Теплый водяной пол как элемент системы автономного дома

FORUMHOUSE уже неоднократно рассказывал о базовых принципах проектирования и строительства автономного загородного дома. Суть всех материалов сводится к следующему — «автономия» у каждого своя. Прежде чем покупать участок, на котором нет или не предвидится хотя бы централизованного электроснабжения, нужно 100 раз подумать, а нужен ли он. Т.к. материальные вложения в строительство полностью автономного дома, при условии, что это не южные регионы, могут превысить все разумные пределы.

Цель этой статьи — практические рекомендации по самостоятельному устройству водяного тёплого пола как одного из элементов инженерки реального, а не мифического автономного дома.

Итак, мы расскажем:

• Что мешает построить полностью автономный дом в России.
• В чем заключаются особенности расчёта теплого пола.
• Может ли теплый пол быть единственной системой отопления загородного дома.
• Какие нюансы необходимо учесть при самостоятельном монтаже теплого пола.

Возможные проблемы строительства автономного дома

О теплом водяном поле на нашем портале написано немало статей и создано множество тем, где пользователи делятся опытом его монтажа. Тем не менее, вопросов у начинающих застройщиков о том, что это за система, и какие плюсы и минусы у неё есть, остаётся немало. Чтобы не повторяться, советуем прочитать статью «Тёплый пол — советы и рекомендации по выбору», где эксперты подробно рассказывают о базовых принципах работы и преимуществах этой системы поверхностного отопления.

Мы же попробуем взглянуть на теплый водяной пол с другой стороны и рассмотреть его как элемент, повышающий автономию загородного дома. Для начала разберемся с понятием «автономный дом» применительно к нашей стране.

Практика показывает, что автономный дом за границей и у нас — это две большие разницы как по подходу к его проектированию и строительству, так и к дальнейшей эксплуатации. Чаще всего начинающий застройщик представляет себе автономный коттедж как полностью независимый от всех внешних энергосетей. Проще говоря, дом оборудован инженерными устройствами, которые вырабатывают достаточно электроэнергии для питания всего оборудования в коттедже. Это может быть котёл, насосы, бытовая техника и т.д.

Если, на крайний случай, воду можно добыть из колодца, дом отопить углём или дровами, то, условно говоря, если выдернуть современный коттедж «из розетки», то остановится вся «инженерка». Не рассматриваем частные случаи строительства полностью энергонезависимых домов, которые отапливаются печкой, а система отопления построена на гравитационном принципе работы, т.е. не нуждается в циркуляционных насосах.

Главный «подводный камень» для застройщиков, решивших уйти в «автономку», состоит в том, что солнечные батареи, гелиоколлекторы и ветряки, в силу дороговизны, не могут использоваться в холодных областях России, как единственные источники энергии.

Зачастую, просчитав стоимость строительства такой системы, например, на базе фотоэлементов, в которой «слабым местом» становятся дорогие аккумуляторы – их нужно менять через несколько лет, с учетом недостатка солнечных дней, пользователь понимает, что затраты никогда не отобьются.

Когда речь заходит о заграничном опыте, то многие думают: «вот у них…, а почему так у нас». Но, например, в Германии ветрогенераторы давно превратились в обыденность, а излишки электроэнергии, выработанной на «солнечной ферме», частник может продать электросетям. «Зелёная» энергетика «там» является дотационной, и государство всячески стимулирует её развитие, с каждым годом увеличивая выработку альтернативки. Большую роль играет и более мягкий климат.

В наших реалиях застройщик вынужден, в первую очередь, полагаться на себя. И, хотя число энтузиастов автономии растёт, а системы с каждым годом становятся доступнее, в большинстве случаев застройщиков интересует лишь частичное независимое энергоснабжение коттеджа. Т.е. возможность с комфортом переждать аварийное отключение электричества или аварию в котельной – зимой и при этом не замёрзнуть. В этом случае на первое место выходит связка автономный дом — экономичный дом, расходующий меньше энергии в случае форс-мажорных обстоятельств.

