Гидравлическое сопротивление контура теплого пола

Расчет гидравлического сопротивления в системе отопления.

Ниже будут реальные задачи.

Вы, конечно, можете воспользоваться специальными программами, для этого, но пользоваться программами весьма затруднительно, если вы не знаете основ гидравлики. Что касается некоторых программ, то в них не разжевываются формулы, по которым происходит гидравлический расчет. В некоторых программах не описываются некоторые особенности по разветвлению трубопроводов, и нахождению сопротивления в сложных схемах. И весьма затруднительно считать, это требует дополнительного образования и научно-технического подхода.

В этой статье я раскрываю для Вас абсолютный расчет (алгоритм) по нахождению гидравлического сопротивления.

Существуют местные гидравлические сопротивления, которые создают различные элементы систем, например: Шаровый кран, различные повороты, заужения или расширения, трайники и тому подобное. Казалось бы, с поворотами и сужениями понятно, а расширения в трубах тоже создают гидравлические сопротивления.

Протяженность прямой трубы тоже создает сопротивление движению. Вроде прямая труба без сужений, а все равно создает сопротивление движению. И чем длиннее труба, тем больше сопротивление в ней.

Эти сопротивления, хоть и отличаются, но для системы отопления они просто создают сопротивление движению, а вот формулы по нахождению этого сопротивления отличаются между собой.

Для системы отопления не важно, какое это сопротивление местное или по длине трубопровода. Это сопротивление одинаково действует на движение воды в трубопроводе.

Сопротивление будем измерять в метрах водяного столба. Также сопротивление можно обзывать как потеря напора в трубопроводе. Но только однозначно это сопротивление измеряется в метрах водяного столба, либо переводится в другие единицы измерения, например: Bar, атмосфера, Па (Паскаль) и тому подобное.

Что такое сопротивление в трубопроводе?

Чтобы понять это рассмотрим участок трубы.

Манометры, установленные на подающей и обратной ветке трубопроводов, показывают давление на подающей трубе и на обратной трубе. Разница между манометрами показывает перепад давления между двумя точками до насоса и после насоса.

Для примера предположим, что на подающем трубопроводе (справа) стрелка манометра указывает на 2,3 Bar, а на обратном трубопроводе (слева) стрелка манометра показывает 0,9 Bar. Это означает, что перепад давления составляет:

Величину Bar переводим в метры водяного столба, оно составляет 14 метров.

Очень важно понять, что перепад давления, напор насоса и сопротивление в трубе — это величины, которые измеряются давлением (Метрами водяного столба, Bar, Па и т.д.)

В данном случае, как указано на изображение с манометрами, разница на манометрах показывает не только перепад давления между двумя точками, но и напор насоса в данном конкретном времени, а также показывает сопротивление в трубопроводе со всеми элементами, встречающимися на пути трубопровода.

Другими словами, сопротивление системы отопления это и есть перепад давления в пути трубопровода. Насос создает этот перепад давления.

Устанавливая манометры на две разные точки, можно будет находить потери напора в разных точках трубопровода, на которые Вы установите манометры.

На стадии проектирования нет возможности создавать похожие развязки и устанавливать на них манометры, а если имеется такая возможность, то она очень затратная. Для точного расчета перепада давления манометры должны быть установлены на одинаковые трубопроводы, то есть исключить в них разность диаметров и исключить разность направление движения жидкости. Также манометры не должны быть на разных высотах от уровня горизонта.

Ученые приготовили для нас полезные формулы, которые помогают находить потери напора теоретическим способом, не прибегая к практическим проверкам.

Разберем сопротивление водяного теплого пола. Смотри изображение.

Труба металлопластиковая 16мм, внутренний диаметр 12мм. длина трубы 40 м. По условию обогрева, расход в контуре должен быть 1,6 л/мин Поворотов 90 градусов соответствует: 30 шт. Температура теплоносителя (воды): 40 градусов Цельсия.

Для решения данной задачи были использованы следующие материалы:

Первым делом находим скорость течения в трубе.

Q= 1,6 л/мин = 0,096 м 3 /ч = 0,000026666 м 3 /сек.

V = (4•0,000026666)/(3,14•0,012•0,012)=0,24 м/с

Находим число Рейнольдса

ν=0,65•10 -6 =0,00000065. Взято из таблицы. Для воды при температуре 40°С.

Δэ=0,01мм=0,00001м. Взято из таблицы, для металлопластиковой трубы.

Далее сверяемся по таблице, где находим формулу по нахождению коэффициента гидравлического трения.

У меня попадает на первую область при условии

4000 0,25 = 0,3164/4430 0,25 = 0,039

Далее завершаем формулой:

h=λ•(L•V 2 )/(D•2•g)= 0,039•(40•0,24•0,24)/(0,012•2•9,81)= 0,38 м.

Находим сопротивление на поворотах

h=ζ•(V 2 )/2•9,81=(0,31•0,24 2 )/( 2•9,81)= 0,00091 м.

Данное число умножаем на количество поворотов 90 градусов

В итоге полное сопротивление уложенной трубы составляет: 0,38+0,0273=0,4 м.

Теория о местном сопротивление

Хочу подметить процесс вычисления местных сопротивлений на поворотах и различных расширений и сужений в трубопроводе.

Потеря напора на местном сопротивление находится по этой формуле:

h-потеря напора здесь она измеряется в метрах. ζ-Это коэффициент сопротивления, он будет находиться дополнительными формулами, о которых напишу ниже. V — скорость потока жидкости. Измеряется [Метр/секунда]. g — ускорение свободного падения равен 9,81 м/с 2

В этой формуле меняется только коэффициент местного сопротивления, коэффициент местного сопротивления для каждого элемента свой.

Подробнее о нахождение коэффициента

Обычный отвод в 90 градусов.

Коэффициент местного сопротивления составляет примерно единице.

Формула для других углов:

Постепенный или плавный поворот трубы

Постепенный поворот трубы (отвод или закруглённое колено) значительно уменьшает гидравлическое сопротивление. Величина потерь существенно зависит от отношения R/d и угла α.

Коэффициент местного сопротивления для плавного поворота можно определить по экспериментальным формулам. Для поворота под углом 90° и R/d>1 он равен:

для угла поворота более 100°

Для угла поворота менее 70°

Для теплого пола, поворот трубы в 90° составляет: 0,31-0,51

где n степень сужения трубы.

ω1, ω2 — сечение внутреннего прохода трубы.

В формулу вставляется скорость течения в трубе с малым диаметром.

В формулу вставляется скорость течения в трубе с малым диаметром.

Также существуют и плавные расширения и сужения, но в них сопротивление потоку уже значительно ниже.

Внезапное расширение и сужение встречается очень часто, например, при входе в радиатор получается внезапное расширение, а при уходе жидкости из радиатора внезапное сужение. Также внезапное расширение и сужение наблюдается в гидрострелках и коллекторах.

Более детально о разветвлениях поговорим в других статьях.

Находим сопротивление для радиаторной системы отопления. Смотри изображение.

Труба металлопластиковая 16мм, внутренний диаметр 12мм. Длина трубы 5 м. По условию обогрева, расход в контуре радиатора должен быть 2 л/мин Плавных поворотов 90 градусов соответствует: 2 шт. Отводов 90 градусов: 2шт. Внезапное расширение на входе в радиатор: 1шт. Внезапное сужение на выходе из радиатора: 1шт. Температура теплоносителя (воды): 60 градусов Цельсия.

Для начала посчитаем сопротивление по длине трубопровода.

