Совмещенное отопление: водяные полы и радиаторы

Создание комфортного микроклимата – главная задача любого типа отопления. В нашей стране длительное время отопление делалось традиционными способами – печками и твердотопливными или газовыми котлами. Сегодня все более популярными становятся системы теплых полов, они имеют несомненные преимущества перед традиционными способами обогрева помещений.

Но полностью отапливать дом с помощью ТП не всегда возможно. Поэтому чаще всего применяют комбинированный метод обогрева, когда в одной системе отопления работают водяные теплые полы и радиаторы.

Что такое совмещенное отопление

Комбинированной (смешанной) называют такую систему отопления, в которой присутствуют как традиционные высокотемпературные (обычные радиаторы, конвекторы), так и низкотемпературные (теплые полы, реже — теплые стены) нагревательные приборы.

Водяные полы в совмещенной системе подключают двумя способами:

1. К существующим отопительным котлам. Преимущества такого решения – уменьшение сметной стоимости оборудования, сокращение времени монтажа. Недостаток – дополнительное отопление не может функционировать в автономном режиме. Это становится причиной увеличения расхода тепловой энергии, эффективность использования теплого пола понижается.
2. Устанавливать отельные котлы для обогрева пола. Недостаток – значительное возрастание стоимости. Преимущества – полная автономность, водяные полы можно использовать независимо от радиаторов. Это может быть необходимо для небольшого подогрева комнаты, кода батареи уже отключены, например, в осенне-весенний период.

Важно! В многоквартирных домах подключение водяных полов к существующей системе отопления запрещено!

Особенности комбинированной системы

Основные моменты, на которые следует обратить внимание, при реализации комбинированной системы отопления частного дома:

• Необходимо создать в системе отопления два независимых температурных режима — для контура радиаторов и контура водных полов. Дело в том, что для батарей требуется относительно высокая температура в подаче/обратке (не выше 70/55°С для современных систем отопления). Для теплого пола в то же самое время требуется относительно низкая температура (порядка 40/30°С). Современные котлы эту задачу сами по себе штатными средствами решить не могут.
• Поэтому требуется применение дополнительных комплектующих: смесительных клапанов, циркуляционных насосов, запорной арматуры и т.п., которые требуют не только дополнительных расходов на покупку, но и технически правильную стыковку с котлом.
• Для регулирования комбинированной системы отопление требуется выбор соответствующих технических средств и их правильная увязка. Смесительные узлы с регулировкой при помощи термостатических клапанов, электронная регулировка температуры подачи или погодозависимое управление внешним контроллером или средствами самого котла, управление теплым полом по комнатным датчикам (термостатам), логика работы циркуляционных насосов и т.п.

Почему ТП в доме много не бывает

Следует отметить, что если вы решились на водяные теплые полы, нет особого смысла ограничивать их площадь. Скажем, делать их только в двух санузлах и прихожей (площадь ТП при этом составит около 20м²). Лучшим решением будет сделать водяной подогрев везде, где планируется плитка (обычно прихожие, холлы, кухни, кладовые, и даже гостиные, отапливаемый подвал), а по возможности и в других помещениях дома, даже спальнях.

На это есть ряд причин:

• Небольшое удорожание за комфортный дом. При реализации водяного теплого пола даже на небольшой площади при наличии в системе отопления радиаторов, вам придется делать смесительный узел с регулировкой и насосами, покупать коллектор и обвязывать его с помощью запорной арматуры и труб. Будет этот смесительный узел работать на 10м² или на 100м² ТП, — существенной роли не играет. А стоить и в том, и другом случае он будет почти одинаково, ведь запорная арматура, смесительные клапаны и циркуляционные насосы будут одними и теми же. Да, коллектор ТП будет, скажем, не на 2 — 3 контура, а на 10, но стоить при этом он будет не в 3 — 5 раз дороже, а раза в 2.
• Стяжка все равно будет по всему полу. Если вы укладываете теплый пол только в части помещений в пределах этажа, перед вами все равно встает вопрос заливки стяжек по всей площади дома (этажа). Это нужно для того, чтобы у вас не было ступенек и порожков между комнатами: это неудобно, небезопасно, да и просто некрасиво. Заливать полы по плите перекрытия, утеплителю на плите или по утеплителю с теплыми трубами разницы нет — стоить это будет одинаково (цена идёт за площадь заливки). А вот потом переделать и в будущем добавить водяной обогрев в других местах будет очень сложно, а чаще — просто невозможно.
• Утепление пола первого этажа. Тут же встает вопрос и по утеплению полов в тех помещениях, где хоть и нет водяного подогрева, но утеплять их необходимо. Это касается перекрытий над подвалами и полов по грунту. Во всех домах это необходимо для уменьшения теплопотерь.

Таким образом, разница в деньгах при увеличении площади подогрева будет определяться только стоимостью трубы для теплого пола и стоимостью ее монтажа.

Классическая схема монтажа

Рассмотрим стандартную проверенную и рекомендованную производителями оборудования схему обвязки настенных газовых котлов в комбинированных системах отопления с радиаторами и водяными теплыми полами.

Обозначение основных элементов схемы:

1. настенный газовый котел со встроенным циркуляционным насосом и расширительным баком;
2. гидравлический разделитель (термогидравлический разделитель или гидрострелка);
3. коллектор (коллекторная балка) для подключения отопительных контуров;
4. узел циркуляции контура радиаторного отопления;
5. смесительный узел конура водяного теплого пола;
6. предохранительный термостат.

Принцип работы и назначение основных узлов.

Настенный газовый котел 1 (это может также быть и электрокотел или любой другой) нагревает теплоноситель и с помощью встроенного циркуляционного насоса подает его в термогидравлический разделитель 2 (гидравлическую стрелку).

Гидрострелка, по сути, является ничем иным как отрезком трубы большого диаметра с четырьмя отводами. Т.о. нагретый теплоноситель постоянно циркулирует по замкнутому контуру котел-стрелка (А-В)-котел.

При включении насосов контура радиаторов 4 или/и контура теплых полов 5 происходит подача нагретой воды из гидравлической стрелки 2 (С-D) через коллектор 3 в радиаторы и теплый пол. В контур радиаторов 4 вода поступает той же температуры, до которой она была нагрета котлом, а в смесительном контуре теплого пола 5 вода понижает свою температуру в смесительном узле (в данном примере при помощи трехходового смесительного клапана) и поступает в теплые полы.

Гидравлическая стрелка в этой схеме нужна для следующих целей:

• oбеспечивает постоянную и независимую от отопительных контуров циркуляцию теплоносителя через котел посредством котлового насоса;
• обеспечивает независимость работы циркуляционных насосов в контурах радиаторов 4 и теплых полов 5 от насоса котла 1 и друг от друга;
• облегчает гидравлический расчет системы отопления;
• служит местом дополнительного обезвоздушивания и улавливания шлама из теплоносителя (см. воздухоотводчик и сливной кран на стрелке).

Упрощенный вариант подключения

Вот предлагаемое нами решение для смешанной системы отопления дома с радиаторами и теплым полом. Первая картинка — вариант смесительного узла с трехходовым клапаном, вторая — с двухходовым клапаном. Оба варианта одинаково функциональны, однако второй вариант может быть более подходящим для большей площади теплых полов, все зависит от характеристик смесительных клапанов.

Теплый пол и радиаторы: надо ли их комбинировать друг с другом?

Поговорим о союзе радиаторной системы отопления и теплых полов

Чтобы это выяснить, сравним оба варианта и сделаем выводы. Для этого ответим на следующие вопросы:

Как работает радиаторная система отопления?

