Комфортное тепло

Одно из первых упоминаний систем "тёплых полов" связано с древнеримскими термами (банями), где нагретый воздух проходил по каналам, выдолбленным в каменном полу. Аналогичные конструкции "тёплых полов" были и в турецких банях. Таким образом, человечество уже не менее двух тысяч лет ценит тот замечательный комфорт, который даёт тепло "от пола". Однако до начала XX века теплоносителем являлся исключительно нагретый воздух, который под действием естественной тяги проходил по каналам в полу, постепенно отдавая тепло гранитным плитам. В начале XX века вместо воздуха стала использоваться вода. И, наконец, с середины столетия начали распространяться системы, в основе которых лежал электрический нагревательный кабель. Особенно широко они стали применяться в последние 20-25 лет.

Кабель – в стяжке, ноги – в тепле, а голова – в холоде

Основной физический принцип работы кабельных систем обогрева заключается в том, что теплый воздух в помещении всегда оказывается внизу, а холодный – поднимается вверх. Дело в том, что единственная часть тела, постоянно отдающая тепло путём теплопередачи – это ступни, поэтому касание ступнями нагретой до температуры 25-28°С поверхности сразу же вызывает физиологическое ощущение комфорта, а относительно прохладный воздух на уровне головы даёт ощущение свежести. Практически ни один из распространённых сегодня тепловых приборов не создаёт уровня комфорта, сравнимого с системами "тёплых полов".

В состав электрической системы "тёплый пол" входят: нагревательная секция; аппаратура управления (термостат с датчиком температуры); аксессуары для быстрого монтажа (монтажная лента, гофрированная пластиковая трубка, и т.д.); теплоизоляция.

На выровненном черновом полу укладывается теплоизоляция, затем при помощи монтажной ленты закрепляются нагревательные секции (НС). Нелишне составить эскиз укладки, на котором указать места закладки муфт и термодатчика. Если когда-либо система будет повреждена (например, при последующем ремонте помещения), этот эскиз сослужит хозяину хорошую службу. Секция проверяется на целостность обычным тестером. После этого кабель заливается бетонной стяжкой.

Толщина стяжки составляет не менее 3-х см, прежде всего исходя из её прочности и требований СНиП. Время полного затвердевания стяжки – до 28-ти суток. Перед включением (на третий-пятый день после заливки) необходимо проверить целостность нагревательной системы тестером. Поскольку внутри осталась некоторая влага, целесообразно при первом включении в течение суток прогреть стяжку. После этого система готова к эксплуатации.

Важен правильный выбор теплоизоляции. Её использование позволяет сэкономить до 30-40% эксплуатационных расходов, что существенно, особенно если "тёплый пол" выполняет функцию основной системы отопления. В этом случае, если позволяет структура пола, целесообразно применять пенополистирольные плиты из твёрдого ППС толщиной 5-10 см. Поверх плит укладывается плотная бумага и устраивается т.н. "плавающая" стяжка. Нередко при устройстве "тёплых полов" в готовых помещениях уложить толстые спои теплоизоляции невозможно. Тогда применяют фольгированные теплоизоляционные материалы толщиной 3, 4, 5, 8 и 10 мм. Их использование даёт экономию 15-20% электроэнергии. На рынке широко распространены как импортные материалы (Isofiex ), так и отечественные (пенофол, фольгоизолон и другие).


В качестве теплоизоляции для "тёплых полов" используют также листы пробки и фольги. По эффективности они соответствуют фольгированным материалам, но дороже (до 8-10 долларов США за кв. м).

Меандры тепла

Внешне электронагревательный кабель напоминает радиочастотные кабели для передачи телевизионных сигналов, однако его назначение – не передавать электрические сигналы или мощность на расстояние, а преобразовывать протекающий по нему электрический ток в тепло. Обычно небольшая часть электроэнергии преобразовывается в тепло в любом кабеле или проводе, но она составляет всего 1-3%, причём нагрев кабеля считается весьма нежелательным явлением. Для нагревательных кабелей всё наоборот – все 100% мощности должны быть преобразованы в тепло, причём выделение этой мощности на единице длины кабеля (удельное тепловыделение) – важнейший технический параметр нагревательных кабелей. В этом смысле нагревательный кабель – обычный нагревательный элемент, выполненный по кабельной технологии.

Во время работы "тёплого пола" кабель нагревается до 60-70°С, а материалы изоляции и оболочки выдерживают температуры выше 100 С. В этом один из секретов высокой надёжности "тёплых полов".

