело пользуются средними цифрами, которые определены опытным путем (в таблице ниже). При использовании подогрева пола в качестве основного отопления, подход другой: тепла должно быть достаточно для компенсации теплопотерь. Тут все несколько сложнее — нужны расчеты.

Расчет электрического теплого пола по теплопотерям

Есть два способа сделать расчет электрического теплого пола. Первый является именно расчетом. При использовании этой методики сначала определяются теплопотери помещения. При этом учитывается регион, в котором находится здание, материал и толщина стен, толщина и вид утепления, размеры окон и тип остекления, наличие и площадь стен, выходящих на улицу, ориентация помещения (на юг, север, и т.п.). Все эти факторы влияют на количество тепла, которое уходит из помещения и которое придется восполнять.

Теплопотери для каждого вида строительного материала можно найти в специальной литературе, есть отдельные методики. Такой расчет — муторное дело, но он позволяет получить точные данные. Это на случай, если считать хотите сами. Если нет, можно заказать теплотехнический расчет у специалистов. И, если площади под теплы пол планируются большие, лучше все-таки заказать. Порой, самостоятельно определенные теплопотери в разы превышают те, которые вам выдадут спецы. А излишнюю мощность — зря потраченные деньги.

Пример расчета теплопотерь помещений

Полученная цифра и будет мощностью электрического теплого пола, которая необходима для компенсации теплопотерь данного помещения. Весь расчет электрического теплого пола состоит в том, чтобы подобрать нагревательные элементы в таком количестве и такой мощности, чтобы они суммарно выдавали требуемое количество тепла (можно с небольшим запасом). Если это будут нагревательные кабели, придется разработать схему укладки так, чтобы на заданной площади разместился весь необходимый метраж кабеля. Если решено использовать пленочный теплый пол, надо искать пленку требуемой мощности. В любом случае, учтите, что для того чтобы ногами не ощущать холодные и горячие места нагрева, расстояние между соседними нагревательными элементами не должно быть больше 30 см. А для нормального перераспределения тепла (не полосами) минимальная высота стяжки должна быть — 3 см, лучше около 5 см.

Обратите внимание! Электрический теплый пол укладывают только на той площади, которая не занята мебелью и крупной бытовой техникой. Это связано с тем, что в большинстве своем нагревательные элементы теплого пола не переносят перегрева (кроме саморегулирующегося греющегося кабеля). Потому расчет электрического теплого пола начинается с расположения на плане комнаты мебели и техники (в масштабе). Определив площадь не занятую обстановкой, можно приступать к расчету. Еще один важный момент: если теплый пол является основным источником тепла, то обогреваемая поверхность не должна быть меньше 70% от общей площади помещения.

Определение требуемой мощности в зависимости от назначения помещения

Второй способ — считать по среднестатистическим данным. Количество материалов, которое используют при строительстве жилых домов, ограничено. Это дало возможность вывести средние цифры необходимых мощностей теплого пола для отопления помещений разного назначения. (смотрите таблицу).

Вид отопления	Название объекта	Требуемая мощность
Дополнительное отопление	Кухня, жилые комнаты на первом этаже	140-150 Вт/м2
Дополнительное отопление	Кухня, жилые комнаты на втором этаже и выше	120-130 Вт/м2
Дополнительное отопление	Ванная комната	140-150 Вт/м2
Дополнительное отопление	Балкон, лоджия	180 Вт/м2
Основное отопление	Все помещения, независимо от назначения	180 Вт/м2

При расчете электрического теплого пола найденную незанятую площадь умножают на норму, взятую из таблицы. Получают цифру, которую может выдать электрический теплый пол. В принципе, это также будет и максимальная потребляемая мощность, необходимая для подогрева пола.

Требуемую мощность нагрева пола можно определить исходя из его назначения

Например, если обогреваться будет 10 квадратов в жилой комнате на первом этаже, то выдать/потребить нагревательный элемент может 140 Вт/м2 * 10 м2 = 1400 Вт. Это потребляемая мощность в час. Не стоит пугаться. Реально такой расход может быть только сразу после включения и до тех пор, пока пол не наберет заданную температуру. В этот промежуток времени нагреватели работают постоянно. Затем подогрев включается/выключается терморегулятором, который поддерживает заданную температуру с точностью до 1°C. Количество потребляемого в этот период электричества зависит от погоды (чем холоднее, тем чаще будет включаться) и степени утепления пола и помещения в целом.

Что может повлиять на теплоотдачу

На то, насколько хорошо будет работать подогрев пола, оказывает влияние не только мощность нагревательных элементов, но и то, насколько правильно разработан и сделан весь «пирог», как верно подобраны материалы.

Покрытие

В первую очередь на теплоотдачу влияет покрытие, которое укладывают поверх нагревательных элементов. Например, если используется для обогрева резистивный или саморегулирующийся кабель, маты из него или стержневой инфракрасный пол, чаще всего их заливают в стяжку. При этом используют специальные смеси для теплого пола. Другой вариант — в стандартный цементно-песчаный раствор добавлять присадки, которые повышают теплопроводность бетона. Второй вариант дешевле, но придется искать информацию о необходимых добавках. Зато можно сэкономить.

