Как уложить теплый водяной пол: комплектующие, этапы монтажа
Задача теплого водяного пола – это поддержание равномерного, мягкого тепла в доме. В отоплении частного дома теплый водяной пол уже кажется незаменимым. При использовании только радиаторов не всегда удается добиться такого же комфортного микроклимата, как при теплых полах, которые могут быть водяными или электрическими.
В этой статье рассмотрим, как уложить теплый водяной пол и что для этого потребуется.
Применяемые материалы
На современном строительном рынке существует широкий выбор материалов для монтажа водяного теплого пола.
Среди множества российских и зарубежных производителей можно подобрать именно то, что вас устраивает по качеству и ценовой категории.
Есть возможность выбрать и комплектующие, наиболее подходящие для теплого пола в деревянном доме.
Подложки и утеплители
Основание, на которое укладывают трубы, должно быть прочным, выдерживающим вес цементно-песчаной стяжки и плитки, то есть примерно 250 кг на квадратный метр плюс нагрузка от мебели, людей и т. д. Поэтому, перед тем как уложить теплый водяной пол под стяжку, нужно проверить надежность конструктива.
В деревянном доме с балками из досок или бруса, помимо требований по статической нагрузке основания, ставится задача отсутствия вибрации перекрытия при динамических нагрузках, например, при хождении человека.
Если теплый водяной пол укладывают на первом этаже дома, где нет утепленного подвала, то очень важно сделать необходимую теплоизоляцию.
Для этого в домах с бетонными перекрытиями в качестве подложки для теплого водяного пола используют экструдированный пенополистирол, а в деревянных домах укладывают минеральную вату между балками.
Поверх балок выполняют сплошной настил из досок или укладывают листовой материал - фанеру, ОСП (ориентированно-стружечная плита) или ДВП (древесноволокнистая плита).
Если в качестве подложки для теплого водяного пола применяется пенополистирол, то его укладывают толщиной 100 мм. А если базальтовый утеплитель, то 150-200 мм. Это позволяет минимизировать потери тепла через пол.
Если утепление делается пенополистиролом, то монтаж трубопроводов можно выполнять прямо поверх него.
Как правильно положить водяной теплый пол на этажах выше первого? Здесь достаточно постелить под трубу подложку из вспененного полиэтилена с лавсановой пленкой или металлической фольгой.
На таких рулонных подложках часто уже нанесена разметка для укладки трубы, что существенно сокращает время работы.
Для деревянных домов возможно применение специальных металлических желобов, в которые укладывается труба. Желоб обеспечивает функцию теплопередачи от трубы к поверхности пола. Однако этот метод довольно дорогостоящий и трудоемкий.
Трубы для теплого пола
Современные производители труб выпускают специальную трубу для теплого пола.
Обычно применяют трубы диаметром 16 и 20 мм с толщиной стенок 2,0–2,2 мм. В теплом полу температура теплоносителя не превышает 40 градусов по Цельсию, соответственно, к трубе нет высоких требований по предельным параметрам.
А вот пластичность трубы имеет важное значение: гнуться она должна легко и без изломов. Наиболее подходящими для теплого пола являются трубы из сшитого полиэтилена.
Лучшие трубы для теплого водяного пола – это трубы со специальным антидиффузионным слоем - кислородным барьером, который блокирует попадание кислорода внутрь трубы.
Все производители имеют в своей номенклатуре такие трубы, цена которых лишь немного выше, чем стоимость труб без этого защитного слоя.
Инструменты, фитинги и крепежные элементы
Помимо обычного сантехнического инструмента, который нужен для работы с коллектором для подключения евроконуса, никакой специальный инструмент не нужен.
При крепеже сетки к полу, например, понадобится перфоратор или дрель. При подгоне сетки по контуру помещения будет нужна болгарка с диском 125 мм.
Комплектующие для теплого водяного пола включают в себя: соединения прямые с внутренней резьбой и накидной гайкой (евроконус), пресс-втулки, заглушки с наружной резьбой, соединения прямые с накидной гайкой, краны шаровые, уголки, латунные фитинги (ниппеля, тройники и разъемные соединения), а также коллекторный шкаф. Их точное количество можно определить, выполнив расчеты и составив спецификацию.
Помимо основных материалов, потребуются расходные крепежные элементы: хомуты, перфоленты, анкера, саморезы, резьбовые шпильки и другие.
Оборудование для системы теплого пола
Для работы теплого пола нужно учесть необходимость дополнительного оборудования в составе котельной дома, заранее рассчитав его параметры и выделив для него нужную площадь.
Коллектора
Коллекторами являются устройства, с помощью которых подключаются контуры теплого пола и обеспечивается циркуляция теплоносителя в этих контурах.
