Как сделать водяные теплые полы в частном доме
Чтобы навсегда избавиться от батарей под окнами
Вместо батарей я сделал теплые полы и не жалею.
В конце 2011 года я приобрел 14 соток под Санкт-Петербургом и начал строить двухэтажный дом площадью 140 м². Отапливать дом я планировал тепловым насосом, который, как я выяснил, отлично работает с водяными теплыми полами.
Расскажу подробнее, какие есть способы обустройства теплых полов, как рассчитать такую систему и сколько она будет стоить.
Теплый пол как основная система отопления дома
Теплый пол работает по тому же принципу, что и обычные радиаторы, просто он иначе расположен. Батареи стоят вертикально под окнами. Теплый пол — это, условно, большая положенная на бок батарея: он расположен горизонтально и занимает всю площадь помещения. За счет этого дом отапливается более равномерно. В трубы водяного теплого пола, как и в радиаторы, подается жидкость — обычно это вода, но ее температура меньше, чем в радиаторах.
Часто теплый пол дополняет радиаторную систему, но современные технологии позволяют использовать теплый пол и как основное отопление. У меня именно так: на первом этаже водяной теплый пол вмонтирован в бетонную стяжку, а на втором сделан «сухим» способом на деревянном перекрытии.
Отапливать дом целиком теплыми полами я решил главным образом потому, что планировал поставить тепловой насос. Тепловой насос — это современное и технологичное решение. К тому же это было чуть дешевле, чем платить 500 000 Р за подключение газа. Я присмотрел недорогой тепловой насос мощностью 8 кВт.
Что такое тепловой насос
Это аппарат, который использует геотермальное тепло — то есть забирает его из земли. Грунт ниже уровня промерзания круглогодично имеет положительную температуру. Я живу под Санкт-Петербургом, где такая температура — около +6 °C. Тепловой насос использует эту энергию и способен отапливать дом. Устройство работает от электричества. На каждый потребляемый 1 кВт электричества тепловой насос выдает 3—4 кВт тепловой энергии.
Наибольшую эффективность насос показывает как раз при отоплении теплыми полами. Это связано с тем, что в последние нужно подавать воду с низкой температурой: +30…35 °C. В случае с радиаторами пришлось бы греть воду до +70 °C и не факт, что мощности теплового насоса хватило бы для обогрева всего дома в морозы.
Но позже от теплового насоса пришлось отказаться: я выходил за рамки бюджета. В итоге решил обогревать дом электричеством по ночному тарифу. Для такой системы теплые полы тоже хорошо подошли.
Я сразу отказался от электрокотла, так как он показался мне дорогим и ненужным для моего случая.
Принцип действия моей системы такой: с 23:00 до 07:00 включается ТЭН — своего рода большой кипятильник, который нагревает буферную емкость объемом 1000 л. Вода в ней нагревается до +90…95 °C и затем в течение дня подмешивается в теплые полы. Полы постепенно забирают тепло, и к концу дня в буферной емкости температура воды обычно опускается до +30…40 °C.
Если погода не слишком морозная или мы затапливаем в доме камин, полы расходуют меньше энергии и температура воды в баке опускается не так сильно.
составляет мощность ТЭНа в буферной емкости
В качестве теплоносителя, то есть жидкости, которая циркулирует в системе отопления, у меня используется вода. Иногда в частных домах вместо воды заливают антифриз, но это более дорогой вариант и он больше подходит, например, для дач, где зимой не живут: антифриз точно не замерзнет в трубах, и их не разорвет из-за перепадов температур.
Плюсы и минусы теплых полов
О то, что лучше, теплые полы или радиаторы, сломано немало копий. Оба варианта имеют достоинства и недостатки. И если вам тяжело сделать выбор, всегда можно совместить обе системы.
Вот аргументы в пользу теплых полов.
