Технология монтажа водяного теплого пола

В статье рассмотрены практические вопросы монтажа теплых полов и наиболее распространенные гидравлические схемы, от самых простых до более сложных, позволяющие добиться максимального комфорта в помещении. Представленные варианты схем реализованы на базе оборудования торговой марки VALTEC.

Наиболее распространенным способом реализации систем напольного отопления являются монолитные полы, выполненные так называемым «мокрым» методом из цементно-песчаного раствора или бетона. Конструкция такого пола представлена на рис. 1.

Рис. 1. Конструкция теплого пола

Монтаж системы теплых полов начинается с подготовки поверхности. Поверхность должна быть выровнена, неровности по площади не должны превышать ±5 мм. При необходимости поверхность выравнивается дополнительной стяжкой. Нарушение этого требования может привести к «завоздушиванию» труб.

После выравнивания поверхности необходимо вдоль стен или перегородок уложить демпферную ленту толщиной не менее 5 мм для компенсации теплового расширения монолита теплого пола. Лента должна быть уложена вдоль всех стен и перегородок, обрамляющих помещение, стоек, дверных коробок, колонн, отводов и т.п. Лента должна выступать над запланированной высотой конструкции пола минимум на 20 мм. В дальнейшем она будет закрыта плинтусом.

После установки демпферной ленты на перекрытие укладывается полиэтиленовая пленка для защиты от протекания цементного молока из раствора и слой теплоизоляции для предотвращения утечки тепла в нижележащие помещения. В качестве теплоизоляции используются вспененные материалы (полистирол, полиэтилен и т.п.) или фольгированные теплоизоляционные материалы. Важно, чтобы фольгированные теплоизоляционные материалы имели защитную пленку на алюминии. В противном случае, щелочная среда бетонной стяжки разрушает фольгированный слой в течение 3–5 недель. Для придания прочности цементно-песчаной стяжки укладывается арматурная сетка.

Рис. 2. Укладка петель теплого пола «одиночным змеевиком»

Раскладка труб осуществляется с определенным шагом и в нужной конфигурации, заданной проектом. При этом рекомендуется подающий трубопровод укладывать ближе к наружным стенам. Существует несколько способов укладки петель теплого пола.

При укладке «одиночный змеевик» (рис. 2) распределение температуры поверхности пола неравномерное.

При укладке «улиткой» (рис. 3), трубы с противоположными направлениями потоков чередуются, причем наиболее горячий участок трубы соседствует с наиболее холодным. Это приводит к более равномерному распределению температуры по поверхности пола.

Укладка трубы производится по разметке, нанесенной на теплоизоляцию. Трубы крепятся якорными скобами через 0,3–0,5 м, либо удерживаются специальными выступами теплоизоляционных матов. Шаг укладки определяется расчетом и лежит в пределах от 10 до 30 см. Шаг труб не должен превышать 30 см, в противном случае возникнет неравномерный нагрев поверхности пола с появлением теплых и холодных полос. Для удобства расчета расхода трубы в зависимости от шага трубы и площади помещения можно воспользоваться таблицей 1.

Рис. 3. Укладка петель теплого пола «улиткой»

Области вблизи наружных стен здания называют «граничными зонами». Здесь рекомендуется уменьшать шаг укладки трубы, для того, чтобы компенсировать потери тепла через наружные ограждающие конструкции. Длину одного контура (петли) теплого пола не рекомендуется принимать более 100–120 м. Предпочтительно, чтобы потери давления в петле не превышали 20 кПа. После раскладки петель, непосредственно перед заливкой стяжки, производится опрессовка системы давлением, в 1,5 раза превышающем рабочее, но не менее 0.6 МПа (п. 5.25 СП 41-102-98).

