Как устроен электрический теплый пол – Устройство теплого пола (электрического). Технология устройства электрических теплых полов

Электрический теплый пол своими руками: устройство, монтажный инструктаж

В городских многоэтажных домах проблема холодного пола не столь очевидна, тогда как владельцы коттеджа могут столкнуться с тем, что зимой полы основательно промерзают. В этом случае ни тапочки, ни ковры уже не помогают. Как вернуть дому былые уют и тепло? Казалось бы, задача имеет очевидное решение: нужно обустроить теплый пол.

Следует выбрать для этой цели именно электрическое оборудование, которое не нуждается в трудоёмком подключении к системе водоснабжения. Но покупка обогревающего устройства часто откладывается только из-за кажущейся сложности его монтажа. Постараемся вникнуть в детали этого процесса и убедиться, что смонтировать электрический теплый пол своими руками сможет и непрофесс

Содержание статьи:

Особенности теплого пола на электричестве

Теплый пол, которым нам предстоит монтировать, можно сравнить с многослойным пирогом. В его состав входит экранирующая пленка, расположенная внизу. Далее следует нагревательный элемент, распространяющий тепло. Последним идёт верхний слой – это облицовка.

Чтобы предотвратить перегрев и перегорание пола, в его состав включают температурные датчики, задача которых заключается в отслеживании производительности нагревательных элементов пола.

Конструктивно теплый пол на электричестве действительно многослойный. Каждый из слоёв выполняет свою функцию, а нагревательный элемент создаёт то, ради чего всё и затевалось – тепло

Важной конструктивной частью обогревательного устройства является терморегулятор. Его предстоит расположить так, чтобы он оказался легкодоступен, и к нему можно было без труда подключить нагревательный контур пола.

К терморегулятору подключается питающий электрический кабель, чтобы этот прибор производил раздачу энергии. Он полностью управляет обогревательным устройством, корректируя и его мощность, и длительность периода нагрева.

Виды и особенности теплых полов

Экранирующий слой, как правило, составляет до 5 миллиметров в толщину. Состоит он их вспененного полимера, нанесенного на поверхность фольги. Такой тонкий экран может быть заменен слоем пенополистирола толщиной 2-3 см, который закрывается всё той же фольгой. Облицовку составляет любой материал, который выбирается в качестве покрытия. Это может быть, например, кафельная плитка, линолеум или ламинат.

Впрочем, ни экран, ни облицовка не являются определяющим фактором для классификации вида конструкции этого обогревательного устройства. Гораздо важнее сам нагревательный элемент.

Экран с фольгой не позволяет теплу распространяется вглубь перекрытия, нагреваться должна именно облицовка, тогда пол будет по-настоящему функционален

Он может быть:

кабельным;
панельным;
пленочным.

Рассмотрим подробнее каждый из видов.

Кабельный вариант нагревателя

Кабельные жилы – это сочетание проводников двух типов: силовых жил, по которым подводится электричество, и нагревательного кабеля. Соединение проводников осуществляется с помощью особых муфт.

Нагревательные кабели бывают 2-х видов:

саморегулирующиеся;
резистивные.

В саморегулирующихся кабелях оба провода, входящие в их состав, являются проводниками электричества. Между проводами находится полимерная матрица, которую они нагревают, когда накаляются. В результате электроэнергия превращается в тепловую. Происходит нагрев бетонной стяжки, находящейся поверх нагревательного элемента, а затем и облицовки. Элементы саморегулирующегося кабеля заключены в надежную изолирующую оболочку.

В резистивных кабелях полимерный элемент отсутствует. Проводники тока сами выделяют тепло.

Конструктивно эти кабели можно разделить на:

одножильные;
двужильные.

В составе одножильного кабеля имеется единственный проводник, который и нагревается, отдавая тепло полу. В двужильном варианте присутствует второй проводник, который сам не нагревается, но ток проводит. При этом ток в проводниках течет в разных направлениях. Это позволяет гасить возникающие электромагнитные поля, что увеличивает безопасность эксплуатации такой конструкции.

Резистивные кабели надежно изолированы и упакованы в металлическую оплетку, которую нужно подключать к заземлению. В процессе монтажа необходимо заранее рассчитать потребность в двужильном кабеле, потому что резать его нельзя.

Несмотря на схожесть кабельных и панельных полов, они существенно различаются сложностью монтажа. Основа конструкции в панельном варианте изначально смонтирована, в кабельном её приходится делать вручную

Кабельная система обогрева наиболее сложна в монтаже. Тут будет и тщательная укладка кабеля с определенным шагом, и заливка бетонной стяжки. Наличие толстого слоя стяжки, примерно пять сантиметров, уменьшает высоту помещения, что особенно нежелательно для городских квартир в многоэтажных домах.

Под мебелью и сантехникой размещение кабельной системы не осуществляется. Зато в случаях сложных периметров помещения альтернативы ей нет.

