водяной теплый пол вместо отопления
Теплый водяной пол как элемент системы автономного дома
Выбираете энергоэффективные решения?
Обратите внимание на геотермальные тепловые насосы FORUMHOUSE
Геотермальный тепловой насос EU (старт/стоп)
Геотермальный тепловой насос IQ (псевдоинвертор)
Геотермальный тепловой насос IQ (инвертор)
FORUMHOUSE уже неоднократно рассказывал о базовых принципах проектирования и строительства автономного загородного дома. Суть всех материалов сводится к следующему — «автономия» у каждого своя. Прежде чем покупать участок, на котором нет или не предвидится хотя бы централизованного электроснабжения, нужно 100 раз подумать, а нужен ли он. Т.к. материальные вложения в строительство полностью автономного дома, при условии, что это не южные регионы, могут превысить все разумные пределы.
Цель этой статьи — практические рекомендации по самостоятельному устройству водяного тёплого пола как одного из элементов инженерки реального, а не мифического автономного дома.
Возможные проблемы строительства автономного дома
Мы же попробуем взглянуть на теплый водяной пол с другой стороны и рассмотреть его как элемент, повышающий автономию загородного дома. Для начала разберемся с понятием «автономный дом» применительно к нашей стране.
Практика показывает, что автономный дом за границей и у нас — это две большие разницы как по подходу к его проектированию и строительству, так и к дальнейшей эксплуатации. Чаще всего начинающий застройщик представляет себе автономный коттедж как полностью независимый от всех внешних энергосетей. Проще говоря, дом оборудован инженерными устройствами, которые вырабатывают достаточно электроэнергии для питания всего оборудования в коттедже. Это может быть котёл, насосы, бытовая техника и т.д.
Если, на крайний случай, воду можно добыть из колодца, дом отопить углём или дровами, то, условно говоря, если выдернуть современный коттедж «из розетки», то остановится вся «инженерка». Не рассматриваем частные случаи строительства полностью энергонезависимых домов, которые отапливаются печкой, а система отопления построена на гравитационном принципе работы, т.е. не нуждается в циркуляционных насосах.
Главный «подводный камень» для застройщиков, решивших уйти в «автономку», состоит в том, что солнечные батареи, гелиоколлекторы и ветряки, в силу дороговизны, не могут использоваться в холодных областях России, как единственные источники энергии.
Зачастую, просчитав стоимость строительства такой системы, например, на базе фотоэлементов, в которой «слабым местом» становятся дорогие аккумуляторы – их нужно менять через несколько лет, с учетом недостатка солнечных дней, пользователь понимает, что затраты никогда не отобьются.
Когда речь заходит о заграничном опыте, то многие думают: «вот у них…, а почему так у нас». Но, например, в Германии ветрогенераторы давно превратились в обыденность, а излишки электроэнергии, выработанной на «солнечной ферме», частник может продать электросетям. «Зелёная» энергетика «там» является дотационной, и государство всячески стимулирует её развитие, с каждым годом увеличивая выработку альтернативки. Большую роль играет и более мягкий климат.
В наших реалиях застройщик вынужден, в первую очередь, полагаться на себя. И, хотя число энтузиастов автономии растёт, а системы с каждым годом становятся доступнее, в большинстве случаев застройщиков интересует лишь частичное независимое энергоснабжение коттеджа. Т.е. возможность с комфортом переждать аварийное отключение электричества или аварию в котельной – зимой и при этом не замёрзнуть. В этом случае на первое место выходит связка автономный дом — экономичный дом, расходующий меньше энергии в случае форс-мажорных обстоятельств.
Исходя из этого, современный загородный дом должен быть теплоинерционным — т.е. его конструкция должна быть рассчитана таким образом, чтобы строение при обычной эксплуатации запасало энергию. Для этого стены, пол, перекрытия возводятся из материалов, обладающих большой массой, а также хорошей теплоёмкостью и теплоотдачей.
Хороший пример такого стенового материала — обычный полнотелый кирпич. Конечно, не всегда это возможно сделать (например, в каркасных домах). В таком случае теплый водяной пол становится одним из элементов системы, повышающей степень автономии загородного дома.
