Монтаж электрического теплого пола

Теплый пол электрический можно применять в любых типах помещений. Достаточно лишь обеспечить качественную теплоизоляцию и подобрать систему с оптимальной мощностью. Он может быть основным или дополнительным источником обогрева. Перед тем, как начать монтаж электрического теплого пола (ЭТП), нужно правильно оценить свои материальные возможности и рост цен на энергоносители. На рис. ниже изображено, как устроена данная система обогрева.

Греющий кабель располагается в полу, а терморегулятор (термостат) – в удобном месте на стене помещения.

Типы теплого электрического пола

Электрический теплый пол подразделяется на три большие группы, в зависимости от типа нагревающих элементов:

• Греющий кабель. К нему подключаются питание, температурный датчик и терморегулятор. Схема применяется для всех видов электрического теплого пола. Проводник помещается в двойную изоляцию и выделяет тепло при пропускании по нему электрического тока. Цена его самая низкая, но монтаж – самый трудоемкий. Укладка кабеля делается по основанию, а крепление – монтажной лентой.

Важно! Эта работа трудоемкая, требует аккуратности, чтобы не было перехлестов и перегибов.

• Электрический мат. Греющий кабель продается уже закрепленным в армирующем каркасе, свернутым в рулон. При монтаже сетчатый мат разворачивается, укладывается и подключается к источнику питания. Время установки сокращается, и здесь не делаются ошибки, характерные при укладке кабеля. С матами особенно часто применяется технология укладки электрического теплого пола под плитку.
• Инфракрасная греющая пленка. Токопроводящий углеродный материал наносится на пленку или размещается в виде стержней поперек рулона. При пропускании по нему тока происходит обогрев помещения за счет инфракрасного излучения. Преимуществом является возможность укладки непосредственно под финишным покрытием.

Подключение ЭТП к электропроводке и к терморегулятору

При подключении электрического теплого пола к квартирному щитку используют 2 двухжильных резистивных кабеля №1 и №2 и термостат с температурным датчиком (рис. ниже). В щитке размещается однополюсный автомат и УЗО, защищающие систему и людей от короткого замыкания и утечек тока. Красным цветом обозначена фаза, синим – нейтраль, а зеленым – заземляющий проводник (PE). Кроме того, в щитке размещен контактор, управляемый терморегулятором.

Питание подается от обычной однофазной сети с напряжением 220 В через силовые контакты контактора к нагревающим элементам и к терморегулятору. Температурный датчик располагается в стяжке посередине между витками резистивного кабеля №2. Заземляющий проводник (PE) соединяется со всеми металлическими корпусами электрооборудования.

Электрический теплый пол обязательно заземляется через экран резистивного кабеля.

Какой силовой кабель подключить?

К обогревающему кабелю подключается питающий, по которому подается напряжение сети. Он должен соответствовать нагрузке, иначе произойдет его перегрев.

Пусть суммарная мощность, выделяемая на греющем кабеле, составляет P = 2 кВт. При напряжении U_ном. = 220 В через питающий кабель будет проходить ток I_расч. = P/ U_ном.∙cosφ, где cosφ = 1, так как нагрузка – активная. В результате I_расч. = 2000 Вт/220 В = 9 А. Ближайшее сечение кабеля из стандартного ряда составляет 1,5 мм².

Но здесь необходимо еще учесть дополнительную нагрузку от включения термостата и другого электрооборудования. Ближайшее стандартное сечение составит 2,5 мм². Из таблицы можно сразу подобрать для него автоматический выключатель на 16 А.

УЗО выбирается на мощность следующей ступени, в сторону увеличения. Если прочитать инструкции по монтажу электрических полов, жилы питающего кабеля для них должны быть сечением не менее 2,5 мм².

Потребление энергии теплым полом

Чтобы определить, сколько энергии потребляет электрический теплый пол, прежде следует установить, основной это источник тепла или вспомогательный. В первом случае на обогрев расходуется около 200 Вт/м², а во втором – на уровне 100-160 Вт/м² за 1 час. Это потребление энергии приходится на разогрев теплого пола и помещения.

Для поддерживания комфортного режима ее расход снижается. На отопление помещения термостат включает подачу питания 15-20 мин в час или 6-8 часов в сутки.

При площади комнаты S_общ. = 14 м² обогревается около 3/4 всей поверхности, что составляет S_у = 10 м². Под мебелью и бытовыми приборами кабель прокладывать нельзя из-за опасности его перегрева. При его нагреве вещи сверху мешают теплоотдаче.

