Как подключают теплые полы к отоплению с естественной циркуляцией, особенности, рекомендации

Все большую популярность приобретают теплые полы. Их несложно сделать в новых помещениях или при реконструкции установленной системы отопления. У владельцев гравитационной системы обогрева возникают вопросы: можно ли обустроить и как подключить водяной теплый пол к отоплению с естественной циркуляцией? Подсоединить его можно, только придется немного переделать конструкцию.

Принцип работы системы обогрева пола при отоплении радиаторами

Трубопровод в самотечной системе отопления расположен с уклоном, поэтому, чтобы циркулировал теплоноситель, не требуется насос – кругооборот происходит на основании физических характеристик воды. Однако в трубопроводе системы обогреваемого пола нет уклона – для ее функционирования теплоноситель продвигается циркуляционным насосом.

Подключение к отоплению

Если рассматривать общую конструкцию, происходит следующее: когда есть электроэнергия, работают и радиаторы, и теплый пол. Если ее нет, насос останавливается, следовательно, обогреваемый пол перестает функционировать, однако радиаторное отопление действует. При восстановлении подачи электрической энергии насос автоматически включается, и обе подсистемы продолжают действовать в нормальном режиме.

Читайте также: Смесительный узел для теплого пола — принцип работы, установка узла своими руками

Подключение обогреваемого пола к естественно циркулирующему отоплению

• Монтаж такой схемы требует дополнительных затрат, чтобы обустроить безопасное использование комбинированного отопления. В некоторых случаях вода закипает, происходит разрушение труб, котла, приводящие к взрывам.
• Идеальное решение обустройства подогреваемого пола в доме – устройство системы, работающей в штатном режиме при отключении электричества.
• Для работы радиаторного отопления делают от котла трубопровод с уклоном, чтобы циркулировала вода, а для водяного пола требуется насос, перекачивающий теплоноситель.
• Здесь возникает опасность: при отключении электричества вода в котле греется, а насос не циркулирует – происходит авария. Чтобы такой ситуации не возникло, дополнительно устанавливают обратный клапан, открывающийся при отключении насоса.

Коллекторный шкаф

• Для снижения температуры воды на контур теплого пола устанавливают термостатический клапан, перекрывающий поток воды при повышении установленных параметров. Еще устанавливают клапаны обезвоздушивания. Все это монтируют в распределительный шкаф.
• Для слаженной одновременной работы систем отопления (теплый пол, радиаторы) используют две разные подсистемы с установкой коллекторов. Это дает возможность четче регулировать поток в каждом контуре. С помощью трехходового смесительного клапана контролируется температура отдельно в радиаторах и теплом полу. Благодаря автоматике клапана температура воды соответствует потребностям каждой из систем.

Рекомендации по устройству отапливаемого пола на систему с естественной циркуляцией

Водяной пол соединяют с отопительной системой, в которой теплоноситель проходит самотеком, по существующим схемам.

Схема подключения

Чтобы подсоединить трубы водяного пола, надо установить хотя бы один регулировочный вентиль с диаметром в три четверти. С его помощью происходит регулировка температуры пола.

Внимание! Подсоединение контуров тёплого пола проводят на расстоянии как минимум 5 м – это касается присоединению труб подачи и обратки.

Для устройства водяного тёплого пола применяют металлопластиковые трубы 16 мм – у них максимальная теплоотдача. При этом шаг монтажа трубопровода составляет 200 мм.

Для постоянной работы обогреваемого напольного покрытия врезают в существующую отопительную систему циркуляционный насос 25 на 40 (25 на 60) на подающей трубе от отопителя (котла). Делают это по обычной байпасной схеме, устанавливая отсекающие вентили дюймового диаметра, встраивая обратный клапан, перекрывающий при функционирующем насосе подающий трубопровод.

Внимание! Обратный клапан можно не устанавливать, но тогда снижается коэффициент полезного действия насоса.

Монтаж контура водяного пола начинают с обустройства модуля обогреваемого пола. Выбирают место возле двери с открывающей стороны. На высоту в 1000 мм от пола делают углубление в стенке или гипсокартонный каркас. Выполняют штробу для пола 50 на 50 мм.

