обустройство теплого водяного пола в частном доме
Теплый водяной пол как элемент системы автономного дома
Выбираете энергоэффективные решения?
Обратите внимание на геотермальные тепловые насосы FORUMHOUSE
Геотермальный тепловой насос EU (старт/стоп)
Геотермальный тепловой насос IQ (псевдоинвертор)
Геотермальный тепловой насос IQ (инвертор)
FORUMHOUSE уже неоднократно рассказывал о базовых принципах проектирования и строительства автономного загородного дома. Суть всех материалов сводится к следующему — «автономия» у каждого своя. Прежде чем покупать участок, на котором нет или не предвидится хотя бы централизованного электроснабжения, нужно 100 раз подумать, а нужен ли он. Т.к. материальные вложения в строительство полностью автономного дома, при условии, что это не южные регионы, могут превысить все разумные пределы.
Цель этой статьи — практические рекомендации по самостоятельному устройству водяного тёплого пола как одного из элементов инженерки реального, а не мифического автономного дома.
Возможные проблемы строительства автономного дома
Мы же попробуем взглянуть на теплый водяной пол с другой стороны и рассмотреть его как элемент, повышающий автономию загородного дома. Для начала разберемся с понятием «автономный дом» применительно к нашей стране.
Практика показывает, что автономный дом за границей и у нас — это две большие разницы как по подходу к его проектированию и строительству, так и к дальнейшей эксплуатации. Чаще всего начинающий застройщик представляет себе автономный коттедж как полностью независимый от всех внешних энергосетей. Проще говоря, дом оборудован инженерными устройствами, которые вырабатывают достаточно электроэнергии для питания всего оборудования в коттедже. Это может быть котёл, насосы, бытовая техника и т.д.
Если, на крайний случай, воду можно добыть из колодца, дом отопить углём или дровами, то, условно говоря, если выдернуть современный коттедж «из розетки», то остановится вся «инженерка». Не рассматриваем частные случаи строительства полностью энергонезависимых домов, которые отапливаются печкой, а система отопления построена на гравитационном принципе работы, т.е. не нуждается в циркуляционных насосах.
Главный «подводный камень» для застройщиков, решивших уйти в «автономку», состоит в том, что солнечные батареи, гелиоколлекторы и ветряки, в силу дороговизны, не могут использоваться в холодных областях России, как единственные источники энергии.
Зачастую, просчитав стоимость строительства такой системы, например, на базе фотоэлементов, в которой «слабым местом» становятся дорогие аккумуляторы – их нужно менять через несколько лет, с учетом недостатка солнечных дней, пользователь понимает, что затраты никогда не отобьются.
Когда речь заходит о заграничном опыте, то многие думают: «вот у них…, а почему так у нас». Но, например, в Германии ветрогенераторы давно превратились в обыденность, а излишки электроэнергии, выработанной на «солнечной ферме», частник может продать электросетям. «Зелёная» энергетика «там» является дотационной, и государство всячески стимулирует её развитие, с каждым годом увеличивая выработку альтернативки. Большую роль играет и более мягкий климат.
В наших реалиях застройщик вынужден, в первую очередь, полагаться на себя. И, хотя число энтузиастов автономии растёт, а системы с каждым годом становятся доступнее, в большинстве случаев застройщиков интересует лишь частичное независимое энергоснабжение коттеджа. Т.е. возможность с комфортом переждать аварийное отключение электричества или аварию в котельной – зимой и при этом не замёрзнуть. В этом случае на первое место выходит связка автономный дом — экономичный дом, расходующий меньше энергии в случае форс-мажорных обстоятельств.
Исходя из этого, современный загородный дом должен быть теплоинерционным — т.е. его конструкция должна быть рассчитана таким образом, чтобы строение при обычной эксплуатации запасало энергию. Для этого стены, пол, перекрытия возводятся из материалов, обладающих большой массой, а также хорошей теплоёмкостью и теплоотдачей.
Хороший пример такого стенового материала — обычный полнотелый кирпич. Конечно, не всегда это возможно сделать (например, в каркасных домах). В таком случае теплый водяной пол становится одним из элементов системы, повышающей степень автономии загородного дома.
Теплый водяной пол как элемент системы автономного дома
Итак, автономный дом должен быть энергоэффективным или энергосберегающим. Т.е. все потери тепла в здании должны быть сведены к разумному минимуму. Это автоматически тянет за собой необходимость возведения замкнутого герметичного теплоизоляционного контура. Т.к. чем меньше теплопотери, тем меньше потребуется энергии (включая и из альтернативных источников) для их восполнения.
