Напольная система отопления


Ни для кого не секрет, что технологии обогрева помещения на сегодняшний день имеют очень широкое распространение, и инженеры уделяют этому вопросу очень большое значение. На данный момент существует несколько видов отопления, но в этой статье KSPortal.ru речь пойдёт непосредственно о напольном отоплении. Итак, в данной публикации мы рассмотрим преимущества и недостатки напольного отопления, его виды и технологию укладки, монтажа.

Что необходимо знать о напольном отоплении:

  • Напольные системы отопления
  • Виды напольного отопления
  • Монтаж напольного отопления своими руками

 

Напольные системы отопления

Напольное отопление – это вид отопления, при котором система циркуляции теплоносителя находится под полом.

Как известно, самым распространённым видом отопления является настенное, в частности с помощью батарей. Данный вид отопления имеет ряд недостатков, один из них это то, что обогрев помещения производится неравномерно и не рационально. Дело в том, что тепло от радиаторов отопления стремится вверх, и выходит, что самые тёплые места в комнате – это часть возле радиатора и потолок, а уже от этих зон тепло распространяется по оставшейся части комнаты. Многие скажут, что, несмотря на такую нерациональность в квартире и так достаточно тепло – не отрицаем, но могло бы быть ещё теплее, либо экономнее по затратам ресурсов.


В свою очередь напольное отопление является более эффективным, так как теплоотдача идёт снизу вверх, распространяясь по всей площади комнаты, к тому же, вы имеете тёплый пол, по которому можете ходить босиком, только не будет батареи, на которую можно будет повесить сохнуть вещи. Максимальная область тепла как раз составляет высоту с человеческий рост, тем самым создавая максимально комфортные условия для обитателей, а не греет потолок.

Напольное отопление имеет свои «за» и «против», часть из которых мы уже рассмотрели. Из преимуществ следует отметить:

    • Рациональное распределение тепла;

 

    • Экономичность;

 

    • Тёплый пол;

 

    • Эстетическую красоту, так как коммуникации проходят под полом.

Что касается недостатков напольного отопления, то:

    • Самая холодная область комнаты – окно, будет без обогрева;

 

    • Не будет возможности сушить вещи на батарее;

 

    • Трудоёмкий процесс прокладки подпольных коммуникаций;

 

    • Затратный вид отопления.

Напольное отопление отличный вариант для тех жильцов, которые не любят ковры и предпочитают ходить босиком. Кроме того, напольное отопление замечательное решение как отопление для квартиры, находящейся на первом этаже, над сырым и холодным подвалом. Если вы делаете полную замену отопления на автономное, то можно задуматься над напольным видом отопления.

Виды напольного отопления

Отдельно стоит коснуться и видов напольного отопления. Если видов отопления достаточно много, то напольное отопление бывает только двух: водяным и электрическим.

Водяное напольное отопление

Как понятно из названия, водяное отопление основано на циркуляции водяного теплоносителя внутри напольных коммуникаций. Суть водяного напольного отопления заключается в том, что под полом прокладывается труба, по которой распространяется горячая вода, нагреваемая до нужной температуры газовым или электрическим котлом. И ещё один нюанс, напольное отопление относится к автономному, то есть сделать ответвление от централизованной системы отопления для напольного – незаконно, а к тому же, нецелесообразно. В следующей статье узнаете, как рассчитать водяной тёплый пол.

Электрическое напольное отопление

Второй вид напольного отопления – электрическое. Данный вид отопления известен многим как «тёплый пол». В основу данной системы отопления возложены специальные электрические нагревательные секции, они бывают кабельными и инфракрасными. Данные способы являются отличной альтернативой водяному отоплению.

Ниже вкратце мы расскажем, как правильно произвести монтаж напольного отопления своими руками.

Монтаж напольного отопления своими руками


Неотъемлемым спутником в решении вопроса с отоплением является теплоизоляция и теплосбережение. Именно поэтому данные факторы необходимо обязательно учитывать и перед монтажом напольного отопления.

Для начала нужно исключить утечку тепла, а самыми частыми зонами его утечки являются окна и стены. В первую очередь необходимо установить пластиковые окна, при этом важно обратить внимание на чёткое соблюдение технологии установки, так как её нарушение может привести к теплопотерям. Не менее важна и отделка откосов окон с внешней и внутренней стороны, опять-таки для исключения продувов. Также если вы произведёте утепление стен, то прирост теплосбережения будет иметь достаточно высокие показатели.

Теперь коснёмся самой процедуры монтажа пола.

Укладка напольного отопления

В первую очередь при монтаже напольного отопления необходимо подготовить основание. В соответствии с правилами укладки напольного отопления — основа должна быть ровной, без бугров и прочих неровностей.


я начала необходимо проверить уровень пола, а при необходимости выровнять его. Когда пол выронен, переходим к укладке теплоизоляционного материала, который необходим для того, чтобы тепло шло вверх, а не нагревало плиту перекрытия. Следующим этапом будет выбор места нахождения терморегулятора и подвод коммуникаций — при электрическом напольном отоплении, либо откуда будут заходить трубы и краны — при водяном отоплении. Далее процедура укладки системы отопления этих двух видов отличается друг от друга, и мы рассмотрим каждую из них отдельно.

Монтаж водяного напольного отопления

Давайте для начала узнаем, как лучше смонтировать напольное водяное отопление. Начало монтажа водяного отопления производится с организации места подвода теплоносителя. Для этого необходимо проделать соответствующие отверстия в стене, для подвода труб и установки на них кранов. Рекомендуем для этого сделать специальную нишу-шкаф, которая закроет все эти, так называемые механизмы подачи теплоносителя.

Затем, на выровненный пол, на который уложен теплоизолятор, укладывается специальная сетка, которая будет основанием для крепления трубы. Сама труба складывается вдвое и укладывается на пол, фиксируясь к основанию с помощью стяжек. Важно отметить, что труба обязательно должна быть сложена вдвое и именно так уложена, так как необходимо обеспечить вывод водяного теплоносителя из системы. Трубы укладываются в виде спирали, при этом не должно быть никаких перегибов, иначе это существенно снизит проходимость теплоносителя.