Первым делом находим скорость течения в трубе.

Q= 2 л/мин = 0,096 м 3 /ч = 0,000033333 м 3 /сек.

V = (4•0,000033333)/(3,14•0,012•0,012)=0,29 м/с

Находим число Рейнольдса

ν=0,65•10 -6 =0,000000475. Взято из таблицы. Для воды при температуре 60°С.

Δэ=0,01мм=0,00001м. Взято из таблицы, для металлопластиковой трубы.

Далее сверяемся по таблице, где находим формулу по нахождению коэффициента гидравлического трения. У меня попадает на первую область при условии

4000 0,25 = 0,3164/7326 0,25 = 0,034

Далее завершаем формулой:

h=λ•(L•V 2 )/(D•2•g)= 0,034•(5•0,29•0,29)/(0,012•2•9,81)= 0,06 м.

Находим сопротивление на плавном повороте

h=ζ•(V 2 )/2•9,81=(0,31•0,292)/( 2•9,81)= 0,0013 м.

Данное число умножаем на количество поворотов 90 градусов

Находим сопротивление на коленном (прямом 90°) повороте

Там, где имеется сужение и расширение — это тоже будет являться гидравлическим сопротивлением. Я не стану считать сужение и расширение на металлопластиковых фитингах, так как далее мы все равно затронем эту тему. Потом сами посчитаете.

h=ζ•(V 2 )/2•9,81=(2•0,292)/( 2•9,81)= 0,0086 м.

Данное число умножаем на количество поворотов 90 градусов

Находим сопротивление на входе в радиатор.

Вход в радиатор — это ни что иное как расширение трубопровода, поэтому коэффициент местного сопротивления будем находить для трубы идущий на резкое расширение.

Минимальный диаметр примем за 15мм, а максимальный диаметр у радиатора примем за 25мм.

Находим площадь сечения двух разных диаметров:

ω₁ = π • D 2 /4 = 3.14 • 15 2 / 4 = 177 мм 2

ω₂ = π • D 2 /4 = 3.14 • 25 2 / 4 = 491 мм 2

h=ζ•(V 2 )/2•9,81=(0,41•0,19 2 )/( 2•9,81)= 0,00075 м.

Находим сопротивление на выходе из радиатора.

Выход из радиатора — это ни что иное как сужение трубопровода, поэтому коэффициент местного сопротивления будем находить для трубы идущий на резкое сужение.

Площади уже известны

ω₂ = π • D 2 /4 = 3.14 • 15 2 / 4 = 177 мм 2

ω₁ = π • D 2 /4 = 3.14 • 25 2 / 4 = 491 мм 2

h=ζ•(V 2 )/2•9,81=(0,32•0,19 2 )/( 2•9,81)= 0,00059 м.

Далее все потери складываются, если эти потери идут последовательно друг для друга.

Чтобы в ручную не считать всю математику я приготовил специальную программу:

Тёплый пол. Часть 2.
Основные этапы планирования системы отопления c водяным теплым полом.

Перепечатка статей, равно как и их отдельных частей, запрещена. Мы хотим оставить за собой право на эксклюзивное размещение данного материала на нашем сайте . Здесь мы делимся знаниями и опытом, наработанными нашей командой за годы работы в сфере проектирования и монтажа инженерных систем.

Введение
1. Оцениваем общие теплопотери всего дома
2. Оцениваем теплопотери каждого помещения дома
3. Планируем расчетную температуру воздуха в различных помещениях
4. Планируем тип напольного покрытия для каждого помещения дома
5. Определяем толщину теплоизоляции под трубами водяного теплого пола
6. Выбираем тип и размер трубы для теплого пола
7. Выбираем коллектор теплого пола и место его расположения
8. Шаг укладки трубы водяного теплого пола
9. Раскладка петель теплого пола. Длина трубы контура теплого пола
10. Температура теплоносителя в системе водяного теплого пола
11. Регулирования температуры помещения с водяными теплыми полами
12. Кривая нагрева (отопительная кривая) погодозависимого управления
13. Особенности монтажа водяного теплого пола. Деформационные швы
14. Выбор циркуляционных насосов для системы водяного теплого пола
Заключение

Введение наверх

Цель этой статьи — описание процесса планирования и экспресс-расчёт системы отопления водяным теплым полом и комбинированными системами водяного отопления (радиаторы и теплый пол). Статья описывает бетонную систему водяного теплого пола, как наиболее распространенную, экономичную и простую в реализации. Однако изложенный материал может быть с успехом использован и для расчета систем легких настильных (полистирольных) систем водяного теплого пола и электрического отопления (электрическим теплым полом в комбинации с электрическими конвекторами, радиаторами).

Здесь мы попытались собрать знания и опыт, наработанный командой за почти десять лет работы в сфере проектирования и монтажа инженерных систем для загородных домов. Материалы, использованные в статье, были взяты из методик известных мировых производителей оборудования для теплого пола: Rehau, Uponor (Wirsbo), Prineto, Termotech, KAN, Herz, Valtec и др., и доступно переработаны. Были сделаны сравнительные схемы и расчеты для иллюстрации основных принципов, лежащих в основе отопления теплым полом.

Мы надеемся, что данный материал будет полезен проектировщикам, монтажникам, застройщикам, которые выбирают для своего дома систему отопления и людям, которые хотят сделать отопление теплым полом своими руками.
Если у вас есть замечания или дополнения к изложенному материалу, которые сделают его лучше и понятнее, пожалуйста, напишите нам на электронную почту или позвоните. Мы будем рады!

Если у вас останутся вопросы по водяным теплым полам и системам отопления, вам требуется выполнить расчет и монтаж систем отопления для вашего дома в Минске, Минском районе и Минской области, обращайтесь по контактным телефонам и электронной почте, размещенным в разделе КОНТАКТЫ.

1. Оцениваем общие теплопотери всего дома в самые холодные дни зимы наверх

Это можно сделать с помощью специальных программ расчета или вручную, используя лист бумаги, ручку и калькулятор, вспомнив школьную физику, наверное, 9 класс. Необходимо учесть потери через:

• наружные стены,
• окна и двери,
• потолки и полы,
• на нагрев приточного воздуха (вентиляцию).

Теплопотери в современном доме через различные элементы конструкции: полы, стены, крышу, окна и двери, через систему вентиляции

Для оценки этих потерь необходимо знать:

• площади и толщины соответствующих элементов здания (из проекта),
• материалы, из которых они изготовлены (с их коэффициентами теплопроводности),
• планируемую кратность воздухообмена, наличие рекуперации тепла в системе вентиляции дома.

Заметим, что чем теплее дом, тем проще смонтировать в нем простую и эффективную систему отопления на основе водяного теплого пола и тем дешевле будет вам обходиться такой дом в дальнейшей эксплуатации.

В добротно построенном доме, соответствующем актуальным строительным нормам по теплоизоляции, с умеренной площадью энергосберегающих окон (около 10% от площади пола) и с компактной планировкой (дом в первом приближении напоминает скорее куб, чем сильно вытянутый параллелепипед) теплопотери через каждый из четырех элементов — стены, окна-двери, потолки/полы, вентиляцию — будут приблизительно равны между собой — и дадут максимальные теплопотери в районе общей площади дома.

В большинстве своем можно считать цифру в 65Вт/м² достаточно близкой к реальности и не вникать в дальнейшие детали. К тому же, эти теплопотери являются максимальными и будут в среднем в течение всего нескольких дней в году. Даже если вы немного не попадете в точную цифру (например, занизите теплопотери на 10%), на время максимальных холодов (несколько дней за зиму) температура воздуха у вас в доме снизится всего на 2..4 градуса (скажем с +22°С до , что вполне допустимо по гигиеническим нормам). Но у вас появится лишний повод растопить ваш камин!