Панельная разновидность устройства

Основой панельной разновидности нагревателя является всё тот же кабель. Просто он заранее распределен и закреплен на основании, в качестве которого выступает сетка – армирующий каркас.

Этот вариант устройства обойдется дороже при покупке, но окажется экономичнее, если принять во внимание простоту его монтажа: маты нужно просто разложить и зафиксировать. При покупке панельного устройства заранее известна площадь укладки и значение мощности.

Именно панельные полы чаще всего используют, если в качестве облицовки используется керамическая плитка. Аккуратные и плоские панели легко прячутся в клеевой состав для плитки

Панели не слишком толсты, поэтому идеально подходят для установки под плитку. В этом случае даже стяжка не нужна, достаточно клеевого раствора, которым крепят плитку. Для других покрытий необходимость в стяжке сохраняется, но её толщина не превысит 3 см. Под мебелью и сантехникой прокладывать панели нельзя.

Пленочная (инфракрасная) конструкция

Пленочный или инфракрасный нагреватель имеет принципиально иную конструкцию. В его состав входит ряд пластин, которые нанесены на полимерную основу. Пластину замыкаются на токопроводящие шины, по которым и поступает электроэнергия. При этом пластины превращают эту энергию в электромагнитные волны, имеющие частоту инфракрасного спектра. Это и есть тепловое излучение.

Пленочный или инфракрасный пол продаётся в виде рулона. Чтобы распределить его по поверхности комнаты, которую нужно обогреть, следует просто отрезать нужные куски от рулона и застилать ими пол

Этот нагреватель представляет собой тонкий, примерно 0,5 мм, рулон, имеющий определенную ширину. От него просто отрезается полоса необходимой длины, которая помещается под облицовку. При этом высота помещения практически не изменяется. Кроме того, при эксплуатации такого пола происходит существенная экономия электроэнергии.

Монтаж данного нагревателя очень прост: полосу нужной длины укладывают на основание и накрывают облицовкой. При устройстве такого электрического теплого пола расстановка мебели значения не имеет.

Делаем предварительные расчеты

Перед покупкой кабеля необходимо определиться с мощностью нагревательной системы на 1м2.

Рекомендуемые параметры таковы:

спальня – 100-150 Вт/м2;
кухня, прихожая, коридор -150 Вт/м2;
ванная комната, туалет -180 Вт/ м2;
лоджия или балкон – 200 Вт/ м2.

Расчет мощности кабеля производится исходя из площади помещений за вычетом той, которая занята постоянно находящейся на ней мебели (кроватью, диваном, шкафами, холодильником, ванной, душевой кабиной и т.д.). Нужно помнить, что электропроводка в жилом помещении рассчитана на 2-4КВт. Рекомендовано делать для теплого пола отдельную линию проводки.

Перед покупкой кабеля необходимо сделать некоторые предварительные расчеты. Когда кабель прикреплен к основе, шаг между его витками и площадь заданы заранее

Если оставшаяся площадь спальни составляет 5,5 м2 , то, с учетом потребности в 100 Вт/м2, мощность кабеля должна составить 100х5,5=550 Вт. Значит нам нужен кабель длиной 24м мощностью в 550 Вт. Шаг укладки кабеля вычисляется как площадь обогрева х100 / длину кабеля, то есть для нашего примера 5,5х100/24= 23см.

Пошаговый процесс монтаж кабельного пола

Сам процесс монтажа условно делится на несколько этапов:

подготовка основы пола;
составление плана обогреваемой комнаты;
монтаж нагревательного контура;
монтаж точки подключения;
заливка бетонной стяжки.

Постараемся дать как можно более полное описание каждого этапа.

Этап #1 – Подготавливаем основу пола

Старое напольное покрытие необходимо снять, освободив плиту перекрытия. Трещины свыше 1 мм нужно расширить перфоратором до 1,5 см. Рыхлую поверхность бетона убрать. Очищенное перекрытие смочить водой. Все отверстия, сколы и трещины забетонировать.

Конечно, подготовка перекрытий – это не самая приятная работа, но выполнить её необходимо тщательно: поверхность должна быть идеально ровной

Проверить горизонтальность поверхности, при необходимости выровнять её. Высохшую стяжку пропитать гидроизолирующим составом. Через пару часов можно продолжить работу.

Этап #2 – План обогреваемой комнаты

Перед дальнейшей работой, необходимо составить подробнейший план обогреваемой комнаты, содержащий схему расположения нагревательного кабеля, терморегулятора, соединительной муфты, температурного датчика.

Составление подобного плана – это обязательная часть работы. Не забудьте указать на нем все размеры. Когда придется ремонтировать полы, вы убедитесь в ценности этого документа

План необходим не только для упрощения работ, но и выручит, если возникнет необходимость найти поломку на участке, скрытом от глаз.

Этап #3 – Монтируем нагревательный контур

В полу и на стене штробим каналы для кабеля электросети, кабеля от температурного датчика, холодного соединительного вывода. В том месте, где будет находиться датчик температуры, нужно проштробить место для укладки его внутри в гофротрубе. Затем нужно удалить весь мусор и пропылесосить пол. На поверхность можно выложить экранирующий слой.