Когда система водяного напольного отопления уложена — необходимо удостовериться в её правильной укладке, а затем произвести её подключение к подающему и обратному кранам. Делается пробный запуск системы на проходимость труб и на наличие течи. Затем температура теплоносителя увеличивается и вместе с этим увеличивается и интенсивность, то есть напор подачи воды в системе. Конечным этапом монтажа напольного отопления является его заливка с помощью наливного пола, с последующей укладкой отделочного напольного материала.

Вот так укладывается напольное водяное отопление своими руками, теперь расскажем об электрическом напольном отоплении.

Монтаж электрического напольного отопления

Электрический пол укладывается в принципе по такой же технологии что и водяной, но имеет некоторые нюансы. Укладка теплоносителя также производится на выровненный пол и на уложенный теплоизоляционный материал. Начало укладки теплоносителя производится от терморегулятора.

При укладке электрического напольного отопления, рулоны раскатываются от одной стены, до другой, при этом в целях экономии можно обходить те места, в которых будет установлен шкаф, кровать и иная мебель, под которой не нужен обогрев. Достигнув стены, за несколько сантиметров до её начала, вам необходимо разрезать основу теплоносителя, при этом, не повредив так называемый контур (как правильно разрезать — будет наглядно продемонстрировано в инструкции). После этого лента утеплителя укладывается параллельно первой, впритык к ней.


Когда теплоноситель уложен, проверьте правильность укладки и произведите его подключение. Затем произведите пробный запуск – если всё работает, то производим настил отделочного напольного покрытия.

Теперь, на основе полученной информации, вы сможете выбрать наиболее оптимальный вид напольного отопления и произвести его правильный монтаж.

Источник: ksportal.ru

Преимущества скрытого отопления

Одна сторона привлекательности систем тёплого пола заключается в скрытии инженерных коммуникаций. Гармонию интерьера не нарушат ни радиаторы, ни отопительный трубопровод, ни запорная и регулировочная арматура. Однако это не единственный плюс скрытности системы отопления.

Отопление частного дома водяным теплым полом

Если в жилых комнатах трубы не проходят через перекрытия стены и по ним, это сильно облегчит проведение отделочных работ. Для выравнивания и нанесения декоративных материалов доступна вся плоскость стен, к тому же отсутствуют трудности с подрезкой напольного покрытия, нет необходимости скрывать проход труб при установке натяжных потолков. Особенно выгодно отсутствие видимых коммуникаций при смене планировки.


Отопление частного дома водяным теплым полом

Помимо эстетических преимуществ есть и технические: равномерный нагрев пола создаёт оптимальную схему распространения тёплого воздуха. Поскольку основной упор делается не на конвекционную передачу тепла, а на его прямое излучение, пропадает необходимость прогревать верхнюю необитаемую зону. За счёт этого обеспечивается снижение расходов на отопление порядка 10–15%. Что самое интересное, экономия здесь не идёт в ущерб комфорту: в зоне ног соблюдается температура около 20–22 ºС, в зоне головы — на 3–4 ºС ниже.

Основные недостатки водяного тёплого пола

Главным минусом системы тёплого пола можно назвать сложность её устройства. Процесс укладки нагревательных элементов в пол достаточно технологичный и трудоёмкий, если же речь идёт о водяной системе отопления — появляются дополнительные трудности с организацией обвязки и настройкой работы отопления.

Отопление частного дома водяным теплым полом

Это вовсе не повод отказаться от использования тёплого пола. При использовании качественных материалов и системы монтажа, соблюдении технологии укладки трубок в пол и устройства напольного покрытия все усилия окупятся сторицей. Тёплый пол — действительно эффективная, экономичная и долговечная система отопления, но, повторимся, только если она устроена с соблюдением ряда ключевых требований.


Отопление частного дома водяным теплым полом

Из сложностей устройства стоит отдельно упомянуть необходимость тщательного выбора материала для стяжки пола. Помимо прочностных качеств, она должна отвечать нормам по теплоёмкости и теплопроводности, а также способности излучать тепло в определённом спектре — порядка 9–10 мкм. В принципе, при нагреве до 40 ºС практически все материалы на цементном связующем излучают тепло в этом диапазоне. Остается только добиться максимально возможной плотности покрытия и равномерного распространения тепловой энергии в тёплом слое стяжки. С этой целью может применяться стальная фибра, жидкое стекло или специальные полимерные добавки для стяжки тёплого пола — пластификаторы С-3, HLV-75, BV 3M и подобные.

Материалы для устройства

Как уже говорилось, системы теплого пола требуют крайне тщательного подбора материалов. Ещё полтора-два десятка лет назад все довольствовались закладкой в пол металлопластиковой трубы, убеждая себя, что кроме коррозии теплообменнику в полу ничего не грозит. Такой подход имеет ряд недостатков, которые выявляются в течение первых 3–5 лет эксплуатации.


Отопление частного дома водяным теплым полом

Чтобы не повторять чужих ошибок, для тёплого пола следует использовать трубки, которые при повреждении способны со временем восстанавливать структуру полимера и обладают максимально высокой теплопроводностью. Нельзя гарантировать, что при монтаже трубок они не будут переломаны, а ведь для металлопластика это, без преувеличений, смертельный приговор. Наилучшим образом в этом плане ведёт себя сшитый полиэтилен, альтернатива которому — медь. В последнем случае есть ряд дополнительных преимуществ: ещё более высокая теплопроводность, мизерный коэффициенте теплового расширения и способность запоминать форму при деформации.

Для открытых систем отопления отсутствие избыточного давления может привести к эжекции молекул газов через стенки трубок, со временем частички газа способны собраться в довольно крупные пробки. Чтобы исключить подобные явления, современные трубы для теплого пола делают композитными со встроенным кислородным барьером.

Отопление частного дома водяным теплым полом

Из материалов для устройства теплого пола нельзя обойти стороной утеплитель. Его выбор имеет определяющее значение для долговечности системы подогрева и пола в целом. Тепловой барьер должен быть несжимаемым, сохраняющим форму и, естественно, с высоким сопротивлением теплопередаче. Из всех вариантов наиболее пригодны для использования в качестве тепловой отсечки экструдированный пенополистирол и пенополиуретан, реже применяются плиты из полиизоцианурата.


