Конструкция и принцип работы водяного тёплого пола

Чаще всего конструкция водяного теплого пола используется в частных домах. При этом, устраивая теплые полы на отдельных участках помещения (кухня, ванная), проще сделать электрический пол, потому что на небольшой площади расположить трубы с водой намного сложнее, чем кабель. Если же система теплых водяных полов планируется как главная система отопления или предполагается обустройство обогревательной системы на обширной площади (от 20 м ), то выгоднее и дешевле, с материальной точки зрения, установить теплый водяной пол.

Устанавливать теплый водяной пол в квартире многоэтажного дома, где имеется централизованное отопление, от которого происходит обогрев воды, категорически запрещено. Это обусловлено увеличением сопротивления гидравлической системы и повышением угрозы повреждения обогревающих труб вследствие гидроударов. Прокладывание данной системы от отдельного отопительного контура потребует детального согласования с органами архитектурно-строительной инспекции.

Принцип действия теплого водяного пола и его преимущества

Если рассматривать конструкцию водяного теплого пола с классической точки зрения, то она представляет собою бетонный слой со встроенными в него змеевиками обогревательных труб, этот слой должен быть надежно изолирован от теплопотерь. Водяные теплые полы считаются идеальным примером отопления, потому как распределение температур воздуха, которое они производят, существенно отличается от конвекции — основного вида передачи тепла, производимого традиционными обогревателями (конвекторами, фанкойлами и радиаторами).

Теплый воздух поднимается от радиатора вверх к потолку, при остывании спускается вниз к полу, таким образом все тепло концентрируется на уровне потолка, а пол остается холодным — данный пример не соответствует физиологическим и комфортным требованиям для человеческого организма. В конструкции теплого водяного пола все обстоит наоборот: пол не создает конвекции и помещение прогревается всей поверхностью пола, обеспечивая идеальное соотношение температур воздушных потоков: 22°С в районе ног и 18°С в районе головы.

Видео по теме "Обзор продукта VALTEC Водяной теплый пол VALTEC Схема Работы avi"

Систему напольного водяного отопления от стандартного радиаторного отопления отличает разница температуры теплоносителя, у напольных систем она более низкая. Напольное отопление водяного типа производит тепловые потоки в 40-150 Вт от 1 м помещения, причем температура теплового носителя равняется всего лишь 30-50° C.

Помимо вышеописанных достоинств система теплых водяных полов имеет массу преимуществ:

• равномерный прогрев помещения, отсутствие холодных углов;
• отсутствие циркуляции пыли;
• отсутствие образования плесени, благодаря сухости пола;
• отсутствие образования питательной среды для пылевых клещей и бактерий;
• сохранение естественного уровня влажности воздуха;
• урегулированная теплоотдача;
• удобство;
• экономичность;
• длительный срок эксплуатации.

Греющий «пирог» водяных теплых полов: пароизоляция и теплоизоляция

Современная конструкция водяных полов обусловлена несколькими основными слоистыми структурами. Нижний слой всегда предполагает гидро- или пароизоляционное покрытие, после чего следует прокладка демпферной ленты по всему периметру помещения, теплоизоляционный слой покрывает всю площадь и является следующим этапом. Затем, после укладки теплоизоляционных плит, следует очередь греющих труб, поверх которых укладывается несущий слой бетонной стяжки или же ГВЛ и его аналоги, если перекрытия деревянные. Напольное чистовое покрытие завершает так называемый «пирог», чаще всего рекомендуется ламинированный паркет, каменное или керамическое покрытие. Общая толщина слоев такого «пирога» выходит от 50 до 150 мм.

Изначально напольное перекрытие должно быть подготовлено согласно специальному своду норм и правил (СНиП), его поверхность должна быть ровной и чистой. Неровность относительно занимаемой одним змеевиком площади должна быть в пределах ±5 мм, выступы и неровности не должны превышать 10 мм, в случае несоблюдения данных рамок следует произвести выравнивание пола с помощью дополнительной стяжки. Если нарушить данные требования, то во время эксплуатации резко возрастет гидравлическое сопротивление труб и произойдет их завоздушивание, вследствие чего снизится теплоотдача труб и возникнет проблема с последующим функционированием пола.

