Как работает теплый пол

Сегодня нагревательные полы встречаются в помещениях довольно часто. Они могут выступать в качестве основного или дополнительного обогрева.

Однако, чтобы данная система функционировала эффективно, важно разбираться в принципе работы водяных тёплых полов, и правильно произвести их монтаж.

Как работает водяной тёплый пол, его устройство

Тёплый водяной пол — надёжная и экономичная система, создающая комфортные условия человеку. Благодаря особенностям конструкции, температура в нижней части помещения всегда будет на несколько градусов выше, чем в районе головы.

Сама система представляет собой устройство из труб, размещённых между черновым полом и финишным покрытием. Контур включает в себя подачу и обратку. Конструкция может заливаться бетонной стяжкой, или быть уложена настильным методом.

Кроме того, сооружение обустраивается коллекторным узлом, который оснащён приборами для регулировки. Нагрев осуществляется за счёт горячего теплоносителя циркулирующего внутри контура, а движение самого теплоносителя обеспечивается за счет специального циркуляционного насоса.

Для монтажа водяных греющих конструкций требуется получить разрешение, так как осуществляется врезка в общую отопительную систему. В основном, тёплые полы устанавливаются в частных домах, в квартирах они кладутся реже — есть риск подтопления соседей снизу. Помимо этого, в своём доме возможно подключение к автономному котлу.

«Пирог» водяного тёплого пола выглядит следующим образом:

• основание;
• гидроизоляция;
• теплоизоляционный слой;
• трубы;
• бетонная стяжка;
• финишное покрытие.

К сведению! Стандартный размер труб составляет 16 мм, при этом допустимая длина контура 80 см, при диаметре 20 — 120 см.

Средняя толщина «пирога» водяного пола колеблется от 18 до 23 см.

Водяной тёплый пол является низкотемпературным устройством, степень нагрева циркулирующей жидкости составляет от 35 до 45 градусов. Мощность его зависит от температуры теплоносителя. При нагревании воды до 45 градусов, мощность будет составлять 140 Вт. Поэтому, при отапливании дома только водяным теплым полом, площадь покрытия должна быть не менее 70%. 

Помимо экономичности, водяной контур залитый бетонной стяжкой долго держит тепло. К минусам можно отнести продолжительное время, которое требуется на прогрев слоя бетона, и тяжесть конструкции. Её могут выдержать не все перекрытия.

Существует ряд схем подключения тёплого пола, принцип работы некоторых из них мы рассмотрим подробнее в данной статье.

Как работает теплый пол в комбинации с радиаторами

Бывают случаи, когда обустроить конструкцию пола с обогревом можно только в комбинации с радиатором. В качестве основного источника отопления будут выступать батареи, они чаще устанавливаются у окна. А как дополнительный обогрев помещения, по центру комнаты или зонально, устанавливаются греющие полы. 

При правильно выбранном половом покрытие комбинированная система может укладываться в помещениях, которые имеют любое предназначение, и в зданиях с любым количеством этажей.

Плюсом обустройства водных полов на первом этаже является то, что тёплые воздушные потоки будут подниматься к потолку, и обогревать не только этот этаж, но и пол следующего, где устанавливаются лишь радиаторы.

Для реализации такой схемы есть несколько способов. Одним, является установка на входе и выходе Т-разъёма, с одной стороны к нему присоединяется радиатор, а с другой тёплый пол.

Кроме того, половое отопление легко подключить к уже имеющейся радиаторной системе. Это можно сделать при помощи беспроводного термостата, он способствует облегчению и ускорению как процесса монтажа, так и процедуры подключения тёплого пола.

Устройство и принцип работы системы при подключении к котлу

Котёл — оборудование, отвечающее за нагрев теплоносителя. При обустройстве тёплых водяных полов, в нём отпадает необходимость, если система подключается к центральному отоплению.

Важный момент, на который следует обращать внимание при работе пола с автономным котлом — нагрев воды не должен превышать в среднем 45 С. Особенно это касается газового котла, так как:

• он эффективно работает на максимальных приделах — 70 — 90 С, при снижении градуса КПД понижается, а траты на топливо увеличиваются;
• если котёл работает на меньших температурах, то образуется конденсат, что сокращает его срок службы.

Чтобы избежать этих моментов, рекомендовано приобретать котёл с необходимыми температурными перепадами (конденсационный).

Ещё один вариант, установить тёплый пол от котла, который работает от электричества, но это дорогой ресурс. Электрокотлы бывают:

1. С Тэном — оборудование не дорогое, но часто ломается.
2. Электродные — их работа зависит от качества теплоносителя, точнее, от токопроводимости жидкости. Такое устройство требует периодического обслуживания — замены электродов. Для его запуска нужна питьевая вода, или специальная жидкость, которую можно купить вмести с оборудованием.
3. Индукционные — самые дорогие, но экономичные. Вода греется быстро, при минимальном потреблении электричества.

Если рассматривать водяные тёплые полы работающие от котла с точки зрения экономичности, то после газовых, идут устройства работающие от пеллетов и брикетов. При использовании твёрдого топлива требуется постоянная уборка золы и шлака из топки. Можно приобрести котёл длительного горения, он стоит дороже, зато заправка проводится в среднем 1 раз в неделю, и продукты горения убираются гораздо реже.

