Скільки споживає електрична тепла підлога?

Встановлення електропідігріву підлоги потребує витрат. Але це разове вкладення на багато років. Для власників квартир і будинків набагато важливіше, скільки електрики витрачає тепла підлога в процесі експлуатації. Саме цей параметр визначає щомісячні витрати на опалення. У статті ми розберемо методику розрахунку енергоспоживання для таких систем.

У чому вимірюється витрата електроенергії теплої підлоги?

Якщо переглянути технічні характеристики нагрівального кабелю в стяжку, мату, плівкової теплої підлоги під ковролін, ламінат або лінолеум, можна побачити один із двох параметрів:

• питома потужність теплої підлоги на 1м2 у Ваттах;
• повну потужність усієї секції, також у Ваттах.

Про що свідчить ця величина? Це максимальна паспортна витрата електрики теплою підлогою за одиницю часу.

Питома потужність є постійною величиною. Для кабельної підлоги вона залежить від параметрів жили, що гріє, і рекомендованого кроку укладання. Для інфрачервоної теплої підлоги це є базова характеристика. Найбільш поширені значення лежать у діапазоні від 150 до 220 Вт/м2.

Повна потужність визначається всією зоною, задіяною під монтаж нагрівального елемента. Наприклад, ви використовуєте готові мати 150 Вт/м2. Вони укладаються на п'ять квадратних метрів на кухні. У цьому випадку має тепла підлога потужність у кВт 150х5/1000=0,75 кВт.

Однак потужність теплої підлоги та споживання — не ідентичні поняття. Електроспоживання вимірюється у Ватт годину і показує, протягом якого часу прилад реально споживав енергію. Для його вимірювання призначено електричні лічильники.

Реальна споживана потужність теплої підлоги завжди менша за паспортну

Щоб проілюструвати цей факт наочним чином, повернемося до нашої кухні та її повної потужності встановленої теплої підлоги 0,75 кВт. Розглянемо, як упродовж доби працює система:

• Процес увімкнення та вимкнення регулюється терморегулятором. Він порівнює реальну температуру за допомогою датчика із заданими верхньою та нижньою межами.
• Як тільки після включення опалення виміряна датчиком температура збігається з верхньою величиною, система відключається.
• Повторне включення відбудеться в той момент, коли реальна температура стане меншою за нижню межу.

При цьому коефіцієнт корисної дії електричних нагрівальних систем близький до 98%. Тобто майже вся спожита енергія перетворюється на тепло — втратами можна знехтувати.

Припустимо, сумарний час, коли система вмикалася, за добу становив 6 годин. Тоді витрата енергії електричної теплої підлоги буде 6*075 = 4,5 кВт годину.

Цифру в 24*0,75 = 18 кВт годин можна отримати виключно в ситуації, коли терморегулятор тримає кабель підключеним весь час. Але такого не буває.

Нерозуміння цього моменту виникає через не дуже компетентних продавців, які не хочуть роз'яснювати покупцям, скільки тягне електрична підлога насправді. Їм простіше сказати, що потужність дорівнює споживанню. А це в корені не так.

Що впливає на витрату енергії електричною теплою підлогою?

З попереднього прикладу очевидно, що чим рідше система вмикається, тим менше накрутить лічильник. Тривалість активної роботи опалення залежить від тепловтрат, які потрібно компенсувати. Вони визначаються такими факторами:

• Кліматичний регіон. Чим холодніше за бортом, тим більше енергії потрібно для оптимальної температури всередині.
• Якість утеплення будинку. Чим ефективніша теплоізоляція стін, підлоги, даху приміщення, тим нижча втрата тепла.
• Бажана температура всередині. На інтенсивність теплоперенесення впливає перепад температур між двома середовищами. Тому вам знадобиться більше електрики не тільки для того, щоб сильніше опалити приміщення, а й на те, щоб підтримувати більш високу температуру.
• Коефіцієнт скління. Навіть через енергозберігаючі вікна тепла йде у рази більше, ніж через стіни.

