Краткая информация и классификация обогревательных систем
Схематичный рисунок сравнения устройства резистивного и саморегулирующегося кабеля
Электрические полы – это обогревательные системы, состоящие из кабельного нагревательного элемента, регуляторного блока и датчика съема температуры. Система подключена к сети переменного тока посредством протяжки силового кабеля соответствующего сечения.
По способу работы нагревательные элементы разделяются на два вида:
- Резистивный кабель – это одно- или двужильный кабель, состоящий из одной или двух жил, проходящих по всей длине нагревательного элемента. Токопроводящая жила защищена слоем изолирующего материала со специальной внешней металлической оплеткой, выполняющей роль заземления и экранирующей защиты. Внутренние изолирующие слои и жила покрываются внешним изолятором из полимерного вещества.
- Саморегулирующийся кабель – это двужильный кабель, состоящий из токопроводящих элементов обернутых саморегулирующейся полупроводящей матрицой. Роль изолирующего вещества выполняется термоустойчивый эластомер с обязательной экранирующей оплеткой из медной проволоки.
Основная проблема, возникающая в ходе эксплуатации электрических теплых полов на основе резистивных кабелей – это возможность перегрева, вызванная неудовлетворительным качеством монтажных работ, слишком низкой теплопроводностью облицовочного покрытия, продолжительной работой с высокой температурой нагрева и т.д.
Саморегулирующиеся кабеля лишены данного недостатка за счет применения в их конструкции специальной полупроводниковой матрицы, которая меняет и регулирует мощность, снижая и увеличиваю силу поступающего тока, в зависимости от потребности системы.
Основные виды электрических обогревательных конструкций
По форм-фактору кабельные полы разделяются на свободный нагревательный кабель и нагревательные маты, где нагревательный элемент закреплен на армирующей стеклосетке.
Принципиальной разницы в работе и эксплуатации у данных разновидностей нет. Основное отличие – это область применения и необходимость проведения расчетных работ.
Роль регуляторного блока выполняет специальный терморегулятор, монтирующийся вблизи включателей комнатного освещения или в любом удобном месте. В зависимости от типа исполнения регулятор позволяется осуществлять настройку обогревательной системы, выполнять регулировку в заданных температурных диапазонах и проводить детальное программирование о времени включения, температуре и продолжительности нагрева.
Датчик фиксирования температуры нагрева выполняется в виде изолированного провода со специальной “головкой”, позволяющей снимать средние температурные показания на основе данных полученных от нагреваемого пространства, расположенного между изгибом резистивных элементов.
Помимо вышеописанных конструкций к электрическим полам относят пленочный и стержневой инфракрасный пол. Данные полы базируются на принципе инфракрасного нагрева.
Данный подход относительно “новый” и подходит далеко не всем, поэтому в рамках данного материала хотелось бы сосредоточиться именно на обогревательных конструкциях, работающих на основе стандартного конвекционного обмена.
Расчеты потребления электроэнергии
Проводя расчет расходов потребления электроэнергии электрических теплых полов, необходимо определиться в первую очередь три составляющие:
- Площадь обогреваемого помещения.
- Тепловые потери здания.
- Мощность теплого пола.
Эти показатели являются общими. Для более точного расчета вам придется найти информацию и по более конкретным факторам, влияющим на данный конечный показатель. О них мы уже писали выше (площадь остекления, количество дверей и прочее).
Для примера можно сделать расчет потребления на один квадратный метр обогреваемой площади. У нас есть площадь пола, равная 1 м². Сегодня производители теплых электрических полов предлагают различные модели с разными мощностями. Мы для примера возьмем мощность 150 Вт/м². Для обогрева одного квадратного метра нам потребуется 0,15 кВт электроэнергии. Умножаете это на 24 часа в сутки, получаете 3,6 кВт/ч в день. Это число умножаете на тариф. Вот и ваши расходы электроэнергии за сутки.
Экономим на использовании теплого пола
Но здесь есть один очень интересный момент, связанный с терморегулятором. Понятно, что по максимальной теплоотдаче электрический теплый пол будет работать лишь в самом начале, когда необходимо нагреть помещение до определенной температуры. Затем сам прибор начинает работать, так сказать, периодически. В чем суть принципа работы теплого пола?
