Jak je elektrická tepelně izolovaná podlaha uspořádána a jak funguje

Touha člověka vytvořit pohodlné životní podmínky vedla k vývoji různých topných systémů. Mezi nimi se v poslední době staly stále populárnější struktury namontované na podlaze a pracující na úkor elektřiny.

Druhy elektrického podlahového vytápění

Výrobci vyrábějí různé modifikace, které lze libovolně kombinovat jako topný článek:

1. ohřev kabelu;

2. topné rohože;

3. filmový infračervený zářič;

4. kapalně-elektrické konstrukce.

Fyzikální principy stanovené v práci elektrického podlahového vytápění

Odolné kabelové topení

Při přenosu elektřiny podle zákona Joule-Lenz se uvolňuje teplo. Tento vzor je základem pro provoz topných těles.

Pokud jsou kovy a jejich průřezy vybírány běžnými dráty, aby se snížily tepelné ztráty při maximálním zatížení, vytvoří se v tepelně izolované podlahové soustavě struktury, které jsou schopné emitovat maximální množství tepelné energie po dlouhou dobu, aniž by došlo k narušení výkonových charakteristik.

Za tímto účelem jsou topné prvky vytvořeny ve formě kabelových struktur, které se skládají z:

• vodivý drát odporového typu, který vytváří teplo;

• vrstva teflonové izolace z tepelně odolného plastu PVC.

Takové kabely mohou být vyrobeny s jedním vnitřním vodivým jádrem nebo dvěma. Používají se pro různé způsoby instalace a připojení. Výrobci jim dávají záruku 20 a více let v souladu s provozními pravidly.

Dvoužilový kabel má další vrstvu izolace umístěnou mezi stínítko opletu tenkého měděného drátu a dielektrický žáruvzdorný povlak jader. Jedno z jader má funkci topného článku a druhé, jako jednoduchý vodivý, je umístěno rovnoběžně s prvním. Takové umístění výrazně snižuje úroveň vyzařování elektromagnetického pole a jeho vliv na životní prostředí.

Na obrázku je znázorněn typický odporový kabel.

Během provozu těchto konstrukcí musí být dodržována rovnováha tepla generovaného elektrickým proudem procházejícím žilami a jeho odvádění do vyhřívané podlahy. Za tímto účelem jsou všechny oblasti podlahy sousedící s kabelem vytvořeny s homogenní strukturou, která zajišťuje rovnoměrné tepelné a mechanické zatížení.

Odporový kabel se nalije potěrem z cementového písku o určité tloušťce, které může být navíc pokryto vrstvou keramických dlaždic, laminátu nebo jiných podlahových materiálů.

Kabely s dráty samoregulačního vytápění

V systému podlahového vytápění lze použít samoregulační návrhy topných kabelů. Mají obyčejné vodivé, nikoli však topné vodiče, mezi nimiž je polovodičová matice s velkým počtem nezávislých prvků. Jeho dielektrické vlastnosti jsou přesně určeny těmito polovodiči, které reagují na změny teploty okolí.

Když je část samoregulačního kabelu ochlazena, vytvoří se uvnitř matrice struktura s velkým počtem stop, kvůli polovodičům, kterými prochází proud, který ohřívá kabel a jeho obklopující vrstvy.

Struktura polovodičů zvyšuje při průměrné teplotě elektrický odpor, čímž snižuje podmínky pro tok proudu skrz ně, a tím poněkud snižuje tvorbu tepla.

Je-li kterákoli část kabelu velmi horká, je počet drah pro průchod proudu v něm výrazně omezen, což snižuje jeho elektrickou vodivost.

Tímto způsobem je teplota vytápění prostředí regulována i bez termostatu a teplotních senzorů. Samoregulační kabely se používají pohodlněji, protože nemusí vytvářet homogenní strukturu pro přenos tepla, jako jejich odporové analogy. Jejich jednotlivé sekce mohou být vystaveny různým teplotním zatížením.

Přečtěte si více o tomto typu kabelu zde: Použití samoregulačních topných kabelů

Kabelové rohože

Zpočátku byly odporové kabely při instalaci teplé podlahy jednoduše položeny na podlahu ve formě hada a poté upevněny pomocí upevňovacích prvků. Tato technologie se nyní používá pro jednojádrové a dvoujádrové struktury.

Výrobci však začali vyrábět kabelové rohože. Příklad takového provedení je znázorněn na obrázku, kde kabel sám je již určitým způsobem tkán do měkké dielektrické mřížky. Už to nemusí být pečlivě rozloženo. Jednoduše převalte složený válec po celé místnosti a následně jej fixujte řešením.

Studené konce pro připojení kabelové rohože k elektrickému obvodu jsou součástí balení. Jsou připojeny pomocí speciálních adaptérových spojek. Přímé připojení je zakázáno instalační technologií.