Теплый водяной пол как элемент системы автономного дома
Итак, автономный дом должен быть энергоэффективным или энергосберегающим. Т.е. все потери тепла в здании должны быть сведены к разумному минимуму. Это автоматически тянет за собой необходимость возведения замкнутого герметичного теплоизоляционного контура. Т.к. чем меньше теплопотери, тем меньше потребуется энергии (включая и из альтернативных источников) для их восполнения.
Наш портал уже затрагивал тему, выгодно ли строить энергоэффективный дом. Подводя резюме этой статьи, скажем, что такой дом должен быть сбалансирован и представлять систему, где все элементы подобраны друг к другу. Проще говоря, не нужно заниматься экстраутеплением стен, если в окна установлены обычные стеклопакеты, система вентиляции без рекуператора, а фундамент не теплоизолирован.
Теперь рассмотрим, как на сокращение энергозатрат влияет система водяного тёплого пола, которая представляет т.н. поверхностную лучистую систему отопления. При использовании лучистого отопления тепло человек воспринимает, как более комфортное, чем тепло при радиаторном — конвекционном отоплении. В результате можно понизить температуру в жилом помещении примерно на 2 °C. Например, сделав её не 19-22 °C (усреднённая комфортная температура), а 18 °C.
Это один из путей экономии, что важно для строительства автономного дома. Второй нюанс — теплый пол — это низкотемпературная система отопления. Т.е, в отличие от радиаторного отопления, нам не требуется греть теплоноситель до высоких температур, что также экономит энергоресурсы. При расчёте теплого пола ориентируемся на следующие данные по температуре его поверхности:
Теплый пол как единственная система отопления загородного дома
Третий плюс теплого пола — высокая теплоаккумулирующая способность. Т.е. такая система становится «печкой», долго отдающей тепло даже при отключении циркуляции теплоносителя. Это связано с тем, что трубы теплого пола уложены в бетонную стяжку, хорошо теплоизолированную от нижележащих слоев конструкции покрытия. При прогреве большой бетонной массы она аккумулирует тепло, что особенно важно для каркасных домов с их низкой тепловой инерционностью.
После вывода теплого пола на рабочий режим днём можно отключить теплый пол и, за счет инерционности, система продолжит отдавать тепло. Повысить эффективность такого режима эксплуатации можно, добавив в систему тепловой аккумулятор.
Интересен опыт пользователя портала Александра Федорцова (ник Скептик).
Даже отопление электричеством может быть дешевым, если построить правильный каркасник на фундаменте УШП и отапливать дом водяным теплым полом в связке с теплоаккумулятором, в котором вода нагревается ТЭНом по ночному тарифу.
Очень часто пользователи задают вопрос, а можно ли отопить дом только тёплым полом, и будет ли это экономично?
Ответ один — это расчётный показатель. Т.к. эффективность теплого пола, как единственной системы отопления, зависит от теплопотерь дома, региона проживания, площади комнат и т.д.
Для понимания основ, руководствуемся следующим правилом: эффективная система отопления должна компенсировать теплопотери, т.е. дать то количество тепла в дом, которое ушло.
Для этого обязательно выполняется расчет на теплопотери, после которого может выясниться, что одного только теплого пола недостаточно, и требуется комбинированная система отопления: теплый пол + радиаторы.
Теплоотдача теплого пола с 1 кв. м рассчитывается по следующей формуле:
q – тепловой поток поверхности пола, Вт/м 2 ;
tп – средняя температура поверхности пола — 29 °C;
tв – средняя температура воздуха — 20 °C.
Подставляем значения в формулу.
Т.е. 1 кв. м тёплого пола компенсирует теплопотери в 100 Вт. Не забываем, что на работу системы влияет площадь открытой поверхности пола помещения, где смонтировано поверхностное лучистое отопление.
Например, если, условно говоря, требуется отопить зал площадью в 50 кв. м, поверхность пола которого по минимуму заставлена мебелью, то мы сможем снять с теплого пола более высокую теплоотдачу.