Сегодня, в продаже есть и комбинированные модели котлов, они работают от твёрдого топлива и электричества. Есть автоматические ТЭНы, которые при достижении заданной температуры выключаются, а затем снова включаются.

К сведению! Жидкотопливные котлы в тёплых полах используются редко, так как их нужно располагать в отдельном помещении, из-за наличия запаха и шумной работы агрегата.

Принцип работы со смесительным узлом (трех и двухходовым клапаном)

Смесительный узел включает в себя два основных элемента: циркуляционный насос и регулирующий клапан. Насос способствует движению теплоносителя, а с помощью клапанов осуществляется регулировка поступления горячей воды, для поддержания отопления на нужном уровне.

Узел подмеса может размещаться в коллекторном шкафу или в котельной, на гребёнке.

Смесительные устройства бывают двух разновидностей:

1. С использованием трёхходового смесительного клапана — он предназначен для смешивания нагретой воды идущей от котла, с охлаждённым теплоносителем. При оснащении клапана сервоприводом, узлом можно управлять как термостатическим устройством, так и при помощи контролёров, зависящих от погоды. Данный смесительный узел считается универсальным, хотя имеет несколько недостатков:

• Есть вероятность, что клапан откроет подачу горячего теплоносителя (90 С) в систему, чаще это может произойти при пуске устройства, что спровоцирует разрыв труб;
• Такой клапан имеет невысокую пропускную способность, не достаточную для тёплых полов, что отразится на уровне нагрева теплоносителя.

Однако, данный смесительный узел не заменим в помещениях большой площади, больше 200 м2.

2. С двухходовым клапаном — самый оптимальный вариант, так как происходит постоянное подмешивание холодного теплоносителя, а регулируется лишь вода идущая от котла. Поэтому, пол не перегреется и тем самым, продлится срок его работы.

Такая конструкция применяется только на небольших площадях — до 200 м2.

Это основные смесительные узлы, которые используются при монтаже водяных тёплых полов.

К сведению! Бывают трёхходовые клапаны оснащённые термостатической функцией. Есть модели с электротепловым приводом, с плавной регулировкой, что идеально подходит для тёплых полов.

Как работает система при подключении через насосно-смесительный узел

Ещё один вариант обустройства тёплого пола в частном доме от отопления — установить насосно-смесительный узел. Он монтируется за радиатором, который служит источником тепла. Возможно осуществлять подключение и от котла.

Принцип действия водяного тёплого пола с насосно-смесительным узлом заключается в подмешивании горячего теплоносителя, который поступает от источника обогрева, к холодной отработанной воде. Весь этот процесс происходит в смесительном узле. С помощью балансировочных вентилей, возможно регулировать подачу холодного и горячего теплоносителя.

Тёплый водяной пол с насосно-смесительным узлом считается одним из наиболее эффективных в работе, он способен без труда поддерживать комфортные условия в помещении. Его можно купить готовым или собрать своими руками.

Распределительные коллекторы

Распределительный коллектор — важнейшее устройство, которое отвечает за регулировку тёплых полов. Он предназначен для равномерного распределения теплоносителя по петлям. Оснащён отверстиями для подачи горячей воды и сбору остывшей.

На всех контурах коллектор должен иметь термоклапаны, с их помощью можно менять температуру в каждой петле тёплого пола, и регуляторы расхода. Такая конструкция, в комплекте с температурным датчиком, позволяет поддерживать температуру в помещении на заданном уровне, чутко реагируя на изменения погоды за окном.

В каждой комнате устанавливается термостат, который управляет несколькими приводами, по одному приводу на каждую ветку. Есть модели термостатов с функцией программирования, что позволяет устанавливать нужный режим работы, или время включения и выключения обогрева.

Кроме того, коллектор обеспечивает выход воздуха из системы через спусковой клапан, а запорный кран служит для балансировки и слива воды.

Для удобства, коллекторный узел прячется в специальный металлический шкаф, который устанавливается на стене, или в нише.

Монтаж водяного тёплого пола

Перед работами по монтажу водяного тёплого пола подготавливается схема укладки труб и составляется список необходимого материала.

Пошаговый процесс установки греющего пола выглядит так:

1. Подготовка основания — при наличии трещин и больших перепадов, их следует заделать специальным раствором, или залить тонкий слой черновой стяжки.
2. Монтаж коллекторного шкафа со всем надлежащим оборудованием — это рекомендовано сделать до укладки «пирога» пола, та как данные работы являются грязными, и приведут к образованию пыли и сора.
3. Гидроизоляция — основу нужно застелить гидроизоляционным материалом для защиты от влаги.
4. Монтаж демпферной ленты — ей надо оклеить весь периметр помещения, она спасёт конструкцию от деформации при нагреве.
5. Теплоизоляция — необходимый теплоизоляционный слой на бетонный пол составляет 7 — 10 см. Отлично подходит для этой цели экструдированный пенополистирол. Есть плиты с пазами для укладки и фиксации труб.

Бывает теплоизоляционный материал с фольгированным слоем, он способствует отражению тепла в нужном направлении.

Укладка труб — это сердце тёплого пола, поэтому к их выбору нужно подходить серьёзно.

