Акумуляційне опалення системою електричної теплої підлоги
Накопичувальна (теплоакумуляційна) система електричного опалення WOKS призначена для використання в будинках, офісах, навчальних закладах та виробництвах, коли можна використовувати електроенергію в періоди низьких тарифів.
Коли нагрівальні кабелі покриті товстим шаром бетонної стяжки (7-15 см, зазвичай >10 см), бетон здатний акумулювати тепло, вироблене під час низьких тарифів. Чим більше бетону навколо нагрівального кабелю, тим більшою буде теплоємність підлоги, а отже можна акумулювати більше енергії.
Проектна потужність
Як і в випадку прямого опалення, необхідно знати втрати тепла приміщенням, щоб розрахувати встановлену потужність для опалення, що акумулює тепло вночі.
Період низького тарифу - зазвичай це означає, що нагрівальні кабелі мають вісім (8) годин для вироблення та акумуляції необхідної кількості тепла, яка має бути витрачена протягом наступних 16 годин, перш ніж настане наступний період низьких тарифів.
Таким чином, потужність такої накопичувальної системи повинна бути втричі вищою, ніж потужність прямої системи опалення. Для забезпечення швидкого реагування системи до розрахунку слід включити коефіцієнт запасу - 1,3.
Слід зазначити, що якісне опалення приміщень практично неможливе без регулювання протягом дня. Це відбувається тому, що підлога перегрівається вранці (через накопичене тепло вночі) і стає холоднішою, ніж хотілося б, наприкінці дня.
Різниця температури повітря (приміщення) протягом доби, за нормою не повинна перевищувати 4 °C. Щоб узимку у приміщенні було комфортно, рекомендується встановлювати додаткову систему прямого опалення. Вона має бути спроектована таким чином, щоб накопичувальна система обігріву доповнювалася прямим обігрівом за допомогою нагрівального кабелю або іншого джерела тепла.
Накопичувальна система опалення повинна керуватися спеціальним термостатом із таймером, щоб регулювати підігрів підлоги в період низьких тарифів, заощаджуючи таким чином вартість електроенергії.
Термостат підключається до датчика зовнішньої температури, щоб постійно вимірювати температуру зовнішнього повітря або інші погодні умови, а також розраховувати кількість енергії, яка повинна зберігатись у підлозі. В якості альтернативи можна використовувати програмований термостат з таймером, як регулюючий пристрій.
Більш детальну інформацію про накопичувальне тепло можна знайти у спеціалізованих стандартах, наприклад ДБН В.2.5-24 та DIN 44576.
Розрахунок та підбір обладнання для накопичувальної системи опалення
Необхідна потужність
Як було сказано раніше, необхідно знати втрати тепла приміщенням, щоб розрахувати встановлену потужність. Задля більш швидкого реагування системи необхідно врахувати коефіцієнт запасу, рівний 1,3.
Період низьких тарифів, наприклад вісім годин означає, що кабелі або мати мають вісім годин для вироблення тієї кількості тепла, яка випромінюватиметься протягом наступних 16 годин до наступного періоду низького тарифу.
Використовуємо наступне рівняння для розрахунку загальної необхідної потужності [Вт] акумулюючої системи опалення:
де:
Т – години використання, 24 години;
C – коефіцієнт запасу 1,3;
t – час дії низького тарифу, звичайно 8 годин.
Зазвичай питома потужність акумуляційної системи опалення знаходиться в діапазоні 180...200 Вт/м2. Якщо розрахунок показує потужність понад 200 Вт/м², систему опалення слід доповнити обігрівом крайової зони (невеликий нагрівальний кабель або мат, встановлений уздовж зовнішніх стін, підключений до окремого термостату).
Обігрів крайової зони
Обігрів крайової зони виконує такі функції:
- У будинках з великими скляними та дверними поверхнями захищає від протягів.
- У будинках із високими тепловими втратами виконує функцію додаткового джерела тепла.
