Теплый пол. Водяной или электрический. 2011

СИСТЕМА "ТЕПЛЫЙ ПОЛ"
Делая капитальный ремонт, многие хозяева задумываются о том, как поддерживать в своем
доме комфортную температуру независимо от времени года и природных условий. Одно из
недорогих решений - установка системы "Теплый пол".
Теплый пол обладает многими преимуществами перед традиционными системами
обогрева. Эта система будет незаменима для вас, если в вашей семье есть маленькие
дети, которые постоянно играют и ползают на полу.
Можно долго говорить о том, насколько хорош теплый пол, но всю прелесть этого
изобретения вы сможете ощутить, только когда коснетесь босой ногой, в своем доме,
теплой плитки в ванной комнате.
Преимущества системы "Теплый пол"
Наиболее важное преимущество теплого пола состоит в равномерном распределении
теплого воздуха в помещении. При этом на уровне ног температура воздуха на 3-5
градусов больше, чем на уровне головы. Такое распределение тепла является более
естественным для организма человека и не создает ощущение перегрева.
Не менее важным преимуществом при использовании системы "Теплый пол" является
возможность полностью отказаться от централизованного отопления. Теперь вы можете
самостоятельно обогревать свой дом в любое время года, и не зависеть от сторонних
компаний поставляющих тепло.
Экономичное потребление электроэнергии за счет использования современных технологий
и материалов, применяемых в теплых полах.
Долговечность - система "Теплый пол" прослужит вам от 30 до 50 лет.
Эстетичность - вся система обогрева полностью скрыта под поверхностью пола, что
избавляет вас от использования настенных радиаторов.
Комфортный микроклимат - благодаря естественному равномерному прогреву сохраняется
естественная влажность воздуха, что позволяет избежать головных болей и перегрева
организма при использовании иных систем обогрева помещения.
Водяной тёплый пол
Водяной тёплый пол предполагает укладку в полу труб, по которым пропускается горячая
вода от системы центрального или местного отопления. Уложенные трубы заливаются
специальной цементной смесью — стяжкой, поверх которой укладывается плитка.
Использование водяного тёплого пола имеет ограничения. Во-первых, в многоэтажных
домах с центральной системой отопления их установка запрещена в связи с тем, что
наличие водяного тёплого пола в одной квартире нарушает общую систему отопления. В
период отключения горячего водоснабжения водяной тёплый пол не работает. Водяной
тёплый пол требует обустройства толстой стяжки, что не всегда приемлемо для помещений
с невысоким потолком. Кроме того, водяной тёплый пол, при некачественном монтаже,
приводит к протечкам.
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ОТОПЛЕНИЕ ПОЛА
1. Теплые полы с электрическим обогревом
В строительной практике существуют два определения: теплые полы и активные теплые
полы. Активные теплые полы – это полы с дополнительным обогревом. Теплыми полами
называют полы как с теплоизоляцией (утеплением), так и с дополнительным обогревом (с
утеплением или без него).
Человечество уже более 2 тыс. лет (а по другим данным, 5 тыс. лет) наслаждается
удивительным комфортом, который обеспечивают системы «теплый пол». До начала ХХ в.
теплоносителем в них являлся нагретый воздух, проходивший под действием естественной
тяги по каналам в полу и постепенно отдававший тепло гранитным плитам.
В ХХ в. с появлением насосов стало возможным устройство теплых полов с
использованием нагретой воды, а появление относительно дешевой и доступной
электроэнергии позволило создать системы на основе нагревательных кабелей. Особенно
широко они стали распространяться в последние 10–15 лет.
Значительная доля систем отопления зданий «теплые полы» приходится на страны
северной Европы – Финляндию, Швецию, Норвегию, Данию. Весьма быстро они
распространяются и в странах с достаточно теплым климатом – Испании, Франции, странах
Латинской Америки, Ближнего и Среднего Востока. Это продиктовано экономическими
соображениями. Отопительный период в этих широтах весьма короткий, а наиболее низкие
температуры составляют 3–5 °C. Капитальные затраты на устройство теплых полов
невысоки, а сами системы компактны.
Подмечено, что какова доля электрической энергии в энергетике страны, производимой
возобновляемыми источниками (атомные и гидроэлектростанции), такова и доля
электрического отопления. Россия является исключением из правила. Еще 15 лет назад
система «теплый пол» у нас была совершенно неизвестна. Сегодня квартира не может
считаться элитной, если в ней нет теплого пола в ванной или на кухне.
Из всех видов отопления, помимо экономических и эргономических преимуществ, теплый
пол оказывает благоприятное воздействие и на здоровье человека. В основу действия
теплых полов заложены некоторые физические и физиологические явления.
Для горизонтального пола коэффициент теплоотдачи составляет 11–13 Вт/м2·°C, для
потолка – 8–9, а для стен соответственно 10–11 Вт/м2·°C. Кроме того, площадь пола в
помещении составляет от единиц до десятков квадратных метров, в то время как площадь
теплоотдающей поверхности других отопительных приборов (радиаторов, конвекторов и
т.д.) в лучшем случае достигает величины, близкой к 1 м2.
Благодаря этому теплые полы работают при весьма малом температурном перепаде, не
превышающем нескольких градусов в помещении с установившимся тепловым режимом до
10–15 °С в режиме форсированного нагрева. В качестве элемента конструкции
нагревательного прибора под названием теплый пол используется часть конструкции пола,
что весьма эффективно с точки зрения экономии материалов, а самое главное – места в
интерьере.
Другой физический принцип работы системы «теплые полы» заключается в том, что
наиболее теплый воздух оказывается внизу, а наиболее холодный – вверху. Здесь вступает
в действие и физиология. Дело в том, что единственная часть тела, постоянно отдающая
тепло путем теплопередачи, – это ступни, поэтому касание ими поверхности, нагретой до
физиологически комфортной температуры 25–28 °C (высокие температуры нежелательны
по целому ряду причин), сразу же вызывает ощущение комфорта, а относительно
прохладный воздух на уровне головы – ощущение свежести. Практически никакие из
распространенных сегодня тепловых приборов не обеспечивают того уровня комфорта,
который дают системы «теплые полы».
Нагреть пол можно и до весьма высоких температур (40–50 °C и даже 90–100 °C), однако
СНиП запрещает нагревать поверхность пола выше 26 °C.
Достоинством системы «теплые полы» является также простота и дешевизна
терморегулирования, или, проще говоря, удобство поддержания постоянной температуры в
помещении. Гибкость регулирования позволяет легко приспособить режим работы «теплых
полов» к режиму жизни хозяев, а не наоборот. Достаточно сказать, что сегодня полы
«слушаются» не только поворота ручки прибора, но и приказов, отданных по телефону и
Интернету.
2. Как выбирать систему "теплый пол"
В состав системы «теплый пол» входят: нагревательная система; аппаратура управления
(термостат с датчиком температуры); аксессуары для облегчения и ускорения монтажа
(монтажная лента, гофрированная пластиковая трубка и т.д.); теплоизоляция.
«Теплый пол» может быть основной и единственной или дополнительной (комфортной)
системой отопления.
При выборе системы необходимо определить: основная это система отопления или только
комфортный подогрев; каков характер и особенности помещения, где планируется
установить систему «теплый пол»; гарантирована ли необходимая электрическая
мощность; насколько «умный» термостат необходим; какой вид теплоизоляции можно
уложить в помещении исходя из толщины существующего пола, его покрытия и порогов
дверей; какой вид нагревательного кабеля доступен по цене.
Каждая из систем, предлагаемых фирмами-производителями, предназначена для установки
на определенную площадь, например 2–4 м2. Это связано с тем, что удельная мощность
системы должна соответствовать теплопотерям в окружающем пространстве данного
помещения. Длина секции позволяет произвести ее раскладку на этой площади с
допустимыми шагами (от 5 до 15 см). Методика точного расчета теплопотерь изложена в
нормативной литературе, однако для простоты ее следует рассчитывать для условий
средней полосы России и усредненных условий строительства на 120–140 Вт/м2. Следует
также учесть, что нагревательная секция, как правило, укладывается на некотором
расстоянии от стен (10–20 см), а при комфортном отоплении – только на свободную от
мебели площадь.
Таким образом, при устройстве основного отопления в помещении 3x5 м нужно выбрать
систему мощностью не менее 140•3•5•1,2 = 2,5 кВт. В то время как при устройстве
комфортного подогрева достаточно установить систему на свободную от мебели площадь 9
м2: 120•9•1,2 = 1,3 кВт (расчет проведен с коэффициентом запаса 1,2).
Приведенный расчет прост, но всегда необходимо учитывать также особенности
помещения: первые и последние этажи зданий; помещения с большим остеклением –
зимние сады, эркеры, балконы; помещения с недостаточно теплоизолирующими
ограждающими конструкциями (тонкие стены, балконы и т.д.); покрытие пола – специальные
материалы с большой толщиной или высокой теплоемкостью (толстые плиты мрамора или
гранита и т.п.). Во всех перечисленных случаях мощность системы необходимо увеличивать
и проводить теплотехнический расчет.
Особого внимания требуют помещения с деревянными полами или паркетом. В связи с
низкой теплопроводностью дерева при стандартной удельной мощности теплого пола
температура на поверхности такого пола будет заметно ниже желаемой. В то же время под
деревянным покрытием (в пространстве между лагами) вследствие плохой теплоотдачи
температура на поверхности кабеля станет повышаться. Таким образом, мощность кабеля,
прежде всего, будет расходоваться на нагрев дерева, что крайне нежелательно с точки
зрения поддержания его влажности.
Некоторые фирмы предлагают для помещений с деревянными полами секции
нагревательного кабеля с удельной мощностью 10 Вт/м. Безусловно, кабель не будет
нагреваться слишком сильно, но и нагрев в таких системах практически незаметен. Об
использовании «теплых полов» в качестве основной системы отопления в подобных
помещениях говорить не приходится. Во избежание недоразумений, а также с учетом
повышенной пожароопасности применять «теплые полы» в их классическом исполнении в
помещениях с деревянными полами нецелесообразно. Следует обратить внимание на
пленочные теплые полы «Теплофол», устанавливаемые не под полом, а поверх него. Их
применение является оправданным в деревянных домах.
«Теплые полы» с использованием саморегулирующихся кабелей
Саморегулирующиеся кабели – это тепловыделяющий элемент, специальная
тепловыделяющая пластиковая матрица. Удельное тепловыделение составляет от 6 до 100
Вт/м и может меняться по длине секции в зависимости от фактических теплопотерь. Каждый
участок кабеля «приспосабливается» к окружающим внешним условиям.
Основные производители: Raychem (США), HeatTrace (Великобритания), Thermon (США).
Кабели HeatTrace поставляются на российский рынок под торговыми марками ССТ
(Специальные Системы и Технология) и Alcatel.
Особенности применения. Кабель может использоваться произвольной длины (от 0,2 м до
десятков метров), причем его нарезка производится на объекте. Ограничение
накладывается только на предельную длину, которая для разных типов кабелей составляет
от 60 до 150 м. В системах на основе саморегулирующихся кабелей следует учитывать
существенную разницу между пусковым и номинальным токами (от 2 до 4 раз), что должно
быть учтено в типах пускорегулирующей аппаратуры и указано в сопроводительной
документации на систему. Саморегулирующиеся кабели заметно дороже резистивных.
Достоинства. Основное достоинство – отсутствие фиксированной длины нагревательной
секции, что позволяет делать весьма гибкие по укладке системы, причем укладку вести «по
месту». По простоте укладки такие кабели полностью эквивалентны двухжильным
резистивным: нет опасности их перегрева и выхода из строя даже при самопересечении
ниток; можно выполнять системы подогрева для площадей менее 1 м2 (что бывает
затруднительно при использовании резистивных кабелей); используются простые
регуляторы.
