Принцип действия и особенности водяного теплого пола

Всё дело в деталях

Особенности водяного тёплого пола

Технически водяной теплый пол устроен проще традиционной системы отопления. Его монтаж не вызывает особых затруднений даже у новичков. Главное не допускать самодеятельности и выполнить все работы точно в соответствии с проектом и требованиями производителей.

 

Основные компоненты и параметры водяного тёплого пола

 

Смонтировать систему водяного тёплого пола при условии использования её в качестве вспомогательного отопления в небольшом отдельно взятом помещении можно не вдаваясь в серьезные вычисления.

Раскладывается теплоизоляция и уложенные поверх неё трубы заливаются бетоном, не забывая при этом про такие элементы конструкции, как гидроизоляция, армирование и демпферная лента. Концы труб каждого отопительного контура выводятся в коммутирующий шкаф, и через коллектор - «гребёнку» подсоединяются к основному контуру отопления. Простейший клапан позволяет регулировать температуру воды в контуре, а значит и нагрев пола под ногами.

К сожалению, ситуация, когда напольное отопление, установленное «дикой» бригадой не работает или работает плохо - случай не единичный. Тем более, очень сложно избежать подобных неприятностей, если изначально не было даже схемы раскладки труб, не выполнялся тепловой и гидравлический расчёт системы.

Относительная простота конструкции позволяет браться за работы по монтажу такой системы любому, кто хоть немного умеет что называется «крутить гайки». Ведь на первый взгляд достаточно равномерно разложить трубы по всей площади пола и все будет в порядке. В отдельных редких случаях это так.

Однако, когда обогреваемая теплыми водяными полами площадь имеет более-менее серьёзный размер (иногда уже свыше 30 м2) или количество помещений больше 2-3, все становится не так просто. Особенно если система тёплого пола призвана взять на себя часть отопительной нагрузки. Тут без помощи настоящих специалистов уже не обойтись.

Монтаж такой системы невозможен без учёта теплопотерь здания и знания законов гидравлики, её расчет выполняется с помощью специальных методик и компьютерных программ.

Что интересно, разница в цене между «дорогими» специалистами и «дешёвыми» мастерами не очень велика (по сравнению со стоимостью всей системы отопления разница составит не более 10-15%), зато позволяет избежать многих проблем в дальнейшем.

 

Для чего в доме тёплый пол

Необходимо сразу отметить, что тёплый пол может быть или «комфортным», или «отопительным». В зависимости от задачи и строится вся работа по проектированию, комплектации и монтажу системы.

«Комфортный» тёплый пол подогревает стяжку и напольное покрытие и обеспечивает приятные ощущения для босых ног. Такие полы обустраивают для создания комфорта в ванных и туалетных комнатах, в прихожей и иногда на кухне. Наибольшая концентрация тепла наблюдается непосредственно у поверхности пола, что очень важно при обогреве детских и помещений бассейнов.

При этом полноценным отоплением занимаются традиционные радиаторы. Особенностью комфортного теплого пола является необходимость поддерживать температуру теплоносителя всегда постоянной. Такой вид регулировки называется «термостатическим».

«Отопительный» тёплый пол, помимо комфорта, несет на себе еще и функцию полноценного отопления, то есть компенсации тех потерь, которые происходят через все конструкции (стены, окна, двери и так далее) из-за низкой температуры среды снаружи здания.

В этом случае, для компенсации теплопотерь температура теплоносителя должна меняться в зависимости от изменений температуры снаружи. Чем холоднее погода, тем выше должна быть температура воды в теплом полу, и наоборот. Такое регулирование называется «погодозависимым».

Отопительный тёплый пол – наиболее прогрессивная и совершенная система отопления жилых и общественных зданий. Она незаменима в исторических, культовых или дизайнерских интерьерах, там, где видимые приборы отопления выглядят неуместными. Теплые полы лучше традиционных систем обеспечивают равномерное распределение тепла на больших торговых и выставочных площадях, особенно с высокими потолками.

Самое замечательное, отопление теплыми полами гораздо экономичней радиаторного, так как ощущение комфортного тепла в помещении возникает уже при более низких температурах. То есть если в обычных условиях требуемая температура воздуха составляет 22-24°С, то при напольном отоплении тот же уровень комфорта будет обеспечиваться при 20-22°С. А снижение комнатной температуры на каждый градус даёт экономию энергии в 5-6%.

 

Как задать температуру тёплого пола

Как правило, типовая котельная установка рассчитана на подачу в систему отопления нагретого до 70-90°С теплоносителя. Тёплый пол – это низкотемпературная система отопления, которой требуется теплоноситель с температурой в лучшем случае 40-50°С.

В электрических тёплых полах температура греющего кабеля всегда максимальна, а необходимый нагрев обеспечивается простым включением/выключением системы по команде комнатного термостата. В гидравлических тёплых полах для этих целей используют регулирующий клапан, который «подпитывает» контур более холодной водой из обратной магистрали ровно настолько, насколько потребуется. Это простое и надёжное устройство непрерывно замеряет температуру подающей магистрали контура и способно поддерживать её на заданном уровне.

Тёплый пол – система отопления, собранная из сравнительно тонких труб большой протяженности и расположенных в одной плоскости, в ней полностью отсутствует эффект естественной циркуляции.

