Человечество знает множество способов обогреть жилище. От печки и камина, до конвекторов на солнечных батареях. При выборе способа отопления учитываются различные факторы:
- Конфигурация помещения.
- Доступность различных видов энергоносителя (твердое или жидкое топливо, природный газ, электричество и прочее), а также возможность применения на конкретном объекте. Например, в многоквартирном доме невозможно установить индивидуальный дровяной котел.
- Экономическая целесообразность: в регионах, стоимость энергоносителей существенно различается.
- Возможность (и необходимость) резервирования систем отопления;
- Автоматизация систем обогрева — не всегда есть возможность постоянного контроля за отопительным котлом.
- Эстетическая составляющая.
Мы рассмотрим прогрессивную технологию: теплый пол карбоновый (углеволоконный).
Почему электрические системы теплого пола так популярны в современном жилище
- Нагретый воздух формируется на самом нижнем уровне, равномерно поднимаясь по объему помещения.
- Большая площадь теплообмена минимизирует потери.
- Можно зимой ходить босиком по теплому полу;
- Плоские элементы обогрева отлично вписываются в интерьер: их просто не видно под половым покрытием.
- Электрический кабельный теплый пол дает возможность полностью автоматизировать климатическую систему. Контроллер не просто поддерживает заданную температуру, можно задавать режимы пониженных затрат (когда вас нет дома), или включать обогрев по таймеру.
- Нет проблем с доставкой энергоносителя: практически 100% жилого фонда электрифицированы.
- Простой монтаж: не требуется прокладка труб для жидкого теплоносителя, установка радиаторов отопления, вентиляторов, насосов.
- Не требуется обслуживание: правильно организованный теплый пол служит длительный срок. Любой уважающий себя производитель предоставляет гарантию минимум 10 лет.
Есть и недостатки, которые, впрочем, покрываются преимуществами:
- Для монтажа системы потребуется вскрыть напольное покрытие. В случае с линолеумом или ламинатом — нет проблем. А если вы хотите внедрить карбоновый теплый пол под плитку, придется выполнять полноценный ремонт помещения.
- Относительно высокая стоимость оборудования, особенно термоэлементов. Правда, эта проблема возникает только один раз, при покупке.
- Расходы на получение тепла выше, чем при использовании газа или твердого топлива.
И все-таки, главный плюс: карбоновый пол можно уложить и подключить самостоятельно. Для этого требуется обычный бытовой инструмент и элементарные навыки домашнего мастера.
Разновидности систем электрического теплого пола
Нагревательные системы, использующие электрическую энергию, можно разделить на три основные группы (в каждой из которых предлагается несколько вариантов исполнения):
- В качестве генератора тепла используется электрический кабель, излучение конвекционное (тепло поднимается вверх по воздуху).
- Простой закладной кабель в виде термоэлемента. Размещается в цементной стяжке или наливном полу (мокрая укладка). Оптимальный вид финишного покрытия: керамическая или керамогранитная плитка, камень. Можно использовать под деревом, ламинатом, ковролином и линолеумом.
- Так называемый «умный кабель». Способ укладки аналогичный (по мокрому). Оптимальный вид покрытия: керамическая или керамогранитная плитка, камень, дерево (включая паркет), ламинат. Допускается ковролин и линолеум.
- Модульный теплый пол, состоящий из теплоизолирующих плит с кабелем внутри. Монтируется на сухое основание. Идеально подходит для плитки всех видов, деревянного пола, ламината и линолеума.
- Пленочные полы, создающие равномерную климатическую поверхность, которая нагревается по всей площади.
- Тепловые маты, представляющие собой модифицированную конструкцию кабельного обогрева. Излучатель уже уложен в фиксирующие сетки, удобно сформированные для монтажа. Заливаются «жидким» полом или укладываются в стяжку. Основное предназначение — камень, плитка. Можно использовать в стяжке под деревом, ламинатом, ковровым покрытием и линолеумом. Способ обогрева — конвекция.