Трубы бывают:

• металлопластиковые — они сложны в монтаже, имеют большой вес, для их изгиба требуется специальное оборудование;
• полипропиленовые — обладают высокой теплопроводностью, но контур такой нуждается в надёжной фиксации, так как он склонен принимать исходную форму;
• гофрированные нержавеющие — наиболее популярны, удобны в монтаже, с высокой степенью теплопроводности и имеют разные размеры;
• медные — прочны и долговечны, но стоят дорого и произвести укладку самостоятельно трудно;
• полиэтиленовые PERT и PRX — часто используются, так как изделие упругое, с хорошими эксплуатационными характеристиками.

Монтаж труб производится согласно запланированной схеме («улитка» или «змейка»), и с установленным шагом. Фиксация контура может осуществляться к предварительно установленной армирующей сетке пластиковыми хомутами.

При укладке в качестве теплоизоляции мат с бобышками, трубы прокладываются между пазами, и тем самым надёжно закрепляются.

1. Подключение — трубы следует подсоединить к подаче и обратки тёплого пола.
2. Опрессовка пола — её нужно сделать до заливки стяжки, чтобы проверить работоспособность и наличие течи. Тестирование делается при повышенном давлением, на протяжении суток.
3. Заливка стяжки — её толщина зависит от диаметра труб, и составляет в среднем 5 — 7 см. При заливке бетонного раствора, в трубах должно присутствовать давление.

• Первое включение пола — запрещено включать систему до полного высыхания бетонного состава, на это потребуется около месяца. Чтобы не потрескалась стяжка, поднимать температуру нужно постепенно. Начиная с 20 градусов, и повышая каждые сутки на 3 — 4, пока недостигнется рабочая температура.
• Укладка финишного покрытия — материал может быть любым, главное, чтобы он сочетался с греющими системами. Хорошо соседствуют тёплые полы с керамической плиткой.

К сведению! При монтаже пола «сухим способом», процесс сооружения конструкции заключается в установке деревянных лаг, поперёк которых фиксируются рейки, а между них прокладывается трубопровод.

Популярные производители комплектующих

При обустройстве водяного тёплого пола выбрать нужные комплектующие несложно, так как большинство производителей таких систем, выпускают и комплектующие к ним. Кроме того, некоторые изготовители стали производить смесительные узлы, что избавляет пользователей от необходимости устанавливать отдельный циркуляционный насос.

К самым проверенным производителям, которые изготавливают полимерные трубы со сроком службы более 50 лет, относятся:

• «Valtec»;
• «De Dietrich»;
•  «Acv»;
• «Ctc»;
• «Buderus».

Помимо этого, данные компании выпускают пульты управления, что позволяет отслеживать работу системы в любом месте дома.

В заключении можно сказать, что по эффективности водяные тёплые полы превосходят другие виды отопительных приборов. Ведь, ресурс не тратится на обогрев воздуха под потолком.

Решив установить нагревательные полы, внимательно изучите все возможные схемы монтажа данных систем, а также, как работают водяные тёплые полы в квартире или доме, чтобы подобрать оптимальный вариант для себя.

Источник: TrubaNet.ru

Устройство и принцип работы

Водяной тёплый пол, это система обогрева помещения, в которой теплоноситель циркулирует по контуру, находящемуся под напольным покрытием. Обратите внимание, что не всегда трубы находятся в стяжке. Есть «настильные системы», в которых контур не заливается бетоном.

При детальном рассмотрении, пирог водяного тёплого пола состоит из следующих элементов:

1. Подготовленное основание;
2. Стяжка (5 см);
3. Теплоизолятор (5 см);
4. Трубы (2 см);
5. Стяжка (4 см);
6. Напольное покрытие (2 см).

В зависимости от применяемых труб, может быть несколько слоёв гидроизоляции. Основание, это черновой пол в подвальном помещении или на первом этаже частного дома. Первый слой стяжки, требуется именно при отсутствии ровной поверхности.

Теплоизолятор толщиной 5 см – стандартное решение. Но если имеется возможность, то лучше увеличить толщину до 10 см. Это на 10-15% повышает эффективность всей системы. Особенно если водяной тёплый пол устраивается на первом этаже. Лучшим материалом для этого слоя является экструдированный пенополистирол.

Трубы в подавляющем большинстве водяных тёплых полов используются диаметром 16 мм.

Второй слой стяжки закрывает всю систему и служит гигантским аккумулятором тепла.

Толщина пирога водяного тёплого пола, варьируется от 18 до 23 см. А масса 1 м² этой системы достигает четверти тонны! Такие жёсткие условия, существенно ограничивают распространение водяных тёплых полов.

Контур подключают к насосу и котлу, через систему регулировки и контроля.

Где можно использовать

В виду достаточной толщины и массы всей системы, её использование ограничено частным домостроением. В квартирах водяной тёплый пол устанавливать крайне нерационально.

Главная причина – это сложности с подключением питания. К системе центрального отопления можно подключаться только после разрешения из контролирующих органов. И получить его практически невозможно. Даже если оно будет, то исчезнет основной лейтмотив – автономность. Нам известны варианты с установкой в квартире электрических и даже газовых котлов, но это единичные случаи, которые только подтверждают правило: водяной тёплый пол используют только в частных домах.

Преимущества и недостатки

Преимущества водяных тёплых полов во всей полноте раскрываются только при использовании дешёвых энергоносителей, как-то: газ, уголь, дрова. Нагрев теплоносителя электрическим котлом, приблизительно в 7 раз более затратный, чем при использовании газового оборудования.

