Энергопотребление теплого пола: критерии и пример расчета

Основные виды системы теплого пола

Независимо от типа теплого пола основой его конструкции является нагревательный элемент. При этом каждый тип системы имеет свое строение и принцип работы.

ИК пленочное устройство

Такой вид оборудования для теплых половых покрытий состоит из крепкого термостойкого пленочного покрытия, между слоями которого находится греющий проводник – углеродная пастообразная смесь.

Все элементы нагрева в системе соединены медными шинами, которые пропускают ток к источнику инфракрасного излучения.  При этом тепловая энергия направляется не только для обогрева воздуха, а и расположенных вблизи предметов.

При выборе пленочных отопительных устройств учитывается их мощность – от 130 до 230 ватт на метр квадратный. Укладка греющей конструкции проводится непосредственно под финишную поверхность. Использование стяжки для систем обогрева такого типа недопустимо.

Инфракрасный пленочный пол

Стержневой карбоновый пол

Такая система обогрева состоит из гибких карбоновых стержней, которые являются ее греющими компонентами. Работает оборудование от электрической сети. Ток поступает к устройству по проводникам из меди. Они объединяют стержни в единую систему.

Максимальная длина такого греющего изделия достигает 25 метров. Ширина стержневого мата составляет 83 сантиметра при шаге 9 -10 сантиметров. Особенностью системы является способность понижать показатель мощности при достижении на участке максимального температурного режима.

Стержневой карбоновый пол

Резистивный греющий кабель

Устройство представляет собой облаченный в защитную оболочку кабель. Он может состоять из одной или двух жил. Нагрев поверхности пола происходит за счет прохождения по проводу электрического заряда.

При укладке резистивного кабеля берется во внимание его длина

Она имеет немаловажное значение, так как резать устройство нельзя. Выпускают одножильную и двухжильную кабельную систему обогрева длиной от 7 до 22 метров

Все характеристики, включая мощность оборудования, указываются в инструкции, прилагаемой к каждой отдельной модели

Все характеристики, включая мощность оборудования, указываются в инструкции, прилагаемой к каждой отдельной модели

Выпускают одножильную и двухжильную кабельную систему обогрева длиной от 7 до 22 метров. Все характеристики, включая мощность оборудования, указываются в инструкции, прилагаемой к каждой отдельной модели.

Резистивный греющий кабель

Термоматы

Нагревательные маты – это тот же резистивный кабель, но имеющий армирующую основу в виде сетки. При этом провод зафиксирован определенным шагом. Длина матов может быть разная, а ширина чаще всего составляет 45 сантиметров.

Благодаря сетке, которая удерживает кабель, намного облегчается монтаж системы. Укладка оборудования проводится в стяжку или на клеевой раствор.

Средняя мощность изготавливаемых термоматов составляет на один метр квадратный 150 ватт. При разделении устройства на необходимые части разрезы делаются только по армирующему материалу, резистивный кабель при этом должен быть не тронутым.

Нагревательный мат

Номинальный и реальный расход энергии электрического теплого пола

Основные виды электрических полов

Чтобы определиться с электропотреблением теплого пола, следует рассмотреть базовую мощность каждого вида материала, используемого при монтаже. Наиболее распространены следующие виды:

• пленочное инфракрасное покрытие;
• греющий кабель;
• термомат.

Классификация теплых электрических полов

Для тонкого напольного покрытия, например, ламината или линолеума, чаще всего используются пленочные системы обогрева. Для плитки и прочих твердых материалов – кабель или маты. Пленочное покрытие больше всего потребляет электричества, греющий кабель – самый экономичный. Термоматы в основе имеют инфракрасную пеленку, поэтому показатели потребления энергии у них схожи с пленочными.

Базовая мощность нагревательных приборов

Потребление электричества каждой системой нагрева зависит от набора характеристик:

• толщины материала;
• мощности приборов на 1 кв. метр;
• максимальной температуры нагрева.

Таблица теплопотребления теплых полов в помещениях

Эти данные производитель обязан указывать на заводской упаковке материала, как и номинальную величину потребляемой энергии.