Вот тут и могут проявиться положительные качества кабеля. Если помещение имеет замысловатые контуры, да ещё и предметы мебели, под которыми кабель прокладывать нельзя, то панели тут уложить сложнее, чем кабель

На полу саморезами закрепляем монтажную ленту. Нагревательный кабель прокладываем змейкой по всей намеченной площади. К монтажной ленте он должен быть прикреплен через каждый 3 см. Кабель не должен пересекаться или касаться соседних витков. Расстояние от ближайшей стены до элементов должно быть не менее 5 см., а от прочих приборов обогрева – 10 см.

Сопротивление кабеля не должно отклоняться от значения, указанного на муфте, больше чем на 5-10%. Загерметизированную гофротрубу с датчиком температуры помещаем в отведенное для неё место.

Этап #4 – Монтаж точки подключения

Устанавливаем терморегулятор, подключаем к нему датчик температуры. Терморегулятор, предусмотренный для изменения рабочего режима теплого пола, должен располагаться на стене не ближе 30 см от уровня пола, в удобном для владельца месте.

Сам датчик должен находиться в толще пола, примерно в 50-70 см. от стены, где прикреплен терморегулятор. Если датчиков несколько, то места их расположения должны быть определены товаропроизводителем.

Терморегулятор управляет работой электрического теплого пола, к нему подключен источник питания, сами нагревательные элементы и температурный датчик

К терморегулятору должны подходить кабели от электрического теплого пола, температурного датчика в гофротрубе и электросети. Включение режима нагрева пола отображается на панели терморегулятора индикатором.

Этап #5 – Заливаем бетонную стяжку

В процессе заливки бетонной стяжки нужно следить, чтобы не возникало пустот, не образовывались пузыри. Нагревательный кабель должен быть полностью закрыт раствором. После завершения заливки нужно ещё раз замерить сопротивление в системе.

Бетонная стяжка должна полностью затвердеть. По технологии на это отводится 30 дней. Только после этого можно будет смонтировать напольное покрытие.

Мы предлагаем вам видео на тему монтажа кабельного пола.

Нюансы монтажа панельного пола

Общие принципы монтажа панельного пола (кабельных матов) незначительно отличаются от только что рассмотренного процесса. Подготовленные маты с уже закрепленным на них кабелем тоньше, легче в процессе монтажа. Их можно прикрепить к основанию с помощью двустороннего скотча, а между собой соединить монтажным скотчем.

Увидеть сам процесс подробно можно на видео:

Устройство инфракрасного теплого пола

Поскольку инфракрасный (пленочный) нагреватель укладывают непосредственно под бетонное покрытие без стадии бетонной заливки, остановимся на некоторых нюансах его монтажа подробнее. Пленка может быть уложена только на идеально ровную поверхность, поэтому на плиту перекрытия нужно нанести стяжку с применением самовыравнивающегося состава.

Пенофол создаёт хороший экранирующий слой. На него полосы пленки можно уложить встык, приклеив их к основанию двусторонним скотчем, а между собой – монтажным.

Даже на этой схеме видно, насколько аккуратно и изящно выглядит монтаж инфракрасного пола, который по-другому называют пленочным

Перед укладкой рулон нагревательного элемента нужно нарезать на мерные полосы, длина которых составляет расстояние от стены с терморегулятором до противоположной стены. Полосы укладывают параллельно друг другу. От стены до ближайшей полосы должно быть расстояние в 10 см, а от стен до торцевой части полосы – 5-10 см.

Между собой полосы должны находиться с промежутком в 1 см. Этот зазор необходим и при укладке кабеля для температурного датчика, который помещают под пленку.

Процесс подключения теплого пола к терморегулятору подробно показан на видео, которое мы
и предлагаем вам посмотреть.

Если на теплый пол предполагается укладывать ламинат, нагревательные элементы лучше защитить слоем полиэтиленовой пленки. Если же будет использован линолеум, гидроизолятор можно не применять.

Электрический теплый пол. Виды и работа. Монтаж. Плюсы и минусы

В настоящее время теплые полы приобрели популярность и признание людей, что связано с недостаточной эффективностью центральной системы отопления, характеризующейся серьезными отрицательными факторами. Этих недостатков лишен электрический теплый пол. Сейчас эта инновационная разработка стала обычным элементом загородных коттеджей и городских квартир.

Если в доме имеется теплый пол, то это говорит о разумности хозяина по обеспечению комфорта в своем жилье. Монтажные работы по установке теплого пола можно выполнить самостоятельно. Это оборудование целесообразно выбирать с учетом необходимого создаваемого тепла при небольшом расходе электрической энергии. Если у вас нет средств для вызова специалистов, то нужно приобрести такое оборудование теплого пола, которое вы сможете смонтировать самостоятельно.

