Расход электроэнергии инфракрасными пленочными теплыми полами
Содержание:
Факторы, определяющие мощность теплого пола
На выбор мощности устройства влияет много причин, которые нужно учитывать, чтобы отопительная система работала эффективно.
Климатические условия так же играют важную роль. Если дом находится в регионе с холодным климатом, то производительность отопительной системы следует выбирать с запасом.
Основной обогрев или нет
Один из факторов, оказывающих влияние на мощность — тип обогрева, то есть, система будет основным источником тепла или дополнительным. Если — это основная отопительная система, то требуется устройство более высокой производительностью, необходимый уровень удельной мощности — 200 Вт на м2.
Каждый вид греющего пола имеет свои стандартны по тепловой мощности на квадратный метр:
- кабельные — 220 — 230 Вт;
- кабельные маты — 100 — 160 Вт;
- инфракрасная плёнка — 130 — 230 Вт;
- стержневые — 130 — 160 Вт;
- водяные — 40 — 150.
Вид помещения и его размер
У каждого помещения в квартире своя функция, в зависимости от которой определяется температурный показатель. Кроме того, на температуру влияет площадь комнаты, и количество оконных проёмов.
К примеру, мощность обогревательной системы уложенной на лоджии должна быть выше, чем предназначенной для кухни.
В большинстве случаев, производители электрических полов прикладывают рекомендации по данным параметрам:
- ванная комната — 150 до 180 Ватт/м2;
- остеклённый балкон — 150 до 180;
- кухня, спальня, коридор — 110 до 150.
При определении мощности тёплых полов в зависимости от размера обогреваемого помещения, не нужно брать в расчёт участки, где будет располагаться тяжёлая мебель, так как под ней установка обогрева не рекомендована. Естественно, чем меньше площадь комнаты, тем потребуется обогреватель меньшей производительности.
Напольное покрытие
Показатель мощности обогрева во многом зависит от финишного покрытия. Ведь материал имеет разную степень теплопроводности.
При использовании тёплого пола под ламинат, затраты на теплоресурс возрастут, так как данный материал является плохим проводником тепла. Если использовать ковролин или линолеум, то нагрев произойдет быстрее, что приведет к экономии тепловой энергии.
Теплоизоляция помещения и тепловые потери здания
Теплоизоляция дома, от которой во многом зависят потери тепла — один из важнейших факторов при определении мощности тёплого пола на метр кв. При плохом утеплении (окон, дверей, перекрытий) система будет дольше работать, и больше потреблять теплоресурса, а это приведёт к увеличению расходов.
В старых панельных домах, толщина стен всего 10 — 15 см. В таких стрениях тепловые потери достигают 50%.
| Температура в градусах | Хорошая изоляция (Вт/м2) | Средняя | Плохая |
| 18 | 40 | 70 | 110 |
| 20 | 47 | 77 | 117 |
| 24 | 90 | 120 | 160 |
Приблизительную оценку теплоизоляции помещения можно произвести самостоятельно, используя онлайн-калькулятор. Согласно современных СНИПов, уровень теплозащиты должен быть в пределах 100 -130 Вт/м2.
Вид монтажа
Способ монтажа тёплого пола, также влияет на выбор его мощности. Ведь от толщины «пирога» зависит его теплоотдача.
Способы укладки:
- Цементная стяжка — один из вариант монтажа. Бетонный раствор заливается минимальным слоем 30 мм. Для прочности конструкции на теплоизоляцию укладывается полипропиленовая фибра, или монтажная сетка, к которой крепится нагревательный элемент. Поверх заливается бетонная стяжка. Чем толще бетонный слой, тем время прогрева дольше, но при этом, тепло аккумулируется, что увеличивает период остывания.
- Теплый пол под плитку — часто делается на старое основание. Сначала укладывается кабель с определённым шагом, чем он меньше, тем лучше. Нагреватель заливается плиточным клеем, после затвердевания монтируется плитка. Такой способ обеспечивает хорошую теплоотдачу.
- Сухой монтаж под ламинат — если невозможно заливка бетонной стяжки, из-за тяжести конструкции, то осуществляется монтаж в штробы. Чтобы температура была равномерной по всей поверхности, штробы должны иметь глубину 10 мм, в которые укладывается нагревательный элемент. Если кабель высокой мощности — 180 — 200 Вт, то штробы рекомендовано делать глубиной 15 — 20 мм.