- С помощью терморегулятора выставляется необходимый для данного помещения температурный режим.
- Происходит нагрев кабеля до заданного температурного показателя.
- Затем идет остановка подачи электроэнергии.
- Какое-то время теплый пол просто не работает только из-за того, что напольное покрытие еще отдает тепло в помещение.
- Дойдя до критической нижней точки, терморегулятор срабатывает и подключает подачу электроэнергии на нагревательный кабель.
Получается так, что электрическая система работает не все 24 часа в сутки. Помните, мы говорили о 30% экономии? Это они и есть. Из нашего примера получается, что отопительная напольная система будет потреблять не 3,6 кВт, а 2,4 кВт. Существенная разница. Но и это еще не все, что касается вопроса, сколько потребляет теплый пол электричества.
Экономичный вариант – пленочный пол
Многое будет зависеть от того, какой напольный материал был уложен на теплый пол в качестве отделки. От этого будет зависеть тепловая отдача покрытия, а соответственно и потребность в электроэнергии. К примеру, для керамической плитки необходим теплый пол мощностью 180 Вт, для ламината 130 Вт. Варьируя этими показателями, можно правильно подобрать отопления к каждому отдельно взятому помещению.
В качестве дополнения ко всему вышесказанному необходимо сказать, что потребление электрического тока также будет зависеть и от интерьера комнаты: установлена ли в нем мебель, какая она, установлены ли на полу другие предметы (к примеру, пианино, сундук и прочее). Почему этот фактор является немаловажным? Все дело в том, что схема расположения элементов теплого пола как раз и зависит от места установки предметов мебели. Специалисты рекомендуют под них теплый пол не монтировать.
- Во-первых, тепло из-под мебели выделяться в помещение не будет. А, если и будет, то только в мизерных количествах.
- Во-вторых, есть большая вероятность, что в местах установки мебели, а, точнее сказать под их ножками, может произойти излом кабеля или пленки, что приведет к разрыву электрической цепи, а, значит, теплый пол работать не будет.
Специалисты поэтому при проведении расчета не берут полностью всю отапливаемую площадь помещения, а всего лишь 70%. И это опять экономия.
Комфорт плюс экономия энергоносителя
Получается очень интересная картина. Определить точно, сколько потребляет электрической энергии теплый пол, достаточно сложно. Посмотрите, сколько факторов надо учитывать, чтобы сделать точный расчет. Если вы решаетесь выполнить его самостоятельно, то это может быть очень затруднительно. Поэтому рекомендуем использовать упрощенный вариант, который мы вам показали, с небольшими добавками на вид напольного покрытия и на учет используемого терморегулятора.
Пример расчета электрического теплого пола.
Что бы рассчитать необходимо воспользоваться довольно простой формулой. Берем из таблицы коэффициент удельной мощности для подходящего типа помещения и вида обогрева, умножаем на площадь помещения, на которой Вы собираетесь установить электрический теплый пол.
Например, сделаем расчет для комнаты на 2 этаже общей площадью 15 квадратных метров.
- Сразу необходимо определить полезную площадь. Например у вас установлена кровать размером 2 на 2.20 м, занимаемая ей площадь равна 2х2.2=4.4 кв. метра. А так же стоит шкаф, площадь которого равна 1х1.1=1.1 кв. м. Полезная площадь будет равна 15-4.4-1.1=9.5 кв. м.
- Из таблицы берем подходящий коэффициент для дополнительного обогрева комнаты не первого этажа, который равен 120-130 Вт на метр.
- Перемножаем два этих числа и получаем 9.5х120= 1140 Ватт.
Значит нам необходимо купить электрический теплый пол мощностью 1200 Ватт.
Аналогично рассчитываются и другие помещения дома или квартиры.
