Инфракрасный теплый пол – от теории к практике

Альтернативными отопительными системами сегодня никого не удивишь, отопительная система давно перестала восприниматься как настенная магистраль с радиаторами. Теплый пол – один из самых востребованных способов обогрева, используемый в качестве дополнительного или самостоятельного контура. Существует две разновидности систем теплого пола – с жидким теплоносителем, чаще всего с водой, и электрический – с нагревательными элементами. Инфракрасный теплый пол хотя и относится ко второй разновидности, но и электрическим его назвать сложно. Хотя эти системы в ходу почти десятилетие, о них известно меньше, чем о традиционных аналогах, несмотря на массу положительных характеристик. Естественно, мимо наших форумчан эта система не прошла, многие участники FORUMHOUSE обогревают свои жилища посредством инфракрасного теплого пола.

Историческая справка

Впервые невидимое излучение, находящееся за красной частью спектра, обнаружил британский астроном с немецкими корнями Уильям Гершель, в 1800 году. Спустя столетие с небольшим, уже наша соотечественница, физик А. А. Глагольева-Аркадьева экспериментально получила радиоволну, длина которой соответствовала диапазону инфракрасного излучения. Это доказало, что инфракрасное излучение – разновидность электромагнитных волн, оно так же естественно, как окружающий нас свет и радиоволны. Инфракрасное излучение (ИКИ) – электромагнитное излучение с меньшими длинами волн, чем у видимого света (от 0,8 мкм до 1-2 мм). Инфракрасные волны излучают любые нагретые тела, в теории под ними понимаются тела с температурой выше, чем абсолютный нуль (-273,15⁰С), поэтому ИК излучение – тепловое. При этом некоторые вещества не пропускают этот вид лучей, например – вода. Инфракрасное излучение делится на несколько областей по длине волн, а длина волн зависит от температуры излучателя (нагретого объекта):

• Коротковолновая – 0,74 – 2,5 мкм.
• Средневолновая – 2,5 мкм – 50 мкм.
• Длинноволновая – 50 мкм – 2000 мк.

Именно от длины волны и ее проникающей способности зависит интенсивность и характер воздействия ИКИ на живые организмы, если длинные волны благотворны, их повсеместно используют в медицине, то короткие, напротив, губительны. При длительном воздействии возможен не только тепловой удар и ожоги, но и повреждения головного мозга, так как короткие лучи проникают в тело на несколько см и вызывают перегрев внутренних органов. Выделяют короткие ИК волны излучатели с температурой от 100⁰С, это могут быть промышленные агрегаты и обычные бытовые нагреватели, в которых спираль не защищена специальным рассеивающим экраном.

Что касается взаимосвязи теории с практикой, то она прямая – нагревательные элементы инфракрасного теплого пола не раскаляются до показателя 100⁰ и продуцируют безопасные длинные волны. Поэтому безапелляционные заявления противников этой системы о ее вредности беспочвенны. Но и маркетинговые восхваления о несомненной пользе тоже далеки от истины – полезный диапазон будет глушить большинство напольных покрытий. Инфракрасный теплый пол – это альтернативная отопительная система со своими достоинствами и недостатками, а не способ превратить дом в физиокабинет.

Компоненты системы

В основе всех ИК систем теплых полов лежит способность определенных углеродосодержащих веществ выделять тепло в инфракрасном диапазоне при прохождении сквозь них тока. Что характерно, излучение нагревает не только воздух, как в случае применения других систем, но и предметы, которые, в свою очередь, тоже отдают тепло. Кстати, позиционируемая производителями «уникальная» «новейшая» технология с успехом применялась отечественным автопромом еще в конце прошлого века, как отметил пользователь портала Aleks074.

Ну, развели здесь уникальности, еще на тазиках-шестерках восьмидесятых годов выпуска применялась эта технология для обогрева задних стекол.

На сегодняшний день существует три способа организации теплых полов на ИК излучении, в зависимости от используемых излучателей.

• Пленочный пол – карбоновая паста запаивается между слоями специальной полимерной пленки, с двух сторон располагают токопроводящие шины из меди, подающие электричество, провоцирующее выделение тепла, серебряное напыление предохраняет контакты от подгорания. Чаще встречаются полосатые пленки, в которых карбон запаян в полости различной ширины и собран в блоки. Для удобства монтажа есть места разрезов, и даже если случайно повредить полосу, из строя выйдет только она, а не весь блок. Реже паста запаивается по всей полости, такой пол эффективнее, но значительно дороже.

