водяной теплый пол элементы
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.
Оборудование для водяного теплого пола
В холода ощущать тепло под ногами очень приятно и поэтому подогрев пола становится все популярнее. Несмотря на дороговизну, сложность и длительность монтажа, чаще делают водяной подогрев. В эксплуатации он дешевле и это один из наиболее весомых доводов в его пользу. Какие комплектующие для теплого водяного пола могут потребоваться, для чего они нужны — об этом подробнее ниже.
Как устроен теплый водяной пол и как он работает
Для начала поговорим об общем устройстве водяного теплого пола. Он представляет собой систему труб, уложенных в конструкции пола, по которым течет теплоноситель. Нагревается пол за счет того, что теплоноситель отдает свое тепло.
Что требуется для водяного теплого пола
Теплоноситель — это либо вода, либо незамерзающая жидкость. В большинстве случаев используется вода. Ее нагревает котел. Иногда в новых многоэтажных домах есть специальные стояки для подключения водяного теплого пола. Но это скорее, исключение, чем правило. Поэтому будем говорить о системе теплого пола, работающего от котла.
Назначение основных узлов
Трубы теплого пола закольцованы и через специальный смесительный узел, подключены к котлу. Один конец на подачу, другой — в обратку. Задача смесительного узла — понизить температуру теплоносителя, которая на выходе из котла может достигать 90°C и выше. Обычно теплый пол — вторичная система отопления, а основное тепло дают радиаторы. Вот в них и подается горячая вода. В трубы теплого пола максимально можно подавать теплоноситель температурой 35-45°С (зависит от типа напольного покрытия). Иначе будет слишком горячо и некомфортно.
Оборудование для водяного теплого пола: общая схема
Сложно обойтись и без коллекторной распределительной системы. Это оборудование служит для выравнивания температуры теплоносителя в разных контурах (петлях труб) водяного теплого пола. Дело в том, что длина трубы теплого пола ограничена. Зависит она от мощности котла, производительности насоса, сечения самой трубы, материала из которого она изготовлена.
Пример планировки контуров теплого водяного пола
Обычно один контур — это около 50 метров трубы. Может быть больше и меньше. Минимум при наличии коллекторной группы не ограничивается, а максимум — примерно 70 метров. Причем даже на небольшую комнату приходится укладывать более одной петли. И петли, как правило, разной длины. Если подавать в петли разной длины воду с одинаковой температурой, у длинной на выходе вода будет совсем холодная, у короткой — вполне теплая. Это приводит к разному нагреву пола. То есть какой-то кусок может быть горячим, а какой-то ощутимо холодным. Выравниванием температур и занимается коллекторный узел.
Есть у него еще одно применение. Он дает возможность устанавливать в разных помещениях различную температуру пола. Например, в ванной можно сделать потеплее, в гостиной — прохладнее. Или как вам захочется.
Перечень необходимых комплектующих
На схеме даны далеко не все узлы и необходимые материалы, которые потребуются для устройства теплого водяного пола. Ниже приведем более полный перечень с краткими заметками. Будем исходить из того, что все предварительные работы проведены, утепление пола уже присутствует или в нем нет необходимости. Не будем считать также бетон или пескоцементную смесь. Их толщина и необходимое количество просчитывается отдельно. Не учитываем также как именно будет нагреваться вода, как и трубы подводки. С учетом всех этих «но», вот что нужно для теплого водяного пола:
Собственно, это весь перечень. Но потребуются еще некоторые фитинги и другие расходные материалы. Их сложно перечислить, так как зависит все от системы и использованных комплектующих.
Трубы водяного теплого пола: какие могут быть
Особенность водяного подогрева пола в том, что трубы обычно замурованы в стяжке. То есть, чтобы заменить их (по старости) или устранить течь, придется разбивать бетон. Сначала, конечно, надо снять чистовую отделку пола, а затем уже ковырять бетон. Невеселая перспектива. Чтобы избежать подобного, все трубы для теплого пола, прежде всего, рассматривают с точки зрения надежности и долговечности. Еще важно, чтобы они хорошо гнулись, так как их приходится укладывать по определенной схеме, в которой присутствуют изгибы.
Труб для водяного теплого пола потребуется много
Еще материал труб для теплого пола не должен пропускать кислород. Иначе он будет окислять металлические компоненты системы отопления. Ну, и стенки должны быть достаточно прочными, чтобы выдерживать постоянное давление стяжки. Что еще важно — цена. Труб требуется много (больше сотни метров на небольшую комнату), так что цена важна. Но в приоритете надежность и долговечность. Требований, как видите, немало, но есть из чего выбрать.