← Предыдущая страница
Следующая страница →
Расчет тепловых потерь
Обычно системы теплого пола оснований не выступают в качестве единственного источника обогрева помещений, однако некоторые именно так и планируют отапливать дом
Но перед принятием этого инженерного решения важно убедиться, можно ли вообще конкретное помещение обогреть только таким образом
Электрический теплый пол
Если в период использования системы потери тепла не превышают 100 Вт/м2, то системы подогрева полов будет вполне достаточно для прогрева комнаты. Однако произвести расчеты, чтобы получить нужные данные, самостоятельно довольно сложно, так как используются сложные формулы. Так что рекомендуется воспользоваться онлайн-калькулятором расчета тепловых потерь помещения. В случае если потери тепла выходят больше 100 Вт/м2, то теплоизоляцию помещения нужно улучшать либо обустраивать дополнительную систему обогрева.
Как можно сэкономить?
Если теплые полы уложены в каждом помещении квартиры, то итоговая сумма за электроэнергию может выйти очень существенной. Можно ли как-то сэкономить и уменьшить свои затраты? Ответ – Да, и вот что для этого нужно сделать:
1
Почти половину тепла можно потерять из-за некачественного утепления окон и дверей.
2
Его необходимо монтировать в самом прохладном месте комнаты. Отопление будет самостоятельно отключаться при достижении определенной температуры, которую вы заранее задаете и также включаться без вашего участия, экономя электроэнергию.
Понижение температуры нагрева теплых полов на 1 градус позволяет примерно сэкономить до 5% расхода эл.энергии
3
Включая теплые полы преимущественно в ночные часы, когда тариф минимален, вы сможете сэкономить не одну сотню киловатт в месяц.
4
Мало того, что это неэффективно с точки зрения обогрева помещения, так еще и запрещается производителями самих теплых полов.
Во-первых, резко уменьшается теплосъем с полезной площади. А во-вторых, повышается риск перегреть секции мата, кабеля или продавить пленку.
5
Включая такие теплые полы только на ночь, они как аккумулятор будут набирать тепло и отдавать его вплоть до вечера следующего дня.
Номинальный и реальный расход энергии электрического теплого пола
Основные виды электрических полов
Чтобы определиться с электропотреблением теплого пола, следует рассмотреть базовую мощность каждого вида материала, используемого при монтаже. Наиболее распространены следующие виды:
- пленочное инфракрасное покрытие;
- греющий кабель;
- термомат.
Классификация теплых электрических полов
Для тонкого напольного покрытия, например, ламината или линолеума, чаще всего используются пленочные системы обогрева. Для плитки и прочих твердых материалов – кабель или маты. Пленочное покрытие больше всего потребляет электричества, греющий кабель – самый экономичный. Термоматы в основе имеют инфракрасную пеленку, поэтому показатели потребления энергии у них схожи с пленочными.
Базовая мощность нагревательных приборов
Потребление электричества каждой системой нагрева зависит от набора характеристик:
- толщины материала;
- мощности приборов на 1 кв. метр;
- максимальной температуры нагрева.
Таблица теплопотребления теплых полов в помещениях
Эти данные производитель обязан указывать на заводской упаковке материала, как и номинальную величину потребляемой энергии.
Таблица электропотребления некоторых моделей греющих элементов на 1 кв. метр:
Кабель имеет небольшую мощность, но его располагают в несколько витков на 1 кв. метр, таким образом, чтобы суммарная мощность теплого пола составила – 130–150 Вт на квадратный метр – это средний показатель.
Расчет мощности для теплых полов
Факторы, влияющие на электропотребление
Совокупные затраты на системы отопления теплыми полами
Но есть и другие факторы, способные снизить или увеличить потребление электричества, к ним относятся:
- уровень теплоизоляции стен в помещении — чем он выше, тем меньшим будет потребление энергии;
- температура воздуха на улице – в холодное время года электрический пол будет работать намного больше;
Расчет энергопотребления
Для того, чтобы рассчитать какое количество электричества будет потреблять теплый пол, есть несколько подходов:
Расчет номинального потребления: в комнате площадью 14 м 2 нагревательные элементы будут занимать 10 м 2 . Чтобы рассчитать потребление электричества, нужно площадь покрытия умножить на мощность.
Потребление электроэнергии инфракрасными теплыми полами
Предположим, что используется термомат мощностью 130 Вт на 1 метр², тогда 10*130 = 1300 Вт или 1,3 кВт/ч – это номинальный расход. Далее, предполагаем, что в сутки пол включен 8 часов, тогда в день получается – 8*1,3 = 10,4, а в месяц – 10,4*30 = 312 кВт.