Применение

Электрический теплый пол широко используется в любых помещениях. Важным фактором является правильный выбор мощности устройства и создание хорошей теплоизоляции. Теплого пола может вполне хватить для обогрева помещения, не имея центральной отопительной системы. Однако расходы за электрическую энергию значительно повысятся.

Типы и конструктивные особенности

Кабельный электрический теплый пол

Вся система этого типа теплого пола состоит из нагревательного провода в изоляции, датчика температуры и терморегулятора. Это один из трудоемких вариантов устройства теплого пола, но имеет небольшую стоимость. Греющий кабель раскладывают на полу и фиксируют его в специальной установочной ленте. Важным моментом является равное расстояние между изгибами провода и отсутствие перехлестов.

Электрический теплый пол в виде матов

Такой вариант исполнения теплого пола очень удобен при установке, так как греющий проводник уложен производителем в армированные маты и зафиксирован в них. При монтаже не нужно думать об укладке проводов. Нужно всего лишь разложить маты определенной мощности на полу и подать на них питание. Это сильно упрощает работу и вероятность ошибочного подключения.

Инфракрасная пленка — основа теплого пола

Такое устройство имеет значительные отличия от предыдущих вариантов. Здесь нагревание происходит путем излучения инфракрасных лучей углеродным материалом, который находится на пленке. Для такой конструкции теплых полов цементная связка не является обязательным условием. Окончательное покрытие укладывают непосредственно на пленку. Но это дорогостоящий и ненадежный способ обустройства теплого пола.

Принцип действия

Электрический теплый пол, состоящий из матов, и греющего кабеля действует за счет нагревания проводов, под действием проходящего по ним электрического тока. Проводник греет стяжку, а она нагревает верхнее покрытие пола. Тепло поступает за счет конвекционного эффекта.

Электрический теплый пол на основе инфракрасной пленки работает по другому принципу. Нагревание осуществляется с помощью излучения тепла слоем углерода. Это излучение возникает от воздействия электричества. Излучение греет верхнее покрытие пола и предметы, которые расположены рядом с полом. По принципу конвекции воздух в помещении нагревается от нагретых предметов.

Для настройки и регулировки температуры применяются терморегуляторы и датчики, которые подключены к системе теплого пола.

Определение и выбор мощности нагревательных элементов

Для начала определения мощности нужно определиться, какие виды отопления будут присутствовать в комнате: центральное отопление и теплый пол, либо только последний вариант. Фирмы изготовители теплых полов в техпаспорте оборудования указывают порядок выбора мощности.

Чаще всего в помещениях устанавливают электрический теплый пол (ЭТП) на базе греющего кабеля, либо нагревательного мата, и выбирают комфортное значение мощности 120 ватт на 1 м². Если теплый пол выполнен на базе инфракрасной пленки, то подходящая величина мощности равна 150 ватт на 1 м².

Расчет энергопотребления инфракрасной пленки для дома жилой площадью 167 м2

В случае обогрева комнаты только одним теплым полом, то греющий мат или провод выбирают на 160 ватт на 1 м². Для инфракрасной пленки величину мощности повышают до 220 ватт на 1 м².

Если применять инфракрасную пленку или мат, то значение мощности одного метра уже известно по паспортным данным. Необходимо просто подобрать нужное исполнение. Если применять греющий провод, то нужно рассчитать мощность, так как заранее неизвестно, на каком расстоянии между изгибами будет находиться провод. Необходимо определить площадь и форму поверхности нагрева. После этого по таблице в паспорте определяют нужное расстояние. Чаще всего оно равно 20 см, и зависит от мощности провода.

Расчет мощности нагревательного кабеля

Важным моментом является учет наибольшей возможной нагрузки на сеть питания вашего здания, а также применение подключающей аппаратуры, которая рассчитана на определенный ток нагрузки.

Последствия ошибок монтажа

Широко популярная ошибка монтажа теплого пола – это когда электрический теплый пол укладывают под мебелью, либо стационарной бытовой техникой. Под этими элементами охлаждение поверхности пола недостаточное, поэтому нагревающий провод перегревается и выходит из строя.

Нельзя подключать питание пола, если стяжка не высохла. Подключение даже на короткое время питания электрического пола может вызвать выход из строя его нагревательного элемента. Чтобы проверить исправность проложенного провода и правильность схемы подключения, необходимо всего лишь замерить сопротивление. Это правило не действует для пола на основе инфракрасной пленки. Для его проверки подключают питание всей конструкции.

Нельзя изгибать провод, наступать ногами на него, натягивать. Это приводит к повреждению провода и его изоляции. Греющая пленка также не терпит повреждений.

Сопротивление изоляции кабеля и проводов необходимо контролировать на протяжении всех шагов работы. Это особенно актуально перед тем, как заливать стяжку. Величина сопротивления не должна отклоняться от нормы более 10%. При наличии большой разницы в величине, нужно прекратить монтаж и обнаружить поврежденный участок изоляции. В противном случае, после сушки стяжки теплый пол может отказаться функционировать.

