Водяной тёплый пол в частном доме

Водяной тёплый пол в частном доме может использоваться как дополнительный источник комфорта или как часть основной системы отопления. Такая система равномерно прогревает помещение, но требует правильного расчёта контуров, выбора трубы, коллектора, утеплителя и способа регулирования температуры.

В этой статье разберём, когда водяной тёплый пол подходит для частного дома, какие трубы выбрать, какой шаг укладки делать, как устроен “пирог” пола, чем регулировать температуру и какие ошибки чаще всего приводят к плохому обогреву.

После принятия решения о монтаже теплого пола своими руками всегда встает вопрос: «Какой тип пола выбрать водяной или электрический?» Давайте разбираться, ведь каждый вид имеет свои плюсы и минусы.

Электрический кабель или пленка стоят недорого и они просты в монтаже. Минусы у такой системы тоже есть. Самым главным недостатком электрического пола являются большие затраты на электроэнергию. Кроме этого, на места, где уложены электрические полы нельзя ставить мебель, а также закрывать поверхность коврами, так как есть вероятность перегрева и выхода из строя электрического кабеля. Наконец, провода создают электромагнитные поля и даже системы с экранированными кабелями производят минимальный фон.

Водяные теплые полы стоят дороже, а также сложны в монтаже. Они требуют производства тяжелой цементной стяжки, которая уменьшает высоту помещения. Еще одним недостатком такой системы является вероятность замерзания и выхода из строя водяных полов при аварийных ситуациях, например, пропадания электричества, если в качестве теплоносителя используется вода.

Сравнивать стоит не только первоначальные суммы на покупку материалов, но и эксплуатационные затраты. Иными словами, сколько мы заплатим за каждый киловатт-час, выработанный теплым полом. В случае электрического пола, все просто, нужно посмотреть по какому тарифу Вы платите за электричество.

Для водяного теплого пола нужно посчитать в какую сумму Вам обходится один киловатт-час, выработанный Вашим отопительным котлом.

Например, дом отапливается газовым котлом и цена 1 м³ газа составляет 10 рублей. Считаем стоимость киловатт-часа: 1 куб газа при сжигании дает примерно 10 кВт·ч, умножаем на 0,9 — средний КПД газовых котлов и получаем, что за каждые 9 кВт·ч мы платим 10 руб. или 1,11 рубля за каждый кВт·ч, произведенный водяным теплым полом. Допустим, тариф за электричество в Вашем районе 5 рублей за кВт час. В таком случае, затраты на эксплуатацию водяного теплого пола будут ниже почти в 5 раз по сравнению с электрическим.

Точно также можно посчитать стоимость киловатт-часа с угольным или дровяным котлом, берем теплотворную способность куба дров или тонны угля умножаем на КПД котла, затем цену делим на полученный результат.

Вывод:

Если Вам нужно согреть небольшую площадь, например, санузел в городской квартире или частном доме, то смело выбираем электрическую систему обогрева пола (к тому же в многоэтажных домах, в большинстве случаев, монтаж водяных полов не разрешен).

Если Вы решили обогревать значительную площадь частного дома, а стоимость киловатт-часа на обогрев котлом меньше стоимости электроэнергии, Ваш выбор — водяной теплый пол.

В жилом доме площадью 70 м² планируется радиаторная система отопления, но в двух помещениях санузла площадью 6 м² и тамбура 4 м² монтируется водяной теплый пол. Причем в помещении ванной комнаты труба будет проходить не по всей площади, не катаем контур под унитазом и душевой кабиной. Комнаты находятся в разных частях дома и имеют небольшие площади, поэтому принято решение смонтировать два независимых контура, а температуру теплого пола регулировать методом ограничения потока. Для монтажа этой системы необходимо купить следующие материалы:

Для маленьких помещений обычно достаточно RTL-клапанов без полноценного смесительного узла.

В строящемся двухэтажном коттедже в пригороде города Томска необходимо смонтировать систему отопления. На первом и втором этажах в качестве отопительных приборов выбраны радиаторы фирмы Royal, кроме этого на первом этаже площадью 70 м² планируется смонтировать систему водяной теплый пол. В качестве полового покрытия на первом этаже выбран керамогранит. В котельной будет установлен шкаф теплого пола, где будет осуществляться регулировка теплоносителя методом смешения. Количество контуров — шесть. Для монтажа греющего пола необходимы комплектующие:

Для большой площади лучше использовать коллектор, насос и смесительный узел.

