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.

Система теплый пол: выбор и установка

Система теплых полов как разновидность способа обогрева помещений постепенно развивается и модернизируется. Привычные многим коробочки с готовым решением, ранее применявшиеся только частично в ванных и на кухнях и только при плиточном покрытии, сегодня способны при грамотном применении даже полностью заменить радиаторный способ обогрева, либо быть совмещенными с ним, да и монтируются они далеко не только в полах.

Система теплый пол: выбор и установка

Электрические теплые полы относятся к типу прямого отопления, то есть воздух в помещении нагревается теплом, выделяемым самим устройством , а посредник в виде теплоносителя не участвует в процессе. Существует подвид водяных теплых полов, где теплоноситель все же участвует, но о них речь пойдет в отдельной статье.

Радиаторный тип отопления с помощью пленочных ИК теплых полов

Отопление теплыми полами относится к числу самых экологичных и полезных и приветствуется, если в доме есть аллергик, астматик или дети. В отличие от неравномерного тепла, выделяемого радиаторами, когда у пола температура ниже, а под потолком выше, теплый пол обеспечивает равномерный нагрев воздуха. Выделяемое кабелем электромагнитное излучение в дорогих и сертифицированных системах отсутствует, поскольку кабели применяются двужильные, экранированные.

Одно- и двужильные нагревательные кабели

В среднем комфортная температура в помещении, обогреваемом теплыми полами на 2 град ниже аналогичной при радиаторной системе и составляет 20 град. Это следствие отсутствия конвекционных потоков и равномерного нагрева воздуха посредством теплого пола.

Максимальная температура греющей поверхности

Сухого теплого пола

29°С — помещения с постоянным пребыванием людей;

31°С — помещения с временным пребыванием людей;

35°С — краевые зоны отапливаемых помещений;

27°С — деревянное (ламинат, паркетная доска) покрытие;

Влажного или мокрого теплого пола

31°С — обходные дорожки бассейна, пол ванной комнаты;

Внешней стены

35°С — на высоте до 1 метра;

Внутренней стены, потолка

28°С — на высоте до 2,8 метра;

30°С — на высоте до 3,0 метра;

33°С — на высоте до 3,5 метра;

36°С — на высоте до 4,0 метра;

38°С — на высоте до 6,0 метра;

Не допускается превышать эти температуры в процессе эксплуатации.

Современные электрические полы уже не относят к дорогим системам отопления. При грамотном расчете мощности, верном месте установки и настройке комнатного термостата и правильном монтаже стоимость обогрева даже полностью только теплым полом дома площадью 100м2 сравнима со стоимостью центрального отопления от котельной. Большие площади с высокими потолками отапливать таким способом не совсем выгодно.

Расчет мощности электрического теплого пола

При строительстве дома или ремонте следует решить, с какой целью будет применен теплый пол: полная замена радиаторного отопления, комбинированный вариант «теплый пол+радиаторы» или дополнительная система обогрева в отдельных помещениях.

В зависимости от задачи, можно принять для расчета следующую формулу:

— 100 Вт на 1 м2 — при использовании теплого пола как средства полноценного обогрева помещения. Надо учесть, что теплый пол разогревается медленно и его следует включать заранее при периодическом использовании.

— 150 Вт на 1 м2 — при использовании дополнительного источника тепла вкупе с радиаторами или при нагреве, например, коридора.

— 200 Вт на 1 м2 — при использовании в ванных комнатах, где площадь укладки ограничена и в помещениях с кафельным покрытием, где требуется более высокая температура.

Теплый пол повышенной мощности можно применить в гараже, производственном помещении, особенно с высокими потолками. Однако для жилых помещений не следует применять теплый пол большей мощности, чем это необходимо.

Электрические теплые полы подразделяются на :

— кабельные (в виде отдельного нагревательного кабеля или матов);

Нагревательный кабель	Кабельный теплый пол в виде мата

—инфракрасные (пленочные и стержневые).

Пленочный инфракрасный пол	Стержневой инфракрасный пол

Кабельные теплые полы

Кабельный теплый пол стал первым известным способом безрадиаторного типа отопления и он применяется и по сей день. Его можно смонтировать самостоятельно и при этом учесть нюансы помещения, например, ближе к холодной стене дома уложить кабель с более частым шагом, что невозможно при пленочных и инфракрасных типах теплых полов. В любом случае решение о применении теплого пола принимается на стадии строительства дома или капитального ремонта квартиры и начинается с подробного плана помещения, учитывающего будущее расположение мебели. Место, где устанавливается мебель без ножек, следует исключить из плана раскладки кабельного теплого пола, поскольку излучаемому теплу будет препятствовать крупный предмет, а это может привести к перегреву и выходу из строя кабеля теплого пола. Самый большой недостаток применения теплого пола — переставлять мебель в помещении не получится, это ухудшит работу системы обогрева.