Средняя стоимость 1 кВт в России – 2,5 рубля, поэтому расходы на эксплуатацию теплого пола составят 780 рублей. Этот метод дает возможность рассчитать максимальную величину энергопотребления, без учета использования терморегулятора и прочих факторов, влияющих на потребление.
Технология расчета затрат с использованием коэффициента.
Для подсчета применяется формула: W=S*P*k, где:
График нагрева и потребления электроэнегрии инфракрасным теплым полом
S – площадь комнаты;
P – мощность нагревательного элемента;
k – коэффициент полезной площади обогрева, по общепринятым стандартам он равен 0,4.
Комната площадью 20 м 2 , используется термомат, мощностью 130 Вт на 1 метр², тогда формула будет иметь следующий вид:
W= 20*130*0,4 = 1040 Вт (1,04 кВт).
Далее, рассчитываем расход электричества в день: 8 часов *1,04 кВт = 8,32, в месяце – 12*30 = 249,60 кВт. Стоимость затрат – 249,60*2,5 = 624 рублей.
Потребление электроэнергии инфракрасной пленки
Насколько отличаются реальные показатели энергопотребления от номинальных?
Конечно, реальный расход будет сильно отличаться от номинальных показателей, поскольку часто бывает, что целый день в доме никого нет и пол включать нет смысла, поэтому реально он будет работать лишь 5 часов. Потребностей в ежедневном нагреве также не возникнет, особенно теплой осенью, поздней весной и летом, поэтому рассчитанные показатели будут примерно в два раза ниже.
Правильная установка электрического теплого пола
Есть еще и способы значительно снизить электропотребление, например, использовать терморегулятор. Хороший прибор будет экономить до 30% номинальной величины энергопотребления. На практике получается так, что электрический пол нагревается до заданной температуры за 5 минут, затем остывает 10 минут и снова включается. В час нагревательный элемент работает лишь 20 минут. Если вся система включена 9 ч. в сутки, из них электричество потребляется только 3 ч., следовательно затраты будут выглядеть следующим образом:
W= 20*130*0,4 = 1040 Вт/ч (1,04 кВт);
1,5*3 = 3,12 – в сутки;
3,12*30 = 93,60 – в месяц;
93,60*2,5 = 234 рубля.
Есть еще несколько способов снизить расход энергопотребления:
Резистивный нагревающий кабель
Системы теплых полов на этой основе применяется чаще всего, так как он прост по конструкции и имеет более низкую, по сравнению с другими типами нагревателей цену. В его основе одно- или двухжильный проводник, заключенный в защитный экран и имеющий определенное сопротивление. По своей сути – это вытянутый нагревательный элемент, который при подключении к электрической сети вырабатывает определенное количество тепловой энергии. Резистивные кабели всегда имеют фиксированную длину, которую нельзя изменять ни в коем случае, так как это в корне меняет всю настройку системы. Любые попытки укоротить резистивный кабель уменьшают его сопротивление, увеличивается ток и это чаще всего приводит к выходу из строя.
Резистивные кабели — просты, надежны и неприхотливы
Основными характеристиками резистивных кабелей являются:
Конструкция кабеля (одножильный, двухжильный, зональный) и его назначение.
напряжение питания и мощность
Обычно производители указывают два напряжения питания 220/230 вольт и соответствующую им мощность в Ваттах, например, греющий кабель deviflex DTIP?18, длиной в 22 метра имеет мощность 360/395 Ватт соответственно.
Очень важной характеристикой греющих кабелей является погонная мощность, то есть, сколько Ватт излучается одним метром. В вышеприведенном примере кабеля погонная мощность составляет 18 Вт/м при напряжении питания 230 В
Этот показатель указан в маркировке кабеля, но его можно и вычислить. Если мощность в 395 Вт поделить на длину в 22 метра, то получается 395/22=17,95 Вт/м.
Резистивные кабели производятся разной длины (7—220 м), различной погонной и общей мощностью, что вполне может удовлетворить все потребности. Естественно, что кабель надо укладывать по особой схеме, для охвата всей площади помещения, но об этом будет подробно рассказано в последующих разделах.