Датчик температуры не заливают в стяжке в открытом виде, а располагают в гофротрубе, после чего заливают. Такие датчики не служат длительное время. Поэтому, после выхода его из строя, его трудно будет демонтировать без значительных усилий.

При установке теплого пола на основе инфракрасной пленки необходимо в обязательном порядке заизолировать токоведущие части в тех местах, где пленка разрезалась. В противном случае защитная система будет обнаруживать утечку тока и постоянно выключать питание теплого пола.

Достоинства

Простая установка устройства пола, кроме конструкции с греющим проводом. Для их монтажа нужно просто расстелить на поверхности пола маты или пленку, и подключить проводку по прилагаемой инструкции. Для этого не требуется профессиональных навыков и знаний.
Повышенная долговечность и надежность конструкции. Если изоляция не повреждена, нагревательный провод или греющие маты залиты в стяжку, то электрический теплый пол будет служить неограниченное время.
Универсальная конструкция. Устройство теплого пола не нуждается в подключении помещения к водяному отоплению, либо водоснабжению, возможно его функционирование даже от электрогенератора. Это дает возможность применять его в дачных домах, коттеджах.

Недостатки

Повышенная стоимость отопления помещения. Электрический теплый пол расходует значительное количество электроэнергии, это особенно актуально, когда это устройство применяется в качестве основного отопления.
Температура пола невысокая, поэтому воздух в комнатах греется очень медленно, особенно, когда теплый пол включают непостоянно, например, в деревянном доме на даче зимой.
Перестановку мебели невозможно будет осуществить после монтажа теплого пола, так как нагревательные устройства запрещается размещать под мебелью.

Монтаж электрического теплого пола

Для обеспечения качественного монтажа теплого пола, необходимо, прежде всего, провести некоторые подготовительные работы.

Подготовка основания

Разметка. Смести мусор с поверхности пола и разметить места проведения кабеля по полу и стене, а также отверстия для терморегулятора.
Произвести штробление канавок в стене для кабеля. Штроба выполняется размером сечения 20 х 20 мм.
Высверлить отверстие в стене для терморегулятора.
Проложить на поверхности пола теплоизоляцию (пенополистирол или пенофол). Если нижнее помещение отапливаемое, то хватит одного слоя пенофола, имеющего толщину 5 мм. При неотапливаемом нижнем помещении, либо грунта, применяют пенополистирол, имеющий толщину до 50 мм. Толщину его выбирают в зависимости от вашего зимнего климата, и желания. Теплоизоляцию закрепляют любым подходящим клеем.

Монтаж нагревательных элементов

Шаг укладки элементов – (см) = 100S/L
S – фактическая площадь, на которую укладывается секция (м²)
L – длинна секции (м)

Перед установкой еще раз убедитесь в правильной разметке пола. При этом важным моментом является определение мест, где будет находиться мебель, чтобы эти участки не нагревались. Расстояние до мебели и стен должно быть не менее 50 см, до нагревательных устройств не меньше 30 см.

Если монтаж производится на базе греющего кабеля, то сначала прокладывают установочную ленту. Она будет крепить витки кабеля и не даст им сместиться. Лента раскладывается поверх теплоизоляции и фиксируется дюбелями.

Нагревательный кабель разматывают аккуратно, укладывают его сверху на теплоизоляцию и установочную ленту. При этом необходимо укладывать витки провода параллельно друг другу, соблюдать равное расстояние между ними. Витки кабеля закрепляйте специальными усиками на установочной ленте. Греющий провод не должен перехлестываться. В конце укладки необходимо измерить сопротивление изоляции, которое не должно различаться с нормой более, чем на 10%.

При укладке нагревательных матов, нужно осторожно раскладывать их по поверхности пола в размеченных местах нагревания. Маты соединяют по схеме, которая указана в инструкции. После этого таким же образом измеряют сопротивление изоляции.

При применении инфракрасной пленки, ее также аккуратно раскладывают по поверхности. Листы пленки соединяют параллельно друг с другом. Провода выводят к месту монтажа терморегулятора.

Монтаж датчика температуры

Если электрический теплый пол будет на базе провода, либо мата, то датчик размещают в гофротрубе. В теплоизоляции делается углубление и укладывается трубка. Один край трубки затыкается утеплителем, другой выводится над полом в месте выхода кабеля.

В случае монтажа инфракрасной пленки датчик кладут в углубление в середине полосы пленки. Стяжка не заливается, в любое время датчик можно демонтировать.

Подключение электрического теплого пола

Нагревательный кабель и датчик температуры подключите к терморегулятору по схеме в паспорте. После этого всю схему подключите к автомату с током утечки не выше 30 мА. Пока стяжка не застыла, нельзя подавать напряжение. При монтаже теплого пола в бане или ванной, нужно экран кабеля соединить с заземлением помещения.

При монтаже инфракрасной пленки исправность работы можно проверить, включив питание. Пол должен стать теплым.

