Комфортне опалення системою електричної теплої підлоги
Комфортна тепла підлога забезпечує підігрів поверхні підлоги приміщень, що вкрай важливо для ванних кімнат і кухонь. Крім цього підлогу з підігрівом можна встановити в приміщенні, обладнаному іншою системою опалення, наприклад водяними радіаторами на стінах. Встановлена «Комфортна тепла підлога» підтримуватиме постійну температуру підлоги, незалежно від опалювального сезону.
Додатковою перевагою «Комфортної теплої підлоги» є те, що завдяки площі вона компенсує недостачу опалення у холодні дні. У приміщенні, де основна система опалення не має тонкого регулювання, допоможе підтримувати комфортну температуру. «Комфортна тепла підлога» керується термостатом із датчиком температури підлоги на дроті. Нагрівальний елемент активується термостатом залежно від температури підлоги, встановленої користувачем.
Комфортна температура підлоги відома: стандарт DIN EN 1264 пропонує максимальну довготривалу комфортну температуру поверхні підлоги - 29 °C, але малорухливою людям потрібні додаткові 1-2 °C. Для підлоги у вологих приміщеннях максимальна температура може досягати 33 °C, але не вище, ніж +9 °C до температури повітря в суміжному приміщенні, наприклад, коридорі. Ці значення температур можна використовувати для розрахунку та вибору встановленої потужності в [Вт/м²] теплої підлоги.
Для кожного типу поверхонь підлоги є зручна температура. Наприклад, для поверхні дерев'яної підлоги комфортною буде температура 26 °C, для килима - 24 °C. Неможливо передбачити тип покриття для підлоги за весь час експлуатації теплої підлоги, так як комфортна температура сприймається людьми по-своєму.
Рекомендується використовувати Max. допустимий рівень температури підлоги, щоб задовольнити можливі варіанти. Температура підлоги на кілька градусів вище за кімнатну температуру вже задовольняє потребам більшості користувачів. Для більшості дерев'яних підлог max. температура обмежена завбільшки 27 °C. Детальну інформацію про допустимі температури поверхні підлоги запитуйте у виробника покриття для підлоги.
ПРИКЛАД:
Визначимо питому потужність [Вт/м²] для «Комфортної теплої підлоги» простим розрахунком.
Припустимо, що температура в приміщенні становить 20 °C і протягом опалювального сезону підтримується іншою системою опалення, а поверхня підлоги повинна нагріватися до 29 °C. Температуру підлоги необхідно збільшити на: 29 – 20 = 9 °C. Інформацію про встановлену потужність [Вт/м²], необхідну для нагрівання 1 м² поверхні підлоги до 1 °C, можна знайти в довідниках з фізики або стандартів (наприклад, DS/EN 1264).
Коефіцієнт теплообміну, зазвичай званий alfa - α [Вт/(м² · K)], може змінюватись. У нашому випадку можна використовувати значення α = 10 Вт/(м² · K).
Отже, щоб нагріти 1 м² підлоги на 9 °C стосовно температури повітря, потрібно подати: 9 °C · 10 Вт/(м² · K) = 90 Вт/м².
Як «практичне правило» слід також додати запас 30%. Визначаючи мінімальну потужність для електричного нагрівального елемента, що використовується в системі комфортної теплої підлоги, отримаємо:
90 Вт/м² · 1,3 ≈ 120 Вт/м²
Рекомендація: потужність "Комфортної теплої підлоги" повинна бути не менше 120 Вт/м², якщо не встановлені інші обмеження.
Залежно від конструкції підлоги, теплоізоляції, типу поверхні, температури повітря в приміщенні та переваг користувача рекомендуються наступні вихідні потужності для систем теплої підлоги:
- дерев'яні перекриття – не більше 100 Вт/м²;
- сухі приміщення, утеплені підлоги – 100 Вт/м² і більше;
- підлоги без теплоізоляції – 130-160 Вт/м²;
- вологі приміщення – 150-180 Вт/м²;
- низька напруга, слабка ізоляція, балконні перекриття – 160-200 Вт/м²;
- максимальна потужність теплої підлоги в перекритті – 200 Вт/м².
