Карбоновый теплый пол: особенности конструкции и монтажа

Отопление с применением карбоновых нагревателей применяют при строительстве новых объектов недвижимости, в процессе реконструкции зданий. Системы этого типа соответствуют современным потребностям.

Для правильного использования таких инженерных решений на практике необходимо ознакомиться не только с общими техническими характеристиками. Пригодится изучения принципов работы, выбора, монтажа и эксплуатации. Необходимо учитывать особенности разных модификаций, чтобы сделать корректное сравнение с альтернативными вариантами.

Почему выбирают электрические нагреватели

Новые изделия создают с учетом недостатков старых конструкций. В данном случае будет уместным сравнение с жидкими теплоносителями.

Особенности этих традиционных систем теплых полов перечислены ниже:

• Они устанавливаются в сравнительно толстой стяжке, что ограничено диаметром труб. Такая конструкция уменьшает высоту потолков.
• Для нагрева жидкости используют специальное оборудование. Если котел работает на топливе, необходима установка отдельного дымохода. В некоторых многоквартирных домах действующие нормативы выполнить невозможно, либо это будет сопряжено с чрезмерными затратами.
• Повышенная сложность оснащения увеличивает риск поломок.
• При возникновении протечек масштабы аварии могут быть слишком большими. Помимо личных убытков приходится компенсировать последствия затопления соседей.
• Водяные контуры надо опорожнять, если здание не эксплуатируется постоянно зимой. В любом случае необходимы меры по защите от появления внутри труб ледяных пробок.

В целом система работает недостаточно эффективно. Здесь для передачи тепла в определенную область применяют теплоноситель. Потери возникают в процессе его перемещения. Регулировка нагрева допустима только в отдельных контурах, но не по длине трассы. Высокая инерционность ухудшает точность автоматизированных систем управления.

Отдельно надо отметить, что на состояние трубопровода и составных частей системы оказывают негативное влияние: 

• сама жидкость;
• механические, химические и биологические загрязнения;
• перепады давления.

На рисунке приведен набор для типовой системы «электрический теплый пол». В оболочку из полимера вставлен проводник, который нагревается при прохождении через него тока. Для регулировки рабочих параметров можно использовать данные о температуре воздуха в помещении, в глубине напольного покрытия. Включение питания происходит мгновенно, поэтому энергетические ресурсы расходуются рационально.

В таком комплекте нет насосов и других механических компонентов, которые со временем приходят в негодность.

Особенности конструкции

Прямое преобразование электричества в полезную энергию инфракрасного излучения эффективно. Но в предыдущем варианте есть недостатки. Так, в обычном проводнике сопротивление не изменяется значительно при повышении температуры. Таким образом, отсутствует возможность регулировки нагрева по длине кабеля.

Для создания равномерного теплового поля необходима соответствующая конфигурация трассы, с одинаковыми пустыми промежутками. Стоит рассмотреть пример с фиксацией проводника на сетчатой пластиковой подложке. В действительности при установке системы в стандартной комнате (4х5 м) придется размещать конструкцию на большей площади. Но стандартные нагревающиеся проводники выпускают только в определенных типовых размерах по длине. Подобрать подходящий вариант или состыковать несколько участков будет трудно.

Решены эти задачи с помощью комбинации материалов. Название такие теплые полы получили по одному компоненту – углероду с аморфной структурой (карбону). Применяют также серебро и графит в разных сочетаниях. Из них формируют проводники, создающие ИК-излучение.

Функцию «автоматического регулятора» выполняют полимерные добавки. При превышении пороговой полосы от +18°C до +22°C эти частицы увеличиваются в размерах и повышают электрическое сопротивление. Ток уменьшается, температура снижается.

Карбоновые стержни собирают в блоки. Их соединяют на торцах медными многожильными проводниками в полимерной изоляции.

Такими элементами перекрыть большую площадь можно быстро. В таком случае без лишних сложностей обеспечивается оптимальное расстояние между нагревательными элементами.

Преимущества и недостатки

Ниже приведены особые параметры системы, в которой установлены карбоновые стержни:

• Ее можно монтировать под сантехникой, стойками электронной аппаратуры, мебелью. Соответствующие участки не будут перегреваться. Если предметы переместить в другое место – необходимая перенастройка выполняется автоматически без вмешательства со стороны пользователя.
• При соблюдении правил монтажа внутрь такой конструкции вода не проникнет. Это значит, что исключены короткие замыкания, процессы коррозии и образования пленок окислов на поверхностях металлических проводников.
• Если один или несколько элементов разорваны при усадке строительных конструкций, система сохранит работоспособность на других участках. В такой же ситуации типовой нагревательный кабель будет полностью выведен из строя.
• На такие нагреватели разрешена установка любых видов напольных покрытий. Они сохраняют свои полезные параметры в течение длительного срока службы.

Единственным недостатком является высокая стоимость электрического обогрева по сравнению с применением газа. Эта ситуация изменяется по мере исчерпания не возобновляемых природных ресурсов. Электричество становится дешевле. Совершенствуются методики генерации, аккумулирования. Для объективного сравнения следует учитывать не только текущие затраты, но и начальные инвестиции в котельное оборудование, расходы на ремонт и обслуживание.