Pokud je třeba otočit směr rozvržení, lze upevňovací mřížku snadno řezat běžnými nůžkami, aniž by se dotkl kabelu, který se pak v libovolném úhlu jednoduše rozkládá ve správném směru.

Tímto způsobem je usnadněno rozložení rohože v jakékoli místnosti v rovnoměrné vrstvě. Současně je snazší zabránit vzájemnému překrývání jednotlivých úseků kabelů.

Infračervené podlahové topení

Tato technologie je založena na použití infračervené paprskyvycházející z tenkých topných prvků, kterými prochází elektrický proud.

Jsou vyrobeny z uhlíkových pásů umístěných mezi dvěma vrstvami speciální fólie. Uhlík (uhlíkové vlákno) se nanáší nanostřikem s tloušťkou vrstvy měřenou na jeden mikron a na obou stranách je izolován tenkým, ale velmi silným polymerním filmem s vysokými dielektrickými vlastnostmi.

Uhlíkové pásy jsou připojeny k měděným sběrnicím, které slouží jako vodiče pro napájení.

Vytápění, prováděné infračervenými paprsky z teplé podlahy, se svou povahou neliší od přirozeného topení slunečním světlem. Pouze teplota podlahy se sníží na 30 ÷ 35 stupňů a odešle se zdola nahoru.

Kapalné elektrické struktury

Elektro-vodní vývoj teplé podlahy kombinuje elektrické ohřívání filamentů s následným přenosem tepla přes tepelný nosič - voda umístěná v uzavřené plastové trubici s vysoce pevnými mechanickými vlastnostmi.

Celá struktura je sestavena ve formě sedmižilového kabelu pomocí slitin pro chromové a niklové závity a opláštění potažených silikonem a teflonem.

Silikonová vrstva odolává teplotám až 280 stupňů a má vysoké dielektrické vlastnosti. Teflonový povlak vytváří překážku pronikání vody a je vysoce odolný vůči chemikáliím.

Kapalina plnící kabel úspěšně vydrží i dvacet stupňů mrazu bez zamrznutí, ale rychle se vaří při průchodu elektrického proudu skrz závity. Během jeho varu se teplo přenáší do okolního prostředí rychleji. Poskytuje to úspora energie.

Přenos tepla z ohřívacích vláken do vroucí kapaliny a dále do teplého podlahového prostředí chrání slitinu nikl-chrom před přehřátím, chrání ji před vyhořením a umožňuje jí pracovat po dlouhou dobu.

Protože se během varu kapaliny uvnitř utěsněné komory vytváří zvýšený tlak plynu, používá se speciální absorpční systém, aby se snížil, snížil tento účinek a zajistil bezpečný provoz.

Trubicová kabelová těla vyrobená ze strukturovaného síťového polyethylenu mají:

• odolnost vůči chlazení při nízkých teplotách;

• odolnost proti praskání;

• vysoká rázová pevnost.

Návrh a složení elektrického podlahového vytápění

Vytápěná místnost musí být chráněna před neustálým průvanem a úniky tepla. Proto jsou všechny topné články namontovány pouze na tepelně izolační vrstvě, která zabraňuje ztrátám energie způsobeným ohřevem podlahových desek a únikem do atmosféry.

Topný kabel, vyrobený podle jednoho z výše uvedených schémat, je umístěn na izolační vrstvě upevněné montážní páskou. Uvnitř svého hada ve stejné vzdálenosti mezi zatáčkami je položena vlnitá trubice s teplotním senzorem, který bude sledovat stupeň podlahového vytápění.

Tato trubice je na jednom konci hermeticky uzavřena. Je určen nejen pro umístění teplotního čidla, ale také pro možnost pohodlné výměny v případě poruchy.

Všechny instalované topné články spolu s touto trubicí budou naplněny cementovým pískovým potěrem. Jeho tloušťka závisí na konstrukci kabelu a musí být pečlivě provedena v rovnoměrné vrstvě. Prázdné prostory nejsou povoleny. Keramické dlaždice jsou nalepeny na horní část nebo je namontována jiná podlaha.

Ve vhodné výšce se nachází zeď místnosti regulátor teploty, který řídí provoz teplé podlahy v automatickém režimu. Při připojování budete muset přivést vodiče z:

• napájecí kabel;

• topné články;

• teplotní čidlo.

Pro provedení skrytého zapojení je nutné zajistit kabelové kanály nebo zdi.

Schémata pro připojení podlahových topných prvků k elektrickému zapojení

Je důležité si uvědomit, že instalace a montáž obvodu by měla být dokončena kontrolou funkce elektrického zařízení pod napětím před naplněním topných kabelů fixačním roztokem. V tomto okamžiku je snazší řešit problémy.