Для создания искусственной циркуляции необходим насос, обладающий достаточной производительностью и напором. Циркуляционный насос может быть установлен как в котельной, так и смонтирован на коллекторном узле.

 

Какая нужна производительность тёплого пола?

Требуемая производительность насоса – это количество протекающего через систему теплого пола теплоносителя в объеме, достаточном, чтобы обеспечить перепад температуры между подающей и обратной магистралями в диапазоне 5-10°С. Чем больше площадь теплого пола, тем больше его тепловая мощность, тем больше потребная производительность насоса. На каждый квадратный метр площади теплого пола понадобится расход теплоносителя в объеме от 0,011 до 0,016 м³ в час.

 

Какой нужен напор?

Требуемый напор – перепад давления, создаваемый насосом в системе теплого пола. Этого перепада должно хватать для преодоления сопротивления всех элементов теплого пола при заданном расходе теплоносителя. Сопротивление элементов определяется по специальным таблицам. Главнейшим параметром является сопротивление самой длинной петли теплого пола. Требуемый напор насоса в системе теплого пола обычно не превышает 4-6 м. водяного столба.

Например: Для комфортного теплого пола площадью 60-70 м², отлично подойдет циркуляционный насос WILO-Star-RS 25/6. Такие насосы часто используются в стандартных насосно-смесительных блоках ведущих мировых производителей теплового оборудования. Для отопительного теплого пола площадью 250-270 м², понадобится циркуляционный насос WILO-TOP-RL 30/6,5.

 

Гидравлическими теплыми полами можно управлять тремя способами:

  • Изменяя температуру теплоносителя в подающей магистрали контура.
  • Изменяя расход теплоносителя через отдельные петли.
  • Включая или выключая проток теплоносителя через отдельные петли или группы петель.

Сочетание этих методов позволяет достичь максимального ощущения комфорта при минимальном расходе теплоносителя.

 

Распределение тепла тёплого пола

Напорная характеристика циркуляционного насоса величина постоянная, поэтому на распределительные коллекторы теплоноситель подается с одинаковой гидравлической составляющей. Как правило, все отопительные контуры имеют различную длину труб (из-за разной площади отапливаемых помещений). Важно добиться равного гидравлического давления во всей системе и эффективно распределить теплоноситель по контурам.

Ведь если в длинную и короткую трубы подать одинаковый напор теплоносителя, вода на выходе из более длинного контура будет значительно холоднее. Это скажется на качестве обогрева, пол станет «полосатым». Еще хуже, если вода вообще не потечёт в длинный контур (который имеет высокое гидравлическое сопротивление), а пойдёт по пути меньшего сопротивления (более короткому).

Существует ли возможность управлять отдельными частями водяного тёплого пола? Поддерживать заданную температуру в каждом отдельном помещении (или в разных частях помещения) позволяют термостатические регуляторы.

Для подключения отдельных петель к системе теплого пола в настоящее время используются специальные коллекторы с возможностью подключения от двух до двенадцати петель. Размещают их обычно во встраиваемых коллекторных шкафах. На обратной магистрали такого коллектора смонтированы регулировочные вентили с расходомерами. Они позволяют визуально контролировать и изменять расход теплоносителя через каждую отдельную петлю, а значит, по необходимости, задавать и изменять температуру отдельных частей теплого пола. Регуляторы расхода позволяют сбалансировать подачу теплоносителя в контуры так, чтобы распределение теплоносителя по всей площади помещения было равномерным.

Для автоматического изменения и поддержания в помещении требуемого микроклимата в зависимости от наружной температуры, открытых окон, работы других отопительных приборов, применяют погодозависимые регуляторы отопления в комплекте с датчиками температуры. Они поддерживают температуру подающей линии в определённых заданных границах. Тепла в этом случае производится не больше и не меньше, чем необходимо.

 

Регулируемый нагрев тёплого пола

Температура в комнате должна быть ровно такой, чтобы обеспечить чувство комфорта. При этом учитывается назначение помещения. Например, нагревать до 20°C спальню или редко используемые помещения обычно не требуется. На ночь или на время отсутствия хозяев, температуру в доме можно понизить. Проще и надёжнее всего это можно выполнить с помощью комнатных термостатов, позволяющих индивидуальное временное программирование фаз нагрева и понижения температуры.

Температуру помещения можно таким образом понизить примерно на 5°С по сравнению с периодом полного отопления. Большее снижение не приносит никакой дальнейшей экономии, поскольку для дальнейшего полного прогрева требуются существенное повышение мощности нагрева.

Необходимо избегать другой крайности, когда отапливается одна единственная комната или ряд комнат. Это приводит к неконтролируемым потерям тепла через стены, потолок, пол и двери в смежные не отапливаемые помещения. В результате мощности системы тёплого пола становится недостаточно и комната больше не обогревается должным образом. При этом возникает неприятное чувство холода (эффект открытых дверей). Отопление работает, но, тем не менее, не обеспечивает комфорта. Кроме того и конструкции здания, если его части не отапливаются или отапливаются недостаточным образом, может пострадать. Это неправильная экономия. Наиболее высокий комфорт и рациональный режим работы отопления обеспечиваются тогда, когда все помещения в доме отапливаются равномерно и в соответствии с их назначением.