Схемы теплого водяного пола

Вступление

Наверняка вы знаете, что водяной теплый пол это система обогрева пола, теплоносителем (чаще водой), двигающимся по трубам, уложенным в пол. Для понимания дальнейшего изложения, напомню, что элементами водного теплого пола являются: коллектор теплого пола; трубы, уложенные по замкнутому контуру; конструкция пола.

Компоненты системы водяного теплого пола в частном доме и квартире

Чтоб смонтировать теплый пол в доме с автономным отоплением, понадобятся:

• водонагревательный котел
• циркуляционный насос, входящий в состав котла или приобретаемый отдельно
• гибкие трубы — пластиковые из сшитого полиэтилена, металлопластиковые, медные
• фитинги для соединения труб
• шаровые клапаны
• коллектор — сложная конструкция для регулировки системы с воздухоотводными клапанами, сливными отводами

Если водяной теплый пол делается в многоквартирном доме, необходим отдельный стояк для его подключения, он бывает в новостройках. Монтаж теплого пола в квартире возможен при подключении отдельного насосно-смесительного узла и при условии, что на выходе в системе будет сохраняться нужное давление.

На конечном участке стояка, через который система теплого пола подключается к системе центрального отопления, должно использоваться такое оборудование:

• шаровой кран с грязевым фильтром и спускной кран
• обратный и перепускной клапаны
• трехходовый смеситель
• воздухоотводчик
• насос

Если насос струйный, можно использовать исключительно медные трубы, очень дорогие и чувствительные к окислению.

Способы укладки водяного теплого пола

Перед тем, как приступать к монтажу труб, нужно выполнить расчет теплого пола и составить схему их укладки, чтоб обеспечить нужную теплоотдачу с учетом теплопотерь. При этом необходимо учитывать такие правила:

• в местах, где постоянно стоит мебель, техника, закрывающая пол, трубы не прокладываются
• температура теплоносителя не должна превышать 55⁰, а разница температур на входе и выходе 5-10⁰
• оптимальный шаг укладки труб при умеренном климате и хорошей теплоизоляции помещения — 15 см, в условиях сильных морозов его можно уменьшить до 10 см, а если теплый пол используется для вспомогательного отопления — увеличить до 30 см
• для поддержания нужного давления в системе длина контура из труб диаметром 16 мм не должна превышать 100 м, а 20 мм — 120 м
• если укладывается несколько контуров, разница длины между ними должна быть не больше 15 м
• минимальный радиус изгиба трубы должен составлять 5 ее диаметров

Схемы укладки

Существует несколько основных схем укладки труб и их разновидностей:

• «Улитка» (по спирали)
• «Змейка» (петлями)
• Комбинированные

При укладке по спирали трубы, по которым подается горячая вода от котла и возвращается охладившаяся вода из системы, проходят по всей площади комнаты параллельно друг другу. При этом помещение прогревается максимально равномерно. Для комнат, в которых одна из стен выходит на улицу, лучше применять сдвоенную спираль: одна спираль, поменьше, укладывается возле холодной стены, вторая на всей оставшейся площади.
Плюсы:

• обеспечивается равномерный прогрев
• снижается гидравлическое сопротивление
• меньше расход труб
• более плавный изгиб позволяет укладывать трубы с меньшим шагом

Минусы:

• требуется сложное проектирование
• процесс укладки более трудоемкий

Возможно несколько вариантов укладки змейкой. Если первый виток проходит по периметру, а внутри него располагается одинарная змейка, половина комнаты станет хорошо прогреваться, а под полом на другой половине будет постоянно циркулировать остывшая вода. Когда помещение разделено на функциональные зоны, в которых допустима разная температура, такая схема подойдет. Если нужен более равномерный прогрев, можно использовать двойную змейку, чтоб по всей площади подающая и возвращающая труба шли параллельно. Еще один вариант — угловая змейка — подходит для угловых помещений с двумя наружными стенами.
Плюсы:

• простота проектирования и реализации

Минусы:

• перепады температуры
• при частом шаге укладки трубы будут ломаться из-за крутого изгиба

Более сложные, комбинированные схемы, когда витки имеют форму петель, но местами изгибаются под прямым углом, а их длина постепенно уменьшается, используются в помещениях с несколькими холодными стенами. Схема разрабатывается так, чтоб подающий контур проходил ближе к наружным стенам, а по мере удаления от них температура теплоносителя снижалась. Еще один способ более интенсивного обогрева краевых зон — уменьшение шага укладки в них.

