Расчет электрической системы теплого пола
При самостоятельном проектировании системы электрических теплых полов иногда забывают о том, что не всякая электропроводка выдержит нагрузки от мощного потребителя энергии. Вдобавок не всякая энергоснабжающая организация выдаст технические условия на выделение требуемой мощности. Именно поэтому проект электроснабжения и получение всей разрешительной документации необходимо доверить профессионалам, а сосредоточиться только на том, что по силам сделать самому.
Выбор терморегулятора
Сердцем системы теплых полов является терморегулятор, который следит за температурой поверхности или воздуха, или за тем и другим одновременно, — и на основании этого производит включение или отключение контуров обогрева. Кроме этого, терморегулятор может иметь встроенный таймер и включать обогрев в назначенное время или иметь программу включения в определенные дни недели и часы. В терморегуляторах бывают еще и другие полезные и бесполезные функции. При его выборе, прежде всего надо руководствоваться набором правил:
Без терморегулятора немыслима работа электрического теплого пола
- Каждый производитель любой системы теплых полов всегда рекомендует определенные модели терморегуляторов и работающих с ними датчиков. Лучше этими рекомендациями не пренебрегать.
- Все терморегуляторы могут работать только с определенным током нагрузки: 10 A– для обогревателей с установленной мощностью до 2300 Вт, и 16 Aс Pуст?2300 Вт. Именно по этим показателям прежде всего и надо выбирать терморегулятор.
- Если планируется использовать систему теплый пол только для комфорта, то нужно выбирать терморегулятор с датчиком температуры пола.
- Если теплый пол используется в целях полного отопления, то необходимо использовать терморегулятор с датчиком температуры воздуха или с комбинацией датчиков температуры пола и воздуха.
- Для работы систем отопления с деревянным покрытием обязательно использовать терморегуляторы с комбинацией датчиков температуры воздуха и пола.
- Если в близлежащих помещениях тоже планируется система электрических теплых полов, то целесообразно использовать многозональный терморегулятор с выносными датчиками.
Общие правила проектирования электропроводки теплого пола
При проектировании электропроводки теплого пола следует обязательно учесть несколько правил:
- Все соединения кабелей системы теплый пол между собой и с электропроводкой должны выполняться только на специальных клеммах, на контактах терморегуляторов, в распределительных коробках и электрических щитах. Следует избегать любых соединений в конструкции пола кроме тех, что неизбежны, и рекомендованы производителем.
- Экраны нагревательных кабелей и матов должны соединяться с проводом защитного заземления (PE) и должны быть включены в общую систему уравнивания потенциалов – СУП.
- Питающие провода и кабели должны быть площадью поперечного сечения не меньше, чем подводящие «холодные» концы нагревателей теплого пола. При установленной мощности до 2300 Вт площадь поперечного сечения медного провода должна быть 1,5 мм2, а свыше 2300 Вт – 2,5 мм2.
- Для защиты человека от поражения электрическим током обязательно применение устройств защитного отключения (УЗО) с дифференциальным током срабатывания не более 30 мА, а для санузлов – 10 мА. Не менее 1 раза в месяц необходимо проводить испытание УЗО.
Без УЗО эксплуатация электрических теплых полов запрещена
- Проводка для питания системы электрического теплого пола должна быть проложена непосредственно от электрощитов или вводно-распределительных устройств (ВРУ) до терморегуляторов. При этом в щитах для защиты проводки обязательно должны стоять автоматические выключатели: для медных кабелей с площадью поперечного сечения 1,5 мм2 номиналом в 10 A, а для 2,5 мм2 – 16 A.
- Если нагревательные элементы теплого пола укладываются на металлическую сетку, то она обязательно должна быть подключена к общей системе уравнивания потенциалов.
Итоги
- Рассчитать теплый пол электрический вполне по силам самостоятельно, пользуясь рекомендациями производителя оборудования.
- Электрический теплый пол является системой повышенной опасности, поэтому при проектировании и монтаже обязательно руководствоваться Правилами устройства электроустановок последней редакции.
https://youtube.com/watch?v=J8GJC6lEL-c
Монтаж греющего кабеля внутри водопровода
Давайте теперь рассмотрим процесс монтажа внутри трубы. В каком случае приходится выбирать именно этот вариант?
Например, когда вы купили дом с уже готовым водопроводом, проложенным не по правилам или с недостаточным количеством теплоизоляции.
Или вам нужно переделать дачный домик для круглогодичного проживания, а доступ к возможным местам промерзания трубы затруднен.
