Водяной теплый пол

Хотите сделать свой дом уютным, современным и теплым? Обратите внимание на теплый водяной пол. В этой статье мы подробно расскажем обо всех его достоинствах и недостатках, расскажем, как правильно выбрать трубы и проложить их, опишем схему коллектора и систему управления.

Преимущества и недостатки водяного теплого пола. Подготовка фундамента. Нюансы установки. Выбор труб, способ их укладки, частота колебаний и варианты крепления. Стяжка и сроки.

Устройство и принцип работы

Водяной теплый пол – это система обогрева помещения, в которой теплоноситель циркулирует по контуру, расположенному под напольным покрытием. Обратите внимание, что трубы не всегда находятся в стяжке. Существуют «системы полов», где контур не залит бетоном.

При ближайшем рассмотрении пирог водяного теплого пола состоит из следующих элементов:

1. Подготовленная база;
2. Стяжка (5 см);
3. Теплоизолятор (5 см);
4. Труба (2 см);
5. Выравнивающая смесь (4 см);
6. Напольное покрытие (2 см).

В зависимости от используемых труб может быть несколько слоев гидроизоляции. Основание – подвесной пол в подвале или на первом этаже частного дома. Первый слой стяжки необходим именно при отсутствии ровной поверхности.

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

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

Второй слой стяжки покрывает всю систему и выполняет роль гигантского аккумулятора тепла.

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

Контур соединен с насосом и котлом через систему регулировки и управления.

Где можно использовать

Ввиду достаточной толщины и массы всей системы ее применение ограничивается частным жилым строительством. Крайне нерационально укладывать в квартирах водяной теплый пол.

Основная причина – сложность подключения к электросети. Подключение к системе центрального отопления возможно только с разрешения надзорных органов. И сделать это практически невозможно. Даже если она будет, исчезнет главный лейтмотив — автономность. Нам известны варианты установки электрических и даже газовых котлов в квартире, но это единичные случаи, которые только подтверждают правило: водяные теплые полы используются только в частных домах.

Преимущества и недостатки

Преимущества водяных теплых полов раскрываются только при использовании дешевых источников энергии, например: газа, угля, дров. Нагрев теплоносителя электрокотлом примерно в 7 раз дороже, чем при использовании газового оборудования.

Еще одним плюсом является гигантская теплопроизводительность системы водяного теплого пола. Помещение, содержащее ≈ 100 кг/м2 нагретого бетона, не может быстро остыть (учитывается только верхний слой стяжки).

Но есть и недостатки. Во-первых, чудовищная инерция. На разогрев такого слоя стяжки уходит время и силы.

Инерционность означает, что регулирование температуры водяного теплого пола весьма условно. Аппаратура управления снимает показания температуры с теплоносителя, поверхности пола и воздуха (в некоторых термостатах). Но изменения, произведенные через термостат, проявляются очень медленно.

Монтаж водяного тёплого пола

Задача достаточно сложная, но выполнимая. Только сначала убедитесь, что основание ровное. Это очень важное требование, учитывая, что его еще нужно выровнять и эффективнее сделать это с первым слоем стяжки. Почему?

Например, разница высот в комнате составляет 3 см. Если сразу уложить трубу и только потом выровнять ее стяжкой, то получится, что в одном углу высота цементной смеси будет минимальной – 4 см, а в другом 7. Это означает, что при эксплуатации теплых полов , причем с одной стороны они нагреют 4, а с другой 7 см бетона. Такая неравномерная нагрузка очень пагубно влияет на всю систему в целом и приводит к быстрой порче напольного покрытия.

Читайте также: Теплый пол – какой выбрать? Альтернативы

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

• Профиль маяка;
• Лазерный уровень;
• Строительная площадь;
• 5-10 кг гипса;
• Грунтовка;
• Мобильная бетономешалка;
• Цемент;
• ПГС;
• Волокно полипропиленовое.

Рабочий процесс:

Полы выметены и прогрунтованы. Пока грунт сохнет, устанавливаются маяки. Для этого посреди комнаты устанавливают лазерный уровень так, чтобы проекция горизонтального луча находилась на высоте 15-20 см от пола. Затем угольником измерьте высоту от пола до балки в разных углах комнаты и по результатам определите самую высокую точку. В этом месте высота стяжки будет минимально разрешенной – 4 см. Остальные места — по необходимости.

Для установки маяков штукатурку разводят до состояния густой сметаны. Затем вдоль одной стены делаются небольшие сваи из полученной массы с шагом 60-80 см, на них укладывается маячковый профиль. Приложив к нему угольник, выравнивают его по уровню горизонта, располагая на нужной высоте. От стены до первого маяка должно быть 50 см. Расстояние между соседними маяками варьируется в зависимости от длины правила (ориентируйтесь на 1-1,3 м). Обратите внимание, что штукатурка быстро застывает, работа ведется «без перекура».