- Пленочный карбоновый теплый пол (второе название — углеродный). Идеальный вариант для укладки под натуральный паркет или ламинат. Допускается монтаж под линолеум или ковролин. Карбоновые нагреватели используют инновационный способ нагрева: инфракрасный.
- Стержневой теплый пол, также с карбоновыми нагревательными элементами. Укладывается в конструкционные элементы здания, проще говоря — заливается в стяжку или наливной пол. Подходит для любого вида покрытия, включая камень, плитку, дерево, а также искусственные материалы. Также использует инфракрасный способ передачи тепловой энергии.
Принцип действия
Поскольку наш обзор акцентирует внимание именно на карбоновых технологиях, разберем принцип действия теплого пола, изготовленного из углерода.
Для начала, разберемся с терминологией. Понятия «углеродный» и «карбоновый» разводить нельзя: это одна и та же технология. Просто в России традиционно используется слово «углерод» либо «углеволокно», а в зарубежных каталогах звучит «карбон». На самом деле, это одно и то же.
Производители предлагают два вида карбонового пола: пленочный и стержневой. Они отличаются способом укладки, структурой нагревательных элементов, и применением.
Укладка карбонового пола под плитку
Поверх смонтированного карбонового пола, прежде чем можно будет укладывать плитку, требуется устройство стяжки. Для нее следует использовать специальную смесь, предназначенную для теплых полов. Следует выполнять следующие требования.
Минимально допустимая толщина стяжки – 20 мм: это условие продиктовано необходимостью получения равномерно нагреваемой поверхности.
1. Укладка керамической плитки возможна только после полного высыхания стяжки, то есть спустя 28 суток.
2. Карбоновые стержни можно укладывать непосредственно в плиточный клей. Клеящая смесь выбирается та, что способна выдерживать нагревание. Слой клея также не должен быть тоньше 20 мм.
3. Распределять клей по полу и выравнивать его можно только пластиковым зубчатым шпателем, так как металлический может повредить изоляцию соединительных проводов и карбоновых стержней.
4. Для того чтобы стяжка или клей не растрескался, вдоль стены перед заливкой следует уложить полоску из вспененного полиэтилена. Она будет компенсировать тепловое расширение.
Карбоновая термопленка
Прочный термостойкий полипропилен используется в качестве несущей основы. Этот материал разрабатывается с условием полного экологического нейтралитета. То есть, в нормальных рабочих режимах нагрева, теплые полы не должны излучать ни одной вредной молекулы в помещение.
Пленка выполнена по принципу автомобильного стекла «триплекс»: 1–2 слоя подложки, рабочий слой, сверху еще 1–2 слоя защиты от повреждений. На нижнее полотно укладывают особые полосы, изготовленные из смеси карбона с графитом. Электрическое сопротивление тщательно рассчитывается, поскольку от этого зависит стабильность работы. Карбон наносится методом напыления, что исключает неравномерность толщины. Рабочие полосы соединяются между собой с помощью тончайших медных шин. Этот металл обладает отличной электропроводностью, поэтому потери напряжения питания минимальны.
Сами медные проводники не принимают участие в процессе нагрева. Защитный слой (верхняя часть полипропилена) не только защищает углеродные полосы от повреждения, он служит теплопроводным мостиком между источником тепла и напольным покрытием.
Несколько слов о полимерной оболочке: Она обладает высокой прочностью на давление, разрыв и истирание. Кроме того, характеристики защитной пленки остаются стабильными даже при температуре 120 °С. Это как минимум вдвое, превосходит максимальную рабочую температуру нагревательной пленки.
Принцип действия карбоновых элементов — излучение длинных инфракрасных волн. То есть, тепло, как бы проникает через напольное покрытие и непосредственно воздействует на объекты в комнате. Точно так мы ощущаем инфракрасные волны от костра: тепло живое, как будто оно воспроизводится естественным путем.