Модуль возможно сделать самостоятельно, взяв щиток для монтажа электричества высотой 300 мм. Туда устанавливают по направлению вверх прямой клапан радиаторный под термоголовку. Внизу крепятся фитинги для труб. Сверху монтируют отвод в полдюйма с резьбой внутри и снаружи. На отвод накручивают тройник, а сверху устанавливают воздухоотвод. Такую конструкцию устанавливают в щиток, подключают контуры теплого пола, а модуль – к подаче на котел.

Зная некоторые особенности обустройства отопительных систем, учитывая меры безопасности, вполне возможно установить теплый пол в конструкцию с естественной циркуляцией теплоносителя.

Водяной теплый пол без дополнительного насоса

Смесительный узел в водяной системе обогреваемого пола нужен для корректирования температуры теплоносителя. Установленный котел нагревает теплоноситель до требуемой температуры – 55 градусов. Этого хватает для прогрева пола до 30 градусов. Данный показатель комфортен для холодного периода года. В коллекторе смеситель самостоятельно смешивает горячую и холодную воду до нужной температуры.

Если планируется теплый пол без насоса, то теплоноситель подается в систему с заданной температурой, но для этого требуется отдельный котел или наличие централизованной отопительной системы.

Особенности самотечной системы отопления

Главный минус укладки системы водяного отопления без узлов смесителя и коллектора состоит в том, что требуется минимизировать потери температуры воды на пути следования «нагреватель – контур», ведь температуру на покрытии пола нужно держать постоянной.

Рекомендуется учитывать такие требования:

• утеплить стены здания;
• уложить теплоизоляционный материал в пирог напольного покрытия;
• установить качественные конструкции оконных рам;
• смонтировать напольное покрытие в максимальной близости с нагревателем;
• площадь помещения не должна быть больше 10-15 кв.м, иначе бездополнительного насоса продавить контур не получится;
• трубы для контура теплого пола с естественной циркуляцией лучше выбрать с диаметром 20 мм, чтобы уменьшить в них гидросопротивление.

Возможные схемы подключения

Как правило, теплые полы без циркуляционного насоса подключают к уже существующей радиаторной системе отопления. Врезку делают в подающую линию. Возможны два варианта:

• в квартире с централизованным отоплением;
• в частном доме с индивидуальным отоплением от котла.

Внимание! Помните, что любые врезки в систему центрального отопления требуют согласования. Надзорные организации при обнаружении самовольного подключения выпишут штраф и обяжут демонтировать незаконно установленное оборудование.

В своем доме для работы теплого пола без насоса, рекомендуется выбрать мощный котел, неважно, газовый или электрический. Главное, чтобы его мощности хватало и на радиаторы, и на напольный обогрев. Стоит выбрать котел с встроенным насосом.

Естественная циркуляция теплоносителя

Этот наиболее трудный в реализации вариант для теплого пола.Сделать однотрубную систему отопления батареями, при которой теплоноситель самотёком будет циркулировать не сложно.

Главное правило: центр нагрева (котёл) должен быть ниже центра остывания. Но вот подключить в эту схему тепл.полы сложнее.

Для частного дома возможен такой вариант:

Котел устанавливается ниже ТП, например, в подвале. Для еще большего увеличения давления циркуляции можно увеличить к-во секций в приборах стояка, для компенсации потерь в них по циркуляции и теплу (сопротивление теплого пола), а также увеличить диаметр стояка.

На схеме изображен самый «сильный» вариант для работы ТП. Возможно также установить котел на 1-й этаж. Получится, что теплый пол ниже центра котла. Но кольцо циркуляции через стояк и ТП тоже имеет свой центр охлаждения. Складывая их вместе (ц.о.стояка +ц.о. ТП), образуем общий центр остывания, находящийся выше центра котла. Естественная гравитационная система в этом случае также будет работать.

Котел со встроенным насосом

Более простой вариант подключения — это использование одного насоса на котле для прокачки теплоносителя и по радиаторам и по теплому полу.

Трубы напольного обогрева подключают через термостатический клапан. Монтируют клапан на подачу теплоносителя, а к обратной трубе устанавливается перемычка. Клапан предназначен для регулировки температуры теплоносителя, он представляет собой смеситель, внутри которого установлен термочувствительный элемент. Клапан защищает систему – он автоматически прекращает поток на трубе подачи в нужный момент.