Если вам необходим детальный расчет теплопотерь вашего дома, обратитесь к нам. Детальный расчет теплопотерь каждого помещения поможет спроектировать систему отопления теплым полом с максимальной точностью, именно для вашего конкретного дома. При этом будут оптимально подобраны все существенные параметры для каждого из помещений: шаг укладки трубы, температуры подачи и обратки, дополнительные источники обогрева (радиаторы, встроенные в пол конвекторы и т.п.), соответствующие способы регулирования микроклимата в помещениях. Будет выбрана общая концепция и разработана тепломеханическая схема топочной (котельной): какие смесительные и прямые насосные узлы вам потребуются, правильно (без излишнего запаса) подобран тип и мощность котла и т.п.

2. Оцениваем теплопотери каждого помещения дома наверх

Оцениваем теплопотери каждого помещения дома, учитывая теплопоступления в помещениях (от оборудования, приборов и т.д.) и делая надбавки на дополнительные потери тепла (в угловых комнатах, ванных, комнатах с большим остеклением). Считаем мощность отопления для всех отдельных помещений дома, умножая их площадь на принятые удельные теплопотери.

Например, комната площадью 15м² с одним окном и наружной стеной потребует около на отопление в самый морозный день.

В помещениях с большим количеством наружных стен (угловых комнатах), ванных (с повышенной температурой около +24°С), с большим количеством окон, во входных тамбурах расчётные теплопотери больше на — т.е. около .
Например, угловая спальня: .

В помещениях с малым количеством наружных стен/окон, на кухне (где постоянно работает холодильник, готовят еду) теплопотери снижаются на те же (т.е. до ).
Например, кухня: .

Итак, на этом этапе, мы получаем таблицу со списком всех помещений в вашем доме со значениями их площадей , для их отопления (в Вт) и значениями удельной мощности на отопление .

Пример таблицы расчета водяного теплого пола для различных помещений дома.

Мы разработали специальную табличку-калькулятор, в которой можно наглядно производить расчеты системы отопления водяным теплым полом для различных помещений дома. Однако пользование этой таблицей предполагает более детальное понимание процесса расчета теплого пола и в этом разделе не описывается. Мы подготовили дополнительный материал в следующей статье. В ней детальный расчет водяного теплого пола с точным подбором шага укладки трубы, температур подачи с учетом типа финишного покрытия пола, расчет гидравлических потерь и т.п.

3. Планируем расчетную температуру воздуха в различных помещениях наверх

Придерживаемся разумных рекомендаций. Следует помнить, что чем ниже планируемая температура в помещении, тем проще и дешевле организовать отопление вашего дома с помощью водяных теплых полов. Особенно, если вы планируете укладку напольных покрытий типа паркета/ламината или тонких ковровых покрытий.

Есть вполне обоснованное мнение, что снижение температуры воздуха при отоплении теплым полом на по сравнению с помещением, которое отапливается традиционными радиаторами или конвекторами, не снижает ощущения комфорта. Т.е. температура воздуха в 21°С при отоплении теплым полом будет ощущаться так же, как и температура воздуха в при отоплении традиционными батареями.

Так же помним, что расчетная температура определяет максимальную мощность системы отопления, которая понадобится для отопления всего дома (всего около 5% отопительного сезона или всего около 10 дней в году). При температурах воздуха на улице выше -24°С для Минской области, а это около 95% длительности отопительного сезона (180 дней), вы с легкостью можете увеличить температуру воздуха в отапливаемых помещениях благодаря освободившемуся запасу мощности отопительного котла и системы отопления.

Рекомендуемые температуры воздуха в различных помещениях

Помним, что повышение температуры воздуха в отапливаемом помещении на 1°С приводит к увеличению затрат на отопление на около 5%. При повышении на 2°С — на 10% и т.д.

4. Планируем тип напольного покрытия для каждого помещения дома наверх

Варианты в порядке убывания применимости совместно с теплым полом следующие:

• наливной полимерный пол,
• керамическая плитка/керамогранит,
• ПВХ-плитка на клею,
• тонкий линолеум,
• паркетная (инженерная) доска на клею,
• тонкое ковровое покрытие,
• паркетная доска или ламинат на тонкой подложке 2мм (плавающий пол),
• массивный паркет на клею,
• толстое ковровое покрытие.

Следует отметить, что практически любое из этих покрытий подойдет для теплого пола при условии не очень высоких планируемых температур воздуха в помещениях и не очень высоких удельных теплопотерь (в районе ). Чем теплее ваш дом, чем ниже температура воздуха в комнате, тем меньше проблем с применимостью напольных материалов и тем меньше ваши ежемесячные счета за природный газ.

Основные виды напольных покрытий, используемые совместно с водяными теплыми полами: напольная керамическая плитка или керамогранит, паркетная доска и ламинат.

Зачастую отличить один вид покрытия от другого можно только при внимательном рассмотрении вблизи.

Если у вас везде планируется укладка плитки, и удельные теплопотери не превышают 100Вт/м² то с вероятностью 95% все получится отопить только теплым полом. Плитка, как напольное покрытие, выигрывает еще и в том, что это очень прочный и износостойкий материал. Современная керамическая плитка и керамогранит выпускаются с различными фактурами и расцветками, так что иногда даже трудно отличить плитку с фактурой дерева от настоящего дерева или ламината. И если за полами из паркета нужен тщательный уход и бережное обращение, а полы из ламината вряд ли прослужат больше 10 лет даже при аккуратном обращении, то пол из плитки гораздо долговечнее и гораздо менее капризен.

Если у вас в некоторых помещениях планируется укладка паркета/ламината и т.п., температура воздуха этих помещениях будет не выше 22°С, а удельные теплопотери не превышают 60Вт/м², то это все тоже реально отопить только теплым полом.

Если вы хотите перестраховаться, добавить комфорта и гибкости системе отопления, то можно установить в помещения радиаторы отопления, выбирая их мощность приблизительно в 50% от расчетных теплопотерь помещения. Например для угловой спальни 15м² из примера выше: радиатор 570Вт и теплый пол 570Вт покроют требуемую мощность в 1125Вт с небольшим запасом, а удельная мощность теплого пола составит 560Вт/15м²=38Вт/м². При такой достаточно низкой удельной мощности теплый пол можно реализовать без особых проблем даже под массивным паркетом, а у вас появится свобода выбора при расстановке мебели/ковров, ведь теперь часть теплопотерь будет компенсироваться радиатором.

Однако следует заметить, что при появлении в системе отопления радиаторов неизбежно увеличится сложность и стоимость системы отопления по сравнению с системой отопления исключительно на основе теплого пола. Несколько усложнится реализация автоматического регулирования системы отопления. За все нужно платить…

5. Определяем толщину теплоизоляции под трубами водяного теплого пола наверх

Под трубами теплого пола обязательно укладывается слой теплоизоляционного материала для предотвращения потерь тепла вниз. Считается приемлемым уровень теплопотерь вниз около 10% от удельной мощности теплого пола для данного помещения (определяются расчетом). Если этажом ниже находится отапливаемое помещение, то эти теплопотери не являются бесполезными и могут быть учтены как теплопоступления для помещения этажом ниже. Если снизу находится неотапливаемое помещение, грунт или наружный воздух, то потери тепла вниз будут совершенно бесполезны и должны быть минимизированы.

