водяные теплые полы с греющим кабелем
Электро-водяной теплый пол
В нынешних условиях потребитель имеет большие технические возможности в плане обустройства собственного жилья. Ограниченный ранее модельный ряд отопительного оборудования сегодня расширился. На рынке появляется новое оборудование, внедряются технические новинки и новейшие технологии в кластере домашнего обогрева. Теплые полы в этом аспекте сегодня занимают одно из ведущих мест. Сам способ обогрева внутренних жилых помещений за счет подогрева пола на практике оказался намного эффективнее и экономичнее.
К тому же для дизайнеров с установкой в помещении теплых полов, открываются уникальные возможности для реализации в области интерьера. Отдав предпочтение системе внутрипольного обогрева, вы сумеете сделать свой дом теплым, уютным и прежде всего, комфортным. Теплый пол можно использовать в качестве основного варианта отопления в доме или сделать его вспомогательным техническим средством обогрева.
Область применения теплых полов определяется теми задачами, которые вы ставите перед системой отопления. Отсюда и возникает вопрос. Какой тип теплых полов выбрать, электрический и водяной? Есть в данном случае разумная «золотая середина»?
Электро водяной теплый пол – «ноу-хау» нашего времени
Каждому из нас хорошо знакомы водяные системы отопления. Мы привыкли к тому, что по нашим батареям циркулирует горячая вода. Львиную долю в сегменте автономного отопления занимают обогревательные приборы, в которых основную работу выполняет жидкий теплоноситель. За счет высокого КПД жидкостные отопительные системы остаются одним из наиболее востребованных вариантов обогрева. Теплый водяной пол в этом плане является наиболее удачным инженерно-техническим решением. Однако в последние годы появилась совершенно новая система отопления, электро водяной, универсальный теплый пол.
Эта конструкция представляет собой комбинацию электрического отопления и жидкостного способа обогрева.
Для справки: почему правильно говорить жидкостный, а не электрический водный теплый пол? Все дело в том, что в качестве теплоносителя в этой системе используется не обычная вода, а антифриз и его различные модификации.
В результате грамотных технических решений этот вариант сумел вобрать в себя все лучшие качества и характеристики электрической схемы подогрева и водяных теплых полов. В основу технологии положен принцип взаимодействия тепла и давления. Во время работы электрического элемента происходит нагрев жидкости, находящейся внутри отопительного контура.
Отопительный контур представляет собой герметичный пластиковый канал, заполненный антифризом. В середине пластиковой трубы, на всю ее длину проходит никеле хромовый кабель. В этом и есть одно принципиальное отличие этой модели от обычного водяного теплого пола, где по отопительному контуру циркулирует подогретая котловая вода. Укладка пластикового канала с электрическим подогревом выполняется аналогично монтажу водяной трубы теплого пола. Используются те же схемы укладки отопительных контуров: улитка, спираль или змейка. Электро водяной пол рассчитан на монтаж под стяжку.
Оценивая устройство конструкции, принцип работы и технологию укладки, можно смело приступать к работе, делая такой теплый пол своими руками.
Преимущества комбинации электричества и жидкого теплоносителя
Основное и главное преимущество, которым обладает новая электро водяная схема внутрипольного обогрева – это отсутствие сложного дополнительного оборудования. Без насосно-смесительного узла, коллектора, предохранительных клапанов и расходомеров трудно представить полноценный водяной теплый пол в рабочем состоянии. В случае с электро водяными полами ситуация кардинально отличается. Система не требует установки целого комплекса обслуживающих приборов, устройств и агрегатов.
На заметку: Если у вас есть средства, лучше их вложить в покупку комбинированной отопительной системы. Электро водяной теплый пол своими руками – это вполне реально. Такое решение избавит вас от тепловых расчетов, технологически сложной установки коллектора и насоса.
К другим преимуществам данной системы можно смело отнести следующие аспекты:
Налицо явное усовершенствование хорошо знакомых нам всем водогрейных полов. За счет новых технологий удалось исключить из устройства системы целый ряд сложных и дорогостоящих агрегатов и механизмов. К тому же комбинированную систему можно использовать для отопления любых жилых помещений. Особый интерес вызывает тот факт, что электро водяная схема обогрева одинаково эффективная при работе в разных температурных режимах. Такой обогрев можно устанавливать для отопления в помещениях любой площади (насколько хватит средств).
Важно! Коэффициент полезного действия электро водяных полов достигает почти 100%. Нагретый пол долго хранит тепло, даже после выключения отопительного контура.
С экологической точки зрения и безопасности данная схема практически безопасна. Автоматическая регулировка исключает перегрев нагревательных элементов. Соответственно, в отапливаемом помещении всегда будет поддерживаться заданная температура. При оборудовании такого варианта отопления можно использовать практически любое напольное покрытие.
На заметку: утверждения о том, что электрический кабель, уложенный на большой площади, способен вызвать негативное электромагнитное излучение – миф.
О недостатках электро водяного теплого пола можно сказать немного. В сравнении с водяным полом, расходы на обогрев немного превысят привычные суммы. Одноразовое вложение средств при покупке оборудования так же может существенно отразиться на вашем бюджете. Однако в комплексе, серьезных минусов от такой отопительной системы в практической плоскости не наблюдается.