Кабельный теплый пол в комнате

Даже если имеется несколько смежных помещений, почти не разделенных перегородками, имеет смысл составить план теплого пола для каждого из них и использовать разные терморегуляторы, а при заливке стяжки на границе пола проложить демпферную ленту.

Схема укладки нагревательного кабеля в ванной №1	Схема укладки нагревательного кабеля в ванной №1	Схема укладки нагревательного кабеля в ванной №1

Если в помещении предполагается плиточное покрытие, из электрических необходимо выбрать только кабельный теплый пол, именно он укладывается в стяжку. Пленочные и инфракрасные теплые полы в стяжку заливать нельзя, они предназначены для полов из ламината, паркета, дерева и линолеума. В то же время кабельный теплый пол можно использовать для разных финишных покрытий пола.

Кабельный теплый пол состоит из следующих элементов:

— система защиты УЗО;

— медный кабель для заземления.

Устройство кабельного теплого пола

Использование двужильного нагревательного кабеля, как, например, Warmstad, безопасно как по отсутствию измеряемого электромагнитного излучения, так и по надежности. Любой выход из строя нагревательного элемента, залитого в стяжку, чревато вскрытием пола, что хлопотно и дорого, поэтому к качеству применяемого кабеля стоит отнестись очень внимательно.

Особенности монтажа кабельного теплого пола

Кабельный теплый пол должен быть включен в расчет общей электрической нагрузки дома и мощности, подаваемой в жилье, должно хватать для его работы. Запрещено включение такого кабеля непосредственно в розетку, всегда следует делать это через УЗО. В банях и других влажных помещениях применение кабельных полов также возможно, но только при соблюдении правил: подключение через УЗО и заземление армирующей стяжки под ним/если есть/ медным луженым проводом.

Теплый пол в бане

В местах прохода труб с горячей водой кабельный теплый пол не укладывают во избежание чрезмерного перегрева и выхода кабеля из строя.

Для крепления кабеля используют специальную ленту, либо его можно крепить к армирующей сетке под ним с помощью стяжек, не затягивая их.

Армирующая сетка не всегда используется при монтаже кабельного теплого пола в стяжку, иногда стяжка заливается с пластификатором и микрофиброй. Такой вариант возможен при заливке тонкого слоя стяжки.

Толщина слоя стяжки под электрический теплый пол зависит от ширины шага укладки теплого пола и составляет:

— от 1 см, при шаге укладки (S)≤7.5 см;

— от 2 см, при 7,5 см≤(S)≤10 см;

— от 3 см, при 10 см≤(S)≤12,5 см;

— от 4 см, при 12,5 см≤(S).

Шаг больше 12,5 см при минимальной толщине стяжки 3 см обычного цементно-песчаного основания в системах теплых полов делать не рекомендуется во избежание холодных зон ( «тепловая зебра»)

Толщина стяжки 6-10 см уже может обеспечить аккумуляцию тепла и этот факт можно использовать для экономии ресурсов, включая теплый пол, например, в условиях действия ночного тарифа на электроэнергию.

Кабель теплого пола можно укладывать :

— на старое основание (бетон, плитка) — самый неэффективный способ, с потерей мощности 30-35%, шаг укладки надо делать около 7,5 см и мощность кабеля на 1м может превышать 200 Вт. При закладке тонкого кабеля в плиточный клей толщиной до 2 см мощность пола составит 165Вт/м2.

— в штробы глубиной от 1 см и более. Чем глубже можно сделать штробу, тем более мощный кабель можно использовать и тем эффективнее будет работать теплый пол. В малопроводимых тепло материалах (пенобетон, ракушечник) нагревательный кабель закладывать запрещено.

— на промежуточную стяжку с теплоизоляцией. Стяжка поверх теплоизоляции заливается толщиной 3 см

Теплоизоляция, уложенная на основание пола, значительно снижает теплопотери

Толщина теплоизоляции, см

Потери тепла в пол, %

0

35

1

20

2

10

3 и более

7 и менее

Если под балконом или лоджией, где укладывается теплый пол, находится холодная лоджия, толщину теплоизоляции рекомендуется сделать толщиной 5 см. В остальных случаях толщина теплоизоляции больше 3 см не имеет большого смысла.

— на теплоизоляции. Нагревательный кабель с помощью монтажной ленты крепится на фольгированную поверхность теплоизоляционных плит. Самый популярный и самый «неправильный» способ монтажа кабеля, ибо после того как заливается стяжка, кабель остается на границе теплоизоляции и цементно-песчаной стяжки. Толщина ее может быть 5 см, а при использовании полипропиленовой фибры — 3 см.

— на монтажную сетку поверх теплоизоляции. Самая грамотная схема монтажа нагревательного кабеля, когда он крепится пластиковыми хомутами на монтажную сетку, приподнятую над слоем теплоизоляции, а потом эта конструкция заливается цементно-песчаным раствором. Получившаяся тонкая бетонная армированная плита обладает самой малой тепловой инертностью, она прогревается всего за 0,5-1,5 часа.