Наш портал уже затрагивал тему, выгодно ли строить энергоэффективный дом. Подводя резюме этой статьи, скажем, что такой дом должен быть сбалансирован и представлять систему, где все элементы подобраны друг к другу. Проще говоря, не нужно заниматься экстраутеплением стен, если в окна установлены обычные стеклопакеты, система вентиляции без рекуператора, а фундамент не теплоизолирован.
Теперь рассмотрим, как на сокращение энергозатрат влияет система водяного тёплого пола, которая представляет т.н. поверхностную лучистую систему отопления. При использовании лучистого отопления тепло человек воспринимает, как более комфортное, чем тепло при радиаторном — конвекционном отоплении. В результате можно понизить температуру в жилом помещении примерно на 2 °C. Например, сделав её не 19-22 °C (усреднённая комфортная температура), а 18 °C.
Это один из путей экономии, что важно для строительства автономного дома. Второй нюанс — теплый пол — это низкотемпературная система отопления. Т.е, в отличие от радиаторного отопления, нам не требуется греть теплоноситель до высоких температур, что также экономит энергоресурсы. При расчёте теплого пола ориентируемся на следующие данные по температуре его поверхности:
Теплый пол как единственная система отопления загородного дома
Третий плюс теплого пола — высокая теплоаккумулирующая способность. Т.е. такая система становится «печкой», долго отдающей тепло даже при отключении циркуляции теплоносителя. Это связано с тем, что трубы теплого пола уложены в бетонную стяжку, хорошо теплоизолированную от нижележащих слоев конструкции покрытия. При прогреве большой бетонной массы она аккумулирует тепло, что особенно важно для каркасных домов с их низкой тепловой инерционностью.
После вывода теплого пола на рабочий режим днём можно отключить теплый пол и, за счет инерционности, система продолжит отдавать тепло. Повысить эффективность такого режима эксплуатации можно, добавив в систему тепловой аккумулятор.
Интересен опыт пользователя портала Александра Федорцова (ник Скептик).
Даже отопление электричеством может быть дешевым, если построить правильный каркасник на фундаменте УШП и отапливать дом водяным теплым полом в связке с теплоаккумулятором, в котором вода нагревается ТЭНом по ночному тарифу.
Очень часто пользователи задают вопрос, а можно ли отопить дом только тёплым полом, и будет ли это экономично?
Ответ один — это расчётный показатель. Т.к. эффективность теплого пола, как единственной системы отопления, зависит от теплопотерь дома, региона проживания, площади комнат и т.д.
Для понимания основ, руководствуемся следующим правилом: эффективная система отопления должна компенсировать теплопотери, т.е. дать то количество тепла в дом, которое ушло.
Для этого обязательно выполняется расчет на теплопотери, после которого может выясниться, что одного только теплого пола недостаточно, и требуется комбинированная система отопления: теплый пол + радиаторы.
Теплоотдача теплого пола с 1 кв. м рассчитывается по следующей формуле:
q – тепловой поток поверхности пола, Вт/м 2 ;
tп – средняя температура поверхности пола — 29 °C;
tв – средняя температура воздуха — 20 °C.
Подставляем значения в формулу.
Т.е. 1 кв. м тёплого пола компенсирует теплопотери в 100 Вт. Не забываем, что на работу системы влияет площадь открытой поверхности пола помещения, где смонтировано поверхностное лучистое отопление.
Например, если, условно говоря, требуется отопить зал площадью в 50 кв. м, поверхность пола которого по минимуму заставлена мебелью, то мы сможем снять с теплого пола более высокую теплоотдачу.
Если нужно обогреть комнату площадью 25 кв. м, большая часть которой заставлена шкафами, стоит кровать и т.д., то это уменьшает эффективную площадь теплого пола и, соответственно, его теплоотдачу.
Кроме этого, дополнительная установка радиаторов компенсирует такой недостаток теплого пола, как долгий (относительно радиаторов) выход на рабочий режим эксплуатации. Соответственно: если в комнате нужно быстро поднять температуру, делается это при помощи радиаторов, чтобы не ждать, пока прогреется теплый пол.