Если нужно обогреть комнату площадью 25 кв. м, большая часть которой заставлена шкафами, стоит кровать и т.д., то это уменьшает эффективную площадь теплого пола и, соответственно, его теплоотдачу.
Кроме этого, дополнительная установка радиаторов компенсирует такой недостаток теплого пола, как долгий (относительно радиаторов) выход на рабочий режим эксплуатации. Соответственно: если в комнате нужно быстро поднять температуру, делается это при помощи радиаторов, чтобы не ждать, пока прогреется теплый пол.
В итоге выяснилось, что теплопотери по всему дому составляют 14 кВт. Из них на первый этаж пришлось чуть больше 7 кВт. Расчёт теплоотдачи теплого пола показал, что пять контуров в сумме дадут 4.75 кВт тепла (примерно 70% от необходимой величины). Недостачу в 2.35 кВт (30%) покроют три радиатора.
Для наглядности прилагаем схемы:
1) Раскладка петель теплого пола
2) Радиаторное отопление
После расчётов, составления сметы и закупки всех необходимых компонентов пользователь приступил к самостоятельному монтажу теплого пола.
Нюансы самостоятельного монтажа теплого пола
В рамках одной статьи невозможно рассказать обо всех особенностях монтажа теплого пола, поэтому остановимся на ключевых моментах. Первое — трубы теплого пола закладываются в бетонную стяжку. Если пожадничать и купить дешевые трубы, велика вероятность, что через некоторое время (не рассматриваем «косяки» монтажа) система потечёт, и её придётся ремонтировать. Это означает демонтаж финишного напольного покрытия и вскрытие стяжки.
В качестве труб тёплого пола используем или металлопластик, или сшитый полиэтилен. Полипропилен использовать нельзя. Трубы для надежности системы укладываем без соединений в стяжке (хотя производители допускают это при использовании специальных пресс-фитингов) одним куском.
Для теплого пола я использовал металлопластиковые трубы диаметром 1.6 см. Их же я использовал для подключения радиаторов. Всего, по расчётам, необходимо 390 м труб.
Для ориентира (цены указаны за 2016 год) приведём основные расходы на теплый пол RomanXRoman:
Перед укладкой ЭППС пользователь настелил на пол гидроизоляцию с нахлёстами на стены и между полотнами.
Далее уложил ЭППС толщиной в 5 см в два слоя.
Определившись с местом для монтажа коллектора, пользователь, повесив радиаторы на стены, проложил к ним трубы в «шубке», заложив их в штробы, прорезанные в утеплителе.
Можно ли отопить частный дом только теплым полом
По статистике 85% отопительных систем – комбинированные, или те, в которых используются только радиаторы. Один теплый пол для отопления дома используют только 15% домовладельцев России, причем, независимо от региона (в Сибири и на Дальнем Востоке тоже). Оправданны ли опасения людей по поводу теплого пола, как единственной системы отопления, и можно ли отопить частный дом только теплым полом, рассмотрим в этой статье.
Содержание:
Соотношение тепла и теплопотерь
Сколько тепла должен давать теплый пол, чтобы отопить дом? Это зависит от теплопотерь дома. А они всегда есть, нулевых теплопотерь не бывает. Тепло уходит и в оконные, и и в дверные конструкции, и сквозь стены, и в потолок.
Количество тепла от теплого пола должно быть больше или равно теплопотерям.
Температура поверхности теплого пола не должна превышать определенные показатели. Мы собрали их в таблицу, с указанием регламентирующего документа.
Максимально допустимая температура
Назначение
Документ
Для помещений постоянным пребыванием людей.
СП 60.13330.20212, п. 6.5.12.
Для помещений с временным пребыванием людей и обходных дорожек бассейнов
СП 60.13330.20212, п. 6.5.12.
температура поверхности пола по оси нагревательного элемента в детских учреждениях, жилых зданиях и плавательных бассейнах
СП 60.13330.20212, п. 6.5.12.
Не более 10 градусов
перепад температуры на отдельных участках пола
Температура поверхности пола
По международному стандарту ISO 7730
На практике поверхность теплого пола до 29 градусов нагревают в помещениях с временным пребыванием людей, в ванных комнатах и пр.
