Особенности укладки и расчета различных видов электрического тёплого пола

Электрические системы для обогрева помещений – это распространённое решение, которое принимают владельцы домов и квартир. Тёплые полы, монтируемые под плитку и в стяжку, важно правильно выбирать и рассчитывать, чтобы получить ожидаемые результаты. Ознакомимся с тем, что нужно знать для устройства основного или дополнительного отопления.

Достоинства электрического тёплого пола

Электрообогрев пола считается одним из самых эффективных за счёт разницы температур внизу и под потолком. С привычными радиаторами ситуация такова, что в верхней части комнаты заметно теплее, чем возле ног. Системы «тёплый пол» позволяют отказаться от домашней обуви и дышать более прохладным воздухом. Когда температура напольного покрытия составляет +24 градуса по Цельсию, в сторону потолка она снижается до 18-20 (зависит от высоты). При этом отсутствует эффект осушения воздушных масс.

Применительно к электрическому подогреву пола можно выделить ряд преимуществ над прочими системами отопления:

• нет зависимости от типа, габаритов помещения и климатической обстановки внутри/снаружи здания;
• несущая способность основания не имеет значения, так как вес устройства небольшой;
• большинство моделей может быть использовано совместно с терморегулирующими приборами, программируемыми системами;
• долговечность зависит от проведённого монтажа и качества тёплого пола, но, по заявлениям производителей, срок службы измеряется десятилетиями;
• в случае появления неисправностей их можно выявить, произвести локальный ремонт;
• ежегодное профилактическое обслуживание не требуется;
• тепло распространяется по всей рабочей плоскости равномерно, что позволяет эффективно обогревать всё помещение сразу;
• широкий ассортимент изделий упрощает выбор нужной модели для организации основного или дополнительного отопления, для сухой/влажной комнаты, внутри/снаружи здания;
• нет риска нанесения вреда соседям (например, водяной пол может протекать или разрушать перекрытие в аварийных ситуациях).

С обслуживающими компаниями согласование проектов не требуется, если это не крупный объект типа торгового центра или предприятия (слишком большое потребление электроэнергии). В целом на установку и материалы не требуется больших вложений. А если укладывать электрический тёплый пол под плитку и в стяжку, то последние дополнительно будут аккумулировать тепло после отключения системы в течение некоторого времени. Это позволяет экономнее расходовать энергетические ресурсы.

Выбор нагревательного элемента

Разнообразие моделей электрического тёплого пола обосновано применением различных технологий их изготовления. Применение проводов, карбоновых пластин и инновационных полупроводников позволяет производить системы с оптимальными техническими характеристиками для конкретных условий эксплуатации. При этом у каждого вида имеются свои достоинства и недостатки.

Кабельный

Этот вид тёплого пола считается самым бюджетным вариантом для электрического отопления дома и квартиры. Но есть ограничение из-за монтажа – укладка кабеля выполняется в тело цементной стяжки толщиной не менее 40 мм. Такая нагрузка на перекрытие не всегда допустима особенно в многоэтажных домах.

Простая конструкции и долговечность материалов, их низкая себестоимость часто оправдывает высокое энергопотребление системы. Бюджетные (резистентные) модели бывают с одной и двумя жилами в единой оплётке:

1. Одножильный провод. Укладывается кабельный тёплый пол в помещения с низкой проходимостью в целях экономии электричества. На объекте с нестандартной планировкой кабель удобнее прокладывать. Недопустимо подключение терморегулятора, но корректировать теплоотдачу на том или ином участке можно путём уменьшения/увеличения расстояния между витками.
2. Двухжильный проводник. Проще монтировать, так как не требуется закольцовывать линию с выводом концов на одну распределительную коробку. Такой тип резистентной системы рекомендуется для установки в спальне или детской комнате.

В группе кабельных электрических полов инновационным является саморегулирующийся подвид. Это двухжильная линия с полимерным полупроводником. Он обеспечивает поперечную подачу тока между жилами. Особенность системы в том, что при повышении температуры сопротивление полупроводника усиливается сопротивление и снижается энергопотребление. Это явление исключает перегрев кабеля и позволяет владельцам сэкономить на счетах за электрическое отопление. То есть вложения за дорогой материал впоследствии окупаются.

Термомат

Нагревательные маты – это усовершенствованный кабельный резисторного типа электрический пол. Здесь также используется греющий кабель, только он уже равномерными витками (змейкой) уложен на сетке из стекловолокна или поликарбоната. Готовое полотно толщиной порядка 3 мм легко уложить на полу своими руками целиком или в раскроенном состоянии (главное – не повредить и не разрезать провод).