Система отопления водяной теплый пол хороша уже тем, что в ней нет занимающих полезное пространство комнаты радиаторов, в которых вечно скапливается пыль. В качестве одного большого радиатора выступает сама поверхность пола, равномерно распределяя тепло не пересушивая воздух. При таком обогреве зона ног имеет более высокую температуру воздуха уменьшаясь к потолку. Распределение тепла в помещениях с водяными полами происходит более равномерно, что позволяет немного снизить затраты на отопление.

Но есть в системе отопления, состоящей исключительно из водяного пола и свои слабые стороны. Давайте представим, как циркулирует воздух в помещении с радиаторной системой. Воздух снизу радиаторов, находящихся под окнами, нагревается и поднимается к потолку, отсекая холодный поток, идущий от окна, далее постепенно остывает и опускается к полу.

Циркуляция в комнате с теплым полом происходит по другому. Холодный и более тяжелый воздух, идущий от окна, как бы падает вниз, распространяясь по полу вглубь помещения постепенно нагреваясь. Мы можем ощутить этот эффект восприятием, как будто дует по полу от окон. В некоторых случаях, в период сильного понижения уличной температуры, окна начинают «плакать».

Еще одним недостатком такой системы отопления является ее большая инерционность. Что это значит?

Например, сегодня утром на улице +5 °C, а к вечеру температура понизилась до -10 °C. Мы начинаем мерзнуть, включаем водяной пол, но нагреться быстро он не может, ведь сначала ему нужно прогреть массивную цементную стяжку. То же самое и наоборот, система будет остывать продолжительное время после отключения.

Мы рекомендуем комбинировать традиционную радиаторную систему отопления с водяным теплым полом. В этом случае, мы устанавливаем на всю зиму комфортную температуру теплых полов, а с помощью радиаторов регулируем температуру воздуха в помещении.

Мы не будем рассматривать такие экзотические виды труб, которые иногда используют для монтажа теплого пола, как медные или гофрированные нержавеющие. Остановимся на трех видах, которые чаще всего применяются — это PE-RT, PEX и металлопластиковые.

Трубы PE-RT изготавливаются из термостабильного пластика. Они недороги, пластичны и работать такой трубой легче, чем скажем с трубами PEX. Но главным недостатком изделий из этого материала является низкая допустимая температура эксплуатации. Максимум, что может выдержать такая труба это 60-65 °C и то непродолжительное время, поэтому, если Вы планируете эксплуатировать водяной теплый пол с температурами 55 °C и выше, следует отказаться от покупки трубы перт.

Трубы PEX производятся из материала, который называется сшитый полиэтилен. Что это такое?

Мы все представляем обычный полиэтилен из которого сделаны продуктовые пакеты и много чего ещё. Производится он путем процесса полимеризации в котором маленькие молекулы этилена химически соединяются и превращаются в большие молекулы полиэтилена. А теперь представьте, что большие молекулы связываются или, как говорят, сшиваются и получаются гигантские молекулы сшитого полиэтилена. В результате процесса сшивки материал получается термостойкий. Трубы PEX могут эксплуатироваться при температуре теплоносителя до 90 °C.

Существует несколько методов сшивки полиэтилена. Изделия произведенные разными методами имеют разные буквы после названия. Труба PEX-A самая дорогая, степень сшивки в ней составляет 75 — 85 %. PEX-B дешевле, степень сшивки в такой трубе находится в пределах 65 — 70 %.

Металлопластиковые трубы хороши тем, что они держат форму благодаря слою алюминия внутри трубы. Работать с ними одно удовольствие, к тому же этот слой исключает процесс диффузии о котором написано ниже. Но многослойная структура является существенным недостатком — всегда есть вероятность расслоения изделий при нагреве, особенно это касается недорогих труб в большом количестве представленных на маркетплейсах.

EVOX это тонкий слой который, как правило, наносится на внешнюю поверхность трубы и предотвращает эффект, называемый диффузия кислорода. Это процесс проникновения молекул кислорода, находящимся в окружающем воздухе через стенки пластиковых труб внутрь системы отопления.
Вы спросите: «Как воздух может проникать внутрь трубы, проложенной под слоем цементной стяжки, да ещё, находящейся под избыточным давлением теплоносителя?» Ответ — да может. Против физики не попрешь. Кислород, растворенный в теплоносителе, пагубно влияет на стальные элементы. Система отопления начинает ржаветь изнутри. Вы скажете: «У меня нет железных компонентов в моей отопительной системе — трубы из полипропилена, радиаторы алюминиевые, а теплообменник газового котла сделан из меди». И будете неправы. Ниппеля, соединяющие секции алюминиевого радиатора стальные, расширительный бак системы отопления, а также резервный электрический котел также изготовлены их железа.
Особенно актуально использовать трубы со слоем EVOX там, где используются стальные панельные радиаторы отопления. Подробнее о видах радиаторов отопления мы рассказали в отдельной статье. Ну а если Вы живете в Томске, подобрать батареи отопления Вы можете в каталоге «СОВКО».