С такой проблемой сталкиваются многие, в том числе, пользователь FORUMHOUSE с ником Shurigin.
Практическое использование теплого пола оказалось не совсем комфортным. Складывается ощущение отечности ног. В ванной еще куда ни шло, там меньше всего времени проводишь, а вот на кухне это ощущение заметно усиливается.
Многое зависит и от того, из какого материала выполнено напольное покрытие. Проводились подсчеты для совершенно идентичных помещений, но с разными типами напольного покрытия. Типы покрытий приведены в порядке возрастания требуемой температуры поверхности теплого пола для отопления помещения:
Теплый пол как единственная СО – аргументы против
1. Там, где на теплом полу стоят шкафы, диваны, кровати и кресла, он нагревает не воздух помещения, а мебель. При расчете имеет смысл рассчитывать не общую площадь, а площадь, не занятую мебелью.
2. Большая инерция теплого пола. Стяжка долго остывает, но и нагревается долго. Включить отопление на часок-другой не получится.
3. Система теплого пола может не справиться с отоплением помещений площадью свыше 25 квадратных метров, особенно с большими окнами и другими светопрозрачными конструкциями.
4. ТП категорическим не годится для отопления тамбура.
Тамбур – всегда рискованный участок для СО. Не у всех это помещение может оказаться в зоне капитальных стен, из всех вариантов его отопления надо выбирать самый безопасный, исключить размораживание. Если промерзнут наружные стены или пол, конденсат «выпадать» не будет, а вот иней – элементарно. Исключить поступление теплого воздуха из жилого помещения в холодный тамбур практически невозможно.
5. Может быть не комфортно.
6. Из-за большой инерционности теплых полов невозможно настроить автоматику по внутренней температуре – только по наружному датчику.
Теплый пол к единственная СО в доме – аргументы «за»
1. Настоящее спасение для людей с аллергией. Пыль и другие частицы не циркулируют в воздухе, как в помещении с радиаторами.
2. Комната прогревается равномерно, в ней нет более жарких и более прохладных мест.
3. Скорее всего, с таким отоплением будет очень комфортно в связи с непосредственным воздействием на человека потока теплого воздуха.
4. Наиболее полезное для здоровья распределение тепла. Теплый воздух не скапливается под потолком.
5. Больше возможностей для хорошего дизайна помещения из-за отсутствия радиаторов, труб и прочих приборов.
6. Подоконники, под которыми нет радиаторов, идеальны для комнатных растений и рассады.
7. Идеальный вариант для дома, в котором никто подолгу не живет зимой. Трубы замурованы в стяжку и у них гораздо меньше шансов разморозиться, чем при СО с радиаторами.
Позитивный опыт отопления дома только теплым полом
На крупнейшем в России строительном портале FORUMHOUSE можно найти много отзывов об успешном отоплении дома только теплым полом. Так, участник портала из Томска с ником TTJ, считает, что дискуссии на эту тему должны учти в прошлое – безусловно, теплый пол может отопить дом.
У нашего канадского участника с ником Roracotta дом площадью 300 квадратных метров. Радиаторов нет – только теплые полы.
Имею систему, которая греет горячую воду, на время отключаясь от отопления. Очень рациональный вариант. Вода греется максимум 30 минут. За это время дом никогда не успеет остыть. Но все нужно рассчитывать. Отопление-это самая важная и главная система в доме. Нельзя тут наобум.
У нашего участника с ником vlkam теплым полом отапливается ванная комната: 3 стены внешние, в полтора кирпича, без утепления да еще и с плиткой на стенах.
Подведение итогов
Справится теплый пол с отоплением или нет, напрямую зависит от утепления дома. Если теплопотери невысоки, то да, справится. Если они большие, необходимо устройство комбинированной системы отопления. В спорных случаях нужны дополнительные расчеты и проверки: теплопотери не должны превышать тепловой поток от теплого пола.
Ориентироваться можно вот на эту таблицу:
Тепловые потери здания Вт/м
Рекомендации
Теплый пол скорее всего не справится с функцией единственной системы отопления, понадобится комбинированная СО
В этом случае необходимы расчет и проверка мощности.
