Сравнение электрического и водяного греющего пола

 Статья 5: сравнение электрического и водяного греющего пола.

Общие сведения

Так как принцип у этих систем одинаков, то имеет смысл рассмотреть все общее, что есть между водяным и электрическим греющим полом, а потом перейти к отличиям.  

В природе существует несколько способов передачи тепла: излучение, теплопроводность и конвекция. Практически всегда процесс передачи тепла носит комбинированный характер с участием всех видов теплопередачи, но в разных долях. В помещениях имеют место все три процесса: конвекция – между воздухом и поверхностями, излучение – между поверхностями (от нагретой к холодной) и теплопроводность – в стенах и перекрытиях. Передача тепла только чистым излучением имеет место в космическом пространстве.

 

 Пример всех трех процессов теплопередачи от одного источника тепла:

Все отопительные приборы по доле конвекции и излучения можно свести в такую таблицу:

Таблица 1.

Вид поверхности нагрева, системы отопления

Излучатель, отопление греющим полом, потолком, стенами

Панельный радиатор

Стандартные радиаторы

Конвекторы

 

Þ Þ Þ Þ снижается доля излучения Þ Þ Þ Þ

 

Þ Þ Þ Þ возрастает доля конвекции Þ Þ Þ Þ

 

Наибольшая доля теплопередачи тепла излучением у систем отопления греющими полами, потолками и стенами. Конвективная доля в теплопередаче есть и у них, но она незначительна. Теплый воздух от равномерно нагретого пола поднимается вверх тонкими струями, не создавая направленных вниз и горизонтально потоков, как это происходит в приборах конвекционного типа. Конвекцию в системе отопления с греющими полами можно представить так:

 

  В помещениях больших площадей (более 100 м2) происходит чередование восходящих и нисходящих потоков. Скорости этих потоков существенно меньше скоростей, определяемых из соображений комфортности (всегда меньше 0,12-0,15м/с). Греющие элементы могут размещаться в любом месте в помещении, лишь бы хватало поверхности: в стенах, в полу, в потолке. Это возможно потому, что доля конвекции незначительна, а основной теплообмен идет между поверхностями. С точки зрения комфортности наилучший вариант – теплая стена. У всех лучистых систем отопления есть весомые преимущества по сравнению с любыми другими: в комфорте, благодаря оптимальному распределению температур по высоте помещения, в гигиеничности (благодаря низким скоростям воздуха уменьшается циркуляция пыли, ухудшаются условия обитания пылевых клещей благодаря чему снижается давление на людей, страдающих от астмы и аллергии), более высокие температуры стен снижают риск образования плесени на стенах и особенно в углах, в высокой экономичности в расходе тепловой энергии.

 

Основные факторы, определяющие устройство греющих полов

1. Предельная температура пола (по СНиП 2.04.05-91*У «Отопление, вентиляция и кондиционирование»)

    - помещения с постоянным пребыванием людей:                                               Тп = 26°С

    - для обходных дорожек и скамей плавательных бассейнов:                            Тп = 30°С

    - для полов помещений с временным пребыванием людей:                              Тп = 31°С

    - температуру поверхности греющего пола по оси  нагревательного элемента допускается принимать до 350С.

Собственно, это и все, что есть в нашем СНиП. При этом указание о предельной температуре +260С лишено смысла, так как несколькими строчками ниже установлен другой предел - +350С. Очевидно, что имеет место путаница в терминах и данная норма нуждается в уточнении. Эта тонкость не раз вызывала ожесточенные споры на объектах, так как получается, что вполне возможно получить температуру пола на уровне +350С в любом месте жилого помещения и в этом не будет никакого нарушения, и никто ответственности нести не будет. Многие профессионалы в Украине уже не раз указывали на необходимость коррекции, но никто ничего до сих пор не сделал.

Максимальные температуры поверхности пола, действующие в ЕС (стандарт EN 1264):

    - помещения с постоянным пребыванием людей:                                                 Тп = 29°С

    - помещения с постоянным пребыванием людей, краевая зона:                        Тп = 35°С

    - ванные комнаты:                                                                                                       Тп = 33-34°С

Как видно, различия очень существенны. В украинском стандарте вообще отсутствует понятие краевой зоны в жилом помещении. Упоминание о ее существовании есть только в ДБН «Электрическая кабельная система отопления». В евростандарте четко указано, что понимается под максимальной температурой поверхности пола. 

 

2. Рекомендуемая температура подачи теплоносителя

в водяные греющие полы с цементными стяжками                                                      Т1 = 55°С.

Для асфальтных стяжек эта температура не должна превышать 45°С, а например, для полов на лагах - 65°С.