Равномерное распределение тепла. Больше тепла у ног, а менее нагретый воздух — на уровне головы. Принцип как в известной народной мудрости: «держи голову в холоде, ноги в тепле».
Экономичность. Часто теплые полы более эффективны, особенно если они питаются от возобновляемых источников энергии: тепловые насосы, солнечные батареи, ветровая энергия. Жидкость в теплых полах достаточно подогреть до +30 °C, а в батареях ее температура может доходить до +70 °C. КПД теплых полов выше.
Скрытый монтаж. Батареи занимают пространство под окнами, многим не нравится их внешний вид. Бывает, на батареи вешают декоративные сеточные экраны, но это только ухудшает теплообмен, а выглядит на любителя. Теплый пол в доме незаметен.
30% на все курсы весь октябрь
А вот минусы теплых полов.
Сложности с ремонтом. Трубы теплого пола, например, от финской компании Uponor или немецкой Rehau прослужат не менее 50 лет. Но если использовать менее качественные трубы или нарушить технологию монтажа, отремонтировать теплый пол, который уже залили цементом, будет очень тяжело. Радиаторы ремонтировать гораздо проще: потекший можно просто снять и поставить новый. Если все продумано, не придется даже сливать систему отопления.
Невозможность сверлить пол. Даже если знаешь схему укладки труб, не хочется лишний раз рисковать и ненароком повредить трубу. Если надо закрепить унитаз или шкаф, придется использовать жидкие гвозди.
Дороговизна. В сравнении с радиаторами теплый пол стоит дороже, а рассчитать и смонтировать его сложнее.
Сложности при монтаже в уже готовом здании. Водяные теплые полы лучше всего закладывать на этапе строительства дома. В уже эксплуатируемом здании гораздо проще поставить радиаторы, чем заново заливать стяжку. Например, на даче, которая отапливалась печью и к которой подвели газ, проще, быстрее и дешевле установить радиаторы.
Насчет того, какой способ отопления более здоровый, однозначного мнения нет. С одной стороны, радиаторы создают циркуляцию воздуха и поднимают пыль. С другой — я неоднократно слышал мнение, что теплые полы тоже поднимают пыль и аллергики хуже чувствуют себя при таком варианте отопления.
Электрические и водяные теплые полы
Водяные теплые полы — это гибкий трубопровод, который замурован в полу. По этим трубам непрерывно циркулирует подогретая жидкость.
Существуют также электрические теплые полы: в них нет воды, а подогрев происходит за счет электричества и «напрямую», без котлов и буферных емкостей.
По конструкции выделяют два типа электрических полов:
В электрополах также ставят термодатчик и терморегулятор. Они позволяют устанавливать нужную температуру и экономить на электричестве: как только пол прогреется до нужного значения, нагрев выключится.
Электрические теплые полы — более дорогостоящее решение, чем водяные, особенно в эксплуатации. В среднем 10 м² электрического пола потребляют в час 1,5 кВт электроэнергии, а на дом площадью 100 м² может даже не хватить стандартной выделенной для дома электрической мощности в 15 кВт.
Поэтому электрические теплые полы обычно используют локально, как дополнительный отопительный элемент на небольшой площади. Например, в ванной или на лоджии.
Главное преимущество водяной системы перед электрической — ее можно использовать с любым источником отопления. Жидкость в трубах можно подогревать в газовом или электрическом котле, камине с водяным теплообменником, тепловым насосом, солнечными батареями.
Более того, разные источники отопления для водяных теплых полов можно комбинировать, чтобы они работали параллельно. Например, вы используете газовый котел, но решили затопить камин, который имеет водяной теплообменник и встроен в общую систему отопления.
Тогда огонь в каминной топке будет не только выполнять эстетическую функцию, но и подогревать пол, а газовый котел на время отключится. Также в эту систему может быть встроен электрический котел как резервный источник тепла на случай, если с газом что-то случится.