Покрытие теплого пола во многом определяет насколько комфортно будет им пользоваться

Затем на стяжку укладывают керамическую плитку — в ванной, коридоре, на кухне. В жилых комнатах чаще используют ламинат, линолеум, ковролин.

Независимо от того, какое напольное покрытие вы планируете приобрести, надо использовать только те материалы, которые предназначены для укладки на теплый пол. Они имеют повышенную теплопроводность, нормально переносят длительный нагрев. Так что повышенная цена обоснована, да и обогрев будет более эффективным.

Самый неудачный выбор финишного покрытия для теплого пола — ковролин. Даже специальный, он хуже всех других проводит тепло. Для того чтобы нагреть его до приемлемых 28-29°C, приходится поднимать температуру нагревательных элементов на 4-5°C больше, чем при других типах отделки.

Самый удачный выбор — керамическая плитка или керамогранит. У них хорошая теплопроводность, но они также отличаются повышенной теплоемкостью — много времени проходит, пока они прогреются. Укладывать плитку а теплый пол надо на специальный клей.

При использовании греющих кабелей (любых) или стержневого теплого пола, технология укладки одинакова. Сначала заливается стяжка, бетон набирает прочность на протяжении 28 дней, потом укладывается плитка. При использовании матов из греющего кабеля процесс изменяется, причем значительно: плитку можно класть сразу поверх матов на требуемый слой клея. Расход клея в этом случае большой (минимальный слой плитка+клей 3 см), но времени требуется значительно меньше.

Под ламинат лучше использовать пленочный теплый пол

Пленочный теплый пол можно делать без стяжки. Его кладут под ламинат. Поверх пленки расстилают только специальную подложку (для теплого пола) и можно укладывать ламинат. Под линолеум или тот же ковролин, делают жесткое основание — кладут листы фанеры, ДСП или ОСП (OSB), а уже на них укладывают финишное покрытие. Такое устройство электрического теплого пола — без стяжки — возможно только в случае, если есть радиаторное отопление. Укладывается все быстро, но отопление неэффективно — большой теплоотдачи не добиться никакими средствами.

Теплоизоляция

Чем лучше теплоизоляция пола под электрическими нагревателями, тем меньше электроэнергии потребуется для поддержания нормальной температуры. Если при строительстве пол уже был достаточно утеплен, можно утепление не укладывать. Хотя любая система — кабельный или пленочный пол вы укладываете — говорит о необходимости использования теплоизолирующей подложки. Они разные в разных системах, но их присутствие желательно. Тогда, делая расчет электрического теплого пола по среднестатистическим данным, можно брать требуемую мощность по нижнему краю или даже еще немного ниже. А это — сэкономленные деньги и при устройстве, и при эксплуатации (меньше тепла уходит на нецелевой обогрев).

Немного о теплоизоляционных материалах, которые рекомендуют использовать при устройстве теплого пола. Самый оптимальный — экструдированный пенополистирол (ЭППС). Он имеет достаточную плотность и прочность, чтобы выдержать давление стяжки и всего, что на ней будет находиться. Второй вариант — напыляемая теплоизоляция высокой плотности. Способ еще лучше, но и еще дороже. Плотность под стяжку требуется высокая 60-80 кг/куб, а стоит такая напыляемая теплоизоляция еще дороже, чем ЭППС. Правда, имеет лучшие на сегодня характеристики (теплопроводность почти как у воздуха 0,2-0,3 в зависимости от производителя).

Стандартная схема устройства электрического теплого пола с греющими кабелями или матами

Часто при укладке электрического теплого пола советуют использовать теплоизоляцию с фольгированной поверхностью. Аргументируют это тем, что фольга отражает тепловые лучи внутрь помещения. Она так и работает, но при наличии воздушного зазора между нагревателем и фольгой (не менее 3 см). В пироге теплого пола нет и не может быть никаких воздушных прослоек. Так что укладка этого материала — просто пустая трата денег и времени. Есть и еще один аргумент против укладки слоя фольги под теплый пол. Фольга в бетоне разрушается в пыль через несколько недель и становится совсем уж бесполезной. Даже перераспределять равномернее тепло в таком состоянии они не может.

Терморегуляторы и датчики

Схема электрического теплого пола предполагает наличие терморегулятора и датчика температуры. Их наличие не обязательно — можно вручную включать и выключать нагреватели. Но только вместе с этими устройствами система будет работать нормально, длительный срок, обеспечит требуемый уровень комфорта, рационально будет использовать электроэнергию, избегать перегрева. На расчет электрического теплого пола наличие или отсутствие терморегулятора с датчиком никак не влияют, а вот на сроке службы сказываются очень сильно. Как уже говорили, подавляющее большинство нагревательных элементов боится перегрева, а его при ручном управлении избежать очень сложно. Пару раз не успеете вовремя выключить, кабели/пленка/маты расплавятся.