Исходя из этого, современный загородный дом должен быть теплоинерционным — т.е. его конструкция должна быть рассчитана таким образом, чтобы строение при обычной эксплуатации запасало энергию. Для этого стены, пол, перекрытия возводятся из материалов, обладающих большой массой, а также хорошей теплоёмкостью и теплоотдачей.

Хороший пример такого стенового материала — обычный полнотелый кирпич. Конечно, не всегда это возможно сделать (например, в каркасных домах). В таком случае теплый водяной пол становится одним из элементов системы, повышающей степень автономии загородного дома.

Теплый водяной пол как элемент системы автономного дома

Итак, автономный дом должен быть энергоэффективным или энергосберегающим. Т.е. все потери тепла в здании должны быть сведены к разумному минимуму. Это автоматически тянет за собой необходимость возведения замкнутого герметичного теплоизоляционного контура. Т.к. чем меньше теплопотери, тем меньше потребуется энергии (включая и из альтернативных источников) для их восполнения.

Наш портал уже затрагивал тему, выгодно ли строить энергоэффективный дом. Подводя резюме этой статьи, скажем, что такой дом должен быть сбалансирован и представлять систему, где все элементы подобраны друг к другу. Проще говоря, не нужно заниматься экстраутеплением стен, если в окна установлены обычные стеклопакеты, система вентиляции без рекуператора, а фундамент не теплоизолирован.

Теперь рассмотрим, как на сокращение энергозатрат влияет система водяного тёплого пола, которая представляет т.н. поверхностную лучистую систему отопления. При использовании лучистого отопления тепло человек воспринимает, как более комфортное, чем тепло при радиаторном — конвекционном отоплении. В результате можно понизить температуру в жилом помещении примерно на 2 °C. Например, сделав её не 19-22 °C (усреднённая комфортная температура), а 18 °C.

Это один из путей экономии, что важно для строительства автономного дома. Второй нюанс — теплый пол — это низкотемпературная система отопления. Т.е, в отличие от радиаторного отопления, нам не требуется греть теплоноситель до высоких температур, что также экономит энергоресурсы. При расчёте теплого пола ориентируемся на следующие данные по температуре его поверхности:

• Максимум для жилых помещений — 28-29 °C (при температуре внутреннего воздуха 20 °C).
• Максимум для туалетных и ванных комнат, т.е. там, где человек появляется периодически — не более 33 °C (при температуре внутреннего воздуха 24 °C).

Теплый пол как единственная система отопления загородного дома

Третий плюс теплого пола — высокая теплоаккумулирующая способность. Т.е. такая система становится «печкой», долго отдающей тепло даже при отключении циркуляции теплоносителя. Это связано с тем, что трубы теплого пола уложены в бетонную стяжку, хорошо теплоизолированную от нижележащих слоев конструкции покрытия. При прогреве большой бетонной массы она аккумулирует тепло, что особенно важно для каркасных домов с их низкой тепловой инерционностью.

После вывода теплого пола на рабочий режим днём можно отключить теплый пол и, за счет инерционности, система продолжит отдавать тепло. Повысить эффективность такого режима эксплуатации можно, добавив в систему тепловой аккумулятор.

Интересен опыт пользователя портала Александра Федорцова (ник Скептик).

Даже отопление электричеством может быть дешевым, если построить правильный каркасник на фундаменте УШП и отапливать дом водяным теплым полом в связке с теплоаккумулятором, в котором вода нагревается ТЭНом по ночному тарифу.

Очень часто пользователи задают вопрос, а можно ли отопить дом только тёплым полом, и будет ли это экономично?

Ответ один — это расчётный показатель. Т.к. эффективность теплого пола, как единственной системы отопления, зависит от теплопотерь дома, региона проживания, площади комнат и т.д.

Для понимания основ, руководствуемся следующим правилом: эффективная система отопления должна компенсировать теплопотери, т.е. дать то количество тепла в дом, которое ушло.