Дабы не раскапывать землю и не ломать конструкции, сквозь которые проходит водопровод, единственным выходом остается “запихнуть” греющий кабель во внутрь. Как это делается?
Для такой работы вам понадобится специальный сальник и тройник. Подбирайте его исходя из размеров своей трубы.
Лучше всего не использовать тройник под прямым углом в 90 градусов.
Такой угол считается экстремальным для греющих кабелей и сокращает их срок службы.
Комплект сальника заводите сквозь кабель, после чего начинаете проталкивать провод в трубу.
Перепроверьте, чтобы конец был надежно замуфтован, дабы не повредить жилы при прохождении поворотов.
Самое важное в этой работе – аккуратность. Небольшая вмятина или царапина от заусенца на тройнике могут повредить внешнюю оболочку
А это обязательно рано или поздно приведет к выходу из строя обогрева.
Как только кабель достиг конца трубки вкручиваете сальник в тройник и затягиваете его.
Если у вас не хватает места для монтажа распредкоробки, в которой будет происходить подключение проводов, можете ее разместить прямо на самой трубе через Г-образный уголок.
Профессионалы, прежде чем подавать напряжение, обязательно проверяют изоляцию кабеля мегометром.
Ну и конечно же подключение в щитовой должно выполняться через УЗО или дифф.автомат.
Вы же не хотите, чтобы вас или ваших детей ударило током в ванной в самый неподходящий момент.
https://youtube.com/watch?v=9xdcjUmU09M%3F
Монтаж термомат
Монтаж Thermo Thermomat
Смотрите это видео на YouTube
Процесс установки своими руками греющих мат намного проще, чем кабеля, так как провод закреплён на полотне:
Чертится схема расположения мат на бумаге, надо помнить, что под тяжёлой мебелью они не размещаются.
- Рассчитывается мощность тёплого устройства и количество необходимого материала — делается это по аналогии с кабельными полами, с учётом полезной площади.
- Определяется место на стене для термодатчика, проделывается выемка для него, а также штробы от этого участка до датчика.
Подготавливается основание — оно выравнивается, очищается от мусора. Затем покрывается грунтовкой — это улучшит сцепление пола с раствором.
Устанавливается датчик — помещается в гофрированную трубу и укладывается на расстоянии не менее 50 см от стены. Он должен размещаться между витками пола.
Стелются маты — они укладываются прямо на черновой пол, чтобы избежать перегрева дополнительное утепление можно не делать. Изделие оснащено клейкой лентой, поэтому никаких фиксаторов не требуется. Маты не должны находить друг на друга. При необходимости подрезания полотна, нужно быть аккуратным, чтоб не повредить электрический провод.
Производится подключение, и проверка системы — проверяется сопротивление кабеля в матах мультиметром. Устанавливается термостат, к нему подводятся провода пола и датчика, после чего, он подсоединяется к питанию. Делается пробный запуск системы.
Заливаются маты плиточным клеем — слой 8 — 10 мм, и даётся время для его подсыхания. Штробы также заделываются этим составом.
Возможно стелить маты в бетонную или сухую стяжку, данный процесс такой же, как при монтаже греющего кабеля (он описан выше).
Укладывается финишное покрытие — при заливке мат клеем, это чаще плитка.
Укладывать термоматы можно на старое основание, по аналогии с греющим кабелем.
Расчет материала
Необходимая удельная мощность кабеля вычисляется с учетом площади пола, которая будет покрыта нагревательной системой. Перед приобретением материалов необходимо сделать расчет площади обогрева и мощности кабеля. Все измерения можно сделать при помощи компьютерных программ или воспользоваться услугами продавца-консультанта в магазине. Самостоятельно можно рассчитать длину кабеля, умножив площадь обогреваемой поверхности на выбранную удельную мощность и разделив полученное на мощность кабеля.
В зависимости от характеристики помещения потребляемая мощность электрического пола может составлять от 100 до 180 ватт/м². Сухое, обогреваемое помещение, отапливаемое еще одним источником, потребует до 120 ватт/м². При повышенной влажности, например, в ванной комнате, используется мощность до 150 ватт/м². На балконе, лоджии или в неотапливаемой комнате мощность может достигать 180 ватт/м². Подогрев пола под плитку может быть основным источником тепла, это влияет на удельную мощность обогреваемого помещения.
Шаг укладки кабеля высчитывается так: необходимую удельную мощность обогрева умножают на 100 и делят на мощность кабеля. Расчеты производятся таким образом, чтобы впоследствии не резать кабель (это категорически запрещено). При использовании одножильного провода нужно учесть, что его конец должен вернуться к началу монтажа, тем самым увеличивается его длина. Для укладки нагревательных матов шаг кабеля не требует расчетов. Мощности системы рассчитываются по площади обогрева.