Преимущества и недостатки пленочных систем из углеволокна
Несомненные плюсы:
- высокая температура не разрушает и не деформирует структуру пленки;
- прогрев происходит практически мгновенно;
- распределение тепла абсолютно равномерное, это просто мощный поток регулируемой энергии;
- инфракрасное излучение не только безвредно, оно благотворно влияет на организм (применяется даже в лечебных целях);
- выдерживает большой вес при давлении;
- карбоновые полы не подвержены коррозии, нормально переносят небольшую влажность;
- при нагреве нет никаких неприятных запахов;
- абсолютная пожаробезопасность: это свойство особенно важно при использовании карбоновой пленки в деревянных домах;
- простота монтажа, не требуется дополнительная подготовка поверхности;
- возможность использовать не только на полу, но и на стенах (на потолке применение бессмысленно, теплый воздух не опускается вниз);
- мобильность: поскольку пленочные полы не встраиваются в конструкционные элементы, их можно демонтировать и использовать повторно в другом помещении;
- модульность конструкции: если повреждена одна секция, остальные продолжают нагрев (при условии целостности медных соединительных полос);
- карбоновые нагреватели настолько тонкие, что при монтаже пленки не требуется менять высоту напольного покрытия;
- электрические нагреватели отлично интегрируются в интеллектуальную систему управления «умный дом»;
- в сравнение с кабельными системами «теплый пол», пленочный карбон экономичнее на 30%;
- электрическая безопасность: на самих нагревательных элементах пониженное напряжение, 220 вольт только на входе в модуль управления.
Пожалуй, единственный серьезный недостаток:
- материал достаточно хрупкий на излом, поэтому при монтаже требуется осторожность;
- высокая стоимость оборудования, безусловно оправдана хорошими эксплуатационными свойствами, при этом изделие не относится к разряду доступных.
Монтаж карбонового теплого пола производится непосредственно под финишное покрытие, сразу на теплоизолирующий слой (паробарьер).
Исходя из технологии, существует лишь одно ограничение: карбоновые электрические полы нельзя размещать под каменной или керамической плиткой, поскольку используется «мокрая» укладка. Нецелесообразно (хотя и не запрещено) применение под толстым ковролином. Ворсистая структура просто будет экранировать инфракрасное излучение.
При укладке под дерево или ламинат следует помнить, что этот материал рассыхается при высокой температуре. Поэтому на пульте управления устанавливается ограничитель не более 28 °С.
Информация: Существует более дешевый вариант инфракрасного обогрева. Это биметаллическая пленка. Используется двухслойное соединение алюминиевой и медной фольги, которое так же, как и графитовый карбон, испускает инфракрасное излучение. Однако потребительские свойства такой пленки намного хуже.
Плюсы и минусы карбонового пола
Инфракрасный теплый пол имеет свои положительные отрицательные стороны. Прежде чем принять решение о целесообразности его покупки и монтажа, следует подробнее разобрать все особенности этой системы.
Что плохого в карбоновом обогреве?
Использование карбоновых стержней или пленок при обустройстве системы теплых полов в доме или квартире имеет такие недостатки:
- дороговизна;
- подделки;
- сложный ремонт;
- потребность в дополнительном утеплении.
Оригинальные системы, предлагаемые добросовестными производителями, стоят совсем недешево. Особенно, когда речь идет о стрежневых карбоновых матах. Крупную сумму способен выложить не каждый покупатель, желающий у себя в доме обустроить инфракрасный теплый пол.
Из первого недостатка плавно вытекает второй – появление на рынке большого количества подделок. Они отличаются низкой ценой и сомнительным качеством.
