Виды теплого пола: достоинства и недостатки, технические характеристики, материалы, применение

Существует множество мнений о том, где и когда впервые начали использовать технологию отопления жилищ посредством нагрева пола или иных строительных конструкций. Все более древние, указывающие на неё артефакты, археологи продолжают находить по всему миру. К примеру, в северном Китае была распространена система отопления под названием «кан». Она представляла собой печь с дымоходами, размещавшимися под низким лежаком. В Корее придумали более совершенную разновидность канального-печного обогрева – «ондоль», распределявшую тепло уже полностью под всей поверхностью пола помещения. Схожие виды теплых полов были обнаружены и в Швеции (IV век до н.э.), а также в городище Акарим (III век до н.э.), находящимся на территории Челябинской области. Позже подобная «русская» система отопления использовалось для обогрева Грановитой палаты.

Однако наибольшую известность у современников получила римская тепловая система – «гипокауст».  Она состояла из печи, вынесенной за пределы жилых помещений, из которой смесь дыма и тёплого воздуха поступал в каналы внутри стен и в пространство подпола. Следует отметить, что все перечисленные способы обогрева являлись достаточно дорогостоящими как в устройстве, так и в эксплуатации. Поэтому, например, даже у зажиточных граждан Рима «гипокаустом» отапливалась только часть жилых помещений.

Виды современных теплых полов

Прогрессивные технологии сделали доступным отопление помещений через подогрев напольных покрытий. Какие бывают тёплые полы (ТП)? Наиболее распространенными стали следующие разновидности:

• водяные – часто являются одним из элементов основного (рабочего) обогрева дома;
• электрические – выступают в виде отдельных энергетических систем. Нередко применяются в качестве локальных подсистем для повышения комфорта пользователей.

В свою очередь, основные виды теплого пола классифицируются по типам нагревательных элементов или используемых для них материалов. Каждый из подвидов имеет свои достоинства и недостатки, а также рекомендуемую область наиболее эффективной эксплуатации.

Разновидности тёплых полов с жидкостным теплоносителем

Современные теплые полы с жидкостным теплоносителем способны поддерживать в помещениях заданный уровень температуры, при этом лишь слегка прогревая напольное покрытие. Такой способ отопления называется термостатический.  Подключение трубопроводов рабочих контуров к котлам отопления выполняется через клапанную арматуру в составе смесительно-регулировочных узлов и коллекторных блоков, оборудованных циркуляционными насосами. Подобная комплектация НСУ (насосно-смесительного узела) способствуют тому, что температура подаваемой в систему жидкости не превышает 45°С.

В зависимости от материала трубопровода различают следующие разновидности теплого пола:

Медь

Считается одним из наиболее подходящих материалов для создания водяного теплого пола. Основные преимущества в ее высокой прочности и долговечности. Материал слабо подвержен коррозии, особенно при применении современных методов гальванической обработки.  Хорошо выдерживает значительные механические воздействия, в том числе и внутреннее давление. Имеет широкий диапазон рабочих температур от -100°С до +250°С, а при замерзании теплоносителя внутри, трубы не растрескивается.

Важно! В процессе эксплуатации ТП из медного трубопровода не рекомендуется сливать воду.

Медный трубопровод имеет также некоторые технические и экономические ограничения:

1. Нельзя в одной системе отопления сочетать стальные и медные трубы, это может спровоцировать реакцию электрохимической коррозии.
2. Процесс монтажа длителен, трудоемок, требует высокого уровня мастерства. Осуществить укладку самостоятельно не представляется возможным, так как для неё требуются дорогостоящие профессиональные пресс-машины.
3. В качестве теплоносителя нельзя использовать воду с кислой или щелочной средой. Она способна сократить срок службы трубопровода почти вдвое.
4. Что касается высокой стоимости материала, то необходимо учитывать длительность его эксплуатации, которая может превышать 50 лет. Такой срок способен полностью окупить первоначальные расходы.

Медь рекомендуется использовать для создания небольших зон повышенного комфорта в зданиях с периодическим проживанием, для которых существует риск замораживания системы отопления. В качестве настила целесообразно использовать сухие системы реечного, полистирольного или модульного типов.

Металлопластик

Современный композитный материал, состоящий из нескольких слоев – внешнего и внутреннего из сополимеров пропилена либо полиэтилена, а также армирующей прослойки из алюминиевой фольги. Имеет отличные эксплуатационные характеристики:

• долговечность до 45-50 лет;
• полную устойчивость к коррозионным процессам;
• невосприимчивость к отложению и нарастанию минеральных образований;
• биологическую инертность – материал не выделяет патогенных и канцерогенных веществ, не вступает в реакцию с примесями растворёнными в воде;
• химическую стойкость. В системе отопления можно использовать большинство целевых химических присадок к теплоносителю или готовых антифризов;
• небольшой вес, а также наличие широкого ассортимента фитингов позволяют осуществлять монтажные работы самостоятельно. При этом можно обходиться подручными или доступными для недорогой аренды инструментами;
• высокий коэффициент шумопоглощения.

