Важным показателем, учитываемым при устройстве теплого пола, является количество потребляемой энергии. Благодаря установке такой системы энергетические затраты на обогрев помещения снижаются примерно на 15%. Теплый воздух поднимается вверх, поэтому при использовании радиатора для отопления необходимо больше энергии, чтобы он прогрелся внизу. С теплым полом такой проблемы не возникает. Для точного определения количества потребляемой энергии сначала рассчитывают общую мощность теплого пола, а затем удельную мощность нагревательного оборудования, которая определяется в Ваттах на квадратный метр.
Необходимые данные для расчета
Значительно влияют на расчеты особенности помещения. Если оно плохо утеплено, к нему примыкают неотапливаемые помещения или внешних стен с окном две и более, расход электроэнергии на обогрев помещения будет более высоким, поэтому мощность теплого пола должна быть больше. Однако при упрощенных расчетах во внимание принимается только площадь комнаты, хотя и в этом случае правильнее учитывать не площадь, а объем. Результат простого расчета будет приближен к реальному, если высота потолков в помещении составляет примерно 2,7 м. Если потолки высокие, мощность системы при прочих равных условиях должна быть выше, поскольку для нагрева большего объема воздуха требуется больше энергии. Тогда в расчеты необходимо включить поправочный коэффициент.
Некоторое влияние на расчет оказывает и разновидность теплого пола, поскольку мощность разных типов нагревателей на квадратный метр отличается. Теплоотдача в значительной степени зависит от теплопроводности напольного покрытия: плитка, наливной пол оптимально подходят под укладку. Дерево тепло плохо проводит, устанавливать под деревянными полами такую систему не рекомендуется.
Если пол будет использоваться в качестве основного средства отопления, его мощность должна составлять 180-200 Вт/м2, если в качестве дополнительного – 100-160 Вт/м2 при условии укладки системы по всей площади.
Площадь, на которой установлена мебель или лежат плотные ковры, при расчетах не учитывают, поскольку укладывать на этих участках теплый пол производитель не рекомендует.
Важная особенность: обязательно учитывают возможности электрической проводки. В старых домах проводка может не выдержать высокой мощности системы.
Расчет мощностей на квадратный метр
При обогреве любого помещения в любом здании будут большие или меньшие теплопотери. Чтобы их рассчитать точно, нужно учитывать географическое положение, этажность помещения, площадь окон, материал и толщину стен и другие параметры. Удобно пользоваться для вычислений специальными калькуляторами или прибегнуть к упрощенным расчетам.
Допустим, теплопотери рассчитаны тем или иным способом, тогда для расчета общей рекомендованной мощности следует прибегнуть к формуле:
Pуд.=Pуст./Sу, где
- Sу. – площадь, на которую будет укладываться теплый пол;
- Pуст. – необходимая общая мощность системы;
- Pуд. – удельная мощность теплого пола, т.е. мощность на 1 м2.
Предварительно необходимо рассчитать Pуст. по формуле:
Pуст=1,3×Pп, где
- Pп – теплопотери;
- 1,3 – поправочный коэффициент с учетом того, что мощность нагревательных элементов должна примерно на 30% превышать теплопотери.
Предположим, что в комнате площадью 17 м2 теплопотери составили 2000 Вт, тогда Pуст.=1,3×2000 или 2600Вт.
Пусть на 70% площади будет уложена система теплого пола, рассчитываем 17*0,7=11,9 м2. Такова площадь теплого пола. Значит, подставив значения в первую формулу, получим 2600/11,9=218 Вт/м2. Это значение удельной мощности системы, которая используется в качестве основного источника тепла.
Необходимо учитывать, что требования к удельной мощности будут отличаться в зависимости от назначения помещения. Эти данные указаны в таблице, отражающей требования к удельной мощности теплого пола, используемого в качестве дополнительного источника обогрева (теплопотери компенсируются за счет радиаторного отопления).
Если в качестве напольного покрытия используется линолеум или ламинат, удельная мощность теплого пола не должна превышать 100-130 Вт/м2.
Необходимая мощность для обогрева помещения рассчитывается по формуле Pуст=Pуд×Sу, значит, 120×11,9=1428 Вт.
Рекомендуется устанавливать теплый пол, мощность которого выше рекомендуемой на 20-30%. Запас по мощности необходим для нормальной эксплуатации оборудования, поскольку оно не должно постоянно работать на пределе.
Расчет в зависимости от видов теплого пола
Комплектующие для устройства теплого пола различаются по виду, мощности, длине и ширине. Чтобы подобрать оптимальный вариант с учетом вычисленных значений, нужно разобраться в особенностях каждой разновидности.
Электрокабель
Для устройства системы используют одножильный или двужильный резистивный греющий кабель. Стоит он дешевле остальных разновидностей тёплого пола. Кабель укладывают витками или змейкой, закрепляют специальными фиксаторами, сверху заливают стяжкой. Укорачивать резистивный кабель нельзя. Из-за этого меняется сопротивление, увеличивается ток и сбивается вся настройка системы.
Чем толще стяжка, тем больше потерь тепла. Оптимальная толщина бетона – около 5 см, поэтому главным образом используют наливные полы. Лишь в отдельных случаях, в целях экономии, когда ночной тариф на электроэнергию меньше, целесообразно организовать толстую 10-15-сантиметровую теплоаккумулирующую стяжку. В ночные часы он прогреется и днём будет отдавать тепло в помещение.