Гигантская теплоёмкость системы водяного тёплого пола, ещё один плюс. Комната, в которой находится ≈ 100 кг/м² нагретого бетона, быстро остыть не может (в расчёт берётся только верхний слой стяжки).

Но и минусы тоже есть. Прежде всего, это чудовищная инерционность. Чтобы прогреть такой слой стяжки, необходимо время и энергия.

Инерционность подводит к тому, что регулировка температуры водяного тёплого пола, весьма условна. Контролирующая аппаратура снимает показатели температуры с теплоносителя, поверхности пола и воздуха (в некоторых терморегуляторах). Но вносимые через терморегулятор изменения, очень медленно проявляются.

Монтаж водяного тёплого пола

Задача довольно сложная, но выполнимая. Только сначала требуется выровнять основание. Это очень важное требование, учитывая, что выравнивать всё равно потребуется и первым слоем стяжки это делать эффективнее. Почему?

Например, перепад высот в комнате составляет 3 см. Если сразу уложить трубу и только потом выравнивать стяжкой, то получится, что в одном углу высота цементной смеси будет минимальная – 4 см, а в другом 7. Значит, во время эксплуатации тёплых полов, с одной стороны они буду прогревать 4, а с другой 7 см бетона. Такая неравномерная нагрузка, весьма пагубно действует на всю систему в целом и ведёт к быстрой порче напольного покрытия.

Поэтому, первым и важным этапом является выравнивание полов по уровню горизонта. Для подготовки бетонных полов потребуется:

• Маячковый профиль;
• Лазерный уровень;
• Угольник строительный;
• 5-10 кг гипса;
• Грунтовка;
• Мобильная бетономешалка;
• Цемент;
• ПГС;
• Фибра полипропиленовая.

Ход работ:

Полы подметают и грунтуют. Пока сохнет грунт, выставляют маяки. Для этого, посреди комнаты устанавливают лазерный уровень с таким расчётом, чтобы проекция горизонтального луча была на высоте 15-20 см от пола. Затем угольником замеряют высоту от пола до луча в разных углах комнаты и по результатам определяют самую высокую точку. В этом месте, высота стяжки будет минимально допустимой – 4 см. В остальных местах – согласно потребности.

Для установки маяков, гипс разводят до состояния густой сметаны. Затем делают из полученной массы небольшие кучки вдоль одной стены, с шагом 60-80 см, на них укладывают маячковый профиль. Приставляя к нему угольник, выравнивают по уровню горизонта, располагая его на нужной высоте. От стены до первого маяка должно быть 50 см. Между соседними маяками расстояние варьируется в зависимости от длины прави́ла (ориентируйтесь на 1-1,3 м). Учтите, гипс схватывается быстро, работу проводят «без перекура».

Примерно через 30-40 м, можно заливать стяжку. Цемент разводят с ПГС в соотношении 1:5. Полипропиленовую фибру добавляют из расчёта 80 гр. на 100 л смеси. Фибра является элементом дисперсного армирования, качественно повышая прочность покрытия. Кроме того, после застывания, новая поверхность будет идеально гладкой.

Заливают полученную смесь таким образом, чтобы каждая следующая порция, на 10-15 см заходила на предыдущую. По уровню стяжка выравнивается правилом, с ориентацией по маякам.

После заливки всей поверхности, требуется время для технического созревания цементно-песчаной стяжки. Расчёт, примерно, следующий 1 см толщины – 1 неделя.

Укладка теплоизолятора

Экструзионный пенополистирол и сшитый пенополиэтилен, только эти два материала можно применять для устройства теплоизоляции в системе водяных тёплых полов.

Перед укладкой листов теплоизолятора, по периметру комнаты приклеивают демпферную ленту толщиной 10-12 мм. Она служит не только для компенсации теплового расширения стяжки, но и для предотвращения ухода тепла в стены. По высоте, она должна выступать за границы верхнего слоя стяжки.

Листы теплоизолятора раскладывают вразбежку и обязательно на слой гидроизоляции. Для гидроизоляции лучше всего использовать полиэтиленовую плёнку толщиной 0,2 мм.

Если вы решились сделать толщину теплоизоляции 10 см, то будет лучше, если уложить два слоя плит толщиной 5 см. Обязательно с разбежкой между слоями.

Есть вариант использовать в качестве теплоизолятора специальные плиты, предназначенные для организации водяных тёплых полов. Их отличие в бобышках на одной из поверхностей. Между этими бобышками укладывают трубу. Но их стоимость неоправданно высокая. Кроме того, в таких плитах будут держаться далеко не все трубы. Например, полипропиленовые и полиэтиленовые трубы слишком упругие, для них потребуется дополнительная фиксация.

Крепление труб к теплоизолятору не осуществляется. Крепёж должен пройти сквозь слой пенополимера, и зафиксироваться в стяжке. Это очень трудоёмкий процесс, учитывая объём работы.

Монтажные ленты более приемлемое решение, но на них очень трудно укладывать трубу спиралью (улиткой).

Оптимальным вариантом будет фиксация труб на сетке. При этом сетка будет служить именно для крепежа труб, а не для армирования стяжки.

Есть специальные сетки из двуосно ориентированного полипропилена, а можно применять простую кладочную сетку.