• Стержневые маты – карбоновый наполнитель запаян в оболочку в виде длинных стержней, которые также оснащены тоководами и параллельно соединены в маты.
• Кабели – появились сравнительно недавно, тончайшие карбоновые волокна в оболочке, по сути, разновидность стержневого мата, но без параллельного подключения, кабель продается бухтами.

Пленочный пол предназначен для укладки под напольное покрытие без «мокрых» процессов – ламинат, линолеум, ковролин и подобные. С одной стороны, это плюс – минимум проблем с монтажом, с другой – под плитку, пользующуюся особой популярностью в технических помещениях, его не положишь.

Стержневые маты предназначены для укладки в стяжку, а если основание ровное, можно сразу сажать плитку на клей, без дополнительного слоя, но общая толщина клея с покрытием не должна быть менее 2 см. Наши форумчане используют и пленки, и кабели.

Пленочный ТП хорош тем, что можно паркетную доску стелить. У меня так сделано, как ни крути, полностью «прозрачным» ни одно покрытие не бывает. А все что проходит – нагревает предметы: стол, лестницу, стены, в этом и весь смысл. Открываешь настежь окна, проветриваешь, а когда все закроешь – опять тепло. Потому что не только воздух теплый, а все вокруг.

Купил пятьсот метров такого кабеля, три терморегулятора. Пятьдесят метров в плиточный клей под керамогранитом, сто тридцать два метра под ламинат уложил, проверил, всё греет. На высоте от ламината в полтора метра чувствуется тепловое излучение от пола. Кабель резал на отрезки по одиннадцать метров, так он лучше прогревается, но и расход электричества повышается.

ИК теплый пол работает от электросети напряжением 220 – 230 Вольт (50 Гц), в систему входит не только излучатель в виде пленки, матов или кабеля, но также температурный датчик и терморегулятор. Эти устройства обеспечивают оптимальный прогрев помещения с минимальными затратами энергии. Система будет поддерживать заданные параметры, повышая или уменьшая нагрев по мере необходимости. В зависимости от типа ИК пола и энергосберегающих характеристик помещения, укладывают систему мощностью от 150 Вт/м² до 200 Вт/м². Если пол используется как вспомогательное отопление, достаточно минимальной мощности, если в качестве основного обогрева – придется использовать максимум.

Теплый пол должен занимать 60 – 80 % поверхности пола в помещении, но точные цифры будут зависеть и от мощности конкретной марки, и от характеристик комнаты. Обычно продающие компании сами рассчитывают площадь покрытия, исходя из данных, представленных покупателем.

Монтаж

Независимо от вида ИК пола, он нуждается в правильно подготовленном основании, поверхность должна быть прочная и ровная, допускается перепад не более 3 мм на каждый м². Поверх чистого чернового пола укладывается теплоизолирующая подложка фольгированной частью наружу, нахлесты заклеиваются скотчем (алюминиевым), она предотвратит проникновение излучения вниз. И пленка, и маты, и кабель укладываются на некотором расстоянии, нахлесты излучателей недопустимы. Способ крепления элементов системы зависит от ее разновидности, используют двусторонний или специальный скотч, пластиковые стяжки или подручные приспособления.

Форумчанин Котоffей так фиксировал ИК кабель.

Делаю примитивно: фольгоизол, сетка стальная с ячейкой 9 х 7 см самая тонкая, так как ее роль – только кабель держать, кабель фиксировал стяжками, соответственно там, где хочу потеплее – шаг 7 см, там, где не хочу – 9 см, контакты из пола вывел.

Сергейпоцелуев укладывал кабель под ламинат, без стяжки, поэтому монтировал по другой схеме.

Первым слоем застелил фольгированную подложку алюминиевым покрытием вверх, далее расчертил на подложке границы встроенной мебели. Стыки подложки заклеил алюминиевым скотчем (именно алюминиевым), на местах укладки кабеля наклеил полосы тонкого двухстороннего скотча с шагом в 50 см. Далее укладывал кабель на этот скотч с шагом в 8 см, покрывая постепенно всю зону нагрева кусками по 11 метров. Концы кабеля выносил в одну сторону для удобства подключения к токоведущим проводам. Сверху уложил ламинат. В общем, я повторил рекомендации продавца.

