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.

Теплый пол из саморегулирующегося кабеля

Что может быть приятнее в своем доме или квартире, чем ходить босиком по теплому полу в любое время года? И если у вас до сих пор нет подогрева хотя бы в ванной комнате, это нужно срочно исправлять! Поскольку ступать на холодный кафель после расслабляющей горячей ванны, мягко говоря, не очень приятно, да и чревато простудой.

Представляем вашему вниманию электрический теплый пол из саморегулирующегося кабеля. Как видно из названия – такой пол регулирует себя сам (это стало возможно за счет использования полупроводниковых материалов).

Какие опасения может вызывать такой вариант? Самые частые страхи: «проработает несколько месяцев, а потом перестанет греть», «вырастут счета за электричество», «сгорит проводка», «будет биться током», ну и, конечно, вопрос цены: «дорого». Разберемся в вопросе детально.

Что такое саморегулирующийся нагревательный кабель и как он выглядит?

Это кабель плоской формы, представляет собой 2 токопроводящие жилы, запрессованные в полупроводниковую полимерную матрицу так, что между жилами находится слой этого самого полупроводника. При низкой температуре в полупроводнике имеется множество токопроводящих каналов. Стоит подключить кабель к электричеству, как между жилами через полупроводник потечет ток, матрица начнет нагреваться, расширятся, а число каналов – уменьшаться. Чем сильнее нагрев, тем меньше станет путей для тока, и тем слабее будет дальнейший нагрев. В какой-то момент температура достигнет такого значения, что каналы в полупроводниковом материале почти полностью исчезнут. Наступит тепловое равновесие, когда количество отданного во вне тепла будет равняться выделившемуся от электротока – то есть дальнейшего нагрева не будет.

Примечательно, что любой участок работает независимо от остальных. Например, если проложить кабель около входной двери или вдоль внешней стены, где прохладнее – то и греть он там будет сильнее. А тот же самый кабель, идущий вблизи других источников тепла, где не так холодно, будет выделять меньше тепла. Поэтому он называется саморегулирующимся.

Поверх полупроводниковой матрицы имеется слой термостойкой изоляции, далее металлическая оплетка и, наконец, внешний слой изоляции. Наглядно выглядит так:

Принцип работы:

• «Состояние 1» – холодно, токопроводящих путей много, происходит интенсивный нагрев.
• «Состояние 2» – тепло, токопроводящих путей становится меньше, нагрев ослабевает.
• «Состояние 3» – горячо, мало токопроводящих путей, тепловыделение незначительное.

Область применения: для подогрева труб, резервуаров и емкостей, в качестве противообледенительных систем кровли, закладывается в цементную стяжку для обогрева пола с напольным покрытием из кафеля, природного камня, паркета или ламината.

Плюсы использования саморегулирующихся кабелей для обогрева пола

1. Экономия электроэнергии благодаря тому, что нагревается только там, где недостаточно тепло.
2. Мощность погонного метра кабеля одинакова и не зависит от общей длины. Будет одинаковой и для 0,5 метра, и для 15 метров при одинаковой температуре. Однако стоит отметить, что потребляемая мощность зависит от температуры – чем холоднее участок кабеля, тем большую мощность он будет потреблять и сильнее греться.
3. Не перегревается и не сгорает при перехлесте или сближении витков вплотную.
4. Можно нарезать на куски различной длины – от 20–30 сантиметров до десятков метров (максимальная длина имеет ограничение, нужно смотреть технические характеристики конкретной марки, обычно 85–100 метров).
5. Саморегуляция – кабель регулирует интенсивность своего нагрева сам, даже без отдельного термодатчика.

Недостатки саморегулирующихся кабелей

1. Высокие стартовые токи. При включении кабель потребляет значительный ток, особенно если имеются длинные холодные участки.
2. Полимерная матрица со временем портится, «выгорает», а заменить кабель в цементной стяжке под кафелем или паркетом весьма проблематично.
3. Качественные изделия стоят дорого, поэтому полноценный обогрев пола на больших площадях может обойтись «в копеечку».

