Как выбрать электрический теплый пол

Устройство и принцип работы

Есть одно очень важное правило, которое касается любых тёплых полов – горизонтальность поверхности должна быть идеальной. Это необходимо обеспечить ещё до начала укладки теплоизолятора и прочих работ. А причина здесь в том, что если выравнивание полов проводить стяжкой поверх кабеля, то может сложиться весьма неприятная ситуация, когда в разных углах комнаты, толщина стяжки будет разной. По результату для нагрева поверхности кабель будет работать в противоположных углах комнаты с разной интенсивностью. Такое положение очень быстро приводит к поломке оборудования.

Выравнивание полов проводят цементно-песчаной стяжкой с минимальной толщиной 4 см. Учтите, что время полного созревания стяжки рассчитывается по формуле 1 см толщины – 1 неделя. Для ускорения процесса, можно использовать быстросохнущие смеси, которые набирают полную прочность при толщине до 10 см, в течение 2-3 суток.

Внимание: все дальнейшие инструкции будут исходить из того, что в целевом помещении полы выровнены по горизонту.

Система электрического напольного обогрева может применяться в любом помещении как в качестве основного, так и дополнительного отопления. Здесь важно правильно подобрать модель из всего многообразия, предлагаемого производителями.

Прежде, чем остановиться на конкретной модели, следует определиться, это будет основное или дополнительное отопление. Также, сразу же следует решить, для каких конкретно комнат понадобится приобретать систему теплого пола.

В ванной тоже можно укладывать систему теплого пола. Главное, чтобы это была надежная изоляция и водонепроницаемость нагревательных элементов

Надо иметь в виду, что для каждого помещения покупается отдельная система с отдельным терморегулятором. Ведь условия эксплуатации ванны, кухни и лоджии совершенно разные. Как и требования к температурному режиму. Поэтому и системы будут отличаться.

Нагревательные кабели не умеют самостоятельно регулировать нагрев – их нужно укладывать только на свободных от мебели местах

На выбор оптимального оборудования для обустройства теплого пола будут влиять такие параметры:

площадь комнаты;
общее состояние помещения – идет ремонт или нет;
предполагаемое декоративное напольное покрытие;
требуемая мощность системы;
имеется ли альтернативный источник обогрева;
какую сумму планируется потратить.

Ответив на все эти вопросы, можно подобрать наиболее подходящий вариант, который будет удовлетворить все потребности в подогреве помещения.

Так, если площадь комнаты небольшая, имеется основное отопление и полномасштабные ремонтные работы не планируются, то вполне можно подобрать достойный вариант электрической системы. Причем, он будет прост в установке и совершенно не испортит первоначальный вид помещения.

Если электрический карбоновый теплый пол уложить под плитку, то радиаторы, портящие дизайн комнаты, можно будет демонтировать за ненадобностью

При покупке комплекта теплого пола не стоит забывать об основных критериях выбора – внешнем виде товара и сопутствующей документации. Каждый добросовестный производитель дает гарантию на свое оборудование и обязательно прилагает инструкцию, в которой указаны рекомендации по эксплуатации и монтажу.

Если же гарантии нет и сертификат качества продавец затрудняется показать, то не стоит покупать у него товар. Здесь велика вероятность натолкнуться на подделку, низкая цена которой обернется полномасштабным ремонтом через 2-3 года.

Что касается внешнего вида, то выбрав нужную систему, надо не стесняться проверить, чтобы комплектация, указанная производителем в документах, соответствовала тому, что предлагают в действительности.

Также следует обратить внимание, чтобы при детальном осмотре не оказалось видимых повреждений – царапин на пленке или сломанных стержней, поврежденной изоляции у проводов и прочих неполадок.

Система теплого пола, как правило, продается целым комплектом. Производитель помещает в коробку с матом или рулоном дополнительные комплектующие, которые нужны для сооружения системы

Сразу же следует подбирать дополнительные материалы, указанные в инструкции производителем. Часто можно встретить рекомендации использовать фирменную теплоизоляцию, защитную пленку и другое.

Не стоит пренебрегать такими советами – как правило комплектующие одного производителя идеально подходят и тогда система теплого пола прослужит максимально возможное время своему владельцу.