  В соответствии со стандартом DIN 18560-2 [8] температура на поверхности трубы в греющем поле со стяжками из цемента и сульфата кальция (на Украине очень редки) не должна превышать 550С, для тех же типов стяжек на поверхности электрического кабеля - 650С. При правильном проектировании электрических теплых полов должен делаться поверочный расчет температуры кабеля, если температура будет выше нормируемой – нужно менять тип кабеля и его длину. Каким образом можно выполнить такой расчет, если у подавляющего большинства проектировщиков на Украине нет методики такого расчета – неизвестно. Поэтому его никто никогда и не делает, но заказчики об этом не знают. Несмотря на разные максимальные температуры греющих элементов, тепловые мощности с 1 кв. м. электрического и водяного греющих полов определяются гигиеническими нормами и потому очень близки:

Таблица 2.

Тип электрического напольного отопления и напольного покрытия

Тепловая мощность, Вт/м2

Тепловая мощность нагревательного кабеля, Вт/м

Шаг укладки греющего кабеля, см

Толщина стяжки, см

Тепловые мощности водяного напольного  отопления

Отопление аккумулирующее. Покрытия: паркет, ламинат, половые доски

80-150

20-25

15-25

5-10

100-150

Прямой нагрев. Покрытия:

Керамическая плитка, камень

Доски на лагах

Комфортное отопление

 

 

70-160

 

60-80

70-100

 

 

17-20

 

7-10

7-10

 

 

15-25

 

13-17

10-15

 

 

3-5

 

*

2-3

 

 

100-160

 

60-80

-

*Примечание: в зависимости от конструкции.

При этом маты с тепловой мощностью от 160Вт/м2 (есть маты мощностью до 200 Вт/м2, но это не для жилых помещений) можно применять только в полах с керамическим или каменным покрытием, маты тепловой мощностью 100Вт/м2 могут применяться в полах с любым покрытием. Здесь хорошо видно, что комфортное электрическое отопление не сможет покрыть все теплопотери обычных зданий, находящихся как в центральных областях Украины, так и в более северных широтах. А это означает, что придется применять какие-либо дополнительные радиаторы (водяные или электрические) и ни о каком невидимом отоплении (см. таблицу 6 ниже) речи уже быть не может.  

3. Оптимальное перепад температур в контуре водяного греющего пола:              ΔТ = 5 – 10°С.

Расход воды для систем напольного отопления часто определяется исходя из расчетного перепада температур 10°С между подающей и обратной линиями. Для помещений с наиболее высокими тепловыми нагрузками перепад температур рекомендуется уменьшить до 5°С. Это увеличивает среднюю температуру воды и, соответственно, тепловую мощность. Температура электрического резистивного греющего кабеля постоянна по всей длине.

4. Минимальная скорость воды в контуре                            V = 0,25 м/сек с внутренним диаметром 12 мм, для трубы с внутренним диаметром 14 мм (18х2) – 0,38 м/сек и 0,4 м/сек для трубы с внутренним диаметром 16 мм (20х2). Скорости регламентируются для обеспечения удаления воздуха – трубы в полу укладываются горизонтально!

 

5. Максимальное гидравлическое сопротивление контура  ΔР = 20 КПа

 

6. Греющий контур выполнять из цельного отрезка трубы длиной до 200 м 

 

7. Минимальный радиус изгиба для труб РЕХ и РЕХ/АL/РЕХ R = 5 D, для PPR - R = 8 D (п.13 рекомендуемого приложения 26 СНиП 2.04.05-91*У), что накладывает ограничения на способ укладки труб в теплом полу. Радиусы гибов электрических кабелей идентичны: 5-8 диаметров кабеля.

 

Так, при плотном шаге (менее 100 мм) и зигзагообразном (меандрическом) способе укладки трубопроводов «теплого пола» повороты на 1800 должны иметь грушевидную форму во избежание сплющивания труб. При большом радиусе гиба трубы ее внутреннее сечение значительно уменьшается, что ухудшает режим течения теплоносителя. Вообще же зигзагообразная укладка может применяться только при больших шагах, при малых шагах приходится применять уже другие способы укладки, например, улиткообразный. Краевая зона устраивается у наружных стен для компенсации повышенных теплопотерь в этих местах. Наиболее равномерная температура стяжки получается при улиткообразных вариантах раскладки, так как горячие подающие трубы размещаются рядом с холодными обратными.

   Таблица 4. Варианты раскладки матов с двужильными греющими кабелями

Мат в прямоугольном помещении

Мат на базе двужильного кабеля, разрезается для укладки в помещениях непрямоугольной формы.

Мат, развернутый на 1800.

 

Температура резистивного кабеля по всей длине одинакова, поэтому используется самая простая меандрическая раскладка. Маты разрезаются на нужные элементы нужной конфигурации, кабель без матов укладывается свободно с любым шагом. Только саморегулирующиеся кабели могут иметь разную по длине температуру в зависимости от тепловых потерь на разных участках. Саморегулирующиеся кабели применяются только в системах отопления нежилых объектов: обогрев крыш, водосточных труб, дорог и т.д. из-за некомфортности такого решения. В аккумулирующих системах отопления греющими полами греющие кабели могут укладываться и в два ряда, один над другим:

 

 Вариант укладки кабеля для обогрева колеи подъездной дороги к автогаражу:

 

Рис. 6. Обогрев подъездного пути к автогаражу.