Крайова (гранична) зона - це область, яка має підвищені тепловтрати, де потрібна більш висока питома потужність підлоги, ніж у решті її частини. Це досягається прокладкою кабелю з меншою відстанню C-C, дотримуючись вимог до мінімально допустимого радіусу укладання кабелю.
Ширина крайової зони становить 1,0 м. Рекомендована питома потужність крайової зони становить 200-250 Вт/м². Область крайової зони потребує окремого термостата зі своїм датчиком темератури, оскільки вона включається тільки в той час, коли живлення накопичувальної теплої підлоги вимкнено. Обігрів крайової зони може регулюватися термостатом з датчиками температури повітря та підлоги або оснащеним лише датчиком температури підлоги.
Оскільки система крайових зон є системою обігріву прямої дії, вона повинна бути покрита бетоном, товщиною приблизно 3 см. Разом з високою потужністю це забезпечить швидке та ефективне реагування на зміну температури повітря в приміщенні.
Що стосується дерев'яних підлог, будь ласка, зверніться до спеціалізованих розділів.
Вибір продукту
При встановленні накопичувальної системи обігріву WOKS слід використовувати гріючі кабелі потужністю 20 [Вт/м]:
- двожильні нагрівальні кабелі Woks 20T;
- одножильні нагрівальні кабелі Woks 20S.
Для полегшення встановлення використовуйте сталеву монтажну стрічку. Як альтернатива, можна закріпити нагрівальний кабель на армуючій сітці або сталевій арматурі, встановленій у підлозі, за допомогою пластикових хомутів.
Управління
Для регулювання температури накопичувальної системи опалення слід використовувати спеціальний термостат для економії енергії та управління підігрівом підлоги під час низьких тарифів. Блок потрібно підключити до зовнішнього датчика температури, щоб постійно вимірювати температуру зовнішнього повітря. Також йому важливо прогнозувати зміни погоди та розуміти яку кількість тепла потрібно акумулювати для підтримання комфортних умов до наступного періоду низьких тарифів. Термостат повинен бути оснащений датчиком температури підлоги для вимірювання залишкового тепла в підлозі та мати обмежувач температури підлоги.
Регулювання накопичувальної теплої підлоги може здійснюватися за допомогою програмованого термостату Woks M6 шляхом встановлення часу роботи нагрівального кабелю тільки в період низьких тарифів. Керування нагріванням крайових зон можна довірити і простому терморегулятор RTC 70.26, т.к. його завдання – просто підтримувати задану температуру поверхні підлоги.
Встановлення
Під нагрівальним кабелем слід встановити теплоізоляцію відповідно до будівельних норм, що діють із країни – докладніше дивіться на сторинці "Опалення в товстій підлозі". При інсталяції необхідно дотримуватися особливої обережності: щоб кабелі не стикалися з ізоляційним матеріалом і не вдавлювалися в нього, інакше процес теплопередачі буде менш ефективним і кабель може стати непридатним. Кабель розкладають з розрахунковим кроком С-С і кріплять на сталевій монтажній стрічці або фіксують на сітці (сталевій арматурі) за допомогою пластикових хомутів.
Оскільки система крайових зон є системою обігріву прямої дії, вона не повинна бути покрита бетоном, товщиною більше 3 см, що гарантує швидку реакцію на зміну вуличної температури.
Ще один важливий елемент – це вертикальна ізоляція крайових зон. Ця ізоляція повинна бути ефективною, щоб запобігти перенесенню тепла до стін або сусідніх кімнат. Крім того, вона дозволить компенсувати горизонтальне розширення конструкції підлоги.
Теплоізоляція повинна відповідати будівельним нормам. Важливо розуміти, що її кількість, яка вказана у будівельних вимогах – мінімально допустима. Рекомендується встановлювати більше ізоляції, наскільки це можливо, дотримуючись здорового глузду.