Такие варианты подключения без насоса водяного ТП к котлу оправданы лишь на небольших участках — в сан.узлах, кухне, прихожей. На большой площади самотечный теплый пол реализовать не получится.

С другой стороны, в малых помещениях удобнее монтировать электрический подогрев, не забивая себе голову расчетами гидросопротивления и центра охлаждения.

Вопросы и отзывы оставляйте в комментариях ниже.

Водяной тёплый пол в частном доме с естественной циркуляцией

Тёплые полы бывают двух типов — электрические и водяные. Первые работают от сети, вторые от центрального отопления. Если электрические полы с подогревом можно устанавливать в любой комнате как частного дома так и квартиры, то подключение тёплого водяного пола слегка отличается. Эта разница обусловлена тем, что в частном доме нет центрального отопления. Отопление в таких домах происходит за счёт обычных котлов. В этом есть свои недостатки в сравнении с квартирами, но есть и свои плюсы, которые, нужно заметить, намного более имущественные. Вы сами регулируете температуру у себя в помещении и можете включать котёл даже летом, если вам холодно. А ещё это ваше отопление и вы ничего не с кем не согласовываете.

Итак, в чём же заключается особенность подключения тёплых полов в частном доме? Самое главное это понимание того, что монтаж подобных систем в частном доме потребует дополнительных затрат на правильное функционирование и на безопасность системы отопления. В определённых случаях можно спровоцировать аварию с котлом, когда вода в нём закипит и произойдёт разрушение труб и самого котла, которое может привести если не к взрыву, то к утечке газа.

Самая идеальная формула тёплого пола в частном доме это построение системы которая будет функционировать как в штатном режиме, так и в случае отключения электричества. Для чего нужно электричество водяному полу далее.

При монтаже обычного радиаторного отопления трубы выставляются под небольшим углом для естественной циркуляции воды. За счёт этого горячая вода от котла движется в сторону радиаторов а холодная от радиаторов в сторону котла. Так вот, в тёплом полу такой циркуляции достичь почти невозможно и приходится вешать дополнительное оборудование в виде электрического насоса, в противном случае пол просто не будет греться. А что произойдёт с системой, если случайно пропадёт напряжение?

Правильно — вода в котле закипит, поскольку насос будет препятствовать естественной циркуляции. Ещё стоит уточнить такой момент, что если в доме нет рабочего радиаторного отопления на естественной циркуляции, то делать один водяной пол по всему дому чревато упомянутой проблемой с отключением электричества и аварией на котле.

Если же тёплый пол подключается к системе с естественной циркуляцией, то кроме насоса необходим ещё один элемент — обратный клапан, который будет закрыт при включенном насосе и открыт в случае отключения этого насоса. Рабочая конструкция насоса и обратного клапана показана на рисунке.

Самотечная система отопления с естественной циркуляцией – расчеты, уклоны, виды

Для частных загородных домов и дач, часто устанавливается система отопления с естественной циркуляцией теплоносителя. Данное решение имеет свои положительные и отрицательные стороны. Схему выполняют четырьмя различными способами.

Система с гравитационной циркуляцией чувствительна к ошибкам, допущенным во время монтажа отопления.

Принцип работы системы с естественной циркуляцией

Схема отопления частного дома с естественной циркуляцией пользуется популярностью благодаря следующим преимуществам:

Простой монтаж и обслуживание.

Отсутствие необходимости в установке дополнительного оборудования.

Энергонезависимость – во время работы не требуются дополнительные расходы на электроэнергию. При отключении электричества, система обогрева продолжает работать.

Принцип работы водяного отопления, с использованием самотечной циркуляции, основан на физических законах. При нагревании уменьшается плотность и вес жидкости, а при остывании жидкостной среды, параметры возвращаются в первоначальное состояние.

При этом, давление в системе отопления практически отсутствует. В теплотехнических формулах принимается соотношение 1 атм., на каждые 10 м. напора водяного столба. Расчет системы отопления 2-х этажного дома покажет, что гидростатическое давление не превышает 1 атм., в одноэтажных зданиях 0,5-0,7 атм.

