Общий обзор водяных теплых полов

Водяной теплый пол на сегодняшний день является одним из наиболее комфортных вариантов системы отопления загородного жилого дома. В классическом виде данная система представляет собой слой бетона со встроенными в него змеевиками нагревательных труб. Этот бетонный пласт должен быть хорошо изолирован от теплопотерь вниз и в стороны.

В помещении, отапливаемом традиционными системами (например, радиаторами), основной вид передачи тепла - конвекция. Конвективные потоки циркулируют внутри помещения следующим образом: теплый воздух от радиатора поднимается вверх к потолку, остывая, воздух опускается вниз к полу, холодный воздух с пола затягивается в радиатор, нагретый в радиаторе воздух снова поднимается к потолку и так далее. Поэтому температура воздуха у потолка выше, чем на уровне пола [рис.1].

Общий обзор водяных теплых полов 497 361 Общий обзор водяных теплых полов Общий обзор водяных теплых полов

В отличие от радиаторов, теплый пол не создает конвекции. Он прогревает воздух в помещении всей поверхностью пола. В районе пола воздух теплее, чем у потолка. Это наиболее благоприятное распределение температуры воздуха внутри помещения: 22°С на уровне ног и 18°С на уровне головы [рис.2]. Низкая температура теплоносителя - еще одно отличие системы напольного отопления от традиционных радиаторных систем. В хорошо утепленном доме с качественным остеклением теплый пол часто способен полностью покрыть все тепловые потери помещений. Но на лестницах, в тамбурах и других местах, где невозможна его установка или его мощности будет недостаточно, необходима установка радиаторного отопления.

 

Рассмотрим же более подробно что из себя представляет система водяного теплого пола со всеми ее компонентами. Можно выделить три основных:

• конструкция теплого пола (так называемый «пирог») [рис.3];
• смесительный узел [рис.4];
  Общий обзор водяных теплых полов 376 441 Общий обзор водяных теплых полов Общий обзор водяных теплых полов
• распределительный коллектор [рис.5].
  Общий обзор водяных теплых полов 945 851 Общий обзор водяных теплых полов Общий обзор водяных теплых полов

 

На данный момент существует два варианта установки системы водяного теплого пола. Бетонный тип (с мокрым способом укладки), при котором смонтированные контура теплого пола заливаются бетоном, а после его высыхания уже укладывается напольное покрытие. Безбетонный тип (с сухим способом укладки) — настильная система, которая от варианта подложки для контуров теплого пола может быть либо полистирольной, либо деревянной [рис.6].

Общий обзор водяных теплых полов 509 429 Общий обзор водяных теплых полов Общий обзор водяных теплых полов

На сегодняшний день у нас в России наиболее распостранена именно бетонная система. В ней металлопластиковые или полипропиленовые трубы диаметром 16-20 мм заливаются бетоном и не требуется дополнительных распределителей тепла.

Что же представляет из себя «пирог» теплого пола [рис.7]? Пойдем по порядку снизу вверх:

Общий обзор водяных теплых полов 580 215 Общий обзор водяных теплых полов Общий обзор водяных теплых полов

• Теплоизоляционный слой — пенополистирольная плита, служащая для предотвращения тепловых потерь в низ в бетонную стяжку или в нижнее помещение;
• Гидроизоляционный слой — полиэтиленовая пленка или фольгированный пенофол, которые предотвращюет паропроницаемость между бетонным полом и пенополистирольной плитой. Это уменьшает теплопотери и, тем самым, экономиться тепловая энергия;
• Арматурная стальная сетка с определенным шагом служит для укрепления основания бетонной стяжки теплого пола.  К тому же к сетке с помощью пластиковых хомутов закрепляется труба теплого пола;
• Демпферная лента укладывается по периметру помещений до заливки бетоном. Необходима в виде компенсатора теплового расширения бетонной стяжки, а так же является важным элементом звукоизоляции;
• Бетонная стяжка стандартной толщиной 50мм. Заливка бетона осуществляется после завершения монтажа петель и хомутов, заполнения всей системы теплого пола теплоносителем и проведения гидравлических испытаний. При заливке теплого пола бетоном возможно применение специальных присадок — пластификаторов, которые повышают эластичность стяжки;
• И финальным этапом поверх застывшей бетонной стяжки укладывается чистовое покрытие пола.