Більш детальна інформація та обмеження для дерев'яних конструкцій підлоги – далі в цьому документі.
У системах «Комфортна тепла підлога» розрахунок втрат тепла не потрібний. Рекомендується встановлювати не менше 100 Вт/м² у сухих приміщеннях та не менше 150 Вт/м² у вологих приміщеннях. Врахуйте, що норми для дерев'яних підлог вимагають обмежують питому потужність значенням 100 Вт/м² і потребують термостата з датчиком температури підлоги для обмеження максимальної температури підлоги. Оскільки система опалення керується термостатом, встановлення потужності 150 Вт/м² замість 100 Вт/м² не впливає на енергоспоживання, але може вплинути на відчуття комфорту користувачем.
Відстань C-C (крок укладання)
Нагрівальні кабелі встановлюються всередині конструкції підлоги на відстані C-C між собою. Така відстань між центрами кабелів називають кроком укладання. Для відчуття рівномірного розподілу тепла по поверхні теплої підлоги зміна температура поверхні не повинна перевищувати 1,5 °C, згідно з DIN 44576.
Тепла підлога завжди має різну температуру поверхні: у зонах між нагрівальними кабелями – вона нижча, безпосередньо над ними – вище. Тому більша відстань C-C вимагає більшої товщини шару бетону над кабелем, що зменшує різницю температури на поверхні підлоги.
Ця різниця особливо помітна в періоди, коли нагрівальний кабель увімкнений і підлога запасається теплом. При досягненні бажаної температури підлоги термостат відключає живлення, температура на поверхні підлоги вирівнюється, безпечно комфортний розподіл тепла.
Емпіричне правило вимагає, щоб товщина бетону над нагрівальним кабелем становила щонайменше 1/2 відстані C-C.
Для системи «Тепла підлога», що встановлюється в товсту стяжку, рекомендується використовувати крок укладання (відстань C-C) 10...15 см. Товщина верхнього шару стяжки зазвичай становить від 3 до 5 см, незалежно від того, прокладатимуться нагрівальні кабелі чи ні .
Для тонких конструкцій для підлоги, таких як плитковий клей, ламінат і т. д., відстань C-C не повинна перевищувати 10 см, а краще ще менше: 7,5 см. Для укладання нагрівальних кабелів у плитковий клей найлегшим рішенням будуть тонкі нагрівальні мати WoksMat, де C-C = 6 см, що гарантує відсутність холодних зон на поверхні підлоги.
Рекомендація: ізолюйте конструкцію підлоги під нагрівальними кабелями за допомогою теплоізоляції. Детальна інформація про крок укладання кабелю (відстань C-C), конструкції підлоги та теплоізоляції описані на сторинці "Опалення в товстій підлозі"
Термостат із датчиком температури підлоги:
Термостат використовує провідний датчик для вимірювання температури усередині конструкції підлоги. Датчик необхідно розміщувати між і, якщо можливо, вище ліній нагрівального кабелю або мату. Температура, виміряна датчиком температури підлоги, не є реальною температурою поверхні та залежить від її розташування. Складно дати рекомендації щодо налаштування термостата для конкретної конструкції для підлоги, але для конструкцій з дерев'яним покриттям деякі з них надані в розділі "Опалення дерев'яної підлоги".
Проектування системи
Вибір типу нагрівального елемента (мат або кабель)
Визначте товщину конструкції підлоги над кабелем та тип установки. Наприклад, при ремонті коли потрібно підняти рівень підлоги на невелику величину, кращим вибором буде тонкий кабель або нагрівальний мат. Якщо ви плануєте підняти підлогу менш ніж на 30 мм, слід використовувати тонкий кабель або нагрівальний мат.