Для этого обязательно выполняется расчет на теплопотери, после которого может выясниться, что одного только теплого пола недостаточно, и требуется комбинированная система отопления: теплый пол + радиаторы.

Теплоотдача теплого пола с 1 кв. м рассчитывается по следующей формуле:

q = 8.92 х (t_п – t_в ) 1,1 ,

q – тепловой поток поверхности пола, Вт/м 2 ;

t_п – средняя температура поверхности пола — 29 °C;

t_в – средняя температура воздуха — 20 °C.

Подставляем значения в формулу.

q = 8.92 *(29 – 20) 1,1 = 100 Вт/м 2 .

Т.е. 1 кв. м тёплого пола компенсирует теплопотери в 100 Вт. Не забываем, что на работу системы влияет площадь открытой поверхности пола помещения, где смонтировано поверхностное лучистое отопление.

Например, если, условно говоря, требуется отопить зал площадью в 50 кв. м, поверхность пола которого по минимуму заставлена мебелью, то мы сможем снять с теплого пола более высокую теплоотдачу.

Если нужно обогреть комнату площадью 25 кв. м, большая часть которой заставлена шкафами, стоит кровать и т.д., то это уменьшает эффективную площадь теплого пола и, соответственно, его теплоотдачу.

Кроме этого, дополнительная установка радиаторов компенсирует такой недостаток теплого пола, как долгий (относительно радиаторов) выход на рабочий режим эксплуатации. Соответственно: если в комнате нужно быстро поднять температуру, делается это при помощи радиаторов, чтобы не ждать, пока прогреется теплый пол.

Я строю двухэтажный дом из газобетона D500. Ширина блока 40 см. Делаю полы по грунту. Отопление планирую комбинированное — теплый пол и радиаторы. Для этого я самостоятельно выполнил расчёт теплопотерь в специализированной программе.

В итоге выяснилось, что теплопотери по всему дому составляют 14 кВт. Из них на первый этаж пришлось чуть больше 7 кВт. Расчёт теплоотдачи теплого пола показал, что пять контуров в сумме дадут 4.75 кВт тепла (примерно 70% от необходимой величины). Недостачу в 2.35 кВт (30%) покроют три радиатора.

Для наглядности прилагаем схемы:

1) Раскладка петель теплого пола

2) Радиаторное отопление

После расчётов, составления сметы и закупки всех необходимых компонентов пользователь приступил к самостоятельному монтажу теплого пола.

Нюансы самостоятельного монтажа теплого пола

В рамках одной статьи невозможно рассказать обо всех особенностях монтажа теплого пола, поэтому остановимся на ключевых моментах. Первое — трубы теплого пола закладываются в бетонную стяжку. Если пожадничать и купить дешевые трубы, велика вероятность, что через некоторое время (не рассматриваем «косяки» монтажа) система потечёт, и её придётся ремонтировать. Это означает демонтаж финишного напольного покрытия и вскрытие стяжки.

В качестве труб тёплого пола используем или металлопластик, или сшитый полиэтилен. Полипропилен использовать нельзя. Трубы для надежности системы укладываем без соединений в стяжке (хотя производители допускают это при использовании специальных пресс-фитингов) одним куском.

Для теплого пола я использовал металлопластиковые трубы диаметром 1.6 см. Их же я использовал для подключения радиаторов. Всего, по расчётам, необходимо 390 м труб.

Для ориентира (цены указаны за 2016 год) приведём основные расходы на теплый пол RomanXRoman:

• Коллекторный узел и фитинги – 30 тыс. руб.
• Трубы теплого пола 2 бухты по 200 м, итого 400 м – 20 тыс. руб.
• Экструзионный пенополистирол – 33 тыс. руб.
• Материалы для стяжки – 29 тыс. руб.

Перед укладкой ЭППС пользователь настелил на пол гидроизоляцию с нахлёстами на стены и между полотнами.

