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.

— Саморегулирующийся теплый пол

Саморегулирующийся теплый пол: обзор, преимущества, выбор, монтаж

Саморегулирующийся теплый пол способен уменьшать потребляемую мощность при увеличении температуры, тем самым обеспечивая значительную экономию энергии и дополнительную безопасность, т.к. уменьшается риск перегрева. В большинстве саморегулируемых теплых полов изменение мощности ограничено 30%.

Конструктивно саморегулируемый теплый пол представлен следующими вариантами:

инфракрасная пленка, полосатая или со сплошным карбоновым слоем:

стержневой мат:

саморегулирующийся кабель:

Преимущества. Во всех вариантах саморегулирующегося теплого пола в качестве греющего элемента используются композиционные материалы на основе графита (карбона), способные при увеличении температуры повышать электрическое сопротивление, что приводит к снижению тепловыделения (эффект саморегуляции PTC, положительный температурный коэффициент). Этот эффект дает двойной выигрыш:

• расход электроэнергии снижается на 20-30%;
• минимизируется риск перегрева пленки при локальном запирании массивными предметами.

Пленочный саморегулирующийся теплый пол. Самыми популярными среди саморегулируемых теплых полов являются инфракрасные пленки как наиболее демократичный вариант по стоимости. Преимуществом полосатых пленок является их относительно невысокая цена (600-800 руб/м2). Сплошные пленки в 1,5-2 раза дороже (1200-1500 руб/м2), но они имеют заметно больший ресурс за счет дополнительных защитных слоев, а также резать их можно по произвольной линии. Пленочные саморегулирующиеся теплые полы выигрывают у других вариантов по простоте монтажа: их, как правило, укладывают «в сухую» под легкие покрытия, такие как ламинат, линолеум, ковролин, паркетная доска. Технология монтажа инфракрасного пленочного пола описана (со ссылками на подробные статьи и инструкции) на странице «Инфракрасный теплый пол». Срок службы пленочных полов в зависимости от интенсивности эксплуатации 15-30 лет.

В нашей коллекции саморегулирующиеся пленочные теплые полы представлены южнокорейскими пленками EASTEC PTC и REXVA PTC.

Стержневой саморегулируемый теплый пол состоит из карбоновых стержней, подключенных параллельно к питающим кабелям. Продается по цене 2000-2200 руб/м2 на отрез, в коробках готовыми комплектами до 3000 руб/м2. Монтируется в стяжку или плиточный клей. Эти полы прослужат до 50 лет. Слабым местом этих полов являются контакты стержней с кабелем. Иногда они подгорают и отдельные стержни выходят из строя, что не сказывается на работоспособности большей части стержневого теплого пола.

Кабельный саморегулирующийся теплый пол может устанавливаться как в цементную стяжку, так и под ламинат. Его преимущество в том, что он может быть размещен на площади с любой сложной геометрией. Но надо иметь в виду, что саморегулирующиеся кабели значительно уступают по надежности и долговечности резистивным кабелям. Саморегулирующийся кабель U-RD-B (T2RED) компании Raychem рекомендован для монтажа под ламинат с использованием специальных теплоизоляционных пластин. Стоимость его примерно 800 руб/п.м., а на квадратный метр укладывается от 10 метров кабеля.

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.