Р за 1 м² и расходует 170 ватт на 1 м². Чтобы обогреть комнату площадью 40 м², потребуется запас мощности в 6,8 кВт — почти половина от стандартных 15 кВт, которые выделяют для частных домов энергетики. Источник: market-yandex.ru» loading=»lazy» data-bordered=»true»>
Где можно и нельзя делать теплые полы
Ограничения на применение теплого пола. Обустроить водяные теплые полы в квартире с центральным отоплением сложно.
По жилищному кодексу запрещено самостоятельно вносить изменения в схемы инженерных коммуникаций квартиры. Прямой запрет на это есть также в постановлении правительства Москвы.
Запрет связан с тем, что встраивание водяного теплого пола влияет на работу отопления по всему стояку многоэтажного дома. Тепловой баланс между квартирами может нарушиться: у всех соседей ниже квартиры с теплым полом возможно снижение давления в трубах, батареи будут хуже прогреваться.
Кроме того, в случае неисправности теплого пола велика вероятность затопить соседей.
За нелегальное устройство теплого пола можно получить судебный иск от УК или ТСЖ, и суд обяжет демонтировать систему.
Но внести изменения в систему обогрева квартиры все же можно, если добиться разрешения от ЖКХ и теплосетей. На практике это удается только в домах с автономным отоплением.
Электрические теплые полы не запрещено устанавливать в квартире и их монтаж не нужно согласовывать, главное — чтобы проводка справилась.
Нормативные документы. Главный документ в вопросе обустройства теплых полов — СНиП 41-01-2003. Он включает требования к организации систем отопления, включая вмонтированные внутрь пола.
Также существует ряд стандартов ГОСТ для каждого типа напольного покрытия и к клеевым смесям.
Проектирование и расчет теплых полов
На этапе проектирования дома делается теплотехнический расчет. Это нужно в том числе чтобы понять теплопотери, то есть сколько тепла теряет дом при холодной погоде. Например, показатель теплопотерь моего каркасного дома площадью 140 м² — 9 кВт. Это 64 Вт на 1 м².
Расчет делают для самой холодной пятидневки в году для конкретного региона — в моем случае при −26 °C на улице. При этом внутренняя температура в жилых помещениях принималась за +22 °C, в ванной комнате — за +25 °C, в нежилых помещениях, у меня это топочная, — за +20 °C.
Проектирование системы отопления лучше доверить специалистам, но можно сделать и самостоятельно, воспользовавшись примером детального расчета водяного теплого пола.
Здесь я не буду вдаваться в технические детали и только обозначу основные моменты.
Расчет теплого пола производится исходя из теплопотерь, при этом необходимо посчитать теплопотери всех контактирующих с улицей конструкций: стен, окон и дверей.
Чтобы учесть весь «пирог» стены из нескольких слоев различных материалов, удобно воспользоваться теплотехническим калькулятором.
Учебно-методические указания по теплотехническому расчету ограждающих конструкций — Московский архитектурный институтPDF, 1,7 МБ
В результате мы узнаем удельные теплопотери на 1 м² площади. Если значение теплопотерь превышает 100—150 Вт на м², отопление только теплым полом нежелательно: дополнительно к нему нужны батареи. Дело не в том, что теплый пол не справится с нагревом, а в том, что его придется делать настолько горячим, что ходить по такому полу будет неприятно.
Какие трубы для водяного теплого пола лучше выбрать?
Кандидат наук, бессменный эксперт сайта, реальный, а не абстрактный (в отличие от прочих ресурсов) человек.
Редакция портала StroyGuru подготовила статью-подсказку для энтузиастов-строителей, где рассматривает, как правильно подбирать трубы для «теплого пола» на основе жидкого теплоносителя.
Минимальные обязательные требования к трубам
Перед посещением магазина для покупки комплекта водяного обогрева пола нужно внимательно изучить минимальные требования к трубам-водоводам, работающим под давлением в стяжке. Это необходимость, которая не обсуждается. Слишком специфические условия эксплуатации.