Для соединения монтажных проводов с тоководами используются обжимные гильзы или специальные коннекторы, они обычно идут в комплекте поставки с подробной инструкцией по укладке и монтажу. Все места соединений тщательно изолируются, чтобы избежать замыканий и выхода системы из строя. Места соединений могут получиться толще основного полотна. Если речь идет о системе, укладываемой под ламинат, рекомендуется заранее проштробить в основании пазы, чтобы «утопить» выступающие части в пол и не допустить передавливания. Когда используется стяжка, достаточно качественной изоляции, как вариант, применяют гофрированную трубу, в которую также помещают термодатчик или термодатчики, когда площадь покрытия большая. Сергейпоцелуев смонтировал такую ИК кабельную систему.

Сразу продумайте в черновом основании какие-то выемки, чтобы эти соединения притопить, изолируйте каучуковыми изоляторами. Прижима финишным покрытием места соединений кабеля и токоведущего провода не допускайте. В идеале будет термоусадка и сверху каучуковый изолятор (что-то типа сырой резины, в магазинах по электрике продаётся). Пол подцепил на отдельный кабель 2,5 квадрата, кабель — в распределительную коробку над УЗО. Терморегуляторы 16 ампер ЖК.

Если монтируется пленочное покрытие, поверх него настилается полиэтиленовая пленка, некоторые используют влаго-ветрозащиту, под ламинат – подложку. Когда в качестве покрытия мягкие материалы, типа ковролина или линолеума, сначала настилается фанера, ОСП или подобное основание.

Работой своего теплого пола Котоffей вполне доволен.

Вчера оставил на ночь баню с работающими полами, поставленнными на 40⁰, утром приехал – Ташкент. Мои 1,6 кВт в сумме по полу отлично греют мою каркасную баню, далее выключил систему, но весь день окно было открыто и все равно жарковато внутри, инерция. Зимой планирую испытывать как единственный источник отопления, в постоянном режиме.

Как бы то ни было, любая система имеет свои достоинства и недостатки, которые выявляются при использовании, самая лучшая теория может дать сбой. ИК теплые полы – альтернативный способ отопления, нашедший своего потребителя, в том числе, и среди пользователей портала.

Подробнее об отоплении ИК кабелем — в теме «Инфракрасный кабельный теплый пол». Технология укладки водяного теплого пола на шаткие основания раскрывается в статье о теплом полу по деревянным лагам. Из статьи «Как дешево отопить дом» можно узнать о самых экономных системах и эффективном оборудовании. В видео о воздушном отоплении рассказывается об альтернативном способе обогрева жилища.

Инфракрасная пленка для теплого пола: виды пленок, как работает, правила укладки

Теплый пол в доме или квартире давно перестал считаться излишеством. Пользователи оценили практичность и удобство уникальной отопительной системы, стали появляться новые методы обогрева.

Одной из наиболее востребованных технологий признана инфракрасная пленка для теплого пола, сочетающая в себе эффективность работы, универсальность применения и простоту монтажа. Разные виды термопленки имеют схожий принцип действия и технологию укладки.

Достоинства и недостатки «пленочного» отопления

В поисках альтернативного способа обогрева помещений, ученые обратили внимание на теплообмен в окружающей среде, происходящий за счет действия инфракрасных лучей. Интерпретация природного процесса легла в основу создания ИК-пленки.

Пленочное покрытие выделяет тепловую энергию в инфракрасном диапазоне. Длинные волны излучения нагревают окружающие предметы, которые в свою очередь накапливают и передают тепло воздуху.

Применение инфракрасной пленки для обустройства теплого пола получило широкое распространение благодаря ряду преимуществ:

1. Универсальность. Поверх обогревающего слоя возможна укладка практически любого напольного покрытия. С помощью пленки можно утеплить стены и потолок.
2. Простота укладки. Для создания системы теплый пол не надо демонтировать старое основание, а саму процедуру получится выполнить самостоятельно. Специализированное оборудование не требуется.
3. Регулировка температура нагрева. К системе обогрева подключается терморегулятор с широким диапазоном режимов. Возможны дополнительные настройки управления: функция таймера, разделения помещения на разные зоны интенсивности нагрева и др.
4. Мобильность теплого пола. Переезжая на другое место жительство, конструкцию легко снять и расстелить на другой поверхности.
5. Компактность системы. Толщина ИК-покрытия (до 0,5 мм) практически не влияет на высоту пола, что особенно важно для помещений с невысокими потолками.
6. Низкая инерционность. Пленка быстро «включается» и эффект становится заметен через несколько минут.
7. Равномерность прогрева. Помещение отапливается по всему объему, «горячие» и «холодные» зоны отсутствуют.
8. Поддержание здорового микроклимата. ИК-лучи не пересушивают воздух и не сжигают кислород. Производители «пленочного отопления» указывают на лечебное воздействие ИК-излучения. Воздух ионизируется и очищается от бактерий.