Тип терморегулятора
Терморегулятор — устройство фиксирующее сигналы от датчика температуры. Он отвечает за подачу электроэнергии в устройство, и при необходимости включает и выключает нагрев, что приводит к экономии ресурса.
Длина подводящих труб от коллектора
Это длина трубы от коллектора до начала контура теплого пола, т.е. точки, где трубы укладываются выбранным рисунком с заданным шагом. Плюс длина от конца контура до обратного коллектора.
Если коллектор установлен в том же помещении, где монтируется теплый пол, то длина подводящей магистрали минимальна и практически не оказывает влияния на гидравлическое сопротивление петли. Если же коллектор устанавливается в другом помещении, то длина подводящей магистрали может оказаться большой. При этом гидравлические потери на подводящей магистрали могут составлять до половины гидропотерь петли.
Вверх
Расчет в зависимости от видов теплого пола
Чем толще стяжка, уложенная на электрический кабель, тем выше теплопотери
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.
Кабель не укладывают под мебелью, так как возможен перегрев и выход из строя системы
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.
Термомат
Термоматы можно укладывать в плиточный клей без стяжки
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
Мощность ИК теплого пола рассчитывают отношением площади пленки к площади помещения
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.
Расчет мощности теплого водяного пола
Перед расчётом тёплого водяного пола следует обратить внимание на следующие параметры:
- площадь помещения;
- характеристики помещения (желаемая температура, материал стен, конструкция окон);
- вид напольного покрытия, то есть из чего будет сделан пол. Так, при покрытии пола из цельной доски, требуется более высокая степень обогрева помещения.
- мощность котла, насоса, диаметр труб.
Расчёт тёплого водяного пола включает в себя несколько этапов.
- Необходимо нарисовать план помещения на листе бумаги, лучше на миллиметровой, задав масштаб. В плане должны быть отображены расположения окон и дверей.
- Расчёт шага труб (определённого промежутка между трубами при укладке), их расположения и диаметра.
неравномерноне должна быть выше 30 градусов.
Контур труб при укладывании должен быть в пределах 80−90 метров. Чем длиннее труба, тем больше гидравлическое сопротивление. При увеличении длины трубы и большом количестве поворотов сопротивление будет возрастать. Площадь обогрева не должна превышать 20 м². Если помещение имеет большую площадь, то тогда его надо разделить пополам и сделать два контура, или разделить на три и более контуров. Когда известно количество контуров, то тогда покупается коллектор с определённым количеством отводов. Лучший вариант — это коллектор с регулировочными клапанами, которые помогают изменять температуру, а значит регулировать подачу теплоносителя в каждый контур.
Величина гидравлического сопротивления должна быть одинакова в каждом контуре, который подключен к распределительному коллектору. Для разных помещений (балкон, веранда) необходимы независимые контуры. Эти помещения должны отапливаться отдельно, потому что на их обогрев уходит много тепла.
От шага труб зависит равномерное распределение тепла и необходимая длина труб. Средний расход труб составляет 5 погонных метров на 1 м² площади помещения, если расстояние между витками 20−30 см. То есть нужно около 100 м трубы для помещения площадью 20 м².
Чтобы достигнуть теплоотдачи в 50 Вт на квадратный метр, шаг труб с теплоносителем должен быть 30 см.Когда теплоотдача повышается до 80 Вт, тогда шаг должен уменьшаться до 20 см. Если повышаются размеры промежутков между трубами, то в таком случае рекомендуется повышать температуру теплоносителя
При размещении труб отопления тёплого водяного пола на плане не стоит забывать про основные места тепловых потерь, которыми являются окна и двери. Труба, отходящая от стояка, должна проходить вдоль окна. Расстояние от труб до стен должно составлять 20−25 см, но не меньше 8−10 см. Расстояние между трубами зависит от диаметра труб. По чертежу и контуру труб рассчитывается количество труб, необходимое для укладки. Дополнительно надо добавить два метра для подводки трубы к стояку.
Размеры инфракрасной пленки
Инфракрасный плёночный пол — это секции, состоящие из графитовых полос, перпендикулярно соединённых с медно-серебряными проводниками. Секция размещается в специальной пленке из полиэстера толщиной около 0,4 мм.
