Принцип работы теплого пола: описываем все нюансы

Преимущества и недостатки водяного тёплого пола. Подготовка основания. Нюансы монтажа. Выбор труб, способы их укладки, частота витков и варианты фиксации. Стяжка и сроки созревания.

Виды систем

Различаются они по способу обогрева, который может быть:

• резистивным;

Нагревательная пленка для резистивного теплого пола

• инфракрасным.

Схема подключения инфокрасного теплого пола

Каждый из этих видов заслуживает отдельного внимания.

Устройство и принцип работы

Водяной тёплый пол, это система обогрева помещения, в которой теплоноситель циркулирует по контуру, находящемуся под напольным покрытием. Обратите внимание, что не всегда трубы находятся в стяжке. Есть «настильные системы», в которых контур не заливается бетоном.

При детальном рассмотрении, пирог водяного тёплого пола состоит из следующих элементов:

1. Подготовленное основание;
2. Стяжка (5 см);
3. Теплоизолятор (5 см);
4. Трубы (2 см);
5. Стяжка (4 см);
6. Напольное покрытие (2 см).

В зависимости от применяемых труб, может быть несколько слоёв гидроизоляции. Основание, это черновой пол в подвальном помещении или на первом этаже частного дома. Первый слой стяжки, требуется именно при отсутствии ровной поверхности.

Теплоизолятор толщиной 5 см – стандартное решение. Но если имеется возможность, то лучше увеличить толщину до 10 см. Это на 10-15% повышает эффективность всей системы. Особенно если водяной тёплый пол устраивается на первом этаже. Лучшим материалом для этого слоя является экструдированный пенополистирол.

Трубы в подавляющем большинстве водяных тёплых полов используются диаметром 16 мм.

Второй слой стяжки закрывает всю систему и служит гигантским аккумулятором тепла.

Толщина пирога водяного тёплого пола, варьируется от 18 до 23 см. А масса 1 м2 этой системы достигает четверти тонны! Такие жёсткие условия, существенно ограничивают распространение водяных тёплых полов.

Контур подключают к насосу и котлу, через систему регулировки и контроля.

Где можно использовать

В виду достаточной толщины и массы всей системы, её использование ограничено частным домостроением. В квартирах водяной тёплый пол устанавливать крайне нерационально.

Главная причина – это сложности с подключением питания. К системе центрального отопления можно подключаться только после разрешения из контролирующих органов. И получить его практически невозможно. Даже если оно будет, то исчезнет основной лейтмотив – автономность. Нам известны варианты с установкой в квартире электрических и даже газовых котлов, но это единичные случаи, которые только подтверждают правило: водяной тёплый пол используют только в частных домах.

Система водяной теплый пол — общее описание

Обогрев пола осуществляется теплоносителем. По названию системы понятно, что теплоносителем водяного теплого пола служит циркулирующая по трубам вода. Регулировка температуры и управление  циркуляцией происходит в специально смонтированном коллекторном шкафу. Трубы укладываются петлями на базовый пол и подключаются к коллекторному шкафу.

Как видите на фото, коллекторный шкаф это узел теплого пола в котором собираются трубы теплого пола и происходит регулирование потоков теплоносителя коллекторами с регулирующими кранами арматуры. К слову сказать, ни один строительный объект, никакие промышленные и жилые здания не обходятся без инженерных коммуникаций в виде трубопроводов. Простой повсеместный водопровод и часто встречающийся газопровод знаком любому жильцу города и загорода. Трубопроводы пара и нефтепродуктов знакомы работникам специализированных предприятий.

Укладываются петли водяного теплого пола по двум схемам:

1-Бифилярная система укладки.По другому «двойная спираль» или «улитка»;

2,3-Меандровая система. По другому «зигзаг» или «змейка».

Наиболее эффективна система укладки, где петли теплой воды, чередуются с охлажденной (1,3 на рисунке)

В зависимости от вида закрывающего трубопровод покрытия, водяной теплый пол подразделяется на бетонный теплый пол, а также полистирольную систему и деревянную систему теплый пол . В бетонном теплом полу трубопровод системы закрывается «мокрой» стяжкой.