Расчет компонентов
Рассчитывать необходимое количество нагревательного элемента стоит исходя из того, для чего используется отопление в помещении. В случае с основным источникам тепла потребуется мощность нагревателя 160-180 Вт на м2. Если же это дополнительная система отопления, работающая вместе с радиаторами или другими источниками, то достаточно будет выбрать мощность не более 140 Вт/м2. В последнем случае все будет зависеть от того, как утеплено помещение и наличие источников поглощения тепла (окна, двери).
Первоначально определяется площадь основания, которое будет обогреваться. Сюда, как говорилось ранее, не будет включена от общей площади, площадь мебели и других стационарных предметов. Именно полученная площадь и будет полезной, на которой следует произвести укладку нагревательных элементов. В итоге останется лишь определить общую длину нагревательного кабеля или другого элемента нагрева основания пола, определить его суммарную мощность. Каждый метр нагревательного кабеля по мощности обычно составляет от 16 до 21 Вт. Это следует уточнять во время покупки.
Можно привести простой пример:
В комнате с площадью в 15 м2 требуется создать нагреватель с мощностью 100 Вт на каждый метр квадратный. Так мы получим общую мощность, которая будет необходима – 1.5 кВт. Если выбирать кабель с мощностью в 20 Вт на каждый метр кабеля, то придется приобрести 75 метров нагревательного элемента. При этом не должно быть никаких соединений на отдельных участках, так как измениться сопротивление.
Такой же принцип выбора характерен и термомату. Но кроме этого дополнительно покупается монтажная лента. Она позволит не только качественно, но и проще осуществить крепление нагревательных элементов к основанию (бетонной стяжке).
Плюсы и минусы саморегулирующего кабеля
Планируя монтаж тёплого пола с саморегулирующими свойствами, следует помнить, что цена проводника высокая, значительно выше цены обычного провода. Однако, при правильно составленном проекте, такое устройство обойдётся дороже процентов на 40, не больше. Несмотря на это, система считается выгодной, так как более экономична, а затраты на монтаж быстро окупятся.
Основные достоинства саморегулирующихся тёплых полов:
- Высокая надёжность, в отличие от полов с резистивным шнуром. Этот провод не перегревается, поэтому вероятность возгорания или выхода из строя мала.
- Нагревательный контур не ограничен определённой длиной, что позволяет укладывать его на любой площади, даже менее метра, это не возможно с обычным проводом.
- Несложный монтаж, при этом используются простейшие регуляторы.
- Возможность применять в помещениях, где запрещено использование взрывоопасных приборов.
- Экономия электроэнергии, так как производится нагрев только холодных участков.
- Независимость удельной мощности от длины.
- Неточности при монтаже не влияют на качество работы пола, и даже перехлёсты не приводят к перегреву.
Стоит сказать, что саморегулирующиеся полы имеют и минусы:
- высокая цена;
- не способны прогревать помещение полностью, а лишь поверхность пола;
- возможность укладки только в стяжку не меньше 35 мм;
- периодический износ тепловыделяющей матрицы;
- срок эксплуатации всего 10 лет;
- стартовые токи такого кабеля высокие, особенно при наличии больших холодных участков, поэтому возникает необходимость в защитных автоматах класса С.
Резистивный кабель
При выборе резистивного провода специалисты указывают на существенный недостаток — его свойство выделять одно и то же количество тепла, не связанное с температурой теплоносителя.
По этой же причине нельзя монтировать резистивный кабель в местах, где будет стоять мебель.
- Равномерность выделения одинакового объема тепла может привести к перегреву таких участков, соответственно к порче имущества и неисправностям в системе отопления.
- К преимуществам данного оборудования относят низкую цену.
- Принцип работы одножильного и двужильного кабеля одинаковый. Для функционирования одножильного кабеля дополнительно устанавливают терморегулятор и термодатчик.
- С целью образования замкнутого контура при запуске нагревательной системы подключают к электрической сети оба конца провода.
При выборе двужильного провода замыкание цепи обеспечивают за счет присоединения специального оборудования – муфты — к свободному концу кабеля.
Инструкция по укладке электрического пола на старом основании
Если производить крепеж на бетон, то потеря тепла в процентном соотношении составит порядка 30-35%.
При условии, что ось термокабеля будет находиться от основания на расстоянии 10,0 мм, а шаг составит 70,0-75,0 мм. В этом случае следует остановить выбор на кабеле с номиналом 10,0 ватт на метр.