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:

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

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.

Какая требуется мощность

Разумеется, что это условные деления. По факту, если полы выступают как основной источник тепла, то мощность нагревательных элементов должна быть в:

Комнатах с одной стеной выходящей на улицу – 130 вт/м²;
Комнатах с двумя стенами выходящими на улицу – 160 вт/м²;
Внутренних комнатах – 100 вт/м².

Это весьма общие значения, ибо для Архангельской области необходимо эти цифры увеличить в полтора раза, а для Астраханской можно чуть уменьшить.

Вместе с тем, во время монтажа можно умело варьировать шаг витков, тем самым увеличивая прогрев в проблемных областях. Например, вдоль стен пустить кабель с шагом 8 см, а посреди комнаты увеличить шаг до 15 см. Но данные параметры, определяются со строгой оглядкой на мощность 1 погонного метра кабеля.

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.

Выбор для конкретной комнаты

Если это будет основной источник тепла и стены комнаты выходят на улицу, то однозначно кабельная система. В других случаях, возможны варианты, в зависимости от напольного покрытия.

Например, под ламинат или мягкие напольные покрытия, рекомендуется плёночная система. Но если соблюдать некоторые условия при монтаже и подборе материалов для финишной отделки полов, то и линолеум, и ламинат будут хорошо выполнять свою функцию с кабельной системой нагрева.

При выборе, опирайтесь на следующие пункты:

Основной это источник тепла, или второстепенный;
Требуемая мощность;
Возможность залива стяжки;
Под какое напольное покрытие готовится система.

Тщательно проанализируйте все данные, и выбор станет очевидным.

Преимущества и недостатки

Преимущества водяных тёплых полов во всей полноте раскрываются только при использовании дешёвых энергоносителей, как-то: газ, уголь, дрова. Нагрев теплоносителя электрическим котлом, приблизительно в 7 раз более затратный, чем при использовании газового оборудования.

Гигантская теплоёмкость системы водяного тёплого пола, ещё один плюс. Комната, в которой находится ≈ 100 кг/м2 нагретого бетона, быстро остыть не может (в расчёт берётся только верхний слой стяжки).

Но и минусы тоже есть. Прежде всего, это чудовищная инерционность. Чтобы прогреть такой слой стяжки, необходимо время и энергия.

Инерционность подводит к тому, что регулировка температуры водяного тёплого пола, весьма условна. Контролирующая аппаратура снимает показатели температуры с теплоносителя, поверхности пола и воздуха (в некоторых терморегуляторах). Но вносимые через терморегулятор изменения, очень медленно проявляются.

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.

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.

Инфракрасная плёнка

Монтаж начинается с грунтовки, гидроизоляции и укладки подложки на основание. Для гидроизоляции используют полиэтиленовую плёнку, толщиной 0,2 мм, она настилается внахлёст 10-15 см, с таким же припуском на стены. Стыки проклеивают скотчем.

По объективным причинам, для подложки можно использовать только три вида теплоизоляторов:

Экструзионный пенополистирол (Пеноплекс);
Сшитый пенополиэтилен;
Пробковый агломерат.

От всех остальных материалов данной группы, эти три выделяются высокой упругостью и твёрдостью. Другими словами, они не сминаются после длительного сдавливания.

По физическим показателям их свойства примерно идентичны. Но вот при сравнении по другим критериям, разница ощутима. В частности, Пеноплекс абсолютно не устойчив к действию большинства бытовых растворителей (ацетон, 646, уайт-спирит и пр.). А пробковые материалы, плохо сопротивляются биологическим разрушающим факторам – грибок и плесень. Частично эту проблему решают путём добавления в пробковый агломерат связующих на основе битума или резины. А вот с растворимостью пенополистирола, ничего поделать нельзя.

Подложки выпускаются в рулонах или матах. Толщина материала должна быть 6-10 мм. Перед использованием, подложка должна отлежаться при комнатной температуре в течение суток. Укладывают её на основание, фиксируя двухсторонним скотчем, с таким расчётом, чтобы до стены оставался промежуток 10-15 мм. Между собой листы проклеивают скотчем.