Нужна ли резервная система отопления

Часто можно услышать мнение, что системы водяного теплого пола ненадёжны, а потому при их использовании в качестве основного источника отопления есть не иллюзорный риск, что со временем дом останется без единственного источника тепла. Это заблуждение связано, в первую очередь, с опытом эксплуатации систем тёплого пола, которые, по сути своей, являются бюджетными подделками оригинальной технологии.

Отопление частного дома водяным теплым полом

Посудите сами: в случае применения низкокачественных труб для теплообменника риск их засорения, поломки и разрушения стяжки из-за температурного расширения возрастает в разы. Здесь действительно имеет смысл комбинировать подогрев пола с установкой радиаторов, хотя такой вариант отопительной системы сопряжен с трудностями настройки: постоянно приходится регулировать проток, иначе в помещении температура возрастает до по-настоящему дискомфортных значений.

Отопление частного дома водяным теплым полом

Однако если тёплый пол устроен с учётом всех технологических требований, он может работать в качестве основной системы отопления многие десятки лет. Внимательность и чуткое отношение на этапе монтажа теплоизоляции, труб и при заливке стяжки исключают основные факторы риска как для появления протечек, так и для порчи напольного покрытия или основы, на которую оно уложено. В целом, затраты на организацию резервной системы отопления и правильное устройство водяного тёплого пола примерно равны.

Предпочтительные виды котлов

Основным недостатком систем водяного подогрева пола считается их крайне низкая устойчивость к перегреву. В основном это правило касается теплообменников из полиэтилена — этот материал обладает одним из самых высоких коэффициентов линейного температурного расширения. Для медных труб этот показатель значительно ниже.

Отопление частного дома водяным теплым полом

В связи с такими ограничениями требуется правильный выбор котлового агрегата и соответствующая настройка режима его работы. Наиболее подходящими считаются котлы на природном газе и электричестве. Их система терморегуляции позволяет исключить подачу слишком горячего теплоносителя в систему тёплого пола.

Наименее пригодными для подключения водяной системы обогрева пола можно смело назвать твёрдотопливные котлы. Их пиковую мощность практически невозможно ограничить, в особенности при периодической смене вида топлива. Именно поэтому такие системы требуют включения в гидравлическую схему специальных устройств, осуществляющих поддержание температуры воды в нагревательном контуре за счёт подмешивания жидкости из обратки.

Схема подключения

Финальным аргументом против систем тёплого пола считается сложность организации схемы распределения теплоносителя. Если в системе присутствует более одного контура подогрева пола, требуется установка гидравлических коллекторов с регуляторами протока.

Отопление частного дома водяным теплым поломСхема отопления дома водяными тёплыми полами. А — газовый котёл отопления; Б — объединённый узел смешения и коллекторная группа; В — контур тёплого пола. 1 — котёл со встроенным циркуляционным насосом; 2 — группа безопасности; 3 — расширительный бак; 4 — трёхходовой клапан смешения; 5 — циркуляционный насос; 6 — шаровый вентиль; 7 — игольчатый вентиль или вентиль с сервоприводом; 8 — редуктор давления; 9 — расходомер 

С одной стороны, установка и ввод в работу таких сложных сетей сопоставимы с дополнительными затратами. Однако все усилия на организацию отопления тёплым полом с лихвой компенсируются комфортом его использования: в каждой комнате можно легко наладить собственный тепловой режим, при этом вся система может быть легко и качественно сбалансирована даже при наличии нескольких десятков «петель».

Отопление частного дома водяным теплым полом

В остальном подключение теплого пола производится по классической схеме организации закрытой системы отопления с избыточным давлением. Единственным дополнением является узел подготовки воды на вводе подпитки: поскольку теплообменник представлен достаточно узкими каналами, расположенными в самой низкой точке системы, требуется удалить из воды все механические примеси, способные осаждаться и со временем полностью закупорить трубки.

рмнт.ру

28.04.17

Источник: www.rmnt.ru

Основное достоинство таких систем заключается в том, что при их использовании не занимается полезная площадь помещений, снижается расход металла, уменьшается температура греющих поверхностей по сравнению с обычными радиаторными и конвекторными системами, а также выравнивается температура воздуха по высоте обогреваемых помещений [1]. При этом в соответствии с российскими нормами средняя температура обогреваемого пола по санитарно-гигиеническим соображениям (п. 3.16 [2]) не должна превышать 26 °C, кроме дорожек бассейнов, где допускается температура 31 °C (непосредственно над трубами до 35 °C). Исходя из этого, а также для предотвращения обезвоживания и разрушения бетона температура нагретой воды в подающем теплопроводе ограничивается величиной 40–45 °C, в обратном – до 30 °C.

Из имеющегося в настоящее время на рынке оборудования для устройства напольного отопления распространение получили трубы из сшитого полиэтилена типа РЕХ с покрытием из этиленвинилового спирта EVON (фирма «Wirsbo», Швеция) наружным диаметром 20 мм и толщиной стенки 2 мм. Трубы поставляются в бухтах длиной 480 м, что позволяет (по условиям допустимых гидравлических потерь) прокладывать трубные участки длиной до 120 м. Максимально допустимая температура воды для таких труб 55 °C. При необходимости можно применять трубы диаметром 16 мм и длиной до 80 м.

Аналогичные по конструкции трубы размером 12 x 2, 17 x 2, 20 x 2, 25 x 2,3 и 32 x 2,9 мм выпускаются фирмой «Rehau» (Германия). Трубы соединяются методом холодной запрессовки, что позволяет размещать трубную систему в монолитной стяжке. Кроме того, система данной фирмы способна функционировать и в теплый период года в качестве системы охлаждения. В этом случае в трубы подается охлажденная вода с температурой 10–15 °C. Следует только иметь в виду, что допустимая разность температуры между поверхностью пола и воздухом в этом случае ограничена величиной 2 °C, что затрудняет теплосъем (максимально достижимый тепловой поток ~4 Вт/м2). Тем не менее такая система способна снизить холодильную нагрузку на приточную вентустановку, поэтому ее использование для охлаждения может быть целесообразно, в том числе с точки зрения непрерывности функционирования оборудования в течение года.