Металлопластиковые трубы
Это комбинированный вид труб. В слое пластика залита металлическая фольга. Труба получается довольно гибкой (минимальный изгиб 8 радиусов), мало пропускает кислород. Но:
Выпускаются МП трубы в виде бухт. Самая распространенная длина 20-30 метров, но можно «под заказ» найти и длиной 60-70 метров. С десяток лет назад это был довольно популярный вариант, но сегодня есть труба по той же (приблизительно) цене, но с лучшими характеристиками.
Полипропилен — не слишком удобен
Полипропиленовые трубы в стяжку укладываются только армированные. Другие просто не выдержат подобной нагрузки. А это значит, что они почти не гнутся. В местах сгиба их разрезают и ставят фитинги, но соединения в стяжке — дело опасное. Есть еще вариант. Выбрать схему с малым числом поворотов и сгибать трубу предварительно ее разогрев. Так ее можно согнуть, но радиус изгиба будет не менее 8 диаметров, что довольно много.
Слишком много соединений. Заливать в стяжку рискованно
Плюсы использования полипропиленовых труб для теплого пола — они долговечны, не слишком дороги, могут несколько раз замораживаться. Но механическая прочность не слишком высокая, так что минимальная стяжка над поверхностью трубы — 5 см. С учетом того, что стенки у ПП трубы тоже немалые, общий слой бетона будет не менее 7 см. А это повышенная нагрузка на перекрытие, да и дополнительные расходы на раствор. В общем, этот тип труб для теплого водяного пола малопригоден.
Медные трубы для теплого пола
Медь — надежна, не пропускает кислород, хорошо гнется. Бухты могут быть по несколько десятков метров, что уменьшает количество сварных швов. В принципе, можно обойтись и без них, но коллекторная группа будет большой (и дорогой).
Элементы теплого водяного пола: труба из меди — в стяжку лучше не заливать
К минусам использования медной трубы относят стоимость и электрохимическую коррозию, которая возникает, если медь оставить в слое бетона. Со стоимостью все ясно. Медь дорогая. А коррозия — это процесс в результате которого разъедаются стенки трубы. Поэтому в стяжку медь обычно не заливают. Эту трубу применяют в «сухом» водяном полу. Это если трубы укладывают в специальные пластины, а сверху настилают дощатый пол. Для этого медь идеальна. Она хорошо отдает тепло. Лучше всех полимеров. Так что при использовании сухой системы теплого пола целесообразно разориться на медные трубы.
Сшитый полиэтилен: PEX и PERT
Для теплого пола используется специально обработанный полиэтилен — сшитый. Под сшивкой понимают специальную обработку этого полимера, в результате которой повышается прочность и появляется способность переносить высокие температуры.
Трубы PEX
Для теплого пола рекомендуют использовать сшитый полиэтилен типа PEXa, PEXb PEXc. PEXa предпочтительнее, так как имеет более стабильные характеристики.
Так обычно выглядит труба из сшитого полиэтилена
Вообще, они хороши: недорогие, гибкие, долговечные. Однако стоит помнить, что материал упругий. Минимальный радиус изгиба небольшой — 3-4 диаметра. Но чтобы удержать трубу, ее надо очень хорошо привязывать. То есть монтаж не самый легкий. Зато при любой скорости движения теплоносителя такой теплый пол не шумит (что может быт с медной и полипропиленовой трубой). И цена — не дороже металлопластика.
Трубы PERT
Есть еще один вид полиэтиленовой трубы для теплого пола — PERT. Отличается от PEX тем, что в исходный материал вводятся добавки, улучшающие прочность, повышающие стойкость к воздействию температуры. Сама труба более дешевая, характеристики более стабильные. Но только при условии, что теплоноситель будет не теплее 70°C. С этой температуры начинается резкая потеря свойств. Для теплого пола это не критично, ведь температура теплоносителя должна быть не выше 50°C. Хотя контролируется она автоматикой, а с ней случаются сбои.
Таблица для сравнения труб из сшитого полиэтилена разного типа
Так что если выбор стоит между PEX и PERT, первый имеет смысл применять в паре с котлами не слишком автоматизированными. Это дровяные и угольные. В силу особенностей, температуру на выходе сложнее контролировать. Труба PEX может кратковременно выдерживать перегрев (до 110°C) без последствий. PERT же стремительно стареет и разрушается. Поэтому этот вид труб имеет смысл применять в системах с автоматизированными котлами.
К недостаткам труб из сшитого полиэтилена стоит отнести большое линейное расширение при нагреве (1000 мм на 100 метров трубы). Залитые в стяжке, они никуда деться не могут. Могут только съежиться. А это уменьшает просвет трубы, увеличивает гидравлическое сопротивление. Чтобы избежать этого, стяжку заливают когда полиэтиленовые трубы находятся под избыточным давлением. Оно на 30-50% выше рабочего. Это и проверка на прочность, и трубы будут частично удлиненные. Так что при нагреве не будут так сжиматься.
