Энергопотребление теплого пола: критерии и пример расчета

Тонкости расчета

В большинстве случаев, на 1 м2 расходуются 5 м трубы. При этом длина шага равна 20 см.

Однако укладывать трубы специалисты рекомендуют исходя из точных вычислений. Для этой цели потребуется формула L=S/N*1,1, где:

• S представляет площадь участка;
• N обозначает шаг укладки;
• 1,1 – запасная труба, необходимая для создания поворотов.

Если прибавить расстояние от коллектора до пола, увеличенное в два раза, получится более точный расчет. Для большего понимания вычислений можно привести пример:

• предположим, площадь участка равна 16 м2;
• расстояние от коллектора до пола – 3,5 м;
• шаг укладки равен 0,15 м;
• следуя формуле: 16 / 0,15 х 1,1 + (3,5 х 2) = 124 м.

Увеличение расхода в зависимости от расстояния между соседними трубами представляет следующая таблица:

Шаг петли, мм	Расход трубы на 1 м2, м. п.
100	10
150	6,7
200	5
250	4
300	3,4

Раскладка теплого пола ограничивает длину трубы до 120 м, потому как на это есть ряд причин:

• высокая температура не должна повредить покрытие пола;
• подогрев в контуре при эксплуатации (особенно при протечке) способен повредить цементную стяжку;
• разделение поверхности на несколько участков способствует эффективному обогреву.

По диаметру

Для корректного вычисления диаметра трубы потребуются следующие вычисления:

• 15кПа – давление насоса, обеспечивающего эффективный обогрев;
• длина труб равна 85 м;
• теплоноситель расходует 0,2 м³/ч.

Следовательно, производится расчет по формуле D=18* (p/L*G2) – 0,19, где:

• D обозначает диаметр трубы для теплого пола;
• L – метраж длины изделия;
• p – давление насоса;
• G – расход воды, которая циркулирует в трубах (описывается в документации);
• D=18* (15/85 × 0,22) –0,19 = 13,6 мм.

Производители выпускают трубы 16 мм – наиболее оптимальный вариант для установки системы. Подходящими схемами настройки теплового пола считаются змейка и улитка. Горячая вода при планировании – красная, холодная обозначается голубым цветом.

По длине контура

Отопительная система нуждается в создании конструкции, поддерживающей наиболее эффективное давление и циркуляцию воздуха. Поэтому предел длины водяного контура – 80, максимум 100 метров. Однако не всегда помещение соответствует расчетам, требуя собственные параметры, порой превышающие 150 м. Проблема решается легко – достаточно лишь установить несколько контуров.

К примеру, если помещение требует 240 м трубы, то следует создать три конструкции по 80 м. При этом контурам не обязательно соответствовать друг другу. По мнению экспертов, разница может составлять до 15 метров.

При расчетах необходимо учитывать диаметр трубы и материал изготовления:

• Металлопластиковые изделия наиболее востребованы ввиду низкой стоимости и простого монтажа. В основу лёг полиэтилен с прослойкой из алюминия, которая повышает надежность конструкции. Металл обладает высокой теплопроводностью, чем и привлекает производителей, которые желают создать оптимальные условия теплообмена. При диаметре 16 мм длина контура способна достигать сотни метров.
• Полиэтиленовые конструкции не требуют дополнительного слоя, сшиваясь на молекулярном уровне. Изделие легко гнется, проявляя устойчивость к высоким температурам до 95ºC и к различным химическим растворителям. При 18 мм диаметра предел составит 120 метров.

• Полипропилен обладает высокой жесткостью и прочностью. Он не востребован на рынке и применяется преимущественно для производственных целей. Предел длины для изделия составляет 90-100 метров.
• Медные изделия обладают наивысшей теплопроводностью, за счет которой их цена является самой высокой на строительном рынке. Однако они нуждаются в профессиональной установке, так как при малейшей провинности дают течь.
• Гофротрубы изготовлены из нержавеющей стали. Максимальная длина контура равняется 120 м при диаметре 25 мм. Гофрированные трубы рекомендуют приобретать с рассчитанной заранее длиной, достаточной для одного контура. Такая покупка автоматически устраняет возможность протечки.

