Секреты проектирования системы теплого пола

Обустройство теплого пола и утепление пола в деревянном доме – задача не из легких, однако результат в полной мере оправдывает все затраченные усилия. В итоге вы получите эффективную, долговечную систему отопления, которая значительно увеличит комфортность жилого помещения.

Система водяного теплого пола

В данной статье будут рассмотрены как теоретические основы, так и практическая информация, которую необходимо знать для того, чтобы установка теплого пола осуществлялась без ошибок. Вы узнаете, как необходимо выполнять расчет водяного теплого пола, и получите советы по выбору нагревательного котла и коллектора под теплый пол.

Особенности расчета и теоретическая база

К расчету системы теплого пола можно подойти с трех разных сторон. Вариант №1 – воспользоваться услугами профессиональных проектных организаций - это дорого, однако вы будете полностью уверены в полученном результате.

Вариант №2 с звукоизоляцией потолка своими руками – выполнить расчет при помощи специализированных компьютерных программ. Тут главное, чтобы программа была проверенной, внимательно изучите отзывы, прежде чем использовать какой-либо продукт. Вариант №3 – выполнить расчет самостоятельно.

Третий вариант чреват тем, что даже малейшие ошибки при выполнении расчета и составлении проекта теплого пола, могут существенно снизить функциональность итоговой конструкции.

Схема правильного обустройства теплого пола

Если вы решили выполнять расчет самостоятельно, то постарайтесь подойти к этому вопросу с максимальной ответственностью. Для того чтобы можно было осуществить расчеты теплого пола, вам необходимо выяснить следующие исходные данные:

• Размеры комнаты, в которой будет монтироваться система;
• Материалы стен, наличие/отсутствие теплоизоляции;
• Материал теплоизоляции теплого пола и изделия из полиэтилена;
• Вид напольной поверхности;
• Диаметр труб, из которых будет составляться теплый пол, и материал, из которого они изготовлены;
• Температура циркулирующей жидкости и мощность котла, необходимая для их поддержания.

Температура воды внутри труб

Данный фактор по большей части зависит от материала, из которого изготовлены используемые трубы, от требуемой температуры на поверхности пола, и теплопроводности напольного покрытия. В последнее время широкую популярность в системах теплого пола получили трубы из полимерных материалов – стеклопластика и сшитого полиэтилена.

Проектный рисунок водяного теплого пола

Такие трубы обладают достаточно хорошей теплоотдачей, поэтому, для поддержания оптимальной температуры на поверхности пола, температура циркулирующей жидкости должна находиться в пределах 40-55 градусов.

Контроль температуры осуществляется посредством измеряющей трубопроводной арматуры, которая ставится на подаче и на обратке в нагревательном котле, к которому подключена система теплого пола. Эталонным вариантом считается ситуация, когда температура на подаче выше, чем температура воды на обратке на 5-10 градусов.

Температура на поверхности пола

На этот параметр влияют такие факторы как теплопроводность труб с сверхтонкой теплоизоляцией Броня, и напольного покрытия, и температура теплоносителя. В процессе эксплуатации теплого пола вы сможете регулировать температуру на свое усмотрение, однако при проектировке системы необходимо отталкиваться исходя из следующих параметров:

• В комнатах, где люди находятся продолжительное время (гостиные, спальни, кухни) – 29 градусов;
• Граничные зоны (коридоры и тд) – 35 градусов;
• Ванные комнаты, санузлы – 33 градуса.

Схема отдачи тепла теплым полом и обычной отопительной системой

Форма укладки

Существуют четыре основные формы монтажа труб теплого пола: улитка, змейка, двойная змейка, и меандр.

Форма змейки является оптимальным вариантом монтажа теплого пола в небольших комнатах, в которых присутствуют внутренние стены (ванные, кухни). Змейка также считается оптимальным вариантом для помещений с наружной стеной, утепленной экранирующим теплоизоляционным материалом.

Такая технология предусматривает, что начало монтажа контура будет выполняться со стороны наружной стены, так как именно на начальном участке трубы циркулирующая жидкость обладает наибольшей температурой.

Для монтажа теплого пола внутри больших комнат с отражающими теплоизоляционными материалами используется технология улитки. С данной формой немного сложнее работать, однако она способна обеспечить наиболее равномерное распределение тепла. Это оптимальный вариант для комнат с холодными стенами, так как внешний контур системы, с наибольшей температурой, расположен вблизи стен по всему периметру помещения.