В итоге выяснилось, что теплопотери по всему дому составляют 14 кВт. Из них на первый этаж пришлось чуть больше 7 кВт. Расчёт теплоотдачи теплого пола показал, что пять контуров в сумме дадут 4.75 кВт тепла (примерно 70% от необходимой величины). Недостачу в 2.35 кВт (30%) покроют три радиатора.
Для наглядности прилагаем схемы:
1) Раскладка петель теплого пола
2) Радиаторное отопление
После расчётов, составления сметы и закупки всех необходимых компонентов пользователь приступил к самостоятельному монтажу теплого пола.
Нюансы самостоятельного монтажа теплого пола
В рамках одной статьи невозможно рассказать обо всех особенностях монтажа теплого пола, поэтому остановимся на ключевых моментах. Первое — трубы теплого пола закладываются в бетонную стяжку. Если пожадничать и купить дешевые трубы, велика вероятность, что через некоторое время (не рассматриваем «косяки» монтажа) система потечёт, и её придётся ремонтировать. Это означает демонтаж финишного напольного покрытия и вскрытие стяжки.
В качестве труб тёплого пола используем или металлопластик, или сшитый полиэтилен. Полипропилен использовать нельзя. Трубы для надежности системы укладываем без соединений в стяжке (хотя производители допускают это при использовании специальных пресс-фитингов) одним куском.
Для теплого пола я использовал металлопластиковые трубы диаметром 1.6 см. Их же я использовал для подключения радиаторов. Всего, по расчётам, необходимо 390 м труб.
Для ориентира (цены указаны за 2016 год) приведём основные расходы на теплый пол RomanXRoman:
Перед укладкой ЭППС пользователь настелил на пол гидроизоляцию с нахлёстами на стены и между полотнами.
Далее уложил ЭППС толщиной в 5 см в два слоя.
Определившись с местом для монтажа коллектора, пользователь, повесив радиаторы на стены, проложил к ним трубы в «шубке», заложив их в штробы, прорезанные в утеплителе.
Схемы укладки водяного теплого пола: технологии монтажа своими руками
Чтобы правильно выложить теплый пол – важно изучить его схемы: по укладке, контуры и структуру размещения.
Зная всю «начинку» системы, готовая работа будет качественной и долговечной. Далее разберем все это подробней.
Схемы подключения теплого пола
Чаще всего применяют 4 схемы подключения. Каждая из них применяется в отдельных случаях. Все зависит от вида системы отопления, количества комнат, используемых материалов и прочих факторов.
Напрямую от котла
Такая схема предполагает наличие котла, от которого распределяется теплоноситель на теплый пол и другие отопительные системы (к примеру, дополнительный радиатор). Охлаждаясь, жидкость поступает обратно в котел, где заново нагревается. В системе еще используют насос, который регулирует движение теплоносителя.
Рекомендуется установка конденсационного котла. Он имеет самый подходящий низкотемпературный режим, в отличие от других котлов (обычных, твердотопливных).
В данном видео специалист показывает готовую систему, установленную напрямую от котла. Дает полезные комментарии к своей работе:
От трехходового клапана
Данный вид подключения обычно применяется при комбинированной системе отопления. Учитывая, что от котла поступает вода с температурой 70-80 градусов, а теплый пол разгоняет теплоноситель температурой до 45 градусов, то системе нужно как-то охладить горячий поток. Для этого и устанавливается трехходовой клапан.
Как это работает? Обратите внимание на схему:
Отрицательным моментом является невозможность точно распределить дозировку холодной и горячей воды. В некоторых случаях на входе в теплый пол может поступить или слишком охлажденная жидкость, или немного перегретая.
Но, учитывая, что монтаж такой системы очень прост и не «бьет по кошельку», то многие соглашаются на такой вариант подключения. К примеру, отличным вариантом будет выбор, где заказчик не имеет высоких требований и хочет сэкономить.
Пример реальной схемы:
В данном видео специалист-установщик подробно рассказывает о начинке трехходового клапана, в каких случаях его лучше устанавливать и какие его разновидности бывают. Инженер озвучивает возможные ошибки и дает рекомендации, как их избежать:
От насосно-смесительного узла
Схема смешанная. Имеет зону радиаторного отопления, теплый пол, насосно-смесительный узел. Подмешивание проходит от остывшей воды теплого пола, которая пришла с «обратки», к нагретой котловой.
В каждом смесительном узле установлен клапан балансировки. Он точно дозирует объемы остывшей жидкости (обратки) к подмесу в горячую воду. Это способствует добиться точных данных по температуре входа теплоносителя в теплый пол для его подогрева.