Заливка стяжки

ИК пленка не требует заливки стяжки, поэтому после ее установки приступают к финишному покрытию пола.

Но, если в устройстве применяется греющий мат, либо кабель, то пол нужно заливать обязательно цементной самовыравнивающейся стяжкой. Заливка должна производиться на толщину 50 мм. После затвердевания стяжки монтируют финишное покрытие в виде плитки, линолеума, либо ламината. Обычно полное высыхание производителями устанавливается 28 дней, что дает гарантию отсутствия пустот вокруг нагревательного провода. При наличии пустот провод со временем перегорит.

Тёплый пол электрический, устройство и работа полов.

Стремление человека создавать себе комфортные условия для проживания привело к разработке различных систем обогрева. Среди них в последнее время все большей популярностью пользуются конструкции, вмонтированные в пол и работающие за счет электроэнергии. Давайте рассмотрим тёплый пол электрический, их виды и устройство.

Виды электрических теплых полов

Производители выпускают различные модификации, которые можно условно объединить по типу нагревательного элемента:

кабельный обогрев
нагревательные маты
пленочный инфракрасный излучатель
жидкостно-электрические конструкции

Физические принципы, заложенные в работу электрического теплого пола

Кабельный обогрев с резистивными жилами

При передаче электроэнергии на основе закона Джоуля-Ленца происходит выделение тепла. Эта закономерность заложена в основу работы нагревательных элементов. Если в обычных проводах подбирают металлы и их сечение для того, чтобы при максимальной нагрузке снизить тепловые потери, то в системе теплого пола создают конструкции, способные выделять максимальное количество тепловой энергии длительное время без нарушения эксплуатационных характеристик.

Для этого нагревательные элементы создают в виде кабельных конструкций, состоящих из:

токопроводящей нити резистивного типа, выделяющей тепло
слоя тефлоновой изоляции из теплостойкого ПВХ-пластита

Такие кабели могут быть изготовлены с одной внутренней токопроводящей жилой или двумя. Они используются для разных способов монтажа и подключения. Производители дают на них гарантию от 20 лет и более при соблюдении правил эксплуатации. Двухжильный кабель имеет дополнительный слой изоляции, расположенный между экранной оплеткой из тонкого медного провода и диэлектрическим теплостойким покрытием жил. Одна из жил обладает функцией нагревательного элемента, а вторая, в качестве простой токопроводящей, размещена параллельно первой. Такое их расположение значительно снижает уровень излучения электромагнитного поля и его действие на окружающую среду.

При эксплуатации этих конструкций должен соблюдаться баланс тепла, выделяемого от проходящего по жилам электрического тока и отводом его в нагреваемый пол. Для этого все прилегающие к кабелю участки пола создают с однородной структурой, обеспечивающей равномерные тепловые и механические нагрузки. Резистивный кабель заливается цементно-песчаной стяжкой определенной толщины, которая может быть дополнительно покрыта слоем керамической плитки, ламинатом или другими напольными материалами.

Кабели с жилами саморегулирующегося нагрева

В системе теплого пола могут применяться конструкции саморегулирующегося нагревательного кабеля. Они имеют обыкновенные токопроводящие, а не нагревательные жилы, между которыми расположена полупроводниковая матрица с огромным количеством независимых между собой элементов. Ее диэлектрические свойства определяют именно эти полупроводники, реагирующие на изменения окружающей их температуры. Когда какой-то участок саморегулирующего кабеля охлажден, то внутри матрицы за счет полупроводников создается структура с большим количеством дорожек для прохождения через них тока, который нагревает кабель и окружающие его слои. При средней температуре структура полупроводников увеличивает электрическое сопротивление, снижая условия для протекания через них тока и, тем самым, несколько уменьшает выделение тепла. Если какой-то участок кабеля сильно нагрет, то количество дорожек для прохождения тока в нем резко ограничивается, снижая его электрическую проводимость.

Тёплый пол электрический, саморегулирующаяся электрическая нагревательная лента

Таким способом происходит регулирование температуры обогрева окружающей среды даже без терморегулятора и датчиков температуры. Саморегулирующиеся кабели более удобны в эксплуатации потому, что не нуждаются в создании однородной структуры для передачи тепла, как их резистивные аналоги. Их отдельные участки можно подвергать различным температурным нагрузкам.

Кабельные маты

Вначале резистивные кабели при монтаже теплого пола просто раскладывали на полу в виде змейки, а затем фиксировали крепежными элементами. Эта технология применяется и сейчас для одножильных и двухжильных конструкций. Однако производители стали выпускать кабельные маты. Эта такая конструкция, где сам кабель уже вплетен в мягкую диэлектрическую сетку определенным образом. Его уже не требуется тщательно выкладывать. Достаточно просто раскатать сложенный рулон по длине помещения для последующей фиксации раствором.

