Come è organizzato e funziona il pavimento elettrico isolato termicamente

Il desiderio di una persona di creare condizioni di vita confortevoli ha portato allo sviluppo di vari sistemi di riscaldamento. Tra questi, recentemente, le strutture montate sul pavimento e funzionanti a spese dell'elettricità sono diventate sempre più popolari.

Tipi di riscaldamento a pavimento elettrico

I produttori producono varie modifiche che possono essere arbitrariamente combinate come elemento riscaldante:

1. riscaldamento via cavo;

2. tappetini riscaldanti;

3. emettitore a infrarossi con pellicola;

4. costruzioni liquido-elettriche.

Principi fisici stabiliti nel lavoro di riscaldamento a pavimento elettrico

Riscaldamento a cavo resistivo

Quando l'elettricità viene trasferita in base alla legge Joule-Lenz, il calore viene rilasciato. Questo modello è la base per il funzionamento degli elementi riscaldanti.

Se i metalli e la loro sezione trasversale sono selezionati in cavi ordinari al fine di ridurre la dispersione di calore al massimo carico, nel sistema a pavimento isolato termicamente vengono create strutture in grado di emettere la massima quantità di energia termica per lungo tempo senza violare le caratteristiche prestazionali.

Per questo, gli elementi riscaldanti vengono creati sotto forma di strutture di cavi costituite da:

• filo conduttivo di tipo resistivo che genera calore;

• uno strato di isolamento in teflon realizzato in plastica PVC resistente al calore.

Tali cavi possono essere realizzati con uno o due conduttori interni. Sono utilizzati per vari metodi di installazione e connessione. I produttori offrono loro una garanzia di almeno 20 anni, fatte salve le regole operative.

Il cavo a due conduttori ha uno strato aggiuntivo di isolamento situato tra la treccia dello schermo di un filo di rame sottile e un rivestimento dielettrico resistente al calore dei nuclei. Uno dei nuclei ha la funzione di un elemento riscaldante e il secondo, come un semplice conduttore, è posto parallelamente al primo. Tale loro posizione riduce significativamente il livello di radiazione del campo elettromagnetico e il suo effetto sull'ambiente.

Un tipico disegno di cavo resistivo è mostrato in figura.

Durante il funzionamento di queste strutture, è necessario osservare l'equilibrio del calore generato dalla corrente elettrica che passa attraverso le vene e la sua rimozione sul pavimento riscaldato. Per fare ciò, tutte le aree del pavimento adiacenti al cavo sono create con una struttura uniforme che fornisce carichi termici e meccanici uniformi.

Il cavo resistivo viene colato con un massetto di sabbia di cemento di un certo spessore, che può essere ulteriormente coperto con uno strato di piastrelle di ceramica, laminato o altri materiali per pavimenti.

Cavi con fili di riscaldamento autoregolante

Nel sistema di riscaldamento a pavimento, è possibile utilizzare progetti di cavi scaldanti autoregolanti. Hanno conduttori ordinari conduttivi, ma non riscaldanti, tra i quali esiste una matrice a semiconduttore con un numero enorme di elementi indipendenti. Le sue proprietà dielettriche sono determinate precisamente da questi semiconduttori che rispondono alle variazioni della loro temperatura ambiente.

Quando una sezione del cavo autoregolante viene raffreddata, una struttura con un gran numero di tracce viene creata all'interno della matrice a causa di semiconduttori per il passaggio della corrente attraverso di essi, che riscalda il cavo e i suoi strati circostanti.

A una temperatura media, la struttura dei semiconduttori aumenta la resistenza elettrica, riducendo le condizioni per il flusso di corrente attraverso di essi e, quindi, in qualche modo riduce la generazione di calore.

Se una qualsiasi parte del cavo è molto calda, il numero di tracce per il passaggio della corrente in esso è nettamente limitato, riducendo la sua conduttività elettrica.