Недостатки. Значительные пусковые токи обусловливают необходимость применения
более дорогостоящей пускорегулирующей аппаратуры; подобные системы не могут
форсированно прогревать помещение (из-за саморегулируемости), поэтому они
предназначены только для комфортного подогрева; дороговизна кабеля.
Теплоаккумулирующие системы «теплый пол»
Теплоаккумулирующие системы отопления с применением нагревательных кабелей
относятся к системам емкостного типа, в которых используется теплоемкость нагреваемого
аккумулирующего материала без изменения его агрегатного состояния. При этом в
аккумуляторе периодически происходят процессы нагревания (зарядки) и остывания
(разрядки).
Основные характеристики теплоаккумулирующих систем отопления: удельная
энергоемкость (теплоаккумулирующая способность), ГДж/м2; диапазон рабочих температур,
°С; скорости подвода и отвода тепла при зарядке и разрядке аккумулятора, кДж/с.
Основные конструктивные отличия теплоаккумулирующей системы от обычного
«теплого пола»: удельная мощность – до 250–300 Вт/м2; значительная толщина стяжки –
до 10–12 см; материал стяжки – товарный бетон с наполнителем (щебнем из камня с
высокой теплоемкостью); принципиально новый способ регулирования тепловыделения;
область применения помещения с большими площадями или целые здания.
Достоинства теплоаккумулирующих систем: основное потребление тепла – в ночное время;
простота учета и управления потреблением электроэнергии; удобство использования в
энергоизбыточных регионах вблизи источников воспроизводства электроэнергии.
В связи с необходимостью укладки нагревательного кабеля в бетон возможны два
варианта:
– использование обычных резистивных нагревательных кабелей, что требует устройства
цементно-песчаной стяжки. Как следствие, удорожание конструкции пола, снижение ее
прочности и надежности из-за высокой вероятности повреждения кабеля во время
проведения общестроительных и монтажных работ;
– использование бронированных нагревательных кабелей, в этом случае допускается
непосредственная укладка бетон, что одновременно выполняет и армирующую функцию.
Кроме того, высокая прочность и высокая удельная мощность идеально соответствуют
требованиям, предъявляемым к тепловыделяющему элементу.
Тепловыделяющим элементом бронированных кабелей является металлическая жила.
Удельное тепловыделение составляет 20–45 Вт/м. Кабели выпускаются как одно-, так и
двухжильными.
Бронированные греющие кабели появились только в последнее время. По своим
характеристикам они близки к резистивным. Их существенным преимуществом является
высокая допустимая температура на жиле (до 150 °C), а также высокая механическая
прочность оболочки и хорошие теплоотдающие способности. Запас работоспособности
кабеля позволяет менять длину секции непосредственно на объекте (делать прирезку) на
1–2 м. Основной производитель – ССТ (Россия).
Большие системы «теплый пол»
К большим системам можно отнести системы, отапливающие помещения площадью более
30 м2 (залы, помещения церквей и т.п.). Особенность таких систем заключается в том, что
их суммарная установленная мощность превышает 3–3,5 кВт. Питание к данным системам
должно подводиться с помощью отдельных кабелей, идущих от входного щитка. Для таких
систем подходит промежуточный пускатель (допустимо использование 3-фазной сети с
фазировкой нагревательных секций по группам с примерно равной мощностью). Причем
может быть использован как обычный термостат, так и термостат, рассчитанный на крепеж
на DIN-рейку в шкафу. Как правило, у всех производителей аппаратуры имеются такие
приборы.
Сложной задачей является одновременное обеспечение раздельного регулирования
температуры в каждом отдельном помещении и работы групп помещений по отдельным
временным программам (для экономии электроэнергии).
В этом случае можно использовать программируемые термостаты в каждом помещении;
недостаток – перерасход средств из-за значительной цены этих устройств по сравнению с
традиционными. Также возможно распределение помещений на группы по принципу
принадлежности к одной зоне и установка в шкафу одного программируемого таймера на
группу. При таком решении в каждом помещении устанавливается обычный комнатный
термостат.
Толстые покрытия пола. Зачастую требуется устроить теплый пол в помещениях,
отделанных мраморными плитами толщиной более 10 мм или другими материалами с
повышенной теплоемкостью. В этом случае при использовании стандартных рекомендаций
поверхность пола прогревается недостаточно и, как следствие, в помещении будет холодно
(из-за небольшой разницы температур пол-воздух).
Для решения задачи следует установить более мощную систему (на 40–80 % больше
стандартной) и применить нагревательный кабель с более высокой рабочей температурой.
В стандартном теплом полу температура нагревательного кабеля редко достигает 80 °C,
обычно составляя 65–70 °C. При применении специальных среднетемпературных кабелей
рабочая температура достигает 90–100 °C.
Аналогично поступают при необходимости получения на полу повышенных температур
(специальные помещения или части помещений саун и массажных салонов). В этом случае
применение среднетемпературных кабелей – единственное решение. Производитель таких
кабелей – фирма ССТ (Россия).
Сверхтонкие и пленочные «теплые полы»
При устройстве теплых полов во время ремонта или реконструкции зачастую нет
возможности увеличить толщину пола даже на 3 см (минимальная толщина стяжки для
укладки кабеля). Решить проблему можно с помощью сверхтонких и пленочных систем.
Сверхтонкий «теплый пол». Представляет собой сетку из пластиковых нитей, в которую
вплетен тонкий нагревательный кабель толщиной 3–5 мм. Укладывается непосредственно в
толстый слой клея для плитки. Поставляется в виде рулонов, готовых к употреблению.
Недостатками являются небольшая толщина изоляции кабеля и отсутствие защитного
экрана, что небезопасно. Производится фирмой «DЕVI» (Дания).
Пленочный «теплый пол». Представляет собой пленочную структуру шириной 0,5 м и
толщиной 0,5–0,7 мм, дублированную с обеих сторон лавсаном. Тепловыделяющий слой –
резистивный на основе паст Du-Pont. Содержит экранирующий и защитный слои
алюминиевой фольги. Предназначен как для укладки в пол (под плитку, в стяжку), так и
непосредственно под ковровое покрытие. Пленки могут соединяться между собой для
получения нагревателей большей площади и непрямоугольной формы (например, П- и Тобразных). Идеален для отопления деревянных домов и помещений с деревянными
полами.
3. Монтаж системы "теплый пол"
На выровненном и очищенном черновом полу укладывается теплоизоляция, а затем
крепится монтажная лента, с помощью которой закрепляется нагревательная секция.
«Холодные концы» выводят на стену для соединения с термостатом. На заранее
определенное место устанавливают термостат и укладывают вблизи него между двумя
нитками нагревательного кабеля гофрированную трубку для установки датчика
температуры. При этом целесообразно составить небольшой эскиз с отображением мест
укладки муфт и термодатчика. Если когда-либо система будет повреждена (например, при
ремонте помещения), данный эскиз хозяину пригодится. Проверка секции на целостность
осуществляется с помощью обычного тестера. После этого выполняется заливка цементнопесчаной стяжки.
Толщина стяжки должна быть не менее 3 см. Время полного затвердевания стяжки (опять
же по требованию СНиП) не менее 28 сут. Лишь после этого может быть включена
установленная система. Недопустимо ускорять затвердевание стяжки включением «теплого
пола». Перед включением (а еще лучше на 3–5-й день после заливки) необходимо
проверить целостность нагревательной секции тестером. В связи с тем, что внутри есть
немного влаги, целесообразно при первом включении прогреть стяжку (не менее суток).
После этого система готова к эксплуатации. При использовании специальных сухих смесей
для «теплых полов» «Теплолюкс-Глимс» время затвердевания существенно сокращается,
следовательно эксплуатировать «теплый пол» можно гораздо раньше.
При установке «теплых полов» в помещениях большой площади может возникнуть
необходимость прохода нагревательной секции через деформационный шов. Часто
толщина стяжки составляет 5–7 см, и при неравномерном затвердевании возможно
появление трещин. Для исключения этого предлагается использовать специальные сухие
смеси для «теплых полов» «Теплолюкс-Глимс».
Важно обратить внимание на выбор и устройство теплоизоляции, применение которой
позволяет сэкономить до 30–40 % эксплуатационных расходов и, безусловно, необходимо
при использовании «теплого пола» как основной и единственной системы отопления. В
этом случае наиболее целесообразно применение пенополистирольных плит из твердого
ППС с маркой по прочности не менее М30 и толщиной 5–10 см (если позволяет структура
пола). Поверх плит укладывается парогидроизоляция и устраивается «плавающая» стяжка.
Использование такой теплоизоляции в теплоаккумулирующих системах также обязательно.
При устройстве «теплых полов» в помещениях прежней постройки, как правило,
невозможно уложить толстые слои теплоизоляции. В этом случае применяются
фольгированные теплоизоляционные материалы толщиной 3, 4, 5, 8 и 10 мм. Их
использование позволяет добиться экономии 12–20 % электроэнергии. Необходимо
использовать только материалы, дублированные поверх фольги лавсаном. В противном
случае фольгированный слой после заливки стяжки разрушается в течение 3–5 недель из-
за наличия щелочной среды.
В качестве теплоизоляции для теплых полов пригодны также листы пробки и фольги. По
эффективности они соответствуют фольгированным материалам, однако заметно дороже.
Особенности монтажа системы «теплый пол» для обогрева деревянного пола. Для
деревянных полов удельная мощность кабеля должна быть не более 10 Вт/м (для кабеля
TXLP/1 – 17 Вт/м), а термостат, управляющий системой, обязательно должен иметь датчик
температуры, ограничивающий температуру воздуха под полом. Такую конструкцию пола
можно использовать и для основной системы отопления при условии, что ее удельная
мощность не превышает 130 Вт/м2.
Чтобы избежать повреждения пола и растрескивания деревянного настила, необходимо
учитывать некоторые меры предосторожности:
– толщина деревянного покрытия теплого пола не должна превышать 22 мм для мягких
пород древесины (сосна, лиственница и т.п.) и 24 мм для твердых (дуб, бук и т.п.);
– нагревательный кабель должен быть равномерно уложен по всей площади обогреваемой
поверхности деревянного пола, а все материалы защищены от попадания влаги во время
монтажа и установки напольного покрытия;
– если возможно, доски настила должны «вылежаться» в течение нескольких дней на
нагреваемом полу и только после этого закреплены. Не рекомендуется укладывать на
обогреваемый паркет ковры значительной толщины, закрывающие всю площадь
помещения.
Перекрытия деревянного дома, как правило, не рассчитаны на вес бетонной стяжки.
Нагревательный кабель укладывается в воздушную подушку под напольным покрытием.
На черновом полу на расстоянии 300–400 мм друг от друга устанавливают опорные бруски
толщиной 30–40 мм. Между ними помещают теплоизолятор таким образом, чтобы
образовалась воздушная подушка высотой не менее 30 мм. Поверх теплоизоляции
укладывают ламинированную фольгу или оцинкованную сетку с заходом на опорные бруски
на 10–15 мм.
Нагревательный кабель монтируется с помощью монтажной ленты, закрепленной на
опорных брусках или хомутами к сетке. В деревянных полах он должен быть уложен
параллельно доскам. Расстояние между ним и опорными досками должно составлять не
менее 10 мм. В местах перехода кабеля через брусок в нем делаются пропилы шириной 30
мм до теплоизоляции. В этом месте на брусок под нагревательный кабель укладывается
металлическая фольга. На опорные бруски монтируется чистовой пол. Хорошие результаты
получаются при использовании щитового паркета, шпунтованной половой доски из твердых
пород дерева, многослойной фанеры с последующей укладкой ламината и т.п.