Opětovné zařazení do práce bude provedeno po úplném ztuhnutí roztoku za měsíc. Dříve kabelová svorka neztvrdne a kabel bude poškozen.

Příklad připojení teplé podlahy, který zahrnuje dvě sady topných kabelů a jeden termostat se senzorem, je zobrazen na obrázku.

V elektrickém panelu z jističe je připojen RCD. Chrání celý obvod před možnými svodovými proudy prostřednictvím elektrických rozváděčů, které jsou svázány PE vodič.

Teplotní senzor je připojen kabelem k regulátoru teploty, který je připojen k výkonovým obvodům pomocí RCD a současně ovládá stykač pomocí samostatného kabelu. Výstupní obvody stykače jsou připojeny k topným tělesům pomocí propojovací skříňky.

Zahrnutí stykače do obvodu umožňuje současně řídit provoz několika topných sekcí a snížit zatížení elektrických obvodů termostatu.

Nejjednodušší termostaty mechanického nebo elektrického typu vám umožňují nastavit pouze teplotní limity pro řízení vytápění podlahové krytiny.

Sofistikovanější elektronicky řízené modely mají schopnost používat týdenní rozvrh pro provoz ohřívačů v uživatelem definované denní době. Díky tomu je spotřeba energie pro podlahové vytápění snížena, když v bytě nejsou vlastníci.

Doporučení pro výběr, instalaci a provoz podlahového vytápění

Výběr podlahy

Výrobci doporučují používat jako vrchní vrstvu na cementový písek potěr:

• přírodní kámen;

• keramická dlaždice;

• porcelánové dlaždice.

Nejlépe přenášejí teplo přes sebe do místnosti. Používání dřeva, parket, laminátu a dalších materiálů je rovněž povoleno. Mají však horší přenos tepla a mohou snížit účinek zahřívání.

Deformace povlaku

Topné články vytvářejí teplotní rozdíly, při kterých podlahová krytina mírně mění svou velikost. Chcete-li se vyhnout jeho deformacím, měli byste pro laminátové prvky vytvořit malé mezery. Nemůžete ji zavřít ke stěnám a připevnit k základní desce. Při vystavení teplu by se podlaha měla volně roztahovat a zůstat zcela rovná.

Izolace podlahy

Volba materiálu umožňuje racionální využití elektřiny, protože ovlivňuje tepelné ztráty. Aby se dosáhlo pohodlného zahřívání, používá se izolační fólie, která se skládá z pěnových polymerních materiálů o tloušťce vrstvy 3 až 10 mm. Jeho použití šetří elektřinu od 10 do 20%.

Použití pevných druhů expandovaného polystyrenu o tloušťce vrstvy 3 cm a fólie potažené polymerem může snížit ztráty až o 30%.

Spotřeba elektřiny

Účinnost jakékoli elektrické struktury je určována množstvím energie na ní vynaložené. Aby podlahové vytápění vyhovovalo vašim potřebám, určete pro něj úkoly, kterými mohou být:

• stálé vytápění místnosti;

• podlahové vytápění pouze ráno a večer, když je majitel doma;

• udržování stabilní teploty ve dne pro pohodlný pobyt na podlaze malých dětí;

• jakékoli další podmínky.

Určete plochu místnosti a vypočítejte přibližné náklady na elektřinu za 1 hodinu provozu nebo den, týden, měsíc. Chcete-li to provést, můžete použít průměrné provozní údaje odporového topného kabelu k vytvoření pohodlných podmínek:

• v suchých místnostech se spotřebuje 120 W na 1 m2;

• ve vlhkých místnostech - 140 W na 1 m2.

Například místnost 2 x 3 metry v jedné hodině podlahového vytápění spotřebuje 2x3x0,12 = 0,72 kW. Při nepřetržitém provozu po dobu 10 hodin bude spotřeba energie 7,2 kW.

Spotřeba elektřiny pro podlahovou infračervenou podlahu a vodu-elektrickou je o něco úspornější.

Udržitelnost

Přestože výrobci zaručují dlouhodobý provoz teplé podlahy, je nejlepší předvídat výskyt poruch jednotlivých částí a odstranění jejich výměny ve fázi projektu. Za tímto účelem by způsoby připojení teplotního senzoru s termostatem měly vyloučit otevření zaschlého potěru z cementového písku, pokud je to nutné.

Výměna fólie na infračervené podlaze by neměla vytvářet nevyřešené problémy se složitou demontáží podlahové krytiny.

U kapalino-elektrických modulů lze výměnu kapaliny a topného článku provést pomocí speciální montážní krabice. Namontuje se na cílovou čáru podlahového potěru. A v případě narušení integrity potrubí bude místo poškození označeno malým množstvím uniklé kapaliny. Po otevření se jednoduše vyřízne. Poté nasaďte spojky a připojte obousměrné kování.