Примерно через 30-40 м можно заливать стяжку. Цемент разбавляют ПГС в соотношении 1:5. Полипропиленовое волокно добавляют из расчета 80 г на 100 л смеси. Волокно – элемент дисперсного армирования, качественно повышающий прочность покрытия. Кроме того, после отверждения новая поверхность будет идеально гладкой.

Полученную смесь выливают таким образом, чтобы каждая следующая часть перекрывала предыдущую на 10-15 см. Стяжка выравнивается по уровню по правилу, с ориентацией по маякам.

После заливки всей поверхности требуется время на техническое созревание цементно-песчаной массы. Расчет, ориентировочно, следующий 1 см толщины — 1 неделя.

Укладка теплоизолятора

Экструдированный пенополистирол и сшитый пенополиэтилен, только эти два материала можно использовать для теплоизоляции в системе водяного теплого пола.

Перед укладкой теплоизоляционных плит по периметру помещения наклеивается демпферная лента толщиной 10-12 мм. Он служит не только для компенсации теплового расширения стяжки, но и для предотвращения утечки тепла в стены. По высоте он должен выступать за границы верхнего слоя стяжки.

Листы для теплоизолятора укладываются в ряд и обязательно на слой гидроизоляции. Для гидроизоляции лучше всего использовать полиэтиленовую пленку толщиной 0,2 мм.

Если вы решили сделать толщину теплоизоляции 10 см, то лучше будет уложить два слоя досок толщиной 5 см. Убедитесь, что между слоями есть расстояние.

В качестве теплоизолятора можно использовать специальные плиты, предназначенные для организации водяных теплых полов. Отличие их в бобышках на одной из поверхностей. Между этими бобышками прокладывается труба. Но их стоимость неоправданно высока. Кроме того, не все трубы выдержат такие плиты. Например, полипропиленовые и полиэтиленовые трубы слишком эластичны, потребуют дополнительной фиксации.

Трубы не крепятся к теплоизолятору. Фиксирующие вещества должны пройти сквозь слой пены и закрепиться в стяжке. Это очень трудоемкий процесс, учитывая объем выполняемой работы.

Монтажная лента – более приемлемое решение, но уложить трубу на них по спирали (спирали) очень сложно).

Лучшим вариантом будет закрепить трубы на сетке. В этом случае сетка будет служить в основном для фиксации труб, а не для армирования стяжки.

Существуют специальные сетки из биаксиально ориентированного полипропилена, либо можно использовать простую кладочную сетку.

Читайте также: теплый пол под линолеум

Выбор труб и их укладка

Для водяного теплого пола подходят следующие виды труб:

• Медь;
• Полипропилен;
• Полиэтилен PERT и PEX;
• Металлопластик;
• Гофрированная нержавеющая сталь.

У них есть свои сильные и слабые стороны.

Примечание:

* Оценены свойства труб при эксплуатации в водяных теплых полах.

** Цены взяты с Яндекс.Маркета.

Выбор очень сложен, если вы пытаетесь сэкономить на себе. Конечно, на оценку медь брать нельзя — она очень дорогая. А вот гофрированная нержавейка, при более высокой цене, обладает исключительно хорошим теплоотводом. Разница температур на обратке и подаче у них самая большая. Это означает, что они выделяют тепло лучше, чем конкуренты. Учитывая малый радиус изгиба, простоту использования и высокую производительность, это самый достойный выбор.

Обвязка возможна спиралью и шлангом. Каждый вариант имеет преимущества и недостатки:

• Змейка — легкая установка, практически всегда присутствует «эффект зебры».
• Шнековый — равномерный нагрев, расход материала увеличивается на 20%, укладка более трудоемкая и кропотливая.

Но эти методы можно комбинировать в рамках одной схемы. Например, вдоль стен, «смотрящих» на улицу, труба прокладывается шлангом, а на остальной площади улиткой. Вы также можете изменить частоту колебаний.

Существуют общепринятые стандарты, на которые ориентируются профессионалы:

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

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

ВАЖНО: обязательно начертите схему укладки в масштабе.

Укладка начинается от коллектора. Размотка бухты фиксирует трубу по схеме. Для крепления удобно использовать пластиковые хомуты.

Гофрированная нержавеющая сталь выпускается в бухтах по 50 м. Для соединения используются фирменные соединители.

Последним элементом, который размещается между отводами труб, является датчик температуры. Он вставлен в гофрированную трубу, конец которой заглушен и привязан к сетке. Расстояние от стены не менее 0,5 м. Не забудьте: 1 контур — 1 датчик температуры. Другой конец гофрированной трубы подводят к стене и далее по кратчайшему пути подводят к термостату.