По углам помещения в чистовом полу необходимо, в зависимости от площади пола,
изготовить вентиляционные отверстия соответствующего сечения (на каждые 10 м2 пола –
70 см2 отверстий). Применение междуэтажной теплоизоляции существенно увеличивает
КПД системы отопления деревянного дома, величина которого достигает в этом случае 95–
98 %.
При устройстве системы «теплый пол» для обогрева деревянного пола непременным
условием является контроль температуры в воздушной подушке. Для управления системой
обогрева деревянного пола применяются специальные электронные термостаты, которые
наряду с датчиком температуры воздуха должны иметь датчик ограничения температуры
пола и ограничивать температуру воздушной подушки до уровня не более +40 °С.
4. Сухие строительные смеси для "теплых полов"
В технологических процессах по устройству стяжек для «теплых полов» существует
вероятность их растрескивания. Растрескивание стяжки возникает на теплоизолирующей
пористой прокладке, являющейся незаменимым атрибутом в системе «теплого пола» при
нагреве и остывании, наличии сквозняков в помещении и нарушении требований
микроклимата, оптимального для набора прочности цементно-песчаной смеси, а также в
том случае, если выравнивающий слой выполнен из смеси другой марки (специфика
цементно-песчаной смеси – усадка). Причинами растрескивания стяжки могут быть низкое
качество вяжущего (цемента), увеличенный расход воды, превышающий нормативные
требования, что является следствием затруднительной промешиваемости цементнопесчаного раствора, кроме того, имеет место вспучивание стяжки.
Существуют и другие проблемы. Так, устройство только черновой стяжки в связи со
спецификой сухих смесей «утяжеляет» процесс и по времени, и по финансовым
соображениям. Большой промежуток времени набора прочности стяжки вызывает
технологические перерывы в производстве общих ремонтных работ. Данное правило часто
нарушается строителями, что опять же приводит к растрескиванию стяжки. Следует
отметить низкую теплопроводность цементно-песчаной стяжки из-за некачественного
замеса и наличия в структуре воздушных пор, ограниченность ее толщины – всего 40–50 мм
– для нормального испарения влаги. Эксплуатация теплого пола возможна только через
месяц после заливки раствора – время полного набора прочности цементно-песчаной
стяжкой.
Создание новой серии сухих смесей для теплых полов «Теплолюкс-Глимс» было вызвано, в
первую очередь, перечисленными проблемами.
Наливной пол «Теплолюкс-Глимс» отлично растекается и образует гладкую и ровную
поверхность. Применение смеси полностью исключает образование трещин из-за некоторой
«капризности» цементно-песчаного раствора: теплоизоляции в основании, линейного
расширения при нагреве, усадки.
«Теплолюкс-Глимс»
Сухая смесь на основе портландцемента, песка различной крупности и комплекса
высококачественных немецких добавок и присадок, включение которых значительно
увеличивает пластичность раствора при одновременном снижении содержания воды.
Наличие добавок (пеногасителей) делает стяжку однородной, вытесняются воздушные
пузырьки, увеличивается теплопроводность. Цвет – кремовый.
Основные свойства. Минимальная толщина слоя 5 мм (для теплого пола – 30 мм),
максимальная – 100 мм. Жизнеспособность раствора 15–20 мин. Прочность на сжатие 16,0
МПа. Растекаемость (метод Wacker) 120 мм. Адгезия к поверхности бетона – не менее 21,0
МПа. Температурный диапазон эксплуатации от –50 до +70 °С.
Назначение и применение. Предназначена для устройства стяжек пpи peкoнcтpукции
cтapыx киpпичныx cтpoeний бeз cущecтвeннoгo увeличeния нaгpузки нa ocнoвныe
cтpoитeльныe кoнcтpукции. Применяют в кaчecтвe тeплoизoлиpующeгo cлoя в cиcтeме
«тeплый пoл».
Приготовление раствора: сухую смесь затворяют водой комнатной температуры из расчета
2,4 л на 10 кг и перемешивают вручную или электродрелью с насадкой до получения
однородной массы. Готовый раствор должен быть использован в течение 2 ч.
Набор прочности заливаемого пола происходит гораздо быстрее, чем у цементно-песчаной
смеси, ходить по нему можно уже через 1–2 сут, в отличие от цементного пола, для
которого требуется 4–7 сут. Толщина наливаемого теплого пола может варьироваться от 5
до 100 мм, что немаловажно при неровной поверхности площади обогрева, при этом
исключается многоэтапность производства работы.
Pacxoд: 15 кг/м2 пpи тoлщинe cлoя 10 мм.
Нормативы. TУ 5745-010-40397319–2003 № 0380/1.
Плиточный клей «Теплолюкс-Глимс»
Сухая плиточная смесь предназначена для заливки нагревательных матов в системе
сверхтонких «теплых полов» «Теплолюкс-Мини», а также для укладки кафельной плитки на
пол с подогревом. Цвет – кремовый.
Основные свойства. Минимальная толщина слоя 5 мм, для теплого пола – 8 мм,
максимальная – 20 мм. Количество воды на 1 кг смеси – 0,2 л. Морозостойкость 50 циклов.
Жизнеспособность раствора 2 ч.
Назначение и применение. При устройстве сверхтонких «теплых полов» «ТеплолюксМини» и укладке керамической плитки на «теплый пол» необходимо использовать
качественную клеевую смесь, которая должна удовлетворять следующим основным
требованиям: высокая прочность сцепления с основанием при частых циклах нагрева и
остывания; уменьшенная инертность прогрева пола; возможность выравнивания старого
основания до 20 мм.
Клеевая смесь «Теплолюкс-Глимс» не теряет своих свойств при многократных циклах
нагрева и остывания поверхности пола. Применяется даже для внешних работ. Разработка
рецептуры клеевой смеси производилась с учетом возможных линейных расширений
поверхности обогреваемого пола. Разработаны определенные пропорции специальных
полимерных и минеральных добавок, компенсирующих возможное расширение клеевого
слоя при нагреве.
Приготовление раствора: сухую смесь затворяют водой комнатной температуры из
расчета 2,0 л на 10 кг и перемешивают вручную или электродрелью с насадкой до
получения однородной массы. Готовый раствор должен быть использован в течение 2 ч.
Открытое время – 10 мин. Затирку швов можно производить не ранее, чем через 24 ч.
Полная нагрузка на пол – не ранее чем через 7 сут. Адгезия к поверхности бетона не менее
1,2 МПа.
5. Как выбирать кабели и термостаты для "теплых
полов"
Нагревательный кабель. Предназначен для преобразования протекающего по нему
электрического тока в тепло. Обычно небольшая часть электроэнергии преобразовывается
в тепло в любом кабеле или проводе, не составляет весьма малую величину – всего 1–3 %,
однако с этим явлением борются и принимают целый комплекс мер по ее снижению. Для
нагревательных кабелей, наоборот, все 100 % мощности должны быть преобразованы в
тепло; выделение этой мощности на единицу длины кабеля (удельное тепловыделение)
является важнейшим техническим параметром нагревательных кабелей. В этом смысле
нагревательный кабель – это не кабель, а нагревательный элемент, выполненный по
кабельной технологии.
Для нагревательных кабелей (в системах «теплый пол») различных производителей
характерны удельные тепловыделения от 17 до 21 Вт/м, причем увеличение этого
параметра нежелательно и вовсе не свидетельствует о каких-либо специальных
достоинствах. Во-первых, при укладке кабеля в пол возможно образование воздушной
полости вблизи поверхности, что может привести к перегреву кабеля и увеличению риска
выхода его из строя.
Во-вторых, при повышении удельной мощности кабеля его длина, приходящаяся на
определенную площадь, сокращается. При этом возможно такое увеличение расстояния
между отдельными нитками, что станет заметной неравномерность нагрева. У всех
производителей величина допустимого расстояния между соседними нитками колеблется
от 5–6 до 10–12 см. Уменьшение линейной мощности приводит к перерасходу кабеля и
появлению риска недопустимого сближения соседних его ниток.
Во время работы теплого пола кабель нагревается до 60–70 °C, а материалы изоляции и
оболочки выдерживают температуры выше 100 °C, что обеспечивает высокую надежность
«теплых полов».
В продажу практически никогда не поступает нагревательный кабель как таковой. Для
быстрого и надежного производства работ потребитель получает нагревательные секции
(НС) – отрезки кабеля фиксированной длины, соединенные специальными муфтами с так
называемыми «холодными концами» – отрезками соединительных проводов,
предназначенными для соединения нагревательного («горячего») кабеля с электрической
сетью. Длина «холодных концов» также фиксирована и составляет у всех производителей
от 0,75 до 2 м. Обычно этого вполне достаточно для выведения проводов в распаечную
коробку на стене. Следует отметить, что именно нагревательная секция – основа «теплых
полов», а муфта (или муфты), соединяющие холодные провода с постоянно
нагревающимся и остывающим нагревательным кабелем, – самый критичный элемент
конструкции «теплого пола». От их надежности зависит срок службы всей системы, поэтому
производители обычно испытывают НС несколько раз и в весьма жестких условиях. В
отличие от обычных кабелей полная замена НК в системе «теплый пол», как правило,
невозможна без полного разрушения поверхностной части конструкции пола.
Нагревательные кабели, выпущенные ведущими производителями из современных
материалов, имеют сроки службы 25–50 лет. Сроки службы нагревательных секций
приближаются к этим цифрам, составляя не менее 15–20 лет.
Наиболее распространены две конструкции резистивных нагревательных кабелей для
«теплых полов» – одножильная экранированная и двухжильная экранированная.
Нагревательная секция (НС) из одножильного кабеля содержит две муфты и два «холодных
конца», в то время как НС из двухжильного кабеля на одном конце армируется концевой
заглушкой, а на другом – муфтой и «холодным концом».
Соответственно, различаются и схемы укладки. Как правило, для двухжильного кабеля она
проще, но сам кабель у всех производителей несколько дороже одножильного, так как по
всей длине греющей части вдоль нагревательной жилы уложена питающая жила, причем
вся эта конструкция покрыта металлическим экраном (как правило, оплеткой) и защитной
оболочкой. Наличие защитного экрана обязательно по требованиям ПУЭ («Правила
устройства электроустановок»), причем в своем сечении он должен быть эквивалентен 0,75
мм2 медного проводника. Как правило, на поверхности кабеля присутствует маркировка,
позволяющая безошибочно определить его тип, напряжение питания, удельную мощность и
дату выпуска.
На российском рынке наиболее распространены теплые полы «DЕVI» (Дания),
«Теплолюкс», ССТ (Россия), «Ceilhit» (Испания). Дилерские сети этих фирм представлены
десятками компаний, расположенных по всей стране и выполняющих любые работы по
расчетам, монтажу и сервисному обслуживанию систем «теплых полов». Несколько меньше
распространена продукция «Ensto» (Финляндия), «Nexon» (Норвегия), «Kima» (Швеция).
Термостат. Прежде всего, термостат должен выполнять свою функцию, а именно,
обеспечивать поддержание в помещении заданной температуры или определенный закон
ее изменения. Кроме того, он должен соответствовать по коммутируемой мощности
установленной системе. Следует отметить, что по современным нормам предельно
допустимая мощность бытовых термостатов для «теплых полов» составляет 3 кВт.
Выбор термостата. Для «теплых полов» не рекомендуется выбирать термостат с датчиком
температуры воздуха, поскольку тогда его показания могут быть искажены случайным
сквозняком или конвективными потоками нагретого воздуха от других тепловых приборов.