С большой вероятностью теплый пол справится с отоплением дома.
На FORUMHOUSE можно найти любую информацию по разным видам системы «теплый пол», прочитать статью об особенностях системы теплого пола с использованием металлических теплораспределительных пластин, посмотреть фотоотчет, где рассказывается про особенности монтажа тёплого пола применением металлических пластин и алюминиевой фольги и посмотреть видео «Отопление без газа: инженерные коммуникации своими руками».
Теплый пол как основное отопление: установка в частном доме
Перед любым домовладельцем, так или иначе, будь при строительстве дома или капремонте старого встает вопрос организации отопления. Другое дело, как подойти к решению этой проблемы – что предпочесть: теплый пол как основное отопление или батареи. Тем более что отопление частного дома теплыми полами принципиально отличается от второго варианта по выбору источника тепла.
Какая система лучше
В основе любого выбора должны лежать знания, поэтому проведем небольшое сравнение.
- Батарейные секции практически не вписываются интерьер. Они греют стены, в то время как теплый пол – исключительно воздух в помещении. Устройство полов с обогревом требует существенных затрат как трудовых, так и финансовых. В помещениях, обогреваемых полами с нагревом, можно понизить температуру на пару градусов без снижения уровня комфорта. Эти полы отличает повышенная тепловая инерция. На их разогрев требуется от пары до 24 часов, однако, цикл остывания занимает никак не меньше времени. Эксплуатирование полов с обогревом суммарно обходится дешевле, чем эксплуатация радиаторов.
Какой тип пола с обогревом выбрать
Итак, выбор пал на теплый пол как основное отопление, однако окончательного решения мы пока не получили. Каким же он будет: электрическим или водяным?
В настоящее время существует 3 основных вида:
Прежде отметим их плюсы и минусы.
- Высота стяжки в кабельных –3–6 см, а в водяных, соответственно, до 16 см. Электрические системы обогрева, как правило, используют в относительно небольших помещениях. Иначе расход электроэнергии и затраты на нее будут слишком велики, особенно, если учесть ее стоимость и тенденцию к постоянному росту. Сегодня очень востребованы термоматы, к примеру, arnold rak, ceilhit и другие. Они более экономичны и крайне просты в установке. Маты можно встраивать в плиточный клей, сохраняя без изменения высоту помещения.
Однако они имеют ряд недостатков – высокая инерционность, ограничения по длине одного контура. Если проектирование выполняется на профессиональном уровне – эти недостатки можно легко компенсировать с помощью грамотного расположения магистралей и управляющих элементов.
Проектирование
Устройство этих систем – процесс не из легких и достаточно ответственный. Он требует тщательного соблюдения СниП, поэтому их установку начинают с разработки проекта.
Цель проектирования – определить:
- необходимые материалы для водяного теплого пола, грамотно рассчитать их количество; комплектующие для водяных теплых полов: насос, контроллер, трубы и т. д.
Чтобы обеспечить требуемую эффективность теплых полов, их надежность эксплуатации следует учитывать множество тонкостей, включая:
- высоту, форму и площадь обогреваемого помещения; оптимальную температуру; особенности нагревательных элементов и т. д.
При расчетах учитывают, что
- Оптимальный диаметр труб магистрали. Обычно он составляет 16-20 мм. Температура воды после смешивания. Она может колебаться от 54 до 55°С. Расчет количества и параметров управляющих узлов – коллекторов.
Расчет системы можно выполнять самостоятельно или же использовать специально созданные для этого программы. Правда, для этого нужны определенные правила, поэтому при самостоятельном монтаже рекомендуется брать за основу готовые заводские схемы расположения контуров трубопровода, план установки.
Теплотехнический расчет
Основное требование к системам отопления этого типа – прогрев помещений до 20–24˚С. Важно при этом учитывать, что через ограждения, скажем, окна и стены тепло теряется неравномерно.
При правильном монтаже теплоотдача по периметру внешних стен помещения – оптимальная и постепенно уменьшается с приближением к ее центральной части.