Водяной теплый пол не является универсальной системой обогрева пола и имеет некоторые ограничения при использовании.

Резистивный тип

Электрический обогрев пола в системах резистивного типа осуществляется за счет тока, проходящего по металлически проводам. А изготавливаются они в виде нагревательных кабелей, либо матов.

Типы электрических теплых полов под плитку

Тёплый пол электрический, конструкция и состав

Помещение, которое будет обогреваться, должно быть защищено от постоянных сквозняков и утечек тепла. Все нагревательные элементы для этого монтируют только на слое теплоизоляции, который предотвращает потери энергии на нагрев плит перекрытия и ухода в атмосферу. Нагревательный кабель, выполненный по одной из перечисленных схем, располагается на теплоизоляционном слое, скрепляется монтажной лентой. Внутри его змейки на одинаковом расстоянии между витками выкладывается гофрированная трубка с помещенным в нее датчиком температуры, который будет контролировать степень нагрева пола. Эта трубка герметично заглушена с одного конца. Она предназначена не только для размещения термодатчика, но и для возможности его удобной замены в случае поломки. Все уложенные нагревательные элементы вместе с этой трубкой будут залиты цементно-песчаной стяжкой. Ее толщина зависит от конструкции кабеля и должна быть тщательно выполнена ровным слоем. Пустоты не допускаются. Поверх наклеивается керамическая плитка или монтируется другое напольное покрытие.

На удобной для работы высоте стены комнаты располагается терморегулятор, который управляет работой теплого пола в автоматическом режиме. При его подключении потребуется подвести провода от:

• кабеля питания электрощитка
• нагревательных элементов
• датчика температуры

Для выполнения скрытой проводки необходимо предусмотреть кабельные каналы или провести штробление стен.

Электрический теплый пол

Среди теплых полов есть универсальный вид, который может использования в любых жилых домах – как частных, так и многоквартирных. Электрические кабели и маты просты в укладке и удобны в использовании, благодаря чему очень популярны в течение продолжительного времени.

Система обогрева электрического типа различается не только нагревательными элементами в своем составе, но и способом обогрева – конвекционный обогрев или излучение инфракрасного типа.

Какие бывают электрические полы?

Пленочные полы изготавливаются по специальным технологиям. Эта система обогрева популярна из-за простоты монтажа, что снижает затраты на ремонт дома. Цементное основание (стяжку) покрывают пленкой и отделывают сверху любым напольным покрытием по инструкции.

Разрешается укладывать ламинат или паркетную доску, а также линолеум.

Ковролин и кафель будут не так эффективны, поскольку плохо пропускают тепло из-за плотности своего материала. Чтобы полы этого типа служили долго, специалисты не рекомендуют превышать температуру обогрева более 28 градусов тепла.

Углеродная пленка и нагреватели биметаллического типа позволяют делать температуру выше 28 градусов. Нагреватель биметаллического типа устойчив к высоким температурам и состоит из нескольких слоев – алюминиевого сплава и медного с добавками. Пленка углеродного типа делается из лавсановых медных элементов и карбонового слоя.

Нагревательные элементы могут быть обернуты в изоляционные каналы из тефлона – такие кабельные электрические полы самые безопасные и устойчивые. Часто изготовители делают кабельные системы обогрева в виде матов, секций или обычный кабелей.

Монтажники при установке системы выбирают способ отделки – стяжку можно заливать поверх системы, а можно обойтись и без нее, отделывая полы сразу поверх нагревательных кабелей или матов.

Как работает электрический пол?

Система обогрева пола электрического типа работает от нагревающегося кабеля, по которому передается электрический ток. Нагревательный элемент повышает температуру благодаря своему внутреннему сопротивлению, присущему каждому материалу.

Принцип работ схож со многими привычными бытовыми электроприборами, имеющимися в каждом доме – чайники, плиты и другое оборудование, работающее от сети.

Данная конструкция электрического пола имеет в своей основе кабель с одной или двумя жилами. Использование двужильного кабеля считается более предпочтительным, поскольку его применение гасит электромагнитные поля, возникающие друг от друга.

Помимо этого, специалисты отмечают отсутствие необходимости возвращение второго конца основного нагревательного элемента к главному источнику питания.