Благодаря модульности, поломка одного участка пленки не приводит к сбою в работе всей системы.

Инновационная технология имеет и отрицательные качества:

1. Электростатичность нагреваемых поверхностей повышается, и предметы начинают больше притягивать пыль.
2. После выключения системы обогрева помещение быстро остывает.
3. При монтаже важно учитывать расстановку мебели. Там, где будет стоять громоздкая мебель и техника больших размеров, ИК-пленку не укладывают. Несоблюдение требования может привести к перегреву системы.
4. Работа теплого пола приводит к повышению расхода энергоресурсов.
5. Покрытие боится влаги и контакта с острыми предметами.

Укладка «пленочного» обогрева должна выполняться аккуратно и с соблюдением норм безопасности.

Устройство и принцип действия ИК-пленки

Инфракрасная пленка изготавливается из прочного полимера. В процессе производства на гибкое полотно наносятся карбоно-графитовые полосы. Полупроводниковые участки соединяются медными и серебряными шинами.

Функции основных слоев ИК-пленки:

1. Карбоновая паста или углеродно-волокнистое полотно – греющий элемент, преобразующий электроэнергию в тепло.
2. Полосы фольги (медные шины с серебром) образуют отопительный контур и равномерно распределяют тепловую энергию по поверхности пленки. Этот элемент подконтролен термодатчику – при нагреве до нужной температуры поступление электроэнергии прекращается.
3. Ламинирующее покрытие – защитный электроизоляционный и жароустойчивый слой (температура плавления материала – 210°С).

Углеродная наноструктура отличается уникальными параметрами. Атомы вещества, сформированные в гексагональную сетку, придают материалу способность к излучению в ИК-спектре.

Принцип работы инфракрасной пленки для пола:

1. Электрический ток подается к системе.
2. Ток, проходя через нагревательные элементы (фольгированные полосы), преобразуется в тепловую энергию.
3. Наноуглеродные компоненты нагреваются и генерируют ИК-волны, диапазон которых составляет 5-20 мкм.
4. Лучи попадают на предметы интерьера, стены и мебель. От нагретых элементов прогревается воздух в комнате.

Помимо пленки система инфракрасного теплого пола включает: терморегулятор, термодатчик, контактные зажимы и изоляционные материалы.

С разновидностями карбоновых теплых полов, применяемыми в обустройстве жилых помещений, и особенностями их укладки ознакомит следующая статья, которую мы советуем прочесть.

Технические характеристики материала

Приведенные ниже данные по инфракрасной пленке для теплого пола носят обзорный, усреднённый характер. Конкретные характеристики изделия надо уточнять при покупке.

Предложенных данных достаточно для планировки расположения полотен, разметки основания, расчета мощности. Исходя из технических особенностей, можно понять, подойдет ли ИК-система для эксплуатации в конкретных условиях.

1. Ширина рулона – 50-100 см. В бытовых целях, как правило, используются покрытия с шириной 50-60 см. При обустройстве бани, офиса или промышленного объекта – 70-100 см. Суммарное энергопотребление почти одинаково, но более широкий материал обойдется дороже.
2. Длина полосы – 6-50 м. Предельно допустимое значение определяется производителем. В длинном помещении целесообразно выполнить раздельное подключение по половинкам с установкой двух терморегуляторов.
3. Питание от сети в 220 В. Используется бытовая однофазная электросеть.
4. Пиковая потребляемая мощность – до 150-230 Вкв.м. Параметр зависит от производителя и типа пленки. В среднем, для поддержания температуры в помещении на уровне 21-24°С (30°С на поверхности пленки), энергопотребление составит 25-45 Вт/кв.м.
5. Температура плавления термопленки – 210-250 °С. При соблюдении всех правил по укладке теплого пола температура поверхности ИК-покрытия никогда не достигнет критичных значений.

После включения пленка за 2-3 минут нагревается до максимальной температуры.