Також економити на рахунках за електроенергію допомагають інтелектуальні терморегулятори. На відміну від звичайного реле, вони можуть використовувати різні налаштування для тих чи інших умов. Наприклад, у будні, коли всі на роботі, підтримувати температуру нижчою.

Особливу увагу слід приділити призначенню теплої підлоги. Існує два варіанти:

• Це основне джерело тепла. Альтернативних обігрівачів не передбачено, тому система має впоратися з будь-якими можливими навантаженнями. Потрібно правильно розрахувати потужність електричної теплої підлоги на 1 м2 та площу, на якій вона буде встановлена.
• Мета — зручна температура підлоги. При цьому у приміщенні є стандартні радіатори. У такій ситуації витрата не так сильно пов'язана з втратами тепла і більше залежить від параметрів, виставлених на терморегуляторі. Якщо підлога підігрівається до 25 ° С, споживання складе в середньому 30-40 Вт·год/м2.

Очевидно, що для комфортного обігріву тепла підлога витрачає менше енергії.

Скільки мотає тепла підлога, якщо це основне джерело обігріву?

Погода у кліматичному регіоні України сильно змінюється. Також користувач може змінити налаштування терморегулятора, частіше або рідше провітрювати приміщення. Від цього, у свою чергу, безпосередньо залежить, скільки Ватт тепла підлога вимагатиме в конкретний проміжок часу. Інші параметри, що впливають на витрати енергії, залишаються відносно стабільними, оскільки визначені конструкційними особливостями будівлі.

Тому спрогнозувати споживання електрики можна приблизно. Зазвичай це робиться для середньостатистичних та пікових навантажень. Україна умовно поділена на два географічні регіони:

• Більшість територій — це перша зона з холоднішим кліматом. Тут пікові морози досягають -20°С. Тривалість екстремальних холодів становить приблизно два тижні на сезон. Це важливо не лише для оцінки витрат. Потужність електропідігріву підлоги повинна розраховуватися таким чином, щоб упоратися з додатковим навантаженням у цей період.
• Південні регіони та Закарпаття — це 2-а, тепліша зона. Тут усереднене споживання енергії на обігрів за сезон буде нижчим приблизно на 10-15%.

Будь-яка опалювальна система спочатку виходить на заданий режим, а надалі компенсує втрати. Тому точкою відліку визначення витрат електроенергії служить оцінка тепловтрат будівлі. Для цього є дві методики:

• Тепловий аудит. Це платна послуга, яку надають спеціалізовані організації на основі вимірювання за допомогою спеціального тепловізійного обладнання. Усі отримані дані зводяться до окремого документа — тепловий паспорт приміщення. Ви отримаєте найточніші результати. Але це не дешево. Обстеження можна провести в холодну пору року і для вже збудованих будівель. А що робити, якщо у вас поки що є лише проект нового будинку?
• Сума розрахункових втрат тепла. Враховуються всі огороджувальні конструкції — підлога, стеля, стіни, вікна. Також слід подумати про систему вентиляції. Вона є стабільним джерелом тепловтрат. Основа для розрахунків — ДБН В.2.6-31:2021 та ДСТУ Б А.2.2-12:2015.

Для попереднього розрахунку необхідної потужності теплої підлоги в моменти пікового навантаження фахівці оперують такими параметрами питомих втрат теплової енергії:

• 150 Вт/м2, якщо теплоізоляція приміщення слабка;
• 100 Вт/м2, якщо приміщення добре утеплене.

Далі обрану величину слід помножити на всю площу приміщення і розділити на ту її частину, яка відведена під установку елементів, що гріють. Після цього додайте ще 30% — і ви отримаєте потужність електричної теплої підлоги на 1м2, необхідну для підтримки комфортної температури всередині приміщення, якщо на вулиці тримається -20°С.

При цьому потепління спричиняє зниження витрати електрики на обігрів.

Як розрахувати реальне споживання електрики теплою підлогою за сезон?

Цей процес розбивається на два кроки.