При заливке цементно-песчаной стяжки труба должна находиться под давлением воды 0,3 МПа при комнатной температуре. Минимальная высота заливки над поверхностью трубы должна быть не менее 3 см (максимальная рекомендуемая высота, по европейским нормам – 7 см). Цементно-песчаная смесь должна быть не ниже марки 150 на цементе марки не ниже 400 с пластификатором. При заливке стяжки рекомендуется использовать виброрейку для удаления воздушных пузырьков. При длине монолитной плиты более 8 м или площади больше 40 м2 необходимо предусмотреть деформационные швы толщиной не менее 5 мм, для компенсации теплового расширения монолита. При прохождении труб через швы они должны иметь защитную оболочку длиной не менее 1 м.

Таблица 1. Расход трубы теплого пола
в зависимости от площади помещения

Пуск системы теплого пола осуществляется только после полного высыхания стяжки (примерно четыре дня на 1 см толщины стяжки). Температура воды при пуске системы должна быть комнатной. После пуска системы следует ежедневно увеличивать температуру подаваемой воды на 5 °С до расчетной рабочей температуры.

Среднюю температуру поверхности пола, согласно п. 6.4.8 СП 60.13330.2012, рекомендуется принимать не выше:
• 26 °С для помещений с постоянным пребыванием людей;
• 31 °С для помещений с временным пребыванием людей и обходных дорожек плавательных бассейнов.

Температура пола по оси нагревательного элемента должна быть не более 35 °С.

Согласно СП 41-102-98 перепад температуры на отдельных участках пола не должен превышать 10 °С (оптимально 5 °С).

Далее будут приведены основные схемы для монтажа теплого пола. Схема № 1 решена с использованием терморегулирующего монтажного комплекта VT.ICBOX, и позволяет автоматически поддерживать требуемую температуру в помещении.

Схема № 1 на базе терморегулирующего монтажного комплекта VT.ICBOX

Таблица 2. Спецификация материалов «теплого пола» для схемы № 1 (площадь пола 15 м 2 )

Такая схема используется при теплоносителе в подающем трубопроводе с температурой до 60 °С. При более высоких температурах теплоносителя необходимо применять специальные технические решения (частичное использование «теплой стены»; применение поризованных стяжек, теплоизоляция труб). К преимуществам данной схемы относится ее простота и экономичность. Её рекомендуется использовать при укладке теплого пола в небольших помещениях, учитывая, что один монтажный узел VT.ICBOX может обслужить только одну петлю теплого пола протяженностью не более 100 м. Коллектор и насосно-смесительный узел для такой схемы не требуются.

Регулирование температуры теплоносителя в контуре теплого пола осуществляется встроенным терморегулятором, входящим в состав узла VT.ICBOX. При повышении температуры теплоносителя выше установленного значения, терморегулятор уменьшает расход, тем самым снижая температуру пола. Для устройства теплого пола выпускаются монтажные комплекты VT.ICBOX1.0 и VT.ICBOX 2.0. Автоматическое поддержание температуры в помещении в узле VT.ICBOX 1.0 осуществляется при помощи сервопривода или термостатической головки с выносным термочувствительным элементом, а в узле VT.ICBOX 2.0 – только при помощи термоголовки.

Недостатком систем с узлами VT.ICBOX, при подключении их к высокотемпературной системе отопления, является неравномерность распределения температуры теплоносителя по длине трубы, что приводит к существенным перепадам температуры пола над соседними трубами. Поэтому, при использовании теплого пола на базе комплектов VT.ICBOX, рекомендуется:
• в качестве финишного покрытие пола использовать материалы, стойкие к высоким температурам, например керамическую плитку;
• использовать толщину стяжки не менее 50 мм над трубой, что исключит скачкообразное колебание температур на поверхности пола. Чем больше толщина стяжки, тем меньше перепад температур пола между соседними трубами;
• укладывать трубы «улиткой». В этом случае «горячие» трубы равномерно чередуются с «холодными», что позволит избежать наличия перегретых участков пола.

