Kako je uređen i djeluje električni toplinski izoliran pod

Želja osobe za stvaranjem ugodnih uvjeta života dovela je do razvoja različitih sustava grijanja. Među njima u posljednje vrijeme sve su popularnije građevine montirane na podu i rade na štetu električne energije.

Vrste električnog podnog grijanja

Proizvođači proizvode različite modifikacije koje se mogu proizvoljno kombinirati kao grijaći element:

1. kablovsko grijanje;

2. prostirke za grijanje;

3. filmski infracrveni emiter;

4. tekuće-električne konstrukcije.

Fizička načela utvrđena u radu električnog podnog grijanja

Otporno grijanje kabela

Kada se električna energija prenosi na temelju zakona Joule-Lenza, toplina se oslobađa. Ovaj obrazac je osnova za rad grijaćih elemenata.

Ako su metali i njihov presjek odabrani u običnim žicama kako bi se smanjio gubitak topline pri maksimalnom opterećenju, tada se u sustavu podnog toplinski izoliranog sloja stvaraju strukture koje mogu dugotrajno emitirati maksimalnu količinu toplinske energije bez kršenja karakteristika performansi.

Za to se stvaraju grijaći elementi u obliku kabelskih konstrukcija koji se sastoje od:

• vodljiva žica otporničkog tipa koja stvara toplinu;

• sloj teflonske izolacije izrađene od PVC plastike otporne na toplinu.

Takvi se kabeli mogu napraviti s jednom unutarnjom vodljivom jezgrom ili dvije. Koriste se za razne načine instalacije i povezivanja. Proizvođači daju jamstvo od 20 godina ili više, u skladu s pravilima rada.

Dvožilni kabel ima dodatni sloj izolacije smješten između zaslonske pletenice tanke bakrene žice i dielektričnog toplinsko-otpornog premaza jezgara. Jedna jezgra ima funkciju grijaćeg elementa, a druga je, kao jednostavna provodnica, postavljena paralelno s prvom. Takva njihova lokacija značajno smanjuje razinu zračenja elektromagnetskog polja i njegov utjecaj na okoliš.

Na slici je prikazan tipični otpornički dizajn kabela.

Tijekom rada ovih struktura mora se promatrati ravnoteža topline stvorene električnom strujom koja prolazi kroz vene i odvoditi je do grijanog poda. Da biste to učinili, sva područja poda koja se nalaze uz kabel stvorena su ujednačenom strukturom koja omogućuje ujednačena toplinska i mehanička opterećenja.

Otporni kabel izlijeva se cementno-pijeskom estrihom određene debljine, koji se može dodatno prekriti slojem keramičke pločice, laminata ili drugih materijala za pod.

Kabeli s žicama samoregulirajućeg grijanja

U sustavu podnog grijanja mogu se koristiti samoregulirajuće izvedbe grijaćih kabela. Imaju obične vodljive, ali ne grijače vodiče, između kojih se nalazi poluvodička matrica s ogromnim brojem neovisnih elemenata. Njegova dielektrična svojstva određena su upravo tim poluvodičima koji reagiraju na promjene u temperaturi okoline.

Kad se dio samoregulirajućeg kabla hladi, unutar matrice se stvara struktura s velikim brojem staza zahvaljujući poluvodičima za struju koja prolazi kroz njih, koja zagrijava kabel i njegove okolne slojeve.

Pri prosječnoj temperaturi struktura poluvodiča povećava električni otpor, smanjujući uvjete za protok struje kroz njih i na taj način donekle smanjuje stvaranje topline.

Ako je bilo koji dio kabela jako vruć, tada je broj tragova za prolazak struje u njemu oštro ograničen, smanjujući njegovu električnu vodljivost.

Na taj se način regulira temperatura zagrijavanja okoliša čak i bez termostata i osjetnika temperature. Samoregulirajući kabeli prikladniji su za upotrebu jer ne trebaju stvarati homogenu strukturu za prijenos topline, poput njihovih otporničkih analoga. Njihovi pojedinačni odjeljci mogu biti izloženi različitim temperaturnim opterećenjima.

Pročitajte više o ovoj vrsti kabela ovdje: Korištenje samoregulirajućih grijaćih kabela

Kabelske prostirke

U početku su otporni kabeli prilikom postavljanja toplog poda jednostavno položeni na pod u obliku zmije, a zatim fiksirani pričvršćivačima. Ova se tehnologija koristi za jednojedručne i dvožilne strukture.

Međutim, proizvođači su počeli proizvoditi kabelske prostirke. Primjer takvog dizajna prikazan je na slici, gdje je sam kabel već na određeni način utkan u meku dielektričnu mrežu. Ne treba ga više pažljivo postavljati. Jednostavno valjajte presavijeni kolut duž cijele duljine prostorije za naknadno fiksiranje otopinom.

Hladni krajevi za spajanje kabelske prostirke na električni krug uključeni su u paket. Povezuju se putem posebnih spojnica. Izravna veza zabranjena je instalacionom tehnologijom.