8. Высота стяжки над трубой:               минимально 30 мм, максимально 70 мм, оптимально 50 мм.

Наши нормы обходят этот вопрос полнейшим молчанием. Это очень негативно сказывается на качестве стяжки и приводит к разным проблемам. В Европе и США вопросам устройства стяжек греющих полов посвящено несколько стандартов и множество официальных пособий, не говоря о пособиях компаний, так или иначе участвующих в процессе их монтажа. Ниже этот вопрос будет рассмотрен подробнее.

9. Максимальная площадь одной зоны                                      40 м²

    Соотношение сторон одной зоны                                             2 : 1

    Максимальная длина одной стороны                                     8-10 м

По периметру греющего пола укладывается краевая лента, сжимающаяся при удлинении стяжки. Стандартные толщины лент: 8 и 10мм. Выполнены они из полистирена. Если не предусмотреть возможность компенсации температурного удлинения стяжки, то в помещениях с большими площадями будут неизбежны деформации и растрескивание стяжки. Если помещения малы (1-1,5м2) и температура стяжки невысока, то здесь отсутствие краевой ленты не так критично и нарушение технологии устройства греющего пола может не привести к образованию трещин и деформаций. При высыхании стяжки напряжения в ней направлены к центру. Трещины и деформации плит происходят по их границам и в местах самых больших напряжений.   

Пример расчета толщины деформационной краевой ленты:

L – 10м (длина самой длинной стороны плиты греющего пола), при этом площадь плиты составит 10х5=50м2 (для плит, близких к квадрату допускается увеличивать площадь сверх 40м2). 

∆Т – 40К (перепад температур в плите греющего пола). Определяется следующим образом: температура заливки плиты +50С, максимальная расчетная температура +450С. Перепад температур составит: 45 – 5 = 400С.

αт -  коэффициент линейного расширения стяжки греющего пола. Примем равным 0,012мм/мК (Wicoplan 430FP).

kz – коэффициент сжимаемости краевой ленты. Максимально лента может сжиматься на 50-70% от первоначальной толщины. В расчете примем 50%. Максимальное возможное удлинение стяжки при толщине ленты 8мм составит: 2х8х0,5=8мм, а суммарная толщина будет 16мм. Так как лента укладывается по периметру, то и умножаем на «2» и считаем общую толщину ленты 16мм.

Сначала определяем температурное удлинение стяжки:

d = (L х ∆Т х αт), мм

d = (10 х 40 х 0,01) = 4мм

Теперь толщину краевой ленты:

4/kz = 8мм;

Таким образом, краевой ленты толщиной 8мм будет достаточно: 8 ≤ 8х2=16мм. Если мы возьмем стяжку, например Knauf FE25 с коэффициентом линейного расширения αт=0,015мм/мК, то:

d = (10 х 40 х 0,015)/0,5 = 12мм

И в этом случае толщина краевой ленты 8мм достаточна (12 ≤ 8х2=16мм). Если увеличить температуру стяжки, например, до максимально разрешенной +550С, а температуру ее заливки уменьшить до +20С, то получим перепад температур равный: 55 – 2 = 530С. В дополнение к этому примем стяжку из цемента и увеличим длину стороны до 12м. Тогда необходимая толщина краевой ленты должна составлять:

d = (12 х 53 х 0,012)/0,5 = 15,26мм

В этом случае краевой ленты толщиной 8мм уже не хватит, нужно брать ленту толщиной 10мм. Однако выполнение плит греющих площадью 72м2 сопряжено со многими рисками, и они встречаются редко. Поэтому краевой ленты толщиной 8мм для коттеджного строительства вполне достаточно. На этом примере хорошо видно, что эти процессы совершенно не зависят от типа отопления: водяное оно, электрическое, или какое-то еще. 

Таблица 5. Коэффициенты линейного расширения для различных стяжек.

Материал стяжки или марка

Коэффициент линейного расширения стяжки

Ангидридная стяжка

0,008 мм/мK

Wicoplan 430 FP

0,010 мм/мK

Dieplan 400

0,010 мм/мK

Proplan

0,010 мм/мK

Maxitplan 490

0,012 мм/мK

Gyvlon

0,012 мм/мK

REA-Anhydrit

0,012 мм/мK

Knauf FE 25

0,015 мм/мK

Heidelberger IP 88

0,015 мм/мK

Knauf FE 50

0,015 мм/мK

Knauf FE 80

0,016 мм/мK

Цементная стяжка

0,012 мм/мK

Керамическая стяжка

0,006 мм/мK

Асфальтная стяжка*

0,035 мм/мK

 Примечание: асфальтная стяжка – это не совсем тот асфальт, который применяется в дорожных покрытиях. Состав асфальтной стяжки: битум, натуральный песок с крупностью фракций 0,5-2мм,  песок с крупностью фракций 2-5мм, известняк с крупностью фракций менее 0,25мм.