Приобретение некачественных поддельных, но дешевых систем оборачивается головной болью для покупателя – стержни быстро сгорают, уменьшая общую площадь нагрева
Сложность ремонта заключается в необходимости снимать все декоративное покрытие, чтобы добраться до системы теплого пола. Иной возможности заменить сломанный участок не существует. Если же сверху уложена плитка, то это еще больше усложняет ремонт.
Потребность в дополнительном утеплении дома или квартиры будет в том случае, когда инфракрасное отопление является основным. Если работы по энергосбережению не были проведены, то теплый пол будет тратить много энергии на поддержание нужной температуры в помещении и может не справиться с этим заданием.
Утепление дома, коттеджа или квартиры позволяет существенно снизить расходы не только при инфракрасном, но и при других видах отопления. В таком помещении проще поддерживать комфортную температуру с помощью теплых полов, затрачивая минимум энергии на их работу.
Достоинства инфракрасного теплого пола
Теплый пол, устроенный из карбоновой пленки или стержней, обладает целым рядом преимуществ. Это:
- быстро;
- легко;
- доступно;
- экономно;
- красиво;
- безопасно;
- без ремонта.
Первый пункт подразумевает скорость монтажа карбонового теплого пола. Если площадь под укладку небольшая, то со всеми работами можно справиться за 1 день. Если же приглашать мастеров, то все займет еще меньше времени.
Обустроить систему инфракрасного теплого пола легко – достаточно простого набора инструментов, а также материалов, идущих в комплекте с карбоновой пленкой или стержнями.
Вовсе не обязательно привлекать специалиста – монтаж будет под силу каждому старательному хозяину
Цена пленочного материала доступная. Если сравнивать стоимость всех деталей и комплектующих, необходимых при обустройстве водяного или парового отопления, то инфракрасное здесь существенно выигрывает – не понадобится покупать трубы, радиаторы, котел и другое дорогостоящее оборудование.
Пользоваться карбоновым теплым полом выгодно как в качестве дополнительного, так и основного источника тепла. Если система установлена правильно и дом/квартира/коттедж утеплен, то потребление электроэнергии будет минимальное. Расходы будут напрямую зависеть от площади, покрытой инфракрасной пленкой или матами.
Красота этого типа обогрева помещения заключается в том, что после укладки теплый пол не заметен в комнате. Он не занимает полезное пространство, как, например, радиаторы отопления. Толщина всей системы с учетом теплоизолирующего слоя менее 2 см.
Инфракрасный теплый пол совершенно безопасен. Он не боится воды и может быть уложен в ванной и на кухне. Если какая-то секция перестает работать, то со всей системой ничего не произойдет – она продолжит нагреваться в обычном режиме.
Карбоновые пленочные полы сооружают на кухнях, жилых комнатах, в спальнях, гостиных, детских. Их укладывают под линолиум и под ламинат, используют в устройстве теплых полов под напольную плитку.
Если один стержень или полоска карбоновой пленки перестала работать, то можно обойтись без ремонта – вся система будет и дальше функционировать
Все нагревающие элементы расположены параллельно, что исключает возможность поломки сразу всей системы. Это удобно, ведь потеря одной рабочей полоски принципиально не скажется на работе всей системы.
Стержневой пол из карбона
Вопреки рекламным проспектам, это не новое поколение углеволоконных технологий: стержневые маты не пришли на замену пленочному карбону. Такая конфигурация используется там, где нельзя применить пленку (заливается в стяжку либо в наливной пол). Представляет собой комплект параллельно подключенных углеводородных стержней с примесью графита и серебра, соединенных параллельно.
Технологически, нагревательный элемент — это даже не стержень. Пучок углеволоконных нитей собран в необходимый диаметр и надежно укрыт под изоляцией. Материал оболочки хорошо проводит тепло, и защищает достаточно хрупкий на излом материал, от механических нагрузок при укладке и использовании.
Графитовые нити в соединении с карбоном и серебром, при прохождении через них электротока, испускают инфракрасные волны. Материал позволяет с прецизионной точностью рассчитать сопротивление, и получать необходимые тепловые характеристики.