Тёплый пол электрический, кабельные маты

Холодные концы для подключения кабельного мата в электрическую схему входят в комплект поставки. Они подключаются через специальные переходники-муфты. Подсоединение «напрямую» запрещено технологией монтажа. Если возникает необходимость поворота направления раскладки, то крепежную сетку легко разрезать обычными ножницами не задевая кабеля, который потом просто разворачивается в нужном направлении под любым углом. Таким способом облегчается раскладка мата в любом помещении ровным слоем. При этом проще избегать наложения отдельных участков кабеля между собой.

Пленочный инфракрасный обогрев пола

Эта технология основана на использовании инфракрасных лучей, исходящих от тонких нагревательных элементов, через которые пропускают электрический ток. Их выполняют карбоновыми полосами, расположенными между двумя слоями специальной пленки. Карбон (углепластик) наносят методами нано-напыления с толщиной слоя, вымеренного до одного микрона, и изолируют с обеих сторон тонкой, но очень прочной полимерной пленкой с высокими диэлектрическими свойствами. Карбоновые полосы подключают к медным шинам, которые служат проводниками для подачи напряжения.

Тёплый пол электрический, пленочный

Нагрев, осуществляемый инфракрасными лучами от теплого пола, по своей природе ничем не отличается от естественного обогрева светом солнца. Только температура пола доводится до 30÷35 градусов и направляется снизу вверх.

Жидкостно-электрические конструкции

Электро-водяные разработки теплого пола объединяют в себе электрический нагрев нитей с последующей передачей тепла через теплоноситель — воду, расположенную в герметичной трубке из пластика, обладающего высокопрочными механическими характеристиками. Вся конструкция собрана в виде семижильного кабеля, использующего сплавы для нитей из хрома с никелем и оболочку с покрытием из силикона и тефлона. Силиконовый слой выдерживает температуры до 280 градусов, обладая высокими диэлектрическими свойствами. Покрытие тефлона создает препятствие для проникновения воды и обладает большой стойкостью к воздействию химических веществ. Жидкость, заполняющая кабель, успешно выдерживает без замерзания даже двадцатиградусный мороз, но она быстро закипает при прохождении по нитям электрического тока. Во время ее кипения тепло быстрее передается окружающей среде. Это обеспечивает экономию электроэнергии.

Передача тепла от нитей нагрева в кипящую жидкость и дальше в среду теплого пола защищает хромоникелевый сплав от перегрева, предохраняет от перегорания, позволяет его эксплуатировать длительное время. Поскольку при кипении жидкости внутри герметичной оболочки создается повышенное давление газов, то для его уменьшения используется специальная система поглощения, снижающая это воздействие и обеспечивающая безопасную эксплуатацию.

Трубчатые корпуса кабеля из структурированного сетчатого полиэтилена обладают:

стойкостью к охлаждению при низких температурах
устойчивостью к образованию трещин
высокой ударной прочностью

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.

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.

Устройство электрического теплого пола: технология

Теплый пол является новейшим видом системы обогрева. Данное отопление большими шагами набирает популярность как среди специалистов теплоснабжения, так и среди обычных жителей частных домов и квартир.

Теплые полы являются не простой отопительной системой, они имеют определенные нюансы при монтаже и во время эксплуатации.

Существуют две отличающиеся разновидности нового вида обогрева: водяные и электрические теплые полы. Устройство электрического теплого пола бывает разнообразное, поскольку существует несколько видов настилов, имеющих электропитание.

Электрический теплый пол: принцип действия и устройство

Обратив свой взгляд в сторону электрических теплых полов, как основной или дополнительной системы обогрева в вашем жилом помещении, нужно быть готовым к различным трудностям, связанным с выбором одной из разновидностей нагревательного настила, а также организацией качественного подключения электропитания.

Поскольку теплый пол является электрическим прибором, который может устанавливаться в местах с повышенной влажностью, необходимо досконально изучить все требования к данному оборудованию по электробезопасности и беспрекословно их соблюдать.

Невыполнение требований монтажа может привести к нежелательным последствиям, таким как короткое замыкание проводки, следствием которого бывает пожар и поражение электрическим током жителей помещения.

Чтобы этих событий не происходило, стоит качественно монтировать все контактные соединения и обязательно установить в водном распределительном электрическом щите отдельный автоматический выключатель. Данным «автоматом» будет индивидуально защищаться система теплых электрических полов.

Термоматы

Электрические теплые полы имеют ряд разновидностей напольных настилов для обогрева:

кабельный теплый пол;
настил в виде матов;
инфракрасный теплый подпол.

Выбирая свой тип обогревательной системы, установленной под финишным половым покрытием, необходимо узнать каждый электрический настил подробнее.

Выбирая электрический теплый пол для своей комнаты, необходимо помнить о толщине «пирога» данной конструкции, поскольку получается, что современная система обогрева препятствует ходу дверей или встроенных шкафов.

Не стоит уменьшать и толщину стяжки, это часто приводит к разрушению настила и повреждению конструкции теплого электрического пола.