Так как при нагреве жидкость увеличивается в объеме, для естественной циркуляции, обязательно потребуется расширительный бак. Вода, проходящая через водяной контур котла, нагревается, что приводит к увеличению в объеме. Расширительный бачек должен находиться на подаче теплоносителя, в самом верху системы отопления. Задачей буферной емкости является компенсация увеличения объема жидкости.

Система отопления с самоциркуляцией может применяться в частных домах, делая возможным следующие подключения:

Подсоединение к теплым полам – требует установить циркуляционный насос, только на водяной контур, уложенный в пол. Остальная система продолжит работать с естественной циркуляцией. После отключения электричества, помещение продолжит отапливаться с помощью установленных радиаторов.

Работа с бойлером косвенного нагрева воды – подключение к системе с естественной циркуляцией возможно, без необходимости в подключении насосного оборудования. Для этого бойлер устанавливают в верхней точке системы, чуть ниже воздушного расширительного бака закрытого или открытого типа. Если это невозможно, тогда насос устанавливают непосредственно на накопительную емкость, дополнительно устанавливая обратный клапан, чтобы избежать рециркуляции теплоносителя.

Виды систем отопления с гравитационной циркуляцией

Несмотря на простое устройство системы водяного отопления с самоциркуляцией теплоносителя, существует как минимум четыре, пользующихся популярностью, схемы монтажа. Выбор типа разводки зависит от характеристик самого здания и ожидаемой производительности.

Чтобы определить, какая схема будет работоспособной, в каждом отдельном случае требуется выполнить гидравлический расчет системы, учесть характеристики отопительного агрегата, рассчитать диаметр трубы и т.п. При выполнении вычислений может потребоваться помощь профессионала.

Закрытая система с самотечной циркуляцией

В странах ЕС, системы закрытого типа пользуются наибольшей популярностью среди других решений. В РФ схема пока не получила широкого применения. Принципы действия водяной системы отопления закрытого типа с безнасосной циркуляцией заключается в следующем:

При нагревании теплоноситель расширяется, происходит вытеснение воды из контура отопления.

Под давлением жидкость поступает в закрытый мембранный расширительный бак. Конструкция емкости представляет полость, разделенную мембраной на две части. Одна половина бачка заполнена газом (в большинстве моделей используется азот). Вторая часть остается пустой для наполнения теплоносителем.

При нагревании жидкости создается давление, достаточное, чтобы продавить мембрану и сжать азот. После остывания, происходит обратный процесс, и газ выдавливает воду из бачка.

В остальном, системы закрытого типа, работают, как и остальные схемы отопления с естественной циркуляцией. В качестве минусов можно выделить зависимость от объема расширительного бака. Для помещений с большой отапливаемой площадью, потребуется установить вместительную емкость, что не всегда целесообразно.

Открытая система с самотечной циркуляцией

Система отопления открытого типа отличается от предыдущего типа только конструкцией расширительного бака. Данная схема чаще всего использовалась в старых зданиях. Преимуществами открытой системы является возможность самостоятельного изготовления емкости из подручных материалов. Бачок, обычно имеет скромные габариты и устанавливается на кровле или под потолком жилой комнаты.

Главным недостатком открытых конструкций является попадание воздуха в трубы и радиаторы отопления, что приводит к усилению коррозии и быстрому выходу из строя греющих элементов. Завоздушивание системы также частый «гость» в схемах открытого типа. Поэтому, радиаторы устанавливаются под углом, обязательно предусматриваются краны Маевского, для стравливания воздуха.

Однотрубная система с самоциркуляцией

Однотрубная горизонтальная система с естественной циркуляцией имеет низкую теплоэффективность, поэтому используется крайне редко. Суть схемы такова, что подающая труба последовательно подключена к радиаторам.

Нагретый теплоноситель поступает в верхний патрубок батареи и выводится через нижний отвод. После этого тепло поступает к следующему узлу отопления и так до последней точки. От крайней батареи к котлу возвращается обратка.

Преимуществ у данного решения несколько:

Отсутствует парный трубопровод под потолком и над уровнем пола.

Экономятся средства на монтаж системы.

Недостатки такого решения очевидны. Теплоотдача радиаторов отопления и интенсивность их нагрева снижается по мере отдаленности от котла. Как показывает практика, однотрубная система отопления двухэтажного дома с естественной циркуляцией, даже при соблюдении всех уклонов и подбора правильного диаметра труб, зачастую переделывается (посредством монтажа насосного оборудования).