В самом простом случае, управлять температурой теплоносителя водяного пола можно, регулируя температуру отопительного котла. Это осуществимо в электрических или некоторых моделях газовых котлов. Например, в изделиях фирмы BAXI есть режим теплый пол, переключившись на который можно установить температуру в пределах от 30 °C до 45 °C.

Но работает это только тогда, когда система отопления состоит только из водяного пола, если же в ней присутствуют радиаторы отопления, тогда возникает необходимость отдельного регулирования температуры водяного пола, так как в радиаторах температура может достигать 85 °C, а в системе пола она, как правило, не превышает 45 °C.

Существует два основных метода управления температурой теплоносителя водяного теплого пола. Называются они смешение и ограничения потока.

Метод смешения применяют, когда система водяной теплый пол состоит из двух и более контуров и отапливает значительную площадь. Суть метода состоит в подмешивании теплоносителя из обратной магистрали назад в подачу, и поддержания его температуры в пределах заданной. Коэффициент смешения регулирует смесительный клапан или узел смешения на котором мы задаем необходимую температуру теплоносителя. В состав системы входит циркуляционный насос, который создает циркуляцию в контурах теплого пола. Теплоноситель к смесительному узлу подводят армированной полипропиленовой трубой диаметром 32 мм.

Метод ограничения потока используют, когда нужно сделать водяной пол на небольшой менее 10 м² площади. В этом случае, нет смысла заморачиваться с узлами смешения насосами и т д. Работает это так: Вы покупаете устройство — RTL-клапан, по сути, являющийся термостатическим краном, но работающий не по температуре воздуха, а по температуре теплоносителя. Клапан регулирует расход теплоносителя, таким образом, чтобы его температура равнялась заданной.

Длина контура при таком методе регулировки не должна превышать 60 м.

Коротко:

Если тёплый пол один-два контура на небольшой площади, можно использовать RTL-клапаны. Если контуров несколько и площадь большая, лучше делать коллектор со смесительным узлом и насосом.

Сервопривод — это электромеханическое устройство, которое позволяет открывать или закрывать контур водяного теплого пола по электрическому сигналу. Важный момент: сервопривод не регулирует температуру теплоносителя, а только открывает или закрывает отдельный контур. Работает это так:

Мы устанавливаем сервоприводы на коллектор на каждый контур, а в помещениях, отапливаемых водяным полом, комнатные терморегуляторы. Как только температура в комнате достигнет заданной, комнатный термостат даст команду сервоприводу и тот закроет соответствующий контур. Таким образом, температура в отапливаемом помещении всегда будет поддерживаться в заданном диапазоне.

Применение сервоприводов не всегда оправдано. Это касается случаев, где теплый пол используется не только, как источник обогрева, но и элемент комфорта, когда люди ходят в помещении босыми ногами. Ведь, когда температура в помещении достигнет заданной, сервопривод перекроет контур и пол в комнате остынет.

Существует два вида сервоприводов: нормально закрытые и нормально открытые. Первые находятся в закрытом состоянии, а при подаче электрического напряжения открываются. Нормально открытые наоборот, в состоянии покоя открыты, но как только на них поступает команда терморегулятора горшочек больше не вари — закрываются.

Какой тип сервоприводов использовать? Если есть вероятность того, что температура теплоносителя в результате отключения электричества достигнет высоких значений, однозначно ставим нормально закрытые сервоприводы.

Итог:

Используя сервоприводы Вы можете поддерживать нужную температуру воздуха в помещении но лишаетесь комфорта так как теплые полы будут периодически отключаться.

Температура наружного воздуха в течение зимы постоянно меняется, поэтому и мощность отопительной системы соответственно должна увеличиваться или уменьшаться в зависимости от погоды.