Выбор труб и их укладка

Для водяного тёплого пола подходят следующие виды труб:

• Медные;
• Полипропиленовые;
• Полиэтиленовые PERT и PEX;
• Металлопластиковые;
• Гофрированная нержавейка.

У них есть свои сильные и слабые стороны.

Характеристика Материал	Радиус изгиба	Теплопередача	Упругость	Электропроводность	Срок службы*	Цена за 1 м.**	Комментарии
Полипропилен	Ø 8	Низкая	Высокая	Нет	20 лет	22 р	Гнутся только с нагревом. Морозостойкие.
Полиэтилен PERT/PEX	Ø 5	Низкая	Высокая	Нет	20/25 лет	36/55 р	Не выдерживают перегрева.
Металлопластик	Ø 8	Ниже среднего	Нет	Нет	25 лет	60 р	Изгиб только со спецоборудованием. Не морозостойкие.
Медные	Ø3	Высокая	Нет	Есть, требует заземления	50 лет	240 р	Хорошая электропроводность может вызвать корродированние. Требуется заземление.
Гофрированная нержавейка	Ø 2,5-3	Высокая	Нет	Есть, требует заземления	30 лет	92 р

Примечание:

* характеристики труб рассмотрены при эксплуатации в водяных тёплых полах.

** Цены взяты с яндекс.маркета.

Выбор очень сложен, если пытаться сэкономить на себе. Конечно, медные к рассмотрению можно не брать – очень дорого. Но вот гофрированная нержавейка, при более высокой цене, обладает исключительно хорошей теплоотдачей. Разница температур в обратке и на подаче, у них самая большая. Это значит, что тепло они отдают лучше конкурентов. Учитывая маленький радиус изгиба, лёгкость в работе и высокие эксплуатационные характеристики, это самый достойный выбор.

Укладка труб возможна спиралью и змейкой. У каждого варианта есть плюсы и минусы:

• Змейка – простой монтаж, почти всегда наблюдается «эффект зебры».
• Улитка – равномерный прогрев, расход материала увеличивается на 20%, укладка более трудоёмкая и кропотливая.

Но эти способы можно сочетать в пределах одного контура. Например, вдоль стен «смотрящих» на улицу, труба укладывается змейкой, а на остальной площади улиткой. Также можно изменять и частоту витков.

Есть общепринятые стандарты, на которые ориентируются профессионалы:

• Шаг – 20 см;
• Длина трубы в одном контуре не более 120 м;
• Если будет несколько контуров, то их длина должна быть одинакова.

Под стационарные и крупногабаритные предметы интерьера, трубы лучше не заводить. Например, под газовую плиту.

ВАЖНО: обязательно нарисуйте схему укладки с соблюдением масштаба.

Укладку начинают от коллектора. Разматывая бухту фиксируют трубу согласно схеме. Для крепления удобно использовать пластиковые хомуты.

Гофрированная нержавейка выпускается в бухтах по 50 м. Для её соединения используют фирменные муфты.

Последним элементом, уложенным между витков труб, является термодатчик. Он проталкивается в гофротрубу, конец которой заглушен и привязан к сетке.  Расстояние от стены не менее 0,5 м. Не забудьте: 1 контур – 1 термодатчик. Другой конец гофротрубы выводится к стене и далее по кратчайшему пути подводится к терморегулятору.

Система управления и опрессовка контура

Система управления водяным тёплым полов включает:

1. Насос;
2. Котёл;
3. Коллектор;
4. Терморегулятор.

Компоновка всех элементов с соблюдением технических параметров, очень сложная теплотехническая задача. В расчёт принимается масса параметров начиная от количества фитингов и длины труб, и оканчивая толщиной стен и регионом страны. В общих чертах можете ориентироваться на следующие данные:

1. Насос можно использовать только циркуляционный. «Мокрый» тип насоса, надёжнее «Сухого» и менее требователен в обслуживании.

Для расчёта производительности используйте следующую формулу:

Р = 0,172 х W.

Где W – мощность отопительной системы.

Например, при мощности системы 20 кВт, производительность насоса должна быть 20 х 0,172 = 3,44 м³/ч. Округляют результат в большую сторону.

Напор высчитывается более сложной методикой. Ведь трубы расположены горизонтально, а характеристика насоса показывают вертикальный напор. Используйте следующую формулу: H = (L * K) + Z/10. Где L – общая длина контуров, К – коэффициент потерь давления от трения (указан в паспорте трубы, переводится в Мпа), Z – коэффициент ослабления напора в дополнительных элементах

Z₁ – 1,7 вентиль термостата;

Z₂ – 1,2 смеситель;

Z₃ – 1,3 вентили и фитинги.

На примере это выглядит так, допустим, имеются 3 контура, по 120 м. В сумме есть 18 фитингов, 3 вентиля термостата, 1 смеситель. Труба – гофрированная нержавейка ø16 мм, коэффициент потерь 0,025 Мпа.

H = (120*3*0,025) + ((1,7 * 3) + (1,3 * 1) + (1,2 * 18))/10 = 9 + (5,1 + 1,3 + 21,6)/10 = 11,8 м. Результат округляется в большую сторону – напор насоса 12 м.

2. Мощность котла рассчитывается по формуле W = S * 0,1. Где S — площадь дома. Есть ещё масса поправочных коэффициентов, в зависимости от толщины и материала стен дом, климата региона, этажности, наличия смежных комнат.