Большую площадь следует поделить на составляющие участки в соотношении 1: 2. То есть его ширина будет в 2 раза меньше длины. Следовательно, для того, чтобы вычислить количество участков, потребуются следующие меры:

• При шаге 15 см количество м2 для площади участка не превышает 12;
• шаг 20 см подходит для 16 м2;
• шаг 25 см – 20 м2;
• 30 см – 24 м2.

В последующем при увеличении шага на 5 см площадь соответственно увеличивается на 4 м2. Однако специалисты не рекомендуют вычислять точные значения. Во избежание протечек следует брать про запас 2 м2.

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.

Факторы, влияющие на потребление электрической энергии

Не существует двух полностью одинаковых помещений, каждое имеет свои индивидуальные особенности, оказывающие влияние на параметры энергосбережения. Кроме того, в зависимости от назначения комнаты действуют различные требования по показателям микроклимата.

Что влияет на потребление электроэнергии

Таблица

Перечень основных факторов, которые следует принимать во внимание во время расчета мощности теплого пола

Наименование фактора	Краткое описание влияния на мощность теплого пола
В каких целях используется система	Теплый пол может быть единственным источником отопления помещения или дополнением к уже существующим. Мощность во многом засвистит от особенностей использования, если для дополнительного подогрева требуется примерно 100–140 Вт/м2, то для основного отопления значения возрастают до 200 кВт/м2. Это очень большая мощность, она должна учитываться во время монтажа электрической проводки зданий, во многих случаях потребуется специальное разрешение на подключение к питанию от владельцев электрических сетей.
Качество теплоизоляции помещений	Современные государственные нормативные акты устанавливают для объектов жесткие требования по тепловым потерям. Это вызвано поддержкой нашей страной меморандума о минимизации выброса в атмосферу углекислого газа. Все новые постройки отвечают этим критериям, у них минимальные тепловые потери. Соответственно, теплые полы расходуют намного меньше энергии для создания благоприятных климатических условий. Что касается старых построек, то их рекомендуется предварительно утеплять, в противном случае стоимость содержания зданий в отопительный период будет очень высокой.
Климатический регион размещения	Зависимость простая – чем севернее, тем больше мощности потребляют электрические полы.
Тип напольного покрытия	Чем выше плотность финишного напольного покрытия – тем лучше оно проводит тело, тем выше КПД системы и тем меньше она потребляет электрической энергии. Профессиональные теплотехники настоятельно не рекомендуют устанавливать теплые полы под деревянными покрытиями, они заметно увеличивают потери энергии. Строители также не советуют монтировать под пиломатериалами обогревающие маты. Высокая температура неизбежно станет причиной появления трещин в половых покрытиях, они начнут скрипеть при ходьбе, потеряют свой первоначальный внешний вид и т. д.
Назначение помещения	Температурные параметры значительно отличаются в зависимости от назначения помещений. В спальных комнатах надо иметь +17°С, на кухнях +19°С, в ванных и детских не менее +24°С, в остальных +18–22°С. Как видно, разброс довольно большой, к нему нужно еще добавить колебания в зависимости от времени суток.

Теплопотери типичных строений

Виды электрических теплых полов

Факторы, влияющие на потребление электроэнергии теплым полом

При правильном монтаже и расчете можно качественно нагреть дом и не переплатить

Электричество – дорогостоящий источник энергии, но эффективный. Если правильно подобрать систему отопления, можно обеспечить дом теплом и не тратить много денег на оплату счетов.

Вид системы

Различают несколько видов напольного электрообогревателя:

• Греющий кабель – резистивный или зональный. Самый дешевый вариант. Аккумулирует некоторое количество тепла, после выключения пол остывает медленно. Схема укладки сложная: кабель можно размещать только на открытых участках, иначе он перегревается и выходит из строя. Такую модификацию устанавливают на балконах, лоджиях, в ваннах, где отопление требуется реже.