Способы монтажа и фиксации труб

Трубы водяного теплого пола монтируются в бетонную стяжку, при этом для их фиксации к основанию могут использоваться:

• монтажная сетка и крепеж
• маты из формованного пенополистирола или плиты с пазами
• пазы деревянного чернового пола

При укладке в стяжку под трубами прокладываются слои гидроизоляции, утеплителя и пароизоляции, затем монтажная сетка. К ней трубы крепятся с помощью полиамидных стягивающих хомутов, стальной крепежной проволоки, специальных фиксаторов, используемых в комплекте со степлером. Крепление проволокой не должно быть жестким, глухим.

По периметру на всю высоту будущей стяжки обязательно прокладывается демпферная лента. помещения большой площади и сложной формы разбиваются на несколько участков, между которыми тоже делаются деформационные швы.

Сетку для армирования стяжки желательно укладывать поверх труб для более равномерного распределения нагрузки на них. Толщина стяжки над поверхностью плит может составлять 3-5 см, под плитку, керамогранит делается более толстая стяжка, чем под ламинат, линолеум. Включение системы можно производить только после полного высыхания бетона.

Если монтаж труб осуществляется в пенополистироловых матах с бугорками или плитах с пазами, они выполняют роль утеплителя, монтажная сетка тоже не нужна, рельеф основания способствует надежной фиксации труб.
Для монтажа труб в пенополистироловые или деревянные плиты с пазами под них укладываются алюминиевые пластины для равномерного распределения тепла, в них тоже есть пазы для фиксации. Поверх труб может заливаться стяжка или укладываться выравнивающий слой листовых материалов.

Схема подключения

Если система теплого пола будет работать от котла, нужно правильно рассчитать его мощность (она должна на 15-20% превышать суммарную мощность теплых полов). На участке между котлом и коллектором монтируется группа безопасности, включающая расширительный бак.
Потом ведущая от котла подающая труба с помощью фитинга или переходника подключается к коллектору. Он устанавливается в специальный коллекторный шкаф, который может быть вмонтированным в стену или стоять возле нее. Необходимо рассчитать расположение коллекторного шкафа так, чтоб при входе в него не происходило крутых загибов труб.

Труба, выходящая из распределительного коллектора, согласно выбранной схеме укладывается по всей площади, затем ее конец, по которому будет возвращаться охлажденный теплоноситель (обратка), подсоединяется к возвратному коллектору. Если укладывается несколько контуров, в коллекторе должно быть соответствующее количество входов и выходов. соединять контуры между собой нельзя, велик риск протечек.

Обязательно нужно устанавливать запорные краны между трубами и коллекторами, чтоб можно было перекрыть воду на случай ремонта, а с другого конца коллектора — сливной кран.

Если осуществляется принудительная циркуляция воды в системе, на участке между котлом и коллектором устанавливают насосно-смесительные узлы для подкачки и откачки воды. Если теплые полы подключаются к центральной отопительной системе, насос нужен только для откачки Существуют разные способы регулирования температуры: с помощью ручного регулятора, погодозависимой автоматики, системы сервоприводов и датчиков.

Проверка работоспособности системы

После монтажа теплых полов и до выполнения дальнейших работ — заливки стяжки, укладки напольного покрытия — систему необходимо проверить на работоспособность и отсутствие утечек. Проверка может осуществляться двумя способами:

1. Система опрессовывается и с помощью компрессора в нее нагнетается воздух, давление доводится до 4 бар. Этот способ позволяет выявить даже незначительную разгерметизацию, поскольку молекулы воздуха мельче, чем воды
2. Система заполняется водой под давлением не меньше 0,6 МПа. испытания проводятся в 2 этапа, первый длится полчаса, за это время давление не должно снизиться более чем на 0,06 МПа. Второй — 2 часа, рабочее давление нужно довести минимум до 1 МПа, оно не должно снизиться больше, чем на 0,02 МПа при неизменной температуре теплоносителя

До начала эксплуатации система должна находиться под давлением, воздух можно оставлять в трубах, не боясь холодов, а вода может замерзнуть, если не успеть подключить отопление до наступления морозов.

Теплые водяные полы могут подключаться к водонагревательному котлу или системе центрального отопления через распределительный и возвратный коллекторы. Система может включать в себя насос или несколько насосов, автоматику для регулирования температуры и давления. В зависимости от площади и формы комнаты, расположения мебели, наличия наружных стен и их количества применяются разные схемы укладки труб — улитка, змейка и их комбинации. К основанию трубы могут фиксироваться с помощью монтажной сетки, пазов в плитах или рельефной поверхности матов из пенополистирола. Смонтированную систему перед заливкой стяжки обязательно нужно проверить.

