Como o piso com isolamento térmico é organizado e funciona

O desejo de uma pessoa para criar condições de vida confortáveis ​​levou ao desenvolvimento de vários sistemas de aquecimento. Entre eles, recentemente, as estruturas montadas no chão e funcionando às custas da eletricidade tornaram-se cada vez mais populares.

Tipos de piso aquecido elétrico

Os fabricantes produzem várias modificações que podem ser combinadas arbitrariamente como elemento de aquecimento:

1. aquecimento de cabos;

2. tapetes de aquecimento;

3. emissor infravermelho de filme;

4. construções líquido-elétricas.

Princípios físicos estabelecidos no trabalho de piso radiante elétrico

Aquecimento por cabo resistivo

Quando a eletricidade é transferida com base na lei de Joule-Lenz, o calor é liberado. Esse padrão é a base para a operação de elementos de aquecimento.

Se os metais e sua seção transversal são selecionados em fios comuns, a fim de reduzir a perda de calor com carga máxima, são criadas estruturas no sistema de piso com isolamento térmico que são capazes de emitir a quantidade máxima de energia térmica por um longo tempo sem violar as características de desempenho.

Para isso, os elementos de aquecimento são criados na forma de estruturas de cabos que consistem em:

• fio condutor do tipo resistivo que gera calor;

• uma camada de isolamento de Teflon feita de plástico PVC resistente ao calor.

Esses cabos podem ser feitos com um núcleo condutor interno ou dois. Eles são usados ​​para vários métodos de instalação e conexão. Os fabricantes garantem a eles 20 anos ou mais, sujeitos às regras de operação.

O cabo de dois núcleos possui uma camada adicional de isolamento localizada entre a trança da tela de um fio de cobre fino e um revestimento dielétrico de núcleos resistente ao calor. Um dos núcleos tem a função de um elemento de aquecimento, e o segundo, como condutor simples, é colocado paralelo ao primeiro. Essa localização reduz significativamente o nível de radiação do campo eletromagnético e seu efeito no meio ambiente.

Um design típico de cabo resistivo é mostrado na figura.

Durante a operação dessas estruturas, deve ser observado o equilíbrio de calor gerado pela corrente elétrica que passa pelas veias e sua remoção para o piso aquecido. Para isso, todas as áreas do piso adjacentes ao cabo são criadas com uma estrutura homogênea que fornece cargas térmicas e mecânicas uniformes.

O cabo resistivo é derramado com uma mesa de cimento-areia de uma certa espessura, que pode ser adicionalmente coberta com uma camada de ladrilhos cerâmicos, laminados ou outros materiais de piso.

Cabos com fios de aquecimento auto-regulável

No sistema de piso radiante, podem ser utilizados modelos de cabos de aquecimento auto-reguláveis. Eles possuem condutores comuns, mas não condutores de aquecimento, entre os quais existe uma matriz semicondutora com um grande número de elementos independentes. Suas propriedades dielétricas são determinadas precisamente por esses semicondutores que respondem a mudanças na temperatura ambiente.

Quando uma parte do cabo de autorregulação é resfriada, uma estrutura com um grande número de faixas é criada dentro da matriz devido aos semicondutores para que a corrente passe através deles, o que aquece o cabo e suas camadas circundantes.

A uma temperatura média, a estrutura dos semicondutores aumenta a resistência elétrica, reduzindo as condições para o fluxo de corrente através deles e, assim, reduzindo um pouco a geração de calor.

Se qualquer parte do cabo estiver muito quente, o número de faixas para a passagem de corrente nele é bastante limitado, reduzindo sua condutividade elétrica.

Dessa forma, a temperatura do aquecimento do ambiente é regulada mesmo sem um controlador de temperatura e sensores de temperatura. Os cabos autorreguláveis ​​são mais convenientes de usar porque não precisam criar uma estrutura homogênea para transferência de calor, como seus análogos resistivos. Suas seções individuais podem ser submetidas a várias cargas de temperatura.

Leia mais sobre este tipo de cabo aqui: O uso de cabos de aquecimento auto-reguláveis

Tapetes para cabos

Inicialmente, os cabos resistivos ao instalar um piso quente eram simplesmente dispostos no chão em forma de cobra e depois fixados com prendedores. Essa tecnologia é usada agora para estruturas de um e dois núcleos.

No entanto, os fabricantes começaram a produzir tapetes de cabos. Um exemplo desse projeto é mostrado na figura, onde o próprio cabo já está entrelaçado em uma grade dielétrica suave de uma certa maneira. Não precisa mais ser definido com cuidado. Basta rolar o rolo dobrado ao longo do comprimento da sala para fixação posterior com uma solução.