 

 В Европе есть очень красивые стяжки из разных материалов. Вот как выглядят некоторые из них:

 

  Следует упомянуть об одном существенном отличии европейских норм от действующего в Украине СНиП 2.04.05-91*У «Отопление, вентиляция и кондиционирование»: в Европе под внутренней температурой понимается так называемая результирующая температура, у нас – температура воздуха. Результирующая температура – это среднее арифметическое температуры воздуха в помещении и средней температуры внутренних поверхностей ограждающих конструкций помещения и отопительных приборов. Результирующая температура это не теоретическая величина, ее можно измерить шаровым термометром. Многие государства СНГ внесли понятие результирующей температуры в свои стандарты. Так в Азербайджане, Армении, Белоруссии, России, Узбекистане, Казахстане и Таджикистане с 1999г. действует ГОСТ 30494-96 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях», определяющий степень комфортности с учетом результирующей температуры и регламентирующий способ ее измерения. В Прибалтике действуют нормы ЕС. Наша страна значительно отстает уже и от стран СНГ, не говоря о ЕС. В области результирующей температуры и скрывается энергосберегающий эффект лучистых систем  отопления: температуры стен будут выше, чем при конвективном отоплении и поэтому температура воздуха может быть ниже, например, +180С, а не +200С. При этом, естественно, расчет ведется по результирующей температуре равной +190С. Проиллюстрировать этот эффект можно следующим примером: наибольший комфорт будет в помещении с температурой стен +200С и температурой воздуха +180С, а не в помещении с температурой воздуха +230С и температурой стен  +150С. Результирующая температура при этом одинакова: +190С. Это один из важных аспектов в работе лучистых систем отопления.

Cтяжки и утеплители греющих полов.

В водяном греющем полу толщина стяжки определяется несколькими основными моментами: расчетная нагрузка на пол из условия минимального прогиба стяжки (чем она больше, тем прочнее и толще должна быть стяжка) и конструкцией пола («мокрый» или «сухой» греющий пол). Ниже изображены основные конструкции водяных греющих полов. 

 

  В электрическом греющем полу стяжки различают по назначению: аккумулирующие, для прямого нагрева и для реконструируемых помещений. От назначения и нагрузки зависит и толщина стяжки.

Например, пол на грунте, двухслойная аккумулирующая стяжка толщиной 70-85мм:

 

Перевод указанных на рисунке слов:

Ground level – уровень земли;

Skirting – плинтус;

Floor finish – напольное покрытие;

Insulation – изоляция;

Damp proof membrane – барьер от проникновения влаги из грунта.

Flexel 17 w/m heating cables – греющий кабель Flexel с тепловой мощностью 17 Вт/м;

Hardcore base – подготовка под бетонным основанием из трамбованного щебня;

Oversite concrete – бетонная подготовка.

А вот пол на грунте прямой нагрев без аккумуляции и толщина стяжки составляет уже 45-60мм:

 

В стяжках для прямого нагрева без аккумуляции толщина стяжки определяется исходя из обеспечения ее минимального прогиба (несколько миллиметров на метр), потому что в основании лежит мягкий деформируемый утеплитель. Никакой утеплитель (кроме специальных, не применяющихся в жилом строительстве) не выдержит нагрузку более 130 кг на 1 кв.м без существенного прогиба (это предельная нагрузка для системы сухого греющего пола) без прочной стяжки, эту нагрузку выдерживающей и распределяющей. Для жилых домов и коттеджей вполне нормальной считается нагрузка 150-220 кг на 1 кв.м, не говоря уже о помещениях например, биллиардных, гаражах или автосалонах, в которых нагрузка на пол гораздо выше (о промышленных полах отдельный разговор). 

В случае проведения реконструкции помещений, когда нет возможности разместить пол с нужной толщиной теплоизоляции, можно ее убрать и выполнить стяжку минимальной толщины 20-30мм, уложив ее прямо на «черную» стяжку. Это возможно благодаря тому, что в основании стяжки не будет мягкого деформируемого теплоизоляционного слоя и стяжка даже минимальной толщины не даст прогиба. Такую же точно операцию можно осуществить и с водяным греющим полом, единственным преимуществом электрического пола будет меньшая на 10мм толщина стяжки в случае применения сверхтонких кабелей (диаметр труб больше, чем кабелей). При дальнейшем уменьшении толщины стяжки (вплоть до 12мм при сверхтонких двужильных кабелях диаметром до 5мм) тепловая мощность т.н. матов или сверхтонких кабелей должна быть меньше, чем у кабелей для стандартной стяжки прямого нагрева.