Учтите, что температура воды на выходе должна быть более 30 — 35́˚C. Чтобы выдержать такую температуру, перед коллектором устанавливают смеситель. В нём вода смешивается до нужной температуры перед подачей в контур.

3. Коллектор регулирует подачу воды в каждом контуре. Без него, вода пойдёт по пути наименьшего сопротивления потоку, то есть по самому короткому контуру. Регулировка осуществляется сервоприводами, согласно данным от терморегулятора.
4. Терморегуляторы наблюдают за температурой в контролируемых помещениях, снимая показатели с термодатчиков.

До опрессовки контура его промывают и только затем подключат к коллектору. Воду подают под обычным давлением, но температуру увеличивают на 4˚C в час, до 50 ˚C. В таком режиме система должна функционировать 60-72 часа. ВАЖНО: во время опрессовки требуется постоянный контроль!

В домашних условиях, без использования специального оборудования, опрессовывать повышенным давлением невозможно.

Если проверка не выявила изъянов монтажа, то можно приступать к дальнейшим операциям.

Стяжка

ВАЖНО: верхний слой стяжки заливают только при заполненном контуре. Но перед этим, металлические трубы заземляют, и закрывают толстой полиэтиленовой плёнкой. Это важное условие, для предотвращения коррозии вследствие электрохимических взаимодействий материалов.

Вопрос армирования можно решить двумя способами. Первый – положить сверху трубы кладочную сетку. Но при таком варианте, возможно появление трещин в следствии усадки.

Другой способ – дисперсное армирование фиброй. При заливке водяных тёплых полов, лучше всего подходит стальная фибра. Добавленная в количестве 1 кг/м³ раствора, она равномерно распределится по всему объёму и качественно повысит прочность застывшего бетона. Полипропиленовая фибра, для верхнего слоя стяжки подходит гораздо меньше, ибо прочностные характеристики стали и полипропилена даже не конкурируют друг с другом.

Устанавливают маяки и замешивают раствор по вышеизложенной рецептуре. Толщина стяжки должна быть не менее 4 см над поверхностью трубы. Учитывая, что ø трубы 16 мм, общая толщина будет достигать 6 см. Время созревания такого слоя цементной стяжки – 1,5 месяца. ВАЖНО: Ускорять процесс включая подогрев пола – недопустимо! Это сложная химическая реакция образования «цементного камня», которая происходит при наличии воды. А нагрев вызовет её испарение.

Ускорить созревание стяжки можно при включении в рецептуру специальных добавок. Некоторые из них вызывают полную гидратацию цементу уже через 7 суток. И кроме этого значительно уменьшают усадку.

Определить готовность стяжки можно, если положить на поверхность рулон туалетной бумаги, и накрыть его кастрюлей. Если процесс созревания окончился, то на утро бумага будет сухая.

Первое включение

Очень важный этап эксплуатации водяного тёплого пола. Чтобы не потрескалась стяжка от неравномерного прогрева, и не повредились трубы, включение проводят по следующей схеме:

1 сутки – температура 20 ˚C.

2 сутки – увеличивают температуру на 3 ˚C.

3 и следующие сутки, поднимают температуру по 4 ˚C, до выхода на рабочий режим.

Только после этого, можно переходить к монтажу напольного покрытия.

Источник: stroypedia.com

Водяной теплый пол

Водяной теплый пол – самая распространенная система для отопления индивидуального дома. Ее важная составляющая – трубы из полипропилена или металлопластика. Также в систему входят циркуляционный насос, коллектор-смеситель, и трехходовые клапаны (по числу водных контуров).

Вот как работает эта система: подогретая жидкость продвигается по  нагревательному контуру и отдает свое тепло стяжке. Остывшая вода уходит в обратку, перетекает в котел, снова нагревается – цикл повторяется дальше. Ограничители, встроенные в систему, не позволяют нагреться полу выше заданной температуры.

Плюсы и минусы водяной системы теплого пола в частном доме

Недостатки	Преимущества
Сложный  монтаж. Если в бетонную стяжку, нужно ждать минимум месяц до ее полного высыхания. Нужна бойлерная.	Совместима с разными видами напольных покрытий.
Первоначальные затраты обойдутся в несколько раз (3-5) дороже, чем у электрического пола.	Очень эффективная система. Температура циркулирующей жидкости 35-50 градусов, это сильно снижает затраты на отопление.
Когда это единственный способ отопления дома, нужны сложные расчеты.	Может быть единственной СО дома.
В случае протечки потребуется полный демонтаж покрытия и удаление стяжки.	Не генерирует электромагнитное поле.
С водяным теплым полом совместимы самые разные виды напольных покрытий, и на него можно стелить ковер.	Не сушит воздух в помещении.

Водяные полы разделяют по виду монтажа: обычно трубы заливают в стяжку, но есть и настильные системы, деревянные или полистирольные.

Каждый вид водяного теплого пола хорош в определенных условиях.

Легкая и быстропрогреваемая настильная система считается идеальным решением для щитовых домов.

Полистирольная система рекомендуется для деревянного пола.

Бетонную систему выбирают для капитальных, мощных построек. Она, как уже говорилось, дороже, но это – незаменимый элемент энергоэффективного дома.

Монтаж системы водяного теплого дело крайне ответственное: протечка будет означать ремонт чернового пола, покрытия и отделки.