Extremidades frias para conectar um tapete de cabos ao circuito elétrico estão incluídas no pacote. Eles são conectados através de acoplamentos especiais de adaptadores. A conexão direta é proibida pela tecnologia de instalação.

Se for necessário girar a direção do layout, a grade de fixação pode ser facilmente cortada com uma tesoura comum sem tocar no cabo, que simplesmente se desdobra na direção certa em qualquer ângulo.

Dessa forma, o layout do tapete em qualquer ambiente de uma camada uniforme é facilitado. Ao mesmo tempo, é mais fácil evitar a sobreposição de seções individuais de cabos.

Aquecimento por infravermelhos

Esta tecnologia é baseada no uso de raios infravermelhosemanando de finos elementos de aquecimento através dos quais uma corrente elétrica é passada.

Eles são feitos de tiras de carbono localizadas entre duas camadas de um filme especial. O carbono (fibra de carbono) é aplicado por nano-pulverização com uma espessura de camada medida até um mícron e é isolado em ambos os lados com uma película de polímero fina, mas muito forte, com altas propriedades dielétricas.

As tiras de carbono são conectadas aos barramentos de cobre, que servem como condutores para o fornecimento de tensão.

O aquecimento realizado pelos raios infravermelhos do piso quente, por sua natureza, não difere do aquecimento natural pela luz do sol. Somente a temperatura do piso é aumentada para 30 ÷ 35 graus e é enviada de baixo para cima.

Estruturas elétricas líquidas

Os desenvolvimentos de eletro-água de um piso quente combinam o aquecimento elétrico dos filamentos com a subsequente transferência de calor através de um líquido de arrefecimento - água, localizado em um tubo de plástico selado com características mecânicas de alta resistência.

Toda a estrutura é montada na forma de um cabo de sete núcleos usando ligas para roscas de cromo e níquel e uma bainha revestida com silicone e teflon.

A camada de silicone suporta temperaturas de até 280 graus, com altas propriedades dielétricas. O revestimento de teflon cria um obstáculo à penetração da água e é altamente resistente a produtos químicos.

O líquido que enche o cabo pode suportar com êxito até geadas de vinte graus sem congelar, mas ferve rapidamente ao passar corrente elétrica pelas roscas. Durante a ebulição, o calor é transferido para o ambiente mais rapidamente. Fornece economia de energia.

A transferência de calor dos filamentos de aquecimento para o líquido em ebulição e para o ambiente de piso quente protege a liga de níquel-cromo contra superaquecimento, protege-a da queima e permite que ela funcione por um longo tempo.

Como é criada uma pressão de gás aumentada durante a ebulição do líquido dentro do invólucro vedado, um sistema de absorção especial é usado para reduzi-lo, reduzindo esse efeito e garantindo uma operação segura.

Os corpos dos cabos tubulares de polietileno de malha estruturada têm:

• resistência ao resfriamento a baixas temperaturas;

• resistência ao cracking;

• alta resistência ao impacto.

Projeto e composição do piso radiante elétrico

A sala a ser aquecida deve ser protegida contra correntes de ar constantes e vazamentos de calor. Para isso, todos os elementos de aquecimento são montados apenas em uma camada de isolamento térmico, o que evita perdas de energia devido ao aquecimento de lajes e escape para a atmosfera.

O cabo de aquecimento, fabricado de acordo com um dos esquemas acima, está localizado na camada isolante, presa com uma fita de montagem. Dentro de sua cobra, na mesma distância entre as curvas, um tubo corrugado é colocado com um sensor de temperatura, que monitora o grau de aquecimento do piso.

Este tubo é hermeticamente fechado em uma extremidade. Ele foi projetado não apenas para acomodar o sensor de temperatura, mas também para a possibilidade de substituição conveniente em caso de avaria.

Todos os elementos de aquecimento instalados junto com este tubo serão preenchidos com uma mesa de cimento e areia. Sua espessura depende do design do cabo e deve ser realizada com cuidado em uma camada uniforme. Vazios não são permitidos. As telhas cerâmicas são coladas na parte superior ou outro piso é montado.

A uma altura conveniente para a parede da sala está localizado controlador de temperatura, que controla a operação do piso quente no modo automático. Ao conectá-lo, você precisará trazer os fios de:

• cabo de alimentação;

• elementos de aquecimento;

• sensor de temperatura.

Para executar a fiação secreta, é necessário fornecer canais a cabo ou parede nas paredes.

Esquemas para conectar elementos de aquecimento de piso à fiação elétrica

É importante lembrar que a instalação e montagem do circuito devem ser concluídas verificando a operação do equipamento elétrico sob tensão antes de encher os cabos de aquecimento com a solução de fixação. Neste ponto, é mais fácil solucionar problemas.