Етап 1. Спочатку потрібно розрахувати тепловтрати приміщення

Для цього використовується коефіцієнт теплопровідності будівельних матеріалів. Він показує, яка кількість тепла пройде через шар матеріалу в 1 м площею 1 м2 за 1 годину, якщо різниця температур становитиме 1°С. Вимірюється в [Вт/(ч·°С)].

Наприклад, якщо ми порівняємо різні матеріали, то для отримання однакової теплопровідності нам знадобиться товщина 20мм пінополіуретану, 40мм пінопласту, 120мм полістиролбетону, 180 мм бруса з деревини, 560мм червоної цеглини або 1300м. Щоб досягти прийнятних показників міцності та теплозбереження, у сучасному будівництві застосовуються багатошарові технології.

Також у розрахунках може використовуватися коефіцієнт опору теплопередачі, який вимірюється в [(м2·°С)/Вт] і показує, наскільки матеріал здатний перешкоджати перенесенню тепла.

Це довідкові величини, визначені для більшості існуючих будівельних конструкцій. Вони використовуються в розрахункових формулах та онлайн-калькуляторах тепловтрат.

Для спрощеного підходу вам знадобиться така формула:

Q=(S*ΔT)/R,

де:

Q — шукані тепловтрати, Вт;

S — площа поверхні, м2;

ΔT — різницю між комфортною температурою всередині приміщення та фактичною зовні, градус Цельсія або Кельвіна;

R — опір теплопередачі конструкції, [м2*градус/Вт].

Щоб використовувати формулу, вам слід підрахувати площу всіх поверхонь одного типу та визначити для них тепловий опір.

Для складних конструкцій це буде сума опорів теплоперенесення всіх матеріалів, що становлять конструкційний пиріг у розрізі. Наприклад, у вас є цегляна стіна 500мм, утеплена пінопластом товщиною 100мм. В цьому випадку опір теплопередачі цегли складає близько 0,9 м2*градус/Вт, пінопласту — 2,5 м2*град/Вт. У сумі — 3,4 м2*градус/Вт.

Далі для кожного типу поверхні — стін, вікон, даху, підлоги — окремо вважаються втрати тепла та підсумовуються.

Розрахунок проводиться для мінімальної температури навколишнього середовища. Отримана величина дозволить вибрати потужність теплої підлоги та покаже максимальне споживання.

Етап 2. Визначаємо, скільки енергії витрачає тепла підлога за сезон

Для цього розрахунок із попереднього розділу повторюється для середньої температури регіону в холодний сезон -1°С.

Далі отримані витрати потрібно помножити на приблизно 4300 годин опалювального сезону.

Що може вплинути на витрату електрики теплою підлогою?

Калькулятори та формули не враховують такі фактори:

• Деякі стіни можуть бути внутрішніми, тому втрати через них знижуються.
• Побутові електричні прилади, такі як комп'ютер, телевізор, холодильник, духовка та інші, також нагрівають повітря під час своєї роботи.
• Люди у процесі життєдіяльності є свого роду обігрівачами. У спокійному стані людина за годину виділяє близько 100 Вт. Якщо займається спортом — 1000Вт.
• Примусова вентиляція, навіть оснащена рекуператорами, призводить до збільшення втрат.
• Нестабільна напруга також впливає на теплопродукцію.
• Можливий технологічний розкид параметрів обладнання, що декларується виробником, становить ±10%.

Тому будь-які розрахунки — це орієнтовні показники. Точні дані покаже лише вимірювальний прилад. Наприклад, сучасні терморегулятори можуть підраховувати витрати електроенергії та зберігати статистику у хмарі.

Як знизити споживання електроенергії теплою підлогою?

Такі кейси розробляються вже досить довгий час. Їх можна поділити на проектні та експлуатаційні.