Для быстрого и надёжного монтажа предлагаются готовые нагревательные секции - отрезки кабеля определённой длины, соединённые специальными муфтами с т.н. "холодными концами" – отрезками соединительных проводов, предназначенными для соединения нагревательного ("горячего") кабеля с электрической сетью. Именно нагревательная секция - основа "тёплых полов", а муфта (или муфты), соединяющие холодные провода с постоянно нагревающимся и остывающим нагревательным кабелем - самый критичный элемент конструкции "тёплого пола". От их надёжности зависит срок службы всей системы. К тому же в отличие от обычных кабелей, полная замена секции в системе "тёплый пол", как правило, невозможна без разрушения поверхностной части пола. Поэтому производители обычно испытывают секции несколько раз и в весьма жёстких условиях.

Сегодня наиболее распространены два вида нагревательных кабелей: одножильный экранированный и двухжильный экранированный. Для жилых помещений допустимо использование только двужильного экранированного кабеля. В нем одна жила нагревательная, а другая возвратная. Их защищает изоляция из высокомолекулярного полиэтилена. Поверх неё нанесён ещё один слой изоляции. Затем идёт медная экранирующая оплётка, которую закрывает защитный слой из поливинилхлорида. Кабель рассчитан на напряжение 220 В. По утверждению специалистов, это совершенно безопасно, потому что есть экранная оплётка. И даже если провод, находящийся под напряжением, случайно пробить гвоздём или просверлить дрелью, то ничего страшного не произойдёт: опасное напряжение будет сосредоточено между одной из жил и оплёткой. Такой аварийный режим немедленно приведет к срабатыванию автоматики, отключающей кабель.

На российском рынке наиболее популярны "тёплые полы" датской компании DE-VI. Дилерская сеть этой фирмы состоит из десятков компаний, расположенных по всей стране и выполняющих любые работы по расчётам, монтажу и сервисному обслуживанию систем "тёплых полов". Срок службы нагревательных кабелей ведущих торговых марок составляет в среднем 25-50 лет.

Терморегуляторы

Обязательным элементом системы обогрева является терморегулятор. Именно он – главная составляющая экономичной работы всей системы. Существуют самые разные модели терморегуляторов: от простейшего электромеханического термостата до оснащенных микрокомпьютерами, дисплеями, способными к самообучению. Основные производители линеек термостатов – Eberle (Германия), ССТ (Россия), OJ (Дания). Какой из них выбрать?

Прежде всего, не стоит выбирать термостат с датчиком температуры воздуха, поскольку его показания могут быть искажены случайным сквозняком или конвективными потоками нагретого воздуха от других тепловых приборов (например, от радиатора). Не нужен программируемый термостат, если речь идёт и о ванной или туалете, так как мощность установленной там системы, как правило, невелика (100-400 Вт), а понадобиться помещение может в любое время суток.

Не стоит также пользоваться электромеханическим термостатом, несмотря на его весьма низкую в сравнении с электронным терморегулятором стоимость. Внутри него находится простой биметаллический термочувствительный элемент, точность такого прибора невелика, а при неправильном выборе места установки он может свести до минимума эффект "тёплого пола".

Наибольшим спросом пользуются комнатные электронные термостаты с датчиком пола. Они просты в использовании, надежны и сравнительно недороги. При устройстве больших систем суммарной мощностью от 3 кВт и более рекомендуется установить программируемый термостат или таймер. Ведь в этом случае правильно подобранная программа, соответствующая режиму использования помещения (например, спальни в городской квартире или гостиной загородного дома), позволит окупить стоимость прибора за 2-4 месяца. При введении двухтарифной сетки оплаты программируемый таймер позволит значительно экономить электроэнергию. Терморегулятор автоматически рассчитает начало действия льготного тарифного плана (например, ночью) и именно тогда наберет необходимую температуру за счет временно "уценённых" киловатт.

На российском рынке появились и термостаты последнего поколения, способные принимать команды по телефону или Интернету. "Тёплые полы" вообще очень легко интегрируются в систему "интеллектуального дома". Например, терморегулятор Девихит-550 – первое устройство с искусственным интеллектом.