Самые распространенные опасения

Теперь что касается опасений, упомянутых в начале:

• «Проработает несколько месяцев, а потом перестанет греть». Полупроводниковая матрица в процессе эксплуатации действительно теряет мощность. Но грамотно смонтированные качественные кабели работают довольно долго, минимум несколько лет (в соответствии с техническими характеристиками и гарантиями изготовителя на конкретные марки, обычно не менее 10–15 лет).
• «Вырастут счета за электричество». Действительно вырастут. Теплый пол будет греться, потребляя электроэнергию. Но именно саморегулирующийся кабель относительно экономный за счет изменения потребляемой мощности в зависимости от условий теплоотдачи.
• «Сгорит проводка». Это произойдет только при неграмотном монтаже. Если учесть нагрузку, проложить питающие кабели и провода достаточного сечения, установить качественный автоматический выключатель и УЗО – проблем с проводкой быть не должно.
• «Будет биться током». Аналогично предыдущему случаю – если все сделать грамотно, биться не будет. Тем более, у хороших саморегулирующихся кабелей имеется металлическая оплетка, которую необходимо заземлить, что сведет к минимуму любую утечку тока – при повреждении изоляции УЗО (либо сам автомат) просто отключит электроток.
• «Дорого». На рынке сейчас большое разнообразие марок по различным ценам. Но в данном случае не стоит гнаться за дешевизной, поскольку лучше заложить в пол качественный кабель, ведь его замена представляет собой весьма сложный и затратный процесс.

Монтаж и подключение

Сколько кабеля нужно?

Для теплого пола из саморегулирующегося нагревательного кабеля требуется 110–140 ватт на квадратный метр. Следовательно, площадь помещения умножаем на количество ватт (110 или 140 – чем большую величину возьмем, тем будет теплее) и делим на номинальную погонную мощность кабеля – получаем длину. Например, площадь ванной комнаты у нас 5 кв. метров. Если погонная мощность у кабеля 25 ватт/метр, тогда нам для обогрева пола в ванной потребуется: 5*110/25 = 22 метра.

Как уложить кабель?

На черновой пол укладывается отражающая теплоизоляция, чтобы минимизировать потери тепла. Далее кладут основание (металлическую сетку или монтажную ленту), по которому раскладывается и крепится сам кабель.

Правильный контур – залог успеха. Нагревательный кабель равномерно раскладывается по всей полезной площади по схеме «улитка» или «змейка», обходя трубы, унитазы, кухонные шкафы и т.д. Наиболее удобная для укладки форма – «змейка». Лучше делать двойную или даже тройную «змейку» – чтобы было 2 или 3 равномерно распределенных по всей площади комнаты независимых кабелей – это значительно увеличит надежность и позволит регулировать интенсивность нагрева. Не пересекайте кабеля, старайтесь не приближать витки ближе 5 см друг к другу, но и большие промежутки тоже не оставляйте – иначе будет «тепловая зебра». Задача – равномерно распределить кабеля по полу.

Саморегулирующийся нагревательный кабель подключают к электросети через «холодный» силовой кабель. Конец герметизируют муфтой и оставляют под стяжкой.

Не забывайте делать отступы теплового контура от стен на 15 см.

Как подключить силовой кабель?

Желательно использовать медные многопроволочные кабели, чтобы обеспечить хороший контакт методом обжима или пайкой обычным паяльником с оловом. Сечение питающей электропроводки выбирается исходя из подключаемой мощности, для этого имеются соответствующие электротехнические таблицы, но не забываем про стартовые токи и даем небольшой запас.

Подключение экранированного саморегулирующегося нагревательного кабеля при помощи «холодного» силового кабеля:

Герметизация конца делается так:

Нужен ли термостат и автоматика для саморегулирующегося кабеля?

Строго говоря, кабель саморегулирующийся, то есть в принципе способен работать без термостата при прямом подключении к электрической сети. Однако использовать данный кабель для обогрева пола желательно все равно вместе с термостатом и отдельной регулирующей автоматикой. Причин этому несколько:

1. С термостатом повысится надежность работы системы, это дополнительная защита от перегрева.
2. Появится возможность вручную устанавливать максимальную температуру, что даст гибкость регулирования.
3. Даже при высоких температурах саморегулирующийся кабель сам не отключится, все равно продолжает выделять незначительное количество тепла и потреблять небольшое количество энергии, термостат же позволит отключать его полностью при достижении заданной температуры.

После того как монтаж и подключение завершены, заливается стяжка глубиной не менее 3 см так, чтобы витки нагревательного кабеля оказались полностью утопленным и нигде не выглядывали.

— 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.