Однако при этом теплопотери греющего пола существенно возрастут (с 2,5-3 Вт с 1 кв.м до 25 -30 Вт с 1 кв.м и тогда любым соседям снизу повезет) и ни каком энергосберегающем эффекте речь идти уже не может, это даст только комфорт. Рассмотрим пример выполнения электрического греющего пола на втором этаже двухэтажного здания. Конструкция пола изображена на рисунке:

 

Стоит обратить внимание на тот факт, что на этом графике указано соотношение теплопотерь при наличии отапливаемого помещения под греющим полом, поэтому при отсутствии теплоизоляции (значение 0 мм на графике) теряется только 30% от общей мощности. Если внизу будет неотапливаемое помещение или грунт, то теплопотери будут еще больше.  

Поэтому тонкая стяжка электрического греющего пола должна рассматриваться только как исключение для реконструируемых зданий, а не как конкурентное преимущество в новом строительстве. Таким образом, для электрических греющих полов, как для прямого нагрева, так и для аккумуляционного, нет никакой экономии на стяжке или утеплителе, и при дальнейшем сравнении мы не будем рассматривать какие-либо аргументы «за» или «против» из этой области в пользу водяных или электрических греющих полов из-за равенства затрат на эту часть системы. В Европе все греющие стяжки объединены в один стандарт DIN 18560 (теперь - EN 13813) без различия в греющих элементах. Таким образом, правильное проектирование электрического теплого пола по сложности ничем не отличается от проектирования водяного.          

Особое внимание нужно обратить на применение фольги или фольгированных утеплителей в греющих полах: с точки зрения утепления это совершенно бессмысленное занятие. В обычной стяжке греющего пола теплопередача осуществляется теплопроводностью. Фольга дает эффект (и большой) только в том случае, если в общих теплопотерях присутствуют теплопотери излучением. Это может иметь место в полах на лагах, наружных стенах с воздушной прослойкой. Варианты укладки фольгированного утеплителя в полы на лагах приведены на рисунке.  

сти пола, особенно при тонкой стяжке. На нижеприведенной иллюстрации показана такая ситуация:

«

 

 

Сравнительные характеристики водяного и электрического греющего пола

При сравнении электрического и водяного греющих полов имеет смысл рассматривать весь объект в комплексе, а не только греющие полы. Поэтому будем последовательными и рассмотрим объект с электрическими греющими полами как объект с единым энергоносителем – электричеством с напряжением 380В (380В только для электропечи и технологических потребителей, греющие полы работают только на напряжении 220В), при этом будем считать, что природный газ не проводится и на этом для заказчика будет экономия капитальных затрат. При таком сравнении можно проанализировать эти системы разносторонне.

Таблица 6. Сравнительные характеристики водяного и электрического греющего пола

№ п/п

Рассматриваемое обстоятельство

Электрический

Водяной

1

Необходимость дымохода для любого котла

Нет

Да

2

Необходимость резервуара для сжиженного газа, жидкого топлива или подводящего газопровода (скорее всего, со шкафным домовым газорегуляторным пунктом)

Нет

Да

3

Регулярное обслуживание

Нет

Да

4

Наличие циркуляционного насоса

Нет

Да

5

Возможность образования неприятного запаха от узла управления при заражении воды микроорганизмами

Нет

Да (при неверной эксплуатации).

6

Срок службы

Термостаты имеют расчетный срок службы 15 лет, греющие кабели 50 лет.

Термостаты имеют расчетный срок службы 15 лет, трубы и коллекторы 30-50 лет, термоэлектрические приводы 15 лет.

7

Возможность коррозионных процессов

Нет

Да.*

8

Выбросы веществ, загрязняющих окружающую среду

Нет

Да. Если источником тепла является тепловой насос – то выбросов тоже не будет.

9

Полностью невидимая система отопления

Да, если шкафы питания размещаются в отдельном помещении.

Да, если коллекторные узлы управления разместить в отдельном помещении.

10

Потребность в мощном электрическом вводе и прокладке к объекту питающего кабеля большого сечения.

Да. В крупных объектах потребуется еще и устройство подстанции, которая стоит немало. Электрический пол увеличит потребляемую электрическую мощность объекта и увеличит стоимость подстанции.   

Нет

11

Наличие открытого огня в здании

Нет

Возможно (если котел с открытой камерой сгорания)

12

Полная зависимость от одного источника энергии (надежность электроснабжения, зависимость от текущей ценовой политики на электроэнергию)

Да. При желании можно установить вспомогательную дизель-электростанцию, но ее мощность должна быть велика (как и стоимость) и опять появится резервуар с жидким топливом.**

Широкая возможность для использования и комбинирования любых источников тепловой энергии: любые котлы и на любом топливе, гелиосистема, тепловой насос.

13

Капитальные затраты

Высокие***

Выше, чем в радиаторное отопление и чем в электрические греющие полы.

14

Поиск мест повреждения греющих элементов

Крайне затруднителен, необходимо специальное оборудование.

Существенно проще.

15

Сложность проектирования

Высокая****

Высокая

16

Сложность монтажа и пусконаладочных работ

Высокая

Выше, чем в электрическом греющем поле.