Фирма «Гента-сервис» (Россия) предлагает напольные системы из металлополимерных труб производства фирмы «Гента». В качестве полимера используется гидроизолированный пенополистирол. Фирма «Oventrop» (Дания) производит для этих же целей металлопластиковые трубы типа Copipe из сшитого полиэтилена с алюминиевой прослойкой размерами 14 x 2, 16 x 2,25, 20 x 2,5, 26 x 3 и 32 x 3 мм. Российская фирма «Акватерм» предлагает системы напольного отопления из полипропилена (трубы 16 x 2 и 17 x 2 мм) и полибутена (17 x 2 и 18 x 2,5 мм) с кислородонепроницаемым покрытием из этиленвинилового спирта EVON. Все указанные фирмы предлагают также необходимую запорно-регулирующую арматуру, соединительные и крепежные приспособления.

Действующие ограничения на максимально допустимую температуру поверхности теплого пола приводят к тому, что далеко не во всех случаях такие системы способны в условиях России полностью компенсировать теплопотери отапливаемых помещений. Дело здесь в первую очередь в том, что низкая температура поверхности пола не позволяет существенно усилить теплоотдачу с 1 м2 его поверхности. Поэтому нужно увеличивать площадь обогреваемого пола, но она не может быть больше геометрической площади всего пола в помещении, и при определенных условиях система напольного отопления не справляется со своими функциями.

Рассмотрим определение области возможного применения теплых полов на примере отопления жилых зданий современной постройки, теплозащитные свойства которых удовлетворяют требованиям табл. 1Б [3]. Расчетный анализ проведем для наиболее выгодного варианта с точки зрения возможности компенсации теплопотерь – для рядовых помещений на промежуточных этажах, поскольку здесь отношение площади теплотеряющих ограждений к отапливаемой площади будет наименьшим. Легко видеть, что в других случаях зона применимости теплых полов будет еще более ограниченной.

Прежде всего определим удельную теплоотдачу qпл с 1 м2 теплого пола при предельной температуре его поверхности tпл, равной 26 °C, в зависимости от принятой температуры воздуха в помещении tв. В прил. 4 [4] и табл. 3.1 [5] в качестве основного значения tв принята температура 20 °C (ранее 18 °C), а в некоторых случаях до 22 °C. В прил. 1 [2] указан допустимый диапазон 18–22 °C. Для большей наглядности результатов будем ориентироваться на интервал 18–23 °C.

Напольная система отопления

Рисунок 1. (подробнее)

Зависимость коэффициентов конвективного и лучистого теплообмена на поверхности теплого пола от температуры внутреннего воздуха отапливаемого помещения

Теплоотдача с поверхности теплого пола складывается из лучистой и конвективной составляющих. На рис. 1 показаны зависимости коэффициентов конвективного (aк, кривая 1 на графике) и лучистого (aл, кривая 2) теплообмена, Вт/(м2•К), на поверхности пола в зависимости от величины tв. Коэффициенты вычислялись в соответствии с рекомендациями [6]. При этом учитывалась допустимая подвижность воздуха в помещениях 0,2 м/с для холодного периода года (прил. 1 [2]), а также характерное для жилых зданий соотношение площадей пола, наружной стены и окна, которое обычно составляет, соответственно, примерно 2 : 2/3 : 1/3. Кроме того, принималось во внимание, что температура на внутренней поверхности наружной стены и особенно окна в холодный период года будет ниже, чем tв, что приводит к некоторому увеличению лучистой составляющей теплообмена за счет излучения пола на эти охлажденные поверхности.

Напольная система отопления

Рисунок 2. (подробнее)

Зависимость удельной теплоотдачи теплого пола от температуры внутреннего воздуха отапливаемого помещения

Легко видеть, что с ростом tв величина aл несколько повышается, в основном за счет усиления эффекта от излучения на наружную стену и окно, а aк, наоборот, падает из-за уменьшения разности (tпл — tв), причем aк падает быстрее, чем растет aл. График зависимости общей удельной теплоотдачи qпл, Вт/м2, от величины tв показан на рис. 2. Видно, что при характерных значениях tв в интервале 20–22 °C величина qпл действительно не превышает 40–60 Вт/м2, причем при увеличении tв она быстро снижается.

Определим требуемую удельную мощность системы отопления qот для жилого помещения, отнесенную к 1 м2 площади его пола. В соответствии с [2], эта мощность складывается из потерь теплоты через ограждающие конструкции (в данном случае – наружную стену и окно), а также из теплозатрат на нагревание инфильтрующегося наружного воздуха или воздуха, требуемого для компенсации действия естественной вентиляции, за вычетом бытовых тепловыделений. Последние будем принимать по нормативам в размере 10 Вт/м2 (п. 3.1.г [2]). Кроме того, будем считать, что вентиляционный воздухообмен в жилых помещениях, равный 3 м3/ч на 1 м2 жилой площади (прил. 19 [2]), всегда больше инфильтрационного.

Используя указанные выше условия по соотношению площадей ограждений, а также приняв характерную долю жилой площади в общей площади квартир равной примерно 0,7, можно составить уравнение теплового баланса, отнесенное к единице площади пола помещения. При этом сопротивление теплопередаче наружных ограждений следует принять по табл. 1Б [3] в зависимости от градусо-суток отопительного периода (ГСОП). Чтобы получить уравнение с одним независимым параметром, целесообразно выразить расчетную разность температуры (tв — tн,Б) также через ГСОП. При использовании вероятностно-статистической модели наружного климата [7] получим, что:

(tв — tн,Б) = 0,683 (ГСОП)1/2, (1)

где tн,Б – температура наружного воздуха в районе строительства в холодный период года по параметрам «Б» (прил. 8 [2]).