Не рекомендуется выбирать и программируемый термостат, если речь идет о ванной
комнате или туалете, – ведь мощность установленной там системы, как правило, невелика
(100–400 Вт). Еще, пожалуй, не стоит пользоваться так называемым электромеханическим
термостатом, несмотря на его низкую в сравнении с электронным стоимость. Внутри такого
термостата находится только биметаллический термочувствительный элемент, поэтому его
точность невелика, а свести на нет эффект «теплого пола» при неправильном выборе
места установки он может легко.
Термостаты для управления системами электрообогрева с датчиком температуры пола
или(и) воздуха, в зависимости от функциональных возможностей, подразделяются на
несколько групп:
– термостаты с режимом экономии электроэнергии, позволяющие существенно снизить
энергозатраты на отопление. Температура воздуха или «теплого пола» в помещении может
быть понижена на 2–8 °С на период времени, когда нет необходимости поддерживать
комфортный режим;
– термостаты с датчиком, позволяющие ограничивать температуру теплого пола при
заданной температуре воздуха. Ограничение температуры, кроме того, позволяет
защищать нагревательный элемент, пол или потолок от чрезмерного перегрева (например,
для деревянных построек);
– термостаты, совмещенные с программируемым таймером, поддерживающие температуру
помещения под управлением таймера, автоматически обеспечивающего режим ее
понижения в целях экономии электроэнергии. Таймер может быть запрограммирован на
индивидуальные понижающие периоды: день, ночь и т.д;
– интеллектуальные термостаты (программируемые), поддерживающие функции адаптации
и определения расхода тепла с помощью встроенного реле времени с ЖК-дисплеем для
программирования автоматического чередования режимов теплового комфорта и экономии
энергии. Пользователю не надо высчитывать время, необходимое для достижения нужной
температуры, термостат «ознакомится» с помещением и сам рассчитает время. Функция
определения расхода тепла позволяет рассчитать экономический эффект от вновь
заданных программ (значений температур) и выбрать оптимальный режим работы.
Наибольшим спросом пользуются комнатные электронные термостаты с датчиком пола
(серия RoomStat). Они весьма просты в использовании, надежны и относительно недороги.
При устройстве больших систем или нескольких средних (суммарная установленная
мощность 3 кВт и более) имеет смысл задуматься об установке программируемого
термостата или таймера (серия IWARM). В этом случае правильно подобранная программа,
соответствующая назначению помещения (например, спальня в городской квартире или
гостиная в загородном доме), позволит окупить стоимость прибора за 2–4 месяца. При
устройстве сложных систем основного отопления с зонированием применение
программируемых приборов крайне желательно и с точки зрения экономии
эксплуатационных затрат, и для удобства и эффективности управления температурой.
Имеются термостаты, позволяющие принимать команды по телефону. «Теплые полы»
очень легко вписываются в «умный дом», при этом режимом обогрева можно управлять
даже по Интернету.
Ниже приведена линейка термостатов для «теплых полов»
ROOMSTAT 110 (серия ROOMSTAT). Комнатный терморегулятор с подключаемым
внешним датчиком температуры пола и разнесенными органами управления –
включения/выключения прибора и регулировки установленной температуры. Предназначен
для поддержания постоянной температуры. Имеет удобную ручку установки температуры,
светодиодный индикатор включенного состояния, наглядную графическую информацию,
клавишу «Вкл.»/«Выкл.»; встроенный монтаж.
Цвет – белый, кремовый.
Технические характеристики
Напряжение питания, В................................220 (+10…–15 %)
Максимальный ток нагрузки, А.............................................16
Выносной датчик температуры пола NTC, кОм.................6,8
Длина соединительного кабеля датчика, м............................2
Поддерживаемая температура, °С...................................5…45
Габаритные размеры, мм............................................80х80х52
Масса, г....................................................................................90
IWARM 710 VISIO. Комнатный терморегулятор с двумя датчиками – выносным
(температуры пола) и встроенным (температуры воздуха). Предназначен для постоянного
поддержания установленной температуры по датчику температуры пола. Имеет большой
графический дисплей с подсветкой и тремя кнопками управления; дружеский
«интуитивный» интерфейс «в одно касание»; индикацию текущей температуры пола,
температуры регулирования, клавиши «Вкл.»/«Выкл.» состояния обогрева. Среди других
характеристик терморегулятора самодиагностика системы обогрева с выводом
предупреждающей информации; дополнительный режим, позволяющий выводить на
дисплей температуру окружающего воздуха (при этом управление происходит по датчику
пола; это только дополнительная возможность использовать прибор в качестве термометра
с цифровой индикацией); дополнительный режим управления обогревом без измерения
температуры – за единицу времени берется 1 ч. Встроенный монтаж. Время «Вкл.»/«Выкл.»
состояния обогрева устанавливается пользователем в процентном соотношении. Диапазон
– от 10 до 90 %.
Цвет – белый.
Технические характеристики
Напряжение питания, В................................................................220 (+10…–15)%
Максимальный ток нагрузки, А............................................................................16
Потребляемая мощность, мВт.............................................................................450
Класс защиты......................................................................................................IP20
Выносной датчик температуры пола NTC, кОм................................................6,8
Длина соединительного кабеля датчика, м...........................................................2
Встроенный датчик температуры воздуха NTC, кОм.......................................6,8
Поддерживаемая температура, °С .................–5…–45 (заводская установка +25)
Габаритные размеры, мм...........................................................................80х80х52
Масса, г.................................................................................................................150
Сохранение установок при отключенном питании...........неограниченно долго
IWARM 720 ECO. Комнатный терморегулятор с выносным датчиком температуры пола.
Прибор позволяет значительно снизить энергопотребление «теплых полов» путем
поддержания комфортной температуры только в установленные временные интервалы в
случае необходимости. Так же, как и IWARM 710 VISIO, имеет большой графический
дисплей с подсветкой и тремя кнопками управления; дружеский «интуитивный» интерфейс
«в одно касание»; предусмотрена индикация текущей температуры пола, температуры
регулирования, клавиши «Вкл.»/«Выкл.» состояния обогрева; устройство самодиагностики
системы обогрева с выводом предупреждающей информации; дополнительный режим,
позволяющий выводить на дисплей температуру окружающего воздуха (при этом
управление происходит по датчику пола – дополнительная возможность использовать
прибор в качестве термометра с цифровой индикацией); осуществляет дополнительный
режим управления обогревом без измерения температуры – за единицу времени берется 1
ч. Время включения и выключения обогрева устанавливается пользователем в процентном
соотношении (диапазон – от 10 до 90 %).
Наличие встроенного меню позволяет управлять всеми функциями (аналогично
мобильному аппарату). В приборе имеются многорежимный термостат со встроенным
блоком реального времени и календарем, встроенный экономайзер. Прибор собирает и
хранит всю информацию о системе обогрева, давая возможность пользователю
контролировать свои расходы без ущерба для комфорта. Интеллектуальное программное
обеспечение позволяет определять характеристики тепловых процессов помещения.
Пользователю достаточно указать только временные интервалы, когда ему необходим
обогрев, исполнение целиком берет на себя прибор.
Системы управления обеспечивают:
– постоянное поддержание комфортной температуры;
– суточный цикл распределения комфортной температуры по времени. Пользователь
задает временные интервалы в течение суток, когда ему необходим теплый пол. Прибор
настраивается на помещение, определяет его тепловые характеристики и время включения
с таким расчетом, чтобы достигнуть установленной температуры в строго заданное время.
Все остальное время обогрев выключен, что позволяет экономить электроэнергию;
– недельный цикл. Осуществляется аналогично предыдущему варианту, только цикл равен
1 неделе с произвольным программированием для каждого дня.
6. О безопасности системы "теплый пол"
При устройстве системы должен быть выполнен ряд требований, после чего она становится
совершенно безопасной как с точки зрения пожаробезопасности, так и предотвращения
поражения человека электрическим током.
Необходимо использовать только экранированный нагревательный кабель, причем сечение
экрана по меди должно быть эквивалентно 1,0 мм2; в квартире (доме) должно быть
заземление с сопротивлением растеканию не более 4 Ом.
На входном щитке (шкафу) должно быть установлено УЗО (устройство защитного
отключения, рассчитанное на ток утечки не более 10 мА). Разводка питания для теплого
пола должна быть выполнена отдельно от осветительной сети. Все работы по установке
оборудования должен выполнять квалифицированный электрик.
Все эти требования являются стандартными требованиями ПУЭ для электрических
установок зданий. Безусловно, применяемое оборудование должно быть
сертифицировано.
Например, продукция «Теплолюкс» проходит многократные (до 10 видов) испытания в
весьма жестких условиях, поэтому, как правило, возникшие неисправности связаны с
неправильной установкой или механическим повреждением нагревательного кабеля или
соединительных проводов в процессе эксплуатации.
Несколько лет назад в прессе обсуждался вопрос о том, насколько велики электрические и
магнитные поля, которые образуются теплыми полами во время их работы. В системах с
экранированным кабелем напряженность электрического поля составляет величины
порядка единиц (в В/м) и является абсолютно безопасной, т.е. она меньше предельно
допустимой на 2 порядка. Напряженность магнитного поля составляет 2–3 мкТл – для
одножильных экранированных кабелей и 0,2–0,5 мкТл – для двухжильных кабелей, причем
эти величины примерно одинаковы у изделий всех ведущих фирм-производителей. Норма
данного параметра составляет 100 мкТл, а естественный фон Земли в среднем
соответствует примерно 50 мкТл. Таким образом, по обоим этим параметрам системы
«теплый пол» являются абсолютно безопасными. Тем не менее, для помещений с
постоянным или длительным пребыванием людей (детские, спальни и т.п.) рекомендуется
использовать двухжильные нагревательные кабели.
7. Кабельный обогрев в зимних садах
В последние годы становится популярно устраивать зимние сады. «Уголок» живой природы
помогает снять стрессовые нагрузки жизни в мегаполисе.
Многие воспринимают зимний сад, как большое сооружение типа ботанического сада или
промышленной оранжереи. Однако этот термин вполне применим и к утепленной лоджии с
различными видами растений.
Если у Вас загородный дом, то можно сделать небольшую пристройку с большой площадью
остекления или полностью застекленную, благо современные материалы и конструкции
позволяют это сделать. Такое решение расширит жизненные функции, сделав оранжерею
любимым местом отдыха, а также позволит создать пространственное слияние дома с
окружающей природой. Некоторые любители растений устраивают настоящие зимние сады,
отдельные строения с переходом в них из дома.
Помимо размеров зимние сады различаются и поддерживаемой внутри них температурой.
Если температура внутри зимнего сада поддерживается порядка 12–15 °С, то его относят к
холодным оранжереям. Такие оранжереи оптимальны для цветущих азалий, камелий,
бугенвиллей, отдельных видов орхидей и некоторых других растений. При выращивании
тропических растений – различных пальм, орхидей, экзотических нимфей – температура в
зимнем саду создается порядка 30 °С.
В зависимости от всех этих параметров по-разному строится и система отопления, в
которой обычно используются различные виды обогревателей. Но во всех этих случаях
полезно использование кабельной системы отопления, так называемых «теплых полов».
Если зимний сад устраивается на лоджии, то использование теплых полов – наиболее
удобный и комфортный вариант, поскольку выводить водяное отопление для обогрева
лоджии запрещено.
Но прежде чем говорить об отоплении, стоит отметить о необходимости ее тщательного
утепления. В первую очередь, это окна. При наших традиционно холодных зимах следует
устанавливать двух- и более камерные стеклопакеты. Их преимущество не только в
хорошей теплоизоляции, но и в устойчивости к повышенной влажности, свойственной
зимним садам. Затем утепляют внешние стены, парапет и потолок, используя подходящий
теплоизолятор.