В качестве материала теплоизоляции чаще всего используется экструдированный пенополистирол (XPS), вспененный полистирол высокой плотности (EPS, от 35кг/м³) гораздо реже — плиты утеплителя из базальтовой ваты для полов. Толщина утеплителя определяется в первую очередь температурным режимом помещений снизу (отапливаемые или неотапливаемые), грунтом или наружным воздухом, с которым граничит пол помещения с теплым полом, во вторую — желанием застройщика снизить потери до заранее заданного уровня.

Согласно рекомендациям известных производителей оборудования для теплых полов (Rehau, Uponor, Prineto, Termotech, Watts, KAN, Herz, Valtec,…), сопротивление теплопередаче слоя утеплителя под трубами теплого пола должно быть не менее:

• по отношению к нагреваемому помещению снизу: R>0,75м²К/Вт (например, EPS/XPS толщиной от 30мм с 0,040Вт/мК)
• по отношению к неотапливаемому помещению снизу или земле: R>1,25м²К/Вт (например, EPS/XPS толщиной от 50мм с 0,040Вт/мК), при горизонте грунтовых вод до 5 м это значение следует увеличить до минимум 80мм.
• по отношению к внешней атмосфере с температурой до -25°C: R>2,5 м²К/Вт (например, EPS/XPS толщиной от 100мм с 0,040 Вт/мК)

Приведенные значения являются минимальными рекомендуемыми и их можно увеличить для дальнейшего снижения теплопотерь вниз и экономии энергоресурсов. Если помещение является периодически отапливаемым, следует выбирать толщину теплоизоляции для помещения над ним, как если бы оно было неотапливаемым (столовая комната над комнатой для увлечений на рисунке ниже).

Вот наглядные рекомендации для различных случаев:

Выбор толщины теплоизоляции под теплым полом определяется целевым назначением помещения снизу и расчётными температурами воздуха в нем и варьируется от 30мм (для отапливаемого помещения снизу) до 100-150мм (если снизу — внешняя атмосфера)

Наша рекомендация — использовать в качестве утеплителя под теплым полом плиты экструдированного полистирола (XPS). Они обладают требуемой прочностью, отличной теплоизоляцией и не боятся намокания (негигроскопичны), плиты утеплителя имеют специальные пазы (четверти) по периметру для плотной укладки и предотвращения появления мостиков холода.

6. Выбираем тип и размер трубы для теплого пола наверх

Трубы из сшитого полиэтилена

В системах отопления водяным теплым полом в Беларуси наибольшее распространение получили следующие виды полимерных и композитных (металлопластиковых) труб:

• PEx-a (-b или -c) — трубы из сшитого полиэтилена с различным механизмом сшивки (a/b/c) с антидиффузионным слоем (например, EVOH — этил-виниловый спирт)
• PEx-Al-PEx (PErt-Al-PErt) — металлопластиковые (мелаллополимерные) трубы
• PErt — трубы из полиэтилена повышенной термостойкости с антидиффузионным слоем (например, EVOH — этил-виниловый спирт).

Трубы из сшитого полиэтилена

Основные типы труб, используемых при монтаже системы теплого пола:

• из сшитого полиэтилена PEx с антидиффузионным слоем EVOH
• металлополимерные (металлопластиковые) трубы со слоем алюминия PEx-Al-PEx

Отличие последних труб в том, что в них вместо слоя EVOH будет использоваться слой алюминиевой фольги.

По сути, эти трубы мало отличаются друг от друга (что нисколько не мешает их продавцам катить бочку друг на друга):

• все они сделаны из одних и тех же полимеров (PEx/PErt);
• у всех одинаковая толщина стенки;
• у всех их практически одинаковые рабочие параметры: температура и давление;
• все они многослойны (см. рис. ниже).

О выборе правильной трубы для теплого пола исписано пол-Интернета и сломано немало копий. Резюмируя и обобщая, можно сказать, что все эти трубы в одинаковой мере пригодны для укладки в теплый пол, если:

• трубы изготовлены заслуживающим доверия известным производителем,
• трубы куплены у дорожащего своей репутацией поставщика,
• трубы смонтированы ответственным и грамотным монтажником,
• трубы эксплуатируются в правильных режимах у рачительного хозяина дома.

Как много если! Но по-другому не бывает…

Для тех, кто любит конкретику и не любит философов, универсальным вариантом выбора трубы для теплого пола будет труба из сшитого полиэтилена (PEx, обязательно с антидиффузионным слоем EVOH!), т.к. она считается в среде профессионалов выбором номер один и обладает теплым ламповым звуком. Шутка.

Основные отличия между трубами PEx, PEx-EVOH и PEx-Al-PEx

Выбор диаметров труб для теплого пола в доме достаточно узок: это либо труба с наружным диаметром 16мм либо 20мм, гораздо реже встречается труба диаметром 17мм. Труба диаметром 20мм немного дороже трубы 16мм, немного сложнее в укладке, но позволяет укладывать более длинные петли и получить пониженное гидравлическое сопротивление потоку, а значит, снизить эксплуатационные затраты электричества на циркуляцию теплоносителя.
Для справки. Гидравлические потери в трубе диаметром 17×2мм и 20×2мм будут в 1,5 раза и в 3 раза ниже соответственно по сравнению с потерями в трубе 16×2мм при том же расходе теплоносителя и разнице температур между подачей и обраткой теплого пола, читай: при той же передаваемой мощности. Более точный расчет гидравлических потерь в трубопроводе вы можете сделать, используя специальные номограммы или скачав нашу табличку-калькулятор в формате Microsoft Excel по ссылке.

7. Выбираем коллектор теплого пола и место его расположения наверх

Трубы теплого пола, проложенные в различных помещениях дома, объединяются в одну систему отопления с помощью специального устройства — коллектора. Коллектор должен быть специально предназначен для систем напольного отопления и иметь в своем составе:

• механизмы балансировки для каждого контура теплого пола, чтобы дозировать количество теплоносителя согласно расчетным данным в зависимости от потребности в тепле того или иного помещения,
• индикаторы расхода теплоносителя на каждой петле, чтобы правильно все настроить и видеть, что теплоноситель действительно циркулирует,
• микрометрические клапана оперативного изменения расхода теплоносителя, чтобы регулировать температуру в различных помещениях посредством установки на них термоэлектрических сервоприводов или, для особо отчаянных технарей, вручную,
• воздухоотводчики для удаления воздуха на подающем и обратном коллекторе,
• сливные краны для удобного наполнения системы отопления или слива воды из системы теплых полов на экстренный случай,
• отсечные шаровые краны на подающей и обратной магистралях, хорошо бы еще с термометрами, что бы чувствовать себя настоящим командиром подводной лодки.

Совет: покупайте коллекторы для системы теплого пола от проверенных производителей (Oventrop, Uponor, Kan, Herz, Rehau, Watts и т.п.). Материал, из которого изготовлен коллектор теплого пола особой разницы не имеет. Это может быть нержавеющая сталь, латунь или специальный пластик — у проверенного временем производителя сталь будет действительно нержавеющей, латунь будет латунной, а специальный пластик — дороже металла.

Пластиковый (композитный) модульный коллектор для теплого пола Uponor и различные аксессуары к нему: термометры, расходомеры (ротаметры), термоэлектрические сервоприводы, запорные краны, евроконуса для подключения труб теплого пола.