17

Снижение фактического напряжения в питающей сети

Тепловая мощность греющего пола уменьшится.*****

Не критично

18

Воздействие на человека вредных факторов при работе системы  

Возможно******

Нет

19

Возможность электронного погодозависимого регулирования тепловой мощности с установкой наружного датчика температуры.

Да

Да

20

Возможность использовать систему  отопления для кондиционирования.

Нет

Да. Это дает значительную экономию в средствах (30-40% в зависимости от теплопритоков в помещении): используются те же трубы и коллекторы, та же автоматика.

*Примечание: в случае применения труб без антидиффузного слоя или его повреждения, кислород, содержащийся в стяжке, попадает в систему. При высыхании стяжки в ней образуются поры, в которых и находится воздух. Чем хуже заливалась стяжка, чем менее равномерным был укладываемый раствор, тем больше будет пор в стяжке после ее высыхании. Эта одна из причин необходимости добавления пластификатора в стяжку.   

**Примечание: к примеру, коттедж общей площадью 250м2 с электрическим греющим полом зачастую имеет следующую установленную мощность электроприемников: освещение – 7 кВт, различное электрооборудование (электроводонагреватель – 3,0кВт, стиральная машина - 2,3 кВт, электрическая печь для приготовления пищи трехфазная – 12,0кВт, печь микроволновая – 2,0 Вт, холодильник – 1,0 кВт, скважинный насос – 2,2 кВт, привод жалюзийных гаражных ворот – 0,6кВт) всего – 45,15кВт, греющий пол – 26,24 кВт. Всего по зданию 78 кВт. Для того, чтобы обеспечить бесперебойную работу основных потребителей зимой потребуется именно дизельная электростанция мощностью не менее 30кВт, а не бензиновая, со всеми вытекающими последствиями (сервис, ремонт, профилактика). Стоимость дизельной электростанции такой мощности европейского производства со специальной звукоизоляцией (ведь она будет стоять в жилом доме либо рядом с ним) доходит до 10000,00 евро. Так что за обеспечение надежности и энергонезависимости коттеджа с единым источником энергии придется довольно дорого платить. Стоимость дизельного топлива для электростанции по сравнению даже с природным газом будет существенно выше. Ситуация с электроснабжением даже в пределах областных центров оставляет желать много лучшего, не говоря уже о разных поселках в районах области. В случае перебоев с электроснабжением реализовать возможность аккумуляции тепла также будет невозможно и никакие льготные ночные тарифы здесь уже не помогут.  

***Примечание: если говорить о правильной комплектации, то для безопасной и комфортной эксплуатации электрического греющего пола необходим целый ряд комплектующих, о которых, как правило, многие дилеры «забывают» упомянуть. Сюда входит, как правило, устройство защитного отключения - УЗО, реле контроля силы тока, комнатный термостат с датчиком пола и ШИМ-модуляцией (если такого термостата нет, то сравнение с водяным греющим полом не будет корректным), шкаф питания с коммутационной аппаратурой (автоматами), причем металлические корпуса шкафов питания и другие открытые ведущие части должны быть заземлены в соответствии с типом системы заземления электрической сети, питающей кабельную систему отопления. Если сюда добавить еще и двужильный греющий кабель, то стоимость электрического греющего пола значительно возрастает. Только с помощью ШИМ-модуляции можно обеспечивать различные температуры на поверхности греющего пола, что является аналогом водяного греющего пола. В водяном греющем поле это достигается изменением температуры теплоносителя, подаваемого в систему.  

****Примечание: речь идет о правильном проектировании, а не о том «проектировании», которое получают украинские потребители. В действующем на Украине ДБН 2.5-24-2003 «Электрическая кабельная система отопления» приведена простейшая методика расчета с наличием многочисленных пробелов, и то объем этого ДБН составляет 54 страницы.

*****Примечание: при снижении напряжения, например, с 220В до 208В тепловая мощность греющего кабеля уменьшится на 10% [12]. Поэтому в нормах (даже в ДБН 2.5-24-2003 «Электрическая кабельная система отопления») при выборе тепловой мощности электрических греющих матов или кабелей используют повышающий коэффициент 1,3. То есть потребители уже вынуждены переплачивать, и это вызвано исключительно спецификой электроотопления. В водяных греющих полах при выполнении проекта со всеми расчетами никаких непонятных запасов закладывать не нужно.