Заметим, что возможное изменение величины tв при этом не учитывается, но погрешность при ее колебаниях в пределах ±2 °C не превышает 3–5 %, что заведомо меньше, чем ошибки от других допущений, принятых в данном расчете. График осредненной зависимости qот от величины ГСОП приведен на рис. 3.

Напольная система отопления

Рисунок 3. (подробнее)

Зависимость требуемой удельной мощности системы напольного отопления от градусосуток отопительного периода в жилых зданиях современной постройки

Сопоставляя требуемую удельную мощность системы отопления с теплоотдачей 1 м2 теплого пола, можно найти область значений ГСОП, при которых qот будет меньше, чем qпл, и, следовательно, теплый пол в состоянии полностью компенсировать теплопотери помещения. График зависимости максимального значения ГСОП от принятого уровня tв приведен на рис. 4. Для наглядности график экстраполирован до значений ГСОП, равных 15 500. Из графика видно, что с ростом tв область применения теплого пола резко сужается. Заметим к тому же, что в соответствии с прил. 4 [4] при tн,Б, равной -31 °C и менее, что соответствует ГСОП около 5 500, т. е. практически на всех территориях к северо-востоку от Москвы, значение tв следует увеличивать на 2 °C. Но рис. 4 показывает, что для tв = 22 °C предельное значение ГСОП составляет всего 3 000.

Напольная система отопления

Рисунок 4. (подробнее)

Зависимость максимального значения градусо-суток отопительного периода для системы напольного отопления от температуры внутреннего воздуха отапливаемого помещения

Таким образом, на большей части территории России даже в условиях рядовых помещений на промежуточных этажах жилых зданий при действующих ограничениях на величину tпл теплые полы не в состоянии полностью компенсировать теплопотери помещения. Поэтому применение систем напольного отопления в нашей стране следует производить с большой осторожностью и максимальным учетом климатических условий района строительства. Особенно это относится к индивидуальным жилым домам, поскольку у них отношение площади наружных ограждений к отапливаемой площади бывает значительно больше, чем в многоквартирных зданиях, а действующие нормы теплозащиты [3] часто игнорируются. В частности, может потребоваться дополнительное увеличение теплозащиты наружных ограждений здания или другие решения с целью уменьшения требуемой мощности системы отопления.

Основной особенностью системы напольного отопления является пониженные, по сравнению с обычной системой, расчетные значения температуры подаваемого теплоносителя (не выше 45 °C) и перепада температуры воды в системе (не более 15 °C). Расчетный расход воды при этом непосредственно в отопительном контуре увеличивается на 25 %, но ее количество, поступающее от теплоисточника, снижается на ~65 %.

Напольная система отопления

Рисунок 5. (подробнее)

Изменение температурных параметров теплоносителя и коэффициента смешения в системе напольного отопления в течение холодного периода года

Обеспечение требуемой температуры подаваемого в систему теплоносителя tг,т.п (рис. 5, на графике прямая 3) обычно осуществляется путем подмешивания к воде, подаваемой от системы теплоснабжения здания с расходом Gг и температурой tг (прямые 1 или 2), охлажденной воды на выходе из системы напольного отопления в количестве Gохл с температурой tо,т.п (прямая 4). Для примера на рис. 5 расчетные значения температурных параметров (при tн = tн,Б= -30 °C) приняты tг = 95, tг,т.п = 45 и tо,т.п= = 30 °C, а расчетная температура воздуха tв в отапливаемом помещении для построения графика качественного регулирования задана 20 °C.

Следует отметить, что, как правило, в системе теплоснабжения (централизованной или автономной, с собственным теплогенератором) регулирование температуры подаваемого теплоносителя осуществляется именно по такому графику, т. е. tг = f(tн) (прямая 2 на графике). Однако, особенно в автономной системе, эта температура в отдельные промежутки времени может автоматически повышаться до tг = max (например, при необходимости в форсированном режиме нагреть воду в емкостном водо-водяном подогревателе системы горячего водоснабжения). Более того, в сложной схеме автономного теплоснабжения с большим количеством разнообразных теплопотребителей (отопление, вентиляция, горячее водоснабжение, подогрев воды в бассейне) эта температура может быть задана постоянной, т. е. tг = max = const (прямая 1). В схеме с зависимым присоединением к наружной тепловой сети потребляющих теплоту систем эта температура, как известно, не опускается ниже 70 °C.

Напольная система отопления

Рисунок 6. (подробнее)

Рисунок 6. Схема узла подключения системы напольного отопления к общей схеме теплоснабжения здания

Все это необходимо учитывать при выборе оборудования (циркуляционного насоса (ЦН), трехходового смесителя (ТС) и ручного вентиля (РВ) (рис. 6)) и диаметра труб узла присоединения системы напольного отопления к общей схеме теплоснабжения (от ее распределительного коллектора (РК) до сборного коллектора (СК)).

Для оценки работоспособности данного узла прежде всего необходимо определить необходимое количество подмешиваемой воды Gохл. Это можно сделать, вычислив требуемый коэффициент смешения u по формуле [1]:

u = Gохл / Gг = (tг – tг,т.п) / (tг,т.п – tо,т.п). (2)

Из графиков на рис. 5 видно, что при использовании качественного регулирования в системе теплоснабжения (прямая 2 на графике) требуемый коэффициент смешения теоретически остается постоянным (прямая 5). Но в том случае, если система теплоснабжения работает в режиме tг = const (прямая 1), требуемое значение u резко возрастает (кривая 6) от (в нашем примере) 3,33 в расчетных температурных условиях до величины порядка 20 в начале/конце отопительного сезона.

Последний факт в значительной мере осложняет выбор трехходового смесителя и идущей к нему подмешивающей перемычки, т. к. в течение отопительного сезона расход и скорость воды в них могут изменяться почти в 6 раз, а гидравлические потери давления, соответственно, в 36 раз. При этом будет меняться требуемый напор циркуляционного насоса для обеспечения постоянства расхода теплоносителя в системе напольного отопления.