Схема № 2 на базе трехходового смесительного клапана VT.MR01, с насосом в контуре теплого пола

Таблица. 3. Спецификация материалов «теплого пола» для схемы № 2 (на 100 м 2 пола)

В схеме № 2 приготовление теплоносителя с пониженными температурными параметрами осуществляется при помощи трехходового смесительного клапана VT.MR01 (поз. 2), управляемого посредством термоголовки с выносным датчиком (поз. 3) или сервоприводом, работающим под управлением контроллера. Циркуляцию теплоносителя в контуре теплого пола обеспечивает циркуляционный насос (поз. 4). При снижении температуры теплоносителя в контуре теплого пола ниже установленного значения, клапан пропускает в контур теплого пола требуемую порцию высокотемпературного теплоносителя.

Балансировка петель между собой осуществляется регулировочными вентилями, входящими в состав обратного коллектора (поз. 8). Схема является достаточно простой и работоспособной. Регулирование теплоотдачи теплого пола осуществляется настройкой термоголовки или сервоприводом. Автоматическое поддержание температуры в каждом отдельном помещении отсутствует.

Теперь рассмотрим, как изменится стоимость материалов, если требуется автоматически поддерживать температуру воздуха в каждом помещении (схема № 3).

Схема № 3 на базе трехходового смесительного клапана VT.MR01, с насосом в контуре теплого пола, с автоматическим регулированием температуры воздуха в помещениях

Таблица 4. Спецификация материалов «теплого пола» для схемы № 3 (на 100 м 2 пола)

В состав коллекторного блока VTс.586.EMNX (поз. 7) входят подающий и обратный коллекторы, автоматические воздухоотводчики и дренажные клапаны. Подающий коллектор укомплектован ручными регулировочными клапанами с расходомерами, которые облегчают процесс балансировки петель между собой. Настройка расходомеров осуществляется по проектным данным. Обратный коллектор укомплектован термостатическими клапанами, на которые установлены сервоприводы (поз. 8). Сервопривод каждой петли управляется своим комнатным термостатом (поз. 9). Термостат устанавливается в каждом отдельном помещении с теплым полом.

Для возможности автоматического регулирования температуры в помещениях могут использоваться коллекторные блоки VTс.589.EMNX, VTс.596.EMNX, а также блоки без расходомеров – VTс.588.EMNX, VTс.594.EMNX.

Схема № 4 на базе насосно-смесительного узла VT.DUAL, с автоматическим регулированием температуры воздуха в помещениях

Таблица 5. Спецификация материалов «теплого пола» для схемы № 4 (на 100 м 2 пола)

Принцип работы смесительного узла VT.DUAL (схема № 4) следующий: циркуляционный насос (поз. 3) обеспечивает циркуляцию теплоносителя через петли теплого пола. При остывании теплоносителя ниже настроечной температуры, открывается термостатический клапан в составе узла и обеспечивается подпитка вторичного контура теплоносителем из первичного контура с подмесом теплоносителя из подающего коллектора вторичного контура.

В случае превышения заданной температуры вторичного контура, срабатывает предохранительный термостат, останавливая насос. При этом циркуляция теплоносителя во вторичном контуре прекращается, а в первичном она происходит через перепускной байпас. Тем самым узел обеспечивает постоянство расхода в первичном контуре. В случае, когда петли теплого перекрываются, циркуляция теплоносителя вторичного контура происходит через перепускной байпас.

Схема № 5 на базе насосно-смесительного узла VT.COMBI.S, с погодозависимым контроллером и автоматическим регулированием температуры в помещениях

Таблица 6. Спецификация материалов «теплого пола» для схемы № 4 (на 100 м 2 пола)

Узлы VT.COMBI.S (схема № 5) адаптированы для работы с контроллером VT.К200.М, позволяющим производить автоматическое погодозависимое управление температурой теплоносителя вторичного контура по заданному пользователем графику.

Контроллер VT.K200.M осуществляет следующие функции:
• измерение и индикация температуры наружного воздуха;
• измерение и индикация температуры теплоносителя;
• поддержание комфортной температуры в помещениях с любой конструкцией теплого пола и при любых климатических условиях;
• обмен данными, программирование прибора по сети через интерфейс RS-485 (интеграция в системы «умный дом»);
• аварийное отключение циркуляционного насоса при достижении теплоносителем предельно допустимой температуры (60 °С).

