По свидетельствам историков и археологов первые системы обогрева, напоминающие современные теплые полы, появились около шести тысячелетий тому назад. Эти примитивные сооружения были обнаружены на территории Швеции и состояли из нескольких обогревающих ям, в которые по подземным каналам подавался нагретый воздух. Более совершенные конструкции использовались в древнем Риме во время правления Гая Юлия Цезаря (с 37 по 41 г. н.э.). В Римских термах и обеспеченных домах полы подогревались горячим воздухом. Для нагрева и циркуляции горячих газов применялась довольно сложная система, называемая «гипокаустум». Это сооружение состояло из печей и системы расположенных в полу и стенах каналов. Печи размещались в подвале дома и топились дровами, причем одна печь обогревала сразу несколько помещений. По принципу действия это напоминало современную систему центрального отопления, дополненную теплым полом.
Аналогичная система обогрева имелась даже на некоторых римских кораблях. Например, теплый пол, вернее, палуба была на поднятой итальянцами 73-х метровой галере. К сожалению, после падения Римской империи римляне вернулись к кострам, а теплый пол пришлось изобретать заново.
В отличие от Римской империи, где обогрев пола со временем был утрачен, система тёплого пола на протяжении тысячелетий использовалась в Корее и носила название «ондоль». Это слово в переводе с китайского языка означает «тёплые полости». Предполагается, что данная система была изобретена во время трёх корейских государств (I в. до н. э. — VII в. н. э.). Принцип её работы заключался в следующем. В кухне или во внешней стене комнаты располагалась печь. Под полом комнаты прокладывались горизонтальные полости (туннели) для дыма и горячего воздуха, который проходил по полостям во время сжигания дров в печи. Особое устройство системы обогрева пола помогало удерживать тепло в течение долгого времени. На сегодняшний день обогрев пола с помощью системы ондоль является типичной чертой традиционного корейского жилища. Однако в современных домах система «ондоль» в её первоначальном виде практически не используется, её заменяет усовершенствованная система водяного и электрического отопления пола. Практически все дома Южной Кореи оборудованы системами тёплых полов. На данный момент Южная Корея является одной из основных стран-производителей и экспортёров нагревательной плёнки для теплого пола.
Заново эту идею открыли британцы, использующие теплые полы для обогрева своих огромных замков. В принципе, это единственный способ отопления таких громадных помещений с высотой потолка более десяти метров.
Классическим примером системы обогрева типа теплый пол служит расположенный в Западной Пруссии замок Мальброк (XIII век н.э.). Находившиеся в подвале огромные печи имели разветвленную сеть дымоходов, которые проходили под полом, а также в стенах и под потолком. Кроме того, внутри печей находилось много камней, которые служили аккумуляторами тепла. Нагреваясь во время сжигания дров, камни разогревались, а затем долгое время поддерживали в замке комфортную температуру. Конечно, дров на отопление уходило немало, но и площадь замка (вернее, комплекса из трех объединенных замков) была более 50-ти акров.
Из сохранившихся до наших дней сооружений, имеющих теплый пол, стоит отметить знаменитые турецкие бани. В них для нагрева пола и стен используется горячий пар. Судя по небольшому количеству обнаруженных археологами построек, в которых имелся теплый пол, такие конструкции были большой редкостью. Это вполне объяснимо с точки зрения физики. Во-первых, в качестве теплоносителя в этих системах использовался разогретый газ. А газ, как известно, обладает очень низкой теплоемкостью и теплопроводностью. Поэтому более 90% тепла попросту «вылетало в трубу».
Во-вторых, для обеспечения тяги печи приходилось располагать ниже уровня пола. Сам же пол приходилось приподнимать и укреплять на специальных подпорках, чтобы разместить под ним систему трубопроводов.
