Электрический тёплый пол

Электрический тёплый пол – обогреватель встроенного типа, основывающий принцип действия на законе Джоуля-Ленца. Изделие базирует рабочий алгоритм на факте, что при протекании электрического тока по проводнику с высоким сопротивлением выделяется огромное количество энергии. Окружающая температура поднимается, и большая часть передаётся поверхности пола. А дальше обмен со средой идёт по двум путям: конвекционному и радиационному.

История развития систем Тёплый пол

Избитая фраза: держи ноги в тепле, голову в холоде. Указанный тезис объясняет превалирование Тёплых полов над потолками и подвесными инфракрасными обогревателями. Последние за часы работы способны сильно напечь голову. Возможны тепловые удары. Полистаем Википедию:

Корейский метод обогрева пола

Корейский метод обогрева пола

  1. За 5 тысяч лет до н. э. в Корее и Маньчжурии строили печи (каны), где пол действительно подогревался.
  2. За 3 тысячи лет до н. э. в Корее стали использовать печи для готовки и в виде отопительного прибора. Отличие от русской лежанки — область обогрева находилась прямо на полу (а очаг в подвале).
  3. За 1 тысячелетие до нашей эры схожие системы появились на Аляске и Алеутских островах.
  4. За 500 лет до нашей эры гипокаусты привнесли обогрев полов в Грецию и Рим.

Ключевым считают 1945 год, когда в Америке Вильямом Левитом построена масштабная система водного обогрева полов жилых домов. Прежде низкая температура в бедных кварталах становилась главной причиной заболеваемости населения. А предшествовал указанной дате целый сонм открытий, касающийся изобретения полиэтилена, изучения тепловых свойств сплавов с высоким омическим сопротивлением, теоретическому описанию передачи тепла через вакуум посредством излучения. И сегодня часто называют Тёплый пол инфракрасным обогревателем, что считается лишь частью истины.

Как работает система Тёплый пол

Тёплый пол стал комбинацией двух принципов: конвективного и радиационного. Речь идёт об излучении в инфракрасном диапазоне. Доводилось слышать на форуме, что понятие путают с радиацией альфа-, бета- и гамма-типов. В действительности присутствует лишь общая связь с электромагнитными волнами. Распространение этих формаций в эфире называют излучением, слово уже прямо приводит к латинскому корню, откуда образуется термин радиация. Но частота инфракрасного диапазона намного ниже гамма-излучения (уходящего далеко вверх от рентгеновского), опасности нет.

Напротив – волны, исходящие от Тёплого пола, полезны. Система рассчитывается так, чтобы температура поверхности составляла 40 градусов. Учёные установили, что в последнем случае тела излучают волны, максимально полезные для человека. Единственным условием становится превышение температуры над комнатной.

Тепловые потоки направлены снизу вверх

Тепловые потоки направлены снизу вверх

Большая часть тепла уходит с поверхности за счёт конвекции. Это естественным путём образующиеся потоки, восходящие по направлению к потолку. В результате Тёплый пол прогревает всю комнату за счёт конвекции. А излучение способно греть только предметы.

Вспомните для примера восход Солнца из-за горизонта. Кажется: воздух холодный, но освещённая сторона тела испытывает приятное тепло. Аналогичным образом дело обстоит с лучами Тёплого пула (инфракрасный спектр дальнего диапазона): согреют потолок, стены, жильцов, но микроклимат от этого меняется медленно, не будь в природе конвекции. Плюс в том, что в доме с подобным оборудованием тапочки уже не нужны.

Как выглядит процесс монтажа системы Тёплый пол

Выделяют две разновидности систем Тёплый пол, достойных упоминания:

  • Основанные на способности воды запасать энергию. Вместо установки электрического тёплого пола стоит задуматься на предмет использования котла. Удельная теплоёмкость самой распространённой жидкости на планете столь велика, что часто уже возникал соблазн её использовать. Система, построенная в 1945 году (США), базируется на известном законе физики. Вода обращается по замкнутому трубопроводу, в нужном месте отдаёт тепло. Для простоты под полом прокладывается разветвлённая сеть каналов. Все заливается стяжкой, сверху защищается армирующей сеткой.
  • Кабельные системы обогрева основываются на преобразовании электрического тока в тепло. Эффект аналогичен прочим обогревателям. Просто система распределена на широком участке пола. Кабели различаются: типичные резистивные, где внутри проходит жила из нихрома, матричные (саморегулирующиеся), где сложная полимерная структура удерживает частички проводящего материала, а путём температурного расширения или сжатия варьирует электрическое сопротивление участка. Крайне действенно для жилых домов применять фольгу. Нужно найти в продаже материал из нихрома, чем меньше толщина, тем лучше — выше удельное сопротивление.
Варианты устройство обогревающего пола

Варианты устройство обогревающего пола

Вариантов теплого пола множество, выбирайте подходящий. Допустим, при наличии в доме дешёвого источника энергии предпочтение отдаётся ему. Тепловой насос даёт обилие горячей воды, которая не всегда расходуется на прочие цели, а солнечные батареи способны склонить предпочтения владельца в пользу выбора электричества. Суть сводится к одному: под пол производится монтаж нагревательного элемента. Порядок действий для электрических разновидностей системы:

  1. Производится гидроизоляция основания, чтобы исключить намокание конструкции, нарушающее работу слоёв.
  2. Теплоизолирующий слой отгораживает получаемое тепло от перекрытия. Энергия уходит в направлении покрытия. Часто слой представлен, к примеру, Пенофолом и прочими типами отражающей изоляции. Её поверхность должна защищается от повреждения.
  3. Поверх укладывается кабель либо нагревающаяся плёнка. Операции производятся согласно инструкции производителя по монтажу. Чаще применяется обрешётка из древесины, металла.
  4. Поверх стелется черновой пол из листов толстой фанеры, реже ДСП или ДВП. Потом производится окончательная отделка.

Встречаются системы, где применяется цементная стяжка. Вначале выполняется из бетона черновой пол нужной толщины, потом производится выравнивание. Порядок обусловлен дороговизной стяжки. Это не простой бетон, как думают несведущие люди, а специальный состав. Минус — в большой массе. Желающим подробностей рекомендуем посмотреть видео А. Земскова про стяжку (29 сентября 2014 года). Там даётся примерный расчёт, где говорится, что мешок цемента покрывает площадь 1 квадратный метр слоем 2 см. Куль весит 40 кг.

Дальше читатели представят последствия самостоятельно. Если фундамент плитный, подвала нет, порой возможно сдобрить раствор керамзитом (совет А. Земскова) и решить задачу. Но в большинстве случаев лучше делать черновой пол из фанеры. Причём следует обеспечить одновременно хорошую проводимость тепла в направлении вверх. Решение пока не найдено. Видео Алексея даёт ответ, в чем заключаются особенности стяжки в сравнении с прочими строительными материалами.

Установка тёплого пола под разное покрытие

Установка тёплого пола под разное покрытие

Системы Тёплый пол не рекомендуется ставить под паркет, ламинат и материалы, боящиеся высушивания. Идеально смотрится стяжка: нет воздушного зазора, плотный контакт предопределяет хорошую передачу энергии. От этого частично зависит КПД прибора, вдобавок высокую температуру выдержит не каждый теплоизолятор, оставляя опасность для человека. Плохим решением выглядит применение любого склеенного материала (древесный массив, фанера, ДСП и пр.). Упоминали, что черновой пол настилается так, но в последнем случае речь о классе эмиссии формальдегида, к параметру требования повышенные.

Из чего сделать Тёплый пол

Обсудим, из чего делают нагревательный элемент. При расчётах в руководствах по продаже кабелей (тут нет оговорки) принимается удельная мощность 100 Вт на квадратный метр. В результате получается, что на комнатку 2х2 м требуется приобрести систему общей мощностью 400 Вт. Читатели уже догадались, это не слишком правильный вариант.

Открытые источники не говорят, сколько Вт брать на квадратный метр площади, хотя в сети много иных слухов. Определённого мнения не называется. Документ имеется, мы его видели и читали, возможно, он закрыт для доступа. Рекомендуем:

  1. В интернете предостаточно онлайн-калькуляторов, при помощи которых легко посчитать потери через несущие конструкции. Требуется найти подходящий случаю и провести вычисления. Потом остаётся сравнить данные со сторонним источником, чтобы не сесть в лужу.
  2. Вторая часть эксперимента заключается во внедрении в помещение обогревателя рассчитанной мощности. Помните о радиаторах центрального отопления, способных коренным образом изменить микроклимат. В зависимости от решаемой задачи центральное отопление допустимо выключить на время. Суть действия сводится к поддержанию заданного микроклимата. По нормам — до 22 градусов Цельсия тепла при влажности 60%.
Электрический мат для подогрева пола

Электрический мат для подогрева пола

Затем нужно выбрать тип нагревательного элемента. Для труб с горячей водой высчитывается теплоотдача, определяется необходимое количество витков. Кабели несут в технических характеристиках прямые сведения о номинальной мощности. Во внимание принимается тип системы. Если кабель резистивный, обрыв в любом месте нарушает работоспособность. В случае саморегулирующегося возможны варианты.

В последнем случае у нас две параллельные шины из меди, разделённые полимерной матрицей. До места обрыва питание в наличии, соответственно, участок работоспособен. Ввиду немалой стоимости возникнет желание электрический Тёплый пол сделать собственноручно. Рекомендуется найти на выбор материалы или сплавы:

  1. Нихром массово известен. Рекомендуется применять марки Х20Р80, Х15Н60.
  2. Железохромалюминиевый сплав Х23Ю5Т.

Алюминий в высокоомные сплавы добавляется для увеличения срока службы. Проще эта задача решается при помощи кремния. Продолжительность безотказной работы растёт в 1,5 – 2 раза. Отлично себя показывают в работе сплавы из никеля, железа и хрома (особенно при процентном содержании последних 20/20, 10/20, 10/27) с добавками алюминия.