Количество отводов на коллекторе должно соответствовать количеству петель теплого пола в вашем доме. Планируя расположение коллектора теплого пола, обычно нужно соблюсти массу противоречащих друг другу условий:

• коллектор должен быть расположен как можно ближе к центру обслуживаемой площади, чтобы минимизировать длину транзитных труб (см.картинку),
• быть удобным в обслуживании (иметь легкий доступ к нему) для периодических манипуляций, настроек и ремонта,
• быть незаметным для хозяйки дома (вид этой многоножки обычно радует только мужчин).

Коллектор водяного теплого пола обычно располагают в удобном и незаметном месте близко к центру дома (на этом примере — в зоне вентиляционных шахт).

Чаще всего коллектор теплого пола располагают в топочных, санузлах, коридорах, гардеробных: в специальных нишах, во встроенных шкафах, в коллекторных ящиках и т.п.

Евроконус (адаптер, соединитель) для подсоединения труб теплого пола к коллектору.

Коллектор подсоединяется к системе отопления посредством двух труб — подающей (подача) и обратной/возвратной (обратка) — из помещения топочной от отопительного котла, а у богатеев — от настенного конденсационного котла. Диаметр подводящих трубопроводов определяется исходя из гидравлических расчетов и в подавляющем большинстве случаев составляет от 20мм до 26мм (внутренний диаметр). Эти диаметры позволяют покрыть тепловую нагрузку до (до теплых полов). Материал труб подводки — обычно тот же, что и для самих труб теплого пола.

Трубы петель теплого пола различных помещений подсоединяются к самому коллектору с помощью специальных адаптеров-евроконусов. Тип и размер адаптеров определяется типом (полимерные или металл-полимерные) и диаметром (16,17 или 20мм) труб теплого пола.

8. Шаг укладки трубы водяного теплого пола наверх

Трубы теплого пола укладываются с определенным расстоянием между ними (шаг укладки). Шаг укладки трубы подбирается при расчетах теплого пола исходя из множества факторов:

• максимально допустимой температуры подачи в контур теплого пола,
• требуемой удельной мощности теплого пола в том или ином помещении,
• требуемой температуры воздуха в помещении,
• типа напольного покрытия в помещении,
• допустимой температуры поверхности пола исходя из типа покрытия и зоны помещения.

В то же самое время должны быть соблюдены следующие условия:

• температура подачи для всех контуров теплого пола будет одна и та же,
• скорости движения теплоносителя в каждом контуре не менее 0.1м/с,
• разности температур между подачей и обраткой для каждого контура лежат в допустимых пределах ( ),
• гидравлические сопротивления каждого контура не выше

Процесс расчета шага укладки трубы теплого пола, скажем сразу, довольно непростой и более подробно рассматривается в разделе точного расчета теплого пола.

Расстояние между соседними трубами теплого пола варьируется от 100мм до 300мм. Шаг укладки менее 100мм практически никогда не используется по причине чрезвычайно большого расхода трубы (10 метров на 1м² пола) и низкого дополнительного эффекта, который получается от такой укладки: лишь небольшое повышение мощности от выравнивания средней температуры по поверхности пола. Шага более 300мм так же следует избегать, т.к. при этом на ощупь будет чувствоваться разность температур между соседними участками теплого пола, что будет вызывать у жильцов ощущение дискомфорта.

Из практики: для монтажа теплого пола в подавляющем большинстве используются следующие шаги: 125-150-200-250мм. Для тех, кто хочет с планировать шаг укладки трубы для теплого пола в своем доме, дадим следующие рекомендации:

• в помещениях со средней удельной тепловой мощностью в районе 60Вт/м² и керамической плиткой можно смело использовать шаг 200-250мм. Так же хорошо в этих помещениях использовать более плотную укладку трубы с шагом 150мм у наружных стен и у окон на ширине около 0,5м от стен, переходя в глубине комнаты на шаг 200-250мм;
• в помещениях со средней удельной тепловой мощностью теплого пола в районе 60Вт/м² и паркетом/ламинатом/ковролином можно использовать шаг 150мм;
• в помещениях с мощностью теплого пола более 60 Вт/м² и керамической плиткой использовать шаг 150мм. У наружных стен можно использовать шаг укладки 100-125мм.

Переменный шаг укладки петли теплого пола у наружных стен помещения, в зонах с увеличенными теплопотерями.

Для интересующихся мы специально сделали сравнительные наглядные графики, отдельно для финишного покрытия из керамической плитки (R=0,01м²К/Вт) и паркета/ламината (R=0,1м²К/Вт). Из них можно получить точные значения температуры подачи теплоносителя в теплый пол для разных отопительных нагрузок (от 8 до 80 Вт/м²) и различного шага укладки (100-150-200-250мм). Температура воздуха в помещениях принята в 21°С.

Зависимость температуры подачи в теплый пол от шага укладки трубы теплого пола для разной удельной мощности отопления для плитки (R=0,01м²К/Вт), температура воздуха в помещениях принята в 21°С.

Зависимость температуры подачи в теплый пол от шага укладки трубы теплого пола для разной удельной мощности отопления для паркета (R=0,1м²К/Вт), температура воздуха в помещениях принята в 21°С.

Из этих графиков, например, видно, что для отопительной нагрузки в 60Вт/м² температура подачи для шага укладки в 100мм будет 33,5°С и 39,7²С для плитки и паркета соответственно. А для той же отопительной нагрузки (60 Вт/м²) и шага укладки 200мм температуру нужно повысить до 37,0°С и 43,5°С соответственно, то есть ВСЕГО на 3,5°С. При этом трубы для шага 200мм потребуется в и гидравлическое сопротивление контура снизится так же в ! Средняя температура поверхности пола при этом не изменится (немного увеличится неравномерность температуры, что вполне допустимо), а температура подачи не превысит предельно допустимую температуру подачи для теплого пола в . Так же не будет превышена максимально допустимая температура поверхности паркета/ламината в 27°С.
Это еще один аргумент в пользу отказа от слишком малых межосевых расстояний между трубами теплого пола: следует отдавать предпочтение более редким шагам и более коротким петлям теплого пола с умеренной пропускной способностью.

9. Раскладка петель теплого пола. Длина трубы контура теплого пола наверх

Трубы теплого пола укладываются с выбранным шагом — расстоянием между соседними трубами. Длина трубы каждой петли не должна превышать для диаметра 16×2мм 100 метров (оптимально ), для диаметра 20×2мм — 120 метров (оптимально ). Превышение этих значений может привести к тому, что циркуляционный насос контура теплого пола не сможет прокачать теплоноситель через длинный контур с требуемым расходом. Это в свою очередь приведет к недостаточному поступлению тепла в данное помещение или к дискомфортной разнице температур по поверхности пола.

Каждая отдельная петля теплого должна обслуживать отдельное помещение или отдельную зону помещения. Т.к. шаг укладки трубы теплого пола напрямую влияет на требуемое количество труб, которое будет израсходовано на 1м² помещения, то достаточно просто определить, какую площадь помещения может обслуживать петля теплого пола с рекомендуемой длиной в

Таблица расхода трубы водяного теплого пола для различного шага укладки и площади обслуживания контуром при его длине в 60м.п.

Т.о. для наиболее распространенных шагов укладки трубы площадь помещения, которую можно отопить одним контуром теплого пола (длиной до 80м) будет составлять . Если помещение меньше по площади, то все равно в нем должен быть отдельный контур теплого пола. Если помещение по площади больше чем , то в нем будет более одного контура. Хорошо при этом разбить помещение на зоны: краевую, центральную и т.д. с разными шагами укладки (при необходимости).