Как тут не вспомнить классическую русскую печь, занимавшую порой половину дома. Вместо того, чтобы загонять печь в подвал, практичные русские крестьяне сами взбирались на нее. Чем не система теплый пол? Ну а кому не хватало места на печи, спали на полатях - фактически второй, размещенный под потолком, теплый пол
Второе рождение теплый пол получил в начале ХХ века после изобретения водяных насосов. Вместо горячего воздуха в качестве теплоносителя в этих системах стала использоваться нагретая вода. Благодаря высокой теплоемкости, водяной теплый пол отличался большей экономичностью. Кроме того, появилась возможность регулировать процесс циркуляции и температуру теплоносителя. Некоторые здания, построенные более века тому назад, до сих пор сохранили функционирующий теплый пол. Это, например, находящаяся в современном Приморске кирха, возведенная еще в 1904 году.
Но несмотря на эффективность и экономичность водяного отопления, такой теплый пол не получил в начале прошлого века широкого распространения. В основном это было связано с дороговизной используемых в то время медных труб.
Применение более дешевых стальных труб возродило интерес к теплому полу. Но, как показала практика, из-за ограниченного срока службы такой теплый пол приходилось периодически менять, что приводило к большим расходам.
Общедоступным водяной теплый пол стал лишь в 80-е годы ХХ века, когда наладилось массовое производство полимерных труб. Особо большое распространение водяной теплый пол получил в европейских странах с относительно мягким климатом. Причем в таких домах теплый пол являлся основным видом отопления и монтировался уже в процессе возведения здания. В некоторых странах в конце прошлого века системой теплый пол были оборудованы более 90% домов.
Конечно, водяной пол можно обустроить и в обыкновенной квартире. Но, к сожалению, если такая возможность не была предусмотрена на стадии проектирования здания, то это связано с ощутимыми затратами. Это покупка дорогостоящего оборудования, проведение трудоемкой реконструкции бетонной стяжки, проблемы с подключением к коммунальной системе отопления. Кроме того, приходится поднимать уровень пола, что фактически приводит к уменьшению высоты потолков. К тому же много тепла уходит на прогрев довольно массивной цементной стяжки пола. Эти проблемы привели к тому, что водяной теплый пол редко можно встретить в обычных многоквартирных домах - в основном такая роскошь бывает в элитных коттеджах или «ведомственных» больницах и детских садах.
Параллельно, с 1942 года в Копенгагене проводились разработки по использованию в теплых полах электрического кабеля. Примечательно, что эти исследования начались в мастерской, занимающейся ремонтом утюгов. (Помнится, в советское время такими «одноразовыми» утюгами с «залитой» спиралью были завалены все свалки). Уже в 1943 году был создан первый промышленный образец нагревательного кабеля. За несколько лет электрический теплый пол завоевал Данию, распространился во всей Скандинавии и дошел до Европы и Америки. Использование электрического кабеля позволило существенно уменьшить толщину бетонной стяжки и решить проблемы с автоматической терморегуляцией. Пропала необходимость подключать систему коммунального теплоснабжения. Кроме того, значительно упростился процесс ремонта - с помощью специального оборудования стало возможным с точностью до одной паркетины определить место неисправности.
Тем не менее, установка обогревающего кабеля все же требовала довольно трудоемких работ. Поэтому такой теплый пол в основном обустраивался в ванных и душевых комнатах.
И лишь с появлением в последние годы инфракрасной пленки появилась возможность обогреть пол с минимальными затратами труда, времени и финансов. Пленочный теплый пол представляет собой слой тонкой (до 0,5 мм) нагревательной пленки, помещенной под любое напольное покрытие. Несмотря на такую малую толщину, инфракрасная пленка обладает огромным запасом прочности и тепловой мощности. Инфракрасный теплый пол может использоваться как дополнительная система обогрева в отдельных комнатах, так и в качестве основной отопительной системы.
На данный момент Южная Корея является одной из основных стран-производителей и экспортёров нагревательной плёнки для теплого пола.