Выбор труб и их укладка

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.

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.

Для водяного тёплого пола подходят следующие виды труб:

Медные;
Полипропиленовые;
Полиэтиленовые PERT и PEX;
Металлопластиковые;
Гофрированная нержавейка.

У них есть свои сильные и слабые стороны.

Кабельный теплый пол

Кабельные системы тоже могут приобретаться в комплектации от производителя, или же в разнобой. Стоимость терморегуляторов и термодатчика не отличается от плёночных аналогов, а вот цена кабеля варьируется в зависимости от формы выпуска и мощности. Двухжильный кабель мощностью 20 вт/м в зависимости от производителя и длины может стоить от 160 до 400 р/м. Размещённые на сетке, такая же продукция стоит дороже.

В этом случае, для подложки используют такие же материалы, как и для плёночного пола, но вот толщина их должна быть 30-40 мм. Листы подложки укладываются в разбежку и тщательно фиксируются к основанию. Для этого используют саморезы с широкими шайбами. Стыки между плитами проклеивают полиуретановым клеем или силиконовым герметиком.

Сверху, на подложке, рисуют схему расположения кабеля. Количество витков на 1 м2 рассчитывается по формуле: W/W1. Где W – требуемая мощность на 1 м2; W1 – мощность 1 погонного метра кабеля. ВАЖНО: расстояние между соседними витками не должно быть меньше 8 см. Затем, приступают к креплению монтажной ленты.

Она фиксируется к основанию через утеплитель, через каждые 70-90 см, перпендикулярно виткам кабеля.

Укладку двухжильного нагревательного кабеля начинают от того места, где на стене будет расположен терморегулятор. Для крепления кабеля в монтажной ленте, используют систему язычковой фиксации. Изгибы кабеля должны быть плавными, без заломов.

Расстояние между кабелем и стеной должно быть не менее 5 см, а до нагревательных приборов и стояков отопления – 10 см.

После укладки нагревательного элемента, в подложку интегрируют термодатчик. Его вставляют в гофротрубу с заглушенным концом. Располагают термодатчик на расстоянии 25-30 см от стены, между витками кабеля, и хорошо фиксируют к основанию. Проводка от него, через гофротрубу протягивается до терморегулятора. К нему же подводят и силовые кабеля.

Подключение проводки выполняется в соответствии с инструкцией от производителя терморегулятора. Затем проверяют целостность электрической цепи и правильность сборки конструкции, путём включения нагрева на 2-3 минуты. Если всё работает, то обязательно зарисовывают схему расположения кабеля и только потом приступают к заливке стяжки.

Минимальная толщина стяжки над кабелем – 4 см. Использование цементно-песчаной смеси потребует ждать до полного созревания 4 недели. Более тонкий слой стяжки не рекомендуется устраивать для предотвращения появления «эффекта зебры», а также по той причине, что это повысит вероятность появления трещин после температурного расширения материала. Если образование трещин возможно предупредить введением в состав стяжки полипропиленовой фибры для дисперсного армирования, то полосатость нагрева останется.

Вполне допустимо использовать быстросохнущие и самовыравнивающие стяжки. В цене они обходятся дороже цементно-песчаной смеси, но зато проходят весь цикл созревания за 2-3 суток при толщине слоя 5-7 см. Для расчёта количества такой смеси, ориентируйтесь на следующие цифры: 14 кг/м2 при толщине 1 см.

ВАЖНО: до полного созревания стяжки, включать нагрев категорически запрещено!

После выдерживания технологического промежутка для набора прочности стяжки, поверхность грунтуют и приступают к укладке напольного покрытия.

Идеальным вариантом для такой поверхности будет керамическая плитка. Она образует монолитное соединение с основанием, и это повышает энергоэффективность всей системы. Линолеум и ковролин тоже будут эксплуатироваться на таких полах без нареканий, хотя и с меньшей эффективностью. С ламинатом требуется осторожность. Дело в том, что система нагрева «похороненная» в стяжке, обладает высокой инерционностью и точная регулировка температуры на ней невозможна. А для продолжительной эксплуатации ламината, требуется соблюдать строгий температурный режим. Поэтому собирая напольное покрытие из ламината на кабельном тёплом полу, вы сильно рискуете.