Если нет ясности, где в комнате будут установлены бытовые приборы и мебель, следует применять резистивный саморегулирующийся кабель, сопротивление которого зависит от температуры. Тогда он не будет перегреваться при расположении сверху предметов, мешающих теплообмену.

При удельной мощности 200 Вт/м² для рабочей площади 10 м² номинальная будет равна 200*10 = 2000 Вт. На рис. выше в комнате подключено 2 обогревающего кабеля. Если нагрузку распределить равномерно, каждый из них будет потреблять по 1 кВт.

Расчет мощности на обогрев помещения

Предварительным этапом является расчет установленной мощности (P_уст.) электронагревательного элемента пола.

Определение площади обогрева

• Составляется план помещения на миллиметровке в масштабе.
• На чертеже определяется расстановка предметов, закрывающих теплый пол, и вычисляется площадь, которую они занимают. Если она превысит 50 % от всей, электрический теплый пол может быть только дополнительным отоплением.

Расчет мощности ЭТП для основного обогрева

P_уст. должна на 30 % превышать потери тепла в помещении (P_п), которые определяются теплотехническими расчетами:

Часто кабель прокладывают в цементной стяжке, которая аккумулирует тепло. Тогда берут 40 %-ный запас:

P_уст. = 1,4*P_п.

Если тепловые потери составляют 1400 Вт, их можно компенсировать, включив обогреватель, с мощностью:

P_уст. = 1,4*1400 = 1960 Вт.

Затем можно найти удельную мощность:

P_уд. = P_уст/S_у = 1960 Вт/10 м² = 196 Вт/м².

Если привести полученный результат к ближайшему стандартному значению, теплый пол нужно брать с P_уд. = 200 Вт/м².

Когда электрический теплый пол применяется для дополнительного обогрева, компенсация потерь тепла возлагается на другую систему отопления, как правило, радиаторную. Выбрать необходимую P_уд. можно по нормативам, приведенным в таблице.

Удельная мощность теплого пола для дополнительного обогрева

Тип помещения	Pуд., Вт/м2
Комнаты, кухня	120-130
Комнаты или кухня на первом этаже	140-150
Ванная	140-150
Балкон, лоджия	180

Выбор нагревателей

Для основного обогрева целесообразно использовать резистивные кабели и нагревательные маты, а для комфортного – ИК теплые полы.

Резистивный греющий кабель

Кабели рассчитываются по мощности на 1 погонный метр. Если взять продукцию компании «Devi» (тип devilex^TM DSIG-20) с мощностью 20 Вт/пог. м при 230 В, то в последнем примере с P_уст.= 1960 Вт потребуется кабель длиной L_каб. = 98 м. Его можно выбрать из ассортимента, где ближайшая длина составляет L_каб. = 110 м (P_уст.= 2215 Вт). Чтобы создать расчетную мощность, кабель следует уложить с шагом, определяемым по формуле:

h = S_у*100/L _каб. = 10 м²*100/110 м = 9 см.

Для упрощения укладки каждый виток фиксируют в монтажной ленте, выполненной с шагом 2,5 см. Поскольку расчетный шаг не попадает в заданный размер, расстояния между соседними витками чередуют с интервалами 7,5 см и 10 см. Целесообразно оставить более плотную укладку ближе к несущим стенам, окнам и дверным проемам, поскольку там отбирается больше тепла. Шаг допускается изменять от 5 см до 30 см.

Чем ближе укладываются витки, тем равномернее прогрев пола, но при этом возрастает удельная мощность. Большой шаг обычно применяется при использовании бетонной стяжки большой толщины, которая выравнивает температурное поле.

Варианты укладки можно нарисовать на миллиметровой бумаге в масштабе, а потом выбрать оптимальный.

Следует различать одножильные и двухжильные резистивные кабели. Принцип действия у них один и тот же, но способ подключения разный. Одножильный кабель проводит ток по одному проводнику, и его второй конец должен вернуться для подключения к электропитанию. У двухжильного кабеля оба проводника на одном конце подключаются к источнику сразу, а после укладки кабеля на свободном конце они замыкаются друг с другом и закрываются изоляцией (рис. а ниже).

С одножильным кабелем можно сделать аналогичным образом, если прокладывать сразу 2 или 3 кабеля рядом, а после замкнуть их между собой. (рис. в ниже). Подключения производятся через муфты.

Контуры подключаются между собой параллельно (рис. г).