In questo modo, la temperatura del riscaldamento dell'ambiente viene regolata anche senza termostato e sensori di temperatura. I cavi autoregolanti sono più convenienti da usare perché non hanno bisogno di creare una struttura omogenea per il trasferimento di calore, come i loro analoghi resistivi. Le loro singole sezioni possono essere soggette a vari carichi di temperatura.

Maggiori informazioni su questo tipo di cavo qui: L'uso di cavi scaldanti autoregolanti

Tappetini per cavi

Inizialmente, i cavi resistivi durante l'installazione di un pavimento caldo venivano semplicemente posati sul pavimento a forma di serpente e quindi fissati con elementi di fissaggio. Questa tecnologia è ora utilizzata per le strutture single-core e two-core.

Tuttavia, i produttori hanno iniziato a produrre tappetini per cavi. Un esempio di tale progetto è mostrato nella figura, in cui il cavo stesso è già intessuto in una morbida griglia dielettrica in un certo modo. Non deve più essere preparato con cura. Basta arrotolare il rotolo piegato lungo la lunghezza della stanza per il successivo fissaggio con una soluzione.

Le estremità fredde per il collegamento di un tappetino per cavi al circuito elettrico sono incluse nella confezione. Sono collegati tramite speciali giunti adattatori. La connessione diretta è vietata dalla tecnologia di installazione.

Se è necessario ruotare la direzione del layout, la griglia di fissaggio può essere facilmente tagliata con le normali forbici senza toccare il cavo, che quindi si svolge semplicemente nella giusta direzione con qualsiasi angolazione.

In questo modo, la disposizione del tappetino in qualsiasi stanza in uno strato uniforme è facilitata. Allo stesso tempo, è più facile evitare la sovrapposizione di singole sezioni di cavo tra loro.

Riscaldamento a pavimento a infrarossi del film

Questa tecnologia si basa sull'uso di raggi infrarossiproveniente da sottili elementi riscaldanti attraverso i quali passa una corrente elettrica.

Sono fatti di strisce di carbonio situate tra due strati di un film speciale. Il carbonio (fibra di carbonio) viene applicato mediante nebulizzazione con uno spessore dello strato misurato fino a un micron ed è isolato su entrambi i lati con un film polimerico sottile ma molto resistente con elevate proprietà dielettriche.

Le strisce di carbonio sono collegate a bus di rame, che fungono da conduttori per l'alimentazione di tensione.

Il riscaldamento effettuato dai raggi infrarossi del pavimento caldo, per sua natura, non è diverso dal riscaldamento naturale della luce del sole. Solo la temperatura del pavimento viene portata a 30 ÷ 35 gradi e viene inviata dal basso verso l'alto.

Strutture elettriche liquide

Gli sviluppi elettro-idrici di un pavimento caldo combinano il riscaldamento elettrico dei filamenti con il successivo trasferimento di calore attraverso un refrigerante - acqua, situato in un tubo di plastica sigillato con caratteristiche meccaniche ad alta resistenza.

L'intera struttura è assemblata sotto forma di un cavo a sette conduttori che utilizza leghe per filetti di cromo-nichel e una guaina rivestita con silicone e teflon.

Lo strato di silicone resiste a temperature fino a 280 gradi, con elevate proprietà dielettriche. Il rivestimento in teflon crea un ostacolo alla penetrazione dell'acqua ed è altamente resistente agli agenti chimici.

Il liquido che riempie il cavo può resistere con successo anche al gelo di venti gradi senza congelarsi, ma bolle rapidamente quando si passa corrente elettrica attraverso i fili. Durante l'ebollizione, il calore viene trasferito nell'ambiente più rapidamente. Fornisce risparmio energetico.

Il trasferimento di calore dai filamenti di riscaldamento al liquido in ebollizione e ulteriormente all'ambiente del pavimento caldo protegge la lega di nichel-cromo dal surriscaldamento, la protegge dal burnout e gli consente di funzionare a lungo.