Элементы нагревательного типа в кабельной системе обогрева могут быть резистивными или саморегулирующимися. При резистивном типе происходит сопротивление фиксированного типа, что способствует распределению тепла более равномерными потоками на всей протяженности кабеля.

Это не всегда выгодно для владельца, который ставит на пол мебель или украшает помещение коврами, под которыми температура будет так же высока, как и в любом другом месте комнаты. Чтобы сделать отопление более логичным, можно выбрать альтернативный способ прокладки теплого пола с кабелем саморегулирующегося типа.

В таком случае, система способна сама определить нужную порцию тепла для каждого сектора. Все энергоносители довольно дороги, поэтому обустраивать системы теплых полов в доме нужно особенно внимательно.

Важно не допускать теплопотерь из жилья, обеспечивая при этом определенный уровень комфорта. Теплые полы, принцип работы которых достаточно прост и эффективен для обогрева, успешно справятся с этой задачей.

Монтаж водяного тёплого пола

Задача довольно сложная, но выполнимая. Только сначала требуется выровнять основание. Это очень важное требование, учитывая, что выравнивать всё равно потребуется и первым слоем стяжки это делать эффективнее. Почему?

Например, перепад высот в комнате составляет 3 см. Если сразу уложить трубу и только потом выравнивать стяжкой, то получится, что в одном углу высота цементной смеси будет минимальная – 4 см, а в другом 7. Значит, во время эксплуатации тёплых полов, с одной стороны они буду прогревать 4, а с другой 7 см бетона. Такая неравномерная нагрузка, весьма пагубно действует на всю систему в целом и ведёт к быстрой порче напольного покрытия.

Поэтому, первым и важным этапом является выравнивание полов по уровню горизонта. Для подготовки бетонных полов потребуется:

• Маячковый профиль;
• Лазерный уровень;
• Угольник строительный;
• 5-10 кг гипса;
• Грунтовка;
• Мобильная бетономешалка;
• Цемент;
• ПГС;
• Фибра полипропиленовая.

Ход работ:

Полы подметают и грунтуют. Пока сохнет грунт, выставляют маяки. Для этого, посреди комнаты устанавливают лазерный уровень с таким расчётом, чтобы проекция горизонтального луча была на высоте 15-20 см от пола. Затем угольником замеряют высоту от пола до луча в разных углах комнаты и по результатам определяют самую высокую точку. В этом месте, высота стяжки будет минимально допустимой – 4 см. В остальных местах – согласно потребности.

Для установки маяков, гипс разводят до состояния густой сметаны. Затем делают из полученной массы небольшие кучки вдоль одной стены, с шагом 60-80 см, на них укладывают маячковый профиль. Приставляя к нему угольник, выравнивают по уровню горизонта, располагая его на нужной высоте. От стены до первого маяка должно быть 50 см. Между соседними маяками расстояние варьируется в зависимости от длины прави́ла (ориентируйтесь на 1-1,3 м). Учтите, гипс схватывается быстро, работу проводят «без перекура».

Примерно через 30-40 м, можно заливать стяжку. Цемент разводят с ПГС в соотношении 1:5. Полипропиленовую фибру добавляют из расчёта 80 гр. на 100 л смеси. Фибра является элементом дисперсного армирования, качественно повышая прочность покрытия. Кроме того, после застывания, новая поверхность будет идеально гладкой.

Заливают полученную смесь таким образом, чтобы каждая следующая порция, на 10-15 см заходила на предыдущую. По уровню стяжка выравнивается правилом, с ориентацией по маякам.

После заливки всей поверхности, требуется время для технического созревания цементно-песчаной стяжки. Расчёт, примерно, следующий 1 см толщины – 1 неделя.

Схемы подключения элементов теплого пола к электропроводке

Важно помнить, что монтаж и сборка схемы должны завершиться проверкой работы электрооборудования под напряжением до заливки нагревательных кабелей фиксирующим раствором. На этом этапе проще устранить возникшие неисправности. Повторное включение в работу будет выполняться после полного застывания раствора через месяц. Раньше стяжка не застынет и кабель будет поврежден.

Пример подключения теплого пола, включающего в себя два комплекта нагревательных кабеля и один терморегулятор с датчиком, показан на картинке.

