Водяной теплый пол, основные преимущества и последовательный процесс монтажа

Системы водяных теплых полов стали широко применяться как функциональный и эффективный источник отопления помещений. До недавних пор эта система считалась довольно дорогой и был ограниченный выбор по комплектующим, однако сегодня ситуация поменялась в обратную сторону – материалы представлены широким ассортиментом и различной ценой, от известных европейских до отечественных производителей. Тем более, если у Вас есть небольшие технические или строительные навыки и знания, то организовать монтаж водяных теплых полов под силу своими руками.

Почему стоит выбрать водяной теплый пол!

Водяной теплый пол – это хорошая альтернатива радиаторному отоплению дома, и бесспорно он имеет свои конструктивные отличительные особенности, а также свою специфику в технических расчетах (это расчет теплопотерь помещений, гидравлическое сопротивление петель(контуров), мощность, среднее значение температуры теплоносителя и др.), тем не менее задача по созданию водяного теплого пола своими силами вполне выполнима. В целом, учитывая специфику и конструктивную трудоемкость монтажа, например, сборка водяного теплого пола занимает дольше времени нежели размещение и подключение электрических теплых полов, Вы создаете надежную систему, которая превосходит по производительности, ставшей традицией, радиаторную систему, а экономически целесообразнее нежели электрические полы. В противоположность традиционного радиаторного отопления, теплый пол создает другой вид распределения теплового потока, когда выражение «держите голову в холоде, а ноги сохраняй в тепле» получает практическую реализацию. Радиаторы отопления, как правило располагают под окнами для получения естественной конвекции, в результате которой разогреваемый воздух имеет движение вверх к потолку, не обогревая сперва помещение.

Далее, в результате охлаждения, воздух снижается на нижние уровни, опять получает тепло от радиаторов и вновь движется к потолку. При таком распределении тепла максимально прогретый воздух будет расположен под потолком и возле радиаторов, а температура у потолка помещения всегда самая высокая. Пол, в свой черед, имеет слабый прогрев, и по этой причине получает значительно низкую температуру. Ситуация отличается в случае с теплым полом, здесь элементы, отвечающие за нагрев, одинаково размещены по всей площади пола, в этом случае тепло исходит со всей поверхности в виде излучения, благодаря чему ощущается более комфортно, а сама поверхность пола прогревает комнату по всей площади. Следуя санитарно-гигиеническим нормам оптимальной для организма человека является температура окружающего среды +18°С, при использовании теплого пола внизу, где непосредственно ноги соприкасаются с полом воздух будет прогрет до +22°С, а воздух в средней части помещения, где находится голова, прогреется до +18°С.

Экономическая эффективность теплого пола водяного!

Сама система водяных полов отличается в регулировании температуры помещения в процессе эксплуатации, например, от электрических полов, которые управляются простым подключением к комнатному термостату, но при правильной организации они экономически эффективнее последних. Так на обогрев 10 кв. метров помещения, при мощности 150 Вт на один метр2, на работу системы электрических теплых полов необходимо использовать электроэнергии в размере 1,5кВт/час, в это же время при использовании такого же количества энергии, водяной пол продуктивнее прогреет площадь в три раза большую, причем будет использована температура теплоносителя всего 30-50° C. Время, затрачиваемое на первоначальный разогрев помещения у водяных полов затрачивает меньше времени, а КПД значительно выше. Следует учитывать, что водяной теплый пол экологически безвреден, в нем исключены электромагнитные колебания и вредные пары, которые могут образовываться от ПВХ-изоляции электрического кабеля. Для помещений с большой площадью, водяные теплые полы предпочтительнее в качестве основного источника отопления, в то время как электрические полы при больших затратах энергии, не всегда справляются с обогревом такого типа помещений.

Выбор трубы для системы теплого пола

Основным теплоносителем в системе водяных теплых полов служит горячая вода или незамерзающая жидкость на основе гликолей, а сам принцип функционирования системы достаточно прост. Вместо радиаторов отопления в пол монтируется труба, обладающая хорошей гибкостью и предназначенная для циркуляции по ней горячего теплоносителя. Следовательно, перед монтажом есть необходимость тщательно подойти к подбору трубы для теплого пола. Для этой цели требуется подбирать трубы, у которых высокий уровень теплопроводности, хорошо изгибаются и показатель гидравлического сопротивления минимальный. Для этой цели оптимально подходят трубы из сшитого полиэтилена, металлопластиковые или же медные трубы. Они все замечательно справляются со своей задачей, отличаются только ценой, если сшитый полиэтилен и металлопластиковая труба практически одной стоимости, то медная будет значительно дороже.