В отличие от кабельного нагревателя, в плёночном отсутствует возможность изменять размеры, тем самым увеличить или уменьшать удельную мощность/м2. Расчет сводится к определению количества пленки, нужной для покрытия заданной площади, подбирая необходимые размеры рулона. Ширина варьируется от 50 до 100 см, а длина от 1 до 20 м.
Например, выбираем удельную мощность (130 — 230 Вт/м2). Затем — нужную ширину инфракрасной пленки. Смотрим, с какой площадью обогрева теплые полы есть в продаже (1 — 15 м2).
Предыдущая
Теплый полСистемы теплых полов и основные принципы их устройства
Следующая
Теплый полСравни, какое отопление лучше: теплый пол или батареи?
Номинальный и реальный расход энергии электрического теплого пола
Основные виды электрических полов
Чтобы определиться с электропотреблением теплого пола, следует рассмотреть базовую мощность каждого вида материала, используемого при монтаже. Наиболее распространены следующие виды:
- пленочное инфракрасное покрытие;
- греющий кабель;
- термомат.
Классификация теплых электрических полов
Для тонкого напольного покрытия, например, ламината или линолеума, чаще всего используются пленочные системы обогрева. Для плитки и прочих твердых материалов – кабель или маты. Пленочное покрытие больше всего потребляет электричества, греющий кабель – самый экономичный. Термоматы в основе имеют инфракрасную пеленку, поэтому показатели потребления энергии у них схожи с пленочными.
Базовая мощность нагревательных приборов
Потребление электричества каждой системой нагрева зависит от набора характеристик:
- толщины материала;
- мощности приборов на 1 кв. метр;
- максимальной температуры нагрева.
Таблица теплопотребления теплых полов в помещениях
Эти данные производитель обязан указывать на заводской упаковке материала, как и номинальную величину потребляемой энергии.
Таблица электропотребления некоторых моделей греющих элементов на 1 кв. метр:
Кабель имеет небольшую мощность, но его располагают в несколько витков на 1 кв. метр, таким образом, чтобы суммарная мощность теплого пола составила – 130–150 Вт на квадратный метр – это средний показатель.
Расчет мощности для теплых полов
Факторы, влияющие на электропотребление
Совокупные затраты на системы отопления теплыми полами
Но есть и другие факторы, способные снизить или увеличить потребление электричества, к ним относятся:
- уровень теплоизоляции стен в помещении — чем он выше, тем меньшим будет потребление энергии;
- температура воздуха на улице – в холодное время года электрический пол будет работать намного больше;
Расчет энергопотребления
Для того, чтобы рассчитать какое количество электричества будет потреблять теплый пол, есть несколько подходов:
Расчет номинального потребления: в комнате площадью 14 м 2 нагревательные элементы будут занимать 10 м 2 . Чтобы рассчитать потребление электричества, нужно площадь покрытия умножить на мощность.
Потребление электроэнергии инфракрасными теплыми полами
Предположим, что используется термомат мощностью 130 Вт на 1 метр², тогда 10*130 = 1300 Вт или 1,3 кВт/ч – это номинальный расход. Далее, предполагаем, что в сутки пол включен 8 часов, тогда в день получается – 8*1,3 = 10,4, а в месяц – 10,4*30 = 312 кВт.
Средняя стоимость 1 кВт в России – 2,5 рубля, поэтому расходы на эксплуатацию теплого пола составят 780 рублей. Этот метод дает возможность рассчитать максимальную величину энергопотребления, без учета использования терморегулятора и прочих факторов, влияющих на потребление.
Технология расчета затрат с использованием коэффициента.
Для подсчета применяется формула: W=S*P*k, где:
График нагрева и потребления электроэнегрии инфракрасным теплым полом
S – площадь комнаты;
P – мощность нагревательного элемента;
k – коэффициент полезной площади обогрева, по общепринятым стандартам он равен 0,4.
Комната площадью 20 м 2 , используется термомат, мощностью 130 Вт на 1 метр², тогда формула будет иметь следующий вид:
W= 20*130*0,4 = 1040 Вт (1,04 кВт).
Далее, рассчитываем расход электричества в день: 8 часов *1,04 кВт = 8,32, в месяце – 12*30 = 249,60 кВт. Стоимость затрат – 249,60*2,5 = 624 рублей.