Тёплый пол электрический, схема подключения

В электрическом щитке от автоматического выключателя подключается УЗО. Оно защищает всю схему от возможных токов утечек через корпуса электрооборудования, которые обвязаны РЕ-проводником. Термодатчик кабелем соединен с терморегулятором, который подключен к цепям питания через УЗО и, одновременно, управляет работой контактора посредством отдельного кабеля. Выходные цепи контактора с помощью распределительной коробки соединяются с нагревательными элементами. Включение контактора в схему позволяет одновременно управлять работой нескольких секций нагрева и снизить нагрузку на электрические цепи терморегулятора. Самые простые термостаты механического или электрического типа позволяют задавать только температурные границы регулирования нагрева полового покрытия. Более сложные модели с электронным управлением обладают возможностями использовать повременной недельный график для работы нагревателей в определенное пользователем время суток. За счет этого снижается потребление электроэнергии на обогрев пола, когда хозяева отсутствуют в квартире.

Резистивные маты

Укладывая кабель, каждый монтажник испытывают массу проблем, связанных с  его размоткой и соблюдением определенного расстояния между витками. Производители данных систем решили их путем выпуска готовых матов из стекловолокна, на которых уже выложен двужильный кабель с соблюдением определенного шага. Его остается лишь расстелить на основании пола. А учитывая, что оборотная сторона некоторых моделей теплого пола самоклеющаяся, их не требуется даже закреплять.

Нагревательный мат Thermomat TVK-180

Каждый мат имеет определенные размеры. В большинстве случаев их ширина равна порядка 50 см, а длина варьируется в пределах 20-24 метров. Их можно разрезать, не повреждая при этом сам кабель. Поэтому одним матом можно застелить стандартную жилую комнату.

Удобство использования таких систем заключается в отсутствии необходимости рассчитывать шаг и выставлять мощность нагрева, так как обо всем этом уже позаботился производитель. Удельная мощность большинства моделей составляет 100-150 Вт/м².

Схема укладки резистивного нагревательного мата

Чаще всего такой электрический теплый пол работает как дополнительный обогрев, что объясняется невысокой мощностью матов. Зато такая система не требует толстой стяжки. Такие маты можно укладывать непосредственно под керамическую плитку. В этом случае электрический теплый пол не требует заливки бетонной стяжкой. Достаточно лишь увеличить количество плиточного клея.

Несмотря на более высокую стоимость матов, по сравнению с теплым полом кабельного типа, она в полной мере компенсируется простотой монтажа и комфортом, который обеспечивает подогрев пола.

Укладка теплоизолятора

Экструзионный пенополистирол и сшитый пенополиэтилен, только эти два материала можно применять для устройства теплоизоляции в системе водяных тёплых полов.

Перед укладкой листов теплоизолятора, по периметру комнаты приклеивают демпферную ленту толщиной 10-12 мм. Она служит не только для компенсации теплового расширения стяжки, но и для предотвращения ухода тепла в стены. По высоте, она должна выступать за границы верхнего слоя стяжки.

Листы теплоизолятора раскладывают вразбежку и обязательно на слой гидроизоляции. Для гидроизоляции лучше всего использовать полиэтиленовую плёнку толщиной 0,2 мм.

Если вы решились сделать толщину теплоизоляции 10 см, то будет лучше, если уложить два слоя плит толщиной 5 см. Обязательно с разбежкой между слоями.

Есть вариант использовать в качестве теплоизолятора специальные плиты, предназначенные для организации водяных тёплых полов. Их отличие в бобышках на одной из поверхностей. Между этими бобышками укладывают трубу. Но их стоимость неоправданно высокая. Кроме того, в таких плитах будут держаться далеко не все трубы. Например, полипропиленовые и полиэтиленовые трубы слишком упругие, для них потребуется дополнительная фиксация.

Крепление труб к теплоизолятору не осуществляется. Крепёж должен пройти сквозь слой пенополимера, и зафиксироваться в стяжке. Это очень трудоёмкий процесс, учитывая объём работы.

Монтажные ленты более приемлемое решение, но на них очень трудно укладывать трубу спиралью (улиткой).