На тех участках, где расставлена мебель или пол покрыт плотной тканью, укладывать греющий кабель нецелесообразно. Это приводит к перерасходу энергии, перегреву кабеля и порче мебели, потому что резистивный проводник нагревается равномерно. Если по каким-либо причинам необходимо уложить его на участках с плохим теплообменом, нужно использовать саморегулирующийся вариант. Его сопротивление зависит от температуры на участке. Однако ввиду высокой стоимости этой разновидности, теплые полы из саморегулирующегося кабеля практически не делают. Таким образом, рассчитывать мощность теплого пола следует с учетом только свободных от мебели и ковров участков.
Греющий кабель имеет погонную мощность от 10 до 60 Вт на м2 и в среднем на один квадратный метр приходится 4-5 витков. В совокупности удельная мощность кабельного пола выходит 120-150 Вт/м2. Если погонная мощность не указана, можно вычислить ее, поделив общую мощность кабеля на его длину.
Рассчитывая удельную мощность теплого пола из греющего кабеля, следует учесть важный параметр – шаг укладки. Он рассчитывается по формуле:
h=Sу×100/Lкаб, где
- h – шаг укладки;
- Sу – обогреваемая площадь;
- Lкаб – длина кабеля.
Оптимальное расстояние между петлями – 7,5–10 см. При максимально плотной укладке есть вероятность самонагрева электрокабелей – он не будет успевать отдавать тепло. Срок службы теплого пола в этом случае сокращается.
Термомат
Использовать кабель в матах гораздо удобнее, чем обычный греющий кабель. Маты не нужно фиксировать, достаточно просто расстелить их на полу, сделать самовыравнивающуюся тонкую стяжку, положить сверху ламинат, паркет, уложить плитку. Кабельный теплый пол в матах прекрасно себя будет чувствовать под слоем плиточного клея.
Для изготовления термоматов используется обычно двухжильный резистивный кабель, поэтому разрезать мат по проводникам нельзя. Можно резать только полимерную сетку, на которой он закреплен. Удельная мощность термомата равна 100-150 Вт/м2, гораздо реже 200 Вт/м2. Если система будет использоваться как дополнительная, достаточно взять значения удельной мощности из представленной выше таблицы, в соответствии с типом помещения, и подобрать термомат подходящей мощности.
Инфракрасная пленка
Инфракрасная пленка изготавливается на основе углерода. Она очень тонкая, поэтому уложить её можно практически под любое напольное покрытие. Особенности инфракрасной пленки в принципе действия: инфракрасное излучение нагревает не воздух, а предметы. Также пленочный пол отличается высоким КПД – он доходит до 95%. Укладывать такой пол нужно сухим способом, следя за тем, чтобы сохранялся промежуток в 20 см от краев пленки и стен (предметов мебели). Резать пленку можно не в любом месте, а обычно только через каждые 25 см.
Удельная мощность такой системы варьируется от 130 до 230 Вт/м2. Чтобы точно рассчитать необходимое значение, потребуется план помещения в масштабе, выполненный на миллиметровой бумаге, с точным планом раскладки пленки. По нему вычисляют площадь укладки. К примеру, она равна с учетом необходимых отступов – 10 м2 (общая площадь – 17 м2). Нужно вычислить процентное соотношение к общей площади помещения: Sу×100%/Sобщ. Получается 10×100/17=58,8%. Если площадь меньше 60%, то выбирают ИК пленку с удельной мощностью 220 Вт/м2, если больше 60% – то от 160 до 220 Вт/м2. При необходимости вычисляют Pуст по формуле Pуст=Pуд×Sу или для конкретного примера 220×10=2200 Вт.
Варианты снижения расхода мощности
Финансовые затраты на обогрев помещения при использовании системы теплого пола могут быть ощутимыми. Снизить расход мощности и сохранить средства можно несколькими способами:
- Дом или квартира должны быть качественно утеплены. Если потери тепла незначительны, удастся сэкономить 35-40% энергии, благодаря этому ровно настолько же снизятся финансовые расходы.
- Около 30% электроэнергии удается сэкономить благодаря установке терморегулятора в самой холодной точке помещения. Система будет автоматически включаться и отключаться при превышении заданного порога или падения температуры ниже заданного значения.
- В некоторых регионах введены разные тарифы на дневное и ночное потребление электроэнергии. В таком случае рекомендуется установить двухтарифный или трехтарифный счетчик, установить кабельный пол, залить толстую теплоаккумулирующую бетонную стяжку и включать тёплый пол ночью.
- Теплый пол нужно прокладывать только на свободных от мебели участках. Установка под коврами и мебелью вредит самой системе и ведёт к перерасходу тепловой энергии.
При понижении температуры в помещении на один градус можно сэкономить примерно 5% от общей суммы затрат.
Система теплого пола позволяет создать максимально комфортный микроклимат в помещении. Но прежде чем приобрести кабель, маты или ИК пленку, необходимо рассчитать требуемую мощность теплого пола на квадратный метр. Особенности материала таковы, что просто взять и отрезать лишний кабель или пленку нельзя.