Потребление электроэнергии инфракрасной пленки
Насколько отличаются реальные показатели энергопотребления от номинальных?
Конечно, реальный расход будет сильно отличаться от номинальных показателей, поскольку часто бывает, что целый день в доме никого нет и пол включать нет смысла, поэтому реально он будет работать лишь 5 часов. Потребностей в ежедневном нагреве также не возникнет, особенно теплой осенью, поздней весной и летом, поэтому рассчитанные показатели будут примерно в два раза ниже.
Правильная установка электрического теплого пола
Есть еще и способы значительно снизить электропотребление, например, использовать терморегулятор. Хороший прибор будет экономить до 30% номинальной величины энергопотребления. На практике получается так, что электрический пол нагревается до заданной температуры за 5 минут, затем остывает 10 минут и снова включается. В час нагревательный элемент работает лишь 20 минут. Если вся система включена 9 ч. в сутки, из них электричество потребляется только 3 ч., следовательно затраты будут выглядеть следующим образом:
W= 20*130*0,4 = 1040 Вт/ч (1,04 кВт);
1,5*3 = 3,12 – в сутки;
3,12*30 = 93,60 – в месяц;
93,60*2,5 = 234 рубля.
Есть еще несколько способов снизить расход энергопотребления:
Расчет тепловых потерь
Обычно системы теплого пола оснований не выступают в качестве единственного источника обогрева помещений, однако некоторые именно так и планируют отапливать дом
Но перед принятием этого инженерного решения важно убедиться, можно ли вообще конкретное помещение обогреть только таким образом
Электрический теплый пол
Если в период использования системы потери тепла не превышают 100 Вт/м2, то системы подогрева полов будет вполне достаточно для прогрева комнаты. Однако произвести расчеты, чтобы получить нужные данные, самостоятельно довольно сложно, так как используются сложные формулы. Так что рекомендуется воспользоваться онлайн-калькулятором расчета тепловых потерь помещения. В случае если потери тепла выходят больше 100 Вт/м2, то теплоизоляцию помещения нужно улучшать либо обустраивать дополнительную систему обогрева.
Методики расчета
В первую очередь надо определиться, теплый пол у вас будет основным отоплением (без радиаторов и других источников тепла) или дополнительным (для повышения комфорта). В зависимости от этого меняется расчет электрического теплого пола. Если подогрев пола — только дополнительное отопление, единственное требование — мощности должно хватить для того чтобы нагреть пол до комфортных 28,5-29°C. Других требований нет. При таком раскладе смело пользуются средними цифрами, которые определены опытным путем (в таблице ниже). При использовании подогрева пола в качестве основного отопления, подход другой: тепла должно быть достаточно для компенсации теплопотерь. Тут все несколько сложнее — нужны расчеты.
Расчет электрического теплого пола по теплопотерям
Есть два способа сделать расчет электрического теплого пола. Первый является именно расчетом. При использовании этой методики сначала определяются теплопотери помещения. При этом учитывается регион, в котором находится здание, материал и толщина стен, толщина и вид утепления, размеры окон и тип остекления, наличие и площадь стен, выходящих на улицу, ориентация помещения (на юг, север, и т.п.). Все эти факторы влияют на количество тепла, которое уходит из помещения и которое придется восполнять.
Теплопотери для каждого вида строительного материала можно найти в специальной литературе, есть отдельные методики. Такой расчет — муторное дело, но он позволяет получить точные данные. Это на случай, если считать хотите сами. Если нет, можно заказать теплотехнический расчет у специалистов. И, если площади под теплы пол планируются большие, лучше все-таки заказать. Порой, самостоятельно определенные теплопотери в разы превышают те, которые вам выдадут спецы. А излишнюю мощность — зря потраченные деньги.
Пример расчета теплопотерь помещений
Полученная цифра и будет мощностью электрического теплого пола, которая необходима для компенсации теплопотерь данного помещения. Весь расчет электрического теплого пола состоит в том, чтобы подобрать нагревательные элементы в таком количестве и такой мощности, чтобы они суммарно выдавали требуемое количество тепла (можно с небольшим запасом). Если это будут нагревательные кабели, придется разработать схему укладки так, чтобы на заданной площади разместился весь необходимый метраж кабеля. Если решено использовать пленочный теплый пол, надо искать пленку требуемой мощности. В любом случае, учтите, что для того чтобы ногами не ощущать холодные и горячие места нагрева, расстояние между соседними нагревательными элементами не должно быть больше 30 см. А для нормального перераспределения тепла (не полосами) минимальная высота стяжки должна быть — 3 см, лучше около 5 см.