Якщо ви плануєте підняти рівень підлоги більш ніж на 30 мм, застосовуйте потужні нагрівальні кабелі – тонкий Woks 18 (М1) або товстий та міцний Woks 20T (М2).
Слід зазначити, що на використання нагрівальних матів в товстих бетонних чи підлогових конструкціях немає обмежень. Не забудьте вирішити питання встановлення теплоізоляції у конструкцію підлоги, оскільки важливо мінімізувати втрати тепла вниз. Докладніше про це - у розділі "Опалення в товстій підлозі".
Вибір питомої потужності обігріву
Питома потужність (pПИТ [Вт/м²]) для систем «Комфортна тепла підлога» зазвичай не вимагає розрахунку та вибирається з рекомендацій для конкретної конструкції підлоги та навколишнього середовища.
Для стандартних підлог без теплоізоляції використовують потужність щонайменше 100 Вт/м², а вологих приміщень - щонайменше 150 Вт/м². За відсутності достовірної інформації про конструкцію, тип підлоги, напругу живлення і т. д. краще вибрати потужність, близьку до максимально рекомендованої (див. вище).
Для фіксації нагрівальних кабелів зазвичай застосовується сталева монтажна стрічка, де кабельні кріплення розташовані з кроком (C-C) 2,5 см. Це призводить до того, що значення питомої потужності нагрівального кабелю не може бути обрано довільно, слід враховувати, що кабель може бути прокладений кроком, кратним 2,5 см. Якщо необхідно встановити кабель з кроком кріплення, відмінним від 2,5 см, можна використовувати двосторонній скотч на тканинній основі, який є в асортименті продукції WOKS.
Наприклад, кабель Woks 18 при напрузі живлення 230 В та відстані C-C 12,5 см дасть питому потужність 145 Вт/м², а при С-С 10 см дасть 180 Вт/м². Таким чином, значення фактично встановленої питомої потужності PВСТ [Вт/м²] для площі, що опалюється, слід вибирати для фіксованого кроку C-C, слідуючи таблиці або розрахунковому значенню.
В Україні напруга живлення часто нижча ніж 230 В, це призводить до зниження потужності кабелю і відповідно – питомої потужності [Вт/м²], при тому ж кроці (C-C). Так для напруги 220 В, повинен застосовуватися коефіцієнт 0,915 коли номінальна потужність кабелю зазначена при напрузі 230 В.
Визначення площі підлоги, що обігрівається
Завдання: необхідно розрахувати площу укладання нагрівального елемента - кабелю або мату - AУКЛ [м²]. Для цього із загальної площі приміщення в [м²] віднімемо площу під стаціонарними предметами (ванна, туалет, душ, шафа і т. д.) та площу смуги вздовж стін, шириною 10 см.
Нагрівальний кабель або мат вбудовують у підлогу на багато років, тому рекомендується виключити з опалювальної площі ділянки підлоги, де протягом експлуатації можуть з'явитися інші предмети інтер'єру або меблі: тумби, ліжка і тому подібне.
Вздовж міжкімнатних стін, де пізніше будуть розміщені меблі, рекомендується залишити площу, що не опалюється, шириною 30-40 см. Для приміщень, де встановлені системи опалення, вбудовані в конструкцію підлоги, рекомендується використовувати меблі на ніжках (мін. 4 см), що забезпечить вільну циркуляцію повітря під нею.
Вибір конкретного нагрівального елемента (визначення довжини нагрівального кабелю чи площі нагрівального мату).
Нагрівальний кабель підбирається в залежності від необхідної теплової потужності для приміщення (розрахункова потужність РРОЗРАХ [Вт]). Ця потужність розраховується як обрана питома потужність рПИТ [Вт/м²], помножена на площу укладання AУКЛ [м²]:
РРОЗРАХ [Вт] = pПИТ [Вт/м²] · AУКЛ [м²]
Нагрівальний елемент підбирається із переліку продукції з розрахунковою питомою потужністю рПИТ [Вт/м²] з потужністю, найближчою до розрахункової РРОЗРАХ [Вт] що перевищує її. Для опалення приміщень рекомендується використовувати екрановані двожильні нагрівальні кабелі Woks 18, Woks 20Т чи Woks 10 (у такій послідовності). Якщо це неможливо, слід застосувати екранований одножильний нагрівальний кабель Woks 25S.
