водяные энергосберегающие теплые полы
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.
Электро-водяной теплый пол — недостатки и преимущества отопления.
Несколько лет назад на нашем рынке появился новый вид отопления под названием электро-водяной теплый пол.
Все мы хорошо знаем в отдельности про электрические и водяные теплые полы. У каждого из них есть свои преимущества и недостатки. 
А что же это за чудо такое – эл.водяной теплый пол? Неужели он действительно способен объединить все плюсы двух типов отопления?
Давайте разберёмся как раз с теми параметрами, которые чаще всего и прописывают в рекламных буклетах как явные преимущества, за счет которых вы, собственно говоря, и должны сделать свой однозначный выбор в пользу новинки.
Что вообще такое электро водяной теплый пол? По сути, это труба из сшитого полиэтилена с греющим кабелем внутри.
Диаметр трубки 20мм, толщина 2,5мм. Сама трубка заполнена незамерзающей жидкостью. Для предотвращения теплового расширения в трубу также помещен компенсатор.
Вся конструкция надежно герметизирована с двух сторон и имеет заданную длину (7м-14м-21м-28м-35м-42м-56м-70м-84м).
Цена всей этой системы существенно дороже обычных теплых полов. И тут возникает закономерный вопрос, за что мы переплачиваем и стоит ли оно того?
Так как внутри трубы есть теплоноситель, то вся система якобы лучше сохраняет тепло, чем обычный греющий кабель под стяжкой.
Конкретно, на два часа дольше. У простых теплых полов это время равняется 2 часам, у электро-жидкостных – 4 часа.
То есть, чтобы вы понимали – площадь поверхности пола никак не меняется, материал и толщина стяжки тоже.
Кабель в трубе отдает тепло стяжке, обычный греющий кабель без трубы тоже отдаёт тепло стяжке.
В обоих случаях пол совершенно одинаково прогревается. И только за счет добавления в трубочку жидкости, каким-то магическим образом показатели должны измениться в несколько раз.
Вот так чудо система с КПД в 200%!
Когда помещению с его теплопотерями условно нужно 1кВт/ч тепловой энергии для поддержания 25С, то абсолютно без разницы откуда вы получите этот кВт (газ, электричество, твердое топливо) и как его передадите — конвекцией или инфракрасным излучением, теплым полом, водяным или электрическим, камином, радиаторами или тепловой пушкой!
Если взять трубу d-20мм (толщиной 2,5мм) и посчитать общий объем теплоносителя внутри нее, для стандартной длины электро-жидкостной системы в 56 метров получится примерно 10 литров.
В качестве эксперимента поставьте в комнате ведро воды, нагретой до 40 градусов, и дайте ему остыть до 20 градусов.
Даже один домашний кот со своей стабильной температурой тела в 38-39С привнесет в ваш дом гораздо больше тепла 😊
У нагревателя типа – “кот домашний, обыкновенный”, тепловыделение в котоВт/часах постоянно, если не считать режимов повышенного энергопотребления, а у ведра с водой оно снижается по мере остывания.
Теперь понимаете, почему некоторые люди держат дома так много кошек 😉
В качестве одного из главных преимуществ системы выставляется ее хорошая ремонтопригодность. При выходе из строя кабеля его без особых проблем можно заменить, просто вытянув из трубки старый и затянув туда новый.
С греющим кабелем, напрямую замурованным в стяжку, такой фокус не пройдет. В реальных условиях лучшая ремонтопригодность системы “немножко” отличается.
Спросите любого электрика, сможет ли он заменить кабель, проложенный в гофре под штукатуркой?
Первый вопрос, который он вам задаст – “А сколько будет поворотов и под каким углом?”.
Если там более трех изгибов, то сделать это будет уже не реально. А теперь вспомните змейку, которой укладываются теплые полы.
Сколько вы насчитаете закруглений и поворотов на площади хотя бы в 10м2, не говоря уже о гораздо больших величинах?