Таблица электропотребления некоторых моделей греющих элементов на 1 кв. метр:

Кабель имеет небольшую мощность, но его располагают в несколько витков на 1 кв. метр, таким образом, чтобы суммарная мощность теплого пола составила – 130–150 Вт на квадратный метр – это средний показатель.

Расчет мощности для теплых полов

Факторы, влияющие на электропотребление

Совокупные затраты на системы отопления теплыми полами

Но есть и другие факторы, способные снизить или увеличить потребление электричества, к ним относятся:

• уровень теплоизоляции стен в помещении — чем он выше, тем меньшим будет потребление энергии;
• температура воздуха на улице – в холодное время года электрический пол будет работать намного больше;

Расчет энергопотребления

Для того, чтобы рассчитать какое количество электричества будет потреблять теплый пол, есть несколько подходов:

Расчет номинального потребления: в комнате площадью 14 м 2 нагревательные элементы будут занимать 10 м 2 . Чтобы рассчитать потребление электричества, нужно площадь покрытия умножить на мощность.

Потребление электроэнергии инфракрасными теплыми полами

Предположим, что используется термомат мощностью 130 Вт на 1 метр², тогда 10*130 = 1300 Вт или 1,3 кВт/ч – это номинальный расход. Далее, предполагаем, что в сутки пол включен 8 часов, тогда в день получается – 8*1,3 = 10,4, а в месяц – 10,4*30 = 312 кВт.

Средняя стоимость 1 кВт в России – 2,5 рубля, поэтому расходы на эксплуатацию теплого пола составят 780 рублей. Этот метод дает возможность рассчитать максимальную величину энергопотребления, без учета использования терморегулятора и прочих факторов, влияющих на потребление.

Технология расчета затрат с использованием коэффициента.

Для подсчета применяется формула: W=S*P*k, где:

График нагрева и потребления электроэнегрии инфракрасным теплым полом

S – площадь комнаты;

P – мощность нагревательного элемента;

k – коэффициент полезной площади обогрева, по общепринятым стандартам он равен 0,4.

Комната площадью 20 м 2 , используется термомат, мощностью 130 Вт на 1 метр², тогда формула будет иметь следующий вид:

W= 20*130*0,4 = 1040 Вт (1,04 кВт).

Далее, рассчитываем расход электричества в день: 8 часов *1,04 кВт = 8,32, в месяце – 12*30 = 249,60 кВт. Стоимость затрат – 249,60*2,5 = 624 рублей.

Потребление электроэнергии инфракрасной пленки

Насколько отличаются реальные показатели энергопотребления от номинальных?

Конечно, реальный расход будет сильно отличаться от номинальных показателей, поскольку часто бывает, что целый день в доме никого нет и пол включать нет смысла, поэтому реально он будет работать лишь 5 часов. Потребностей в ежедневном нагреве также не возникнет, особенно теплой осенью, поздней весной и летом, поэтому рассчитанные показатели будут примерно в два раза ниже.

Правильная установка электрического теплого пола

Есть еще и способы значительно снизить электропотребление, например, использовать терморегулятор. Хороший прибор будет экономить до 30% номинальной величины энергопотребления. На практике получается так, что электрический пол нагревается до заданной температуры за 5 минут, затем остывает 10 минут и снова включается. В час нагревательный элемент работает лишь 20 минут. Если вся система включена 9 ч. в сутки, из них электричество потребляется только 3 ч., следовательно затраты будут выглядеть следующим образом:

W= 20*130*0,4 = 1040 Вт/ч (1,04 кВт);

1,5*3 = 3,12 – в сутки;

3,12*30 = 93,60 – в месяц;

93,60*2,5 = 234 рубля.

Есть еще несколько способов снизить расход энергопотребления:

Сравнительный анализ потребления теплых полов по видам

Во всех электрических полах осуществляется индукционный нагрев поверхности, то есть при помощи электрического тока. Происходит преобразование электроэнергии в тепловую энергию приблизительно с одинаковым КПД. На размер энергопотребления тёплого пола влияет способ монтажа и напольное покрытие.