Оптимальным вариантом будет фиксация труб на сетке. При этом сетка будет служить именно для крепежа труб, а не для армирования стяжки.

Есть специальные сетки из двуосно ориентированного полипропилена, а можно применять простую кладочную сетку.

Инфракрасный теплый пол

Инфракрасный электрический теплый пол осуществляет обогрев совершенно иным образом. Он по-другому передает тепловую энергию, преобразовывая ее в инфракрасное излучение, подобное солнечному теплу. Электрический теплый пол с инфракрасным принципом действия прямолинейно излучает тепло, нагревая все предметы, расположенные на поверхности. По мнению специалистов, такой подогрев является наиболее комфортным для человека.

Схема подключения инфракрасного теплого пола

Инфракрасная система может выпускаться в двух видах:

• пленочные обогреватели;
• стержневые маты.

Рекомендации по выбору, монтажу и эксплуатации теплого пола

Выбор напольного покрытия

Производители рекомендуют в качестве финишного покрытия на цементно-песчаную стяжку использовать:

• натуральный камень
• керамическую плитку
• керамогранит

Они лучше всего передают через себя тепло в помещение. Допускается также применение древесины, паркета, ламината и других материалов. Однако, они обладают худшей теплопередачей и могут снизить эффект от обогрева.

Деформация покрытия

Нагревательные элементы создают перепады температуры, при которых напольное покрытие незначительно изменяет свои размеры. Чтобы избежать его деформаций следует создать небольшие зазоры для элементов ламината. Нельзя вплотную прижимать его к стенам и крепить к плинтусу. При тепловом воздействии пол должен свободно расширяться и оставаться совершенно ровным.

Теплоизоляция пола

Выбор материала для нее позволяет рационально использовать электроэнергию, поскольку влияет на тепловые потери. С целью создания комфортного обогрева используют фольгированную изоляцию, состоящую из вспененных полимерных материалов с толщиной слоя от 3 до 10 мм. Ее применение экономит электричество от 10 до 20%. Использование твердых сортов пенополистирола с толщиной слоя от 3 см и фольгой, покрытой полимером, позволяет снизить потери до 30%.

Потребление электричества

Эффективность работы любой электрической конструкции определяется величиной, затраченной на нее электроэнергии. Чтобы система теплого пола удовлетворяла вашим запросам определите задачи для нее, которые могут быть:

• постоянный обогрев помещения
• нагрев пола только утром и вечером, когда хозяин находится дома
• поддержание стабилизированной температуры в дневное время для комфортного нахождения на полу маленьких детей
• любые другие условия

Определите площадь помещения и рассчитайте приблизительные затраты электроэнергии за 1 час ее работы или сутки, неделю, месяц. Для этого можно использовать усредненные данные эксплуатации резистивного нагревательного кабеля для создания комфортных условий:

• в сухих помещениях расходуется 120 Вт на 1 м2
• во влажных комнатах — 140 Вт на 1 м2

Например, комната 2 на 3 метра за один час работы теплого пола потребит 2х3х0,12=0,72 кВт. При непрерывной работе в течение 10 часов расход электроэнергии составит 7,2 кВт.

Потребление электричества у пленочного инфракрасного пола и водно-электрического немного экономичнее.

Тёплый пол электрический и его ремонтопригодность

Хотя производители и гарантируют работу теплого пола длительные сроки, однако, предусмотреть появление поломок отдельных деталей и устранение их заменой лучше всего на стадии проекта. Для этого способы подключения термодатчика с термостатом должен исключить вскрытие засохшей цементно-песчаной стяжки пола при возникновении необходимости их ремонта. 

Замена пленки у инфракрасного пола не должна создать нерешаемых вопросов со сложной разборкой напольного покрытия.

У жидкостно-электрических модулей замена жидкости и нагревательного элемента может быть выполнена через специальную монтажную коробку. Ее монтируют на линии финишной стяжки пола. А в случае нарушения целостности трубы небольшой объем вытекшей жидкости укажет на место повреждения. Его просто вырезают после вскрытия. Затем накладывают муфты и подключают двухсторонний фитинг.

Так же читайте по теме:

Экономия электричества на даче или в загородном доме, 8 способов!