Теперь остается «разобраться» с полом. Идеальным решением здесь будет электрический
теплый пол, который «отсечет» холодный воздух снизу, к тому же с его помощью легко
регулировать температуру в помещении. Для его устройства потребуется ровное, без
трещин бетонное основание. При необходимости делается выравнивающая стяжка. На пол
укладывается слой утеплителя (пенополистирол, пенопласт, изоплекс) так, чтобы с краев
осталась свободная полоса шириной 10–15 см по всему периметру. Также необходимо
проделать сквозные отверстия в утеплителе размером около 5 см (5–6 отверстий на 1 м2),
чтобы стяжка опиралась на бетонное основание. Верхний слой стяжки будет лежать на
относительно мягком материале, а проделав отверстия, мы увеличим прочность нашей
будущей конструкции. Поверх теплоизоляции укладывается бетонная стяжка толщиной
около 1–2 см так, чтобы кабель не касался теплоизоляции, поскольку это может вызвать
перегрев кабеля и выход его из строя. Для устройства теплого пола используйте
двужильный экранированный нагревательный кабель с теплоотдачей от 20 Вт на 1 пог. м
(SPYHEAT CD-20), экран которого в целях электробезопасности во влажном помещении
необходимо подключить к земле. Мощность нагревательного кабеля рассчитывается из
необходимости получения 180–220 Вт/м2. Нагревательный кабель выкладывается на
пространстве свободном от стационарно установленных на полу предметов.
Для его укладки прикрепите к поверхности пола стальную монтажную ленту, входящую в
комплект наборов SPYHEAT SHD-20, лепестки которой позволяют проводить укладку с
шагом кратным 1см. Равномерно уложите нагревательный кабель змейкой с расчетным
шагом по поверхности, подлежащей обогреву, фиксируя кабель лепестками монтажной
ленты. Помните, что минимальный радиус изгиба двужильного кабеля составляет 4 см. Не
подвергайте кабель излишним физическим нагрузкам, петли кабеля не должны
пересекаться или касаться друг друга. Выполнять укладку необходимо при температуре
воздуха выше +5 °С. После укладки кабеля сожмите лепестки монтажной ленты для
надежной фиксации.
Термодатчик расположите посередине витков нагревательного кабеля в защитной
гофротрубке. Монтаж термодатчика должен обеспечивать возможность его замены.
Желательно располагать термодатчик в наиболее холодном месте помещения. Если в
зимнем саду будет повышенная влажность, то необходимо вынести терморегулятор за его
пределы. Выводы датчика и нагревательного кабеля подведите к месту установки
терморегулятора и закрепите. При необходимости провод датчика температуры пола можно
нарастить. Проверьте сопротивление кабеля, оно должно совпадать с указанным в
инструкции.
Поверх уложенных секций кабеля и гофротрубки с термодатчиком укладывается бетонная
стяжка толщиной 5 см. Более тонкая стяжка будет непрочной, более толстая будет дольше
прогреваться. Лучше использовать специально предназначенные смеси для теплых полов,
так как стяжка в процессе работы будет подвержена температурным расширениям и
сжатиям. Разводим смесь по инструкции с упаковки и заливаем всю конструкцию. Бетон не
должен содержать острых предметов, а его консистенция должна обеспечить полную
заливку кабеля без образования воздушных карманов. Заливая бетон возле выводов
термодатчика, необходимо обеспечить возможность свободной его замены. Уложив
бетонную стяжку, еще раз проверьте сопротивление кабеля.
После застывания раствора укладывается декоративное покрытие пола. Монтируется
терморегулятор, в состав комплектов SPYHEAT SHD-20 входит электронный термостат
«Элтек Электроникс NLC-308B». Согласно прилагаемой инструкции, проводятся
необходимые соединения проводов греющего кабеля, датчика температуры и
электрической сети. В соответствии со строительными нормами полное застывание бетона
занимает 28 сут. В течение этого времени не рекомендуется начинать эксплуатацию
системы.
Если лоджия расположена на южной или восточной стороне здания, то в солнечную погоду
она может очень сильно нагреваться даже при использовании жалюзи. Чтобы правильно
контролировать температуру в этой ситуации, следует использовать термостат,
работающий с двумя датчиками температуры: внешним, установленным в стяжке пола, и
внутренним, измеряющим температуру комнаты. В этом случае термостат устанавливается
на лоджии в наиболее сухом месте. Для этих целей подойдет электронный
программируемый термостат «Элтек Электроникс NLC-527Н», которым комплектуются
наборы SPYHEAT SHD-20 Р. Термостат позволит также создать комфортные условия для
растений, когда дневная температура на несколько градусов будет выше ночной.
Если Вы хотите иметь на лоджии тропический зимний сад с температурой порядка 30 °С, то
необходимо предусмотреть дополнительное нагревательное устройство (масляный
радиатор и др.), поскольку при российских зимах одного кабельного обогрева может
оказаться недостаточно.
При устройстве холодной оранжереи, пристроенной к стене загородного дома, выполненной
из стеклопакетов, также целесообразно использовать электрический теплый пол в
комплекте с дополнительным обогревателем. В пол, за исключением мест, где будут
высаживаться растения, также необходимо уложить теплоизоляцию. Далее, как и в
предыдущем случае, кабель заливается в бетонную стяжку и сверху выкладывается
напольное покрытие.
Теплые полы позволяют создавать в отдельно стоящих зимних садах комфортные условия.
Уложив кабель под дорожки и места отдыха, Вы создадите для себя комфортные условия в
саду и действительно почувствуете себя в тропиках. Кабельные системы помогут еще и
бороться с образованием наледи на конструкциях зимних садов. В этом случае в местах
образования наледи и в водостоках прокладывается нагревательный кабель, который
помогает растопить образующийся лед. Обогревом управляют специальные термостаты
(серия SMT «Элтек Электроникс»).
Создание зимнего сада – непростое занятие и требует участия различных специалистов, в
том числе и специалистов по системам отопления. Но, в любом случае, кабельные системы
обогрева являются желательным элементом таких систем, позволяя создавать комфортные
условия как растениям, так и их хозяевам.
ВОДЯНОЕ ОТОПЛЕНИЕ ПОЛА
8. История систем отопления пола
Отопление пола изобретено не сегодня. Подобную систему применяли древние римляне и
называли ее «гипокауст». Принцип ее действия заключался в том, что теплый воздух
поднимался вверх по каналам из центральной топки и нагревал внутреннюю поверхность
пола. Таким образом, уже до н.э. системы подогрева полов являлись не только обыденным
делом, а даже обязательным, например при устройстве знаменитых римских терм
(бань) (рис. 2.1).
В середине XVIII в. шведский изобретатель Кристофер Польгем сделал чертеж
отопительной системы с воздушными каналами, расположенными под полом. В 1825 г. в
журнале «Mechanics Magazine» была опубликована статья о том, что китайцы начали
интересоваться отопительными системами, сходными с древнеримской.
В 20-х годах ХХ в. были обнаружены старые британские и французские системы,
напоминающие современное водяное отопление пола.
Если в древние времена подогрев пола использовался для обеспечения комфорта, то с
середины прошлого века он уже активно внедряется в качестве полноценной и
самостоятельной системы отопления. Это стало возможным благодаря появлению
пластиковых труб, развитию систем контроля и автоматизации управления температурой,
широкому внедрению источников тепла на возобновляемых ресурсах.
С 60-х годов ХХ в. в Скандинавии теплый пол начал стремительно вытеснять традиционные
(прежде всего, радиаторные) системы отопления, и уже сегодня, например в Швеции, он
является самой распространенной отопительной системой: более 85 % нового жилья
строится именно с его использованием.
Благодаря многочисленным техническим и эксплуатационным преимуществам, по
сравнению с высокотемпературными (воздушными радиаторами, конвекторами и т.п.),
системы, построенные на принципах «водяной теплый пол» (ВТП), все шире применяются и
в системах снеготаяния, подогреве кровель, автомобильных дорог, стадионов, спортивных
площадок и т.п.
Новые решения, основанные на частично или полностью регенерируемой энергии
(ветрогенераторы, тепловые насосы, солнечные коллекторы и т.п.), эффективно
применяются сегодня, как правило, только совместно с системами напольного отопления.
Используемые в настоящее время элементы и узлы системы «теплый пол» служат не
менее 50 лет. «Теплый пол», таким образом, можно по праву называть отопительной
системой будущего.
При этом современный водяной «теплый пол» – это полноценная система отопления,
полностью заменяющая радиаторы, а не дополнительная система комфорта. Системы и
технологии ВТП эффективны для любых типов зданий и сооружений, в том числе для
жилых комплексов, офисных и торговых центров, деревянных домов, стадионов и
спортивных площадок, автомобильных дорог, подъездных путей и стоянок, плоских кровель.
Теплые полы можно организовать как в отдельной квартире или частном коттедже, так и в
многоэтажном доме и помещениях большой площади. Системы Termotech универсальны и
позволяют монтировать их и при строительстве, и уже на возведенном объекте. При этом
возможно как подключение к теплоцентрали, так и полностью автономное использование, в
том числе с тепловыми насосами.
9. Основные принципы устройства и работы систем
ВТП
Водяной «теплый пол» (ВТП) – монтаж между полом и напольным покрытием сети минитрубопроводов, по которым циркулирует теплоноситель – нагретая жидкость (вода, раствор
этиленгликоля, антифриза и т.п.).
Чтобы тепло не шло вниз, укладывается слой теплоизоляции, как правило, из полистирола
толщиной от 20 до 300 мм в зависимости от типа и отопительной нагрузки системы ВТП.
Теплоноситель отдает свое тепло материалу, окружающему трубы контуров теплого пола.
Это может быть бетон стяжки, алюминиевые пластины, песок и т.п. в зависимости от типа и
устройства системы ВТП (см. раздел «Типы систем ВТП на оборудовании Thermotech»).
Далее тепло передается чистовому покрытию. Каждое чистовое покрытие имеет свое
термическое сопротивление, зависящее от материала и его толщины.
От нагретой поверхности пола тепло поднимается вверх, отапливая все помещение (рис.
2.2).
Благодаря обширной теплоотдающей поверхности возрастает количество излучаемого
тепла, которое, в отличие от конвекции при радиаторном отоплении, немедленно
распространяется в окружающем пространстве, равномерно распределяясь в
горизонтальном и вертикальном направлениях. При этом отсутствуют холодные и
перегретые зоны, как при отоплении радиаторами (конвекторами, воздушными системами)
(рис. 2.3).
При радиаторном отоплении доля теплоотдачи за счет конвекции составляет 80–100 %, т.е.
создаются условия, при которых перегретый воздух поднимается вверх и, остывая,
опускается вниз. Таким образом за счет циркуляции воздуха достигается средняя
комфортная температура в помещении. Лучистая составляющая в радиаторной системе
отопления, как правило, незначительна.
Поскольку люди чувствуют себя более комфортно, когда воздух на уровне головы
прохладный, а у ног теплый, то отопление пола представляет собой систему идеального
равномерного распределения тепла.
Применение в помещении плоских греющих поверхностей, отдающих значительное
количество тепла излучением, где бы они ни располагались, всегда будет создавать более
благоприятный микроклимат, чем при обогреве помещений чисто конвективными
приборами.