Зачастую роль пароизоляционного слоя выполняет полиэтиленовая пленка, она защищает теплоизоляцию от влаги и укладывается на перекрытие первым слоем под утеплитель. Пленка укладывается внахлест, стыки проклеиваются специальной липкой лентой. Влага может появиться не только снизу, со стороны грунта, а и сверху — между теплоизоляцией и греющей трубой, таким образом, пароизоляцию необходимо прокладывать и над слоем утеплителя тоже.

Конструкция теплых водяных полов выделяет главным моментом теплоизоляцию, которая выполняет свое основное предназначение в системе — направляет тепловые потоки от стяжки и греющих труб строго вверх, исключая фактор теплопотери через нижнее перекрытие. От грамотного выбора теплоизоляции зависят самые главные параметры теплого водяного пола: несущая способность, экономичность и тепловая мощность.

Согласно нормам, толщина теплоизоляционного слоя для холодных перекрытий (над неотапливаемым подвалом или грунтом) должна быть не меньше 50 мм, а плотность теплоизоляционного напольного покрытия должна быть не менее 25 кг/м . Для укладки конструкции теплых водяных полов в качестве утеплителя отлично подойдут плиты пенопласта, покрытые слоем фольги (фольгированный полистирол), теплоизоляционные профильные плиты. Использование плит, оснащенных боковыми замками для надежного сцепления, позволяет сократить сроки установки водяного пола и обезопасить греющие трубы во время укладки и последующего заливания бетоном

Трубы для системы водяных полов и их укладка: материалы и инструменты

Конструкция теплых водяных полов допускает использование практически всех видов труб: металлопластиковых, из полибутана, из нержавейки, из полиэтилена, медных. Наиболее часто применяются трубы из сшитого полиэтилена с высокой плотностью PE-X, они оптимально подходят для напольных отопительных систем и весьма успешно зарекомендовали себя в отопительных системах стран Европы за 25 лет эксплуатации. Чем выше плотность у трубы, тем выше ее качество и надежность.

Данный тип труб отличается следующими характеристиками:

• эффективность — высокий коэффициент теплопроводности;
• надежность и долговечность срока службы (до 50 лет);
• гибкость и стойкость к изломам;
• низкая кислородная проницаемость;
• надежное соединение;
• гарантированная износостойкость (благодаря внутреннему слою);
• низкое гидравлическое сопротивление (благодаря гладкости внутренних стенок);
• низкий уровень шума.

Для установки теплых водяных полов потребуются необходимые материалы и комплектующие:

• полиэтиленовые или металлопластиковые трубы;
• полиэтиленовая пленка;
• утеплитель;
• монтажные рейки;
• фиксаторы для труб;
• дуги для поворота труб;
• модульные металлопластиковые коллекторы;
• комплект клапанов;
• расходомер;
• термометр;
• фитинги напольного отопления;
• направляющие сетки;
• специальные металлические гильзы (в случае стыков плиты);
• арматурная сетка;
• самоклеящаяся демпферная лента;
• коллекторный шкаф;
• коллектор;
• добавка-пластификатор;
• песок и цемент в соотношении 1:3.

Инструменты, которые понадобятся в процессе установки:

• труборез для пластиковых труб;
• инструмент для крепежной проволоки;
• ключ для пластикового коллектора;
• пресс-инструмент для труб;
• прошивочное устройство для анкеров крепления;
• электродрель;
• набор отверток;
• насосно-смесительный блок с комплектующими деталями;
• плоскогубцы.

Правильная прокладка отопительных труб в профильной изоляции подразумевает несколько параметров. При укладывании труб более тесно достигается повышенная тепловая мощность конструкции водяных полов, и наоборот. Таким образом, целесообразнее будет более плотно укладывать греющие трубы вдоль наружных стен, чем посредине помещения. Не стоит укладывать трубы ближе чем через 10 см друг от друга: это ведет к перерасходу труб, а тепловые потоки при этом остаются практически неизменными. Расстояние между трубами не должно превышать 25 см, чтобы по поверхности пола было обеспечено равномерное распределение температуры.