Цифра в кінці назви позначає його питому лінійну потужність на 1 м довжини [Вт/м] при 230 В, буква «T» означає двожильний кабель (Twin), а буква «S» - одножильний кабель (Single). Нагрівальний кабель з питомою лінійною потужністю 25 Вт/м – менш рівномірно нагріє підлогу, якщо він встановлений для роботи в тих же умовах, що і Woks10, 18 або Woks 20T.
Нагрівальний мат вибирається з низки дискретних площ від 0,5 до 14 м² найближчою меншою площею, ніж AУКЛ [м²]. Якщо площа укладання перевищує 14 м² необхідно застосувати кілька нагрівальних матів.
Так, наприклад, для комфортного опалення підходять екрановані нагрівальні мати WoksMat160, з питомою потужністю 160 Вт/м² при 230 В, що складе 146 Вт/м² при 220 В. Товщина нагрівального кабелю в нагрівальних матах WOKS - 4,0 мм.
Розрахунок довжини монтажної стрічки
Для закріплення нагрівального кабелю рекомендується використовувати металеву оцинковану монтажну стрічку. Її фіксують на підлозі (прибивають, фіксують шурупами або приклеюють) паралельними лініями через кожні 50 см, що складе два (2) метри стрічки на кожен квадратний метр [м²] прокладки кабелю.
Приблизний розрахунок довжини монтажної стрічки L (м): площа для встановлення кабелю множиться на два, наприклад L = AУКЛ · 2 (м) і до неї ще потрібно додати довжину сторони площі, що обігрівається, вздовж якої кріпиться ця стрічка.
Приклад: площа, що обігрівається, становить 2 м² зі сторонами 2 і 1, якщо ми закріпимо стрічку вздовж короткої сторони нам знадобиться 4 + 1 = 5 м, а якщо ми прокладемо стрічку вздовж довгої сторони, потрібно 4 + 2 = 6 метрів (на 20 % більше).
Рекомендації щодо вибору термостату
Термостат для системи «Комфортна тепла підлога» обов'язково повинен мати провідний датчик температури, встановлений у підлозі.
Якщо площа обігріву більше 5 м² – слід встановлювати програмований термостат із таймером, Woks M6; менше 5 м² – можна вибрати простий -без таймера, RTC 70.26. Цей термостат рекомендується лише через малу вартість.
Максимальна потужність (сила струму), яку може витримати термостат, коливається не більше 3450-3600 Вт (15-16 А). Це важливе для великих приміщень. Якщо потрібна потужність вище 3450-3600 Вт, можливі два рішення:
- Зону обігріву слід розділити на кілька менших за площею зон, кожна зі своїм нагрівальним кабелем та термостатом. Потужність кожної зони не має перевищувати потужність, вказану на термостаті;
- Використовувати додаткове реле з необхідним струмом (наприклад 20 А або більше), яке встановлюється на DIN-рейку в електричному розподільчому щиті.
Установка реле не скасовує необхідність встановлення перед термостатом автоматичного вимикача, запобіжника струму та ПЗВ.
Рекомендація: підключати до термостату нагрівальний кабель потужністю, що не перевищує 2600 Вт (70-80% його максимально допустимої). У цьому випадку він пропрацює значно довше за гарантійний термін служби.
Додаткове приладдя:
Монтажна коробка термостата, гофрована трубка для датчика температури підлоги, шурупи, цвяхи, анкери для кріплення монтажної стрічки до підлоги і т.д.
Передбачається, що джерело живлення стабільне і правильно підключене відповідно до ПУЕ. Запобіжник та ПЗВ встановлені в розподільчому щиті, довжина та площа перерізу кабелю живлення обрані правильно. В іншому випадку необхідно замінити ці елементи.