Монтаж термодатчика и виды терморегулятора

Термодатчик располагают в стяжке в гофрированной трубе, которая опускается в штробе от установленного на стене терморегулятора до ближайшей петли кабеля в полу. Термодатчик должен двигаться в ней свободно, чтобы его можно было вытащить при необходимости, не вскрывая пол.

Монтаж термодатчика

Терморегуляторы могут быть простыми механическими либо сенсорными электронными и устанавливаются они на постоянное место после полной финишной отделки дома в стандартную монтажную коробку.

Механический терморегулятор, как, например, Sun Power Film MST2/SPT2 хотя и очень прост в управлении — установка желаемой температуры осуществляется поворотом колесика, в нем предусмотрена возможность установки недельного периода 5+2/6+1/7 дней, поддерживается до трех режимов в день, имеется встроенный датчик температуры воздуха и NTC датчик длиной 3 м.

Механический терморегулятор

Электронные терморегуляторы имеют функцию самодиагностики системы с выводом информации на жидкокристаллический дисплей, в них можно установить защиту от детей нажатием двух кнопок, производится показ температуры наружного воздуха при регулировании отопления по датчику пола и еще ряд функций.

Электронный терморегулятор

Терморегуляторы могут работать с любыми системами теплых полов: кабельными, в виде матов или инфракрасными. С их помощью можно обеспечить управление и саморегулирующимся кабелем.

Саморегулирующийся кабель

Саморегулирующийся кабель незаменим для участков трубопроводов, которые могут подвергнуться кратковременному замерзанию, например, в месте ввода трубопровода от скважины в дом. За счет особого элемента — нагревательной матрицы этот двужильный кабель потребляя в среднем около 10 Вт на 1м обеспечивает температуру трубы +5 град при заложении его вокруг или внутрь трубы. Такой кабель не отключается ни при достижении максимальной для него, ни минимальной температуры, он работает постоянно, только меняет мощность. Хотя потребляемая им мощность электроэнергии невелика, но все же ресурс кабеля не бесконечен, поэтому имеет смысл применить терморегулятор для отключения устройства в период года, когда его работа не нужна.

Устройство саморегулирующегося кабеля

Теплый пол в виде нагревательных матов

В условиях, когда не хочется терять высоту помещения из-за заливки толстой стяжки пола, или хочется сэкономить время на монтаж теплого пола обращают внимание на самый распространенный тип теплого пола в виде нагревательных матов. Готовые коробочные решения содержат рулон стекловолокна, на котором закреплен тонкий нагревательный кабель и имеется кабель с выносным датчиком температуры. Все, что нужно — приобрести подходящий по мощности комплект и разместить его на сухом основании кабелем вниз, закрывая максимально возможную, свободную от мебели и крупных предметов, как ванна площадь. Такие маты можно укладывать в слое плиточного клея, под ламинат, линолеум и под полы из натурального дерева. Здесь уже не нужно рассчитывать шаг укладки кабеля, все уже сделано производителем нагревательных матов, а у WARMSTAD, например, в состав входит и гофрированная трубка для установки термодатчика. Терморегулятор приобретается отдельно.

Монтаж нагревательных матов

Инфракрасный теплый пол

Современная модель инфракрасного теплого пола неплохо зарекомендовала себя при отоплении домов, квартир, производственных помещений и такой тип нагревающих элементов можно монтировать не только в пол, но и в стены, и в потолок. Принцип его работы заключается в нагреве не воздуха, а близлежащих поверхностей, к которым относится и тело человека. В помещении с таким типом отопления воздух может быть прохладным, а человеку уже очень тепло. Важным преимуществом является то, что при механическом повреждении пленочный пол не прекращает нести свою функцию нагрева, из строя выходит только область повреждения.

Инфракрасный пол подразделяется на :

— пленочный — в виде тоненькой пленки с нагревающими полосками, из карбона или биметаллические, внешне они почти не отличаются.

Пленочный ИК теплый пол	Устройство пленочного ИК теплого пола

—стержневой — в виде связанных проводами карбоновых стержней, залитых полиэтилентерефтолатом.

Стержневой ИК пол	Устройство стержневого ИК пола

Стержневой ИК пол не боится установленной на него мебели и крупных предметов и даже при повреждении одного из стержней пол продолжит обогрев помещения.

Любой из ИК теплых полов может установить хозяин дома самостоятельно, монтаж его очень прост, подготовки основания не требуется, только сухое и очищенное от пыли помещение. Срок гарантии на них у разных производителей варьируется от 15 до 30 лет и пока цены на такой тип теплого пола выше других, но по мере его распространения стоимость становится все более доступной.

Большой выбор систем теплых полов в магазине позволяет подобрать вариант, оптимально подходящий оборудуемому помещению, а специалисты отделов продаж помогут с расчетом требуемой мощности. Эффект от отопления теплым полом ощущается очень быстро, это экономный и экологичный тип отопления при грамотном его подборе и монтаже.