За счет использования ВТП температура в помещении может быть снижена на 1–2 °С и
человек при этом не потеряет чувства комфорта. Например, если при радиаторной системе
отопления человек чувствует себя комфортно при температуре 20–22 °С, то при отоплении
ВТП комфортной для него будет температура 18–20 °С. Снижение температуры на 2 °С
обеспечивает сбережение около 12 % потребляемой энергии.
Температура комфорта индивидуальна для каждого человека (для одного это будет 17 °С,
для другого – 22 °С). В процессе эксплуатации ВТП пользователь сам регулирует диапазон
температур, а зональная (покомнатная) автоматика поддерживает эту температуру
постоянной.
Равномерное распределение тепла и обширность поверхности нагрева помимо комфорта
позволяет использовать в ВТП более низкие температуры теплоносителя. Таким образом,
ВТП является низкотемпературной системой отопления, где температура теплоносителя
составляет 30–50 °С (для сравнения, в радиаторной системе она составляет 70–95 °С).
В зависимости от применяемых схем и технических решений можно достичь экономии тепла
(энергоресурсов) от 10 до 50 %, которая складывается из нескольких составляющих:
– экономии в сетях и магистральных трубопроводах из-за снижения потерь за счет
передачи теплоносителя более низкой температуры. Фактическая экономия зависит от
длины магистральных трубопроводов и сетей, а также условий их прокладки. Как следствие,
получается дополнительная экономия за счет толщин теплоизоляционных материалов;
– экономии за счет снижения температуры в помещениях и управления ею. Дополнительно
(до 20 %) она может быть достигнута за счет применения автоматики с погодной
компенсацией (управление температурой теплоносителя и(или) температурой в помещении
в зависимости от температуры на улице). Например, система снеготаяния и
антиобледенения экономичнее на 70 % и более при использовании системы с
контроллером управления, чем без него;
– снижения теплопотерь через ограждающие конструкции из-за отсутствия зон перегрева за
отопительными приборами;
– существенной экономии при использовании ВТП совместно с источниками тепла типа
«тепловой насос», где до 80 % тепла извлекается из окружающей среды. При этом
наибольший коэффициент преобразования в подобных установках достигается при
выработке температуры теплоносителя до 35 °С. При необходимости получения
теплоносителя температурой 50–60 °С эффективность теплового насоса снижается в
несколько раз. Для температур более 60 °С (радиаторы, конвекторы, воздушное отопление)
применение тепловых насосов неэффективно;
– экономии из-за возникновения эффекта саморегулирования. Экономия может достигать
8–15 % в зависимости от теплопотерь помещения, количества и типа тепловыделяющих
предметов в помещении и интенсивности их использования.
Основные достоинства систем отопления на основе водяных «теплых полов»: комфорт,
уют, современный дизайн, надежность, экономичность, рациональность.
Системы ВТП обеспечивают поддержание температуры в комфортном для человека
диапазоне; равномерное ее распределение по всему объему помещения (вертикально и
горизонтально). Системы отопления располагаются скрытно (на виду только термостаты),
имеют продолжительный срок службы и не требуют дорогостоящего обслуживания.
Снижение теплопотерь при применении ВТП по сравнению с радиаторными системами в
первую очередь достигается за счет более низкого значения температуры воздуха в
помещениях, при котором обеспечивается тепловой комфорт.
Системы обеспечивают увеличение пропускной способности тепловых сетей за счет
использования теплоносителя более низкой температуры. Они удачно сочетаются с
теплонасосными установками (резко повышается коэффициент эффективности ТНУ),
которые все больше применяются в современном строительстве.
Эффект саморегулирования. В соответствии с законами физики температура передается
от более теплого предмета более холодному. Если в помещении существуют другие
источники низкопотенциального тепла (солнечное излучение, большое скопление народа,
компьютеры, интенсивное освещение и т.п.), они отдают свое тепло в окружающую среду.
Так как температура поверхности пола очень мало отличается от температуры в
помещении, то низкопотенциальные источники становятся участниками отопительного
процесса, т.е. часть тепла компенсируется от этих источников. При повышении
температуры воздуха в помещении уменьшается отбор тепла от системы ВТП. Это
происходит, практически, самопроизвольно, автоматически, поэтому и получило название
«эффекта саморегулирования».
Радиаторы работают по такому же физическому принципу – от теплого к холодному. Но
разница температур между поверхностью радиатора и воздухом в помещении столь велика,
что эффекта саморегулирования (учета тепла низкопотенциальных источников) не
возникает. Скорее низкопотенциальный источник сам нагреется от радиатора, чем станет
полноправным «партнером» радиатора в тепловом балансе данного помещения.
Из эффекта саморегулирования систем ВТП следует, что теплоотдача от пола
уменьшается, когда температура в помещении приближается к температуре его
поверхности, и увеличивается, когда снижается температура в помещении. Чем больше
потери тепла помещением, тем больше его требуется и тем выше температура поверхности
пола.
Есть целый ряд важных понятий, вытекающих из вышесказанного. Чем больше разность
температур между поверхностью пола и температурой в помещении, тем больше
теплоотдача с поверхности пола. Таким образом, мощность системы ВТП напрямую зависит
от разности этих температур.
Максимальная температура поверхности покрытия ограничена медицинскими нормами,
характеристикой материала, из которого оно изготовлено, и т.п. Существуют аналогичные
ограничения и температуры воздуха в помещении в зависимости от его назначения.
Следовательно, требуется профессиональный теплотехнический расчет систем ВТП,
существуют границы возможности их применения.
При устройстве комбинированных систем (высокотемпературные отопительные приборы +
ВТП) в одном помещении возможно возникновение «конфликтов» между системами.
Поэтому в таких случаях требуется очень тщательно подходить к выбору и построению
раздельных систем управления этими приборами.
Существуют принципиальные моменты, понятия и определения, которые существенно
влияют на долговечность, работоспособность и надежность системы ВТП.
Водяной «теплый пол» как инерционная система. Инерционность системы ВТП
включает в себя два аспекта: инерционность при запуске системы и выходе ее на
расчетный отопительный режим и инерционность в ходе охлаждения помещения.
Основным показателем инерционности системы ВТП при нагреве помещения является
скорость (время) выхода системы на режим от момента ее запуска до нагрева воздуха
помещения до расчетной температуры.
Необходимо рассматривать раздельно иррегулярные (неупорядоченные) и регулярные
(установившиеся) режимы изменения температуры не только во времени, но и для
различных тепловых процессов: нагревание и охлаждение тела (плиты греющей панели) с
бесконечно большой теплопроводностью (внешняя задача). То же, но с бесконечно
большим теплообменом (внутренняя задача), в рассматриваемом случае – воздух
помещения. То же, с небольшими значениями коэффициента теплопроводности и
теплообмена (краевая задача), в нашем случае – теплопотери через ограждающие
конструкции.
Без решения конкретных внутренних, внешних и краевых задач график выхода системы
ВТП в стационарный (установившийся) режим представлен на рис. 2.4.
Первый этап – разогрев (разгон) непосредственно самой отопительной панели –
характеризуется малым изменением температуры в помещении при максимальном
использовании мощности источника тепла.
Второй этап – прогрев помещения – характеризуется ростом температуры в помещении до
расчетной.
Третий этап – установившийся режим отопления – характеризуется поддержанием
температуры в расчетном диапазоне.
На первом этапе скорость разогрева греющей панели (°С/ч) зависит, прежде всего, от ее
теплоемкости, температуры начала разогрева и температуры теплоносителя. Чем больше
теплоемкость панели, тем дольше процесс ее нагрева. Таким образом, длительность
процесса разгона зависит от теплоемкости материалов панели и их толщины. Чем ниже
температура начала разогрева, тем больше времени требуется на разогрев панели. Чем
выше температура теплоносителя, тем меньше времени затрачивается на разогрев
панели.
На практике температура теплоносителя ограничена и определяется либо самим
источником тепла (использование низкотемпературного источника), либо максимально
разрешенной температурой теплоносителя для ВТП (не более 55 °С). Темп разогрева
отопительной панели протекает не по линейному, а по экспоненциальному закону.
Полное количество тепла Q, полученное панелью за первые z часов, равно:
Q = 1/R (t-t0) = ∫za qdz = C ϑ0 (1-e‾ F0)
где С – теплоемкость каждого из слоев греющей панели;
ϑо – температура панели по отношению к температуре окружающей среды в
рассматриваемый период времени z;
Fо – критерий гомохронности (подобия), являющийся обобщенной пространственновременной характеристикой процесса нагрева панели.
где Rо – общее сопротивление теплообмену на всей площади поверхности греющей
панели;
Z – произвольный (рассматриваемый) момент времени от начала разогрева системы.
Фирмой «THERMOTECH» были проведены натурные испытания темпов выхода ВТП на
режим прогрева (рис. 2.5). За базовую кривую принято время разогрева греющей панели с
толщиной бетонной стяжки 50 мм и чистовым покрытием из керамической плитки толщиной
15 мм, при температуре теплоносителя на подаче 50 °С, начальной температуре плиты и
воздуха в помещении 0 °С, теплопотерях помещения 60 Вт/м²·°С/ч.
Для анализа выбраны точки пересечения линии температур 5 °С. Это связано с тем, что при
данной температуре с достаточной степенью уверенности можно установить факт, что
плита разогрелась и начался процесс теплообмена и при данной температуре наблюдается
равномерный прогрев всей плиты, т.е. вся она становится греющей панелью с
выровненным полем температур.
Среднее статистическое время разогрева ВТП базовой панели (первый этап) до
температуры +5 °С составляет 24 ч. Для аналогичных условий, но для панели с толщиной
100 и 150 мм, время разгона составляет 36 и 48 ч соответственно.
Если в качестве чистового покрытия используется паркет толщиной 16 мм, то время разгона
ВТП с толщиной стяжки 50 мм увеличивается с 24 до 30 ч (кривая 1).
Если начальная температура отопительной панели на 2–3 °C выше 0 °C, то время выхода
системы на отметку «температура +5 °C» сокращается практически в 2 раза, до 12 ч (кривая
2).
На втором этапе происходит теплообмен между поверхностью греющей панели и воздухом
в помещении. При этом длительность этапа до достижения расчетной температуры зависит
от теплопотерь помещения и площади отопительной панели по отношению к площади
(фактор формы) ограждающих конструкций, через которые происходят основные
теплопотери. Если учесть, что система ВТП проектируется на 100 % площади пола, то
второй этап полностью зависит от теплопотерь помещения. Причем сначала температура в
помещении достаточно быстро растет, затем темп ее роста замедляется, так как с ростом
температуры в помещении увеличивается тепловой напор и, следовательно, теплопотери
через ограждающие конструкции.
Превышение (рис. 2.4) температуры (сектор А) и мощности (сектор В) над расчетными на
конечных участках второго этапа связано, прежде всего, с инерционностью системы и
«транспортным» запаздыванием органов контроля и регулирования параметрами
теплоснабжения.
На практике (рис. 2.6) время выхода системы на режим (нагрев воздуха в помещении до 20
°C) при удельных теплопотерях 40 Вт/м² составляет примерно 44 ч, при теплопотерях 60
Вт/м² – до 54 ч, при 100 Вт/м² – 72–
84 ч. Данные соответствуют греющей панели с толщиной бетонной стяжки 50 мм и
чистовым покрытием из керамической плитки толщиной 15 мм при температуре
теплоносителя на подаче 50 °C, начальной температуре плиты и воздуха в помещении 0
°C.
Угол наклона (крутизна) кривой относительно шкалы времени в большой степени зависит от
сочетания быстрых и медленных теплопотерь (медленные теплопотери – теплопотери
через теплоемкие ограждения: стены, перекрытия, характеризующиеся большой степенью
затухания, т.е. значительным уменьшением амплитуды и сдвигом фазы тепловой волны).