Поскольку каждый стержень подключен самостоятельно (на параллельных шинах), выход из строя одного (или нескольких) элементов не скажется на работоспособности системы. Разве что тепла будет меньше. Однако способ укладки (заливка в бетон) подразумевает высокие требования к надежности. В отличие от карбоновой пленки, эти нагреватели нельзя просто так поменять, придется разрушать всю поверхность стяжки.
Поскольку система представляет собой монолит с перекрытием, необходимо позаботиться о направлении теплового излучения (инфракрасных волн). Они расходятся равномерно во все стороны, поэтому при укладке необходимо предусмотреть экран с тыльной стороны.
В противном случае, значительная часть энергии будет уходить на обогрев соседей снизу (или подвала в частном доме).
Интересная особенность карбоновых стержней — способность к температурной саморегуляции. При перегреве, сопротивление снижается, и стержень несколько остывает. Это позволяет укладывать нагреватели на всей площади комнаты, не выделяя места установки мебели. Это очень удобно, особенно с учетом невозможности переконфигурировать расположение тепловых матов после затвердевания бетона.
Монтаж плёночного пола
Все карбоновые системы укладывают на ровную поверхность. Основание рекомендуют выровнять. Допускаются перепады в 1 мм на 1 пог. м. Термоплёнка и стержни обогревают всю поверхность вокруг: не только напольное покрытие, но и нижнее основание, фундамент. Чтобы тёплый воздух проходил вверх, на основание укладывают теплоизоляцию и отражающий экран. В дальнейшем проводят монтаж термоплёнки.
На полу обозначают границы «тёплого пола». От стены и от мебели плёнку располагают на расстоянии не менее 5 см. Зазор между полосами 2 см
Обращают внимание на ширину рулона. Если ширина 50 см, то длина ленты не должна превышать 13 м
Чем больше ширина рулона, тем меньше будет допустимая длина ленты: ширина 80 см – длина 10 м; ширина 100 см – длина 7 м. Плёнку рекомендуют предварительно разметить и разделить по отдельным лентам. На стене отводят место для терморегулятора. Проделывают отверстие, в которое вставляют пластиковый стакан. В нём будет находиться вся электрическая часть системы и блок управления. Панель управления оставляют на поверхности стены. По разметке укладывают ленты термоплёнки. Их соединяют с помощью скотча. К каждому листу подсоединяют контакты. Клеммы устанавливают в области медной и серебряной шины. Укрепляют клеммы пассатижами. Монтируют проводку; соединяют клеммы. Схема подключения параллельная. Места соединения изолируют битумным скотчем. Изоляцией закрывают места разрезов в области металлических шин. Чтобы места соединений не выделялись на поверхности и не испытывали большую нагрузку от напольной облицовки, для них в подложке или в отражающем экране проделывают углубление. На одной из лент устанавливают датчик температуры. От стены до датчика выдерживают расстояние 60 см, от края плёнки 10 см. Под датчик вырезают нишу в подложке. Все провода выводят в гофрированную трубку, которую соединяют с терморегулятором. Для трубки в полу и в стене проделывают канавку, которую затем заделывают строительным раствором. Систему тестируют. При положительном результате карбоновый пол укрывают подложкой и укладывают ламинат. Чтобы уложить плитку, используют плиточный клей.
Преимущества и недостатки карбоновых стержней
Достоинства:
- быстрый нагрев, равномерное распределение теплового излучения (при наличии отражающей подложки с черновой стороны);
- высокая надежность конструкции — срок службы не менее 50 лет;
- удобный монтаж: вы просто отрезаете необходимую длину из рулона, и соединяете поверхность проводами;
- инфракрасное излучение не оказывает негативного влияния на людей и предметы интерьера;
- нагревается не воздух, а детали помещения;
- 100% пожарная безопасность: во-первых, карбон не горит, во-вторых, система замурована в бетоне;
- система не боится высокой влажности: даже если у вас потоп, после сбора воды нагреватели можно сразу включать;
- при оставлении жилого помещения без отопления (при длительном отъезде), система не разморозится;
- так же, как и пленочные панели, стержневой карбоновый пол интегрируется в систему «умный дом»;
- потребление энергии ниже, чем у кабельных теплых полов;
- если вы самостоятельно можете сделать стяжку — монтаж карбоновых стержней вы тоже выполните своими руками: экономия на установке.