Poiché durante l'ebollizione del liquido all'interno del contenitore sigillato viene creata una pressione del gas aumentata, viene utilizzato uno speciale sistema di assorbimento per ridurlo, ridurre questo effetto e garantire un funzionamento sicuro.

I corpi tubolari in polietilene a rete strutturata hanno:

• resistenza al raffreddamento a basse temperature;

• resistenza al crack;

• elevata resistenza agli urti.

Il design e la composizione del riscaldamento a pavimento elettrico

Il locale da riscaldare deve essere protetto da correnti d'aria e perdite di calore costanti. Per questo, tutti gli elementi riscaldanti sono montati solo su uno strato di isolamento termico, che impedisce perdite di energia dovute al riscaldamento delle lastre del pavimento e alla fuga nell'atmosfera.

Il cavo scaldante, realizzato secondo uno dei suddetti schemi, si trova sullo strato isolante, fissato con un nastro di montaggio. All'interno del suo serpente alla stessa distanza tra le spire, un tubo ondulato è disposto con un sensore di temperatura posizionato al suo interno, che monitorerà il grado di riscaldamento a pavimento.

Questo tubo è ermeticamente sigillato ad un'estremità. È progettato non solo per ospitare il sensore di temperatura, ma anche per la possibilità di una comoda sostituzione in caso di guasto.

Tutti gli elementi riscaldanti installati insieme a questo tubo saranno riempiti con un massetto di cemento e sabbia. Il suo spessore dipende dal design del cavo e deve essere eseguito con cura in uno strato uniforme. Non sono ammessi vuoti. Le piastrelle di ceramica sono incollate sulla parte superiore o altri pavimenti sono montati.

Ad un'altezza conveniente per il muro della stanza si trova regolatore di temperatura, che controlla il funzionamento del pavimento caldo in modalità automatica. Quando lo colleghi, dovrai portare i fili da:

• cavo di alimentazione;

• elementi riscaldanti;

• sensore di temperatura.

Per eseguire il cablaggio nascosto, è necessario fornire canali via cavo o murare le pareti.

Schemi per il collegamento di elementi riscaldanti a pavimento a cavi elettrici

È importante ricordare che l'installazione e l'assemblaggio del circuito devono essere completati controllando il funzionamento delle apparecchiature elettriche sotto tensione prima di riempire i cavi di riscaldamento con una soluzione di fissaggio. A questo punto, è più facile risolvere i problemi.

Il reinserimento nel lavoro verrà eseguito dopo che la soluzione si sarà solidificata completamente in un mese. In precedenza, la fascetta non si induriva e il cavo veniva danneggiato.

Un esempio di collegamento di un pavimento caldo, che comprende due serie di cavi scaldanti e un termostato con un sensore, è mostrato nella figura.

Nel quadro elettrico dell'interruttore è collegato un interruttore differenziale. Protegge l'intero circuito da possibili correnti di dispersione attraverso quadri elettrici collegati Conduttore PE.

Il sensore di temperatura è collegato da un cavo a un termoregolatore, che è collegato ai circuiti di potenza tramite un interruttore differenziale e, allo stesso tempo, controlla il contattore attraverso un cavo separato. I circuiti di uscita del contattore sono collegati agli elementi riscaldanti mediante una scatola di giunzione.

L'inclusione di un contattore nel circuito consente di controllare contemporaneamente il funzionamento di più sezioni di riscaldamento e ridurre il carico sui circuiti elettrici del termostato.

I termostati più semplici di tipo meccanico o elettrico consentono di impostare solo i limiti di temperatura per il controllo del riscaldamento del rivestimento del pavimento.

I modelli più sofisticati a controllo elettronico hanno la possibilità di utilizzare un programma settimanale basato sul tempo per il funzionamento dei riscaldatori a un'ora del giorno definita dall'utente. A causa di ciò, il consumo di energia per il riscaldamento a pavimento si riduce quando i proprietari sono assenti nell'appartamento.