******Примечание:  «побочным эффектом» работы электрического греющего пола является возникновение магнитного поля (в природе электрическое поле не существует без магнитного). Магнитное поле нагревательного кабеля зависит от величины тока, протекающего по кабелю, т.е. фактически от мощности кабеля и от расстояния между кабелем и точкой измерения. В Украине предельно допустимый уровень магнитной индукции при воздействии на человека в жилых помещениях нормативно не урегулирован. В РФ он регламентируется ГН 2.1.8./2.2.4.2262-07 «ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЕ УРОВНИ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ ЧАСТОТОЙ 50 ГЦ В ПОМЕЩЕНИЯХ ЖИЛЫХ, ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ И НА СЕЛИТЕБНЫХ ТЕРРИТОРИЯХ»  (для жилых помещений установлена норма индукции магнитного поля на уровне 5 мкТл), такой же уровень индукции магнитного поля установлен и в Беларуси. Аналогичные нормы в США и ЕС жестко ограничивают магнитную индукцию токов промышленных частот (50 Гц) в жилых помещениях. Наиболее жесткие нормы по ограничению индукции магнитного поля приняты в Швеции – 0,2 мкТл на расстоянии 50см от источника фона для помещений с длительным пребыванием людей (в Швеции, кстати, официальная медицина признает возможность различных функциональных расстройств в теле человека в результате воздействия электромагнитных полей и даже ставит такие диагнозы, а Всемирная Организация Здравоохранения плотно изучает эту проблему). В наиболее жесткие шведские нормы вписывается только двужильный экранированный нагревательный кабель (см. таблицу 7). На иллюстрации ниже продемонстрировано течение токов в одножильном и двужильном кабелях и направление вращения магнитного поля:

 

В двужильном кабеле токи текут по близкорасположенным проводам в противоположных направлениях и их магнитные поля взаимно гасятся, и остаточное магнитное поле очень слабо.

 

Таблица 7. Уровень магнитной индукции, создаваемой различными типами электрического греющего пола. Средние значения получены на расстоянии 50см над полом (по данным FOPH (Federal Office of Public Health), Швейцария)

Тип греющего пола

 Тип греющего элемента

Уровень магнитной индукции, мкТл

 Среднее  

 Максимальное 

 Минимальное 

 Аккумулирующий нагрев

 Одножильный кабель

0.95

 1.38

0.69

 Аккумулирующий нагрев

 Одножильный кабель

0.50

 0.69

0.08

 Аккумулирующий нагрев

 Одножильный кабель

0.55

0.92

0.09

 Аккумулирующий нагрев

 Одножильный кабель

1.16

2.08

0.76

 Прямой нагрев

 Одножильный кабель

1.28

2.87

0.10

 Прямой нагрев

 Двужильный кабель

0.07

0.09

0.03

 Прямой нагрев

 Двужильный кабель
(
исключая силовые кабели)

0.05

0.54*

0.02

 Греющие карбоновые пленки**

 Теплопроводящий слой

0.20

0.35

0.09

*Вблизи мест присоединения силовых кабелей.

**Приводится для сравнения.

Хорошо видно, что при прямом нагреве, когда стяжка тоньше, уровень магнитной индукции выше.

А) Греющий пол на базе двужильных кабелей.

B) Греющий пол на базе двужильных кабелей, но подводящие кабели не двужильные.

C) Греющий пол на базе карбоновых пленок.

D) Греющий пол на базе одножильного кабеля.

 

Низкочастотные магнитные поля могут проникать в тело человека и индуцировать электрический ток, а электрический ток возбуждает центральную нервную систему. Рекомендации ICNIRP [2] ограничивают силу тока, возникающего в результате воздействия магнитных полей, по крайней мере, одной пятидесятой порога возбуждения центральной нервной системы. В своей общей оценке последствий для здоровья низкочастотных магнитных полей [4], ICNIRP пришел к выводу, что длительное воздействие магнитных полей частотой до 50 Гц более 0,4 мкТл может удвоить риск лейкозов у детей. В 2002г. IARC (International Agency for Research on Cancer) классифицирует низкочастотные магнитные поля как потенциально канцерогенные (онкогенные) [5]. Теперь низкочастотные магнитные поля оказались в одном ряду с выбросами труб металлургических заводов и выхлопными газами автомобилей. В 2007 году Всемирная Организация Здравоохранения (ВОЗ) рассмотрела факты, опубликованные в обзоре IARC за 2002г. в работе «Критерии гигиены окружающей среды», сосредоточив внимание главным образом на исследованиях в указанном направлении. ВОЗ пришла к выводу, что новые исследования не меняют общей классификации низкочастотных магнитных полей, как потенциально канцерогенных для человека и рекомендует продолжать исследования [13]. Помимо этого низкочастотные магнитные поля могут вызывать различные функциональные нарушения в теле человека, и приоритет этих исследований установлен высокий [13]. Многие исследования говорят о том, что биологические эффекты магнитных полей проявляются при особом сочетании частот и амплитуд, и во многих случаях зависят от направления магнитного поля по отношению к полю Земли [9].

