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.

Достоинства саморегулирующегося теплого пола, расчет мощности, особенности применения

Электроэнергия обходится совсем недешево, потому использование резистивных кабелей обогрева напольного покрытия может обойтись весомыми счетами. Учитывая все особенности системы обогрева, производители изобрели специальный тип нагревательного провода, который сам регулирует температуру и экономит электроэнергию.

Что такое саморегулирующийся нагревательный кабель

Внешне данный вид нагревательного элемента сильно похож на обычный двужильный провод, при этом форма у него сплюснутая, а не круглая. Это не случайно, а сделано специально для увеличения площади контакта с нагреваемым элементом.

Важно! Кабель сам регулирует подачу и потребление электроэнергии в зависимости от степени нагрева, потому его назвали саморегулирующимся.

Применяется саморегулирующийся кабель:

• для обеспечения в трубопроводе оптимальной температуры для защиты от промерзаний;
• для монтажа теплых полов на открытом воздухе;
• в промышленности;
• для защиты образования льда на элементах кровли.

Конструкция провода такова, что он защищается от перегревания, при этом длина кабеля может быть самой разлной.

В проводе имеются шины, которые распределяют напряжение по длине всего контура. Есть пластиковый элемент, называемый проводящей матрицей, что позволяет выполнять раскрой провода без возникновения холодных участков.

При перегревании матрицы количество проводящих связей уменьшается, что приводит к уменьшению потока электрического тока. А при уменьшении тепла происходит обратный процесс. Таким образом поддерживается оптимальная температура.

Принцип работы саморегулирующегося кабеля представлен на видео:

Особенности применения

Раскрой производится непосредственно в процессе монтажа теплых полов. При этом можно использовать контуры длиной от нескольких сантиметров до нескольких десятков метров. Для различных видов кабелей имеются ограничения максимальных длин, которые могут варьироваться от 70 до 160 метров.

При использовании саморегулирующихся проводов для системы теплого пола нужно учесть большую разницу токов между номинальными и пусковыми значениями (от 2 до 4 раз). Этим не следует пренебрегать при выборе пускорегулирующей аппаратуры.

Достоинства и недостатки нагревательного саморегулирующегося кабеля

Покупая саморегулируемый нагревательный кабель для теплого пола, стоит знать, что цена на данный вид проводника куда выше обычного провода, но при правильном проектировании контуров общая стоимость работ не будет дороже больше чем на 40%. К тому же экономичный процесс работы кабеля со временем окупится.

Саморегулирующийся кабельный теплый пол имеет следующие достоинства:

• надежность выше, чем у резистивных видов кабелей. Кабели не могут перегреться, что сильно уменьшает возможность возгорания или выхода из строя контура при самопересечении;
• не имеет определенной длины нагревательных контуров. Это дает возможность выполнять контуры с разной площадью, в том числе контуров менее 1 квадратного метра. Использовать для подобных целей резистивный кабель невозможно;
• легкий монтаж и использование простейших регуляторов;

Монтаж можно произвести во время укладки финишного покрытия

• возможность использования в помещениях, в которых применять взрывоопасные электроприборы.

Но есть и определенные недостатки у данного вида нагревательного элемента:

• высокая стоимость кабелей;
• необходимо использовать специальные пускорегулирующие элементы;
• способны обеспечивать комфортную температуру только на поверхности, потому не могут использовать для прогревания помещения.

Также стоит отметить один недостаток: данный вид нагревательного провода не позволяет быстро обогревать комнату. К тому же, учитывая показатели защитных блоков от сети, необходимо принимать во внимание то, что при низких температурах вокруг кабелей стартовый ток будет в 1,5 раза выше, чем при рабочем номинале системы обогрева.

Как рассчитать требуемую мощность обогревания пола кабелями

Рассчитывать тепловую мощность системы обогрева нужно, учитывая особенность отопления. К примеру, теплый пол может использоваться как основное отопление или вспомогательное.

Зависимость температуры на поверхности кабеля Nelsen Limit от мощности

Саморегулирующая функция позволят реализовать только один вариант, так как проводом не сможет поддерживаться постоянная температура, а будет периодически сбрасываться напряжение, чтобы поддерживать оптимальную комфортную температуру на поверхности.

Для осуществления вспомогательного отопления нужно тратить 110–140 Вт на обогрев квадратного метра покрытия. При этом, чтобы обогрев был эффективным, нужно позаботиться о качественной теплоизоляции.

Значение имеет размер помещения, на котором будет раскладываться нагревательный кабель. При этом контур не должен быть под мебелью, сантехникой и иными нависающими низко элементами. Производить обогрев этих мест и тратить электроэнергию нет смысла, а использование резистивных систем может вызвать перегрев.

Таким образом, учитывая только фактическую обогреваемую площадь, нужно будет умножить на норму за квадратный метр помещения.

К примеру, в помещении нужно обогревать 10 квадратных метров напольного покрытия, при этом саморегулирующийся кабель в связи со своей функциональностью будет использоваться только как вспомогательная система отопления. Если на основе уложен достаточный слой теплоизоляции, можно использовать минимальный расход – 110 Вт на квадратный метр. Получается, что будет требоваться 1100 Вт.

Теперь нужно определиться с длиной контура. Для этого нужно посмотреть паспортные данные кабеля. Там должна быть указана мощность на метраж нагревательного элемента.

Подбирать бухты нужно в зависимости от требуемой длины, при этом остатки нельзя срезать, потому что они имеют специальные контактные колпачки

Мощность кабеля может варьироваться от 5 до 150 Вт. Такой большой диапазон объясняется большой сферой применения саморегулирующегося кабеля. К примеру, для того чтобы поддерживать на кабеле температуру 27-28 градусов, а на нижней стороне напольного покрытия – 25 градусов (для ламината максимальная температура 26 градусов), нужно использовать 16-17 Вт мощности. Таким образом, 1100/16=68,75 м. На площадь 10 квадратных метров нужно будет использовать почти 70 метров кабеля, который сам регулирует температуру.

Как уложить провода: правильный контур – залог эффективности

Провод укладывается на пол целостным контуром, у которого концы присоединяются к термостату. При этом можно выбрать «змейку» или «улитку». Второй тип схемы более сложный в реализации, а выгоды практически от этого нет. Поэтому для кабельных систем чаще используют змеевидную структуру контура. Есть несколько видов змейки (двойная, тройная или с последовательной укладкой).

Виды укладки проводов

Выбор формы зависит от удобства монтажа и предпочтений каждого лично. При этом важнее шаг между проводами. Чем ближе будут провода, тем быстрее нагреется пол. При этом стоит помнить, что они будут самостоятельно регулировать температуру, следовательно, при более близком расположении потребляемая мощность будет такой же, а время сброса напряжения увеличится.

При этом не нужно стараться экономить на проводах и сильно отдалять их друг от друга, потому что в этом случае может возникнуть «тепловая зебра». Так специалисты называют участки напольного покрытия, которые имеют полосы разной температуры.

Важно! От стен нужно отступать 15 см, при этом кабели не должны соприкасаться.

Саморегулирующуюся систему удобно использовать, потому что она позволяет избегать случаев перегревания кабелей, поэтому данный вид нагревательного элемента более безопасный. К тому же он более удобен в монтаже, потому что при неправильном высчитывании шага между кабелями они не будут перегреваться, а потребление мощности останется таким же.

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.