Далее уложил ЭППС толщиной в 5 см в два слоя.

Определившись с местом для монтажа коллектора, пользователь, повесив радиаторы на стены, проложил к ним трубы в «шубке», заложив их в штробы, прорезанные в утеплителе.

8 ответов на вопрос, что залить в теплый пол: антифризы против воды

Водяной теплый пол — это низкотемпературная система отопления, которая обеспечивает оптимальный уровень комфорта в загородном доме. Начинающие застройщики часто стоят перед дилеммой, что залить в ветки тёплого пола, чтобы и денег меньше потратить, и проблем в будущем не иметь. Воду? Антифриз? А если антифриз, то какой? Этиленгликоль или пропиленгликоль? Наш портал собрал ответы на эти вопросы и поможет вам сделать осознанный выбор.

• Что такое антифриз
• Какие бывают виды антифризов
• Правда, что этиленгликоль ядовит
• Преимущества пропиленгликоля
• Чем вода отличается от антифризов
• Недостатки антифризов
• Преимущества воды, как теплоносителя
• Почему в теплый пол нельзя заливать воду из скважины
• Какую воду залить в теплый пол

Что залить в тёплый пол: трудности выбора

Друзья, привет! У меня дом из газобетона. Площадь – 100 кв. м. Отопление — первый этаж — теплый пол. Второй мансардный этаж – поставлю две батареи. Котёл – газовый – настенный, двухконтурный. Я хочу залить в трубы теплого пола антифриз, т.к., если, дом заморозится, то придётся долбить стяжку. Слышал, что антифриз ядовит. Если антифризы, которые не опасны для здоровья? И, подскажите, что же лучше залить в систему теплого пола?

Что такое антифриз?

Антифриз это — химический раствор, который, в отличие от воды, не замерзает при температуре ниже 0 градусов Цельсия.

Важно! Антифриз, в зависимости от химического состава, не замерзнет при температуре ниже -30…-65 °С. При более низких температурах вещество не затвердевает, а переходит в желеобразную форму.

Какие бывают виды антифризов?

Для системы отопления применяют два основных вида антифризов:

Чем они отличаются друг от друга? Я слышал, что этиленгликоль ядовит, это правда?

Этиленгликоль это — химическое соединение на основе углеводородов – двухатомный спирт. Этиленгликоль представляет собой прозрачную, немного маслянистую, бесцветную жидкость без запаха.

Пропиленгликоль также, как и этиленгликоль представляет собой бесцветную и вязкую жидкость. Но, в отличие от этиленгликоля, пропиленгликоль не относится к токсичным веществам! Его используют в парфюмерии и в пищевой промышленности, как добавку Е-1520. Использование пропиленгликоля разрешено в большинстве стран ЕС.

Чем антифризы для системы отопления, лучше, чем вода, а чем хуже?

Выше мы уже говорили, что антифризы, при замерзании системы отопления, не замерзнут, а значит – не повредят инженерную систему загородного дома. Пожалуй, на этом, их плюсы и заканчиваются. Сравним физико-химические свойства пропиленгликоля и воды.

• Удельная теплоёмкость пропиленгликоля — 2483 Дж/(кг*К). Теплоёмкость воды 4183 Дж/(кг*К).

Т.е., теплоёмкость пропиленгликоля, практически в два раза ниже, чем у воды.

• Теплопроводность пропиленгликоля – 0.218 Вт/(м*K). Теплопроводность воды – 0.6 Вт/(м*K).

Т.е., теплопроводность пропиленгликоля, в три раза меньше, чем у воды.

Какие ещё недостатки есть у антифризов?

Антифризы реализуются в виде концентратов, которые потребитель самостоятельно разбавляет водой, либо, в виде растворов, готовых к применению в системе отопления.