Ako postoji potreba za zakretanjem smjera rasporeda, tada se rešetka za pričvršćivanje može lako rezati običnim škarama, bez dodirivanja kabela, koja se onda jednostavno rasklopi u pravom smjeru pod bilo kojim kutom.

Na taj se način olakšava postavljanje prostirke u bilo kojoj sobi u ravnomjernom sloju. Istodobno je lakše izbjeći preklapanje pojedinih dijelova kabela jedan s drugim.

Filmsko infracrveno podno grijanje

Ta se tehnologija temelji na korištenju infracrvene zrakeproizlaze iz tankih grijaćih elemenata kroz koje prolazi električna struja.

Izrađene su od karbonskih traka smještenih između dva sloja posebnog filma. Ugljik (ugljična vlakna) nanosi se nano raspršivanjem debljine sloja izmjerenog na jedan mikron i izoliran je s obje strane tankim, ali vrlo jakim polimernim filmom visokih dielektričnih svojstava.

Karbonske trake povezane su s bakrenim magnetima, koji služe kao vodiči za napajanje napona.

Grijanje, koje se izvodi infracrvenim zrakama s toplog poda, po svojoj se naravi ne razlikuje od prirodnog grijanja svjetlošću sunca. Samo temperatura poda dovodi se na 30 ÷ 35 stupnjeva i šalje se odozdo prema gore.

Tekuće električne konstrukcije

Elektro-voda razvoja toplog poda kombinira električno grijanje niti s naknadnim prijenosom topline kroz rashladnu tekućinu - vodu, smještenu u hermetički zatvorenoj plastičnoj cijevi s mehaničkim karakteristikama velike čvrstoće.

Čitava konstrukcija sastavljena je u obliku sedmero-kablovskog kabela s legurama za kromirane i nikl-niti i omotačem presvučenim silikonom i teflonom.

Silikonski sloj podnosi temperaturu do 280 stupnjeva, a ima visoka dielektrična svojstva. Teflonski premaz stvara prepreku prodiranju vode i vrlo je otporan na kemikalije.

Tekućina koja ispunjava kabel može uspješno izdržati čak i dvadeset stupnjeva mraza bez smrzavanja, ali brzo proključa kad prolazi električna struja kroz niti. Tijekom vrenja toplina se brže prenosi u okoliš. To pruža ušteda energije.

Prijenos topline od grijaćih žarulja do kipuće tekućine i dalje do okruženja s toplim podom štiti leguru nikla-kroma od pregrijavanja, štiti je od izgaranja i omogućava mu da djeluje dulje vrijeme.

Budući da se tijekom vrenja tekućine unutar zatvorenog kućišta stvara povišen tlak plina, koristi se poseban apsorpcijski sustav koji smanjuje taj učinak i osigurava siguran rad.

Tijela kablovskih kabela izrađena od polietilena strukturirane mreže imaju:

• otpornost na hlađenje na niskim temperaturama;

• otpornost na pucanje;

• visoka otpornost na udarce.

Dizajn i sastav električnog podnog grijanja

Prostor koji se treba grijati mora biti zaštićen od stalnih propuha i propuštanja topline. Zbog toga su svi grijaći elementi montirani samo na sloju toplinske izolacije, koji sprečava gubitak energije zbog zagrijavanja podnih ploča i bijega u atmosferu.

Grijaći kabel, izrađen u skladu s jednom od gornjih shema, nalazi se na izolacijskom sloju, pričvršćenom montažnom trakom. Unutar njegove zmije na istoj udaljenosti između zavoja postavljena je valovita cijev s temperaturnim senzorom, koji će nadzirati stupanj grijanja poda.

Ova cijev je hermetički zatvorena na jednom kraju. Dizajniran je ne samo za smještaj senzora temperature, već i za mogućnost praktične zamjene u slučaju kvara.

Svi ugrađeni grijaći elementi zajedno s ovom cijevi bit će napunjeni cementnim pijeskom. Njegova debljina ovisi o dizajnu kabela i mora se pažljivo izvesti u ravnomjernom sloju. Praznine nisu dopuštene. Keramičke pločice zalijepljene su na vrhu ili je montiran drugi pod.

Na prikladnoj visini za zid sobe nalazi se regulator temperature, koji kontrolira rad toplog poda u automatskom načinu rada. Kad ga spajate, morat ćete donijeti žice iz:

• kabel za napajanje;

• grijaći elementi;

• temperaturni senzor.

Za izvođenje tajnog ožičenja potrebno je osigurati kabelske kanale ili obložiti zidove.

Sheme za spajanje elemenata podnog grijanja na električno ožičenje

Važno je zapamtiti da se instalacija i montaža kruga treba završiti provjerom rada električne opreme pod naponom prije punjenja grijaćih kabela otopinom za pričvršćivanje. U ovom trenutku lakše je riješiti problem.