Вы можете сделать такую систему управления водяным теплым полом своими руками не прибегая к услугам какой-либо фирмы, но необходимо будет купить несколько устройств. Вам понадобятся: трехходовой клапан, электропривод к нему, датчик наружного воздуха, датчик температуры теплоносителя и любой погодозависимый контроллер, который можно поискать на просторах интернета. Как вариант, используйте ПИД-регулятор ТРМ12 от фирмы ОВЕН.

Работает это так: на контроллере вы задаете график зависимости температуры теплоносителя теплого пола от температуры на улице. Электропривод открывает или закрывает трехходовой клапан по сигналу регулятора.

Например, когда на улице -30 °C, задаем температуру теплого пола 40 °C, а если наружный воздух -5 °C ставим температуру теплоносителя 30 °C. Весной, при достижении +5 °C даем команду контроллеру, чтобы он разорвал цепь питания циркуляционного насоса в узле смешения, тем самым, отключил систему отопления теплый пол.

Вывод:

Подстраиваясь под уличную температуру, такая система позволяет сэкономить существенную часть тепла, а следовательно, и ваших финансов.

Конструкция водяных теплых полов состоит из нескольких слоев. Сначала на черновую бетонную или цементную стяжку укладывается слой гидроизоляции. Он препятствует проникновению влаги снизу на утеплитель. Делают его из полиэтиленовой пленки, также могут применяться специальные гидроизоляционные мастики.

Далее идет слой теплоизоляции толщиной 30 — 100 мм, который не дает теплу от греющих труб уходить вниз. Делают его обычно из полистирола «Пеноплэкс» или его аналогов. Если под водяным теплым полом находится отапливаемое помещение, например, монтируем систему на первом этаже, а снизу находится отапливаемый подвал, делать мощный слой теплоизоляции не имеет смысла, достаточно покрытия 3 сантиметра.

На слой утеплителя укладываются греющие контура теплого пола. Существует несколько способов крепления труб к поверхности утеплителя:

Расстояние между трубами в такой системе отопления, как правило, стараются соблюдать в диапазоне 15 — 20 см. Если трубы проложить с шагом 25 см и более, появится зебра — чередующиеся участки с разным нагревом пола. Укладка чаще 15 см не имеет смысла, так как не происходит значительного увеличения мощности системы, но это ведет к повышенному расходу материалов.

Существует два основных метода укладки — «змейка» и «двойная спираль».

Способ змейка применяют при укладке труб в узких длинных помещениях, как правило, в коридорах. В этом случае, температура теплоносителя постепенно уменьшается от начала к концу контура, но бояться использовать змейку не стоит, так как изменение температуры поверхности пола невелико и в большинстве случаев незаметно.

Двойная спираль — это основной метод укладки трубы водяного теплого пола. При этом способе, трубы сначала закатываются в спираль с шагом 30 — 40 см, затем в центре происходит разворот и далее монтируется вторая спираль в кольца которой проходят между витками первой. При таком рисунке подающие магистрали чередуются с трубой с обратным теплоносителем, что способствует равномерному нагреву пола.

Трубы для теплого пола выпускаются наружным диаметром 16 и 20 мм. В 99 % случаев достаточно использование трубы диаметром 16 мм. Преимуществом трубы 20 мм является меньшее гидравлическое сопротивление, поэтому контура из неё можно делать более длинными, но стоит она дороже, а увеличение мощности при использовании незначительно. Такие трубы используют в случаях, когда невозможно сделать контуры теплых полов длиной меньше 90 метров.

При укладке труб диаметром 16 мм оптимальная длина контура составляет 60 — 80 метров, а максимальная длина каждой петли не должна превышать 100 метров. Если использовать трубу 20 мм, можно катать более длинные контура протяженностью до 120 метров.

Старайтесь делать контура, чтобы они не сильно отличались по длине. Ничего страшного не будет, если Вы раскатаете один контур в двух смежных помещениях.

О чем речь: имеем санузел площадью 4 м2 и коридор площадью 15 м2. Правильнее будет сделать два контура длиной по 70 метров: один 2/3 коридора, второй санузел и 1/3 коридора, чем делать свой контур в каждом помещении, так как петли будут сильно отличаться по длине и будет сложнее их балансировать.

После укладки петель заливается стяжка толщиной 3 — 5 см над поверхностью трубы. На практике такой слой не всегда получается. Ничего страшного, если толщина стяжки будет на пару сантиметров больше, в этом случае, просто увеличится инерция системы отопления, иными словами, теплый пол будет медленнее нагреваться и остывать.