Тем не менее, металлопластик требует определенной наработки монтажных навыков и аккуратности в работе. Иначе, в процессе его эксплуатации, после многочисленных циклов нагрева и охлаждения, высок риск ослабления фитингов. Поэтому, при обустройстве этого вида тёплого пола, та часть трубопровода, которая закрыта бетонной стяжкой, должна быть цельной (не иметь стыков). Также для него существует ограничение по максимальной температуре. Диапазон рабочих температур металлопластика — 10°С… + 95°С. Допускается кратковременный нагрев материала до +110°С.

Металлопластик рекомендуется использовать для создания как полноценной системы отопления при помощи ТП, так и формирования зон комфорта со значительной площадью.

Полипропилен

Несмотря на свои высокие эксплуатационные показатели и доступную стоимость полипропиленовые трубы редко применяются при монтаже теплых полов. Причина заключается в их жесткости. Радиус изгиба неармированной трубы Ø 16 мм (диаметр преимущественно устанавливаемого в ТП материала) составит не менее 8-9 её диаметров. То есть, чтобы получить изгиб без заломов, повороты  тепловых контуров будут иметь минимальные радиусы от 128 мм (помним, что угловые фитинги в стяжку ставить нельзя). В большинстве случаев этого совершенно недостаточно для укладки трубопровода с высокой плотностью, способную обеспечить расчётную тепловую мощность.

Полипропилен рекомендуется использовать в качестве материала для системы ТП только в случае крайней необходимости и только в тех помещениях, которые не будут подвергаться воздействию отрицательных температур.

Сшитый полиэтилен (REX)

Этот материал получил широкое распространение сравнительно недавно. Тем не менее, он демонстрирует довольно высокие эксплуатационные качества:

• диапазон рабочих температур 0…+95°С, кратковременно выдерживает до -50°с…+150°С;
• температуру плавления 150°С, возгорания – 400°С;
• деформационную упругость, которую отдельные продавцы называют «молекулярной памятью» для усиления информационного эффекта. Суть её заключается в том, что деформированный материал под воздействием граничных температур восстанавливает свою первоначальную форму. Поэтому, для исправления случайного залома, достаточно направить на поврежденное место струю горячего воздуха, например, из строительного фена;
• высокую устойчивость к внутреннему давлению и гидроударам;
• пластичность – труба REX хорошо гнется без вспомогательных приспособлений не повреждаясь. Радиус поворота составляет 4-5 диаметров;
• не подверженность химической и биологической коррозии;
• отсутствие токсичности и канцерогенных выделений как в процессе монтажа, так и во время эксплуатации.

Важно! Сшитый полиэтилен довольно чувствителен к ультрафиолетовому излучению. Хотя для смонтированного ТП это не так уж и важно, однако, этот факт необходимо учитывать во время его хранения.

Общие достоинства и недостатки водяного теплого пола

Достоинства:

• Возможность равномерного прогрева всего помещения или создание особых зон комфорта в местах наиболее частого пребывания людей.
• Экономичность обогрева больших площадей, низкие эксплуатационные расходы.
• Можно укладывать по всей площади помещения, так как отсутствует опасность перегрева в закрытых зонах – под мебелью, коврами, напольными предметами интерьера.

Недостатки:

• Довольно сложный и долговременный монтаж с наличием «мокрых» процессов.
• Необходимость использование цементно-песчаной стяжки, которая может «съесть» до 15-20 см высоты помещения.
• Ощутимая инертность управления температурными параметрами микроклимата.
• При протечке теплоносителя — в случае использования некачественных материалов, нарушений технологий сборки, форс-мажорных ситуациях — возникает необходимость в очень трудоемких и дорогостоящих ремонтных работах.

Виды теплых электрических полов и их характеристики

На сегодняшний день широко применяются четыре вида электрических теплых полов:

Греющий кабель

Один из наиболее ранних видов тёплых полов в квартиру. Его инсталляция осуществляется в бетонную стяжку толщиной не менее 5 см. В качестве напольного покрытия, чаще всего, используется керамическая плитка.

Существует несколько разновидностей греющих кабелей. Наиболее доступный по стоимости – резистивный. Особенностью его использования является категорический запрет на укорачивание линии. Если отрезать часть проводника, то его общее сопротивление снизится, что приведет к возрастанию протекающего через него электротока, к перегреву и быстрому выходу из строя токопроводящих жил.

Резистивный кабель производят в двух исполнениях – одножильном и двужильном. По принципу действия они не отличаются, но двужильный более удобен для монтажа, так как подключается с одного конца, а на другом заглушен.

Усовершенствованной разновидностью резистивного двухжильного нагревателя является зональный кабель. У него между двумя токонесущими жилами размещаются спиральные резистивные элементы, имеющие одинаковую мощность. Такой кабель можно нарезать мерными частями (по зонам) в специально отмеченных местах.