Стабилизировать режим работы узла присоединения и частично «разгрузить» трехходовый смеситель помогает устройство дополнительной смесительной перемычки с ручным регулировочным вентилем (РВ) (рис. 6). Если установить в ходе наладки системы ручной регулировочный вентиль в положение, при котором расход воды в этой перемычке будет равен расчетному значению Gохл, в режиме качественного регулирования системы теплоснабжения (tг = f(tн)) необходимость в управляемом трехходовом смесителе вообще отпадает. Но это только теоретически, т. к. в действительности он все равно необходим из-за большой тепловой и гидравлической инерционности при работе современной системы теплоснабжения. Но роль трехходового смесителя в этом случае только подстроечная, корректирующая требуемое зачение температуры tг,т.п = f(tн). Сложность подобной схемы заключается только в том, что для установки требуемого положения ручного регулировочного вентиля необходима достаточная квалификация наладчиков.

Вызывает удивление недопонимание еще одного важного аспекта со стороны некоторых фирм, рекомендующих в качестве регулятора теплоотдачи для рассматриваемых систем автоматический термоклапан, установленный в отапливаемом помещении. Расход воды в системе напольного отопления следует стремиться сохранять постоянным, т. к. количественное регулирование (путем уменьшения расхода) может привести к существенной неравномерности прогрева площади пола (при любом способе укладки теплопроводов в бетон – змеевиковой или улиткообразной) и к значительному снижению долговечности его конструкции. Исходя из этого, регулирование теплоотдачи с поверхности нагретого пола должно быть только качественным, т. е. путем изменения температуры подаваемого теплоносителя.

Литература

1. Сканави А. Н., Махов Л. М. Отопление: Учебник для вузов. М.: Изд-во АСВ, 2002.

2. СНиП 2.04.05-91*. Отопление, вентиляция и кондиционирование / Госстрой России. М.: ГУП ЦПП, 2000.

3. СНиП II-3-79*. Строительная теплотехника / Госстрой России. М.: ГУП ЦПП, 1998.

4. СНиП 2.08.01-89*. Жилые здания / Госстрой России. М.: ГУП ЦПП, 1999.

5. МГСН 2.01-99. Энергосбережение в зданиях. М.: Москомархитектура, 1999.

6. Богословский В. Н. Строительная теплофизика: Учебник для вузов. М.: Высшая школа, 1982.

7. Самарин О. Д. О вероятностно-статистическом моделировании взаимосвязи расчетных параметров наружного климата / Сб. докл. конф. НИИСФ. М.: НИИСФ, 2001.

 

Тел. (095) 188-3607

Источник: www.abok.ru

Напольное отопление: достоинства и недостатки

Наверняка никто не станет спорить с тем, что система отопления теплыми полами – наилучшая из всех существующих. Если для сравнения взять традиционную радиаторную систему и воздушный обогрев дома, то прогревание полов имеет перед ними преимущества:

  1. Экономичность. Температура теплоносителя в контурах редко достигает 50—55 ºС, в то время как в других системах она бывает и 95 ºС. Соответственно, нагрев воды до 50 ºС потребует меньших затрат.
  2. Комфорт. В холодное время года для человека нет ничего приятнее, чем ощущение тепла в ногах.
  3. Равномерное распределение теплового потока по всему помещению.
  4. Каждая система водяного отопления пола – инерционна. После длительного «разгона» нагретые водяными контурами стяжки отдают тепло медленно и долго после того, как отключится источник энергии.
  5. Долговечная эксплуатация. Результатом правильно выполненных работ из материалов высокого качества будет работа системы до 50 лет.

Устроить греющие контуры можно в любом месте жилища, даже водяной подогрев пола на балконе.

При всех достоинствах отопление дома теплыми полами имеет некоторые недостатки, заслуживающие внимания. Например, бытует ошибочное мнение, что устройство подобного обогрева полностью избавит вас от радиаторов. В некоторых случаях это действительно возможно, но далеко не всегда.

Дело в том, что для обогрева помещения необходимо, чтобы каждый м2 площади пола выделял ориентировочно 100 Вт тепловой энергии. Если дом отлично утеплен, то для такого тепловыделения температура поверхности должна составлять не менее 35 ºС, в остальных случаях – 40 ºС и выше. Ниже на графике отражена статистика, какая доля людей и каким образом реагирует на увеличение температуры поверхности пола.

Температура поверхности пола

Как видно из графика, зона комфорта для большинства людей лежит в пределах температур от 20 до 30 ºС. Когда же водяное отопление в полу разогревает его по всей площади до температуры 35 ºС и выше, то как минимум 60% людей ощущают дискомфорт.

Для справки. Нормативная документация, регламентирующая санитарно-гигиенические нормы в зданиях различного назначения (СНиП 41–01-2003 «Отопление и вентиляция», п.6.5.12), четко предписывает, что температура поверхности в комнатах с постоянным пребыванием людей не может превышать 26 ºС, а с временным пребыванием – 31 ºС.

Из вышесказанного вывод следующий: если отопление под полом из труб нагреет его плоскость до температуры 26 ºС, то теплоотдача не достигнет 100 Вт/м2. Тогда тепловой мощности системы не хватит и все равно придется поставить дополнительно небольшие радиаторы.

Второй существенный недостаток, проистекающий из конструктивных особенностей системы и трудозатрат на их реализацию, – это достаточно высокая цена на теплый пол с водяным отоплением. Помимо греющих контуров понадобится оборудование и арматура для регулирования теплоносителя и его перекачки по трубопроводам этих контуров.

Совет. Чтобы не заниматься дополнительной прокладкой веток для приборов водяного отопления, стоит рассмотреть другие источники тепла, например, местные приточные установки с подогревом воздуха, длинноволновые инфракрасные излучатели, электрические или газовые конвекторы.

Как выполняется расчет мощности теплого пола

Поскольку отопление пола в частном доме или квартире – вещь дорогостоящая, к его устройству следует подойти со всей серьезностью. Если при наличии определенных навыков строительно-монтажные работы вы сможете выполнить своими руками, то для разработки схемы и тщательного просчета рекомендуется обратиться к специалистам в данной области. Они же помогут произвести пусконаладочные работы в соответствии с расчетами.