Система работает по принципу конвекции – переноса энергии потоками воздуха. Жидкий теплоноситель, нагретый до высокой температуры около + 65-70 °С, поступает в батарею. Она, в свою очередь, благодаря теплообмену нагревает холодный воздух, находящийся внизу, у пола. Плотность теплого воздуха уменьшается. Он устремляется вверх, а температура в помещении повышается. Также нагретые поверхности радиатора излучают лучистую энергию. Но чем ближе человек находится к сильно разогретой батарее, тем менее комфортно он себя чувствует из-за локального перегрева.

Важная особенность радиаторной системы. Находящийся под потолком разогретый воздух со временем остывает, опускается, а процесс, за счет циркуляции (перемешивания) холодных и нагретых радиаторами воздушных масс, повторятся.

Какие плюсы и минусы у радиаторного отопления?

Основные достоинства системы:

• Относительная дешевизна и простота монтажа.
• Металлические радиаторы быстро прогреваются и за счет высокой теплоотдачи за короткий срок нагревают воздух в помещении.
• Система радиаторного отопления с открытыми трубопроводами легко поддается ремонту. При необходимости ее можно просто модернизировать, заменив радиаторы на более современные модели с повышенной теплоотдачей.
• Широкая номенклатура радиаторов разных размеров и мощности.

Из недостатков выделим:

• Требуется постоянно нагревать воду или антифриз, как отмечалось выше, до + 70 °С. Это увеличивает расходы на энергоносители, а значит, повышает затраты на отопление. Это немаловажно, ведь в ряде регионов РФ отопительный сезон длится 6-8 месяцев.
• Неравномерность обогрева помещения. При отоплении радиаторами у потолка скапливаются теплые воздушные массы, которые, охлаждаясь, опускаются вниз, что снижает уровень комфорта для пользователя.

• Из-за конвекции в комнате происходит интенсивное перемешивание воздуха и пыли, что негативно воспринимается людьми, склонными к аллергическим реакциям.
• Не всем пользователям нравятся развешенные вдоль стен радиаторы. Кроме этого, в ряд современных отделочных и дизайнерских решений, радиаторы просто не вписываются.

Какой принцип действия у теплого пола (ТП) и из каких компонентов он состоит?

В бетонную стяжку, залитую на слой утеплителя, что уменьшает потери тепла (нам не нужно греть подвал коттеджа или потолок соседской квартиры), замоноличиваются трубы (ветки греющих регистров). По веткам циркулирует теплоноситель. Он отдает накопленную энергию бетону, который хорошо проводит и отдает тепло. Тепло равномерно распределяется по полу, на который уложено покрытие, разрешенное для эксплуатации с ТП.

Отметим, что по теплому полу, нагретому не выше, чем +30°С, т.е. низкотемпературной системе отопления, приятно ходить. Ноги находятся в теплой, но не перегретой зоне, а также осуществляется лучистый, наиболее комфортный теплообмен между нагретой поверхностью и человеком.

Основные узлы водяного ТП:

1. 1. Насосно-смесительный узел. Он понижает температуру горячей воды, которая поступила от котла, т.к. в ветки ТП нельзя подавать теплоноситель, нагретый свыше +50 °С.
2. 2. Коллектор. Распределяет теплоноситель по веткам (трубам) ТП, уложенным в бетонную стяжку, залитую в помещениях, где смонтирована система отопления.
3. 3. Комплектующие, необходимые для регулирования заданной температуры теплоносителя и пола. Это – термоголовка, балансировочный клапан, сервоприводы, термостаты и т.д.

В чем заключаются плюсы и минусы водяного ТП?

Температура на поверхности ТП, как правило (за исключением т.н. «мокрых помещений» и прихожей), не превышает + 29 °C. Фактически: водяной ТП – это большой низкотемпературный радиатор, вмурованный в бетон. В результате в помещении происходит оптимальное и равномерное распределение температуры от пола до потолка. Кроме этого, практически отсутствуют конвективные потоки воздуха, а вместе с ними и движение пыли.

По действующим нормативам считается, что оптимально поддерживаемая температура в комнате составляет +20°С. Но, по ощущениям, человек воспринимает лучистую энергию как более комфортную, чем от нагретого до + 20-22 °С батареями воздуха.