Рекомендуется делать петли теплого пола приблизительно равной длины, чтобы их было легче балансировать между собой. Если длина самой короткой петли будет 25м, а самой длинной, скажем 100м, то тут возникнут трудности. Если длина петель будет отличаться не более чем в 2 раза (например, 40м и 80м соответственно), то особых трудностей у вас возникнуть не должно.

10. Температура теплоносителя в системе водяного теплого пола наверх

Температура подаваемого в теплый пол теплоносителя может изменяться в достаточно широких пределах: ориентировочно от 25°С до 50°С. Температуры подачи порядка в течение всего отопительного сезона характерны для хорошо утепленных домов. Температуры порядка — для среденеутепленных домов и обычно необходимы только в период максимальных морозов. Ни при каких условиях температура подаваемого в трубы теплого пола теплоносителя не должна превышать 50°С (по некоторым источникам ). Это связано с риском разрушения стяжек на основе цемента. Для предотвращения попадания теплоносителя с высокой температурой в контуры теплого пола предусматривается ряд специальных мер:

• установка смесительного узла при работе от высокотемпературного котла или когда в системе отопления дополнительно присутствуют высокотемпературные источники тепла (радиаторы),
• ограничение температуры подачи в настройках котла при непосредственном подключении теплого пола к котлу: как традиционному с функцией «Теплый пол», так и к конденсационному,
• обязательная установка защитного термостата на трубу подачи теплого пола, который отключает циркуляцию теплоносителя через контуры теплого пола при превышении температуры теплоносителя значения 50°С.

Для того чтобы иметь более детальное представление о том, какие же температуры характерны для системы отопления водяным теплым полом, мы составили наглядный график для зданий с различными удельными теплопотерями (от 35 до 70 Вт/м²). С его помощью можно легко оценить значение температуры подачи в систему теплый пол для различных периодов отопительного сезона для различных зданий. Промежуточные значения можно получить интерполяцией графиков.

Зависимость температуры подачи теплоносителя в систему отопления водяным теплым полом для разной удельной мощности теплого пола (для разной степени утепления здания), в различные периоды отопительного сезона.

Как видно из графика, температура подачи для теплого пола лежит в пределах в зависимости от удельных теплопотерь помещения (времени года).

11. Регулирования температуры помещения с водяными теплыми полами наверх

По поводу регулирования температуры воздуха в помещениях, обогреваемых водяными теплыми полами, ведутся бесконечные баталии между сторонниками ручного, автоматического качественного, автоматического количественного регулирования и сторонниками регулирования, которые не знают как оно правильно называется.

1. Ручное регулирование. Кто-то не предусматривает никаких способов автоматического регулирования микроклимата в отапливаемых помещениях. Эксплуатация системы отопления при этом будет выглядеть, как жизнь на подводной лодке:

• либо это будет постоянное ручное изменение температуры подачи на котле, подкручивание регулировочных клапанов в топочной и на коллекторе теплого пола для поддержания заданных температур в комнатах при изменении температуры на улице (больше подходит для отставных подводников, но и у них терпения может не хватить);
• либо (если не успевать подкручивать то, что крутится) будет иметь место постоянное несоответствие температур в комнатах с желаемым. В этом случае в 99% случаев в комнатах будет существенно жарче, чем требуется, ведь, как известно каждому, жар костей не ломит, а иллюминатор (форточку), если жарко, можно и приоткрыть маленько — все таки не на настоящей подводной лодке находимся!

Ручное регулирование системы отопления водяным теплым полом посредством изменения температуры подачи в настройках отопительного котла (1) и ручным изменением расхода теплоносителя через петли теплого пола на коллекторе (гребенке).

2. Автоматическое качественное погодозависимое регулирование. Кто-то предлагает регулировать теплый пол исключительно методами погодозависимого регулирования температуры теплоносителя в топочной. Это когда текущая температура на улице (измеренная уличным датчиком температуры) задает температуру воды в системе отопления, которая поступит в трубы теплого пола. Решается это при помощи специального контроллера, который иногда бывает встроен в автоматику отопительного котла (чаще премиум-сегмента: Viessman, Vaillant). При этом требуется тщательная регулировка (балансировка) системы отопления, чтобы каждое помещение получало расчетное количество теплоносителя, согласно проектным данным или путем подбора этих данных в процессе эксплуатации (требует времени). Идея красивая, но имеет некоторые подводные камни.

Автоматическое погодозависимое (качественное) регулирование системы отопления водяным теплым полом с использованием котла с установленным погодозависимым контроллером (1) и датчиком уличной температуры (2).

3. Автоматическое количественное (покомнатное, зональное) регулирование. Это предполагает установить в каждой комнате комнатный цифровой (реже электромеханический, что все же не стоит делать) термостат с регулировкой, который будет открывать и закрывать циркуляцию теплоносителя в контуре данного помещения при снижении и превышении установленной температуры соответственно.

Автоматическое зональное (покомнатное) количественное регулирование в системе отопления водяным теплым полом с использованием комнатных термостатов (1), зонального контроллера или с непосредственным подключением на прямую (2) и термоэлектрических сервоприводов, установленных на коллекторе теплого пола (3).

4. Автоматическое комбинированное качественное и количественное регулирование. Это предполагает объединение двух системы вместе: погодозависимое изменение температуры подачи вместе с покомнатным регулированием расхода теплоносителя в петлях теплого пола. Сразу скажем, — это, без сомнения, самый толковый способ регулирования. Одна беда — самый дорогой и технически сложный, читай — менее надежный.

Комбинированное погодозависимое и покомнатное (зональное) регулирование температуры воздуха в помещениях с использованием уличного датчика (1), погодозависимого контроллера (2), комнатных термостатов (3), коммутационного блока (4) и линии управления циркуляционным насосом (5).

Если способ №1 не стоит ничего (кроме собственного времени), то №2 и №3 стоят денег, а способ №4 —- как №1, №2 и №3 вместе взятые.
Любители покрутить что-нибудь руками (способ №1) в этом сравнении проигрывают по всем показателям (точности поддержания требуемых температур в помещениях, энергосбережении, возможности автоматизации, экономии своего собственного времени), кроме одного: этот метод не требует финансовых затрат. Никаких. Вообще. Вот почему он так распространен у нас в стране! А как мы говорили, комбинированный способ (№4) погодозависимого регулирования с покомнатным (зональным) управлением даст наилучший результат, однако он наиболее дорог и сложен.
Это привело к тому, что в системах отопления частных домов наиболее распространены и почти одинаково часто встречаются погодозависимое (№2) или покомнатное (№3) регулирование. И тот и другой способ дает результаты. Однако, на наш взгляд именно покомнатное (зональное регулирование) является тем обязательным элементом, который может обеспечить необходимый комфорт наряду с экономией энергоресурсов.

Поясним простым примером. Поддерживать необходимую температуру в помещении гораздо проще и правильнее с помощью датчика, расположенного внутри этого помещения (в комнатном термостате покомнатной автоматики), чем с помощью датчика, висящего на улице на стене (как в погодозависимой автоматике). Схоже с регулированием температуры в холодильнике с помощью датчика, расположенного у него снаружи. Погодозависимое регулирование не учитывает такие моменты как: периодический нагрев помещения от работающей техники, камина, солнечного света в ясный день и т.п.. А так же желание уменьшить/увеличить температуру в различных помещениях, используя только погодозависимое управление, осуществить непросто.