Большое значение оказывают следующие факторы:

Теплоизоляция и коэффициент отражения подстилающего материала;
Степень теплопотерь в стяжке — это важно для сооружений, монтирующих в стяжку.

Проанализировав вышесказанное можно подвести итог, что:

• наиболее энергоэффективны греющие устройства, которые кладутся непосредственно под декоративное изделие;
• укладка качественного утеплителя с отражающей поверхностью и изоляция краёв стяжки от стен, позволит сократить различия между моделями с точки зрения экономичности.

Несмотря на небольшое расхождение в уровне потребления электроэнергии различными типами электрических полов, отличия всё же есть. Наиболее существенный расход у плёнки — 220 Вт/м2, степень максимального нагрева +40 градусов.

При монтаже кабеля в стяжку — 150 Вт/м2. Поэтому, если позволяет конструкция, то экономичней укладывать кабельную систему в стяжку. При качественно сделанной теплоизоляции, устройство будет прогревать стяжку около 8 часов, а потом она будет отдавать его помещению.

Однако, это разница в потреблении электрического тока разными видами систем не значительная, при укладке их в помещениях маленькой площади. Существенно отличаются расходы при их монтаже во всей квартире.

Как замерить?

Приведенные расчеты являются ориентировочными. Они не могут сказать, насколько эффективно та или иная система будет справляться с поставленной задачей. Если после тщательно выбора и подробного расчета не удалось достичь поставленной цели или теплый пол был уложен кем-то другим, возникает вопрос, как измерить его мощность.

Найти искомое значение можно действуя следующим образом:

Готовим электрический теплый пол и мультиметр, с помощью которого можно будет измерить его сопротивление;

В инструкции по эксплуатации определяются технические характеристики теплого пола в зависимости от его марки. Из таблички можно найти потребляемую мощность, площадь мата, максимальную силу тока и интервал, в котором должно находиться сопротивление нагревательного элемента;

Выставляем величину сопротивления на мультиметре. В приводимом примере она равна 2 кОм;

Для удобства выполнения замеров при определении сопротивления электрического пола в одиночку один из выходов нагревательного мата наматываем на щуп. В этом случае значительно упрощается порядок съема показаний. Все работы можно выполнить фактически одной рукой.

Вторым щупом аккуратно касаемся второго выхода нагревательного мата;

Смотрим показания, которые отражаются на табло мультиметра. В данном случае величина сопротивления равна 464 Ом. Найденное значение сравниваем с табличным, приведенным в инструкции по эксплуатации. Она находится в указанном производителем диапазоне;

Обязательно следует проверить целостность изоляционной оболочки. Для этого следует свободным щупом коснуться экрана провода. Если все хорошо, и защита целая, на экране мультиметра должна появиться 1. В противном случае придется принять определенные меры для устранения возникшей ситуации, так как укладка такого мата является небезопасной.

Совет! Проводите измерения до начала монтажных работ. Это позволит убедиться в исправность приобретенной системы и соответствия ее характеристик заявленным.

Сколько потребляет электрический пол: считаем сами

Определить расход ресурсов на питание греющей системы несложно. Это можно сделать за три простых шага.

Шаг 1: Рассчитываем общую мощность

Эта величина покажет, сколько энергии потребуется для работы оборудования. Для подсчета потребуется вычислить обогреваемую площадь. Она отличается от общей тем, что учитывает только те участки комнаты, под которыми уложены нагревательные элементы. В среднем это порядка 70%, но если есть возможность подсчитать точно, лучше это сделать. 

Еще одна необходимая величина — мощность обогревателя, зависит от типа используемого оборудования. Можно найти в технической документации, где она в обязательном порядке указывается производителем. Осталось подсчитать общую мощность. Для этого перемножаем две величины и получаем искомое. 

Пример: Дана комната площадью 15 кв. м. Нагревательный мат уложен на 12 кв. м. Мощность оборудования 150 Вт/кв. м. Определяем общую мощность: 12*150=1800 Вт/кв. м.