Схемы № 3, 4, 5 могут также комплектоваться термостатами с датчиком температуры пола VT.AC709. В этом случае регулирование будет осуществляться по температуре воздуха в помещении, а датчик температуры пола будет играть предохранительную роль. Он отключит подачу в петли теплоносителя при превышении заданной предельной температуры пола. Это важно при покрытии пола из паркета или ламината. Термостат VT.AC709 можно перенастроить на режим, когда рабочим станет датчик температуры пола, то есть регулирование подачи теплоносителя в петли будет осуществляться именно по нему, а датчик температуры воздуха в помещении станет предохранительным. При достижении температуры воздуха в помещении заданного критического значения сервопривод перекроет подачу теплоносителя в петли, независимо от показаний датчика температуры пола.

Все рассмотренные схемы могут комбинироваться друг с другом и дополняться различным оборудованием.

Как подключить смесительный узел Valtec к системе теплого пола

Водяные виды теплых полов продолжают совершенствоваться, оставаясь по-прежнему популярными среди потребителей. Одним из признанных лидеров является итальянская компания Valtec (Валтек).

Смесительный узел VALTEC для теплого пола

Плюсы системы Valtec

Спецификация смесительного узла Valtec для теплого пола

Прежде чем начинать монтаж и подбирать смесительный узел для теплого пола Valtec, необходимо проанализировать плюсы этого вида водяного контура.

• Благодаря качественным материалам, прочным крепежным элементам, обеспечивается надежность функционирования.
• Разработанные в виде модулей комплектующие детали точно состыкуются, исключая риск протечек.
• Производитель предусмотрел выпуск сопутствующих материалов, необходимых для оборудования тепло- и гидроизоляции.

Инструкция по проведению расчета

Чтобы правильно разработать проект укладки теплого пола, потребуется предварительный расчет основных показателей, ориентируясь на средние их величины.

Монтаж водяного тёплого пола своими руками

Приходится учитывать разнообразные факторы, включая роль водяного пола как основного вида обогрева или же использование его в качестве дополнительного источника тепла. Поскольку детальный расчет для самостоятельного выполнения является сложным процессом, на практике используются усредненные параметры.

Схема подключения смесительного узла Valtec

• Номинальная мощность имеет пределы 90 – 150 Вт/м 2 . Более высокие значения подбираются для помещений с повышенным уровнем влажности.
• Выполняя расчет шага укладки, необходимо ориентироваться на диапазон 15–30 см. С этим показателем в обратной пропорциональной зависимости находится удельная мощность подогрева. То есть, чем больше шаг, тем меньше мощность.

Тепломеханическая схема насосно-смесительного узла

После определения ключевых параметров может разрабатываться схема, на которой в точном масштабе определяется наиболее рациональная укладка труб. После этого делается расчет их общей длины. Одновременно продумывается, где будет размещаться насосно-смесительный узел и элементы управления.

Ключевые характеристики смесительного узла

Чтобы устанавливаемый водяной контур функционировал эффективно, необходимо грамотно произвести расчет всей системы и правильно установить смесительный узел для теплого пола Valtec в соответствии с положениями, которые отражает прилагаемая к комплекту инструкция.

Схема подключения смесительного узла к разным видам отопления

Параметры насосно-смесительного узла:

• сечение труб составляет ¾ дюйма, коллекторов – 1 дюйм;
• в конструкции находятся патрубки в количестве 12 штук;
• насосная система имеет длину 18 см;
• температурный режим нагретой воды в системе поддерживается до 90°С;
• максимальное значение давления – 10 бар;
• пропускная способность – 2,75 м 3 /ч.

Спецификация насосно-смесительного узла Valtec

Трубы имеют внешнюю резьбу с соединением «евроконус».