Укладка такой системы проводится, как правило, в толще плиточного клея под облицовкой. Армированное полотно хорошо контактирует с раствором, отслаивание не происходит. Для повышения теплоотдачи электрических термоматов на поверхность можно положить теплоизоляционный материал.

Внутри группы различаются изделия с одножильным и двужильным проводом. Первые стоят дешевле. Вторые лучше по эластичности, что важно при укладке. А также эти нагревательные маты считаются более безопасными, так как наблюдается минимальное электромагнитное излучение.

По технологии укладки допускается сборка нескольких электро-матов в единую систему. Это позволяет сохранить возможность обогревать пол, если один из модулей выйдет из строя. Также можно подключить терморегулятор, чтобы контролировать энергопотребление. Маты, в отличие от кабельных аналогов, потребляют больше электричества и стоят немного дороже, не рекомендуются для использования в качестве основного источника тепла. Но универсальность и производительность оправдывают высоки спрос на продукцию.

Плёночный инфракрасный

На термостойком полиэтилене толщиной 0,4 мм закреплено множество карбоновых полос, которые связаны между собой медными шинами. Суммарная высота полотна – всего 1 мм. В рабочем состоянии полотно окружает электромагнитное поле, но, по заверениям технологов, оно мало и не опасно для здоровья.

Карбоновые маты характеризуются низким энергопотреблением и высокой теплоотдачей. Для него не свойственно нагреваться, что позволяет поверх полотна укладывать финишное напольное покрытие. А вот под плитку его монтировать не рекомендуется, так как полиэтилен слабо адгезируется к плиточному клею. Но при желании можно застелить основание гидроизоляцией и листами ГВЛ поверх отопительной системы.

В инструкции может присутствовать рекомендация по формированию технологических отверстий с целью организации сцепляемости бетонного основания с плиточным клеем. Но на практике такой подход недолго работает, «точки» быстро разрушаются под нагрузкой.

Ещё один недостаток – неустойчивость к влаге. То есть плёночный электрический тёплый пол в ванной под плитку укладывать нельзя. Также ограничение касается тяжёлых предметов мебели и техники – под ними полотно не монтируется. Дело не столько в прочности изделий, сколько в скапливании тепловой энергии в области напольного покрытия. Если тепло не уходит в помещение, то есть риск перегрева мебели/техники и самого тёплого пола.

Плёночный электрообогрев используется совместно с блоками управления. Здесь могут быть наряду с термостатами установлены датчики температуры и таймеры, программируемые устройства. Таким образом, эксплуатация системы выходит максимально эффективно и экономично. При этом выход из строя одного элемента практически не отражается на общей производительности тёплого пола.

Стержневой инфракрасный

Такая система электрического обогрева состоит из пары параллельных проводников и ряда поперечных стержней. Последние изготавливаются из карбона, серебра и графита. Они являются нагревательными элементами, которые выделяют ИК излучение. По аналогии с инфракрасной плёнкой стержневые полы продолжают работать при неисправном модуле.

Система относится к разряду саморегулирующихся: перегрев элемента исключён, самостоятельно отключается при повышении температуры в обслуживаемом помещении. Достоинство также заключается в механической прочности тёплого пола. Перечисленные свойства позволяют прокладывать полотно по всей площади комнаты независимо от обстановки.

Время нагрева тёплого пола составляет всего 10-15 минут вместе с плиткой и клеем. Он рекомендуется для укладки без подложки. Также допустимо погружение стержней в стяжку высотой около 20-20 мм. Самый дорогой вариант отопительной системы отлично подходит для устройства основного электрического обогрева пола с подключением различных приборов контроля.

Какой лучше

Для выбора оптимальной системы электрического тёплого пола нужно учитывать ряд обязательных моментов. К ним относится тип отопления (основной или дополнительный обогрев), способ монтажа (стяжка, плиточный клей или «сухие» методы). Также важны условия эксплуатации: уровень влажности, механическая нагрузка, требуемая мощность и прочее.

Если рассматривать отдельные виды систем, то кабельный не стоит выбирать для помещений с низкими потолками. Такой пол не монтируется без стяжки. А для устройства аккумулирующего основания под плитку толщина бетона должна составлять порядка 100-150 мм. Плёночный вариант под плитку не подходит, а вот стержневой ИК с саморегуляцией можно. Он особенно актуален для обогрева габаритных площадей. Кабельные маты считаются лучшим решением для отделки облицовочными материалами, а также они оптимальны относительно цена/эффективность при малой толщине.