Выбор теплого пола, водяной или электрический?

Как рассчитать теплый пол? Расчет мощности различных нагревательных элементов.

Будем рады, если подпишетесь на наш Блог!

Принцип действия пленочных обогревателей

Конструкция этих обогревателей состоит из пары размещенных параллельно друг другу токопроводящих шин, между которыми расположены карбоновые полосы, излучающие тепловую энергию.

Принцип обогрева плёночного тёплого пола

Несмотря на малую толщину, данная система инфракрасного принципа действия способна эффективно обогревать помещение. Продаются пленочные обогреватели в рулонах, ширина которых варьируется от 50 см до 1 метра, а длина – до 50 метров.

Для удобства укладки через каждый 25 см на пленке нанесена разметка, по которой ее можно разрезать.

Такая система укладывается непосредственно под финишное покрытие и не требует заливки бетонной стяжкой. Чаще всего электрический пленочный теплый пол используют как обогрев полов из ламината, паркета и линолеума.

Принцип действия стержневых инфракрасных матов

Обогрев пола в этом случае осуществляется с помощью излучателей-стержней, размещенных между двух проводников, расположенных параллельно друг другу.

Продается такая система в рулонах шириной 83 см. Длина матов может достигать 20 метров. А стержни в них расположены с шагом 9 или 10 см. Удобство укладки таких матов достигается за счет возможности разрезать один из проводников по центру между стержнями. Удельная мощность таких матов составляет 130 Вт/м² и 160 Вт/м².

Устройство стержневого инфракрасного теплого пола

Еще одна отличительная особенность данной системы заключается в саморегулировании температуры нагрева. Когда поверхность пола нагревается до требуемой температуры, стержни перестают излучать тепло.

Основным требованием при эксплуатации матов является их помещение в бетонную стяжку толщиной 3 см. В противном случае они теряют способность осуществлять подогрев с самостоятельным регулированием температуры. А в качестве финишного покрытия пола могут использоваться любые материалы.

Стяжка

ВАЖНО: верхний слой стяжки заливают только при заполненном контуре. Но перед этим, металлические трубы заземляют, и закрывают толстой полиэтиленовой плёнкой. Это важное условие, для предотвращения коррозии вследствие электрохимических взаимодействий материалов.

Вопрос армирования можно решить двумя способами. Первый – положить сверху трубы кладочную сетку. Но при таком варианте, возможно появление трещин в следствии усадки.

Другой способ – дисперсное армирование фиброй. При заливке водяных тёплых полов, лучше всего подходит стальная фибра. Добавленная в количестве 1 кг/м3 раствора, она равномерно распределится по всему объёму и качественно повысит прочность застывшего бетона. Полипропиленовая фибра, для верхнего слоя стяжки подходит гораздо меньше, ибо прочностные характеристики стали и полипропилена даже не конкурируют друг с другом.

Устанавливают маяки и замешивают раствор по вышеизложенной рецептуре. Толщина стяжки должна быть не менее 4 см над поверхностью трубы. Учитывая, что ø трубы 16 мм, общая толщина будет достигать 6 см. Время созревания такого слоя цементной стяжки – 1,5 месяца. ВАЖНО: Ускорять процесс включая подогрев пола – недопустимо! Это сложная химическая реакция образования «цементного камня», которая происходит при наличии воды. А нагрев вызовет её испарение.

Ускорить созревание стяжки можно при включении в рецептуру специальных добавок. Некоторые из них вызывают полную гидратацию цементу уже через 7 суток. И кроме этого значительно уменьшают усадку.

Определить готовность стяжки можно, если положить на поверхность рулон туалетной бумаги, и накрыть его кастрюлей. Если процесс созревания окончился, то на утро бумага будет сухая.

Первое включение

Очень важный этап эксплуатации водяного тёплого пола. Чтобы не потрескалась стяжка от неравномерного прогрева, и не повредились трубы, включение проводят по следующей схеме:

1 сутки – температура 20 ˚C.

2 сутки – увеличивают температуру на 3 ˚C.

3 и следующие сутки, поднимают температуру по 4 ˚C, до выхода на рабочий режим.

Только после этого, можно переходить к монтажу напольного покрытия.

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...