Механизм и последовательность работ по укладке водяного пола

Стандартно прокладку труб водяного теплого пола производят в песчано-цементную стяжку. Это обязательное условие определено спецификой монтажа: структура стяжки предполагает устойчивость к ударам и большому удельному давлению (500 Н/см.кв), тем самым она выполняет функцию защиты труб от механических повреждений и воздействий различных веществ. Также следует учитывать, что сама труба имеет не большой диаметр, в следствие чего поверхность контактируемой площади с окружающим пространством мала, а воздух, обладая хорошими теплоизоляционными свойствами, будет препятствовать теплораспределению, поэтому трубы напрямую взаимодействуют с материалом стяжки пола, которая в результате выполняет роль нагревательного элемента с большой теплоотдачей. Поэтому соблюдение технологических требований при создании поверхности, необходимой для правильного расположения труб, является важным условием. Сперва пол освобождается от частиц мусора и по возможности максимально от пыли, обязательно оценивается горизонтальный уровень поверхности, так как различие в высоте сторон комнаты приведет к тому, что толщина основной стяжки, в которой будут находится трубы, будет иметь различные показатели, в итоге поверхность пола будет передавать нагрев неравномерно.

Следующим шагом будет размещение на поверхности выравненного пола гидроизоляционной пленки. Она необходима для защиты от попадания влаги с уровней, расположенных внизу. После этого по периметру комнаты проклеивается демпферная лента, которая уравновешивает воздействие теплового расширения песчано-цементной стяжки. Имея высоту 10-15 см, лента позволяет перекрывать толщину теплоизоляции и слой стяжки. Когда монтажные работы будут окончены, необходимо срезать ненужные участки ленты. Перед началом размещения труб необходимо предусмотреть наличие теплоизоляции.

Так как тепловое излучение передается по всем направлениям, как вверх, так и вниз, значение тепловых потерь через пол достигает порядка 15-20%, а эффект теплоотдачи теряется, поэтому крайне важно уменьшить теплопотери, применяя теплоизоляционные материалы. Толщина теплоизолятора может достигать нескольких сантиметров (принятая толщина утеплителя для этих целей 1, 2, 3 или 5 см), эти показатели зависят от возможности поднятия высоты пола. Зачастую, чтобы решить задачу теплоизоляции, применяют такие материалы, как экструдированный пенополистирол, минеральная вата, пенобетон, и т.д. Коэффициент теплопроводности современных материалов, отвечающих требованиям теплоизоляции, находится примерно в одном значении, и имеет приближенно следующие показатели: пенополистирол – 0,03-0,042 Вт/(м*К), а минеральная вата – 0,032-0,056 Вт/(м*К). Единственное, на что следует обратить внимание, это способности материалов впитывать или отталкивать влагу, потому что коэффициент теплопроводности напрямую зависит от количества влаги, и при увеличении количества влаги, коэффициент теплопроводности тоже значительно увеличивается. В помещениях где есть избыточная влажность подходящим материалом для применения будет пенополистирол, а если необходимо добиться максимальной звукоизоляции, то лучше - минеральную вату.

Когда работы, связанные с теплоизоляцией закончены, начинается непосредственно сам монтаж труб. Чтобы зафиксировать трубы можно использовать различные варианты крепления. Самый простой, это применение арматурной сетки, ее размещают поверх теплоизоляции, а при помощи обычной проволоки крепится труба. При таком методе сетка также выполняет функцию армирующего элемента стяжки. В других случаях есть возможность использовать специальные клипсы, якорные скобы и крепежные ленты, назначение которых заключается в удержании трубы на слое теплоизоляции. Фиксацию труб рекомендовано производить с шагом один метр. В случае применения варианта, где используется проволока, как элемент крепления, крайне важно учесть различие теплового расширения трубы и металлической проволоки. Поэтому наглухо зажимать проволоку нельзя и следует оставлять зазор, чтобы в дальнейшем избежать деформации трубы в процессе эксплуатации.