Поверхня підлоги
Майже всі типи підлогових покриттів підходять для підлог, в яких встановлено накопичувальне опалення. Проте слід проконсультуватися з постачальниками покриття для підлоги відносно робочих температур і будівельних клеїв, що використовуються. При укладанні дерев'яних підлог безпосередньо на бетонну конструкцію з акумуляційним опаленням, необхідно дуже ретельно дотримуватись інструкцій постачальника.
Також важливою є інформація про максимальну допустиму температуру матеріалу поверхні підлоги, яка для дерев'яної поверхні зазвичай дорівнює +27°C. Матеріали поверхні підлоги з більш високими показниками теплоізоляції, такі як товсті вовняні килими можуть сильно перешкоджати передачі тепла від підлоги в приміщення. У таких випадках зверніться до постачальника такого матеріалу за додатковою інформацією.
Приклад 1
Офіс, площею 13 м², доступна для опалення площа – 12 м². Вирішено опалювати за допомогою накопичувальної системи опалення. Загальні теплові втрати пораховані та становлять 650 Вт. Усього є 10 годин низького тарифу: (8 годин вночі та 2 години вдень).
1. Необхідна встановлена потужність:
2. Вибір нагрівального кабелю: якщо ми розглядаємо Woks 20T, найближчий кабель – 2065 Вт, 105 м.
3. Розрахунок відстані C-C:
Закріпимо кабель за допомогою монтажної стрічки, чергуючи крок укладання 10 см та 12,5 см, що дасть усереднений крок укладання С-С = (10 + 12,5)/2 = 11,25 см.
4. Вибір термостату:
Система накопичувального опалення повинна регулюватися спеціальним термостатом Woks M6 шляхом встановлення часу роботи нагрівального кабелю тільки в період низьких тарифів та відключення живлення кабелю в періоди високих тарифів на електроенергію.
Приклад 2
У цьому прикладі період низького тарифу триває 8 годин. Склад площею 26 м² має корисну площу 23 м². Загальні теплові втрати становлять 1320 Вт.
1. Необхідна встановлена потужність:
2. Вибір нагрівального кабелю:
Якщо є можливість підключити обігрів на 3 фази, це дозволить зробити симетричне навантаження, тоді кожен з них повинен мати потужність 5148/3=1716 Вт. Найближчий - Woks 20T, потужністю 1815 Вт, довжиною 94 м.
Якщо такої можливості немає, необхідно встановити кабель Woks 20S. Найближчий – 5146 Вт, довжиною 257 м.
Вибраний кабель не може забезпечити необхідне обігрів. Потужність, що залишилася, підведемо через крайову зону - під вікнами, що теж гарне рішення. Віднімемо 4869 Вт із необхідної потужності (5148 Вт) і дізнаємося, що бракує 279 Вт.
Оскільки система крайових зон є системою обігріву прямої дії, а не акумулюючою, 279 Вт накопиченої потужності слід повернути у вихідний стан, розділивши кількість накопиченого тепла на 3 (24 години / 8 годин).
Хорошим рішенням використовувати тонкий кабель WOKS 18, довжиною 6 метрів і потужністю 100 Вт.
3. Розрахунок кроку укладання C-C:
З доступної площі 23 м² віднімемо площу крайової зони – 0,6 м²,
Закріпимо кабель за допомогою монтажної стрічки, чергуючи крок укладання 10 см та 7,5 см, що дасть усереднений крок укладання кабелю Woks 20 = (10 + 7,5)/2 = 8,75 см.
4. Крок укладання C-C крайової зони:
Якщо площа крайової зони становить 0,25 м · 2,4 м = 0,6 м², це дає відстань C-C:
Приймаємо крок укладання нагрівального кабелю Woks 18=10 см.
5. Вибір термостата:
Система накопичувального опалення повинна керуватися спеціальним термостатом, наприклад, Woks M6, шляхом роботи нагрівального кабелю тільки в період низьких тарифів та відключення живлення кабелю в періоди високих тарифів на електроенергію.
Крайовий зоною можна керувати з допомогою звичайного термостата з датчиком температури підлоги, т.к. вона повинна підтримувати необхідну температуру протягом 24 годин на добу.