Двухтрубная система с самоциркуляцией

Двухтрубная система отопления в частном доме с естественной циркуляцией, имеет следующие конструктивные особенности:

Подача и обратка проходят по разным трубам.

Подающий трубопровод подсоединен к каждому радиатору через входной отвод.

Второй подводкой батарея подключается к обратке.

В результате, двухтрубная система радиаторного типа дает следующие преимущества:

Равномерное распределение тепла.

Отсутствие необходимости в добавлении секций радиатора для лучшего прогрева.

Проще выполнить регулировку системы.

Диаметр водяного контура, по крайней мере, на размер меньше чем в однотрубных схемах.

Отсутствие строгих правил установки двухтрубной системы. Допускаются небольшие отклонения относительно уклонов.

Как правильно сделать водяное отопление с естественной циркуляцией

Все гравитационные системы объединяет общий недостаток – отсутствие давления в системе. Любые нарушения во время проведения монтажных работ, большое количество поворотов, несоблюдение уклонов, моментально отражаются на работоспособности водяного контура.

Чтобы сделать грамотно отопление без насоса, учитывается следующее:

Минимальный угол уклонов.

Тип и диаметр труб, используемых для водяного контура.

Особенности подачи и вид теплоносителя.

Какой уклон труб нужен при самотечной циркуляции

Нормы проектирования внутридомовой системы отопления с гравитационной циркуляцией, подробно прописаны в строительных нормах. В требованиях учитывается, что движению жидкости внутри водяного контура будет мешать гидравлическое сопротивление, препятствия в виде углов и поворотов, и т.д.

Уклон отопительных труб регламентируется в СНиП. Согласно указанным в документе нормам, на каждый погонный метр требуется сделать наклон в 10 мм. Соблюдение данного условия гарантирует беспрепятственное движение жидкости в водяном контуре.

Нарушение наклона при прокладке труб, приводит к завоздушиванию системы, недостаточному прогреву отдаленных от котла радиаторов, и, как следствие, снижению теплоэффективности.

Какие трубы применяют для монтажа

Выбор труб для изготовления отопительного контура имеет важное значение. Каждый материал имеет свои теплотехнические характеристики, гидравлическую сопротивляемость и т.д. При самостоятельном выполнении монтажных работ, дополнительно учитывают сложность монтажа.

Чаще всего используют следующие строительные материалы:

Стальные трубы – к достоинствам материала следует отнести: доступную стоимость, устойчивость к высокому давлению, теплопроводность и прочность. Недостатком стали является сложный монтаж, невозможный, без применения сварочного оборудования.

Металлопластиковые трубы – имеют гладкую внутреннюю поверхность, не дающую контуру засориться, небольшой вес и линейное расширение, отсутствие коррозии. Популярность металлопластиковых труб несколько ограничивает небольшой срок эксплуатации (15 лет) и высокая стоимость материала.

Полипропиленовые трубы – получили широкое применение благодаря простоте монтажа, высокой герметичности и прочности, длительному сроку эксплуатации и устойчивости к размерзанию. Трубы из полипропилена монтируются с помощью паяльника. Срок службы не менее 25 лет.

Медные трубы – не получили широкого распространения за счет большой стоимости. Медь имеет максимальную теплоотдачу. Выдерживает нагрев до + 500°С, срок эксплуатации свыше 100 лет. Особенной похвалы достоин внешний вид трубы. Под воздействием температуры, поверхность меди покрывается патиной, что только улучшает внешние характеристики материала.

Какого диаметра должны быть трубы при циркуляции без насоса

Правильный расчет диаметров труб на водяное отопление с естественной циркуляцией осуществляется в несколько этапов:

Подсчитывается потребность помещения в тепловой энергии. К полученному результату добавляют около 20%.

СНиП указывает соотношение тепловой мощности к внутреннему сечению трубы. Высчитываем по приведенным формулам сечение трубопровода. Чтобы не выполнять сложные вычисления, стоит воспользоваться он-лайн калькулятором.

Диаметр труб системы с естественной циркуляцией должен быть подобран согласно теплотехническим расчетам. Чрезмерно широкий трубопровод приводит к снижению теплоотдачи и увеличению расходов на отопление. На ширину сечения влияет тип используемого материала. Так, стальные трубы не должны быть уже 50 мм. в диаметре.