Общие рекомендации по расчёту материалов

Перед тем как монтировать тёплый пол под плитку, необходимо заранее правильно рассчитать материалы для достижения требуемой мощности отопления. Также важна укрывная площадь: часть или вся поверхность целиком. После этого нужно определиться с раскладкой, расположением розеток, блока управления. На основании этого проще будет подобрать оптимальный вариант тёплого пола, устройств контроля.

Если планируется организация основного обогрева для комнаты, то за расчётную единицу принято считать 150 Вт/кв. м. В старом фонде, на полу по грунту, в помещении над подвалом или арочным проёмом рекомендуется повысить минимальный предел до 180 Вт/кв. м. Укрывная площадь в помещении должна составлять 50, а лучше 70-80 % от общей поверхности пола.

Для дополнительного отопления показатели занижены. В санузлах с целью ускорения процесса выведения влаги, организации комфорта рекомендуется ориентироваться на пределы от 130 до 150 Вт/кв. м. В остальных помещениях можно брать за расчёт на квадрат 110-130 Вт.

Под мебелью и бытовой техникой укладка кабеля и матов не практикуется. Для определения укрывной площади обязательно учитываются технологические отступы. Так, вдоль соблюдается расстояние не менее 50 мм, а рядом с радиаторами отопления, стояком горячего водоснабжения сохраняется более 100 мм.

Полезные формулы для вычислений

Мощность отопительных систем всегда определяется с учётом теплопотерь на объекте, чтобы обеспечить их компенсацию. Источниками утечки тепловой энергии могут быть любые конструкции, периодическое открывание окон и дверей, нижний подвал, открытая для ветра стена и прочее.

Максимально точные сведения в цифровом формате могут дать теплотехники после изучения обстановки с помощью специального оборудования. Для самостоятельных вычислений есть программы и калькуляторы. Полученные данные рекомендуется увеличивать на 30%, так как погрешность в результатах может быть более заметной по факту.

Мощность основного отопления

Чтобы вычислить требуемую мощность основной системы обогрева, нужно определить устанавливаемые (присоединяемые) и удельные показатели. Первые вычисляются по формуле: P_уст=1,3*P_п или P_уст=1,4*P_п, где 1,3 – коэффициент для пирога из тёплого пола, клея, облицовки (запас в 30%), а 1,4 – для аккумулирующего пола (толщина стяжки под плитку с подогревом от 40 мм). Так, если теплопотери в помещении достигают 1000 Вт, то для компенсации потребуется 1,3 или 1,4 кВт.

Для определения удельной мощности применяется другая формула: P_уд=P_уст/S_у. Здесь под площадью подразумевается квадратура укрываемого матами участка. Так, если имеется площадка в 7 кв. м., то на каждый потребуется по 186 либо 200 Вт.

Мощность дополнительного обогрева

Для определения мощности электрического тёплого пола в качестве дополнительного обогрева также требуются удельные и устанавливаемые показатели. Первые можно взять из таблицы с примерными значениями:

Устанавливаемая мощность вычисляется по формуле: P_уст=P_уд*S_у. Например, для кухни с целью повышения комфорта можно взять удельный показатель в 100 Вт/кв. м. Если под установку электрического тёплого пола имеется 7 кв. м площади, то потребуется система с мощностью 700 Вт/кв. м.

Расстояние между витками кабеля

Перед тем как класть кабельный пол, нужно рассчитать шаг между витками. Значение определяется по формуле: H=100*S_у/L. Если длина греющего кабеля неизвестна, то её можно рассчитать так: L=S_у*P_уд/P_пасп. Последний – это паспортные данные о мощности конкретного погонного метра провода.

Расчёты разных видов систем

Рассмотрим примеры вычислений опираясь на известные данные. Имеется спальня общей площадью 18 кв. м, где укрывается только 11 кв. м. Нужно определить, сколько понадобится тёплого пола для основного и дополнительного отопления.

Резистивный кабель

Для основного отопления устанавливаемая мощность равна 100*1,4=1400 Вт. Исходя из таблицы, для аккумулирующей стяжки погонная мощность кабеля составляет 18-20 Вт/пог. м. Соответственно, потребуется 70-78 метров провода. Если планируется дополнительный обогрев, то метраж будет меньше – 65-73 м. Расстояние между витками будет составлять 8,9-10 либо 9,6-10,7 см.