Raccomandazioni per la selezione, l'installazione e il funzionamento del riscaldamento a pavimento

Selezione di pavimenti

I produttori raccomandano di utilizzare quanto segue come finitura su un massetto di cemento e sabbia:

• pietra naturale;

• piastrelle di ceramica;

• gres porcellanato

È meglio trasferire calore attraverso se stessi nella stanza. È consentito anche l'uso di legno, parquet, laminato e altri materiali. Tuttavia, hanno un trasferimento di calore peggiore e possono ridurre l'effetto del riscaldamento.

Deformazione del rivestimento

Gli elementi riscaldanti creano differenze di temperatura alle quali il rivestimento del pavimento cambia leggermente le sue dimensioni. Per evitare le sue deformazioni, è necessario creare piccoli spazi per gli elementi laminati. Non è possibile chiuderlo alle pareti e fissarlo alla battiscopa. Se esposto al calore, il pavimento dovrebbe espandersi liberamente e rimanere completamente piatto.

Isolamento del pavimento

La scelta del materiale per esso consente l'uso razionale dell'elettricità, poiché influisce sulla perdita di calore. Per creare un riscaldamento confortevole, viene utilizzato un isolamento in lamina, costituito da materiali polimerici espansi con uno spessore dello strato da 3 a 10 mm. Il suo utilizzo consente di risparmiare elettricità dal 10 al 20%.

L'uso di gradi solidi di polistirene espanso con uno spessore dello strato di 3 cm e una pellicola rivestita con un polimero può ridurre le perdite fino al 30%.

Consumo di elettricità

L'efficienza di qualsiasi struttura elettrica è determinata dalla quantità di energia spesa su di essa. Affinché il sistema di riscaldamento a pavimento soddisfi le tue esigenze, determina i compiti per esso, che possono essere:

• riscaldamento costante della stanza;

• riscaldamento a pavimento solo la mattina e la sera quando il proprietario è a casa;

• mantenere una temperatura stabile durante il giorno per un soggiorno confortevole sul pavimento dei bambini piccoli;

• qualsiasi altra condizione.

Determina l'area della stanza e calcola il costo approssimativo dell'elettricità per 1 ora di funzionamento o giorno, settimana, mese. Per fare ciò, è possibile utilizzare i dati di funzionamento medi del cavo di riscaldamento resistivo per creare condizioni confortevoli:

• in ambienti asciutti, si consumano 120 W per 1 m2;

• in ambienti umidi - 140 W per 1 m2.

Ad esempio, una stanza di 2 metri per 3 in un'ora di riscaldamento a pavimento consumerà 2x3x0,12 = 0,72 kW. Con un funzionamento continuo per 10 ore, il consumo di energia sarà di 7,2 kW.

Il consumo di elettricità per un pavimento a infrarossi con film e di acqua-elettrico è un po 'più economico.

riparabilità

Sebbene i produttori garantiscano il funzionamento a lungo termine del pavimento caldo, è meglio prevedere il verificarsi di guasti di singole parti e l'eliminazione della loro sostituzione in fase di progetto. Per fare ciò, i metodi di collegamento di un sensore di temperatura con un termostato dovrebbero escludere l'apertura di un massetto essiccato di cemento-sabbia quando diventa necessario ripararli.

La sostituzione di un film su un pavimento a infrarossi non dovrebbe creare problemi irrisolti con il disassemblaggio complesso del rivestimento del pavimento.

Per i moduli liquido-elettrici, la sostituzione del liquido e dell'elemento riscaldante può essere eseguita tramite un'apposita scatola di montaggio. È montato sul traguardo del massetto. E in caso di violazione dell'integrità del tubo, una piccola quantità di liquido fuoriuscito indicherà il luogo del danno. Viene semplicemente ritagliato dopo l'apertura. Quindi inserire i giunti e collegare il raccordo a due vie.