При наличии эксклюзивной спецмашинки с насосом (она меняет кабель в трубе за счет циркуляции жидкости под давлением) это еще можно сделать.
А вот самостоятельная замена на сухую, без специнструмента вам не светит. Также возникнут проблемы при наличии дырки в трубе.
Вот так выглядит труба, прожженная сгоревшим кабелем. Нагнетаемая жидкость попросту будет уходить через нее.
Кабель, замурованный в трубе с жидкостью, локально уже не отремонтируешь. Придется менять целиком и платить за него целиком.
Прибавьте сюда вероятность повреждения самой трубки, отдельно от кабеля (случайно просверлили или вбили гвоздь). В итоге появляются дополнительные разъемные соединения в стяжке.
Как думаете, это нормально для дальнейшей эксплуатации системы?
Вот и получается, что надежность из-за всех этих факторов заметно снижается.
Даже хваленая ремонтопригодность труб при их нагреве феном не спасает. Как гласит реклама, при изломе любого участка, достаточно его нагреть феном, и стенка трубки вернется в изначальное состояние.
На самом деле на всех картинках при таком ремонте разогревается пустая труба, без теплоносителя. А значит у вас появляется еще одна головная боль.
Как слить и залить антифриз, сохранив при этом заводскую надежность герметизации всего отопления?
Кроме того, как “восстановилась” стенка трубки мы можем визуально проконтролировать только снаружи. Что происходит с ней внутри, никто не знает.
Приличный производитель не даст вам никакой гарантии после такого залома.
Еще одно преимущество – так как данная система разделена по комнатам (одна труба – один терморегулятор), то и выставлять температуру в разных помещениях можно по-разному, без лишних теплопотерь от источника (котла).
Во-первых, по поводу теплопотерь при отоплении от котла. На протяженных транзитах от коллектора до помещения, все трубы, как правило изолируются. Но даже если тепло и “теряется” на этом участке, то оно все равно остается внутри дома!
Вы же не прокладываете трубы снаружи здания и не греете улицу?
По поводу регулировки температуры — а кто вам сказал, что другие системы не могут делать то же самое?
У тех же водяных теплых полов с простейшим термостатом (по воздуху!) и термоэлектрической головкой на коллекторе, решается проблема поддержания заданной температуры с точностью до 1-2 градусов.
В системе с эл.водяными теплыми полами регулировка ТОЛЬКО по воздуху как раз запрещена. О чем и говорится в инструкции.
Вам нужно точно контролировать температуру нагрева трубок, иначе вы их сожжете. Сделать это можно только с датчиком, проложенным в стяжке рядом с трубкой, а не с воздушным терморегулятором на стенке.
Вот показательный пример одного пользователя, который дважды! спалил свои электро-водяные теплые полы подобным образом.
В связи с ненадобностью котельной, капитальные затраты на все оборудование для эл.водяных теплых полов должны быть меньше в 2-3 раза. Но так говорится в рекламных буклетах.
На практике, если подбить все цифры, картинка получается обратная. Вот данные для жилого дома в 100м2 с длиной труб в 300м (это расчеты с ценой без “электрики”, цены на начало 2021г).
Если сюда добавить стоимость 11 термостатов + 11 автоматических выключателей + диф.автоматы или УЗО + медный кабель до каждого контура + распредшкаф, то получится цифра около 300 тыс. рублей.
Итого с материалами из не самой дешевой ценовой категории получается сумма в 133 тыс. рублей.
Фактически система эл.водяного теплого пола обойдется вам минимум в 2 раза дороже, чем оборудование обычного теплого пола вместе с котельной!
При этом не забывайте, что котел помимо отопления можно еще приспособить и под горячее водоснабжение, без которого в своем доме никак.
Заявленный срок службы системы более 50 лет!
Возникает логичный вопрос, откуда это взято и как подсчитано? Скорее всего информация получена исходя из того, что любой производитель полимерных материалов (трубы) автоматически закладывает для своей продукции 50 лет безаварийной работы (при соблюдении рабочей температуры).