Крепление кабеля к основанию производится на монтажную ленту (предварительно нужно постелить на основание утеплитель).
Сверху наносится ровным слоем покрытие из плиточного клея. Когда он высохнет, можно укладывать плитку без стяжки или другое покрытие с соблюдением технологии его монтажа, например, предварительно стелется положка под ламинат, перед его установкой.
Какой вид электрического пола выбрать?
Существует несколько систем электрического обогрева пола, различающихся по виду и компоновке нагревательных элементов.
Нагревательные кабели
Это решение – самое недорогое в плане приобретения материала, но наиболее сложное и трудозатраное по монтажу.
Выпускается два вида нагревательных кабелей – одно- и двужильные.
Неудобство одножильных – обязательное условие «закольцованности» контура, когда оба конца кабеля должны быть выведены в одну точку – распределительную коробку. С точки зрения монтажа это далеко не всегда удобно.
Еще один существенный минус – они работают по резистивной схеме, подобно обычной нагревательной спирали, одинаково греясь по всей своей длине. Это значительно снижает экономичность системы, усложняет ее регулировку.
Большим технологическим шагом вперед стало производство двужильный кабелей.
Они также могут быть собраны по обычной резистивной схеме – один проводник выполняет роль «спирали», а второй – через концевую муфту обеспечивает замкнутость цепи. Однако намного удобнее использовать специальные нагревательные саморегулирующиеся кабели.
Нагрев в них осуществляется за счет прохождения тока через полупроводниковую матрицу, в которую заключены оба проводника.
Уникальность системы в том, что с нагреванием токопроводимость матрицы падает, соответственно, снижается энергопотребление.
Причем подобная регуляция происходит на каждом конкретном участке кабеля. Таким образом, «проблемные» холодные места помещения будут прогреваться лучше.
И еще одно значимое преимущество – такой кабель легко режется в нужную длину (предусмотрен шаг 25 или 50 см).
Главный недостаток нагревательных кабелей – они сами по себе имеют диаметр порядка 8 мм, и требуют заливки стяжки, что значительно усложняет монтаж системы обогрева и уменьшает высоту помещения.
Обогревательные маты
Наибольшей популярностью у строителей пользуются обогревательные маты. По своей сути, это тоже обогревательный кабель, но уже зигзагообразно уложенный и закрепленный на поликарбонатной сетке.
Подобная система более дорогостоящая, но это окупается простотой монтажа и отсутствием необходимости заливать поверх нее стяжку – кафельная плитка укладывается прямо на маты.
Дорогим, но очень эффективным решением является использование стержневых инфракрасных матов UNIMAT.
Нагревательные элементы – стержни, независимо друг от друга подключены к двум параллельным проводникам, и работают по принципу резистивной саморегуляции, сокращая общее энергопотребление.
Использование такой системы теплого пола под плитку также не потребует заливки стяжки – кафельное покрытие укладывается на слой плиточного клея непосредственно на нагревательные элементы.
Существует и еще одна разновидность электрических теплых полов – пленочный с инфракрасным излучением. Они хорошо себя показывают при укладке под ламинат, пакет, ковролин, линолеум, но вот для кафеля их использовать не рекомендуется.
Дело в том, что пленка не даст нужной адгезии с плиточным клеем, и кафель рано или поздно начнет «плясать» и вываливаться.
Технологические отверстия, которые, по замыслу производителей, должны обеспечивать надежное сцепление бетонного основания пола со слоем клея, проблемы не решают.
Что еще потребуется для работы
Как правило, любая система электрического теплого пола комплектуется специальным температурным датчиком и устройством управления – терморегулятором.
Автоматика обеспечит нагрев пола до температуры, выставленной владельцем, и прекратит подачу электропитания при достижении заданных значений.
Они бывают разного уровня сложности – от простейших механических, до компьютеризированных систем, встраивающихся в систему «умного дома».
Чтобы не греть зря бетонные перекрытия, используют систему теплоизоляции.
Для этого лучше всего подходят специальные фольгированные маты с термоотражающей подложкой типа «пенофол» или «изолон».
При использовании электрических матов под кафель такую подложку не делают.
Укладка кабельной системы потребует наличия армирующей металлической или поликарбонатной сетки или монтажных реек, к которым будет петлеобразно крепиться кабель.
Для обеспечения компенсационного зазора вдоль стен необходимо приобрести специальную демпферную ленту.