1. В уложенном контуре «теплого пола» не должно быть сращиваний труб. Любой вид соединений: фитинги, фланцы, сварка, склеивание был и остается самым уязвимым местом в любом трубопроводе. Поэтому риск протечек очень высок. А это, полный демонтаж пола с большими финансовыми тратами.
2. Из первого требования логично вытекает второе — длины труб должно хватать для одного контура. Должна быть бухта, а не метраж.
3. Стальные трубы сразу отметаются: причин много, но первые три убийственные:
4. Стенки трубопровода не должны пропускать кислород, который окисляет растворенное в воде двухвалентное железо (Fe2+). За год в теплоносителе может оказаться до 4 кг ржавчины (циркулирует вместе с жидкостью). Точно такой же процесс происходит и с трехвалентным железом (Fe3+). Только ржавчины больше — до 12 кг и она оседает на стенках труб.
5. Материал труб должен выдерживать температуру около +90 o С. Такие внештатные ситуации возникают, когда выходит из строя регулирующая аппаратура и горячая жидкость поступает напрямую из котла в контур.
6. При нагревании материала контура происходит его удлинение. Стяжка этому препятствует и сама, в свою очередь, сдавливает трубы, в связи с чем возможны деформация и разрушение. Проблема решается двумя путями: у материала должен быть маленький коэффициент линейного расширения под действием температуры, либо он обладает достаточной прочностью и эластичностью, чтобы сопротивляться возникающему напряжению.
Критерии выбора
С требованиями разобрались. Под них подходят несколько видов труб. Сейчас рассмотрим критерии, по которым можно определить, какая труба лучше для водяного «теплого пола» в конкретном случае. К основным характеристикам, на которые необходимо обратить внимание, делая свой выбор, относятся:
Диаметр трубопровода
Важным критерием выбора является диаметр труб. Он может быть 16*2, 18*2 и 20*2 мм, где первая цифра показывает диаметр трубы, вторая — толщину стенки. Сразу отбросим размер 18*2 — не является стандартным. Его можно скомплектовать только самостоятельно без каких-либо гарантий ни по качеству самой трубы, ни по качеству соединений.
У оставшихся размеров есть свои преимущества и недостатки.
Диаметр 16*2. Плюсы:
Диаметр 20*2. Преимущества:
Вывод: для жилых помещений нужно использовать диаметр 16*2. Больший размер подходит для спортивных залов, производственных помещений и т.д.
Сложность монтажа
Укладка контура по сложности одинаковая для всех труб, кроме медных. А вот соединение может быть разным: простым и трудным. Одно дело накинуть пару гаек и закрутить, другое — использовать фитинги, для которых нужно иметь специальное оборудование. К трудоемким и замысловатым работам относится пайка медных труб специальной газовой горелкой.
Изломостойкость
Полимеры, из которых изготавливаются трубы, имеют разную гибкость и пластичность. В результате трубопровод одного и того же диаметра можно уложить в контур с шагом 100 мм или 150-180 мм, а то и 350 мм.
При укладке отопления в туалете или узком коридоре эту характеристику нужно обязательно учитывать. Наиболее важные параметры: вид материала и его стоимость рассмотрим отдельными пунктами.
Виды труб для «теплого пола»
Для водяного «теплого пола» можно использовать:
Медные трубы
Медь относится к тугоплавким цветным металлам, который используют для производства трубопроводов не одну сотню лет. Длительный эксплуатационный период неоднократно подтвержден на практике и обсуждению не подлежит.
Однако в системе «теплого пола» другие условия функционирования, что заставило производителей покрывать медные трубы ПВХ-оболочкой. В результате получены близкие к идеальным характеристики трубопровода с горячим теплоносителем.