Нагревательные маты
Для удобства укладки были изобретены нагревательные маты, где греющий резистивный кабель вплетен в полимерную сетку и уже уложен с нужным шагом. Сетка обычно имеет клеевую основу и может приклеиваться к поверхности пола, что только добавляет удобства при монтаже. Особенно это хорошо при укладке плитки, когда маты скрываются прямо в слое плиточного клея или при ремонте, если делают только самовыравнивающую тонкую стяжку, на которую можно впоследствии настелить ламинат или ковролин. Большинство греющих матов выпускается шириной в 45 см и разной длины, что позволяет выбрать конкретную модель для любого помещения. При этом не стоит забывать, что в основе матов лежит резистивный, обычно двухжильный, кабель, поэтому отрезать маты по проводникам строго запрещено!
Нагревательные маты очень удобны в расчетах и монтаже
Основными характеристиками нагревательных матов являются:
- Напряжение питания, которое обычно составляет 220/230 В и мощность нагревательного мата.
- Длина мата и рекомендуемая площадь укладки, обычно от 0,5 м2 до 12 м2 при длине от 1 до 24 м.
- Один из главных показателей – удельная мощность, то есть, какое количество тепла генерирует нагревательный мат на 1 ме2р квадратный. Измеряется она в Вт/м2 (Ваттах на метр квадратный). Для теплого пола обычно выпускаются маты с удельной мощностью 100—150 Вт/м2, очень редко 200 Вт/м2.
Финишное покрытие — влияние на затраты по энергоресурсам
Во время выбора финишного материала для изготовления теплых электрических полов, необходимо убедиться в наличии специального значка, который свидетельствует о вероятности комбинирования с соседним устройством обогрева.
Зачастую в качестве основного материала используют паркет, линолеум, ламинат или плитку из керамики.
Еще одним немаловажным фактором для расчета уровня расхода электрической энергии на «квадрат», является теплопроводимость финишной отделки. К примеру, деревянное покрытие или ламинат обладают незначительной степенью обогрева, следовательно, затраты на изготовление полов заметно вырастут.
Если речь идет об экономии, то лучше отдать предпочтение линолеуму, керамическим плиткам или ковролину. Рассматриваемые материалы быстро прогреваются, что значительно снижает расход энергоресурсов.
Укладка электрического пола с линолеумом:
Расчет потребления электроэнергии ИК пленки на 1м2
Стоит понимать, что для каждого дома потребление электроэнергии будет свое. Если говорить о среднем показателе потребления электричества, то он варьирует от 10 до 60 Ватт на квадратный метр площади.
Для загородного дома, где инфракрасный теплый пол является основным источником тепла, то расход энергии будет составлять от 30 до 40 Ватт на квадратный метр. В квартире, где теплый пол служит как дополнительный элемент нагрева, затраты энергии составят от 10 до 30 Вт на метр квадратный.
Расход на отопление в доме влияют различные факторы:
- общая площадь помещений;
- площадь застилаемой поверхности пола;
- вид напольного покрытия;
- общие характеристики помещения (высота, толщина стен и объем отапливаемой зоны);
- наличие окон и дверей в помещении и их количество;
- сколько места занимает мебель;
- дополнительные способы отопления.
При наличии этих данных можно составить наиболее точный расчет выделения тепла и соответственно потребления электроэнергии.
Чтобы понять, сколько расходует электроэнергии теплый пол нужно выполнить расчет максимально правильным, за основу возьмем потребление пленки на 40 Ватт*м2. Стоит понимать, что после достижения установившейся температуры инфракрасное покрытие за один час включается 3-4 раза, так как нагрев материала производится в течение 3-5 минут, после чего нагревательный элемент остывает на несколько градусов.
ВНИМАНИЕ! Расчеты ведутся по тарифу на электроэнергию для Московской обл. который на данный момент составляет 5.29 руб./кВт*ч
Таким образом, если взять потребление пленки 40 Вт/м2 из расчетов видно, что за один месяц расход за электроэнергию при обогреве дома теплым полом составит порядка 1648 кВт*ч
Стоимость такого отопления составит 8733 руб. при вышеуказанном тарифе
Таким образом, если взять потребление пленки 40 Вт/м2 из расчетов видно, что за один месяц расход за электроэнергию при обогреве дома теплым полом составит порядка 1648 кВт*ч. Стоимость такого отопления составит 8733 руб. при вышеуказанном тарифе.