Отсюда вытекает наше предложение тем, кто хочет организовать у себя в доме отопление теплым полом, но пока не готов потратить деньги на какую-либо систему регулирования температуры. Постарайтесь на этапе монтажа системы отопления просто проложить кабели от комнатных термостатов в различных комнатах к коллектору теплого пола. Так же установите трубки от комнатных термостатов в стяжку пола, куда вы в последующем сможете вставить датчики температуры поверхности пола (для помещений с паркетом/ламинатом). В любое время в будущем вы сможете установить систему покомнатного (зонального) регулирования температуры различных помещений вашего дома. И, конечно же, эта мера ни в коем случае не лишает вас возможности в любое время реализовать погодозависимое или же комбинированное регулирование.

Прокладка кабеля и гильзы для датчика температуры пола.

Прокладка кабелей к комнатным термостатам на этапе монтажа системы отопления или разводки электрики позволит в любое время в будущем реализовать полноценную систему регулирования температуры воздуха в каждом из помещений вашего дома.

12. Кривая нагрева (отопительная кривая) погодозависимого управления наверх

Кривая нагрева, отопительная кривая — это график зависимости температуры воды (теплоносителя) в системе отопления от температуры наружного (уличного) воздуха. Эта зависимость индивидуальна для каждого здания и зависит она, в основном, от степени утепления здания. Подбирается кривая нагрева для конкретного здания при настройке контроллера погодозависимого управления при пусконаладочных работах и введении системы отопления в эксплуатацию.

Семейство отопительных кривых (кривых нагрева). Показывают зависимость температуры подачи в отопительном контуре от наружной (уличной) температуры.

Например, для хорошо утеплнного здания:

• при средней температуре на улице около +10°С (начало отопительного сезона), температура воды на подаче в систему теплого пола может составлять +25°гр.С,
• при уличной температуре в -1°С (средняя температура в отопительный период для Минской области) — составит +28°С,
• при уличной температуре в -24°С (самые морозные дни) × составит +36°С.

Для слабоутепленного здания цифры меняются на:

• на улице около +10°С, на подаче в систему +25°гр.С,
• при -1°С — составит +34°С,
• при уличной температуре в -24°С — составит +45°С.

Формально эти два примера будут отличаться между собой таким параметром как наклон отопительной кривой, а=0,32 и а=0,50 соответственно, этот параметр и будет определяющим при настройке погодозависимой автоматики. В рекомендациях производителей отопительного оборудования и автоматики можно встретить такие рекомендации по поводу значений кривой нагрева (отопительной кривой): а=0,5 для системы отопления теплый пол и а=1,5 для радиаторного отопления.

Как показывает наша практика и внимательный расчет, наклон кривой для отопительного контура теплого пола может меняться в широких пределах от 0,25 до 0,60 и зависит он от целой совокупности парметров, таких как:

• степень утепления здания,
• шаг укладки трубы в контурах теплого пола,
• тип напольного покрытия.

Так как же все-таки определить наклон этой кривой нагрева обычному пользователю или монтажнику систем отопления при пусконаладке системы отопления? Ниже мы предлагаем вам несколько графиков, из которых можно наглядно понять, как меняется наклон кривой нагрева от различных параметров.

Первый график — зависимость кривой нагрева для системы отопления теплым полом от удельных теплопотерь здания. Представлены три характерных значения — 70Вт/м² (дом, утепленный по СНиП), 50Вт/м² (хорошо утепленный дом), 35Вт/м² (очень хорошо утепленный дом). Для промежуточных значений удельных теплопотерь дома интерполяцией легко получить свои значения температуры подачи теплоносителя. Видно, что чем лучше утеплен дом, чем меньше его удельные теплопотери, тем меньшая температура подачи будет в системе отопления для определенной температуры на улице, чтобы обогреть дом. В легенде графика рядом со значениями удельной мощности указаны точные значения наклона отопительных кривых. Как видно, они изменяются в достаточно широких пределах: от 0,25 до 0,42.

Кривые нагрева и температуры теплоносителя для системы отопления водяным теплым полом для зданий с разной степенью утепления: стандартное утепление по СНиП, хорошо утепленный дом и очень хорошо утепленный дом.

Следующий график дает наглядное представление о том, как при средних теплопотерях дома в 50Вт/м², различные типы финишных напольных покрытий для теплого пола влияют на отопительные кривые системы отопления. Представлены покрытия: керамическая плитка, паркетная доска 13мм на клею (или ламинат на подложке 2мм) и ковролин. Эти типы покрытий наиболее часто используются совместно с системами отопления водяными теплыми полами. Отметим, что чем меньше сопротивление теплопередаче покрытия (чем более оно теплопроводно), тем меньшая температура подачи воды в систему теплого пола требуется. Например, при -24°С на улице, в самые морозные дни зимы, для плитки потребуется температура подачи около 36°С, а для коврового покрытия — около 44°С. Но и в том и другом случае максимально разрешенная температура подачи теплоносителя для теплого пола () превышены не будут! Поэтому и тот и другой тип покрытия вполне подходят для систем отопления зданий даже только теплыми полами.

В легенде графика рядом с типом напольного покрытия указаны точные значения наклона отопительных кривых. И тут они изменяются в достаточно широких пределах: от 0,39 до 0,50.

Отопительные кривые и температуры подачи теплоносителя для системы отопления водяным теплым полом в зданиях с удельными теплопотерями в 50Вт/м² для различных типов финишных напольных покрытий: керамическая плитка, паркет/ламинат, ковролин.

Следующее семейство графиков показывает зависимость кривых нагрева и, соответственно температуры подачи теплоносителя, от шага укладки трубы теплого пола для средних удельных теплопотерь здания в 50Вт/м² и финишном покрытии пола керамической плиткой. Шаг укладки трубы теплого пола меняется от 150мм до 250мм — практически все основные шаги, используемые при монтаже систем отопления теплым водяным полом. Соответственно, хоть и весьма не значительно, меняется и наклон отопительных кривых: от 0,30 до 0,37.

При значительном уменьшении межосевого расстояния между трубам теплого пола (в 1,7 раза), температура подачи снижается всего на несколько градусов, да и то, только в период максимальных отопительных нагрузок. А при средней температуре на улице в отопительный период (для Минской области ) эта разница и вообще едва превышает 1°С! Поэтому, не стоит чрезмерно плотно укладывать трубы водяного теплого пола.

Уменьшение шага увеличивает стоимость системы и значительно увеличивает гидравлическое сопротивление контуров, что неизбежно отразится на увеличении эксплуатационных затрат на систему отопления в будущем. Потребуется более мощный циркуляционный насос в контуре теплого пола, или его работа на более высокой мощности, что приводит к повышенным затратам электроэнергии в течение всего срока эксплуатации системы отопления теплым полом, а это — десятки лет!

График зависимости наклона кривой нагрева теплого пола от шага укладки трубы в бетонной системе водяного теплого пола. Значительное увеличение плотности укладки труб теплого пола дает весьма незначительный эффект в уменьшении температуры подачи в отопительном контуре.

Подведем итоги. Наклон отопительной кривой для системы отопления теплым водяным полом зависит от многих факторов, однако определяющих и важных факторов не так уж и много. Это степень утепления самого здания и, косвенно, тип финишного покрытия. Малое влияние оказывает такой фактор как шаг укладки труб теплого пола в стяжке.

Почему мы сказали о косвенном влиянии типа финишного покрытия? Да потому, что чем больше степень утепления здания, тем меньшее влияние на температуру теплоносителя оказывает выбор финишного покрытия: при относительно большой удельной мощности системы отопления (теплопотери здания порядка 50Вт/м²) разница в температуре подачи для плитки и ковролина заметна — около 3°С (см. график 2 для 100% мощности). А при малой мощности (теплопотери здания порядка 25Вт/м²) эта разница уже существенно меньше — около 1°С (см. график 2 для 100% мощности).