Из многочисленных достоинств в первую очередь нужно выделить:
Существенный минус в том, что «теплые полы» из меди в 2-3 раза дороже стоимости отопительных систем из других материалов. Кроме этого, есть другие недостатки, которые иногда смущают потребителя больше, чем цена:
Металлопластиковые трубы
Металлопластиковая труба состоит из трех слоев: внутренний и наружный — сшитый или термостойкий полиэтилен, центральный — алюминиевая фольга толщиной 0,3-0,5 мм. Полимер в трубе отвечает за герметичность, прочность и эластичность. Фольга препятствует кислородной диффузии.
Сильные стороны материала:
Полипропиленовые трубы
Полипропиленовые трубы довольно популярны в России, что на взгляд редакции портала StroyGuru сложно объяснить. Ведь явных предпосылок для этого нет, несмотря на то, что начали выпускать трубы, армированные стекловолокном. Чтобы убедиться в выводе специалистов сайта, рассмотрим плюсы и минусы материала.
Плюсы есть, но их полностью перекрывают недостатки. И они настолько серьезные, что для «теплых полов» рекомендовать такие трубы ни один уважающий себя профессионал не будет:
Для сведения: меньший шаг возможен только при сращивании труб внутри стяжки, что недопустимо.
Гофрированные трубы из нержавеющей стали
Ребристые трубы из стали толщиной 0,3-0,5 мм, покрытые полимером, стали активно применяться в системах водяного обогрева пола. В зависимости от вида термообработки (отожженные или нет) имеют разную гибкость и цену. В остальном технико-эксплуатационные характеристики идентичны.
Среди достоинств обращает на себя внимание:
Недостатки есть, куда уж без них:
Вывод: пока рано говорить о превосходстве гофрированных труб над пластиком.
Трубы из сшитого полиэтилена PE-X
На основе полиэтилена производится большой класс трубной продукции, включающий металлопластиковые трубы, трубы из сшитого полиэтилена и полиэтилена с высокой термостойкостью.
В первом случае диффузионный барьер выполнен из фольги, поэтому и металлопластик, во втором, из особого полимера под названием EVOH. В отличие от металлопластиковых труб, трубы из сшитого полиэтилена могут быть одно-, двух- и трехслойными. Ведь основная нагрузка ложится на полиэтилен. Роль прослойки — вспомогательная: защищать теплоноситель (воду) от кислорода.
Сшитый полиэтилен имеет более устойчивую структуру, усиленную поперечными межмолекулярными связями, что хорошо видно на схеме внизу.
Однако факт сшивки не всегда является достоверным — полно подделок. Проверить можно просто, при этом в домашних условиях — засунуть небольшой кусок в духовку и подержать там минут 10-20 при температуре +120-150 o С. Сшитый сохранит форму, простой превратится в тягучий сгусток.
У двух- и трехслойных труб много достоинств:
Вывод: по соотношению цена/качество трубы из сшитого полиэтилена с диффузионным барьером EVOH являются лучшим вариантом для укладки в стяжку при отоплении дома или коттеджа с помощью «теплого пола».
Трубы из термостойкого полиэтилена PE-RT
Термостойкий полиэтилен отличается от сшитого более разветвленными связями между молекулами. Эти связи не сшиваются, а образуются в процессе синтеза. Они более равномерные, но менее устойчивые. Поэтому у труб немного другие сильные и слабые стороны.
К плюсам с полным правом можно отнести:
Слабостью материала является:
Популярные производители и цены
В продаже можно встретить трубы не только от производителей «теплых полов», но и специализирующихся на трубной продукции компаний. У профессионалов на этот счет противоположные точки зрения. Одни считают, что узкоспециализированное производство поставляет на рынок более качественную продукцию. Другие утверждают, что использование комплектующих элементов от разных производителей не позволяет добиться необходимой герметичности и плотности соединения.
Редакция портала не имеет возможности однозначно утверждать, кто прав. Поэтому приводит лучших производителей труб без привязки к основной сфере деятельности. Отметим, что перечень составлен на основании отзывов покупателей на форумах, мнению профессионалов и объема продаж. Поэтому приведенный ниже список компаний может не совпадать с различными рейтингами.