Комплектующие
По завершении расчетной части приступают к выбору отдельных элементов системы. Материалы для водяного теплого пола включают в себя следующие компоненты:
- Трубы. Необходимы для транспортировки теплоносителя и передачи тепловой энергии в помещение. Оптимальный выбор – изделия из сшитого полиэтилена с защитной воздухонепроницаемой оболочкой. Они комплектуются соединительными фитингами. Контрольно-распределительные устройства. Коллекторы служат для равномерного распределения жидкости по отдельным контурам. В комплектации обязательно должны присутствовать термостат и устройства ограничения потоков жидкости. Для внешнего управления необходим контроллер для теплого пола – терморегулятор. Котел отопления. Источник нагрева теплоносителя. Мощность рассчитывается согласно параметрам теплого пола. Она не должна быть меньше общего номинального значения всей системы. Группа безопасности. К ней относятся байпасы, клапаны давления и измерительные приборы – датчики давления и температуры.
Во время составления проекта рекомендуется предусмотреть установку датчиков температуры воздуха не только в отдельных комнатах, но и на улице. Они подключаются к общему блоку управления. Его настройки позволят установить различные тепловые режимы в зависимости от изменения внешних факторов. Это не обязательные комплектующие, но наличие их поможет оптимизировать работу всей системы. Главным преимуществом будет уменьшение денежных затрат на энергоноситель.
Технология устройства
Подготовительные работы
Поверхность основания выравнивают с учетом того, что допустимый перепад высоты – порядка 5 мм. Иначе появится необходимость в дополнительной стяжке. Полностью убирают мусор, заделывают цементом щели и трещины.
Далее, на уже подготовленном основании устраивают теплоизоляционный слой толщиной, по крайней мере, в 30 мм. Чаще всего для этих целей используют полистирол либо пеноплекс. Сегодня на рынке есть довольно большой выбор специальных мат, снабженных зажимами для труб.
Обязательным условием является использование демпферной ленты. Ее укладывают вдоль внешних стен обогреваемого помещения. При этом необходимо, чтобы по высоте она перекрывала теплоизоляцию и стяжку.
Затем, поверхность покрывают мультифольговым слоем либо пленкой и располагают на ней арматурную сетку, к которой фиксируют нагревательные элементы, используя маленькие хомутики из пластика. На участках, где трубы пересекают компенсационные швы, их защищают от механических воздействий гофрой, которая одновременно выступает в качестве теплоизоляции.
Монтаж системы
При необходимости устанавливают коллекторные шкафы. Монтаж их можно выполнять или непосредственно после устройства пола, или несколько позже. Начинаяс двухэтажных строений, установка гребня необходима на каждом уровне.
Греющую петлю можно получить по нескольким схемам. Самыми распространенными считаются «змейка» и «спираль». В контуре первого типа теплоноситель подается по направлению от внешней стены, поэтому на начальных участках теплопотери выше, чем в центральных. Для корректировки неравномерности подогрева и компенсации теплопотерь шаг укладки магистральных линий по периметру наружных стен выбирают меньше.
Средний расход труб составляет порядка 5 метров на квадратный метр. При этом монтаж выполняют, придерживаясь определенных правил. Так, длина контура, размещенного с шагом в 200 мм, не может быть больше 90 м.
Работы по опрессовке
После завершения укладки трубопровода, гребня и подключения нагревательного контура, систему проверяют на герметичность и прочность. Для этого теплоноситель подают под давлением, которое должно быть чуть больше рабочего. Снизить его можно самое большее на 0,02 Мпа, с условием что температура теплоносителя остается неизменной. Минимальный срок опрессовки – сутки.
Бетонная заливка
Систему включают после окончательного отвердения стяжки и, постепенно повышая температуру, доводят ее до максимальных значений, примерно на третьи сутки. В заключение укладывается финишное покрытие.
Стоит ли устанавливать теплый пол как основное отопление в доме? Да, но только в том случае, если он имеет хорошую теплоизоляцию. Если же тепловые потери будут больше, чем энергия, вырабатываемая нагревательными элементами – система не будет выполнять своих функций. Поэтому необходимо очень внимательно отнестись к стадиям расчета и подбора комплектующих. Именно от них будут засвистеть параметры отопления.