Сначала надо определить площадь, на которой не будет мебели
Определение требуемой мощности в зависимости от назначения помещения
Второй способ — считать по среднестатистическим данным. Количество материалов, которое используют при строительстве жилых домов, ограничено. Это дало возможность вывести средние цифры необходимых мощностей теплого пола для отопления помещений разного назначения. (смотрите таблицу).
| Вид отопления | Название объекта | Требуемая мощность |
|---|---|---|
| Дополнительное отопление | Кухня, жилые комнаты на первом этаже | 140-150 Вт/м2 |
| Дополнительное отопление | Кухня, жилые комнаты на втором этаже и выше | 120-130 Вт/м2 |
| Дополнительное отопление | Ванная комната | 140-150 Вт/м2 |
| Дополнительное отопление | Балкон, лоджия | 180 Вт/м2 |
| Основное отопление | Все помещения, независимо от назначения | 180 Вт/м2 |
При расчете электрического теплого пола найденную незанятую площадь умножают на норму, взятую из таблицы. Получают цифру, которую может выдать электрический теплый пол. В принципе, это также будет и максимальная потребляемая мощность, необходимая для подогрева пола.
Требуемую мощность нагрева пола можно определить исходя из его назначения
Например, если обогреваться будет 10 квадратов в жилой комнате на первом этаже, то выдать/потребить нагревательный элемент может 140 Вт/м2 * 10 м2 = 1400 Вт. Это потребляемая мощность в час. Не стоит пугаться. Реально такой расход может быть только сразу после включения и до тех пор, пока пол не наберет заданную температуру. В этот промежуток времени нагреватели работают постоянно. Затем подогрев включается/выключается терморегулятором, который поддерживает заданную температуру с точностью до 1°C. Количество потребляемого в этот период электричества зависит от погоды (чем холоднее, тем чаще будет включаться) и степени утепления пола и помещения в целом.
Средняя температура поверхности пола
Средняя температура поверхности пола – среднее значение между максимальной и минимальной температурой поверхности пола.
Согласно СНиПу, в помещениях с постоянным нахождением людей эта температура не должна превышать 26⁰С. В помещениях с непостоянным пребыванием людей и с повышенной влажностью (ванные, бассейны) средняя температура поверхности пола не должна превышать 31⁰С.
На практике такие значения являются заниженными – ощущения тепла для ног нет, поскольку температура ступни человека 26-27⁰С. Оптимальной является температура 29⁰С – при этом обеспечивается комфорт. Поднимать температуру выше 31⁰С не стоит, т.к. это приводит к высушиванию воздуха.
Вверх
Воздушные теплообменники
Один из самых распространённых на сегодняшний день теплообменных аппаратов – это трубчатые оребрённые теплообменники. Их ещё называют змеевиками. Где их только не устанавливают, начиная от фанкойлов (от англ. fan + coil, т.е. «вентилятор» + «змеевик») во внутренних блоках сплит-систем и заканчивая гигантскими рекуператорами дымовых газов (отбор теплоты от горячего дымового газа и передача его на нужды отопления) в котельных установках на ТЭЦ. Вот почему расчет змеевикового теплообменника зависит от того применения, куда этот теплообменник пойдёт в эксплуатацию. Промышленные воздухоохладители (ВОПы), устанавливаемые в камерах шоковой заморозки мяса, в морозильных камерах низких температур и на других объектах пищевого холодоснабжения, требуют определённых конструктивных особенностей в своём исполнении. Расстояния между ламелями (оребрением) должно быть максимальным, для увеличения времени непрерывной работы между циклами оттайки. Испарители для ЦОДов (центров обработки данных), наоборот, делают как можно более компактными, зажимая межламельные расстояния до минимума. Такие теплообменники работают в «чистых зонах», окруженные фильтрами тонкой очистки (вплоть до класса HEPA), поэтому такой расчет трубчатого теплообменника проводят с упором на минимизацию габаритов.