Существует еще одно правило, помогающее усилить циркуляцию. После каждого разветвления трубы, диаметр сужают на один размер. На практике это значит следующее. К котлу подключена двухдюймовая труба. После первого разветвления контур сужают до 1 ¾, дальше до 1 ½ и т.д. Обратку наоборот собирают с расширением.

Какой розлив лучше сделать – нижний или верхний

Естественная циркуляция воды в системе отопления одноэтажного дома во многом зависит и от выбранной схемы подачи теплоносителя непосредственно к радиаторам. Принято классифицировать все типы подключения или розлива на две категории:

Система с нижним розливом – имеет привлекательный внешний вид. Трубы располагаются на уровне пола. Однотрубная система с нижней разводкой имеет малую теплоэффективность и требует тщательного планирования и проведения расчетов. Схемы с нижним розливом наиболее востребованы для трубопроводов высокого давления.

Система с верхним розливом – данное решение оптимально подходит для частного дома. Подача горячей воды осуществляется посредством трубы, расположенной под потолком. Поступающий сверху теплоноситель, вытесняет скопившийся воздух (воздух стравливается через краны Маевского). Однотрубная система водяного отопления с верхним розливом, также отличается эффективностью.

Какой теплоноситель лучше для систем с самоциркуляцией

Оптимальный теплоноситель для системы отопления с естественным движением жидкости – это вода. Дело в том, что антифриз имеет большую плотность и меньшую теплоотдачу. Для нагрева гликолевых составов до необходимого состояния, требуется больше времени, сжигаемого топлива, при этом теплоотдача остается на уровне воды.

За использование незамерзающей жидкости, в качестве довода можно привести два довода:

Высокая текучесть материала, улучшающая циркуляцию.

Способность сохранять текучесть при достижении -10°С, -15°С.

Антифриз используют, если планируется в течение долгого времени не отапливать помещение, или делать это с периодичностью, а постоянно сливать жидкость из системы нет возможности.

Какое отопление лучше выбрать – естественное или принудительное?

Конструктивные особенности системы с естественной гравитационной циркуляцией, простота монтажа и возможность самостоятельного выполнения работ, сделали такую схему достаточно популярной у отечественного потребителя.

Но самоциркулирующая конструкция проигрывает по сравнению с контуром, подключенным к насосному оборудованию, в следующих аспектах:

Начало работы – система отопления с естественной циркуляцией начинает работать при температуре теплоносителя около 50°С. Это необходимо, чтобы вода расширилась в объеме. При подключении к насосу, жидкость двигается по водяному контуру сразу после включения.

Падение мощности отопительных приборов при естественной циркуляции теплоносителя по мере отдаленности от котла. Даже при грамотно собранной схеме, разница температуры составляет порядка 5°С.

Влияние воздуха – основной причиной отсутствия циркуляции является завоздушивание части водяного контура. Воздух в системе отопления может образовываться из-за несоблюдения уклонов, использования открытого расширительного бачка и других причин. Чтобы продавить систему, приходится включать котел на максимальную мощность, что приводит к существенным затратам.

Отопление двухэтажного дома при естественной циркуляции теплоносителя затруднено по причине существующих препятствий для движения жидкости.

Относительно регуляции нагрева, самоциркулирующие системы также уступают контурам, подключенным к насосам. Современное циркуляционное оборудование подключается к комнатным термостатам, что обеспечивает точность теплоотдачи и нагрев температуры в помещении с погрешностью до 1°С. Установка терморегуляторов допускается и в схемах с самоциркуляцией, но погрешность настроек составит 3-5°С.

Выбрать систему с естественной циркуляцией, оправдано, в случае отопления небольших одноэтажных зданий. Если требуется отапливать коттеджи и загородные дома площадью более 150-200 м², нужна установка циркуляционного оборудования.

Главным достоинством схем с самоциркуляцией является их энергонезависимость, но произведя несложные расчеты, можно прийти к выводу, что экономия на электроэнергии не оправдывает потери тепла в процессе самостоятельного движения теплоносителя. Схемы с принудительной циркуляцией имеют большую теплоотдачу и эффективность.