Важно! Антифризы вызывают коррозию металлических деталей системы отопления. Также в системе лучше использовать прокладки из стойких к гликолям материалов — паронита или тефлона. Чтобы предотвратить ускоренную коррозию, в антифризы добавляют ингибиторы — силикатные или карбоксилатные присадки. В состав антифриза могут входить:

• средства против пенообразования;
• присадки для восстановления поверхностей;
• абсорбенты.

Обратите внимание!

А какие недостатки есть у воды, как теплоносителя для теплого пола?

Главный недостаток воды, как теплоносителя это — она замерзает при отрицательных температурах.

Согласитесь, если случились форс-мажорные обстоятельства, например, выключили электричество или сломался котел, вы не будете сидеть сложа руки и ждать, когда дом и все инженерные коммуникации замёрзнут.

Почему в систему отопления теплый пол нельзя заливать воду из скважины?

Я слышал, что в систему отопления, нельзя заливать обычную воду из скважины. Это так?

А почему нельзя заливать воду из скважины? Она что, имеет какой-то неправильный химический состав?

Из-за химического состава вода из скважин не пригодна для системы отопления. Воду для системы отопления подготавливают. Подготовка воды зависит от элементов системы отопления. Если стоят алюминиевые радиаторы, то нужна пониженная щелочность воды. Если стоит стальной теплообменник, то особенно опасно железо в воде.

Что будет, если залить в теплый пол воду из скважины?

Всем привет! Помогите мне решить проблему. У меня смонтирован теплый пол. Залил воду из скважины. Смотрите, что получилось, после жары летом. Вода зацвела. Внутри какая-то слизь. Система работает, но хочу её промыть. А главное, – как избежать этого в будущем?

1. Систему промыть.
2. Убрать все комплектующие из чёрного металла и заменить их на медь, нержавейку и пр.
3. Залить в закрытую систему воду, очищенную обратным осмосом.
4. Дополнительно поставить сепаратор шлама.

Если вы думаете, что ржавчина в теплом полу ни к чему не приведёт, посмотрите фотографии, сделанные Mycraft.

Вот так выглядят трубы, забитые ржавчиной.

Элементы системы и ветки.

А это эксперимент, который провел Mycraft. Две банки с водой. Слева простая вода, справа обессоленная. В банки были добавлены образцы металлов, из которых обычно изготавливают компоненты систем отопления — медь, латунь, сталь и алюминий. Воду, периодически, нагревали и остужали.

Начало эксперимента:

11 месяцев спустя:

Через 2 года.

Как говорится, комментарии излишни.

Выводы

Итак, мы рассказали об основных достоинствах и недостатках теплоносителей для теплого пола. Если резюмировать, то:

Поэтому, их следует использовать только в двух случаях

• Дом предназначен для временного проживания.
• Есть вероятность заморозки системы отопления.

Важно! Срок службы антифризов в ТП около 5 лет. После чего их надо слить, промыть систему и залить новый антифриз. Пропиленгликоль стоит дороже этиленгликоля. Этиленгликоль, из-за токсичности, нельзя сливать на рельеф на участке. Его придётся утилизировать.

Вода, по сравнению с антифризами, условно бесплатна. Её можно долить или заменить в любой момент.

• Реальный опыт эксплуатации теплового насоса «воздух-вода»: принцип работы теплового насоса, во сколько обходится это вид отопления, компоненты системы, экономическая выгода.
• 6 ошибок при монтаже дымохода: причины пожара печного оборудования, почему нужно своевременно чистить сажу в дымоходе, почему в бане нельзя делать дымоход из асбестоцементной трубы, противопожарные расстояния при проходке дымохода через перекрытие, как правильно вывести дымоход через кровлю.
• Резервное отопление загородного дома газовым конвектором: преимущества резервного отопления газовыми конвекторами, как самостоятельно установить газовый конвектор или инфракрасный обогреватель, расчет расхода газа и время непрерывной работы оборудования.

В видео — Отопление без газа: система отопления с самодельным котлом и автоматикой, которая позволит не остаться без тепла в любой ситуации.