Как монтируют систему обогрева

Торговое предприятие, которое продает карбоновый качественный теплый пол, подбирает всю комплектацию с учетом характеристик помещений. Правильный расчет несложно сделать собственными силами.

Рекомендуют укладывать такие стержни на поверхности от 75 до 85% площади комнаты. Таким образом, если есть острые углы, ниши, подобные сложные участки пропускают. Элементы допустимо разворачивать, разрезая нижнее соединение. Чтобы не ошибиться, создают простейший чертеж от руки или используют графический редактор.

Кроме этого понадобятся следующие компоненты:

• Термостат с отдельным датчиком температуры. Измерительный прибор размещают в глубине стяжки, поэтому пригодится подходящий отрезок гофрированной трубки. Один ее торец закрывается специальной заглушкой.
• Датчик для фиксации перегрева. Это не обязательный элемент. Но его добавление в состав системы повысит надежность.
• Пленка с отражающим ИК-излучение слоем. На рынке представлены разные изделия такого вида. Выбирают материал, защищенный от механических воздействий. Следует помнить, что сверху заливают бетон. Пригодится пористость полимерной подложки для улучшения теплоизоляционных свойств.
• Для соединения отдельных блоков из стержней понадобятся медные проводники с диаметром в сечении не менее 2,5 мм.
• Также надо подготовить монтажные инструменты, материалы и комплектующие детали для создания финишного напольного покрытия.

Этот алгоритм поможет правильно установить карбоновый пол:

• На стены и пол наносят разметку, определяющую места установки отдельных частей.
• Блок регулятора температуры устанавливают в удобном для будущих пользователей месте, на уровне обычных выключателей. В стене делают нишу по размерам устройства, пробивают каналы для прокладки проводов питания, датчиков. Так как будет использоваться значительная мощность, сеть 220 V подключают через автомат защитного отключения.
• Очищается основание. В плитах перекрытий устраняют щели, иные дефекты. Лучше создать ровную стяжку, чтобы обеспечить горизонтальность поверхности. Если внизу холодное подвальное помещение, может понадобиться монтаж специального слоя изоляции из пенополистирола, иного материала.
• На подготовленную поверхность наклеивают полимерную пленку с отражающим слоем. Стыки закрывают скотчем.
• Первый карбоновый мат системы отопления укладывают, начиная от блока регулировки температуры. Его устанавливают так, чтобы соединительные элементы разместились в верхней части. Если необходимы повороты, приходится разрезать проводники. Необходимо учитывать ограничения производителя по количеству таких разрывов цепей. Фиксируют отдельные участки с применением скотча.
• Для изоляции новых электрических соединений применяют трубки, которые плотно обжимают основу при нагреве. Температуру соответствующих участков поднимают строительным феном.
• Датчик температуры вставляют в трубку из гофры аккуратно, с применением жесткой проволоки. Отверстие закрывают заглушкой. Этот узел в сборе устанавливают в карбоновый мат на равном расстоянии от нагревательных элементов. Лучше, если для него создан специальный глубокий канал с выводом на стену. При выходе прибора из строя – его заменить будет нетрудно.
• После установки и подсоединения всех частей системы еще раз проверяют изоляцию, соединения, выполняют пробный пуск. В этом режиме нет эффективного отвода тепла стяжкой, поэтому длительность проверки не должна быть более 10-15 минут.
• Если все в порядке, заливают цементно-песчаный раствор. Рекомендуется не делать слой более 3-4 см, чтобы не ухудшить параметры теплопередачи. Если карбоновый теплый пол под плитку создают с применением клеевого состава, его толщину уменьшают до двух сантиметров. Далее монтаж выполняют с учетом особенностей определенного напольного покрытия.

До рабочей эксплуатации надо сделать интервал от 22 до 30 дней. Точный срок готовности стяжки зависит от ее состава, толщины, температуры в помещении.

Модификации карбоновых нагревателей

На основе перечисленных выше материалов создают плоские нагревательные элементы, которые помещают в оболочку из прочной полимерной пленки. Количество тепла на единицу поверхности в данном случае несколько ниже, но равномерность гораздо выше. Здесь свободные участки меньше рабочих.

Такая конструкция еще меньше по высоте, чем стержни. Ее сложнее повредить. Довольно большие разрезы и отверстия не способны полностью разорвать путь прохождения тока. При равномерном нагреве можно работать с меньшими температурами. Для изготовления таких изделий применяют экономные технологии многослойной печати, что объясняет их разумную стоимость.

Пленочные нагреватели применяют под всеми видами финишных покрытий. Исключением являются особые ограничения отдельных производителей, которые приведены в сопроводительной документации на их продукцию.

Электрические соединения  в таких системах создают с помощью специальных металлических зажимов. Эти места изолируют с помощью битумных мастик и другими специализированными защитными покрытиями.

Видео

Пленочные нагревательные элементы хорошо подходят для установки под деревянными полами. Они не создают избыточную температуру. Их устанавливают внутри конструкций стен, в потолках. Стержневые элементы применяют только в системах типа «теплый пол». Обе системы совместимы с автоматизированными комплексами управления инженерными системами бытового и коммерческого назначения.