Датчик размещается в стяжке между витками. Его расстояние от стены составляет не менее 50 см. При этом он должен быть в трубе на случай, чтобы можно было вытянуть за провода и заменить при выходе из строя. Труба заводится через штробу в стене внутрь корпуса термостата.

Греющие маты

Теплые полы из греющих матов выбираются по расчету из существующего ассортимента. Мат достаточно разместить в тонком слое стяжки или клея. На рис. ниже изображено, как греющий мат закладывается под кафель в клеевую прослойку.

Из таблицы (выше по тексту) следует, что для кухни достаточно P_уд. = 120 Вт/м². Если отапливаемая площадь составляет 7 м², то потребуется установленная мощность P_уст. = 120*7 = 840 Вт.

Греющие маты выбираются с P_уд. = 120 Вт/м², например, марки «ProfiMat 120-7» с площадью 7 м² при номинальным токе I_n = 3,8 А.

Маты укладываются просто: нужно только расстелить их на основании. При сложной форме помещения следует применить некоторые приемы. Полимерная сетка легко разрезается, после чего часть мата поворачивается. Здесь важно не нарушить целостность кабеля.

Пленочный теплый пол

Применение пленки имеет свои особенности:

• Теплый пол укладывается непосредственно под подходящее покрытие «сухим способом»: ламинат, ковролин, линолеум. Он может монтироваться в плиточный клей, но для этого требуется применение пленки гидроизоляции, защищающей от щелочной среды.
• С пленочным теплым полом следует обращаться особенно аккуратно. Он не выдерживает больших нагрузок и ударов.
• Расстояние ИК пленки от стен и мебели не должно быть меньше 20 см.
• Монтаж ИК пола требует высокого уровня подготовки, поскольку для него требуется создание большого количества электрических соединений.

Последовательность расчета ИК теплого пола:

• Площадь обогрева рассчитывается так же, как и для других типов полов, но с учетом минимального отступа от границ на 20 см (рис. ниже). Например, если S_общ. = 24 м², то может получиться, что S_у = 15 м².
• Мощность нагревающего элемента подбирается в зависимости от доли занимаемой им площади. Если она больше 60 %, можно выбрать ИК пленку с удельной мощностью 120 Вт/м². При небольшой занимаемой площади (менее 60 %) следует брать нагреватели помощнее, например, на 140 Вт/м² или 160 Вт/м².
• При больших потерях тепла через уложенный пол необходимо под ним размещать подложку из теплоизоляции или увеличивать удельную мощность нагревателя до 180-200 Вт/м². Так обычно делается на первом этаже.
• Подбирается кратность ширины пленки, чтобы она подходила под занимаемую площадь (50 см, 80 см, 100 см). Ее следует брать цельным куском, чтобы было меньше подключений.

Некоторые финишные покрытия имеют ограничение по максимальной температуре нагрева, например, линолеум. Их следует тщательно выбирать, если предполагается монтаж теплого пола.

Монтаж теплого пола из нагревательного кабеля

Система ЭТП представляет собой силовой и нагревающий кабели. Первый обычно прокладывается в стене. По нему подается питание к нагревающим элементам. Сопротивление силового кабеля небольшое, и он практически не нагревается, если его правильно выбрать. Второй – размещается в стяжке пола для защиты от повреждений.

Установка термостата

Терморегулятор следует устанавливать не выше уровня выключателей, но не ниже 30 см от пола. К нему пробиваются штробы от электропитания и к теплому полу. В них размещаются отдельные гофрошланги с кабелями подачи напряжения, подключения к нагревающим элементам и датчику температуры.

Подготовка основания

• Основание очищается от мусора и при необходимости выравнивается тонкой стяжкой.
• По периметру комнаты на стены внизу приклеивается теплоизолирующая лента. На основание застилается теплоизоляция, рассчитанная на температуру около 100⁰С. При наличии внизу квартиры достаточно положить слой 2 см. На первом этаже толщина покрытия выбирается 5 см и более. Утеплитель выбирается с теплоотражающей пленкой. Его укладывают в рулонах или плитах. Зазоры не оставляются. Стыки проклеиваются металлизованным скотчем. Алюминиевая фольга для теплого пола не применяется: она быстро разрушается.
• На утеплитель можно положить гидроизоляцию и тонкую стяжку, которая способствует более равномерному распределению тепла. Более простой вариант – это укладка поверх гидроизоляции на всю поверхность сетки с размером ячейки 1-1,5 см или монтажной ленты через 40-50 см.