В том случае, если у вас есть желание и время разобраться во всем самостоятельно, то в первую очередь следует знать, что расчет мощности теплого пола начинается с подбора диаметра трубы для греющих контуров, затем требуется найти шаг ее укладки и определить количество этих контуров. На этот момент все расчеты необходимой мощности системы отопления должны быть произведены и получены значения тепловой мощности для каждой комнаты здания.

Например, значение площади пола из керамической плитки равно 10 м2, а необходимой мощности – 981 Вт. Тогда необходимый тепловой поток составит 98,1 Вт/м2, по этому значению надо выяснить температуру поверхности, что обеспечит водяной обогрев пола под плитку. Это можно сделать с помощью номограммы.

Номограмма

Видно, что значению теплоотдачи 100 Вт/м2 соответствует температура 28,8 ºС. В нашем случае это недопустимо, поскольку в помещении постоянно пребывают люди, значит, нужно 26 ºС. Этой величине соответствует теплоотдача 68 Вт/м2, а оставшиеся 100 – 68 = 32 Вт/м2 придется подавать в комнату другими способами. Как пользоваться номограммой, показано ниже.

Пример расчета водяного пола

В данном примере подходящий шаг укладки труб греющего контура – 0.3 м, по нему средняя расчетная разность температур – 19,5 ºС, что соответствует температурному графику теплоносителя – 45 / 35 ºС. Остается выяснить длину трубы, для нормальной работы системы ее длина не может превышать 100 м. Формула проста.

Длина трубы = площадь помещения / шаг укладки трубы.

Если значение превышает 100 м, то площадь надо поделить на 2 части и рассчитать два греющих контура, иначе гидравлическое сопротивление будет слишком большим, а передача тепла – неравномерной. Теплоотдача поверхности зависит от типов напольного покрытия, поэтому ниже для удобства показаны номограммы, что помогут рассчитать полы с подогревом под ламинат и линолеум.

Расчет пола с подогревом под ламинат

Примечание. Развернутый расчет мощности теплых полов в понятном ключе изложен в книге В. В. Покотилова «Системы водяного отопления».

Рекомендации по устройству теплого пола

Сразу сделаем оговорку, что технология устройства водяных полов для отопления различается в таких случаях:

  • работы выполняются от самого уровня земли, от слоя грунта;
  • монтаж происходит от подвального перекрытия или черновой бетонной стяжки;
  • водяной пол в квартире или на 2—3 этаже частного дома.

Различия будут освещены в процессе рассмотрения технологии производства работ. Когда устройство начинается от грунта, то следует его уплотнить и выполнить черновую бетонную стяжку по всем правилам. В идеале стяжка должна набирать прочность в течении трех недель, но так как во время монтажа нагрузки  будут значительно ниже расчетных, можно подождать 3-5 дней, после чего сверху нужно сделать гидроизоляционную прокладку. Результатом должна стать ровная поверхность без перепадов и прочих грубых неровностей.

Далее, монтаж водяного отопления в частном доме или квартире будет описан по технологии компании AQUATHERM, являющейся одним из лидеров на рынке систем напольного обогрева. Общая схема «пирога» представлена ниже.

Вначале по всему периметру стены оклеиваются эластичной демпферной полосой, она дает возможность будущим плитам нагрева расширяться в пределах 5 мм в каждую сторону. Сверху гидроизоляционной пленки укладывается теплоизоляция, как правило, — пенополистирол высокой плотности. При повышенных противопожарных требованиях к перекрытиям в качестве теплоизоляционного материала следует принимать плиты из базальтового волокна.

Если осуществляется монтаж водяного отопления в частном доме на первом этаже, то толщину слоя утеплителя берут по расчету, но не менее 50 мм. В случае когда работы ведутся в квартире выше первого этажа или на верхних этажах коттеджа, то толщину можно уменьшить до 20—40 мм, поскольку перепад температур между квартирами невелик.

Полиэтиленовая пленка для теплого полаСверху теплоизоляционного слоя рекомендуется проложить специальную полиэтиленовую пленку с разметкой, по ней удобнее производить раскладку и монтаж труб. Материал раскатывается с нахлестом 80 мм, после чего стыки проклеиваются скотчем.

Если впоследствии в помещении ожидаются повышенные статические или динамические нагрузки на полы (тяжелая мебель, оборудование и так далее), то сверху утеплителя рекомендуется уложить сетки из арматуры диаметром 5 мм, а трубы крепить к ним пластмассовыми хомутами.

Металлопластиковые или другие трубы для теплого пола крепятся к утеплителю специальными пластмассовыми скобами, раскладка выполняется с расчетным шагом по заранее согласованной схеме, которых на выбор есть несколько.

При этом радиусы изгибов труб надо соблюдать такие, чтоб не повредить их конструкцию, для каждого вида трубопроводов эти данные подскажет торговый представитель.

От домашней котельной установки теплоноситель подается к штанговому распределителю, собранному в комплекте с циркуляционным насосом. Этот смесительный узел обеспечивает необходимую температуру и движение теплоносителя во всех нагревательных элементах, от него выполняется разводка теплого пола по комнатам. При необходимости распределитель может регулировать климат в помещениях на основании сигналов комнатных термостатов, в простейшем варианте он поддерживает температуру в подающем трубопроводе с помощью накладного датчика.

Важно! Запрещается центральное водяное отопление квартир подключать к распределителю напольного обогрева. Это разбалансирует весь стояк и в результате холодно будет у всех. Подключение возможно только к индивидуальному котлу.

После надежного закрепления труб и проверки их на герметичность (опрессовки) монтаж теплых полов продолжается устройством песчано-цементной стяжки, чья толщина находится в пределах 100 мм, слой раствора над верхом трубы обеспечивается толщиной 50—55 мм. Стяжка выдерживается до застывания, а во время схватывания в ней устраиваются швы ложные (между контурами одного помещения) и деформационные (на стыках плит разных комнат). В последнюю очередь укладывается покрытие, после этого остаются только пусконаладочные работы и балансировка системы.