Поэтому, без ущерба для теплового комфорта, можно понизить температуру в комнате до +18°С. Это выгодно, т.к. уменьшатся расходы на энергоресурсы, которые тратятся на нагрев теплоносителя. Особенно если теплоноситель нагревает экономичный и современный конденсационный газовый котел, имеющий наибольший КПД при работе с водяным ТП.

Недостатки водяного ТП:

• Более высокие, по сравнению с радиаторным отоплением, начальные затраты на монтаж системы.
• Повышенные требования к квалификации и строительному опыту рабочих и качеству использованных материалов – труб для водяного пола, например, сделанных из сшитого полиэтилена PE-Xа, коллекторов и т.д.
• Сложности с ремонтом труб, замурованных в пол. В случае протечки, например, из-за ошибки отделочника, пробившего бетонную стяжку и попавшего буром в ветку водяного ТП, придется демонтировать часть напольного покрытия и вскрывать дефектный участок.
• Повышенная теплоинерционность системы. В отличие от радиаторов, быстро изменить теплоотдачу от ТП в случае резкого похолодания не получится. Потребуется время, прежде чем система выйдет на новый рабочий режим.
• Нельзя отопить только одним ТП помещения небольшой площади, которые плотно заставлены мебелью: уменьшается эффективная полезная площадь пола, с которого происходит теплоотдача.

Можно ли смонтировать водяной ТП в многоквартирном доме?

Многие застройщики хотели бы смонтировать ТП с жидким теплоносителем в многоквартирном доме с централизованной системой отопления. Но данный вариант возможен только в новостройках, если:

• Установлен тепловой счетчик.
• В квартире сделан отдельный стояк или смонтирована гребенка для раздачи теплоносителя на радиаторы. И уже от нее идет насосно-смесительный узел для подачи в ветки теплого пола.

В иных случаях установка водяного ТП в квартире запрещена, т.к. это приведёт к отбору горячего теплоносителя из центральной отопительной системы, т.е. у других жильцов дома, и ее разбалансировке.

В каком случае надо ставить комбинированную систему отопления: ТП + радиаторы?

Чтобы понять, справится ли теплый пол с обогревом загородного дома, делается теплотехнический расчет. Мощность системы отопления рассчитывается исходя из теплопотерь коттеджа, которые она должна компенсировать.

Для ориентира: мощность с 1 м 2 ТП около 100 Вт. Выше мы уже говорили, что при недостаточной активной поверхности теплосъема, ТП может не хватить для комфортного обогрева. Не забываем о суровом климате РФ и продолжительном отопительном сезоне в ряде регионов. Также есть помещения со вторым светом и плотно меблированные комнаты.

Обратите внимание. Теплопотери помещений повышаются, если отапливаются угловые комнаты, например, с двумя стенами, выходящими на улицу, или комнаты с большой площадью остекления.

Недостаток мощности водяного ТП компенсируют радиаторы отопления, которые традиционно устанавливаются под оконными проемами, чтобы отсечь идущие от них зимой потоки холодного воздуха.

Важный нюанс. Со временем ряд пользователей ТП переводят его из режима «отопление» в режим «комфорт», понижая температуру теплоносителя. При этом температура поверхности пола не превышает + 24-25°С. Это уменьшает теплоотдачу системы до примерно 50 Вт с 1 м 2 , которую приходится восполнять радиаторам отопления.

Итак, совмещение ТП и радиаторов нивелирует основной недостаток низкотемпературной системы – ее высокую тепловую инерционность. В случае заморозков радиаторы быстро поднимут температуру в доме до комфортного уровня.

Если дом хорошо утеплен, а регион проживания – юг России, то для отопления загородного дома вполне хватает только теплого пола. Если жилье находится севернее, в доме большая площадь остекления, а расчет показал, что для обогрева не хватает мощности ТП, то оптимальное решение – смонтировать комбинированную систему отопления: ТП + радиаторы.