Кабельный теплый пол: что нужно знать при выборе

Обогрев жилых помещений электрическими теплыми полами уже достаточно давно применяется в качестве основной или резервной системы отопления (СО) в Европе. С недавних пор, такой способ обогрева квартир и частных домов стал очень популярен в России и на большинстве территорий постсоветского пространства. Всему виной растущая стоимость на твердое топливо и углеводороды (которые и являются основным источником тепловой энергии при сжигании), сложности, возникающие при монтаже контура водяного контура, а также масса запретов и нюансов при его создании. Гораздо проще использовать в качестве основного источника тепла греющий электрический кабель для теплого пола, о котором и пойдет речь в этой публикации.

[contents]

Как известно из курса физики (электротехники, материаловедения, сопромата и пр.) любое вещество, способное пропускать электрический ток считается проводником, а не способное – диэлектриком. Есть еще и третий тип материалов, которые могут быть как проводниками, так и диэлектриками.

В зависимости от материала проводника, его длины и сечения, а также некоторых внешних факторов (температура и пр.), любой токопроводящий материал оказывает сопротивление направленному движению заряженных частиц. На рисунке ниже наглядно показано, как сталкиваются заряженные частицы с атомами проводника.

Чем выше удельное сопротивление проводника, тем большие потери (как правило, в виде нагрева) происходят при прохождении по нему электрического тока. Именно это принцип и использован в большинстве бытовой техники с ТЭНами, а также в греющем кабеле, применяющемся в напольном отоплении.

Принцип работы данной СО прост: при подключении такого теплого пола к электросети происходит нагрев кабеля по всей его длине. Выделенное тепло передается через стяжку, на напольное покрытие, благодаря чему происходит щадящий и равномерный прогрев отапливаемого помещения. Управление теплым полом данного типа производится посредством термостата.

Виды «теплых полов» кабельного типа

Сегодня, на отечественном рынке климатической техники, представлены электрические системы отопления «теплый пол» следующих конструкций:

• Секционные резистивные.
• Нагревательные маты.
• Саморегулирующийся полимерный кабель.

Пояснение автора: резистивный элемент нагревается в зависимости от удельного сопротивления материала проводника.

Первый тип греющих кабелей представлен на отечественном рынке климатической техники в достаточно большом разнообразии. Несмотря на такой широкий ассортимент продукции, данные нагревательные элементы можно разделить на два основных типа: одножильные и двужильные.

Одножильный и двужильный кабель

Одножильные кабели состоят из нагревательной жилы, изоляции из термостойкого ПВХ и экранированной оплетки. Вся эта конструкции закатана в высокопрочную оболочку из ПВХ, которая является одновременно изолятором и защитой от механических повреждений. Оба конца греющего кабеля подсоединяются к монтажным проводам посредством соединительных муфт.

Важно: В кабелях данной конструкции электрический ток проходит только по одному проводнику. Для создания цепи необходимо подключение обоих концов проводника к электропитанию.

Конструкция двужильного греющего кабеля состоит из двух изолированных проводников, экрана, снижающего электромагнитные наводки, наружной оболочки из стойкого ПВХ. Подсоединение к монтажному проводнику производится через монтажную муфту. Оканчивается кабель данной конструкции – оконечной муфтой.

Одно-и двужильные резистивные кабели представлены в продаже в виде бухт со строго определенной длиной греющего элемента. На отечественном рынке строительных материалов представлены комплекты от 10 до 100 погонных метров. Мощность греющего элемента варьируется от 10 до 20 Вт/погонный метр.

Конструкция стяжки и особенности монтажа

Устройство теплого пола электрического кабельного, представляет собой необходимый отрезок греющего кабеля, подключаемого через специальные муфты к источнику электричества. Как правило – это бытовая электросеть, 200 v/50Гц. Монтажные провода (посредством которых и производится подключение к электропитанию) изготавливаются из материалов с низким удельным сопротивлением, благодаря чему не происходит их нагрев.

 Укладка греющего кабеля производится непосредственно в стяжку пола.

 «Пирог» кабельного теплого пола состоит из следующих компонентов:

1. Бетонное основание пола.
2. Гидроизоляционный материал.
3. Теплоизоляция для теплого пола.
4. Первичная стяжка для выравнивания поверхности. Толщина бетонного покрытия от 10 до 30 мм.
5. Монтажная лента.
6. Нагревающий кабель.
7. Бетонная стяжка. Толщина от 30 до 50 мм.
8. Финишное напольное покрытие. Материалами с лучшей теплоотдачей являются керамическая и каменная плитка.

Реже применяется способ укладки в сборки и конструкции из дерева и металла.