Обычно количество выходов на коллекторе равно числу контуров – от двух до десяти. А число контуров зависит от площади дома, которую нужно обогреть.
В том, как рассчитать необходимую площадь каждого контура и максимальную длину трубы в нем, разберемся чуть позже.
Коллектора обычно изготавливают из латуни или нержавеющей стали, чтобы они не поддавались коррозии и их срок службы был максимально долгим.
На каждом выходе коллектора ставятся запорные краны, или вентили. Они входят в состав коллектора и могут выполнять функции как перекрытия, так и балансировки расхода теплоносителя в каждом контуре теплого пола.
Кроме этого, коллектора могут оснащаться расходомерами – это небольшой пластиковый цилиндр, в котором есть поплавок - указатель расхода. Расходомер используется для установки нужного расхода теплоносителя в каждом контуре теплого пола.
Контуры могут быть большими и маленькими. Соответственно, в большом контуре для прогрева водяного теплого пола в доме нужен больший объем теплоносителя, а в малом контуре – меньший. Равномерный нагрев пола достигается путем закрытия или открытия специального балансирующего вентиля. В маленькие контуры подают меньше теплоносителя, а вентили на больших контурах открывают на максимум. За счет этого сопротивление каждого контура становится сбалансированным. То есть сумма сопротивления каждого вентиля и сопротивление каждого контура должна быть одинаковая.
Балансирующий вентиль увязан со шкалой давления циркуляционного насоса. На шкале видно, какое давление создает насос в теплом полу.
Насосно-смесительные узлы
Перед тем как уложить теплый водяной пол, узлы, обеспечивающие его правильную работу, нужно спроектировать и рассчитать. Насосно-смесительные узлы нужны для того, чтобы, во-первых, отрегулировать температуру теплоносителя, во-вторых, чтобы направить этот теплоноситель в контуры теплого пола.
Для того чтобы пол согревал помещение, нужно чтобы в нем циркулировал теплоноситель (чистая вода или специальный незамерзающий раствор, антифриз). Чтобы обеспечить эту циркуляцию, на теплые полы всегда ставят отдельный циркуляционный насос, так как сопротивление в контурах пола высокое. Насос создает давление, и жидкость по трубе начинает двигаться, нагревая стяжку и т. д.
Чтобы обеспечить достаточную циркуляцию, насос должен быть соответствующей мощности, а контуры теплого пола не могут быть слишком длинными, иначе при чрезмерно большой длине трубы в одном контуре будет большое сопротивление движению теплоносителя, и циркуляция будет слабая, соответственно, не будет должного нагрева поверхности пола.
В радиаторы обычно идет температура 50-70 градусов. На эти температуры обычно и настроен котел. Именно насосно-смесительные узлы понижают температуру до величины, необходимой теплому полу, чтобы нагревать помещение.
Для устойчивой работы теплого пола достаточно температуры подаваемого теплоносителя в интервале от 25 до 30 (максимум 40) градусов по шкале Цельсия. Часто максимальный нагрев составляет все же 35–36 градусов. Ниже 25 градусов подавать не имеет смысла, та как в таком случае не будет разницы между температурами воздуха и теплоносителя.
Горячий теплоноситель, выше 40 градусов, нельзя запускать в теплый пол, так как высокая температура перегревает стяжку, разрушает цементные связи, негативно влияет на плиточный клей, вследствие чего начинается отслаивание половой плитки и разрушение всей конструкции.
С помощью трехходового (или двухходового) вентиля или специального клапана с термостатической головкой, происходит подмес холодного теплоносителя из обратной линии контура теплого пола в линию подачи, а лишний объем жидкости удаляется из контура. Таким образом, горячий и холодный теплоноситель в нужном для оптимальной температуры количестве поступает в теплый пол.
Работа такого смесителя, в принципе, ничем не отличается от работы привычного нам смесителя в ванной или на кухне: смешиваются горячая вода и холодная. Но в теплом полу подмешивается не холодная вода из водопровода, а остывшая из контуров ТП.
Технология монтажных работ
Как уложить теплый водяной пол? Прежде всего, желательно так рассчитать, чтобы контуры не имели разрывов трубы. То есть каждый из контуров кладут одним целым куском трубы.
С учетом того, что оптимальное гидравлическое сопротивление в контуре не должно превышать 20 кПа, а также при допускаемой разнице температур на входе и выходе из контура до 5 градусов, и с учетом скорости движения воды в трубе (около 1 м в секунду), длина контура не должна превышать 50 м.
Если делать контуры не больше 50 м, то система теплых полов по дому получается очень мягкой, легко регулируемой и равномерно работающей.