А если случится утечка жидкости или сбой в работе терморегулятора? А такое запросто может произойти из-за скачка напряжения.
Во что превратятся ваши трубы после неконтролируемого нагрева? 
То есть, тут изначально нужно учитывать несколько факторов, а не только материал изготовления и его заводской срок службы.
Во-вторых, не забываем, что внутри трубы имеется компенсатор теплового расширения. Кто рассчитывал сколько времени проработает он?
В-третьих, неизвестно каким образом химический состав незамерзающей жидкости скажется на свойствах стенок трубки. Свойства самого антифриза с годами также меняются.
А значит и его придется как-то сливать-заливать. Никто вам про эти нюансы обычно не рассказывает.
Вы должны просто ПОВЕРИТЬ в красивую цифру 50.
Продавцы уверяют, что эл.водяной теплый пол в отличие от обычного, можно укладывать под любую поверхность.
Однако, если обратиться к инструкции, то там черным по белому написано: “Запрещена укладка под пробку, доску пола, паркет и теплоизоляционные материалы”.
А это уже как бы не бьется с формулировкой “любое”. Отступите от инструкции – навсегда потеряете гарантию.
Предположим, у вас в комнате вдоль всей стены есть большой шкаф с глухим цоколем. Циркуляция воздуха под ним, естественно отсутствует, а значит и съема тепла в этом месте никакого нет.
Обычный электрический теплый пол в такой ситуации просто перегреется и сгорит. Поэтому при его монтаже и рекомендуется всячески обходить мебель.
А вот электро-водяной аналог, согласно рекламным буклетам, укладывать под мебель можно.
Но что нам говорит опять же инструкция, а не реклама? А в инструкции присутствует сразу несколько пунктов, в которых четко оговорено, что данный вид отопления боится перегрева и допускать его нельзя! 
То есть, производитель напрямую вам запрещает помещать трубу в такие условия, где возможен перегрев. Продажники же говорят об обратном.
И кому здесь верить?
Существенным недостатком системы является кратная длина отрезков. Электроводяной теплый пол можно монтировать участками кратными 7 метрам (7м-14м-21м и т.д.).
На больших длинах размеры скачут уже через 14 метров! Отрезать кусочек поменьше вы не сможете.
В итоге у вас будет оставаться либо длинный “хвост” (актуально для небольших санузлов и ванных комнат), либо будет не хватать пары метров. Все зависит от площади помещения.
Не надейтесь, что вы сможете просто поплотнее уложить “змейку”. Минимально допустимый шаг укладки в 200мм никто не отменял.
Сократите его, последует перегрев, нарушение инструкции, потеря гарантии и т.д.
С водяными теплыми полами такой проблемы не возникает. Режьте трубу где хотите.
Жизнеспособна ли данная система? Конечно, да. Тысячи людей ей успешно пользуются и не собираются переходить на что-то другое.
В первую очередь из-за отсутствия хлопот с обслуживанием котла, коллектора и т.п. Тратить все свободное время на себя, а не на “кочегарку”, это конечно подкупает.
Вот отзывы от реальных пользователей и монтажников.
Однако вы должны четко понимать, что система вовсе не обладает теми явными преимуществами, о которых так ярко говорится в рекламе.
Главный недостаток электрических теплых полов перед водяными в том, что они имеют постоянную мощность, а не постоянную температуру на единицу площади. То есть, пол имеет разную температуру в зависимости от покрытия, мебели, сквозняка и т.д.
Электрожидкостный пол, который должен был побороть этот недостаток, никоим образом не решает данного вопроса. Что дает наличие сантиметра теплоносителя вокруг кабеля, кроме головняка, вообще непонятно.
«Чудо технология» имеет все минусы монтажа обычного водяного пола, при этом лишает вас возможности выбора источника нагрева (только электричество).