 

Перед тем как переходить к другим компонентам теплого пола хочется обратить внимание, как же должна раскладываться труба по арматурной сетке для достижения максимального эффекта теплопередачи и обогрева всей площади поверхности пола. Необходимо обратить внимание на две важных составляющих:

1. шаг укладки труб контуров (расстояние между трубами теплого пола);
2. вариант раскладки труб контуров («змейка» или «улитка»).

 

От выбора шага укладки [рис.8] зависит правильная и комфортная работа всей системы водяного теплого пола в целом, зависит какую тепловую нагрузку сможет обеспечить теплый пол, а также насколько равномерно будет распределена температура по его поверхности. При увеличении шага укладки необходимо помнить, что должна быть увеличена и температура подающегося в систему теплоносителя.

Общий обзор водяных теплых полов 579 749 Общий обзор водяных теплых полов Общий обзор водяных теплых полов

Величина шага укладки находится в диапазоне значений от 50 до 600 мм. Наиболее часто используемые значения шага: 150 и 200мм. Выбор шага укладки, как правило, производится в зависимости от типа помещения и от величины его расчетной тепловой нагрузки. Так же возможно применение переменного шаг укладки — в краевых зонах (вдоль наружных стен, где имеют место наибольшие теплопотери) используется более частый шаг укладки [рис.9], а во внутренних зонах помещений — более редкий [рис.10].

Общий обзор водяных теплых полов 250 297 Общий обзор водяных теплых полов Общий обзор водяных теплых полов   Общий обзор водяных теплых полов 250 219 Общий обзор водяных теплых полов Общий обзор водяных теплых полов

Что же касается вариантов раскладки контуров теплого пола, то их два:

• «змейка» или спираль [рис.11];
  Общий обзор водяных теплых полов 450 195 Общий обзор водяных теплых полов Общий обзор водяных теплых полов
• «улитка» или двойная спираль [рис.12].
  Общий обзор водяных теплых полов 200 205 Общий обзор водяных теплых полов Общий обзор водяных теплых полов

Основное преимущество укладки труб теплого пола вариантом «змейка» — это простота. Но основной недостаток данного способа — сильный перепад температуры поверхности пола, что на больших площадях приводит к заметному невооруженным глазом, а вернее Вашим ступням, различию температур участков пола между входом и выходом теплоносителя по контурам. Из-за этого снижается степень комфортности в целом. Поэтому на данный момент способ укладки спиралью применяется в основном в помещениях малой площади и с малыми тепловыми потерями.

Способ укладки «улиткой» сейчас является самым популярным и получил наибольшее распространение в нашей стране. Единственный недостаток способа — это более сложный и трудоемкий монтаж. Зато Вы получите равномерное распределение температуры по поверхности пола, которое достигается за счет последовательного чередования подающих (более горячих) и обратных (более холодных) труб контуров теплого пола. 

Труба в контурах закладывается целым отрезком без каких либо дополнительных соединений. Длина одного такого отрезка — ветки теплого пола — не должна превышать 75-80 метров.

В качестве отопительных трубопроводов для водяного теплого пола мы рекомендуем использовать сшитый полиэтилен высокой плотности PE-X. Данные трубы поперечно-сшитого полиэтилена изготавливаются из высокомолекулярного полиэтилена -СН2-СН2-. Основным показателем надежности труб является плотность. Чем выше плотность, тем больше степень кристаллизации полимера, тем крепче межмолекулярные связи, и, следовательно, выше качество трубы для теплого пола. Сшитый полиэтилен РЕ-Х идеально подходит для данного вида систем и уже на протяжении более 25 лет отлично зарекомендовал себя не только в Америке и Европе, но и в России.

Вся система отопления не всегда состоит только из водяного теплого пола. Довольно часто в ней присутствуют еще и радиаторы. А это значит, что потребность в температуре теплоносителя у этих потребителей разная: не более 45 градусов для системы теплого пола и 75-85 градусов для радиаторов. Для того, чтобы теплоноситель со столь высокой температурой не пришел в теплый пол ставят специально оборудование — смесительный узел [рис.13].