Его предшественники просто включали и выключали нагрев, а при наличии таймера делали это в определенное время. Девихит-550 – это интеллектуальный таймер и самообучающийся терморегулятор в одном корпусе. Отслеживая динамику прогрева и остывания помещения, терморегулятор прогнозирует время включения и выключения системы. Терморегулятор оснащён большим жидкокристаллическим дисплеем, на который выводятся показания часов реального времени, температура, режимы работы встроенного таймера, сообщения об ошибках и возможных выходах из строя частей системы. Встроенный таймер позволяет программировать недельной цикл работы регулятора, причем количество установок таймера может достигать 336. Оснащённый микропроцессором, такой регулятор способен самообучаться, что позволяет ему приспосабливаться к условиям каждого конкретного помещения и реально экономить электроэнергию, идущую на подогрев пола. В доме с хорошей теплоизоляцией это снижает энергопотребление на 10-15% по сравнению с традиционными системами с обычным терморегулятором и таймером. Программируется такой регулятор всего одной кнопкой. Все установки хранятся в энергонезависимой памяти, которая сохраняет данные несколько суток даже при отсутствии энергопитания. Из нескольких таких терморегуляторов можно составить локальную сеть, получив абсолютно одинаковые условия по тепловому комфорту в разных помещениях. При этом программирование можно осуществлять при помощи одного терморегулятора, который назначается главным.

Не опаснее утюга

Ни одна система отопления не лишена недостатков. Есть они и у кабельного обогрева. К недостаткам системы теплых полов можно отнести стойкий страх некоторых людей перед электричеством. Говорят о "вредном влиянии" таких систем, о возможности поражения током. Эти опасения не имеют абсолютно никаких оснований. Все ведущие производители обогревательных кабельных систем для укладки в жилых помещениях выпускают двухжильный экранированный кабель. В двух близко расположенных жилах такого кабеля токи текут в противоположном направлении и компенсируют друг друга. Самые пристрастные измерения экологических служб не выявили изменений естественного фона в помещениях, где вмонтирован такой кабель. Современный дом насыщен электрооборудованием. Можно с уверенностью сказать, что при грамотном проектировании и качественном монтаже "тёплые полы" представляют опасность меньшую, чем электрочайник или утюг. Снаружи остаются лишь терморегуляторы, опасные не более чем выключатели освещения. В детской комнате или в ванной терморегулятор с выносным датчиком можно расположить вне помещения, например, на электрощите. Тогда контакты с токоведущими частями будут исключены в принципе, ведь токоведущие части находятся глубоко в толще бетона и никак не могут быть случайно повреждены. Добраться до них можно лишь с помощью перфоратора при монтаже сантехнике или другого оборудования. Есть возможность обезопасить себя и в этом случае. Нужно оборудовать всю электросистему дома дифференциальной защитой (реле тока утечки или устройство защитного отключения). Такая защита реагирует на появление даже незначительной утечки тока в посторонние цепи и мгновенно отключает питание. Реле тока утечки обладает отличными противопожарными функциями, не давая развиться дуге при коротком замыкании фазных жил на земляной защитный контур. Оно в десять раз уменьшает вероятность поражения электрически током. В Европе реле утечки уже давно обязательно для установки.

Исследования показали, что двужильный кабель не создает вредного для здоровья магнитного поля и не искажает естественное магнитное поле Земли. Это связано с тем, что два проводника с током, текущим в равных направлениях, расположены близко друг от друга, и суммарное магнитное поле равно нулю, так как магнитные поля от каждого из проводников компенсируют друг друга.

Плитка или паркет?

Тип покрытия, разумеется, имеет значение. Оптимальными считаются керамическая плитка или керамогранит. Возможно использование ковролина и линолеума.

Особо следует остановиться на деревянных полах и паркете. Из-за низкой теплопроводности дерева при стандартной удельной мощности обогревательного кабеля температура на поверхности такого пола будет заметно ниже желаемой. В то же время под деревянным покрытием (в пространстве между лагами) вследствие плохой теплоотдачи температура на поверхности кабеля будет повышаться. Таким образом, мощность кабеля будет, прежде всего, расходоваться на нагрев дерева, что крайне нежелательно.

Некоторые фирмы предлагают для помещений с деревянными полами секции нагревательного кабеля с удельной мощностью 10 Вт/м. Безусловно, кабель не будет нагреваться слишком сильно, но и нагрев в таких системах практически незаметен. Об использовании "тёплых полов" в качестве основной системы отопления в таких помещениях говорить не приходится. Во избежание недоразумений, а также с учётом повышенной пожароопасности, мы всё же не рекомендуем применять классические "тёплые полы" в комнатах с деревянными полами.

Автор: Эд Побужанский

Ключевые слова: электрический пол, кабель, стяжка, обогре, отопление

По материалам сайта: http://www.domovladelets.ru