Расчеты

Первое, что нужно сделать при проектировании кабельных систем напольного отопления – произвести расчет необходимой длины греющего элемента. Данный параметр рассчитывается по формуле:

L = S * P_s / P_k

где:
S – площадь, на которой планируется укладка греющего элемента;
P_s – тепловая мощность, необходимая для нагрева 1 м² отапливаемого помещения;
P_k – мощность нагревательного элемента выбранной модели.

Расчет расстояния между витками кабеля производится по формуле:

H = S * 100 / L

где:
Н – расстояние между ближайшими витками проводника;
S – площадь, на которой планируется размещение кабельного теплого пола;
L – расчетная длина нагревательного элемента.

В принципе, расчеты не должны вызвать затруднений. Для упрощения задачи можно воспользоваться одним из онлайн-калькуляторов, которые можно найти на специализированных порталах в интернете.

Если планируется укладка нагревательного элемента непосредственно под напольным покрытием или в тонком слое бетонной стяжки, то для правильного подбора мощности существуют специальные таблицы, на одну из которых рекомендуем обратить внимание.

Совет: Если планируется укладка продукта в толстый слой бетоной стяжки, толщиной от 55 до 130 мм.(который будет являться своего рода аккумулятором тепловой энергии), то специалисты рекомендуют использовать двужильный нагревательный элемент, с удельной мощностью 20 Вт/м².

Для одножильного нагревательного проводника применяется схема укладки, показанная на рисунке ниже.

Для двужильного чаще всего используются схемы укладки: змейка и улитка. Первая, показана на рисунке ниже.

Важно! Следует понимать, что от мощности кабеля на 1 м² и его длины целиком зависит сколько потребляет теплый электрический пол электроэнергии в час. Это немаловажное значение при высокой (в сравнении со стоимостью тепла, полученного при сжигании углеводородов) стоимости электрической энергии.

Саморегулирующиеся греющие кабели

Конструктивно данный продукт состоит из двух проводников (выполняющих исключительно токопроводящую функцию) и расположенной по всей длине кабеля, полупроводниковой матрицы. Основным отличием такой конструкции является возможность полимера изменять степень нагрева на определенном участке кабеля.

Именно такое свойство полупроводниковой матрицы позволяет самостоятельно и без сторонних приспособлений выравнивать степень нагрева по всей площади помещения. Другими словами: если предполагается перекрытия участка пола предметами мебели и интерьера, то данный тип нагревательного элемента самостоятельно снизит степень нагрева проводника на данном участке.

Структура саморегулирующегося нагревательного кабеля показана на рисунке. Каждая модель обладает собственной зависимостью, между мощностью нагрева и температурой. Подбор производится исключительно из условий эксплуатации.

Нагревательные маты

Это еще один продукт, разработанный инженерами для облегчения процессов расчета и укладки кабельного теплого пола. Конструктивно такой нагревательный элемент представляет собой определенный отрезок двужильного кабеля, уложенного и закрепленного с определенным шагом на полимерной сетке. Некоторые модели нагревательных матов оснащаются самоклеющеся основой, еще больше упрощающих процесс монтажа «теплого пола».

Длина мата варьируется в пределах 20 – 24 метров погонных. Ширина мата, как правило, 48 – 50 см. Мощность на 1 м² варьируется от 100 до 150 Вт/ м². Схема подключения теплого пола к электричеству такая же, как и при монтаже кабельного нагревательного элемента: через муфты продукт соединяется с холодными проводниками, которые, в свою очередь, подключаются к источнику электроэнергии 200v/50Гц. За управление теплыми полами отвечает терморегулятор.

Схемы укладки матов могут быть различны. Подложка (полимерная сетка) может разрезаться без повреждения проводника. На рис. Ниже представлено несколько вариантов размещения матов.

Основные требования

Использование нагревательного кабеля, в нашей стране, строго регламентировано. Вот несколько требований, о которых необходимо знать перед началом проектирования СО на основе кабельного теплого пола:

• Данный продукт может использоваться только как вспомогательная СО.
• В помещениях площадью менее 25 м² должен применяться только один кабель.
• Не рекомендуется монтаж нагревательного элемента в местах, где планируется размещение стационарных предметов мебели.
• При монтаже не допускается заломов, перекручивания и образования петель.
• Нагревательный элемент должен проходить не ближе 5 см от металлических и 3 см от деревянных конструкций. Кабель не должен размещаться ближе 50 см от элементов основной СО.
• Данный продукт (независимо от его модели) должен подключаться к электросети через терморегулятор, оснащенный датчиком температуры.

И последнее: Монтаж и подключение нагревательного элемента должен осуществляться только квалифицированным персоналом, имеющим допуск (не ниже 4) для работы с электросистемами и электрооборудованием.