Разновидности системы. Устройство и принцип действия
Сегодня на рынке отопительного оборудования в сегменте напольное отопление, представлены две модели:
Последний вариант имеет отечественные аналоги, которые выпускаются по лицензии на российских предприятиях.
И первая отопительная система, и вторая имеют некоторые различия в конструкции и в принципе действия нагревательных элементов, хотя все остальное, и монтаж и принцип действия абсолютно одинаковые.
Теплые электро водяные полы XL Pipe
Рассмотрим в чем же особенность конструкции отопительной системы, с использованием электричества. Для первого знакомства возьмем отопительную систему, электро водяные теплые полы XL Pipe (X-L Pipe). Новинка в данном случае – это сама структура нагревательного элемента. В основу полиэтиленовой трубы (стенки толщиной 20 мм), на всю длину уложен греющий кабель. Принципиально то, что это не простой кабель, а сплетенные никель — хромовые нити, заключенные в тефлоновую оболочку. Все остальное внутреннее пространство пластиковой трубы заполнено жидким теплоносителем, который находится в статическом состоянии. Труба представляет собой герметично запаянный единый контур.
Очевидно, что в данном случае вам не нужен ни насос, ни коллектор. На рисунке – схеме наглядно показаны внутреннее строение нагревательного контура, внешний вид пластиковой трубы и примерная схема укладки электро водяного пола марки XL Pipe.
Теплоносителем в данном случае выступает антифриз, поэтому система правильно должна называться — электро жидкостный теплый пол. Используя тепловую энергию от нагрева электрического элемента, теплоноситель равномерно нагревается по всей длине отопительного контура.
На заметку: в отличие от традиционных водяных полов, где теплоноситель на разных участках водяной петли имеет разную температуру, электро – жидкостная схема гарантирует равномерный нагрев поверхности пола на всей площади.
Принцип действия системы внутрипольного подогрева в данном случае основан на взаимодействии нагревательного элемента с датчиками контроля температуры. Термостат является для любой отопительной системы одним из основных приборов, поэтому в данном случае без него не обойтись.
Электро водяной теплый пол действует по следующему принципу:
Капиллярный теплый электрический пол
Другой вариант электро водяных полов, капиллярный, построен на другом принципе работы. Здесь кроется главное отличие системы: малый диаметр отопительной трубы, поэтому и возникло такое название. Пластиковая трубка подключается к небольшому электронагревательному устройству, которое одновременно является и электрическим нагревателем и питателем всего отопительного контура. Прибор контролирует температуру нагрева, обеспечивает нагрев жидкого теплоносителя и создает рабочее давление в системе. Как и в случае с первым вариантом электро водяного отопительного оборудования, данный вариант является замкнутой герметичной системой.
На заметку: маленький диаметр водяной трубы потребует от вас заливки всего 5-6 литров дистиллированной воды, поэтому для подогрева такого количества теплоносителя достаточно мощности электроприбора 2,4 кВт.
Монтаж такой системы отопления лучше осуществлять через подключение УЗО и оборудовав весь комплекс автоматом.
Преимущества капиллярной системы обогрева следующие:
Монтаж теплых полов электро жидкостного типа
Принципиального отличия при монтаже электро водяных полов от традиционных водных отопительных внутрипольных систем нет. И в первом и во втором случае укладка отопительных трубок осуществляется под стяжку.
Для того, чтобы сделать монтаж пол своими руками вам потребуются теплоизоляционные материалы, демпферная лента, металлический или фольгированный теплообменник. Все эти элементы являются составными частями слоеного пирога, который обязательно присутствует при укладке теплых полов. Основная задача в процессе монтажа, которая стоит перед вами, заключается в двух моментах:
Укладка электро водяного пола отличается от монтажа водяных петель тем, что трубы выводить наружу нет необходимости. Коллектор у вас отсутствует. Все отопительные контуры подключаются к распределителю, который может быть размещен в двух вариантах:
Провода питания и управления выводятся наружу, соединяя с терморегулятором. Далее следуют все те же, хорошо знакомые мокрые работы, заливка бетонной стяжки. Рекомендованная толщина стяжки при работе с теплыми электро водяными полами, 30-50 мм. Больше не стоит, не хватит мощности, меньше тоже не рекомендуется. Тонкую стяжку можно повредить механически, нанеся повреждение отопительному контуру.
На заметку: укладывать отопительные каналы по все площади отапливаемого помещения нет необходимости. Можно создать электро водяной подогрев отдельно взятого участка помещения. Работа такого участка будет автономной и не зависеть от работы домашней системы отопления.
При работе с этим видом отопительного оборудования лучше использовать схему укладки отопительных труб – двойная змейка. Рекомендованный шаг укладки контура 10-15см. Не стоит забывать и о том, что от стен допускается максимально расстояние для укладки отопительных контуров 10-15 см.
Выводы
В современных условиях можно довольно успешно своими силами оборудовать свой дом, квартиру или другое бытовое помещение достаточно эффективной системой отопления. Теплые полы уже доказали на практике свою эффективность, экономичность и удобство. Жидкостные системы внутрипольного обогрева с использованием электричества, выводят подобные системы на совершенно новый уровень. Здесь действует принцип — меньше хлопот, больше комфорта. Вбирать вам, что ставить дома, водяную систему обогрева или отдать предпочтение жидкостным электрическим отопительным устройствам.
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.