• Термоматы – конвекционные и инфракрасные. Более экономичные и меньше потребляют электричества. Монтаж требует высокой квалификации. Укладывают термоматы под тонкое половое покрытие, помещают в стяжку или в слой плиточного клея.

• ИК-пленка – нагрев только за счет ИК-излучения. При этом исчезает этап передачи тепла покрытию. Ик-пленка эффективнее. Ее монтируют в жилых помещениях, где приемлемую температуру нужно поддерживать постоянно.
• Саморегулирующиеся – за счет включения углеродно-полимерного материала система саморегулируется. На холодном участке у кабеля падает сопротивление, через него проходит ток большей интенсивности и нагревает его. При нагреве сопротивление кабеля растет и ток ослабевает. Этот вариант разработан для промышленной сферы, дорог в производстве, но эффективнее, чем остальные модификации.

Внешние факторы

На расход электроэнергии влияет площадь окон и дверей, их количество

Факторы определяют величину теплопотерь. Чем они меньше, тем менее мощное можно ставить отопление, и тем меньше платить за электричество. Учитывают следующее:

• Число окон и дверей – металлическая или стеклянная поверхность хорошо проводит тепло. Предупреждают потери, утепляя двери.
• Уровень сопротивляемости теплопотерям – величину составляет показатель материала стены – кирпич, бетон, качество, толщина теплоизоляционного слоя, характеристики наружной и внутренней отделки. Недостаточная теплоизоляция сводит на нет преимущества теплого пола и приводит к лишним расходам.
• Погодные условия – в сильные холода потребление закономерно увеличивается.
• Число жильцов – чем больше людей живут в квартире, тем меньше работает теплый пол.

Характеристики пола

Чем шире шаг укладки, тем меньше потребление электроэнергии

На энергопотребление любого варианта теплого пола влияют его собственные показатели:

• наличие терморегулятора – чем точнее регулируется температура, тем экономичнее система;
• шаг укладки кабеля – чем он меньше, тем мощнее обогреватель, тем больше энергии он потребляет;
• толщина напольного покрытия – ламината, плитки, или стяжки – чем она меньше, тем ниже расход электричества.

Ковер или ковролин снижает эффективность напольного обогревателя и заставляет его работать слишком активно. Материал затрудняет теплоотвод, что может привести к перегреву и порче кабеля. Допускается класть только маленькие декоративные коврики.

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:

Расчеты потребления электроэнергии

Проводя расчет расходов потребления электроэнергии электрических теплых полов, необходимо определиться в первую очередь три составляющие:

• Площадь обогреваемого помещения.
• Тепловые потери здания.
• Мощность теплого пола.

Эти показатели являются общими. Для более точного расчета вам придется найти информацию и по более конкретным факторам, влияющим на данный конечный показатель. О них мы уже писали выше (площадь остекления, количество дверей и прочее).

Для примера можно сделать расчет потребления на один квадратный метр обогреваемой площади. У нас есть площадь пола, равная 1 м². Сегодня производители теплых электрических полов предлагают различные модели с разными мощностями. Мы для примера возьмем мощность 150 Вт/м². Для обогрева одного квадратного метра нам потребуется 0,15 кВт электроэнергии. Умножаете это на 24 часа в сутки, получаете 3,6 кВт/ч в день. Это число умножаете на тариф. Вот и ваши расходы электроэнергии за сутки.

Экономим на использовании теплого пола

Но здесь есть один очень интересный момент, связанный с терморегулятором. Понятно, что по максимальной теплоотдаче электрический теплый пол будет работать лишь в самом начале, когда необходимо нагреть помещение до определенной температуры. Затем сам прибор начинает работать, так сказать, периодически. В чем суть принципа работы теплого пола?