Шаг 2: Определяем поправку на работу с терморегулятором

Управлять работой системы можно вручную, то есть выключать/включать по мере необходимости. Но это очень нерациональный способ. Проще доверить эту операцию автоматике. Специальный датчик контролирует температуру разогрева, и на основании этого отключает или активирует греющий пол. 

Практика показывает, что оборудование тратит большое количество энергии во время выхода в рабочий режим, то есть пока оно прогревается. На поддержание заданных параметров уходит минимум ресурсов. Таким образом, чем точнее терморегулятор, тем меньше работает пол. Существует две разновидности приборов:

• механический, в этом случае время работы отопления составляет примерно 12 часов в сутки;
• программируемый, отопление функционирует около 6 часов за день.

Теперь можно определить потребление электроэнергии электрическим теплым полом за сутки. Для этого нужно умножить общую мощность на количество отработанных часов. Последнюю величину выбираем в зависимости от типа терморегулятора. 

Пример: Система с механикой за сутки потратит 1800*12=21,6 кВт; С программируемым оборудование 1800*6=10,8 кВт.

Шаг 3: Рассчитаем стоимость ресурсов

Мы выяснили, сколько потребляет оборудование за день, поэтому подсчитать количество потребляемых в месяц или на год ресурсов будет не сложно. В первом случае умножаем полученную ранее величину на 30, во втором — на 365.

Пример: Определяем, сколько потратит система с механикой в год: 21,6*365=7884 кВт, за месяц: 21,6*30=648 кВт. Аналогично для греющего пола с автоматикой: 10,8*365=3942 кВт и 10,8*30=324 кВт.

Цена киловатта разнится для регионов, поэтому определять стоимость отопления нужно самостоятельно. Для этого потребуется умножить цену на годовое или месячное потребление.

Потребление

Таблица расхода электроэнергии

Чтобы иметь представление, сколько потребляет теплый пол, необходимо подсчитать тепловые потери помещения. Произвести расчеты возможно самостоятельно, проанализировав основные факторы, влияющие на это. На потребление энергии теплым полом влияют такие факторы:

• С какой целью используется система: для обогрева комнаты или для создания комфортной обстановки.
• Насколько хорошо произведена теплоизоляция в помещении. Чем качественнее утеплены стены, двери и окна, тем меньшее количество электроэнергии, расходуемое электрическими полами.
• Сезонность и климат. Во время низких температур и холодной погоды расходы повышаются.
• Вариант напольного покрытия.
• Количество человек, проживающих в квартире или доме. Если членов семьи несколько, электрический пол должен работать чаще. Если проживает один человек, часто отсутствует, то налицо реальная экономия, когда полы можно не включать.
• Личные предпочтения человека, желаемый температурный режим. Данные показатели субъективны.
• Вид терморегулятора, наличие теплоизоляции. Некоторые виды оборудования позволяют экономить более трети электричества, по сравнению с аналогами.

Потребляемая мощность теплого пола зависит от таких параметров:

• При обогреве комнаты мощность электрического пола составляет до двухсот ватт на квадратный метр.
• При использовании системы для повышения комфортности пребывания в помещении мощность электропола колеблется в пределах ста десяти – ста шестидесяти ватт на метр квадратный.

При достижении установленной температуры энергопотребление снижается, происходит поддержание установленных параметров. Система работает в режиме чередования включения и выключения. В среднем, за час оборудование функционирует около пятнадцати минут, за двадцать четыре часа – не более шести часов.

Разнообразие вариантов теплого пола велико. В системе электрического подогрева выделяют такие подвиды:

• Кабельный теплый пол электрический. Данный вид обогрева применялся в самом начале зарождения подобной технологии. Представляет собой конструкцию из готовых матов, прикрепляются к основанию при помощи специального клея для плитки. Сверху на маты укладывают кафель, делают стяжку для установки ламината, линолеума и других декоративных покрытий. Вариант интересен тем что дает возможность по-разному прогревать пол в одном помещении, прогревает отдельные сегменты пола до различной температуры.
• Пленочный теплый пол занимает лидирующие позиции при установке системы. Тонкая пленка может применяться под любое напольное покрытие, за исключением кафеля. Преимуществом пленочного теплого пола является его экономичность, практичность и долговечность. Потребление электроэнергии пленочным теплым полом, по словам экспертов, считается минимальным в сравнении с существующими вариантами.
• Инфракрасный теплый пол. Суть данного варианта в обогреве окружающих предметов, а не воздуха. Они отдают накопленное тепло в помещение, что делает процесс нагревания более эффективным. Инфракрасные полы потребляют не много электричества. Согласно наблюдениям специалистов, среди существующих вариантов электрического теплого пола, данный вариант потребляет минимальное количество электричества и считается самой экономной системой подогрева пола.

Теплый пол

Основным недостатком электрических теплых полов называют их энергопотребление. Но то преимущество, которое дает система, примеряет с данным фактом. Снизить объемы энергопотребления возможно путем установки специальных приспособлений, как, например, программируемый терморегулятор. Можно задать определенный режим работы и получить почти пятидесятипроцентную экономию ресурсов.

Водяной теплый пол позволяет подогревать помещение при подключении к центральной теплосети. Но данный вариант не показал эффективности при установке в многоквартирных домах, если температура теплоносителя нестабильна, также требует разрешительных документов

Специалисты рекомендуют обратить внимание на другие варианты обогрева пола

Чтобы система подогрева была эффективной, следует тщательно изучить существующие варианты и подобрать максимально уместный.

Если вы сомневаетесь, устанавливать ли систему теплого пола, поинтересуйтесь информацией у специалистов и тех, кто уже использует вариант подогрева пола. Целесообразно устанавливать систему, если:

1. В доме нет индивидуальной системы отопления.
2. Новая и качественная стяжка пола. Чтобы не проводить демонтажные работы, можно установить пленочный электрический пол.
3. Необходимость дополнительного обогрева к основной системе отопления.

Расчет теплых полов как основного отопления

А как узнать, хватит ли тепла от электрического пола, чтобы согреть все помещение и дом? Для этого требуется высчитать ваши теплопотери. Безусловно в каждом случае все индивидуально, и куча факторов будет влиять на погрешность.

Однако можно приблизительно сориентироваться на требования СНиП.

Они говорят, что нормальная теплопотеря для стандартной жилой квартиры – это 1кВт/ч на площади в 10м2.

При этом высота потолков – максимум 3м, а стены, пол и все остальное должно быть утеплено опять же согласно СНиП.

Возьмем те же расчетные данные, что и ранее. Площадь комнаты 20м2.

Соответственно на такой площади теплопотери составят – 2кВт/час

Ваша задача перекрыть полученные данные. То есть, вы должны уложить маты определенной мощности и на определенной площади так, чтобы итоговый результат от такого монтажа был либо равен, либо превышал расчетные тепло потери помещения.

Мы знаем, что полезная площадь, которую можно использовать под маты или греющий кабель в комнате – 8м2.

Исходя из этого высчитываем, какой мощности теплый пол нужно выбрать, чтобы его хватило для согревания комнаты как основного источника тепла.

Итого для нашей комнаты имеем:

Pтп= 2 / 8 = 0,25кВт/м2

При этом если вы проживаете в климатической зоне, когда несколько дней температура на улице может опуститься до -30 градусов, рекомендуется к этой мощности добавить еще +25%.

Если такого мощного мата или кабеля нет в наличии, то попробуйте увеличить полезную площадь укладки и сделать расчет заново.

Виды электрических тёплых полов

Сегодня на рынке огромный ассортимент напольных систем электрического типа. Все они делятся на несколько видов.

Ниже мы подробно разберем технические характеристики каждого вида, рассчитаем потребление электроэнергии в зависимости от типа помещения на 1 м2 в час, в месяц. Так же узнаем, как влияет финишное покрытие на энергопотребление.

Электрический кабель

Электрический кабель — провод, который укладывается произвольно, но чаще по схеме «улитка» или «змейка». Сверху конструкция заливается бетонной стяжкой, что уменьшает высоту помещения в среднем на 5 см. Удельная мощность такого кабеля от 0,01 до 0,06 квт/м2, выбор её зависит от частоты витков.