Для упрощения процесса укладки кабеля существуют специальные монтажные ленты. На них крепления под нагревательные элементы обычно расположены с шагом в 25 мм. Вычисленные значения нужно округлять до этого предела или чередовать в сторону меньшего/большего. Так будет выполнена работа максимально точно.

Греющий мат

Подсчёт количества и мощности матов проводится без дополнительных формул. Устанавливаемая мощность термомата должна составлять 100*11=1100 Вт/кв. м. За расчётную модель возьмём полотно размером 1*0,5 м, мощность которого равна 50 Вт. Тогда понадобится полотно длиной 21 м.

ИК плёнка

Здесь сначала нужно определить удельную мощность тёплого пола. Для этого вычисляется доля обогреваемой площади по формуле: S_у*100/S_общ. По Обозначенным условиям получается 11*100/18=61,1%. В таком случае искомый предел составляет 160-220 Вт. Если процент менее 60 или теплопотери высокие, то удельная мощность должна быть равной 220 Вт.

Далее вычисляется устанавливаемая мощность по формуле: P_уст=P_уд* S_у. На основании имеющихся данных значение будет находиться в пределах от 1760 до 3520 Вт. Плёночный электрический пол по ширине бывает 500, 800 и 1000 мм. Для нашего примера понадобятся маты с максимальной длиной 8,5, 6,75 и 4,25 м соответственно.

Стержневой ИК

Аналогия вычисления здесь проводится с плёночными моделями. Только укрывать можно как 11, так все 18 кв. м площади. По удельной мощность изделия бывают до 160 Вт/м и до 220 Вт/м. Если монтировать тёплый пол по всей поверхности, то устанавливаемая мощность общего полотна должна будет составлять 2880-3960 Вт. Это пиковые пределы, которые зависят от необходимого результата (теплоотдачи).

Термодатчики

Если планируется устанавливать электрический пол для основного обогрева помещения, то рекомендуется подключить к системе датчик температуры воздуха. Если интересует только комфорт, то можно ограничиться датчиком температуры пола. Когда в качестве основания выступает деревянный пол, нужны оба датчика. А для систем в разных помещениях можно взять многозональный термодатчик.

Приборы контроля электрических тёплых полов совместимы с разными системами относительно мощности. Так, если показатель устанавливаемой мощности менее 2300 Вт, то подбираются модели на 10 А, если больше – на 16 А.

Основные правила монтажа полов с подогревом

Рабочую поверхность необходимо правильно подготовить: предварительно выровнять и отремонтировать, чтобы обеспечить стабильность на предмет прочности. Далее, если необходимо, прокладывается гидроизоляция, утеплитель либо теплоотражающая подложка. Поверх готового пола укладывается электрическая система обогрева по заранее продуманной схеме.

Принцип монтажа кабельного пола заключается в отсутствии пересечений и правильной подводке к термостату. Проводники датчиков и к термостату чаще устанавливаются в штробах (скрытый тип коммуникаций). Стяжка выполняется цементным раствором. Клей для плитки подбирается термостойкий с низким тепловым расширением.

Принцип монтажа инфракрасного пола сводится к организации отражения тепловой энергии от основания, правильного крепления матов. Второе мероприятие подразумевает нарезку полотен по схеме, изоляцию кромок, фиксацию материала к подложке с помощью скотча. Кабель к медной полосе крепится посредством специальных клипс. Система перед облицовкой укрывается гидроизоляцией.

Общая пошаговая технология укладки

Рассмотрим общий алгоритм укладки электрического тёплого пола под плитку. Работать можно только после составления проекта, в котором проведены все расчёты, создана схема укладки, выбран способ монтажа системы. Также необходимо детально ознакомиться с инструкцией от производителя. На основании этого определяется место для установки термостата и датчиков, как правильно выполнить подключение пола к ним и к электричеству. В завершение проводится проверка старой или новой электропроводки в доме/квартире. Нередко выполняется монтаж отдельного автомата и линии для питания электрического пола с нужными параметрами.

Следующий шаг – обеспечение надёжного основания. Оно должно быть прочным, ровным и чистым. Для обеспечения герметичности вокруг электроприбора прокладывается гидроизоляционная плёнка. Чтобы не «отапливать» бетон, пирог перекрытия дополняется утеплителем либо теплоотражающей подложкой с фольгированной поверхностью.

Уложенный тёплый пол под плитку после установки термостата и датчиков обязательно проводится контрольное испытание на предмет исправной работы. Для этого используется мультиметр. Расхождение в рабочем сопротивлении и паспортном не должно превышать 10%. Если это так, то можно приступать к заливке стяжки и укладке плитки.