От радиатора
Во многих помещениях и квартирах запрещено применять такую схему подключения теплого пола. Но там, где это позволительно (разрешение берется в ЖКХ или УК вашего дома), то схема проводится напрямую через радиатор (батарею).
Нагретая вода напрямую поступает из радиатора в теплый пол. Остывшая вода попадает в кассетный ограничитель температуры и возвращается в радиатор (выход теплоносителя).
Установка самая простая и бюджетная. Но тут есть свои минусы – вода от радиатора бывает слишком горячей для теплого пола. Отсюда вытекающие – недолговечность системы и материала, слишком горячий пол. В летний сезон, когда отключают отопление – пол будет холодный.
Стоит учесть, что не всегда давление воды от радиатора сможет прогнать теплую воду по теплому полу. В таком случае такая конструкция станет бесполезной и греть будет только один радиатор.
Идеальное место применения подогрева пола от радиатора – санузел, лоджия.
В видео представлен монтаж теплого пола напрямую от общего радиатора отопления. Установщик детально показывает, как это сделать с минимальными потерями. Установка 3-х контуров: кухня, санузел, гостиная. Квартира небольшая:
Схемы укладки
Существует несколько видов схемы теплораспределения труб. Каждая из них применяется в разных случаях.
Перед ознакомлением со схемами, важно понять, что такое «шаг укладки». Он предполагает расстояние между трубами.
Оно чаще делается одинаковым. Но, если есть в помещении место, которое необходимо прогревать интенсивней – в этом месте делают шаг меньше, от этого трубы располагаются ближе друг к другу и теплее греют.
Змейка
Змейку проще всего устанавливать. Чаще применяют в небольших, уютных помещениях. Теплоотдача змейки ниже других вариантов. Классический шаг змейки – 150 мм (100 мм у стены и холодной зоны).
Ниже, данной схеме (слева) видно, что трубы нагреваются только с одной стороны (на половину), другая часть начинает остывать и к концу змейки вода совсем остывает. В этом и заключается главный минус такой системы. Но, она идеально подходит в помещениях, где одну часть комнаты нужно прогревать, а вторую часть желательно оставить прохладной или менее теплой.
Проблему неравномерного прогрева можно исправить, используя схему двойной змейки. Ниже (справа) показана ее схема.
Еще существует угловая змейка. Применяется, если стены, отходящие с обеих сторон от угла, выходят на улицу. Эти стены в холодный период времени остывают, поэтому рекомендуется вдоль этих стен устанавливать угловой вариант. Причем, нагревательная часть змейки будет проходить прямо у этих стен. Чем ближе к центру комнаты – тем меньше нагрев.
Посмотрите видео, в котором установщик теплых полов укладывает теплоноситель по схеме «змейка». В конце виде кратко рассказывается о подключении змейки к насосу и распределителю.
Улитка
Данный вид пола – спираль, отсюда и название «Улитка». По сравнению со змейкой, он более эффективен по нагреву помещения. Тепло распределяется равномерно.
Укладка начинается с края комнаты, проходит вдоль стен и доходит до центра, затем разворот и продолжение от центра к краю. Шаг при такой укладке – от 1 см. Чаще всего применяют шаг в 2-3 см.
Если помещение большое, не стоит растягивать улитку, так как обогрев комнаты будет неэффективным. Лучше улитку разделить на 3 разных контура, как показано на рисунке ниже:
Более наглядный монтаж улитки показан в видео. Мастер пошагово укладывает трубы. Дает полезные советы, которые упрощают укладку пола. На 1 комнату используют несколько улиток для более качественного обогрева помещения.
Комбинированная схема раскладки
При такой установке теплого пола используют змейку и улитку вместе. Например, дано помещение из 4 комнат. Самые большие из них – будут улиткой. Те, что поменьше – змейкой.
Можно в одной из комнат сделать 2 витка змейки, а далее продолжить улиткой. Т.е. происходит совмещение схем в 1 комнате.
Ниже представлена схема комбинированной укладки:
Такой метод рекомендуется использовать только опытным специалистам, а не просто для «разнообразия». Важно рассчитать грамотно распределение тепла по помещению и комнатам, продумать, где должны быть холодные зоны (места, где будет стоять мебель). Если в комбинировании нет необходимости, то его не применяют.