Инфракрасные маты
Стержневые тоже рулонный материал. Но у этого типа греющих элементов нет никакой подложки. Сами стержни упругие, а расположенные по бокам токоведущие провода, к которым эти стержни крепятся, придают жесткость конструкции.
Стержневой карбоновый мат выглядит так
Работа этого типа электрического пола основана на свойстве углеродистых соединений излучать тепло в инфракрасном диапазоне. Установив дома инфракрасный мат для подогрева пола, вы одновременно с теплом, будете получать лечебные процедуры: подобными излучателями лечат около 30 заболеваний. Что наверняка понадобится многим, так это способность ИК излучения успокаивать психику и снимать стресс. Такой себе профилакторий на дому.
О недостатках карбоновых матов:
- высокая цена;
- сложное электрическое соединение (по сравнению с теми же кабельными матами, например);
- установка под плитку или в стяжку, то есть теплый пол немобильный.
Самое неприятное на самом деле — высокая цена, что в сочетании с не самой легкой установкой заставляет задуматься. Приятно, что эти маты не боятся запираний. Это значит что на пол, который греется стержневым ИК нагревателем, можно спокойно поставить «незапланированное» оборудование или передвинуть мебель. В тех зонах, которые будут под мебелью или техникой, температура автоматически понизится (без участия терморегулятора). Это происходит из-за свойств стержней: при увеличении температуры их электрическое сопротивление сильно возрастает, тока поступает меньше, температура падает.
Процесс монтаж очень похож на описанный выше. Отличается только способ сборки — необходимо соединить соответствующие жилы проводников, и только после этого подать их на терморегулятор. В остальном вся последовательность аналогична.
Плюсы использования саморегулирующихся кабелей для обогрева пола
- Экономия электроэнергии благодаря тому, что нагревается только там, где недостаточно тепло.
- 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.
- Не перегревается и не сгорает при перехлесте или сближении витков вплотную.
- 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).
- Саморегуляция – кабель регулирует интенсивность своего нагрева сам, даже без отдельного термодатчика.
Преимущества системы теплого пола
Электрические теплые полы выбирают в случае:
Холодного напольного покрытия. Керамическая плитка — удобный, красивый материал, но холодный. Теплый пол успешно нивелирует этот недостаток. Санитарные помещения с повышенной влажностью. В ванных, туалетах теплый пол обеспечивает сухость и комфорт. Небольших помещений с невозможностью монтажа центрального отопления — прихожих, гардеробных комнатах. Отсутствия какого-либо другого отопления на дачах, коттеджах, или для резервного обогрева.
Греющий кабель для пола имеет высокий коэффициент полезного действия, преобразуя почти всю электроэнергию в тепло. А правильный монтаж с использованием теплоизоляции нижнего слоя сводит потери практически к нулю.
Электрические полы можно оборудовать запрограммировать на оптимальный режим работы. Для этого применяют электронный терморегулятор. Так электроэнергия расходуется максимально эффективно, нагревая полы в нужное время суток (например, когда домочадцы пришли с работы) или (при двойных тарифах на электричество) потребляя ее в период меньшей цены (прочитайте: ” Сколько электроэнергии потребляет теплый пол – что влияет на потребление”).
Нагрев поверхности пола создает равномерную температуру во всем помещении, что обеспечивает комфорт и отсутствие сквозняков.
Монтаж теплого пола производится под любой вид покрытия (дерево, линолеум, ламинат), доступен для домашних умельцев — стоит только немного ознакомиться с устройством и принципом действия этого полезного девайса. А просмотр пошаговых фото поможет справиться даже новичку.
Нюансы обустройства кабельного обогрева пола
В случае повреждения любого греющего провода система утрачивает свою функциональность. По этой причине теплый пол, устроенный с использованием кабелей, укладывают в стяжку. При этом ее толщина подбирается так, чтобы высокая нагрузка от цементного слоя не повредила проводку, находящуюся под ним.
Кроме этого, слишком толстая стяжка в данном случае сильно снизит эффективность отопительной системы, сделав ее инерционной. Большей толщины слой может доставить немало неприятностей, так как пол не будет нагреваться даже, когда мощность выставлена на максимум.
Особенно это касается резистивных кабелей. Поэтому, когда обустраивается система проводного теплого пола, в первую очередь нужно установить термостат.
Прежде всего, необходимо измерить сопротивление и изоляцию провода. Поскольку к каждой бухте прилагается паспорт, в котором указывают технические характеристики
кабеля для теплого пола, нужно показатели, полученные в ходе измерений, сравнить с данными в документе. Если отклонения не превышают 10%, тогда можно продолжить монтажные работы.