Электрический теплый пол

Электрические теплые полы разделяют на:

• Кабельные. Нагревательный элемент в них– резистивный греющий кабель с токопроводящей жилой, защищенной оболочкой.
• Нагревательные маты– кабель на сетчатой подложке.
• Инфракрасные пленочные полы– пленка с углеродными полосами.
• Инфракрасные стержневые. Нагревательный элемент– стержень из углерода.

Кабельный пол

Электрический кабельный пол обычно устаивают в городских квартирах и загородных домах, как часть комбинированной системы отопления. Он хорош там, где планируется минимальная стяжка, или плитка с клеем (поэтому его так часто устраивают на кухне или в санузлах). 

Этот теплый пол в доме не годится для основного отопления, но он хорош, например, для отопления в межсезонье.

В электрическом полу может использоваться резистивный или саморегулирующийся кабель. Резистивный может быть одножильным или двужильным (от этого зависит способ укладки теплого пола, двужильные гораздо удобнее), саморегулирующийся – только двужильным.

Разновидность	Преимущества	Недостатки
Одножильный резистивный кабель. Ненагреваемый конец подключают к регулятору температуры, «змейкой» под полом размещают основной кабель, протягивают второй ненагреваемый конец в начальное соединение и тоже подключают к терморегулятору.	Максимальная температура подогрева в несколько раз выше, чем у двухжильного. Потребляет мало электричества. Стоит недорого.	У резистивного кабеля равномерная  теплоотдача на всех участках, возможен перегрев напольного покрытия под мебелью и выход системы из строя. Лучше, чтобы греющего кабеля под крупной мебелью не было – это придется предусмотреть при проектировании.
Двужильный резистивный кабель. Его достаточно подсоединить к терморегулятору одним концом. Это удобно для большой площади и сложной планировке дома.	Легко монтировать, можно проложить теплоканал высокой сложности. Напряжение, которое проходит через провод, не влияет на электромагнитные импульсы.
Саморегулирующий кабель (две токопроводящие жилы контактируют с матрицей, выполненной из специального полимерного материала).	В зависимости от температуры в помещении самостоятельно изменяет силу нагревания. Хорошо защищен от механического воздействия. Не может перегреться из-за особенностей конструкции.  Долго служит, практически никогда не нуждается в ремонте. Совместим с любым покрытием и под любой мебелью. Можно выполнять контуры разной площади (и менее 1 кв.м). Легкий монтаж теплого пола.	Дорогой. Нужны  специальные пускорегулирующие элементы. Обеспечивает комфортную температуру только на поверхности пола, не способен быстро прогреть комнату.

При устройстве пола из резистивного кабеля важно:

• просчитать длину кабеля
• обратить внимание на материал (латунь, нихром или медь). У них разные свойства и показатели электрического сопротивления
• строго соблюдать допустимую дистанцию между греющими элементами, указанную производителем (обычно не более 12 см)
• правильно выполнить расчеты – невозможно убрать или добавить часть провода на стадии монтирования

При подсчетах обычно ориентируются на следующие данные (на квадратный метр помещения):

• Спальня – 100-150 Вт/кв.м;
• Кухня, прихожая, коридор — 150 Вт/кв.м;
• Санузел — 150 Вт/кв.м
• Балкон -200 Вт/кв.м

Теплый пол под плитку: нагревательные кабельные маты

Нагревательные кабельные маты– лучший теплый пол для укладки под плитку,  потому что его можно укладывать прямо в слой (до 1 см) плиточного клея. С этой задачей справляются и тонкие кабели, но их ассортимент в продаже обычно ограничен.

Маты подходят для всех финишных покрытий. По сравнению с простым кабельным полом, они гораздо быстрее и проще монтируются – кабель уже закреплен на полимерной сетке, и ее нужно просто раскатать по полу. В матах используется и одножильный, и двужильный кабель, и при одинаковой мощности одножильные примерно на 15% дешевле. Так что разница только в цене и величине электромагнитного поля – у одножильных она гораздо сильнее.  Если этот фактор важен, лучше переплатить и купить нагревательные маты из двужильного кабеля.

Минус только один, но большой – достаточно высокая стоимость.

Инфракрасные карбоновые полы

Инфракрасные полы состоят из нагревательных элементов, заполненных карбоновой смесью и закрепленных на основе из полипропилена. Под воздействием тока карбон выделяет тепловые волны длиной 8–14 мкм; волны проходят через напольное покрытие и прогревают именно предметы в комнате (воздух – только незначительно). В комнате, обогреваемой инфракрасным карбоновым полом, всегда очень комфортно– нет пересушенного воздуха, из-за которого мы так страдаем зимой.

Инфракрасные полы не боятся морозов: можно приехать в зимой в холодный загородный дом на выходные после недели адских минусов, включить систему и она будет нормально работать, и комфортная температура установится очень быстро (система входит в рабочий режим за 5-7 минут, но и остывает такой пол сразу же).

У пленочного и стержневого пола есть свои особенности.