Классификация систем водяного пола

Среди техник укладки водяного пола выделяют два варианта: бетонные и настильные системы.

Варианты бетонной и настильной системы теплых полов

Бетонный метод предполагает установку системы водяного отопления под слой бетонной стяжки. Он связан с внушительным объёмом работ и соответственно нуждается в трудовых затратах. От толщины бетонного покрытия зависит время высыхания, на которое растягиваются работы, при этом пользоваться помещением нельзя. Лишь после полного высыхания возможна укладка финишного напольного покрытия.

Деревянная система водяного теплого пола

Настильный способ характеризуется использованием готовых материалов, отсутствием бетонных работ и дополнительными финансовыми расходами. При использовании готовых материалов время монтажа значительно сокращается. С другой стороны, за приобретаемый материал, который укладывается в несколько слоёв, придется тратить больше средств. Настильный способ монтажа можно условно разделить по виду основного настилаемого материала: полистирольный, деревянный модульный и реечный.

Видео — Настильный водяной теплый пол

Какой должен быть диаметр труб от котла до коллектора?

Задача – подключить один, два или более коллекторов тёплого пола.

Практически каждый коллектор тёплого пола имеет для подключения к магистрали резьбу 1 дюйм (25 мм) – не важно, внутренняя она или наружная.

Есть коллекторы с резьбой на дюйм с четвертью, но это для больших промышленных или общественных учреждений, где будет использоваться труба большего диаметра, так что для частного дома такие коллекторы брать НЕ надо.

Не имеет смысла изначально заужать или «уширять» диаметры магистральных труб (т. е. подводящих теплоноситель от котла), а имеет смысл брать того же диаметра, что вход коллектора, т. е. 1 дюйм. Для полипропиленовой трубы это диаметр 32 мм (это наружный, а внутренний как раз 25 мм). Для металлопластиковой трубы это диаметр 26 мм. Для медной – 28 мм. Это – стандартные варианты по использованию труб. Но если есть сомнения по количеству контуров, то можно увеличить диаметр магистральных труб на один размер (40, 32 и 32 мм для полипропиленовой, металлопластиковой и медной труб соответственно; для перехода на 1 дюйм потребуется переходник).

Трубы из сшитого полиэтилена (PEX) имеют одинаковые размеры с металлопластиковыми по толщине стенки и диаметрам.

Реечная схема укладки по деревянному основанию

Схема рисуется с учетом использования деревянных или ОСП реек толщиной не менее 28 мм. Рейки должны укладываться на половые лаги, расстояние между ними немного больше диаметра труб. В качестве фиксаторов применены металлические профильные пластины, сверху есть защелки. Система накрывается гипсоволокнистыми плитами.

Теплые полы по деревянной основе

Особенность укладки труб теплого пола

Принцип работы теплого пола ничем не отличается от радиаторного отопления. От источника тепла, нагретая вода, циркулирует по системе, отдавая тепло в помещение. Передача тепла от труб осуществляется через слой стяжки или отражается от конструкции пола.

Ключевое словом в принципе работы теплого пола, важное для дальнейшего рассказа, является слово – циркулирует, то есть движется по условно замкнутой траектории, в нашем случае движется по условно замкнутому контуру.

Контур теплого пола это труба, проложенная в строительной конструкции пола или стены, по траектории, начинающейся от коллектора и заканчивающейся в нём же.

Длина контура

Вода не электричество, для циркуляции она должна втекать и вытекать. В контур теплого пола, вода втекает нагретой. Обычно, до температуры 50-55˚C. Совершая движение по контуру, вода, естественно остывает, отдавая тепло, и вытекает из контура уже охлаждённой. В коллекторе вода смешивается с горячей водой, тем самым опять подогревается и поступает в контур температурой 50-55˚C.

Чтобы теплый пол не охлаждал сам себя, максимально допустимой длиной контура теплого пола, считается:

• Для труб 20 мм — макс. длина 120 метров;
• Для труб 16 мм — макс. длина 100 метров.

Оптимальная длина контура теплого пола, рекомендована до 90 и 70 метров соответственно.

Фиксируем первый параметр важный для схемы укладки труб теплого пола: длина каждого контура теплого пола должна быть не более 100 (120) метров, оптимально не более 70 (90) метров для труб 16 (20) мм.

Напомню, что в доме может сколько угодно контуров теплого пола, а также возможно установить несколько коллекторов. Для примера проект теплого пола.