Общие достоинства и недостатки кабельных ТП

Преимущества:

• Наиболее доступная стоимость из всех разновидностей теплого пола на электрических термоэлементах.
• Полная свобода в расположении термоэлемента на основании.
• Аккумулирует небольшое количество энергии (за счет толстой стяжки), продолжая некоторое время после отключения отдавать тепло в помещение.

Недостатки:

• Существенно снижает электробезопасность помещения.
• При обустройстве греющей плиты не обойтись без «мокрых» процессов – заливки песчано-цементной стяжки.
• Небрежность или отсутствие опыта во время монолитных работ могут привести к образованию воздушных карманов вокруг кабеля. В таких местах возможен перегрев проводника и выход его из строя.
• Недопустимо размещать нагреваемой зоной мебель – под ней кабель также перегревается, со всеми вытекающими из этого последствиями.
• Старые модели греющих кабелей вырабатывали значительное количество электромагнитного излучения, поэтому при покупке убедитесь, что продукция имеет сертификат качества ISO 14000.

Резистивные кабели отлично подходят для подогрева в ванных, кухонь, балконов, хозяйственных, а также прочих вспомогательных помещениях.

Термоматы

Под этим названием реализуются две разновидности изделий абсолютно различные по принципу действия – конвекционные и инфракрасные.

Конвекционный мат является усовершенствованным вариантом резистивного кабеля, который закреплен на сетчатой основе, выступающей армирующим слоем при тонкослойной песчано-цементной заливке. Кроме этого, допускается монтаж керамической плитки непосредственно на мат. В этом случае толщина греющего покрытия теплого пола не будет превышать 2 см.

Инфракрасные карбоновые маты представляет собой углепластиковые стержни, закрепленные с двух сторон на энергонесущих кабелях. Система осуществляет нагрев, излучая инфракрасные волны в диапазоне 8…14 мкм. Укладывается в песчано цементную стяжку толщиной не менее 3 см, а также непосредственно в утолщенный слой плиточного клея. При этом требуются высокие профессиональные навыки монтажа.

ИК пленочное покрытие

Более совершенная разновидность нагревательного элемента для тёплого пола. Нагрев выполняется посредством ИК-излучения. Монтаж, за некоторым исключением, выполняется в сухую под ламинат, паркет, линолеум и т.п. Различают следующие виды пленочного электрического теплого пола:

• классический – небольшие по площади нагревательные элементы расположены тонкими полосами поперек рулона пленки;
• сплошной – нагревательные элементы значительно шире и занимают практически всю площадь пленки. Такая разновидность имеет высокую эффективность и может быть использовано в качестве полноценной системы отопления для квартиры;
• многослойный – имеет дополнительную защиту от влаги, а его монтаж допускается в тонкослойную песчано-цементную стяжку. Одной из разновидностей многослойного инфракрасного пленочного пола является перфорированная пленка. Перфорация овальных отверстий между нагревательными элементами сделана для лучшей адгезии плитки, укладываемой непосредственно на пленку.

Важно! Перечисленные виды электрических тёплых полов, за исключением инфракрасных карбоновых матов, нельзя располагать под мебелью или другими громоздкими предметами, которые могут вызвать локальный перегрев и выход из строя нагревательного элемента.

Саморегулирующиеся кабели

Имеют принцип действия, который существенно отличается от резистивных или инфракрасных нагревательных элементов. В нем между двумя токопроводящими жилами расположен слой эластичного углеродно-полимерного материала, обладающего изменяемой величиной сопротивления, на которую влияет температура окружающей среды.  Если кабель (самрег) расположен на холодном участке, то его сопротивление низкое, и через него протекает ток большой величины, преобразующийся в большое количество тепловой энергии. По мере нагрева рабочего проводника, его сопротивление растет, приводя к снижению величины электротока. Поэтому, на заблокированных мебелью участках, где теплоотдача минимальна, интенсивность обогрева может снизиться до нуля.

Кроме того, к достоинствам саморегулирующегося кабеля относится упрощенный монтаж изделия, так как его можно разрезать на куски произвольной длины без снижения эксплуатационных характеристик.

«Самреги» первоначально преимущественно использовались для защиты от перемерзаний трубопроводов, в противообледенительных системах и в промышленности. Но постепенно они начинают применяться и для обустройства теплых полов внутри помещений, так как, несмотря на свою дороговизну, предоставляют определенные преимущества по сравнению с традиционными системами электроподогрева.

Выводы

При выборе технологии тёплого пола необходимо учитывать не только его стоимость, но и особенности установки:

1. Нередко в многоквартирных домах оказывается нежелательным выполнение монтажа тёплого пола в стяжку по причине низких потолков в помещениях. В таких случаях наиболее целесообразно использовать пленочные ТП, несмотря на их более высокую стоимость.
2. Большинство видов нагревательных кабелей и матов на их основе могут монтироваться не только на полу, но и на стенах.
3. Для постоянного подогрева или использования в качестве основного источника отопления, несомненно, лучше устанавливать водяной теплый пол, являющийся наиболее экономным.

https://www.youtube.com/watch?v=RiBDhzF5arE