Система управления и опрессовка контура

В систему управления теплым полом входят:

1. Насос;
2. Паровой котел;
3. Коллекционер;
4. Контроль температуры.

Расчет всех элементов в соответствии с техническими параметрами является очень сложной теплотехнической задачей. Учитываются многие параметры, начиная от количества фитингов и длины труб, и заканчивая толщиной стен и регионом страны. В целом можно ориентироваться на следующие данные:

1. Насос можно использовать только как циркуляционный насос. «Мокрый» тип насоса более надежен, чем «Сухой», и менее требователен в обслуживании.

Используйте следующую формулу для расчета производительности:

Р = 0,172 х Вт.

Где W – мощность системы отопления.

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

Давление рассчитывается с использованием более сложной методики. Ведь трубы расположены горизонтально, а характеристика насоса показывает вертикальное давление. Используйте следующую формулу: H = (L * K) + Z/10. Где L – общая длина контуров, K – коэффициент потери давления на трение (указывается на фитинге в пересчете на МПа), Z – коэффициент ослабления давления в доборных элементах

Z1 — клапан термостата 1,7;

Z2 — смеситель 1,2;

Z3 — 1.3 клапаны и фитинги.

Например, это выглядит так, допустим есть 3 контура, каждый по 120 м. Всего 18 штуцеров, 3 термостатических вентиля, 1 смеситель. Труба — гофрированная нержавеющая сталь 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 округлен в большую сторону — высота насоса 12 м.

1. Мощность котла рассчитывается по формуле W = S * 0,1. Где S — площадь дома. Поправочных коэффициентов еще много, в зависимости от толщины и материала стен дома, климата региона, этажности, наличия смежных комнат.

Обратите внимание, что температура воды на выходе должна быть выше 30-35˚C. Чтобы выдержать эту температуру, перед коллектором устанавливается смеситель. В нем вода перемешивается до нужной температуры перед подачей в контур.

1. Коллектор регулирует подачу воды в каждом контуре. Без него вода пойдет по пути наименьшего сопротивления течению, т.е по кратчайшему пути. Регулировка осуществляется сервоприводом по данным с термостата.
2. Терморегуляторы следят за температурой в контролируемых помещениях, снимают показания с датчиков температуры.

Перед термоусадкой контур его промывают и только потом подключают к коллектору. Вода подается под нормальным давлением, но температура повышается на 4°С в час, до 50°С. В таком режиме система должна работать 60-72 часа. ВАЖНО: во время опрессовки необходим постоянный контроль!

В домашних условиях без применения специального оборудования провести герметизацию повышенным давлением невозможно.

Если проверка не выявила ошибок при установке, можно переходить к дальнейшим операциям.

Стяжка

ВАЖНО: верхний слой стяжки заливается только при заполнении контура. Но перед этим металлические трубы заземляют и закрывают толстой полиэтиленовой пленкой. Это важное условие для предотвращения коррозии из-за электрохимического взаимодействия между материалами.

Вопрос об армировании можно решить двумя способами. Первый – уложить поверх трубы кирпичную сетку. Однако при таком варианте могут возникнуть трещины из-за усадки.

Другой способ – армирование дисперсными волокнами. При заливке водяных теплых полов лучше всего подходит стальная фибра. Добавленный в количестве 1 кг/м3 раствор равномерно распределится по всему объему и качественно повысит прочность затвердевшего бетона. Гораздо меньше полипропиленовая фибра подходит для верхнего слоя стяжки, ведь по прочностным свойствам сталь и полипропилен даже не конкурируют друг с другом.

Устанавливаются маяки и замешивается раствор по рецепту выше. 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 массы составляет 1,5 месяца. ВАЖНО: Недопустимо форсировать процесс в том числе и теплых полов! Это сложная химическая реакция образования «цементного камня», которая происходит в присутствии воды. Тепло заставит его испариться.

Ускорить созревание стяжки можно, включив в рецептуру специальные добавки. Некоторые из них вызывают полную гидратацию цемента через 7 дней. И вдобавок к этому значительно снижается усадка.

Определить готовность стяжки можно, положив на поверхность рулон туалетной бумаги и накрыв его поддоном. Если процесс созревания закончился, то к утру бумага будет сухой.

Первое включение

Очень важный этап в эксплуатации водяного теплого пола. Чтобы не разрушить стяжку от неравномерного прогрева, а трубы не повредить, включение осуществляется по следующей схеме:

1 день — температура 20 ˚C.

2 день — повысить температуру на 3 ˚C.

3 и на следующий день повышаете температуру на 4 ˚C, пока не выйдете на рабочий режим.

Только после этого можно приступать к монтажу напольных покрытий.