Само размещение труб тоже имеет свои особенности. Во-первых, чем дальше теплоноситель находится от котла, тем меньше будет его температура, это явление обусловлено процессом отдачи тепла окружающему пространству во время обогрева, по этой причине длина одного контура трубы рекомендуется делать 100 - максимум 120 метров. Во-вторых, для равномерного прогрева поверхности следует соблюдать шаг укладки труб, рекомендуемое значение которого составляет 15 см – 20 см, а в местах где вероятность больших теплопотерь возрастает, например, возле окон, входных дверей, наружных стен, его желательно уменьшить до 7–10 см.

Так же важную роль играет метод укладки труб. Есть три варианта размещать трубы на поверхности пола: параллельный способ в виде змейки, спиральный - в виде улитки и комбинированный, когда соединяются оба способа.

Когда трубы размещаются параллельно, следуя друг за другом, происходит следующее – самая высокая температура теплоносителя будет находиться в начале движения по трубе, по этой причине раскладывать трубы рекомендуется начинать со стороны внешних стен. Такой способ размещения труб приемлем, где площадь помещений имеет небольшие размеры. Метод спирального размещения труб заключается в следующем, линии подачи и обратки размещают чередуя друг друга, в этом случае – нагреваемая труба подачи уравновешивает охлаждение труб, идущих на обратную подачу. Такой вид размещения труб «улиткой» оптимально используется, когда помещения имеют площадь среднего или большого размера, особенно где необходимо достичь показателей повышенного теплопотребления. При комбинированном способе объединяются два метода укладки, в зависимости от требуемых результатов, например, на входе нет необходимости в сильном подогреве, здесь можно трубы уложить змейкой, а центре комнаты где нужен максимальный и равномерный прогрев, необходимо разложить улитку.

Подключение теплого пола к коллекторной разводке

После раскладки труб приступаем к подключению труб к распределительному коллектору. Его функциональное назначение правильно и равномерно распределять теплоноситель по отопительным контурам. Коллекторы, предназначенные для работы систем водяного теплого пола, специально комплектуются регуляторами расхода, которые корректируют и правильно распределяют необходимое количество теплоносителя по всем отопительным контурам. Это обусловлено тем, что длина труб каждого контура зачастую имеет различное значение, и при равном количестве теплоносителя, в более короткий по длине контур будет поступать теплоноситель с температурой выше, нежели в длинный.
В наибольшей степени худший вариант, когда теплоноситель вообще не имеет доступа в контур наибольшей длины из-за высокого гидравлического сопротивления, потому что теплоноситель будет стремится пойти по самому короткому пути с наименьшим сопротивлением. Уложенные и закрепленные трубы легко подсоединяются к коллектору, для этого один конец трубы фиксируют на штуцере коллектора, отвечающего за подачу теплоносителя, используя для этой цели коллекторные фитинги, и начинают укладку контура постепенно разматывая трубу, желательно таким образом, чтобы каждая петля была уложена цельным куском. Это делается для того, чтобы исключить дополнительные соединения и минимизировать риск протечек. После того как труба размещена на поверхности изолятора и зафиксирована, оставшийся конец трубы подключают к штуцеру коллектора, отвечающего за обратную подачу теплоносителя. И таким образом подключаются каждый отдельный контур.

На заключительном этапе, перед тем как будет произведена окончательная заливка песчано-цементным раствором, всю систему проверяют на герметичность. Для того чтобы проверить систему, в нее необходимо закачать воду или воздух под давлением, которое превышает рабочее в полтора раза, при этом показатели тестируемого давления должны быть не менее 0,6 Мпа или 6 бар. На первом этапе, в течении 30 минут, давление не должно снизиться на более чем 0,06 МПа. На втором этапе в течении 2 часов, показатели давления не должны снизиться более чем на 0,02 Мпа. Если система прошла испытуемое тестирование, приступаем к последнему этапу – выполнение укладки стяжки, минимальная высота которой поверх труб составляет 3 см, а максимальная – 7см.

Важно помнить о том, что укладку самой стяжки необходимо производить при трубах, которые находятся под рабочим давлением, и желательно в стяжку добавлять специальный пластификатор бетона, который улучшает пластичность и эластичность стяжки, что уменьшает растрескивание и увеличивает срок эксплуатации. Для того чтобы начать эксплуатацию теплого пола, необходимо 30 дней, так как за это время стяжка полностью высохнет и приобретет все свои свойства. В течении этого времени необходимо исключить включение теплого пола до того момента, так как существует риск ее растрескивания. После того как все этапы пройдены, водяной теплый пол, который был организован своими руками, считается готовым к эксплуатации.