Пленочный пол	Стержневой пол
Монтируется без мокрых процессов, на сухую ровную поверхность под финишное покрытие. Монтаж быстрый, с возможностью демонтировать систему и использовать еще раз.	Укладка выполняется в стяжку или слой плиточного клея (2 см) с обязательной термоизоляцией чернового основания. Для  подложки покрытия не допускаются фольгированные материалы.
Не рекомендуется под ковролин, ковровую плитку, линолеум на войлоке – эти покрытия в несколько раз снижают эффективность обогрева. Паркет и массивную доску можно, если рабочая температура системы не выше 28 градусов.	Саморегулируемая система: если на участке под мебелью температура пола повышается, падает мощность потребления нагревательных элементов. И наоборот.
Допускается разрезать на части и размещать произвольно – это позволяет обогревать только какие-то локальные участки помещения: проходы, место, где играют дети и т.п.	Стержневой пол укладывают в любом помещении, можно ставить сверху габаритную мебель и оборудование.
Если какая-то секция сломается, пол будет работать в прежнем режиме – вы этого даже не заметите.	Благодаря схеме параллельного подключения система будет стабильно работать, даже если выйдет из строя несколько нагревательных элементов.

Нагревательные покрытия такого типа применяются для обогрева лестниц и крыльца в частных домах, для предотвращения образования льда.

Источник: www.forumhouse.ru

Теплые полы с каждым годом занимают все более уверенную позицию на рынке отопительных приборов. Преимуществом такой системы обогрева становится не только экономия рабочего пространства в помещении, но и равномерное распределение тепла.

Производители выпускают различные модификации, которые можно условно объединить по типу нагревательного элемента:

1. Кабельный обогрев;

2. Нагревательные маты;

3. Пленочный инфракрасный излучатель;

4. Жидкостно-электрические конструкции.

Физические принципы, заложенные в работу электрического теплого пола

1. Кабельный обогрев с резистивными жилами. При передаче электроэнергии на основе закона Джоуля-Ленца происходит выделение тепла. Эта закономерность заложена в основу работы нагревательных элементов.

Если в обычных проводах подбирают металлы и их сечение для того, чтобы при максимальной нагрузке снизить тепловые потери, то в системе теплого пола создают конструкции, способные выделять максимальное количество тепловой энергии длительное время без нарушения эксплуатационных характеристик.

Для этого нагревательные элементы создают в виде кабельных конструкций, состоящих из:

• токопроводящей нити резистивного типа, выделяющей тепло;
• слоя тефлоновой изоляции из теплостойкого ПВХ-пластита.

Такие кабели могут быть изготовлены с одной внутренней токопроводящей жилой или двумя. Они используются для разных способов монтажа и подключения. Производители дают на них гарантию от 20 лет и более при соблюдении правил эксплуатации.

При эксплуатации этих конструкций должен соблюдаться баланс тепла, выделяемого от проходящего по жилам электрического тока и отводом его в нагреваемый пол. Для этого все прилегающие к кабелю участки пола создают с однородной структурой, обеспечивающей равномерные тепловые и механические нагрузки.

2. Кабели с жилами саморегулирующегося нагрева. В системе теплого пола могут применяться конструкции саморегулирующегося нагревательного кабеля. Они имеют обыкновенные токопроводящие, а не нагревательные жилы, между которыми расположена полупроводниковая матрица с огромным количеством независимых между собой элементов. Ее диэлектрические свойства определяют именно эти полупроводники, реагирующие на изменения окружающей их температуры.

Когда какой-то участок саморегулирующего кабеля охлажден, то внутри матрицы за счет полупроводников создается структура с большим количеством дорожек для прохождения через них тока, который нагревает кабель и окружающие его слои.

При средней температуре структура полупроводников увеличивает электрическое сопротивление, снижая условия для протекания через них тока и, тем самым, несколько уменьшает выделение тепла.

3. Кабельные маты. Вначале резистивные кабели при монтаже теплого пола просто раскладывали на полу в виде змейки, а затем фиксировали крепежными элементами. Эта технология применяется и сейчас для одножильных и двухжильных конструкций.

Однако производители стали выпускать кабельные маты. Пример исполнения такой конструкции показан на картинке, где сам кабель уже вплетен в мягкую диэлектрическую сетку определенным образом. Его уже не требуется тщательно выкладывать. Достаточно просто раскатать сложенный рулон по длине помещения для последующей фиксации раствором.

Холодные концы для подключения кабельного мата в электрическую схему входят в комплект поставки. Они подключаются через специальные переходники-муфты. Подсоединение «напрямую» запрещено технологией монтажа.

Если возникает необходимость поворота направления раскладки, то крепежную сетку легко разрезать обычными ножницами не задевая кабеля, который потом просто разворачивается в нужном направлении под любым углом.

4. Жидкостно-электрические конструкции. Электро-водяные разработки теплого пола объединяют в себе электрический нагрев нитей с последующей передачей тепла через теплоноситель — воду, расположенную в герметичной трубке из пластика, обладающего высокопрочными механическими характеристиками. Вся конструкция собрана в виде семижильного кабеля, использующего сплавы для нитей из хрома с никелем и оболочку с покрытием из силикона и тефлона.

Силиконовый слой выдерживает температуры до 280 градусов, обладая высокими диэлектрическими свойствами. Покрытие тефлона создает препятствие для проникновения воды и обладает большой стойкостью к воздействию химических веществ.

Жидкость, заполняющая кабель, успешно выдерживает без замерзания даже двадцатиградусный мороз, но она быстро закипает при прохождении по нитям электрического тока. Во время ее кипения тепло быстрее передается окружающей среде. Это обеспечивает экономию электроэнергии.

Источник: zen.yandex.ru