Ponovno uključivanje u posao izvest će se nakon što se otopina u potpunosti očvrsne u roku od mjesec dana. Prije toga, kabelska kravata neće se očvrsnuti i kabel će biti oštećen.

Primjer spajanja toplog poda koji uključuje dva seta grijaćih kabela i jedan termostat sa senzorom prikazan je na slici.

Na električnoj ploči s prekidača spojen je RCD. Štiti cijeli krug od mogućih struja curenja kroz električne kućišta koji su vezani PE provodnik.

Senzor temperature spojen je kabelom s regulatorom temperature, koji je povezan s strujnim krugovima putem RCD-a i istodobno upravlja kontaktorom zasebnim kabelom. Izlazni krugovi sklopnika spajaju se na grijaće elemente pomoću razvodne kutije.

Uključivanje sklopnika u krug omogućuje vam istodobnu kontrolu rada nekoliko grijaćih sekcija i smanjenje opterećenja na električnim krugovima termostata.

Najjednostavniji termostati mehaničkog ili električnog tipa omogućuju vam postavljanje samo temperaturnih ograničenja za kontrolu grijanja podne obloge.

Sofisticiraniji elektronički upravljani modeli imaju mogućnost korištenja vremenski zasnovanog tjednog rasporeda rada grijača u dobavljeno doba dana. Zbog toga se smanjuje potrošnja energije za podno grijanje kada su vlasnici odsutni u stanu.

Preporuke za odabir, ugradnju i rad podnog grijanja

Odabir poda

Proizvođači preporučuju sljedeće nanošenje sloja na cementnom pijesku:

• prirodni kamen;

• keramička pločica;

• porculanska pločica.

Najbolje prenose toplinu kroz sebe u sobu. Također je dopuštena upotreba drva, parketa, laminata i drugih materijala. Međutim, imaju lošiji prijenos topline i mogu umanjiti učinak zagrijavanja.

Deformacija obloge

Grijaći elementi stvaraju temperaturne razlike pri kojima podna obloga malo mijenja svoju veličinu. Da biste izbjegli njegove deformacije, trebali biste stvoriti male praznine za elemente laminata. Ne možete ga zatvoriti na zidove i pričvrstiti na postolje. Kada je izložen vrućini, pod bi se trebao slobodno širiti i ostati potpuno ravan.

Podna izolacija

Izbor materijala za to omogućava racionalnu upotrebu električne energije, jer utječe na gubitak topline. Da bi se stvorilo ugodno grijanje, koristi se izolacija od folije koja se sastoji od pjenastih polimernih materijala debljine sloja od 3 do 10 mm. Njegova uporaba štedi električnu energiju od 10 do 20%.

Upotreba čvrstih vrsta ekspandiranog polistirena debljine sloja 3 cm i folije obložene polimerom može smanjiti gubitke i do 30%.

Potrošnja električne energije

Učinkovitost bilo koje električne strukture određuje se količinom potrošnje energije na nju. Da bi sustav podnog grijanja zadovoljio vaše potrebe, odredite zadatke koji mogu biti:

• stalno grijanje prostorije;

• podno grijanje samo ujutro i navečer kada je vlasnik kod kuće;

• održavanje dnevne stabilne temperature za ugodan boravak na podu male djece;

• bilo koji drugi uvjeti.

Odredite površinu prostorije i izračunajte približni trošak električne energije za 1 sat rada ili dan, tjedan, mjesec. Da biste to učinili, za stvaranje ugodnih uvjeta možete upotrijebiti prosječne podatke o radu otporničkog grijaćeg kabela:

• u suhim sobama potroši se 120 W po 1 m2;

• u mokrim sobama - 140 W po 1 m2.

Na primjer, soba od 2 do 3 metra u jednom satu podnog grijanja trošit će 2x3x0,12 = 0,72 kW. Uz kontinuirani rad od 10 sati, potrošnja energije će biti 7,2 kW.

Potrošnja električne energije za filmski infracrveni pod i vodno-električni je malo ekonomičnija.

repairability

Iako proizvođači jamče dugotrajan rad toplog poda, najbolje je predvidjeti pojavu kvarova pojedinih dijelova i uklanjanje njihove zamjene u fazi projekta. Da biste to učinili, metode povezivanja senzora temperature s termostatom trebaju isključiti otvaranje osušenog estriha od cementnog pijeska na podu kad je potrebno popraviti ih.

Zamjena filma na infracrvenom podu ne bi trebala stvarati neriješena pitanja složenim rastavljanjem podne obloge.

Za tekuće-električne module, zamjena tekućine i grijaćeg elementa može se provesti kroz posebnu montažnu kutiju. Montira se na završnu liniju estriha na podu. A u slučaju kršenja integriteta cijevi, mala količina propuštene tekućine ukazivat će na mjesto oštećenja. Jednostavno je izrezan nakon otvaranja. Zatim stavite spojnice i spojite dvosmjernu spojku.