Гидравлический разделитель

Суть этого варианта – гидравлически разделить циркуляционные насосы. Говоря проще, чтобы насосы качали разные теплоносители. Достигается это путем применения теплообменника. В этом случае теплый пол выступает в качестве вторичного контура. То есть посредством теплообмена он берет тепло непосредственно не от котла, а из первичного (радиаторного) контура.

В теплообменнике теплоносители этих двух контуров обмениваются теплом, но непосредственно физически не смешиваются. Поэтому циркуляционные насосы не конфликтуют между собой.

Недостаток этой схемы – на вторичный контур (теплый пол) может не хватить тепла. Поэтому для больших площадей она неприменима. Или необходимо устанавливать мощные теплообменники.

Хорошо эта схема работает, если необходимо с помощью теплого пола дополнительно прогреть какие-то небольшие помещения – ванную, туалет. Главный недостаток – использование теплообменника, довольно дорогого узла. Но для небольших помещений можно без него обойтись, забирая горячую воду непосредственно из радиатора отопления.

Какая температура теплоносителя в системе водяного тёплого пола?

Температура подающей воды должна находиться в пределах от 40 до 55 градусов. Максимальная же температура теплоносителя на входе в систему водяного тёплого пола не должна превышать +60 градусов.

Перепад температур теплоносителя между подающим и обратным трубопроводом оптимальный 5…15 градусов. Меньше пяти градусов не рекомендуется из-за сильно возрастающего расхода теплоносителя через контур, что приводит к большим потерям напора. Больше пятнадцати градусов не рекомендуется по причине ощутимого перепада температуры поверхности самого пола (под окнами можем в таком случае иметь 27 градусов, в конце контура 22 градуса, такой большой перепад не комфортен). Оптимальное же падение температуры 10 градусов. Рекомендуемые температуры на входе/выходе петель: 55/45 градусов, 50/40 градусов, 45/35 градусов, 40/30 градусов.

Если в качестве источника тепла используется тепловая насосная установка (хоть это и большая редкость), то желательно взять температуру подающего теплоносителя в контур отопления 40 градусов. Во всех других случаях можно использовать любую другую подающую температуру в указанном выше диапазоне.

Схемы укладки труб теплого пола

Замкнутость контура теплого пола не единственная его особенность. В теории, проложить замкнутый контур из труб можно по хаотической траектории. На практике, трубу контура нужно проложить так, чтобы она не только возвращалась туда откуда началась, но и не пересекалась по трасе. Кстати, это же условие не пересечения. Относится и к разным контурам теплого пола.

Вы сами можете попробовать нарисовать линию с двумя перечисленными условиями, не пересекаться и заканчиваться, там, где началась. Получатся у вас схемы укладки труб теплого пола, называемые «улитка», «змейка 1», «змейка 2». Все остальные схемы будут производными от этих простейших схем.

Чем отличаются схемы укладки

Обратим внимание на отличия этих схем. Схемы «улитка» и «змейка 2», нарисованы так, что теплая и холодная половики контура смешиваются, образуя чередование веток тепло-холод-тепло-холод. Такая схема обеспечивает равномерный прогрев пола, не создавая отдельных холодных и теплых зон.

Схема «змейка 1», создает отдельную, теплую зону и отдельную холодную зону. Эта схема используется в комнатах имеющих наружные стены с окнами, для большего прогрева именно зон примыкания к наружным стенам.

Обращу ваше внимание, что используемы понятия холодная и теплая зоны весьма условны. Температура теплоносителя в «холодной» зоне выше 30˚C.

Расстояние между трубами

Составляя схемы укладки труб теплого пола, кроме длины и рисунка контура, встает вопрос шага водяного теплого пола или расстояния между ветками (нитками) этих хитрых схем. Очевидно, что они тоже должны быть определены.

И здесь самое интересное. Шаг водяного теплого пола зависит от расчетной тепловой нагрузке, которая в свою очередь рассчитывается от тепловых потерь дома, диаметра выбранных труб, длины контра и температуры теплоносителя на входе.

Эти расчеты я покажу в другой статье, здесь выводы. Шаг водяного теплого пола принимается равным:

• 300 мм для тепловой нагрузки 50 Вт/кв. метр;
• 150 мм для тепловой нагрузки 80 Вт/кв. метр;
• 200/250 мм, для помещений с высокими потолками или большими площадями.

Для зон примыкания к наружным стенам шаг теплого пола может снижаться.

Фиксируем второй параметр для схемы укладки труб теплого пола – шаг теплого пола 150 мм для тепловой нагрузки 80-90 Вт/кв. метр.