Заключение

Теплые водяные полы – удовольствие не из дешевых, на всех этапах работ по их устройству предстоит ответственная работа. Зато результатом будет существенная экономия (до 30%) и высокий уровень комфорта в жилище.

Источник: cotlix.com

Но сначала остановимся чуть подробнее на во­просе о том, отчего напольные системы отопления являются также оптимальными для человека-потре­бителя. Организм человека способен приспосабли­ваться к условиям окружающей среды благодаря теплоотдаче посредством конвекции, излучения и испарения пота с поверхности кожи. Но существуют средние параметры, которые определяют условия теплового комфорта, когда человек не ощущает ни холода, ни тепла. Так, решающее значение для ощу­щения комфортности условий имеют голова, руки и стопы, а наиболее комфортные условия для чело­века создаются, если температура воздуха как можно меньше отличается от средней температуры окружающих поверхностей, что и происходит при использовании низкотемпературной системы на­польного отопления.

Следующий физический принцип работы «теплых полов» заключается в том, что наиболее теплый воздух оказывается снизу, а наиболее холодный — сверху. Здесь вступает в действие физиология, ведь единственная часть тела, постоянно отдающая тепло путем теплопередачи, — это поверхность ступ­ней (старая истина подтверждается — «держи ноги в тепле, а голову в холоде»). Теплый пол позволяет избегать нагрева воздушных масс под потолком, где это тепло не нужно. Радиаторы же нагревают воздух до высокой температуры, при которой более легкий теплый воздух устремляется вверх и на­прасно греет потолок.

Также одним из достоинств, тесно связанных с физическим устройством «теплых полов», является относительная простота терморегулирования, или поддержания одинаковой температуры в помеще­нии, либо же создание различной температуры в зависимости от назначения помещения. Сегодня предлагаются два типа теплых полов в зависимости от вида отопления — с помощью нагретой воды или электричества. В полу прокладываются при водя­ном подогревании трубы, по которым циркулирует нагретая жидкость, а при электрическом — специ­альные нагревательные кабели, которые греются при прохождении по ним электрического тока. С точки зрения физических процессов эти два спо­соба абсолютно одинаковы. В качестве элемента конструкции «теплого пола» используется часть са­мого пола, что весьма эффективно ввиду экономии материалов, а самое главное — места в интерьере. Эта система невидима, и потому подходит для лю­бого дизайна — от традиционного до самого совре­менного.

В системе напольного отопления применяется регулирование температуры подогрева при помощи коллектора (распределителя), к которому крепится каждая петля. На распределителе можно выста­вить большее или меньшее количество воды, ее скорость, а следовательно, изменять температуру. А в каждой комнате можно установить датчик, кото­рый будет срабатывать при определенной темпера­туре, и величину эту регулировать.

Для защиты систем «теплый пол» используются термодатчики, от которых сигнал поступает на ре­гулирующий прибор, который, в свою очередь, дает команду на привод смесителя, поворачивающий заслонку клапана на необходимый угол. Такие при­боры нужны для обеспечения необходимой темпе­ратуры воды для контура теплого пола, которая до­стигается смешиванием горячей воды, подводимой от котла, с выходящей из контура, уже остывшей. Рекомендуется на каждый контур теплого пола устанавливать ограничитель максимальной тем­пературы, который в случае превышения темпера­туры теплоносителя выключит циркуляционный на­сос контура. Это позволит избежать перегрева пола и его разрушения. Трубы могут выдержать высокую температуру (90-100 °С), но при темпера­туре свыше 40-50 °С (зависит от труб и производи­теля заливки для теплого пола) материал теплого пола начинает разрушаться. Поэтому критически важно для теплого пола не превышать рабочую температуру.

Конструктивное решение системы напольного отопления вкратце состоит в следующем. На осно­вание перекрытия укладываются слои гидро- и теп­лоизоляции, а сверху — трубы для подачи горячей воды. Их заливают слоем стяжки цементно-песча- ного или бетонного состава, поверх которого насти­лают покрытие. Поверхность основания пола должна быть чистой и ровной, допускаются неров­ности и выступы не более 10 мм. Теплоизоляцию выполняют с помощью плит или панелей из поли­стирола, базальтового волокна или вспененного полиуретана толщиной от 30 до 80 мм. Трубы уклады- ваютсопределенным шагом и в нужной конфигура­ции так, чтобы покрыть ими нужную поверхность пола. При этом учитывается размер, планировка и назначение помещения, конфигурация наружных стен и наличия в них окон, место расположения коллекторного узла или стояков, а также необходи­мость устройства деформационных швов и их раз­мещение. Принятие решений о конфигурации укладки труб следует поручить дизайнеру помеще­ния и инженеру-проектировщику. По виду у кладки трубы, греющие контуры разделяют на два основных 

вида: меандровый (другие названия — зигзагооб­разный, «змеевик») и спиральный (центральный, «улитка»). В меандровом контуре распределение температуры неравномерное, направленное от пер­вого виткак последнему, в спиральном — равномер­ное. Виды контуров и шагу кладки можно комбини­ровать: вблизи окон шаг сделать меньше, а для отопления больших помещений использовать не­сколько разных по виду контуров, которые начи­наются на одном устройстве (распределителе с ре­гулирующей арматурой) и на другом (коллекторе) заканчиваются.

На подготовленный теплый пол сверху можно уложить практически любое покрытие (керамика, паркет, ковролин, плитка, камень и т. д.), хотя реко­мендуется покрытие с хорошей теплопроводностью, т. е. лучше постелить ламинат, а не паркет. Подклю­чается система к любому источнику горячей воды. На контур теплого пола устанавливается специаль­ная регулирующая автоматика и система защиты от перегрева.

Особых рекомендаций по эксплуатации систем водяного напольного отопления нет. Главное — пра­вильно и качественно установить систему с приме­нением высококачественных материалов. Водяные теплые полы надежны и долговечны, срок службы труб при соблюдении расчетных параметров до­лжен составлять не менее 50 лет. Кроме того, при­менение низкотемпературного теплоносителя по­зволяет значительно экономить тепловую энергию.

Источник: ru-stroyka.com


Leave a Comment

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.