При наличии в ограждающих конструкциях больших нетеплоемких включений (окна,
сплошное остекление, двери) помещение имеет не только высокую эксплуатационную
нагрузку, но и значительное время вывода ВТП на стабильный режим, в том числе при
регулировании системы отопления путем импульсного (пуск-остановка) использования
источника. Это еще одна из причин, по которой при проектировании теплонасосных
установок за рубежом требуется, чтобы теплопотери не превышали 60 Вт/м².
На третьем этапе (стабильный отопительный режим) кривая фактических температур
совершает колебательный процесс относительно кривой расчетных температур. Частота
этих колебаний целиком зависит от колебания наружной температуры, длительность
колебательных процессов – от продолжительности изменения наружной температуры и
инерционности системы ВТП, а амплитуда колебаний – от инерционности системы ВТП и
применяемых систем и методов автоматизации системы теплоснабжения.
Современное развитие микроэлектроники позволяет измерять не столько фактическую
температуру в помещении, сколько динамику (градиент) ее изменения как в отрицательную
сторону (снижение температуры в помещении за счет внешних факторов), так и в
положительную (прирост температуры в помещении за период от включения источника
отопления). Решение этой задачи (автоматически – решение задачи энергоэффективности)
рассматривается современными проектировщиками только в комплексе с применением
индивидуальных термостатов по помещениям в системах ВТП.
При этом задействование источника тепла с системами ВТП происходит в импульсном
режиме (см. сектор С на рис. 2.4): частота включения источника тепла в отопительный
процесс совпадает с частотой колебаний (в сторону уменьшения) фактической температуры
от расчетной, а длительность – от теплопотерь и инерционности системы.
Инерционность систем отопления на основе ВТП играет важную роль в вопросах
энергетической устойчивости и безопасности здания при длительных перерывах энерго- и
теплоснабжения.
Отключение системы и последующее охлаждение можно рассчитать по методике
прерывистых подач тепла. Такой расчет достаточно сложен, так как вначале происходит
неупорядоченное изменение температур, которое затем сменяется регулярным ее
понижением. Массивные ограждения в этот период начинают частично отдавать
помещению свое тепло. Лучистое тепло в результате многократного отражения
распределяется по всей поверхности помещения.
Задача теплоустойчивости помещения была решена А.М. Шкловером в режиме
прерывистых теплопоступлений только лучистого или только конвективного тепла. Однако
радиаторная система отопления является на 80–100 % конвективной, а «теплый пол» – на
49 % лучистой и на 61 % – конвективной. При линейном (не гармоническом и не по закону
затухающих процессов) рассмотрении вопроса устойчивости система отопления на базе
ВТП вдвое более устойчива, чем на базе конвективных систем (радиаторов, конвекторов,
вентиляции).
Специалистами фирмы «THERMOTECH» на основе анализа критических ситуаций, т.е.
отключения электро- или газоснабжения при температурах наружного воздуха в диапазоне
от –25 до –32 °C, получены данные по теплоинерционности систем ВТП (табл. 2.1).
Чистовое покрытие и напольное отопление. Чистовое покрытие является важным
участником процесса теплопередачи от греющей панели в окружающую среду, так как
имеет свое термическое сопротивление, зависящее от типа и толщины материала.
Таблица 2. Теплоинерционность систем ВТП различных конструкций
Кроме того, во-первых, действующими санитарными и строительными нормами наложены
ограничения на максимальную температуру поверхности пола; во-вторых, температура
поверхности пола является расчетной величиной, зависящей от теплопотерь, нагрузки на
систему отопления и типа (температуры) помещения. Окончательное решение о
возможности применения того или иного чистового покрытия принимается проектировщиком
на основании многих факторов в ходе проектирования напольной системы отопления.
Рассмотрим возможности применения ВТП и чистовых покрытий, не вникая в сложности
физических и теплотехнических расчетов, а также решаемых задач.
Керамическая плитка (толщиной до 30 мм) является во всех отношениях идеальным
материалом в сочетании с системами ВТП, имеет хорошую теплопроводность, устойчивость
к температурным колебаниям и механическим воздействиям, долговечность и т.п.
Линолеум (обычный или с различными видами утеплительной под-основы) редко
применяется в современном строительстве. Тем не менее, по своим теплопроводным
качествам также идеально сочетается с напольными системами отопления.
Ламинат широко применяется в современном загородном и коттеджном строительстве,
идеально сочетаясь с напольными системами, особенно с легкими безбетонными
(деревянными и полистирольными) системами ВТП.
Паркет вызывает наибольшее количество вопросов у специалистов и потребителей (их
интересует совместимость напольного отопления и паркета). Применение паркета
допустимо с некоторыми ограничениями. Конструкции подобных систем ВТП и особенности
их монтажа рассмотрены в отдельном разделе настоящего справочника.
Условия надежности системы ВТП
Надежность и долговечность систем ВТП определяется грамотным исполнением проекта,
использованием качественного специализированного оборудования и профессионализмом
выполнения монтажных работ.
Проект – это не только руководство монтажнику (как завершенное инженерное решение),
но и паспорт системы отопления на весь эксплуатационный срок. Проект, прежде всего,
содержит: раскладку контуров «теплого пола» и расчет температуры теплоносителя, исходя
из отопительной нагрузки и максимального покрытия площади греющей плиты;
балансировку распределительного коллектора (гидравлический расчет петель – контуров
«теплого пола»); монтажные и сборочные схемы применяемого оборудования, его
спецификацию; тип и конструктив самой греющей панели.
Расчеты производятся в соответствии с требованиями СНиП по строительной теплотехнике
и климатологии, а также с учетом типа напольного покрытия. Результатом проектирования
являются чертежи раскладки труб контуров и магистралей, размещения оборудования и
автоматики, температура теплоносителя в системе, а также таблица балансировки
контуров.
Более подробно принципы расчетов и проектирования систем ВТП на оборудовании
Thermotech изложены в соответствующих разделах настоящего справочника.
По такому проекту монтажнику просто монтировать систему ВТП, а потребителю быть
уверенным в ее работоспособности.
Профессиональный монтаж – неотъемлемая часть, элемент качества системы ВТП в
целом. С одной стороны, существует определенная последовательность производства
работ. С другой стороны, в ходе производства работ специалист принимает те или иные
решения, влияющие на работоспособность системы ВТП.
Специализированное оборудование
Оборудование подразделяют на две группы: оборудование, замена которого существенно
влияет на работоспособность системы ВТП; оборудование, которое не влияет на
работоспособность системы. Важнейшим оборудованием, как элементами системы ВТП,
являются трубы контуров «теплого пола», распределительные коллекторы и автоматика.
Именно это оборудование относится к категории существенно влияющего на
работоспособность системы ВТП. Подробно технические характеристики и инструкции по
использованию оборудования рассмотрены в разделах систем ВТП Thermotech и Rehau.
Труба контуров «теплого пола». Если при проектировании использовать один диаметр
трубы, а при монтаже другой, то меняется вся гидравлика системы.
Для каждого диаметра трубы имеется ограничение в максимальной длине контура,
обусловленное гидравлическим сопротивлением и тепловой нагрузкой данного контура.
Чем меньше диаметр, тем меньше максимальная длина контура (для одной и той же
отопительной нагрузки). Чем больше отопительная нагрузка, тем меньше максимальная
длина контура (для одного и того же диаметра труб).
В современном строительстве применяются полиэтиленовые, полипропиленовые,
металлопластиковые или медные трубы. Так как контуры закладываются в пол на весь срок
эксплуатации здания (объекта), то к качеству труб, из которых выполняются контуры,
предъявляются очень высокие требования. Полиэтиленовые трубы устойчивы не только к
водным, но и к агрессивным средам. Поэтому нет никаких проблем при использовании в
системах незамерзающих теплоносителей и их растворов.
Контур «теплого пола» желательно укладывать единой трубой без соединений и стыков.
Каждый контур обслуживает, как правило, отдельное помещение. Однако если площадь
помещения и/или отопительная нагрузка большая, то в помещении может быть и более
одного контура. В ходе проектирования инженер-проектировщик принимает решение об
оптимальном количестве контуров для данного помещения.
Контуры «теплого пола» могут укладываться различными способами (рис. 2.7). Основные из
них – «змейка» и «ракушка» («улитка», «спираль»). При способе укладки «змейкой» из-за
особенностей распределения температуры не допускается перепад более 5 °С между
температурой на входе и на выходе греющего контура. В противном случае возникает так
называемый «эффект температурно-полосатого пола», т.е. чувствуются зоны более теплые
(в начале контура) и более холодные (на выходе из контура).
При таком перепаде температур система значительно проигрывает по мощности и
комфортности по сравнению с укладкой «спиралью», поэтому, как правило, применяется в
помещениях с малыми теплопотерями и на промышленных объектах. Вместе с тем есть и
ряд преимуществ способа укладки «змейкой», главное из которых – простота
проектирования и монтажа.
При укладке «ракушкой» каждая обратная труба лежит между двумя подающими, что
способствует более равномерному распределению температуры по основной поверхности
греющей панели. Перепад температуры (напор/обратка) может достигать 10 °С, а для
систем с большой мощностью (в том числе для систем снеготаяния) – и до 25 °С. Это и
является причиной широкого распространения данного типа укладки в России, так как
позволяет создавать системы с большей отопительной нагрузкой.
Трубы контуров «теплого пола» укладываются с определенным расстоянием. Это
расстояние называется «шаг укладки». Шаг укладки (от 50 до 600 мм) выбирается в
зависимости от тепловой нагрузки, типа помещения и системы, длины контура и т.п. (см.
раздел «Выбор шага укладки труб контуров ВТП»).
Распределительный коллектор. В системе ВТП применяются специальные (спаренные)
коллекторы. Один коллектор снабжен микрометрическими (подпружиненными) клапанами.
Эти клапаны служат для ручного открытия-закрытия контуров «теплого пола», а также для
установки приводов автоматики «теплого пола».
На другом коллекторе установлены балансировочные клапаны (нередко с индикаторами
потока). Они необходимы для гидравлического выравнивания контуров между собой, так как
практически невозможно сделать все контуры одинаковыми по длине и с одинаковой
отопительной нагрузкой.
Кроме того, для реализации различных схем подключения, решения задач отопления для
различных типов зданий и сооружений, оптимизации распределения и управления
теплоносителем и т.д. компании производят различные типы оборудования, облегчающего
монтаж, наладку и обслуживание.
Источник тепла. Источник тепла для систем ВТП может быть любым и на любом виде
топлива. Если система подключается к высокотемпературному источнику или применяется
в комбинации с высокотемпературными системами, то для понижения температуры
используются готовые смесительные узлы. Допускается сочетание источников тепла,
оборудования и автоматики ВТП в зависимости от принятых схем, технических решений,
основанных на техническом задании.
Существуют различные схемы подключения систем ВТП к источнику тепла, которые
условно можно разделить на группы по принципу подключения к источнику тепла; по
принципу контроля и управления температурными режимами.
Подробнее см. раздел «Типовые схемы и решения».
Смесительные узлы. Основная задача смесительных узлов – понижение температуры
теплоносителя путем смешивания теплоносителя, вернувшегося из нагревательного
прибора и отдавшего тепло, с теплоносителем высокой температуры, пришедшего от
источника тепла. Кроме того, большинство смесительных узлов имеет необходимые
элементы (агрегаты, клапаны и т.п.) для реализации контроля и управления температурой в
зависимости от поставленных задач.