Предлагаем посмотреть полезное видео. Мастер на схеме показывает принцип укладки комбинированной системы пола (змейка + улитка). Для примера задействовано помещение из 4-х комнат отдельного назначения (кухня, спальня и т.д.).
Как составить схему укладки пола по плану?
Схема создается еще до того, как вы закупили все материалы. Она помогает не только правильно установить теплый пол, но и спланировать объемы закупочных материалов.
Для начала нарисуйте помещение, в котором планируется укладка. Это может быть 1 комната, вся квартира или целый дом (частный). Чертеж делайте грамотно, в соответствии с размерами вашего помещения. Схема «на глаз» не даст никакой точности. Берите в учет квадратные метры помещения и переносите на бумагу или рабочую область программного обеспечения на ПК.
В данном видео вы можете ознакомиться с программой на ПК по проектированию плана теплого пола. Видео-обзор, представляются возможности программы, краткая инструкция по работе с ней.
Что входит в учет плана:
Советы и подсказки на этапе создания схемы:
В видео мастер вручную на бумаге прорисовывает схему установки теплого пола. Приводит наглядные примеры расчета.
Важно сохранить готовую монтажную схему (в нарисованном или распечатанном виде). В экстренных случаях (протечка, продажа квартиры, ремонтные работы) может понадобиться точное знание местоположения труб.
При составлении схемы учтите – коллектор устанавливается в центре помещения (см. ниже на схеме). Важно, чтобы расстояние всех контуров было примерно одинаковым.
Какой лучше выбрать вариант укладки? Предпочтение стоит отдать той схеме, которая максимально соответствует тому или иному помещению. Выше об этом уже было сказано.
Схема для двухэтажного дома
Ниже на плане изображена схема укладки теплого пола на 2 этажа. Первый этаж имеет большую площадь, поэтому применяется двухконтурная система обогрева «Улитка».
Многокомнатное помещение (дом, квартира)
На плане видно, что по всему помещению применяется «Улитка». Это касается и санузла и кухни. Обратите внимание, контуры не проходят под мебелью, приборами и сантехникой.
Схема для помещения со сложным изгибом стен
При укладке пола можно столкнуться с небольшой сложностью – изгибы стен, уникальные, дизайнерские планировки. В таких случаях ровную змейку, или улитку установить не просто. Применяется комбинированная система укладки.
Теплоноситель прокладывается исходя из формы и изгиба стен. Посмотрите на рисунке ниже, как можно спланировать схему укладки труб. В учет прогрева берется и межкомнатное пространство.
Разновидности водяного пола и их структура
Водяные теплые полы бывают 4 видов. Все они имеют разную структуру и схему укладки. Что из этого лучше – выбирать только вам. Везде есть свои плюсы и минусы.
Деревянный пол модульного типа
Он состоит из готовых элементов – модулей (ДСП 22 мм) в которых предварительно фрезеровали каналами. Установка происходит на балки перекрытия. Между лагами укладывается утеплитель. Шаг между балками – 600 мм. При использовании керамики – 300 мм.
Монтаж модулей очень прост, достаточно выложить модули на пол. Чтобы сцепить систему между собой, используется специальный замок, который уже установлен в элементы.
Модульный и реечный тип пола применяют для деревянного основания (в деревянных домах), которые установлены на деревянные лаги.
Деревянные полы реечного типа
Такая система отличается от модульного типа своей конструкцией. Если в модуле используются готовые элементы, то в реечной системе необходимо сформировать пазы (выкладку досок 28 мм толщиной и с 20 мм расстоянием между рейками).
Реечная разновидность так же устанавливается на лаги (балки) с таким же промежутком, как и в модульном варианте. Между ними кладут утеплитель.
Пластины из алюминия применяют, если в укладке шаг равен 150, 200 или 300 мм. В местах, где будут тепловые потери (угловая стена квартиры, окна), то используется шаг 150 мм.
Неважно, модульную систему вы выберете или реечную, знайте, для каждого из них составляется свой отдельный проект с уникальным расчетом нагрузки на отопительную систему.
В учет берется шаг контуров, их количество, установка распределительных коллекторов и прочей автоматической системы.
Бетонная система
Это система чаще всего применяется при установке теплого пола. Суть простая – устанавливаются трубы и заливаются бетоном.
Из чего состоит схема (начинка) бетонной системы:
Посмотрите видео, в котором мастера устанавливают пол и заливают его бетонной стяжкой. Вы увидите, как правильно распределять стяжку по основанию труб: ровно, без перепадов и комков.