Разновидности теплых электрических полов

На ик-пленку можно сразу укладывать финишное покрытие

Электрический теплый пол имеет несколько разновидностей, что позволит каждому клиенту выбрать именно свой вариант, подходящий под определенные условия и соответствующий требованиям.

На сегодняшний день существуют следующие типы электрических настилов:

Кабельный тепловой покров. В основе системы обогрева данного вида лежит одно или 2 жильный электрический кабель, который имеет несколько слоев изоляции. Преимуществом этого вида обогревательной системы является то, что вы приобретаете все устройства для настила по отдельности и можете самостоятельно планировать длину кабеля, для соединения которого существуют специальные герметичные муфты. Выбирая кабельную продукцию для теплого пола, следует выбирать качественную продукцию, так как вы организовываете отопление для себя.
Инфракрасный теплый пол. Инфракрасный покров является наиболее новой подпольной системой обогрева. Для ее установки не требуется организация стяжки, что позволяет уменьшить толщину слоев «пирога» настила. Работа данной системы обогрева основана на инфракрасном излучении, в результате чего нагреваются предметы, а не воздух, за счет чего тепло в помещении задерживается на более продолжительный период и не так быстро выветривается. Само устройство представлено в виде пленки, на которой нанесены специальные линии разрезов, поэтому отдельные куски нагревательных элементов можно располагать произвольно по комнате, как требуется хозяину.
Выбирая кабельный обогрев, следите за качеством приобретаемого провода
Электрический пол в виде матов. Электрические маты имеют схожее устройство с кабельным теплым полом, поскольку мат представляет собой тот же кабель, закрепленный на пластиковой решетке, которая служит для фиксации кабеля и армирования поверхностной стяжки. Маты бывают разных размеров и имеют точки подключения, которые выполнены таким образом, чтобы к ним можно подключать как силовой кабель на вывод, так и дополнительные элементы.

Система электрического теплого пола состоит не только из нагревательных элементов.

Важнейшую роль в этом виде обогрева семейного очага играет терморегулятор с присоединенным термодатчиком, который располагается на одном уровне настила с нагревательными элементами.

Терморегулятор для электрического теплого пола

Настроенный на определенную температуру термостат будет самостоятельно поддерживать необходимый уровень обогрева

Сегодня тяжело представить любую разновидность системы электрических теплых полов без терморегулятора, поскольку это устройство считается «мозговым центром» нового вида отопления. «На его плечи» ложится контроль температурных показателей в помещении.

Именно термостат помогает своевременно коммутировать систему, не создавая перерасхода электроэнергии и поддерживая комфортную обстановку. Прибор реагирует на данные от термодатчика, который подключается к нему при помощи специального термозащитного кабеля.

Термостат производится с механической и автоматической регулировкой температуры. Автоматический терморегулятор может иметь цифровой дисплей, на котором отображается существующая температура в помещении и другие параметры.

Регулировка и контроль процесса работы отопительной системы можно производить при помощи пульта, что удобно, но значительно повышает стоимость устройства.

Механический термостат имеет регулировочную ручку, при помощи которой вы самостоятельно выставляете (на градуированной шкале) значение температуры, подходящее именно вам, поскольку «комфортная температура» у каждого человека своя.

Терморегулятор находится в работе постоянно и, как только датчик подаст ему сигнал отклонения от установленного значения температуры, коммутирует систему электроснабжения, запуская ток в нагревательные элементы или прекращая питание.

Терморегулятор находится постоянно под напряжением и выполняет коммутационную работу, поэтому не стоит экономить на этом устройстве.

Оно должно быть изготовлено из качественного материала и иметь надежные контактные соединения, так как на них ложится основная нагрузка.

Принцип действия и особенности электрических теплых полов

Как было сказано выше, устройство теплого электрического пола имеет ряд особенностей. Сам принцип действия системы отопления заключается в преобразовании электрической энергии в тепловую. При этом широко используются свойства проводников, а именно их сопротивление.

Для более понятного описания можно привести пример с лампочкой. В сети переменного тока напряжением 220 В лампочку подключают к двум проводникам, которые в простонародье называются «фаза» и «ноль».

В нашем случае лампочкой является нагревательный элемент, а местом подключения – терморегулятор, именно на его выводах происходит стыковка кабеля нагрева и силовой проводки.

Особенности кабельных и матовых настилов

Количество стыков должно быть минимальным

Кабельные и матовые теплые полы имеют похожую конструкцию. В обоих видах устройства нагревательным элементом является кабель.

Выбирая кабель или маты для своего помещения, необходимо заранее просчитать необходимое количество материалов. Так как количество стыков должно быть минимальным, поскольку именно места соединений являются слабыми точками всей системы.

Выбирая теплый пол, стоит учитывать размеры и назначение комнаты, в которой будет применяться настил, а также показатели мощности самого элемента нагрева, в данном случае кабеля.

Зная площадь комнаты, ее тип (кухня, ванная, балкон) и назначение монтируемого теплого пола (основной обогрев или вспомогательный), по приведенной ниже таблице можно определить мощность устройства в целом.