Если использовать инфракрасную пленку как дополнительный источник тепла с расчетом 10 Вт/м2, потребление электроэнергии в месяц составит 413 кВт*ч. Цена в месяц выйдет 2203 руб.
Если стены в доме имеют хорошую теплоизоляцию, то для отопления понадобится меньше мощности, так как тепло потерь будет меньше. Для дома с хорошо утепленными стенами потребление электричества составит не более 30 Ватт на квадратный метр.
Как снизить потребление электроэнергии инфракрасного пола
По приведенному примеру, можно увидеть какой расход электроэнергии теплого пола потребляется, и сколько придется платить за свет. При получении квитанции может возникнуть спорный вопрос, резонно ли было устанавливать теплый пол, но есть варианты, которые позволят вам существенно сэкономить затраты электричества и сэкономить собственные деньги.
#1. В первую очередь стоит позаботиться о качественном утеплении полов в доме. Как показывает статистика проверенная специалистами, расход энергии при хорошо утепленных полах уменьшается порядка 40%, а – это можно сказать, что в половину.
#2
Важно установить терморегулятор в наиболее холодной точке помещения, где при понижении температуры воздуха прибор будет включать отопление, и отключать его для достижения необходимых условий. С помощью терморегулятора расход можно сократить на 40%
#3
Многотарифный счетчик в доме поможет также сэкономить на затратах. Такие счетчики считают потребление по разной цене, что позволяет экономить, в то время когда вы пользуетесь электричеством
#3. Многотарифный счетчик в доме поможет также сэкономить на затратах. Такие счетчики считают потребление по разной цене, что позволяет экономить, в то время когда вы пользуетесь электричеством.
#4. Чтобы минимизировать затраты на электричестве, не стоит использовать пленку под мебелью. От такого отопления в помещении теплее не станет, а платить придется полностью. Только открытое пространство позволяет хорошо прогреваться помещение.
#5. Можно сократить потребление энергии, если опустить температуру нагрева полов на один градус. Для вас и жителей дома падение температуры будет незаметным, но при этом экономия составит около 5%.
Экономить на электричестве при использовании инфракрасных полов не сложно, главное при этом полностью придерживаться основных правил экономии.
Если вы воспользуетесь подсказкой, которая предложена в этом материале, то можно сэкономить свои расходы на оплату электроэнергии. Комфорт в доме напрямую зависит от температуры воздуха, поэтому правильно рассчитанная мощность и потребление электроэнергии поможет сэкономить на оплате.
Удельная мощность, применяемая при расчетах.
Если Вы рассчитываете использовать электрический теплый пол как основной или единственный вид отопления, тогда удельная мощность должна находится в пределах от 160 до 180 Ватт на 1 квадратный метр.
Удельная мощность дополнительного отопления должна находится в пределах от 120 до 140 Ватт на 1 квадратный метр. Данный вид обогрева используется только совместно с основным источником отопления (газовый котел или электрическое). Наилучший вариант использования в квартирах в межсезонье в момент, когда еще не начался или уже закончился отопительный сезон, а на улице еще холодно.
Необходимую величину мощности обогрева для разных помещений Вы найдете в таблице.
Все помещения в доме или квартире по-разному используются, поэтому и требования будут разные.
Понятно, что мощность системы обогрева кухни или коридора будет меньшей, чем для спальни.
Все значения мощности указаны с небольшим запасом, потому что терморегулятор, как правило редко устанавливается на максимум. А делая мощность теплого пола с 20-25 процентным запасом- Вы исключаете возможность того, что степень нагрева будет недостаточной. Согласитесь, что проще уменьшить регулировку, чем испытывать дискомфорт от недостаточности тепла. Кроме того существует много различных факторов, которые влияют на эффективность системы теплый пол.Так например, если помещение расположено на первом этаже, тогда мощность необходимо увеличить 15 – 20 процентов.