Насосно-смесительный узел для теплого пола

Функциональные возможности

В конструкцию узла Combi входят следующие сервисные элементы:

• сливные клапаны;
• воздухоотводчики;
• термометры.

Принцип работы узла Combi

Для осуществления регулировки узла служат следующие органы:

К узлу VALTEC COMBIMIX допустимо подключать неограниченное количество веток тёплого пола суммарной мощностью не более 20 кВт

• балансировочный клапан на вторичном контуре, обеспечивающий смешивание в нужной пропорции теплоносителей из подающего и обратного трубопровода для обеспечения нормативной температуры;
• балансировочно-запорный клапан на первичном контуре, отвечающий за подачу в узел необходимого количества горячей воды. Он позволяет при необходимости полностью перекрыть поток;
• перепускной клапан, позволяющий открывать дополнительный байпас для обеспечения работы насоса в ситуации, когда все регулирующие клапаны закрыты.

Схема подключения разработана с учетом возможности подсоединения к насосно-смесительному узлу необходимого количества ответвлений отопления пола с суммарным расходом воды, не превышающим 1,7 м 3 /ч. Расчет показывает, что подобная величина расхода теплоносителя при разности температур в 5°С соответствует мощности 10 кВт.

Алгоритм монтажа

После того как предварительный расчет всех составляющих выполнен, начинается непосредственно монтаж теплого пола, предполагающий прохождение нескольких этапов.

Схема водяного отопления полов

• Установка на предварительно выбранном месте коллекторного шкафа. В нем располагается модуль из коллекторного блока и насосно-смесительного узла с шаровыми кранами, посредством которых будет выполняться подключение к высокотемпературному контуру.
• Подготовка плоскости пола. При наличии значительных неровностей принимаются меры по их устранению. Самым действенным вариантом является черновая стяжка.

Схема подключения насосно-смесительного узла к теплому полу

Настройка

Для подключения труб к распределительным коллекторам используется труборез для отрезания нужной длины, калибратор, снимающий фаски и обжимной фитинг. Проводить детальный расчет в домашних условиях сложно, поэтому обязательно изучается инструкция, где подробно отражена настройка насосно-смесительного узла в определенной последовательности.

• Снимается термоголовка.
• Для балансировочного клапана на вторичном контуре производится расчет пропускной способности по формуле.

Два варианта смесительного узла

где k_νt – коэффициент = 0,9 пропускной способности клапана;

t₁ – температура воды первичного контура на подаче, °С;

t₁₁ – температура вторичного контура на подаче теплоносителя, °С;

t₁₂ – температура воды обратного трубопровода, °С.

Рассчитанную величину k_νb нужно выставить на клапане.

• Настройка нужного режима функционирования перепускного клапана при выставлении максимального значения перепада давлений в 0,6 бар.
• Чтобы теплый пол функционировал эффективно, настраивается требуемая скорость насоса. Для этого необходимо определить значение расхода теплоносителя в системе вторичного контура, а также потери давления, появляющиеся в контурах, расположенных после узла.

Оборудование для смесительного узла Valtec

Расход G₂ (кг/с) определяется по формуле:

где Q – суммарная тепловая мощность водяного контура, присоединенного к смесительному узлу, Дж/с;

4187 [Дж/(кг•°С)] – теплоемкость воды.

Для расчета потерь давления используется специальная программа гидравлического расчета. Чтобы определить скорость насоса, которая устанавливается при помощи переключателя, по рассчитанным показателям, используется номограмма, которая есть в инструкции, прилагаемой к конструкции теплого пола.

Схема подключение контуров теплого пола

• Производятся операции по настройке балансировочного клапана на первичном контуре.
• На терморегуляторе устанавливается необходимая для комфортного обогрева температура.
• Производится пробный запуск системы.

При отсутствии протечек остается выполнить бетонную стяжку, а после ее полного застывания уложить половое покрытие.

Видео: Теплый пол с насосно-смесительным узлом VALTEC