Выводы

• Схемы укладки труб теплого пола составляются по рисунку змейка или зигзаг, с возможной комбинацией этих рисунков;
• Оптимальная длина контура теплого пола 70-90 метров для труб 16-20 мм;
• Оптимальный шаг теплого пола дома – 150 мм.

Подготовительный этап

Перед тем как рассчитать водяной тёплый пол, определитесь с желаемой для данного помещения температурой

Он одинаков для всех схем теплых полов. Начинать нужно с расчета мощности системы, при этом принимается во внимание площадь помещения, оптимальная температура, фактические тепловые потери. Мощность теплых полов следует увеличивать для помещений, расположенных на первом и последнем этажах, если фасадные стены не имеют утепления согласно требованиям существующих норм, если финишное покрытие сделано из натуральных каменных или керамических плит.

Необходимые условия для качественной работы водяных полов

Старые половые покрытия следует демонтировать и при необходимости выровнять основание. Перепад высот по всей площади помещения не может превышать пять миллиметров, в противном случае значительно возрастает нагрузка на насос. Кроме того, велики риски образования воздушных пробок и сложности по их удалению.

ПЛАН ПОЛОВ. СОДЕРЖАНИЕ ПЛАНА НАПОЛЬНЫХ ПОКРЫТИЙ

• Тип и размер напольных покрытий с указанием конкретного производителя и артикула.
• Объемы используемого материала с учетом обрезков +10% .
• Направление раскладки плитки, схема укладки паркетной доски и других напольных покрытий.
• Схема границ теплого пола. Площадь теплых полов.
• Месторасположение и высота установки терморегулятора для теплого пола.
• Объемы и месторасположение плинтусов и порожков.
• Разрез полов и примыкание материалов (завышения, занижения, конструктив порогов).

Выполняя проектирование плана напольных покрытий нужно с практичной стороны подойти к данному вопросу. Отделочные материалы, применяемые в проекте, должны быть максимально износостойкими, так как пол больше всего подвержен активной эксплуатации.

Примеры плана полов в дизайн проекте

• 
• 
• 

Как выглядит план напольных покрытий?

План напольных покрытий выполняется на общем плане помещений, например, план квартиры будет включать несколько однотипных чертежных планов в масштабе, выполненных как «вид сверху”. В зависимости от желаемого уровня детализации, напольные покрытия могут быть обозначены схематически, штриховкой или цветной заливкой. Наиболее рационально на наш взгляд иметь чертежи с максимальной детализацией, что решается путем заказа дизайн-проекта, в котором присутствует весь перечень технической документации на объект, а также в деталях отображается финишное состояние помещений и в том числе напольных покрытий.

На отдельных листах плана могут быть представлены типы напольных покрытий в соответствии с конкретными образцами плитки, ламината, паркетной доски и т.п., что в сочетании с 3D моделью наилучшим образом демонстрирует конечный результат квартиры после ремонта.

ДИЗАЙН ПРОЕКТ В СУМАХ

Прямая схема подключения теплых полов от котла

Это наиболее простой в монтаже и используемом оборудовании вариант, но он имеет и наиболее существенные ограничения:

1. Можно использовать только низкотемпературные котлы (помним про ограничение в 40-500С) с возможностью регулирования температуры воды. Следовательно, в этом случае невозможно применять радиаторное отопление. То есть водяной пол – это единственный способ обогрева помещений. Поэтому там, где по теплотехническим расчетам требуется мощность обогрева свыше 100 Вт/м2 она неприменима.
2. Схема довольно капризна, то есть сложна в регулировании. Ее работоспособность зависит от многих нюансов и требует опыта в таком монтаже.

Прямое подключение от котла может быть реализовано в двух вариантах. С использованием трех- или двухходового клапана;

Трехходовой клапан

Трехходовой означает, что такое устройство имеет три входа/выхода. Это позволяет ему осуществлять постоянный подмес остывшего теплоносителя (воды) из обратного контура в подающий (горячий) контур. Этим обеспечивается снижение температуры воды, идущей от котла до нужных значений. То есть в данном случае трехходовой клапан выступает как термостат.

Схема подключения трехходового клапана

Данный вариант имеет недостатки:

• плохо работает при длине труб свыше 35-40 метров из-за высокого гидравлического сопротивления клапана;
• невозможно раздельно регулировать по каждому контуру температуру.

Но эти проблемы решаемы. Первая − решается путем установки дополнительного циркуляционного насоса. Вторая – монтажом термодатчиков и клапанов с приводами на каждый контур. Но все это значительно усложняет изначально простую схему.