Соответственно, в помещениях малой площади контуры делают меньшей длины. В коллекторах есть расходомеры, которые позволяют балансировать расход теплоносителя в каждом контуре.
При монтаже теплого водяного пола длину контура больше 60 метров делать не желательно, потому что в процессе движения теплоносителя в трубе он будет остывать, и на большой длине появится большая разница температур подачи и обратки, и нагрев теплого пола будет неравномерный.
С учетом изложенного, прежде чем начинать разводку трубы, нужно разделить на зоны помещения, где планируется делать теплый пол. Это позволит правильно рассчитать метраж трубы и определить количество выходов коллектора.
Шаг укладки трубы и ее диаметр
Обычно теплые полы укладывают с шагом 200 мм. Это типовое расстояние между трубами, которое дает хорошие характеристики по теплоизлучению пола. При этом трубу не приходится гнуть с маленьким радиусом изгиба.
Но если ставится задача повысить мощность теплового излучения пола, то шаг между соседними трубами приходится уменьшать.
Применяемые интервалы между трубами лежат в диапазоне от 100 мм до 200 мм. Расстояние больше 200 мм практически не делают, потому что это приводит к неравномерному нагреву пола: над трубой поверхность пола будет достаточно теплой, а между трубами появятся холодные зоны.
Существует четкая зависимость излучения нагрева пола от шага трубы. Есть специальные графики, по которым можно посчитать необходимый шаг.
Методика расчета следующая. Здание в холодное время года имеет определенные теплопотери. Берется такой шаг трубы, чтобы мощность теплого пола покрывала теплопотери помещения.
Например, если площадь комнаты 20 квадратных метров, высота ее потолков 3 метра, и ее теплопотери на площади окон, стен, потолка и пола составляют, допустим, 1,5 кВт, то с каждого квадратного метра пола необходимо получить приблизительно по 750 Ватт тепла. Берется номограмма излучательной тепловой мощности пола, и по ней выбирают шаг трубы при заданной температуре теплоносителя.
Эти таблицы размещаются в руководствах по проектированию таких производителей, как Рехау, Валтек, Стоут, и у многих других.
На практике, если ставится задача большего нагрева теплого пола, делают шаг 150 мм, а если пол должен быть меньшей температуры, то 200 мм.
В обычном бытовом строительстве берется диаметр трубы 16 мм. Это оптимум соотношения толщины стяжки и площади поверхности трубы, для излучения необходимого количества тепла.
В промышленных зданиях или в уличных подогревах пола для эффективной нагревательной способности используется труба диаметром 20 мм, потому что контуры становятся больше, и они не должны иметь большое гидравлическое сопротивление и допускать выхолаживания обратной линии теплого пола.
Крепеж трубы теплого пола
Когда поверхность под укладку теплого пола подготовлена, то есть выровнен пол, положена необходимая теплоизоляция и т. д., можно начинать укладку самой трубы.
Способы ее крепежа бывают следующие:
1) Прикрепление трубы на металлическую сетку – это простой и распространенный способ. Берут сварную сетку с шагом 50–200 мм, крепят к утеплителю пола, и к сетке закрепляют трубу с помощью пластиковых хомутов или одножильной проволокой в пластиковой оплетке.
Крепеж трубы к сетке не допускается стальной проволокой без оболочки, так как металлическая проволока может нарушить целостность трубы.
Трубу настилают «змейкой» или «улиткой», и крепеж не составляет никаких проблем.
Минусом укладки «змейкой» является то, что в конце контура теплоноситель успевает остыть, и появляется неравномерность нагрева пола.
Поэтому наиболее распространенный метод укладки трубы - «улиткой». При таком монтаже получается, что между трубами подачи располагаются трубы обратной линии контура: «улитка» сначала закручивается в одну сторону, а потом идет обратно. Такая компоновка труб обеспечивает равномерность нагрева пола по всей площади помещения.
2) Трубу теплого пола в деревянном доме крепят к доскам, листу ОСБ или фанере с помощью изолированной проволоки, которая крепится саморезами к деревянному основанию. Перед монтажом трубы дерево защищают полиэтиленовой пленкой, чтобы влага из цементной стяжки не впитывалась деревом.
Такой крепеж получается достаточным, чтобы сделать заливку теплого пола.
3) Выпускаются специально предназначенные для укладки теплого пола маты из пенополистирола с рельефными круглыми выступами, между которыми укладывается труба. Толщина матов обычно составляет 20-30 мм. Трубы фиксируются между выступами.
Используя такие маты, следует как можно быстрее сделать заливку теплого водяного пола, чтобы исключить хождение строителей по данному конструктиву. Если ходить по выступам, они могут помяться, и труба не будет держаться в крепежных пазах.
Эти маты удобны тем, что работа идет довольно быстро. Но это ощутимо затратный способ по сравнению со стоимостью всей системы.