Приклад розрахунку та підбору обладнання
Комфортна тепла підлога для ванної кімнати
Вихідні дані: санвузол на 2-му поверсі (над опалювальним приміщенням), без утеплення підлоги, розмір 2,5 х 4,0 м, загальна площа 10 м², встановлена ванна 0,8 х 1,7 м, напруга живлення 230 В, поверхня підлоги – плитка. Обмеження на висоті підлоги: можна підняти рівень підлоги максимум на 2 см.
Нагрівальний мат чи кабель?
Оскільки підйом рівня підлоги обмежений – товщина бетону менше 3 см, слід вибрати WoksMat 160 або Woks 18 – двожильний екранований кабель (докладний опис дивіться в каталозі продукції). Застосовуючи WoksMat 160 отримаємо більш рівномірний розподіл тепла на поверхні підлоги, порівняно з кабелем Woks 18.
Питома потужність.
Мокре приміщення, стабільна напруга, 2-й поверх, плитка, опалювальне приміщення внизу: питома потужність рПИТ [Вт/м²], що рекомендується, - 150…180 Вт/м².
Розрахунок опалювальної площі підлоги (зона укладання кабелю)
Із загальної площі A (в [м²]) віднімемо площу ванни (0,8 х 1,7 м) та 10 см від стін по периметру підлоги:
AУКЛ = 10 м² - (0,8 м · 1,7 м) - ((2,5 м + 4 м) + (2,5 м - 0,8 м) + (4 м - 1,7 м) ) · 0,1 м = 10 м² - 1,36 м² - 1,05 м² ≈ 7,59 м²
Вибір площі мату
Доступна площа підлоги – 7,59 м², тому вибираємо WoksMat 160 на 7 м², потужністю 1120 Вт при 230 В. Якщо вибрати мат, що покриває 8 м² підлоги, будуть зайвими 0,41 м² мату, а оскільки його не можна обрізати, ні вкорочувати, правильним вибором буде мат на 7 м².
Стрічка для кріплення
Немає необхідності, оскільки WoksMat 160 має самоклеючий клей зі зворотного боку. Видаліть сміття і прогрунтуйте підлогу перед поклейкою мату.
Вибір термостату
Потужність вибраного мату WoksMat 160 - 1120 Вт, менше 2600 Вт (рекомендованих) або 3450-3680 Вт максимально дозволених, тому може бути застосований будь-який термостат WOKS. При опаленні понад 5 м² рекомендується застосовувати термостат Woks M6 із таймером. Можна вибрати термостат іншого виробника, з аналогічними параметрами, наприклад, програмований термостат WiFi з таймером - DEVIreg Smart.
При встановленні термостата у вологому приміщенні необхідно суворо дотримуватись вимог норм електробезпеки для класу IP, тому рекомендується встановлювати термостат поза ванною кімнатою.
Додаткове приладдя
Матеріали, необхідні для встановлення: коробка для настінного монтажу термостата, трубка 3 м для датчика температури підлоги (постачається в комплекті з нагрівальним матом), WoksMat 160. Передбачається, що ПЗВ та запобіжник вже встановлені в електрощиті.
Підсумок: для комфортної теплої підлоги ванної кімнати площею 10 м² (при вільній площі 7,49 м²) необхідні такі елементи:
| Обладнання | Характеристики | Кількість |
| Двожильний экранований WoksMat 160 | Нагрівальный мат 7 м², 1120 Вт (при 230 В), (160 Вт/м²), гофрована трубка ∅12 мм, 3 м | 1 шт. |
| Woks M6, термостат белый | Програмований, з таймером на тижневий цикл, з датчиком температури повітря та підлоги, IP21, із захистом від дітей | 1 шт. |
| Монтажна коробка | Кріпильний розмір – 60 мм, глибина – 40 мм і більше | 1 шт. |