• С помощью терморегулятора выставляется необходимый для данного помещения температурный режим.
• Происходит нагрев кабеля до заданного температурного показателя.
• Затем идет остановка подачи электроэнергии.
• Какое-то время теплый пол просто не работает только из-за того, что напольное покрытие еще отдает тепло в помещение.
• Дойдя до критической нижней точки, терморегулятор срабатывает и подключает подачу электроэнергии на нагревательный кабель.

Получается так, что электрическая система работает не все 24 часа в сутки. Помните, мы говорили о 30% экономии? Это они и есть. Из нашего примера получается, что отопительная напольная система будет потреблять не 3,6 кВт, а 2,4 кВт. Существенная разница. Но и это еще не все, что касается вопроса, сколько потребляет теплый пол электричества.

Экономичный вариант – пленочный пол

Многое будет зависеть от того, какой напольный материал был уложен на теплый пол в качестве отделки. От этого будет зависеть тепловая отдача покрытия, а соответственно и потребность в электроэнергии. К примеру, для керамической плитки необходим теплый пол мощностью 180 Вт, для ламината 130 Вт. Варьируя этими показателями, можно правильно подобрать отопления к каждому отдельно взятому помещению.

В качестве дополнения ко всему вышесказанному необходимо сказать, что потребление электрического тока также будет зависеть и от интерьера комнаты: установлена ли в нем мебель, какая она, установлены ли на полу другие предметы (к примеру, пианино, сундук и прочее). Почему этот фактор является немаловажным? Все дело в том, что схема расположения элементов теплого пола как раз и зависит от места установки предметов мебели. Специалисты рекомендуют под них теплый пол не монтировать.

• Во-первых, тепло из-под мебели выделяться в помещение не будет. А, если и будет, то только в мизерных количествах.
• Во-вторых, есть большая вероятность, что в местах установки мебели, а, точнее сказать под их ножками, может произойти излом кабеля или пленки, что приведет к разрыву электрической цепи, а, значит, теплый пол работать не будет.

Специалисты поэтому при проведении расчета не берут полностью всю отапливаемую площадь помещения, а всего лишь 70%. И это опять экономия.

Комфорт плюс экономия энергоносителя

Получается очень интересная картина. Определить точно, сколько потребляет электрической энергии теплый пол, достаточно сложно. Посмотрите, сколько факторов надо учитывать, чтобы сделать точный расчет. Если вы решаетесь выполнить его самостоятельно, то это может быть очень затруднительно. Поэтому рекомендуем использовать упрощенный вариант, который мы вам показали, с небольшими  добавками на вид напольного покрытия и на учет используемого терморегулятора.

Расчет потребления энергии в одном помещении

Для площади комнаты среднего размера 14 м 2 обогревать достаточно 70 % поверхности, что составляет 10 м 2. Средняя мощность теплого пола составляет 150 Вт/м 2. Тогда расход энергии на весь пол составит 150∙10=1500 Вт. При оптимальном суточном энергопотреблении в течение 6 часов месячный расход электроэнергии составит 6∙1,5∙30= 270 кВт∙час. При стоимости киловатт-часа 2,5 р. затраты составят 270∙2,5=675 р. Эта сумма тратится при постоянной круглосуточной эксплуатации теплого пола. При установке терморегулятора на программируемый экономичный режим со снижением интенсивности отопления при отсутствии в доме хозяев, расход энергии можно уменьшить на 30-40 %.

Свой расчет можно проверить с помощью онлайн-калькулятора.

Расчет мощности теплого пола делается с небольшим запасом. Кроме того, она зависит от типа помещения. Реальный среднегодовой расчет будет меньше, поскольку отопление выключается в теплое время (в конце весны, летом и в начале осени).

Проверить реальное потребление энергии можно с помощью счетчика, когда остальные электроприборы будут отключены.

Мощность водяных теплых полов рассчитать сложней. Здесь лучше воспользоваться оннлайн-калькулятором Audytor CO.