Т.о. еще раз скажем, что чем энергоэффективней здание (меньше теплопотерь, лучше степень утепления и т.д.), тем проще в нем реализовать систему отопления исключительно водяными теплыми полами, тем меньше сложностей с применением любых, даже казалось бы несовместимых с теплым полом, типов финишных напольных покрытий, и тем меньше счета за энергоносители.

13. Особенности монтажа водяного теплого пола. Деформационные швы наверх

При планировании и укладке петель теплого пола следует иметь в виду важный аспект, связанный с деформационными швами. Деформационные швы нужны для того, чтобы в процессе теплового расширения (а тела при нагревании не только потеют, но и расширяются), не произошло разрушение стяжки и финишного напольного покрытия.

Деформационные швы разделяют стяжку теплого пола на отдельные зоны определенной площади и конфигурации. Эти зоны могут относительно свободно изменять свои размеры по отношению к друг другу, стоит отметить, что величина этих изменений составляет всего от долей до нескольких миллиметров.

Основные требования к устройству деформационных швов:

• вдоль стен помещений с теплыми полами при заливке стяжек укладывается демпферная лента из вспененного полиэтилена толщиной на всю высоту заливки стяжки. Также лента укладывается вокруг колонн и т.п.,
• в дверных проемах комнат устраиваются деформационные швы для отделения отопительных панелей отдельных помещений,
• максимальная площадь греющей поверхности, ограниченная деформационными швами не должна превышать 30м² (Uponor), по другим данным — 40м² (Rehau, Valtec, KAN)

Ограничения на конфигурацию отдельных греющих поверхностей в бетонной системе водяного теплого пола. Размещение деформационных швов показано штрихпунктирными линиями.

Разбивка помещений со сложной геометрией при обустройстве деформационных швов (пунктирные линии).

• при этом длина каждой из сторон этой поверхности не должна превышать 6м (Uponor), по другим данным — 8м (Rehau, Valtec, KAN);
• при этом соотношение сторон отдельной зоны не должно превышать 1:2. Например, для максимальной длины одной из сторон в 8м, другая сторона не должна быть меньше 4м;
• при сильно изломанном периметре помещений рекомендуется разбивать площадь на правильные прямоугольники. Начинать разбивку помещения деформационными швами следует от углов либо от тех мест, где происходит сужение помещения;
• деформационные швы обязательно устраиваются над существующими деформационными швами строительных конструкций
• деформационные швы в финишном напольном покрытии должны совпадать со швами в стяжке и должны быть заделаны эластичными материалами.

Устройство деформационных швов в системе водяного теплого пола над существующими деформационными швами строительных конструкций. Трубы при пересечении деформационных швов защищаются кожухом.

Устройство деформационного шва в конструкции водяного теплого пола (бетонная система).

Трубы теплого пола должны пересекать деформационные швы как можно в меньшем количестве. Этого добиваются правильной раскладкой петли теплого пола, когда шов пересекают только подающая и обратная труба отдельного контура теплого пола.

Неправильное и правильное устройство деформационных швов в помещениях с водяным теплым полом большой площади.

Труба теплого пола, пересекающая деформационный шов должна иметь защиту в виде кожуха (гофрированной трубы или утеплителя) на длину 30..50 см в обе стороны от деформационного шва. Трубы, выходящие из стяжки для подключения к коллектору теплого пола так же должны быть одеты в защитный кожух (гофру, пешель) для предотвращения их повреждения.

Защитные кожухи на трубах водяного теплого пола в зоне их подключения к коллектору и при пересечениях деформационных швов. Обратите внимание на демпферную ленту вдоль стен помещения.

14. Выбор циркуляционных насосов для системы водяного теплого пола наверх

При подборе циркуляционных насосов следует, конечно же, производить гидравлический расчет всей системы отопления: подводящих трубопроводов, смесительного узла (если он есть), коллекторных узлов и самих петель теплого пола. Процедура эта достаточно трудоемка и вряд ли под силу непрофессионалу. Если вам необходимы точные гидравлические расчеты системы отопления, вы можете обратиться к нам.

Однако, при аккуратном и осознанном планировании системы отоплении теплым полом, в соответствии с вышеизложенными нами рекомендациями, для вашей системы отопления теплым полом наверняка подойдут стандартные насосы типа 25-60. Это циркуляционные насосы с подсоединительными патрубками с номинальным (внутренним) диаметром 25мм (1 дюйм) и максимальным напором в 6 м. водяного столба (60кПа). Такие циркуляционные насосы бытовой серии есть у любого уважающего себя производителя насосной техники (Grundfos, Wilo, Watts, Dub,…).

У Grundfos, компании с мировым именем, чьи насосы мы предпочитаем использовать при монтаже систем отопления вот уже почти десять лет, такие насосы называются:

• Grundfos UPS 25-60 180,
• Grundfos Alpha2 25-60 180,
• Grundfos Alpha2L 25-60 180,
• Grundfos Alpha3 25-60 180.

В нашем списке эти насосы стоят по мере их появления на рынке: серия UPS самая старая (но надежная как ирпич), серия Alpha3 — самая новая и обладающая дополнительными функциями.

Циркуляционные насосы Grundfos для систем отопления: серии UPS, Alpha2 и Alpha3.

Мы в свою очередь рекомендуем вам остановить свой выбор на насосах серии Alpha2 или Alpha2L. Это энергосберегающие насосы с полезными функциями и приемлемой ценой. Применение энергосберегающих насосов нам кажется оправданным ввиду того, что насос в системе отопления работает практически круглосуточно в течение всего отопительного периода. И снижение мощности насоса приблизительно в 2 раза, по сравнению с традиционным насосом серии UPS, окупит расходы на его покупку за пару лет.

Заключение наверх

В этом материале мы постарались собрать полезную информацию для тех, кто задумался над реализацией системы отопления водяным теплым полом в своем доме. Мы не ставили перед собой цели изложить детальные расчеты теплопотерь здания, гидравлики системы отопления и определить точные значения температур и расходов в контурах теплого пола. В следующей статье, посвящённой тёплому полу, мы постараемся затронуть и эту тему специально для профессионалов, либо застройщиков с достаточно серьезной технической подготовкой.

Но как видно, даже процесс простого планирования системы отопления теплым полом — процесс достаточно сложный, состоящий из множества этапов, влияющих друг на друга и на конечный результат. Какой тип финишного покрытия подойдет для теплого пола? Какую трубу выбрать? Какую толщину утеплителя стоит заложить под теплый пол? Как увязать систему теплого пола с котлом? Какой циркуляционный насос подойдет для системы отопления? Как рассчитать гидравлику системы отопления? И т.д. и т.п.

Если вам необходимо осуществить проектирование и монтаж инженерных систем для вашего дома в Минске и Минском районе; вы хотите получить консультации и выполнить монтаж системы отопления, водоснабжения, канализации, вентиляции, встроенного пылесоса, выполнить электромонтажные работы; сделать необходимые расчеты и подобрать оборудование; либо вы столкнулись с трудностями при реализации ваших идей — мы будем рады вам помочь.

Следующая статья: Водяной тёплый пол. Часть 3.
Методика детального расчета параметров водяного теплого пола. Рассматривается взаимосвязь и выбор параметров: тип напольного покрытия, шаг укладки и диаметр трубы, температура подачи и расход теплоносителя, гидравлические потери в контурах тёплого пола.