Энергоёмкость одного метра кабеля составляет от 10 до 60 Вт. Чтобы покрыть 1 м2 поверхности, требуется около 5 метров провода, тем самым для обогрева в среднем нужно 120 — 200 Вт электроэнергии.

Термоматы

Нагревательные маты — конструкция из кабеля, который уложен по определённой схеме на специальной сетке. Монтируется чаще под стяжку, и прекрасно подходит для укладки в помещениях с повышенной влажностью.

Эта модель предназначена для комнат с невысокими потолками, так как толщина «пирога» всего 3 см. Мощность мат — до 0,2 квт/м2.

Средняя потребляемость квадратного метра нагревательного мата составляет 120 — 200 Вт.

Инфракрасная плёнка

Инфракрасный тёплый пол — тонкая плёнка из полимера с нанесённым карбоновым слоем. При нагревании карбон излучает тепло.

ИК-плёнка не влияет на высоту потолков. В среднем наматывается около 150 — 400 Вт электроэнергии для прогрева 1 м2 плёнки.

Стержневой пол

Стержневой пол — относится к инфракрасному виду, только вместо карбоновых пластин содержит стержни. Его энергопотребление составляет 120 — 200 Вт на квадратный метр.

Сокращаем затраты

Благодаря применению терморегулятора вы сможете сэкономить до 40 % электроэнергии

Удобство и комфорт, создаваемые отапливаемыми полами, омрачает только один фактор – счет за электроэнергию. Как, не лишая себя удобств, снизить расходы на электроэнергию? Несколько советов по умному потреблению:

1. Обязательно смонтируйте терморегулятор. Расположить его лучше на максимальном удалении от основной отопительной системы. Регуляторы позволяют сэкономить до 40% электроэнергии за счет необходимого включения.
2. Максимально снизьте потерю тепла. При необходимости проведите работы по теплоизоляции стен. Согласно опытных статистических исследований, улучшение теплоизоляции снижает расходы на электроэнергию почти в 2 раза.
3. Установите многотарифную систему оплаты электроэнергии. При этом отопление полами в ночное время обойдется в зависимости от региона в 1,5 – 2 раза дешевле.
4. Начните экономить ещё на этапе монтажа. Не заводите элементы отопления в места расположения мебели, делайте необходимые отступы от стен и приборов отопления.
5. И простая математика: понизив температуру всего на 1С, потребление электроэнергии сокращается на 5%.

Подойдите к вопросу укладки теплых полов ответственно. Заранее просчитайте необходимую мощность приборов. Эти данные помогут правильно подобрать элементы нагрева и пользоваться системой без значительного ущерба для семейного бюджета.

Причины возможного роста энергопотребления

В первую очередь необходимо установить точные причины возможных тепловых потерь и определить наличие этих факторов в конкретном жилье.

Наибольшее влияние на расход электроэнергии оказывают следующие:

• Использование системы в качестве основного или дополнительного отопления.
• Теплоизоляционные характеристики помещения. Чем качественнее сделано утепление наружных стен, дверей и окон, тем меньше энергии потребуется для обогрева помещения.
• Климатические условия в месте расположения объекта. Преимущество низких температур вызывает существенное увеличение энергопотребления.
• Материал покрытия полов. Прогрев керамической плитки значительно увеличивает расход энергии, по сравнению с линолеумом, ламинатом и т.д.
• Сколько человек постоянно проживает в данном помещении и как используют обогрев. Довольно часто жилье остается пустым в течение дня. В этот период отопление не требуется и теплый пол включать нецелесообразно. В таком режиме работы экономия может составить до 50%.
• Правильная настройка терморегулятора дает возможность получить до 30% экономии.
• Индивидуальное восприятие каждым человеком низких и высоких температур. Некоторые люди чувствуют себя комфортно лишь в хорошо прогретом помещении. Соответственно расход энергии увеличивается, поскольку дополнительные удобства и комфорт всегда требую и дополнительной оплаты.