По своему назначению смесительные узлы подразделяются на индивидуальные,
индивидуально-групповые, магистральные, теплообменные. Индивидуальные (TMix-M,
интегрированные в коллектор) предназначены для подключения одного потребителя
(распределительного коллектора), индивидуально-групповые (TMix-L2, TMix-L3) – одного
потребителя повышенной мощности или группы из 2–3 потребителей небольшой мощности,
магистральные (TMix-XL) – нескольких потребителей (групп потребителей), теплообменные
(TMix-E) – потребителя небольшой мощности по независимой закрытой схеме с
пластинчатым теплообменником.
Магистральные коллекторы. 2'' – магистральный распределительный коллектор
предназначен для параллельного подсоединения нескольких распределительных
коллекторов отопления к одному источнику тепла. Его целесообразно применять при
параллельном подсоединении более 3-х коллекторов, или если площадь, обслуживаемая
одним коллектором напольного отопления, превышает 120 м2. Для подключения
используются трубы диаметром 25х2,3; 26x3,0 или 32x3,0 мм.
1'' – магистральный распределительный коллектор предназначен для параллельного
подсоединения от 2 до 4 распределительных коллекторов отопления к одному источнику
тепла. К магистральному распределительному коллектору 1'' рекомендуется подключать
коллекторы, обслуживающие площадь не более 100–120 м2.
Автоматика. В зависимости от выполняемых задач, места установки, способа контроля и
управления возможно групповое, индивидуальное (зональное) и комплексное
регулирования систем ВТП.
Групповое регулирование – это управление объемом и/или температурой теплоносителя,
т.е. главными качественными характеристиками отопительного процесса.
Регулирование непосредственно на источнике тепла целесообразно, как правило, при
использовании низкотемпературных источников, имеющих встроенные элементы контроля
и управления.
Регулирование на групповых смесительных узлах предпочтительно для управления
параметрами теплоносителя для групп потребителей (нескольких зон, коллекторов).
Регулирование на индивидуальных смесительных узлах применяется для управления
параметрами теплоносителя на смесительных узлах, присоединенных к конкретному
коллектору «теплого пола».
Регулирование по принципу «констант», т.е. с постоянным поддержанием заданной
температуры, реализуется, как правило, с помощью термостатической головки с накладным
датчиком, установленной на двух- или трехходовой клапан смесительного узла.
Регулирование по принципу «климат» заключается в поддержании температуры
теплоносителя (подающего, обратного) в зависимости от выбранной программы.
Реализуется с помощью контроллеров управления теплоснабжением.
Индивидуальное (зональное) регулирование подразделяют на покомнатное и зональное. На
термостате задается температура. При ее достижении термостат выдает сигнал на
исполнительный механизм (сервомотор), который закрывает соответствующий контур
«теплого пола». Если температура ниже установленной, то сервомотор открывает контур по
соответствующему сигналу термостата.
Индивидуальное покомнатное (по отдельным помещениям) регулирование применяют для
автоматического поддержания заданной температуры воздуха в помещении. Температура в
помещении является задаваемой и контролируемой величиной, а температура пола –
зависимой (управляемой).
Индивидуальное зональное регулирование (с датчиком в пол) используют для
автоматического поддержания заданной температуры пола, которая в этом случае является
задаваемой и контролируемой величиной, а температура в помещении – зависимой.
Комплексное регулирование – это сочетание групповой и индивидуальной автоматики в
зависимости от технических схем, комбинации применяемого оборудования и поставленных
задач.
Некоторые потребители, пренебрегая автоматикой (упрощая систему), осуществляют
регулировку, закрывая и открывая контуры вручную, что со временем ведет к
разбалансировке системы и необходимости снова обращаться к наладчикам. Как правило,
автоматика одного производителя не стыкуется с коллекторами другого производителя.
В большинстве случаев групповое регулирование не способно полностью заменить собой
индивидуальное. Термостаты индивидуального (покомнатного) регулирования могут
самостоятельно решить задачи контроля и управления температурой, поэтому обязательно
устанавливаются, контроллеры же с компенсацией температуры наружного воздуха
являются дополнительной опцией.
ВОДЯНОЙ ИЛИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ?
Водяной
теплый пол
Показатель
Возможность монтажа
Возможность подключения
Источник энергии
Теплоноситель системы
Рентабельность использования
для обогрева больших площадей
Возможность автоматической
регулировки температуры в помещении
Возможность использования в
качестве основной системы
отопления регионах с температурой
окр. среды до – 40 °С
Возможность охлаждения помещения
Наличие электромагнитного излучения
Возможность выбора напольного
покрытия (плитка или ковролин,
ламинат или паркет)
Наличие конвективных
потоков (переносящих пыль)
Надежность и безопасность
Стоимость материалов для 1 м²
Дом
Есть
Есть
Традиционные или
альтернативные
Квартира
Есть
Есть
(если не жалко
соседей, у
которых
будете отбирать
гор. воду)
Вода из
центральной
системы
отопления
Вода
Электрический
теплый пол
Дом
Квартира
Есть
Есть
Есть
(если позволяет
мощность эл. сети)
Электрическая энергия
Электрический ток
Есть
Есть
Нет
Нет
Есть
Есть
Есть
Есть
Есть
Есть
Есть
Есть
Нет
Нет
Нет
Нет
Есть
Есть
Есть
Есть
Есть
Есть
(при наличии
теплового насоса с
функцией охлажд.)
Нет
Есть
Нет
Зависит от расчета системы, качества,
входящих в нее компонентов и монтажа
Зависит от производителя
Нет
Зависит от расчета
системы, качества,
входящих в нее
компонентов и монтажа
Зависит от производителя
Современная технология укладки теплых полов получила в последнее время широкое
распространение. Связано это в первую очередь с тем, что привычная централизованная
система отопления имеет ряд существенных недостатков, которые не присущи технологии
устройства теплого пола. Новая методика стала сегодня привычным элементом городских
квартир и загородных коттеджей, а ее наличие в доме свидетельствует о стремлении
хозяев жилища к комфорту и рациональному расходованию энергоносителей.
Существует несколько вариантов устройства теплого пола. Наиболее известными из них
являются полы электрические и водяные. Чтобы узнать какой электрический теплый пол
лучше, необходимо провести их сравнительную характеристику. Осуществив теоретическое
сравнение теплых полов, можно будет не только определиться с тем, какой теплый пол
выбрать, но и применить свои знания на практике.
Работа электрического теплого пола основана на действии проводов, выполненных из
особых сплавов. Эти провода созданы для преобразования электрической энергии в
тепловую. Суммарное тепло, которое производится теплым полом электрического типа,
может быть изменено посредством терморегулирующих устройств, являющихся
обязательным элементом всей системы.
Основные преимущества
• Срок эксплуатации теплого пола на базе нагревающих электрокабелей гораздо выше, чем
срок жизнедеятельности водяной системы отопления.
• Оплата электроэнергии, необходимой для работы системы, сравнительно невелика.
Электрический теплый пол нуждается в таком же количестве электроэнергии, как и обычная
бытовая техника.
Недостатки
• Наличие небольшого электромагнитного излучения к сожалению не очень хорошо влияет
на экологическую обстановку в жилище.
• Монтаж электрического пола является дорогостоящей операцией.
Технология укладки теплых полов на базе водяного теплоносителя
Подвод воды к таким полам производится от имеющейся системы централизованного
отопления или от стояка. Помимо этого, устройство водяного пола невозможно без наличия
насоса, способствующего циркуляции теплой воды. Иногда система может быть
смонтирована без насоса, но с учетом действия гравитации. Такое решение вполне
возможно, но трудно реализуемо. К тому же отапливаемая площадь, как правило,
слишком незначительна.
Основные преимущества
• Монтаж теплых полов на базе водяного теплоносителя значительно
дешевле электрических.
• Низкая стоимость воды, как энергоносителя, по сравнению с электричеством.
Недостатки
• Реальные шансы механического повреждения коммуникаций при выполнении стяжки.
Соответственно, не исключена возможность протечек.
• При резком снижении давления в водоснабжающей системе, работа водяного теплого
пола невозможна без насоса.
• Применяя технологию устройства теплого пола в городской квартире, непосредственный
потребитель лишает своих соседей права пользования полноценным теплом. Связано это с
тем, что вода, пройдя сквозь теплый пол, поступает обратно в централизованную систему
отопления в охлажденном состоянии. Практически во всех городских квартирах действует
сегодня запрет на применение технологии укладки теплых полов на водной основе.
• Прежде, чем монтировать водяной теплый пол, следует уведомить об этом
соответствующие инстанции. Без официального разрешения нельзя подключаться к
центральной отопительной системе и водоснабжению.
Резюме
Раздумывая над тем, какой теплый пол выбрать, следует учесть, что сегодня чаще всего
осуществляют монтаж электрического теплого пола. Особенно это касается городского
жилья. От того, какой теплый пол мы выберем, зависит уровень комфорта и последующее
тепло в доме в зимний период. К примеру, электрополу не нужен насос, а соответственно и
не существует угрозы протечек. Водяной же пол станет оптимальным выбором при наличии
значительной площади обогрева. Таким образом, можно будет сэкономить электроэнергию,
а соответственно и средства. Наиболее часто водяные полы применяются в загородных
коттеджах и дачных домиках.
ИНФРАКРАСНЫЙ ТЕПЛЫЙ ПОЛ DAYOL
В поисках интересных инженерных изобретений мы наткнулись на очень
интересную технологию, которая заслуживает нашего внимания. Тёплый пол –
это уже неотъемлемая составляющая при строительстве и ремонте любого дома.
На сегодняшний день тёплые полы делают следующим способом: под напольным
покрытием монтируется змеевидная система пластиковых труб, по которым
подаётся горячая вода из системы отопления. Фактически, это тоже самое
отопление, только оно сконцентрировано именно на полу. Для того, чтобы
установить такой тёплый пол нужно в первую очередь иметь довольно мощную
отопительную систему, а иногда и дополнительное оборудование.
Что же нам предлагает компания «Фэлкон-93»? Инфракрасный пленочный
теплый пол DAYOL – это последняя инновационная разработка компании,
которая стремительно распространяется по всей России. Это действительно очень
интересная технология, которая используется для обогрева полов, потолков и
стен. Давайте рассмотрим по подробнее, как это работает.
Инфракрасный плёночный тёплый пол DAYOL использует энергию электричества,
в отличии от тёплых полов, подключаемых к системе отопления. Технология
представляет собой специальную плёнку, которую вы можете увидеть на
представленных картинках. Всё очень просто, плёнка устилаются под напольным
покрытием, подключаются в общую электрическую систему, и всё монтаж готов.
Для того, чтобы наглядно понять как это работает, давайте рассмотрим картинку,
на которой показана прослойка плёнки. Основным нагревательным элементом
являются полосы из карбона, ведь карбон от нагревания распространяет особые
тепловые волны с длинной амплитудой, они же ещё называются
инфракрасными, что позволяет качественно прогревать именно пол, а не всю
квартиру. Таким образом, с помощью технологии плёночного пола можно
экономить до 20% электроэнергии по сравнению с другими системами
обогрева. Остальные компоненты входящие в прослойку плёнки являются
основой и защитой.
Конструкция теплого пола DAYOL
Монтаж такого тёплого пола очень прост, ведь достаточно просто расстелить
рулон по всей площади квартиры и всё. Из-за простоты монтажа вы сами можете
проделать требуемые операции.
Схема подключения тёплого плёночного пола
Отличия в схеме отопления конвекционного и плёночного
пола DAYOL
Надёжность системы тоже на высоте, в полу нет замурованных труб, которые
могут протечь и затопить соседей. При поломке секции её можно заменить. В
общем, класс! Отличное решение для любой квартиры, дома, офиса и любого
помещения.