Комплекты предлагаются в разных ценовых и размерных категориях.
Минусы технологии:
- для массового применения стоимость слишком высокая;
- для укладки требуется заливать пол смесью, это уменьшает высоту помещения;
- ошибка при укладке или неисправность (это маловероятно), не дает шанса устранить проблему: вся проводка под слоем бетона.
Основные плюсы
Стержневой карбоновый пол начал применяться не так давно. Но уже за столь короткое время имеет неоспоримые преимущества перед остальным типом отопления напольного покрытия:
- Не пересушивает воздух. Благодаря карбону нагреваются не столько близлежащие объекты в комнате, а сам воздух, но при этом не пересыхает. Влажность не опускается ниже 60%.
- Основание гибкое, походит под многие декоративные отделочные материалы.
- Полезный обогрев инфракрасными волнами, которые не вредят комнатным растениям и человеку.
- Легкость. Устанавливается на всякие напольные перекрытия.
- Отсутствует вероятность самовозгорания.
- Монтаж возможен даже в помещениях с высокой влажностью.
- Быстрый прогрев воздуха без пересыхания.
- Интеллектуальная система карбона способна саморегулироваться при перегреве, равномерно распределять температуру воздуха по помещению.
- На карбоновый пол со временем можно поставить мебель, если она там ранее не предполагалась. И это не будет служить нагреву шифоньера или тумбы.
Выводы
При планировании отопительной системы вашего жилища, обратите внимание на углеволоконные технологии. Возможно, карбоновый теплый пол станет единственным источником тепла. На самом деле, оптимальный вариант использования — дублирующая система. Вы всегда можете выбрать, какой энергоноситель выгоднее в определенный период. Кроме того, можно применять теплый пол одновременно с традиционным отоплением.
А если вы надолго покидаете дом — можно установить экономичный режим с интенсивным прогревом по таймеру, к моменту вашего возвращения.
Что такое теплый пол «карбоновый мат»?
Карбоновые теплые полы стоит рассматривать, как дополнительный источник тепла, и как самостоятельную систему отопления. Панельное отопление такого типа выполняется в разных модификациях, что позволяет потребителям выбрать наиболее оптимальный тип. Система обладает высокой адаптивностью, экономичностью.
Инновационный вариант обогрева дома работает за счет инфракрасного источника энергии. Чаще всего для этого используются графито-серебрянные стержни, соединенные параллельно между собой. Для этого на производстве применяются провода повышенной степени защиты от перегрева.
Изолирующим материалом выступает вещество на базе полиэстера и полиэтилена. Основной составляющей изделия является нагревательный элемент, который состоит из карбона и полимеров. Кабель, используемый для этих целей, делается из меди. Его сечение составляет 2,5 мм. Он изолируется оболочкой толщиной до 3 мм.
Все, кто эксплуатировал карбоновый тёплый пол, утверждают, что современный рынок не может предложить более выгодный вариант панельного обогрева. В доме, где установлен такой вид отопления, всегда поддерживается естественная влажность воздуха. В этом помогает интеллектуальная система обогрева с современными термостатами и датчиками температуры.
Все ныне существующие вариации панельного отопления на базе карбона дополняются подробным описанием установки и инструкцией по эксплуатации. Покупателю нужно лишь выбрать наиболее оптимальный вариант, проявить толику старания, чтобы на долгое время окружить себя теплом и уютом.