Перед заливкой стяжки не забудьте опрессовать систему, а еще лучше оставить её под давлением, чтобы во время её монтажа увидеть протечки. Такое бывает, когда во время заливки стяжки, рабочий роняет на трубу какую-нибудь лопату, повреждая целостность системы.

По периметру комнаты с водяным полом необходимо проложить специальную демпферную ленту, которая компенсирует расширение стяжки при нагреве, а также уменьшает потери тепла через стены здания в местах примыкания стяжки с ними.

После заливки, стяжка в течение двух недель должна медленно сохнуть. Ни в коем случае не запускайте нагрев теплого пола для того, чтобы быстрее просушить стяжку, так как это приведет к неравномерному высыханию и её растрескиванию.

Последним слоем укладывается чистовое покрытие. На этом пункте следует остановиться подробнее:

Не все виды напольных покрытий хорошо работают с водяным теплым полом. Если Вы выбрали такую систему отопления, то самым лучшим материалом будет кафельная плитка или керамогранит, ведь они являются хорошими проводниками тепла. Хуже с водяными полами работает ламинат и ПВХ плитка. Мощность системы, в этом случае, значительно уменьшится. Если Вы хотите постелить ковролин или положить паркет, то имейте в виду, что такая система будет очень неэффективна. Ведь эти покрытия являются теплоизоляторами. Не знаю, как в Сочи и Краснодаре, а у нас в Сибири отопить дом системой водяной теплый пол, застеленный ковролином, проблематично и её стоит рассматривать, как элемент комфорта и смонтировать рядом с теплым полом традиционную радиаторную систему отопления.

У нас был такой случай — застройщик установил только лишь теплые полы в паре десятков жилых домов. А дальше владельцы жилья укладывали половое покрытие самостоятельно, кто во что горазд. В первый же морозный зимний день, когда температура опустилась ниже 30 °C, нам оборвали телефоны, что делать? Мы замерзаем! Мы поднимаем температуру теплоносителя до 50 градусов, а возвращается 45, а полы при этом чуть теплые. А что же Вы хотели, если из системы водяных полов Вы сделали термос. Труба не может отдать тепло, так как снизу тепловому потоку препятствует утеплитель, а сверху ковровое покрытие, которое тоже является теплоизолятором.

Максимальная длина каждой петли тёплого пола при диаметре труб 16 мм не должна превышать 90 метров. Если сделать контур слишком длинным, циркуляционный насос просто не сможет протолкнуть через него теплоноситель.

Температура теплоносителя в радиаторной системе отопления может достигать 85 °C, а в водяной теплый пол мы подаем температуру в диапазоне 30-45 °C, поэтому узел регулировки обязателен. Исключением является случай, когда система теплоснабжения состоит только лишь из водяного пола, а источником тепла является электрический или газовый котёл. Тогда всё просто — задаем на котле необходимую температуру и не заморачиваемся с узлами смешения.

Экономия трубы не очень хорошая идея. Если расстояние между витками трубы будет больше 25 см, поверхность пола будет прогреваться неравномерно. Ходить по такому полу не очень приятно, да и мощность системы отопления значительно уменьшится.

Многие думают так: труба цельная, соединений в стяжке нет, что ей может быть? Катают трубы, без опрессовки заливают стяжку, поверх выкладывают кафельную плитку, а после запуска системы кусают локти — тёплый пол потёк. И виноватых нет. Для того, чтобы избежать этих неприятностей, обязательно перед заливкой стяжки необходимо опрессовать систему и оставить её под давлением.

Чем толще слой утеплителя, тем выше становится конструкция пола и тем ниже фактическая высота помещения. Но чрезмерно уменьшать утеплитель ради высоты потолков — серьёзная ошибка. Если под греющей трубой будет недостаточный слой теплоизоляции, часть тепла будет уходить в землю, а эксплуатационные расходы значительно вырастут.

Конечно, можно и даже нужно. Надеюсь, прочитав эту статью, Вы сможете сделать систему отопления водяной теплый пол своими руками. Ведь, не зря гласит поговорка: «Хочешь, чтобы было хорошо, сделай это сам». Остались какие-то вопросы или мы осветили какую-то главу недостаточно подробно, не стесняйтесь, пишите нам. Если вы подбираете водяной тёплый пол для частного дома в Томске или Томской области, в СОВКО можно получить консультацию по трубам, коллекторам, смесительным узлам, насосам и другим комплектующим. Поможем подобрать материалы для отопления Вашего дома.