A re-inclusão no trabalho será realizada após a solução solidificar completamente em um mês. Anteriormente, a abraçadeira não endurecia e o cabo seria danificado.

Um exemplo de conexão de um piso quente, que inclui dois conjuntos de cabos de aquecimento e um termostato com um sensor, é mostrado na figura.

No painel elétrico do disjuntor, um RCD está conectado. Protege todo o circuito de possíveis correntes de fuga através de gabinetes elétricos que estão amarrados Condutor PE.

O sensor de temperatura é conectado por um cabo a um controlador de temperatura, que é conectado aos circuitos de energia através de um RCD e, ao mesmo tempo, controla o contator através de um cabo separado. Os circuitos de saída do contator são conectados aos elementos de aquecimento usando uma caixa de derivação.

A inclusão de um contator no circuito permite controlar simultaneamente a operação de várias seções de aquecimento e reduzir a carga nos circuitos elétricos do termostato.

Os termostatos mais simples, do tipo mecânico ou elétrico, permitem definir apenas os limites de temperatura para controlar o aquecimento do revestimento do piso.

Modelos mais sofisticados controlados eletronicamente têm a capacidade de usar uma programação semanal baseada em tempo para a operação de aquecedores em um horário do dia definido pelo usuário. Devido a isso, o consumo de energia para aquecimento de piso é reduzido quando os proprietários estão ausentes no apartamento.

Recomendações para a seleção, instalação e operação do piso radiante

Seleção de pisos

Os fabricantes recomendam usar o seguinte como acabamento em uma mesa de areia e cimento:

• pedra natural;

• telha cerâmica;

• porcelanato.

Eles melhor transferem o calor através de si mesmos para a sala. Também é permitido o uso de madeira, parquet, laminado e outros materiais. No entanto, eles têm pior transferência de calor e podem reduzir o efeito do aquecimento.

Deformação do revestimento

Os elementos de aquecimento criam diferenças de temperatura nas quais o revestimento do piso altera ligeiramente seu tamanho. Para evitar suas deformações, você deve criar pequenas folgas para os elementos laminados. Você não pode fechá-lo nas paredes e prendê-lo no rodapé. Quando exposto ao calor, o piso deve se expandir livremente e permanecer completamente plano.

Isolante para piso

A escolha do material permite o uso racional da eletricidade, pois afeta a perda de calor. Para criar um aquecimento confortável, é utilizado o isolamento da folha, consistindo de materiais poliméricos com espuma com uma espessura de camada de 3 a 10 mm. Seu uso economiza eletricidade de 10 a 20%.

O uso de tipos sólidos de poliestireno expandido com uma espessura de camada de 3 cm e uma folha revestida com um polímero pode reduzir as perdas em até 30%.

Consumo de eletricidade

A eficiência de qualquer estrutura elétrica é determinada pela quantidade de energia gasta nela. Para que o sistema de piso radiante atenda às suas necessidades, determine as tarefas para ele, que podem ser:

• aquecimento constante da sala;

• aquecimento de piso somente de manhã e à noite, quando o proprietário estiver em casa;

• manter uma temperatura estável durante o dia para uma estadia confortável no chão de crianças pequenas;

• quaisquer outras condições.

Determine a área da sala e calcule o custo aproximado da eletricidade por 1 hora de operação ou dia, semana, mês. Para fazer isso, você pode usar os dados médios de operação do cabo de aquecimento resistivo para criar condições confortáveis:

• em salas secas, são consumidos 120 W por 1 m2;

• em salas úmidas - 140 W por 1 m2.

Por exemplo, uma sala de 2 por 3 metros em uma hora de piso aquecido consumirá 2x3x0,12 = 0,72 kW. Com operação contínua por 10 horas, o consumo de energia será de 7,2 kW.

O consumo de eletricidade para um piso de filme infravermelho e água-elétrico é um pouco mais econômico.

Manutenção

Embora os fabricantes garantam a operação a longo prazo do piso quente, é melhor prever a ocorrência de quebras de peças individuais e a eliminação de sua substituição na fase do projeto. Para isso, os métodos de conexão de um sensor de temperatura a um termostato devem excluir a abertura de uma mesa de cimento-areia seca quando for necessário repará-los.

A substituição do filme no piso infravermelho não deve criar problemas não resolvidos com a desmontagem complexa do revestimento do piso.

Para módulos líquido-elétricos, a substituição do líquido e do elemento de aquecimento pode ser realizada através de uma caixa de montagem especial. É montado na linha de chegada da mesa de piso. E em caso de violação da integridade do tubo, uma pequena quantidade de líquido vazado indicará o local do dano. É simplesmente cortado após a abertura. Em seguida, coloque os acoplamentos e conecte a conexão de duas vias.