«Uponor». Финская компания «Uponor» выпускает металлопластиковые трубы и из сшитого полиэтилена. Лучшими считаются полиэтиленовые трубы «Uponor» PEXa evaIPEX Q&E 16 x 2,0 и «Uponor» PEXa evaIPEX Q&E 20 x 2,0. Они имеют защитный слой от проникновения кислорода EVOH, предотвращающий коррозию элементов системы и долгий срок службы: 50 лет при температуре теплоносителя до 60 o С.
Разработаны специально под «теплые полы» компании, поэтому неизвестно, как они поведут себя при покупке коллектора другого производителя. Максимальная температура — +95°C, рабочее давление — 6 атм. Продаются в бухтах от 50 до 240 м. Цена — 170-215 руб./м п.
«Rehau». Немецкая компания «Rehau» производит полиэтиленовые и металлопластиковые трубы. Лучшими считаются:
Для продукта характерно немецкое качество и длительный срок эксплуатации.
«Wieland». Немецкая компания «Wieland» производит трубы из чистой меди в пластиковой оболочке. Лучшими считаются «Wieland» Cuprotherm CTX. Продаются по 50 м (диаметр 20 х 2 мм) и 100 м (диаметр 16 х 2 мм). Цена 1 м п. начинается от 238 руб. для 16-тимиллиметровых и от 378 для 20-тимиллиметровых.
Легко монтируются, т.к. имеют высокую гибкость по сравнению с классическими медными трубками. Для соединения с коллектором используются обычные пресс-фитинги для металлопластиковых труб.
«Wavin Ekoplastik». Трубы из полипропилена нового, четвертого поколения (PP-RCТ) чешского производства имеют удачное соотношение цены и качества. Их особенность в существенном увеличении прочности и термостойкости — начинают плавиться при +170оС. Всего этого нет у аналогичных труб других производителей.
Следует отметить и еще один нюанс — более тонкие стенки, что увеличивает пропускную способность контура без ущерба для долговечности. Ничем не отличается от простых полипропиленовых труб. Поэтому можно нарваться на грубую подделку.
Продается в бухтах или длиной, нужной покупателю, нарезается. Цена начинается от 86 руб./м п. При наличии финансов можно купить трубу, где пластик армирован базальтовым волокном. Правда, цена выше — от 112 руб./м п.
«HydroSta». Компания из Южной Кореи «HydroSta» производит трубы из различных материалов. Лучшими считаются гофрированные трубы из нержавеющей не отожженной стали с полимерным покрытием диаметром 20 мм торговой марки «FLEXY». Размер 20 х 2,0 мм. Упаковка по 30 и 50 м. Цена 1 погонного метра — от 145 руб. Кроме этого, нужно отметить следующие бренды:
Приведенный перечень ведущих производителей позволит быстрее определиться, какие трубы лучше использовать для «теплого пола».
Расчет необходимого количества
По СНиП расход трубы на 1 м2 — 5 м. Но это усредненный показатель. Более точно количество труб можно посчитать по формуле:
L = S/P*k+(K*2), где:
Чтобы получить общий результат, нужно сложить длину всех контуров.
Расчет трубы для «теплого пола можно выполнить и с помощью онлайн калькулятора, который находится здесь.
Для ленивых пользователей интернета приводим шпаргалку, где уже проведены соответствующие вычисления.
| Шаг, мм | Расход трубы на 1 м2 в пог. м. |
|---|---|
| 100 | 10 |
| 150 | 6,7 |
| 200 | 5 |
| 250 | 4 |
Заключение
Приведенный выше материал для многих домашних мастеров может показаться сложным — нужны специальные знания. Отбросим все умные и специальные слова и термины и дадим совет, какую трубу выбрать для «теплого пола» понятным, даже далеким от строительства людям, языком.