Виды и особенности выбора термопленки

По структуре и принципу действия инфракрасные пленки схожи между собой. Основное отличие – состав нагревательного элемента и максимальная температура его разогрева. Кроме этих параметров, при выборе особое внимание следует уделить качеству «сборки» термопленки и репутации компании изготовителя.

Разновидности ИК-пленок для теплых полов

Зависимо от типа нагревательного элемента различают пленки с углеродным или биметаллическим нагревательным элементом.

Особенности строения и использования углеродного ИК-покрытия:

• нагревательные элементы изготовлены из карбонового волокна (углеродная паста с добавками);
• экземпляры с графитовым напылением отличаются высокой прочностью и продолжительным периодом эксплуатации;
• в основе покрытия лежит износоустойчивая, эластичная и прочная лавсановая пленка с хорошими диэлектрическими свойствами.

Углеродная пленка применяется для обустройства горизонтальных и вертикальных поверхностей.

Недостаток карбоново-графитного материала – его дороговизна. В качестве более доступной альтернативы можно использовать биметаллическую термопленку.

Особенности инфракрасного теплого пола с «биметаллом»:

• в составе нагревательного элемента находятся два металлических слоя: алюминиевый и медный;
• основа материала – двойная эластичная полиуретановая пленка;
• к системе нельзя подключить заземляющий провод, поэтому соединение элементов выполняется через УЗО или АВДТ – это усложняет укладку теплого пола.

ИК-пленку с биметаллическим элементом нельзя стелить под керамическую плитку. С остальными покрытиями она «уживается» нормально.

По уровню нагрева термопленки подразделяются на две категории:

1. Высокотемпературные обеспечивают нагрев до 55°С. Их применение актуально в помещениях, где теплый пол – основной источник обогрева. Такой материал допустимо использовать под плитку, керамзитовое покрытие, при обустройстве инфракрасных саун или в качестве плинтусного обогрева.
2. Низкотемпературные модели разогреваются до 25-27°С. Оптимальное применение – укладка под ламинат, линолеум, паркет и ковролин.

Многообразие ИК-пленок условно классифицируют и по потребляемой мощности. На выбор этого параметра оказывает влияние предназначение материала и площадь нагрева.

Диапазоны удельной мощности:

• 130-160 Вт/кв.м – обогрев небольшой площади, укладка под «легкие» напольные покрытия;
• 170-220 Вт/кв.м – пленка под керамогранит и плитку, а также для просторных помещений;
• свыше 220 Вт/кв.м – обустройство системы теплый пол в промышленных зданиях, автопокрасочных мастерских и инфракрасных саунах.

При выборе мощности надо учесть и высоту потолков. Чем она меньше, тем рентабельнее и эффективнее будет обогрев.

Признаки качественного товара

При выборе ИК-пленки специалисты рекомендуют ее внимательно осмотреть.

Качество покрытия можно определить по внешнему виду:

1. Молочный оттенок основы свидетельствует об использовании пожаробезопасного и высокопрочного полимера. Полностью прозрачная база – более дешевый аналог, поддающийся термической деформации.
2. Токопроводящие полосы должны иметь четкие границы. Недопустимо просвечивание или повреждение. Серебряная часть может выступать за медную шину на 1,5-2 мм, минимальная ширина полосы – 1,5 см.
3. Медная и серебряная полосы должны соединяться «сухим» способом – под воздействием высокой температуры (90°С) и давлением. «Мокрый» метод менее долговечный – элементы фиксируются между собой токопроводящим клеем.
4. Оптимальное расположение карбоново-графитных излучателей – сплошное или полосатое. Нестандартные вариации напыления – это маркетинговый ход. Эффективность работы пленки при сложных геометрических формах полос не возрастает.
5. Широкие полотна проще в укладке. Кроме того, риск их перегрева несколько ниже по сравнению с узкими аналогами.

Внешняя ламинация ИК-пленки должна изготавливаться из такого же полимера, как и база. Допустимо применение покрытия меньшей толщины.

Обзор популярных производителей ИК-пленки

Широкий спрос на теплый пол спровоцировал рост количества производителей ИК-пленки. Принцип действия предлагаемой продукции одинаков, поэтому основной критерий при выборе – соотношение качества и цены.

На рынке хорошо зарекомендовали себя следующие компании: Caleo, Rexva, Heat Plus, Monocrystal, Devi, Ensto Electrification, Теплолюкс и др.

Caleo (Корея). Компания разработала линейку термопленок – от простых решений до ультрасовременных систем с саморегуляцией.