Укладка резистивного кабеля

Кабель выбирается по мощности, близкой к расчетной. Обрезать его нельзя, так как на концах закреплены муфты, которые переставить качественно не получится.

Обогревающий кабель подключается к силовому через муфты, после чего последний заводится на термостат или на контактор квартирного электрического щитка.

Схема укладки разрабатывается заранее. Самым распространенным является способ «змейка» и его разновидности (рис. ниже). Есть еще способ «улитка», но он сложней в реализации, а преимущества не дает.

Кабель теплого пола располагают на расстоянии не ближе 15 см от стен. Шаг уменьшают в местах расположения окон и дверей.

Датчик температуры пола вставляют в заранее установленный между полом и терморегулятором гофрированный шланг. Его размещают между витками.

После укладки кабелей производятся электрические подключения и проверка работоспособности системы теплого пола. Силовой кабель соединяется с обогревающим пайкой или обжимающими муфтами с последующей изоляцией (рис. ниже).

Затем соединение закрывается термоусадочной трубкой и прячется в стяжку. Измеряется сопротивление греющего кабеля, которое должно быть не менее чем на 10 % совпадать с паспортным.

Измерение сопротивления греющего элемента и его сравнение с паспортными данными является обязательной проверкой любого типа электрического теплого пола.

Минимальная толщина заливки стяжки без укладки утеплителя составляет 3 см. При наличии теплоизоляции порог увеличивается до 6 см, поскольку основание под финишную укладку должно быть достаточно жестким. Твердые напольные покрытия выравнивают нагрузку. Для них толщину стяжки можно уменьшить.

Включать систему теплого пола можно только через 3-4 недели, пока не затвердеет бетон.

Монтаж нагревательных матов

Для нагревательных матов часто применяется технология укладки теплого пола под кафельную плитку в клеевом слое.

Порядок монтажа следующий:

• Разработка плана монтажа.
• Установка распределительных коробок и трубки под термодатчик.
• Укладка теплоизоляции из термостойкого материала и стяжки сверху.
• Проверка сопротивления электрического мата, его укладка и раскрой. Укладка матов сводится к их раскладыванию по полу и подключению. Они укладываются прямолинейно. Чтобы создать поворот или разворот на 180⁰, подрезается несущая сетка. Этим способом создают обход препятствий. Расстояние между рядами составляет 50-100 мм. Секции крепятся к основанию скотчем. Холодные концы выводятся к блоку питания.
• Установка термостата и датчика температуры.
• Заливка бетонной стяжки толщиной 30-50 мм. При укладке под кафельную плитку маты сначала заливаются термостойким плиточным клеем с толщиной слоя 15-30 мм. Шпателем нужно работать осторожно, чтобы не повредить систему. После его застывания можно укладывать плитку.

При укладке стяжки или клеевого слоя не допускается, чтобы оставались воздушные пустоты. В этих местах нагревающий элемент перегревается и может выйти из строя.

Укладка ИК пленки

В отличие от предыдущих способов, укладка электрического теплого пола на основе инфракрасной пленки делается непосредственно под финишное покрытие. Для некоторых материалов требуется подложка из фанеры, например, под линолеум или ковролин. Под ламинат пленка укладывается сразу.

ИК нагреватель выполнен в виде плоских пленочных элементов или стержней. Ток течет по карбоновым нагревателям поперек рулона от одной токопроводящей медной шины к другой. Пленку можно отрезать по специально обозначенным местам или точно между нагревательными лентами (рис. ниже).

Технология монтажа:

• Выбор мощности, размеров пленки и составление плана, как разместить нагревательные элементы и другое оборудование.
• Пленка отрезается по размерам и изолируется по кромкам среза. В последнем варианте вся ширина пленки должна быть изолирована. Затем она раскладывается медной шиной вниз по полу на специальную подложку из термоизоляции.
• На медную токонесущую полосу крепится специальный зажим. Затем он плотно затягивается специальным инструментом.

На рис. ниже изображена схема подключения нагревателей ИК теплого пола.

Синим и красным цветом обозначены жилы силового кабеля, а черным – провода датчика температуры. На схеме питание коммутируется через контакты реле внутри термостата, но может через контактор, как изображено на рис. ниже.

Видео

Установка электрического теплого пола – это не очень сложный процесс, который можно сделать своими руками. Самой трудоемкой является подготовка, когда подбирается и рассчитывается конкретная система. От правильного подбора материалов, схемы, расчета и монтажа зависит расход электроэнергии на обогрев помещений и удобство эксплуатации.