Чтобы при контакте пола с ногами не ощущалась «температурная зебра», предельный температурный перепад (относительно длины стопы) не должен быть больше 4°С. Чтобы избежать гидравлических потерь, греющие трубы должны отступать от наружных стен не меньше чем на 15 см. Греющие петли (контуры) не стоит укладывать на превышающую 100 м длину. Стоит избегать укладки труб на стыках плит перекрытий, в этом случае кладется 2 отдельных контура по разным сторонам от стыка, а трубы, которые пересекают стык, укладываются в специальные металлические гильзы (30 см длиной).

Греющие контуры и способы укладки

Наиболее часто применяются 2 способа укладки труб: меандровая («зигзаг», «змейка») и бифилярная («спираль», «улитка»). При укладке «зигзагом» горячий теплоноситель входит в контур, чаще всего у внешней стены, и постоянно охлаждается, протекая по трубам. Таким образом, в том месте, где поступает теплоноситель (начало змеевика) производится повышенная температура и большая теплоотдача, вглубь помещения плотность теплового потока и температура поверхности пола уменьшаются, это зависит от охлаждения теплоносителя. Такой контур обладает неравномерным распределением тепла, чтобы это исправить, нужно уложить петли двойной «змейкой» или увеличить мощность насоса.

При укладке «улиткой» достигается большая равномерность прогрева пола, трубы обратки и подачи постоянно чередуются и производят одинаковый температурный покров по всей поверхности пола.

Способ «спиралью» более легок в укладке, так как контур ложится с изгибом 90°, при «змейке» этот изгиб составляет 180°.

Метод «спираль» потребляет меньше мощности насоса, «змейка» незаменима при укладке теплых водяных полов в помещениях с линейным уклоном. Если помещение обладает уклоном, то распределительный шкаф размещается на самом возвышенном месте стены, поэтому воздух из «змейки» легко выходит из греющей петли. В помещениях с уклоном «спираль» быстро забивается воздушными пробками и выходит из строя, со «змейкой» такое явление отсутствует.

Способ укладки теплых водяных полов «змейкой» очень актуален в помещениях с большой площадью, так как дает возможность укладывать одинаковые по длине контуры, что благоприятно сказывается на балансировке всей системы. На практике часто применяется «спираль», она более равномерно прогревает поверхность и для нее требуются менее мощные насосы или сочетание «змейки» и «спирали». Уложенные ответвления труб сводятся к одному распределительному коллектору.

Видео по теме "Системы водяных теплых полов - вебинар 12.11.2015"

Распределительный коллектор со шкафом целесообразнее устанавливать как можно ближе к помещениям, которые отапливаются, зачастую это середина дома. Этот прием уменьшает расход труб и иных материалов. Если нет возможности установить коллектор вблизи отапливаемых помещений, то проходящие через «не свои» помещения участки труб обязательно должны быть уложены в трубную теплоизоляцию. Изгиб трубы от коллектора к полу защищается гофрированной трубкой.

Поэтапное выполнение монтажа конструкции теплого водяного пола

Обобщая все вышесказанное, этапы монтажа данного типа полов заключаются в следующем:

• установка коллекторного шкафа и монтаж насосно-смесительного узела в него;
• проклейка демпферной ленты;
• настил гидроизоляции;
• укладка теплоизоляции;
• установка арматурной сетки;
• подсоединение трубы к подающему выводу коллектора;
• укладка трубы согласно схеме;
• подключение второго конца трубы к обратке;
• подключение терморегулятора и сервоприводов;
• проведение опрессовки труб;
• залив бетонной стяжки с пластификатором и полипропиленовой фиброй;
• настил финишного напольного покрытия.

Финишное покрытие укладывается до уровня демпферной ленты, учитывая деформационные швы, излишки ленты обрезаются только после укладки покрытия. Запуск системы производится минимум через 21 день после залива бетонной стяжки, температура теплоносителя не должна изменяться в течение 3 дней и должна варьироваться между 20°C и 25°C. Ежедневно нужно увеличивать ее на 5°С до достижения проектного уровня температуры.