Общий обзор водяных теплых полов 600 599 Общий обзор водяных теплых полов Общий обзор водяных теплых полов

Рассмотрим его более подробно. Он состоит из двух основных элементов: циркуляционного насоса и регулирующего клапана. Постоянная циркуляция теплоносителя в контуре теплого пола осуществляется за счет насоса, в то время как регулирующий клапан подпитывает теплый пол горячим теплоносителем для поддержания температуры подачи на заданном уровне [рис.14].

Общий обзор водяных теплых полов 395 310 Общий обзор водяных теплых полов Общий обзор водяных теплых полов

На рисунке выше приведен наиболее популярный и широко распространенный вариант узла подмеса с трехходовым смесительным клапаном. Его задача состоит в том, чтобы смешивать внутри себя горячий теплоноситель, поступающий от котла, с охлажденным теплоносителем обратной линии теплого пола. Для увеличения комфорта можно установить на клапан сервопривод, тогда узел может самостоятельно регулироваться как термостатическим устройством, так и с помощью погодозависимого контроллера.

Установка смесительного узла может быть произведена как непосредственно в котельной на распределительной гребенке, так и непосредственно на этаже непосредственно на распределительных коллекторах теплых полов в коллекторном шкафу. Варианты расположения зависят от планировки и исполнения Вашей системы отопления в целом.

После того, как мы понизили температуру теплоносителя, нам необходимо распределить его по всей площади теплого пола, по всем отопительным контурам. Для этого необходима установка распределительного коллектора. Чаще всего он устанавливается в коллекторном шкафу на том этаже, где от него смонтированы ветки теплого пола  [рис.15].

Общий обзор водяных теплых полов 500 382 Общий обзор водяных теплых полов Общий обзор водяных теплых полов

На коллекторе теплого поля обязательно должны быть установлены регуляторы расхода теплоносителя. Это необходимо из-за того, что в большинстве случаев контуры теплого пола имеют различную длину труб. Условно представим, что в длинную и короткую трубу теплого пола подали одинаковое количество теплоносителя. На выходе имеем более холодный теплоноситель из длинном контура по отношению к теплоносителю в коротком. Это произошло потому, что горячий теплоноситель отдал тепло полу большей площади. Соответственно, это будет заметно при эксплуатации такого теплого пола, отразится на качестве обогрева помещения, температура пола будет чередоваться «теплее-холоднее-теплее-холоднее». Наиболее же худшим вариантом развития событий может быть следующее: теплоноситель просто не потечет в длинный контур, а по закону наименьшего сопротивления будет идти только по короткому отрезку. Регуляторы же расхода позволяют максимально сбалансировать подачу теплоносителя в контуры так, чтобы его распределение по всем контурам (и, соответственно, по всей площади помещения) было равномерным.

Если Вы хотите регулировать температуру теплого пола в каждой конкретной комнате, где он расположен, то необходимо совершить два действия:

1. Установить на коллектор электрические сервопривода, которые будут регулировать проток теплоносителя через регулируемый контур теплого пола [рис.16];
   Общий обзор водяных теплых полов 295 303 Общий обзор водяных теплых полов Общий обзор водяных теплых полов
2. Установить комнатный термостат в помещении, которое Вы хотите регулировать [рис.17].
   Общий обзор водяных теплых полов 241 271 Общий обзор водяных теплых полов Общий обзор водяных теплых полов

С помощью сервоприводов в комплекте с датчиками температуры водяной теплый пол способен чутко реагировать на изменение различных внешних факторов (температура на улице, открытое окно, работа других отопительных приборов и т.д.) и поддерживать заданную комфортную температуру в каждом отдельном помещении (или в разных частях помещения).

В каждое помещение ставится только один комнатный термостат который связывается с таким количеством сервоприводов на коллекторе, сколько контуров теплого пола находятся в помещении [рис.18]. Многие современные термостаты являются программируемыми, т.е. Вы можете поставить желаемую температуру в помещении на каждый час каждого дня недели.

Общий обзор водяных теплых полов 600 372 Общий обзор водяных теплых полов Общий обзор водяных теплых полов

В заключении хочется сказать, что для постоянного проживания система водяного теплого пола является наиболее комфортной и удобной в эксплуатации. Теплый пол является достаточно инертной системой отопления. Правильно смонтированный запущенный водяной теплый пол может оставаться нагретым более двух дней, медленно остывая. Соответственно, затраты любого вида топливо на поддержание данной системы являются минимальными.