Чем крепить
Мелкие, но важные комплектующие для теплого водяного пола — крепеж для труб. Правильно выбранный, он ускоряет монтаж. При этом качество фиксации не страдает. Вот чем можно крепить трубы водяного пола:
Это основные способы крепления трубы теплого пола. Самый экономный — к сетке при помощи стяжек. Стяжки можно заменить проволокой, но это будет дешевле только, если проволока у вас бесплатная.
Коллекторно-смесительная группа
В разных схемах это оборудование может указываться по-разному. Где-то есть отдельно смесительный узел и коллектор. Где-то они объединены. Или есть только коллектор. Все это рабочие варианты, просто подобраны они для разных систем.
Различная комплектация и выполняемые функции
Смесительный узел: для чего и когда нужен
Как уже говорили, обычно теплый водяной пол — часть системы отопления. Причем, дополнительная часть. Основное тепло дают радиаторы. На них подается горячий теплоноситель. Вплоть до 95°С. Для теплого пола максимальная температура — 50°С. Чтобы понизить почти кипяток до просто горячей воды и нужен смесительный узел.
Смесительная группа — это регулируемая перемычка между подачей и обратным трубопроводом. С ее помощью в горячий теплоноситель от котла подается некоторое количество холодного. Таким образом понижается температура до заданного значения.
Смесительный и насосно-смесительный узел. Необходимая вещь для большинства систем водяного подогрева
В этот узел обычно включают и насос. Даже если есть насос в котле, на водяной теплый пол нужен свой. Это система с высоким гидравлическим сопротивлением. И чтобы обеспечить нормальное движение теплоносителя, требуется свой насос, способный преодолеть это сопротивление.
Всегда ли нужен смесительный узел? Не всегда. Он не нужен, если от котла или из стояка идет теплоноситель с требуемой температурой. Например, если стоит конденсационный газовый котел. Или есть стояк с теплоносителем +40-50°C. В таком случае просто ставят насос на подающий или обратный трубопровод. И это все.
Коллектор и его комплектация
Коллектор теплого пола (называют еще гребенка) выполняет сразу несколько функций. Основная — распределение теплоносителя по контурам на подаче и сбор его на приеме. С этим справляется самая элементарная труба с наваренными отводками. Вернее, два подобных устройства. К отводкам подключаются трубы. К одной — подача, к другой — обратка. Элементарное устройство.
Так выглядят коллекторные группы теплого пола
К необходимым компонентам этого узла также относятся два крана — на подающей и обратной гребенке. Через них система заполняется теплоносителем, а затем опрессовывается (при помощи специального устройства проверяется повышенным давлением). Через эти же краны теплоноситель сливается. Также очень желательно иметь тут манометр для контроля давления. Это то, без чего обойтись сложно.
Вроде с обоими узлами понятно. Но почему группа может называться коллекторно-смесительной. Потому что в большинстве случаев требуются оба этих узла. Ставить отдельно, один за другим — это дополнительные фитинги. А они всегда самые дорогие компоненты системы. А еще дополнительные соединения увеличивают риск протечки. Поэтому производители и делают в одном корпусе смеситель и коллекторный узел. И называют его соответственно.
Расходомеры
Такой вариант — просто труба с отводками — работает нормально только при условии, что все подключенные контура имеют одинаковую длину. Так рекомендуют делать специалисты. Но на деле получается так спланировать систему очень редко. А если контура будут разной длины, то греться они будут по-разному. Самым горячим будет самый короткий. Он будет иметь наименьшее гидравлическое сопротивление, так что большая часть теплоносителя потечет именно через этот контур. Самым холодным, соответственно, будет самый длинный.
Расходомеры — часть комплектующих, позволяющая сбалансировать гидравлическое сопротивление различных по длине контуров теплого водяного пола
Чтобы избежать подобной картины, на подаче ставят расходомеры, которые выравнивают гидравлическое сопротивление контуров. Они ставятся на каждый из контуров. Все что они делают — при необходимости уменьшают просвет, что повышает гидравлическое сопротивление. Таким образом выравнивается интенсивность движения теплоносителя по контурам различной длины.
Терморегуляторы
Есть еще одно устройство, которое ставят на отводки коллектора теплого пола. Это терморегуляторы. Могут быть ручные или с сервоприводами. Ручные вам придется крутить самостоятельно, а сервоприводы требуют наличия термостата с датчиком температуры, от которого тянут провода управления. Система получается более дорогая и сложная в установке, но и дает более высокий уровень комфорта. С таким устройством вы можете задавать температуру пола в каждой комнате независимо от других.
Устройство теплого водяного пола с возможностью автоматической регулировки его температуры
Контролировать при этом можно либо температуру пола (датчик устанавливается в стяжку), либо температуру воздуха. Последний вариант применяют, если теплый водяной пол является основным источником тепла.