Опрессовка
Перед заливкой пола важно проверить герметичность системы, убедиться в отсутствии случайных повреждений трубы и заводских дефектов.
Опрессовка может выполняться воздухом или жидкостью - водой или антифризом. Подают давление в 2-3 атмосферы, ставят манометр на коллектор и убеждаются, что в течение определенного времени давление в системе не сильно уменьшается.
Небольшое падение давления, до 20 %, – это норма. Во-первых, потому что пластиковая труба имеет свойство расширяться, и через 2-3 часа давление немного упадет. Во-вторых, на падение давления влияет разница дневной и ночной температур в помещении. В этом случае надо снова подкачать давление до трех атмосфер, что равно двойной рабочей норме и выполнить проверку еще раз.
Если же давление за сутки упадет до нуля, значит, где-то в системе отсутствует герметичность: трещины в трубе, неправильно подключенные к коллектору контуры или другие места утечки. С этим следует разобраться и устранить дефекты.
Запуск в работу теплого пола
После монтажа теплого пола и опрессовки, убедившись в его герметичности, можно выполнять заливку цементно-песчаной стяжкой. Такая стяжка набирает прочность в течение 28 дней.
Но при необходимости уже через две недели можно подавать в теплый пол теплоноситель с температурой 20-25 градусов. Низкая температура никак не повредит процессу набора прочности стяжки и, вместе с тем, не позволит помещению выхолаживаться. Этот режим называется «сушка пола».
По истечении месяца можно нагружать систему полноценной работой. Подается температура 30-35 градусов, и теплый пол начинает нормально нагревать помещение.
На время укладки плитки или другого декоративного покрытия пола нужно охладить теплоноситель до 20 градусов или выключить нагрев. Эта мера позволит производить отделочные работы без ущерба их качеству.
У всех производителей в ассортименте есть специальный клей, предназначенный для укладки декоративных материалов на теплый пол. Он имеет дополнительную прочность и эластичность, компенсирующую температурные расширения системы теплого пола. Лучше применять именно такой клей. На его упаковке есть инструкция по применению, указывающая, через какое время клей может быть допущен к тепловой нагрузке.
Управление режимами теплого пола
Регулировка режимов может делаться вручную или автоматически.
Ручное управление
Самая простая – это ручная регулировка: нужно поставить трехходовой смеситель в среднее положение. Потом, по результату нагрева помещения, можно понять, в какую сторону скорректировать положение вентиля.
Это самый простой, но не самый эффективный способ управления работой теплого пола. Чтобы стабилизировать температуру, ставят жидкостные термоголовки (регуляторы), которые измеряют температуру потока в обратной линии, и если она недостаточна, то клапан приоткрывается, и очередная порция горячего теплоносителя поступает в контур теплого пола.
Автоматическое управление
Можно делать регулировку через электрический сервопривод с помощью управления от специального контроллера. Им задается желаемая температура пола, и автоматика ее поддерживает.
Второй вариант контроллера – это наличие у него погодозависимого управления. То есть у контроллера есть датчик, меряющий уличную температуру. С его помощью высчитывается температура, которую нужно подать в теплый пол: при похолодании контроллер повышает температуру в контуре ТП, а при потеплении – понижает ее.
Таким образом происходит комфортное отопление, без перегрева помещения. Бонусом является экономия топлива и оплаты за него.
Принципы построения зонального управления теплым полом
Как можно изменять температуру в разных помещениях?
Например, в доме есть кухня, санузел, гостиная и спальни. Соответственно, в санузле для принятия душа нам нужна более высокая температура, на кухне – наоборот, не хочется излишней жары, так как там есть дополнительное тепло от приготовления пищи (плита, духовка, чайник и т. п.), ну а в гостиной и в спальне желательна некая средняя температура.
Нужно в каждом помещении, где есть теплый пол, поставить термостат, имеющий выносной датчик. Этот датчик при строительстве дома должен быть заложен в стяжку для водяного теплого пола.
На коллекторах есть специальные клапаны для установки на них сервоприводов, которые приводятся в действие от сигналов либо 220, либо 24 Вольта.
Когда термостат включают, он начинает контролировать нагрев пола посредством датчиков и при необходимости подает команду на коллектор либо открыть вентили, либо прикрыть их.
Это называется «зонным управлением», то есть в каждой зоне дома можно сделать дополнительную независимую регулировку теплого пола.
Заключение
Системы теплых полов, по сути, не представляет особой сложности, но, как в любом деле, нужно знать много профессиональных тонкостей. Поэтому людям, желающим сделать это самостоятельно, перед тем как уложить теплый водяной пол, нужно досконально разобраться в этой теме.