   Поэтому оставим за скобками заявления прекраснодушных дилеров электрических систем отопления о том, что раз неизвестны последствия длительного воздействия на человека слабых низкочастотных магнитных полей, то значит, их и нет. Пока этот вопрос недостаточно изучен, и делать однозначные выводы рано. Я думаю, все хорошо помнят историю применения асбеста и асбестосодержащих материалов в строительстве. Его применяли по всему миру с античных времен и до середины ХХ века очень широко до тех пор, пока не обнаружили прямую зависимость между ростом числа раковых заболеваний у людей от времени их пребывания в помещениях, в которых для различных целей применялся асбест. В Европе потом такие здания пришлось разбирать. Таких случаев в истории было много: свинцовый водопровод в городах Римской империи, применение кокаина, героина, радия и опиума в лекарственных препаратах в открытых продажах еще в начале XX века. А чего стоила история с применением ДДТ для уничтожения в полях вредных насекомых? Многие компании убеждали клиентов в полезности ДДТ для организма человека. Та же история и с применением ГМО.

Именно отсюда берут свое начало рекомендации европейским потребителям о нежелательности устройства греющих полов в спальнях и о необходимости выдерживать дистанцию между уровнем пола и матрацем кровати (Federal Office of Public Health, Швейцария), однако это утверждение справедливо только для электрических греющих полов. Обилие официальной информации (приведена только малая часть) по вопросу воздействия магнитного поля на человека хорошо демонстрирует, на каком уровне рассматривается эта проблема. Эта проблема крайне сложна, и однозначного ответа нет до сих пор. Понятно, что в жизни есть и другие, даже более опасные в канцерогенном отношении вещества и факторы, но, по крайней мере, о них честно предупреждают. Например, уровень магнитной индукции от микроволновой печи значительно превышает допустимые пределы, но в инструкции  написано, что при работающей печи нужно находиться на расстоянии 0,8-1м от нее.  

  Таким образом, в пользу электрического греющего пола есть немало аргументов (здесь не рассматриваются теоретические эффекты от применения этих двух систем в больших масштабах), но есть и немало весомых контраргументов.

 

  Резюме: в Украине электрический греющий пол хорош для старых зданий в локальных местах (например, ванная) вне зон постоянного пребывания людей, там его преимущества проявляются в максимальной степени. Даже в старых домах невозможно применить в широких масштабах электрическое отопление, так как мощность электрического ввода в них очень мала, а если и задаться такой целью, то тогда придется кому-то оплачивать реконструкцию районных сетей электроснабжения и новые трансформаторные подстанции. Применять электрический греющий пол в новом массовом строительстве в качестве основного отопления вряд ли целесообразно.  

 

При подготовке статьи использованы следующие материалы:

1. DIN V 44576-2008: Electric room heating - Floor heating - Characteristics of performance - Definitions. Test procedures. Ratings and symbols.
2. ICNIRP. Guidelines for limiting exposure to time-varying electric, magnetic and electromagnetic fields up to 300 GHz. Health Phys. 75: 494-521. 1998.
3.
EN 1264-1-4: 2001. Floor heating – system and components.
4. Ahlbom IC et al. ICNIRP. Review of the epidemiologic literature on EMF and Health. Environ Health Perspect. 2001 Dec;109 Suppl 6:911-33.
5. International agency for research on cancer (IARC). Non-Ionizing Radiation, Part 1: Static and Extremely Low-Frequency (ELF) Electric and Magnetic Fields. IARC Press Lyon, 2002.
6. SR 734.26: Verordnung vom 9. April 1997 über elektrische Niederspannungserzeugnisse (NEV).

7. European standard EN SN 62233 "Household and similar electrical appliances – Electromagnetic fields – Methods for evaluation and measurement".

8. DIN 18560-1: 2009. «Floor screeds in building construction - Part 1: General requirements, testing and construction».

9. Успехи физических наук, том 168, № 7, июль 1998. «Естественные и техногенные низкочастотные магнитные поля, как факторы потенциально опасные для здоровья».

10. Austalian Government. Australian Radiation Protection and Nuclear Safety Agency (ARPANSA) «Electricity and health».

11. ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА РФ ПО НАДЗОРУ В СФЕРЕ ЗАЩИТЫ ПРАВ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ И БЛАГОПОЛУЧИЯ ЧЕЛОВЕКА: ГН 2.1.8./2.2.4.2262-07 «ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЕ УРОВНИ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ ЧАСТОТОЙ 50 ГЦ В ПОМЕЩЕНИЯХ ЖИЛЫХ, ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ И НА СЕЛИТЕБНЫХ ТЕРРИТОРИЯХ».

12. Nexans TXLP/1 series: electric floor heating cable instructions. 

13. World Health Organization. Environment health criteria 238. «Extreme low frequency fields» - 2007. В документе 13 раздел 17 (резюме) изложен на русском языке.

14. ENSTO Electrical heating solutions. Building Technology.

15. KME Germany AG. Haustechnik. Planungsunterlage Flachenheizung

16. VOGEL& NOOT Fussbodenheizungssysteme. Technik – 2010.

17. ELEKTRA. Кабельные электрические системы отопление. Издание 2007г.

18. DEVIHEAT Kompendium. Technisches Handbuch - 2006.

19. Federal Office of Public Health, Switzerland.

Оплата частями

Оплата частями

Бесплатная доставка

Бесплатная доставка

Подарок

Подарок