На етапі проектування важливо звернути увагу ось на що:

• Забезпечте оптимальну теплоізоляцію. Для 1-ї кліматичної зони тепловий опір зовнішніх стін повинен становити 3,3 м2*К/Вт, для 1-ї. 2,8 м2*К/Вт. Для покрівлі або перекриттів холодного горища величини дорівнюють 4,95 та 4,5 відповідно.
• Вибирайте енергоефективне обладнання. Якщо подивитися, скільки електроенергії витрачає інфрачервона тепла підлога, то вона опиниться на першому місці ефективності. Причина — розташування максимально близько до поверхні. Друге місце — у кабелю, що гріє, за умови створення хорошої термоподушки під стяжкою. Мати, що укладаються в плитковий клей, дають найгірші результати, оскільки просто неможливо утеплити підкладку.
• Програмовані терморегулятори здатні зменшити рахунки на опалення на 20-30% тільки тим, що знижують температуру теплої підлоги на 5-10 градусів під час вашої відсутності.

Тепер перейдемо до оптимізації експлуатаційних витрат:

• Поставте двотарифний лічильник електроенергії. У нічний час кожен кіловат обійдеться вам вдвічі дешевше. Ви зможете перенести основне прогрівання приміщення на ніч, коли зовнішня температура зазвичай падає.
• З 2015 року українці можуть оформити пільговий тариф на електричне опалення. Він становить 50% від стандартного в опалювальний період, якщо ви не виходите з ліміту 3000 кВт*годин на місяць. Єдина причина, через яку мало бажаючих перейти на нього — надто складна та тривала бюрократична процедура.

У сукупності всі ці методи роблять споживану потужність теплої підлоги значно меншою, ніж ви очікуєте.

Чи може тепла підлога працювати на повну постійно?

Іноді від клієнтів надходять такі скарги. При детальному розгляді ситуації зазвичай виявляються неполадки у системі. Найчастіші:

• Тепла підлога підключена без терморегулятора. Регулювати його роботу нема чому, він включений на повну потужність. Подібний режим вважається аварійним і може призвести до швидкого виходу кабелю або плівки зі строю. Нагрів поверхні покриття підлоги іноді досягає 40-60 градусів, що дуже не комфортно. На щастя, для встановлення контролера не потрібно демонтувати саму підлогу. Обов'язково подбайте про це.
• У терморегуляторі залипли контакти силового реле. По суті, ситуація аналогічна до попередньої. Хіба що знадобиться не встановлення, а заміна.
• Використовуються неправильні налаштування. Сучасні терморегулятори часто оснащуються двома датчиками температури — виносним безпосередньо для контролю підлоги, вбудованим для оцінки параметрів повітря. Найчастіше із заводу прилад налаштований на датчик температури повітря. Якщо в такій ситуації виставити 27 градусів Цельсія, досягти цього буде практично неможливо. Ваша тепла підлога вийде на максимальну потужність і залишиться на ній, поки ви не підкоригуєте налаштування.
• Неправильна потужність теплої електричної підлоги. Якщо вона нижча, ніж потрібна, обладнання виявляється нездатним забезпечити необхідні параметри. Але воно намагатиметься без перерв. Звідси — постійне максимальне споживання. Така сама ситуація, якщо знизу під нагрівальними секціями немає достатнього утеплення. Велика частка тепла піде поза приміщенням. На жаль, усунути цю проблему зможе лише повна переробка. Тому так важливо вибрати достатню потужність теплої підлоги із запасом у 30% до встановлення.

От тривала робота теплої підлоги на максимумі споживання під час стартового запуску в сезоні — нормальне явище. Особливо якщо шар бетонної стяжки досить товстий. Системі потрібно прогріти спочатку її, а потім приміщення. Тільки після цього станеться вихід на режим підтримки тепла. Зазвичай перехідний етап триває від 3 до 48 годин. Запасіться терпінням. Далі опалення почне працювати циклічно і почне споживати набагато менше.

Якщо ви вже надихнуті настільки, що навіть готові зробити все самостійно, вам допоможе наша наступна стаття "Тепла підлога під лінолеум — монтаж своїми руками". Щоб придбати комплект обладнання, звертайтесь до наших спеціалістів або переходьте до каталогу.