Энергопотребление теплыми полами

Вне зависимости от того, на какой системе нагрева будет функционировать тёплый пол, энергопотребление зависит от:

Качества подложки;
Замкнутости помещения.

Мы проводили эксперименты, и выяснили, что даже открытая дверь в комнату с тёплыми полами, приводит к увеличению времени работы нагревательных элементов. В частности, при качественной теплоизоляции основания и грамотно организованной вентиляции, для поддержания заданной температуры ( 25˚C) в ванной комнате, тёплый пол (S=1,5 м2; Wобщ = 135 Вт) в течение часа работал:

14 мин при закрытых дверях и отсутствии людей;
23 мин при закрытых дверях с 1 человеком внутри;
46 мин при открытых дверях без людей внутри.

В простейшем случае, за сутки будет израсходовано ((24 х 14) / 60 = 5 ч 36 м) х 135 вт ≈ 0,75 кВт.

Другими словами, энергопотребление напрямую зависит от степени эксплуатации помещения.

Система управления и опрессовка контура

Система управления водяным тёплым полов включает:

Насос;
Котёл;
Коллектор;
Терморегулятор.

Компоновка всех элементов с соблюдением технических параметров, очень сложная теплотехническая задача. В расчёт принимается масса параметров начиная от количества фитингов и длины труб, и оканчивая толщиной стен и регионом страны. В общих чертах можете ориентироваться на следующие данные:

Насос можно использовать только циркуляционный. «Мокрый» тип насоса, надёжнее «Сухого» и менее требователен в обслуживании.

Р = 0,172 х W.

Где W – мощность отопительной системы.

Например, при мощности системы 20 кВт, производительность насоса должна быть 20 х 0,172 = 3,44 м3/ч. Округляют результат в большую сторону.

Напор высчитывается более сложной методикой. Ведь трубы расположены горизонтально, а характеристика насоса показывают вертикальный напор. Используйте следующую формулу: H = (L * K) Z/10. Где L – общая длина контуров, К – коэффициент потерь давления от трения (указан в паспорте трубы, переводится в Мпа), Z – коэффициент ослабления напора в дополнительных элементах

Z1 – 1,7 вентиль термостата;

Z2 – 1,2 смеситель;

Z3 – 1,3 вентили и фитинги.

На примере это выглядит так, допустим, имеются 3 контура, по 120 м. В сумме есть 18 фитингов, 3 вентиля термостата, 1 смеситель. Труба – гофрированная нержавейка ø16 мм, коэффициент потерь 0,025 Мпа.

H = (120*3*0,025) ((1,7 * 3) (1,3 * 1) (1,2 * 18))/10 = 9 (5,1 1,3 21,6)/10 = 11,8 м. Результат округляется в большую сторону – напор насоса 12 м.

Мощность котла рассчитывается по формуле W = S * 0,1. Где S — площадь дома. Есть ещё масса поправочных коэффициентов, в зависимости от толщины и материала стен дом, климата региона, этажности, наличия смежных комнат.

Учтите, что температура воды на выходе должна быть более 30 — 35́˚C. Чтобы выдержать такую температуру, перед коллектором устанавливают смеситель. В нём вода смешивается до нужной температуры перед подачей в контур.

Коллектор регулирует подачу воды в каждом контуре. Без него, вода пойдёт по пути наименьшего сопротивления потоку, то есть по самому короткому контуру. Регулировка осуществляется сервоприводами, согласно данным от терморегулятора.
Терморегуляторы наблюдают за температурой в контролируемых помещениях, снимая показатели с термодатчиков.

До опрессовки контура его промывают и только затем подключат к коллектору. Воду подают под обычным давлением, но температуру увеличивают на 4˚C в час, до 50 ˚C. В таком режиме система должна функционировать 60-72 часа. ВАЖНО: во время опрессовки требуется постоянный контроль!

В домашних условиях, без использования специального оборудования, опрессовывать повышенным давлением невозможно.

Если проверка не выявила изъянов монтажа, то можно приступать к дальнейшим операциям.

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.