Распространенные формы укладки теплого пола

Шаг монтажа труб

В местах, где происходят максимальные потери тепла – вблизи дверных проемов, внешних стен, шаг монтажа уменьшается до 10 сантиметров. На всех остальных зонах труб укладываются в 15-20-25 сантиметров, в зависимости от требований к мощности системы.

Важно, чтобы шаг монтажа труб не превышал 30 сантиметров, так как при таком расстоянии между трубами человеческая ступня уже чувствует перепады температуры на поверхности пола.

Расчет длины труб

Технология монтажа теплого пола позволяет выполнить расчет длины труб по следующей формуле:

D = S/N*1.1 + (k*2), в которой

• S – площадь комнаты, в которой будет устанавливаться система;
• N – шаг монтажа труб;
• 1.1 – запас длины на повороты и изгибы;
• K – длина трубы подсоединения системы к коллектору (для подачи и обратки она идентична, по этому число умножается на 2).

К примеру, для монтажа теплого пола в комнате площадью 13 м2, в которой расстояние от начала контура до коллектора будет составлять 7 метров, а шаг монтажа трубы составляет 0,15 метра, нам понадобится: 13/0,15*1,1+(7*2) = 110 метров трубы.

Укладка типа "змейка" с учетом полезного пространства комнаты

Расчет длины одного контура исходя из потерь давления в системе

Технология монтажа системы теплого пола с керамзитом для утепления пола накладывает определенные ограничения на максимальную длину одного контура системы.

Такие факторы как гидравлическое сопротивление, и связанная с ним потеря давления циркулирующей жидкости внутри труб, обуславливают невозможность создания одного контура длиною выше 120-125 метров.

Если данный фактор не будет учитывается, и длина системы будет превышать 125 метров, значительно возрастет возможность образования «запертой петли» , когда даже самые мощные циркуляционные насосы не смогут прокачать воду через определенный виток теплого пола (как правило такие витки располагаются на дальней части контура).

Запертая петля возникает, когда потеря давления циркуляционной жидкости составляет 0.2 Бар (20 кПа).

В целом, практика показывает, что оптимальная длина контура из металлопластиковой трубы (16 дюймов в диаметре) составляет 90 метров, полимерных труб аналогичного диаметра – 85-95 метров, для труб диаметром 20 дюймов – 120-125 метров.

Монтажная поверхность для упрощения укладки теплого пола

Какое количество контуров выдержит смесительный узел с одним циркуляционником?

Данный расчет выполняется исходя из продуктивности, которой обладает насосно-смесительный узел (объем перекачиваемой за час жидкости), и диаметра коллектора.

Также немаловажным фактором является то, с какой предельной тепловой нагрузкой насосно-смесительный узел может нормально функционировать на протяжении длительного времени.

Расчет данного показателя будет индивидуальным для каждого агрегата.

К примеру, предположим, что в системе теплого пола будет использоваться смесительный узел от компании Valtec “Combimix” и циркуляционной насос Грундфос UPS 25-60 с ветрозащитными мембранами Изоспан (оптимальный вариант, обладающий хорошим соотношением цены и эксплуатационных характеристик).

Данный смесительный узел по паспорту обладает следующими параметрами: продуктивность – 2.38 кубометров/час, при комплектации насосом Груднфос он сможет выдавать нагрузку в 17 кВт.

К примеру, для дома с неопределенным количеством комнат с площадью 12 м2, в которых планируется обустроить теплый пол с шагом монтажа 20 см, где проектная теплоотдача одного квадратного метра теплого пола будет составлять 80 Вт, такой насосно-смесительный узел сможет держать на себе 17 комнат.

1. 12 х 80= 960 Ватт (требуемая мощность на одну комнату);
2. 17000/960 = 17,7 комнат.

Это теоретический максимальный показатель, на практике же, смесительный узел “Combimix” может обрабатывать 12 комнат, поскольку коллекторов с большим числом разветвлений для данного агрегата попросту не существует в продаже.

Насосно-смесительный узел с несколькими контурами теплого пола

Как быть с большими комнатами?

Как можно сделать вывод из ограничений на максимальную длину контура и на шаг укладки, в комнатах с большой площадью установка теплого пола из одного контура просто физически не возможна.

Если размеры помещения не позволяют осуществить укладку теплого пола в одном контуре с шагом до 30 сантиметров, необходимо делить комнату на равные участки, и укладывать по отдельному контуру на каждом из них.

Так вы избавитесь от потерь давления на дальнем от циркуляционника части контура, и сможете организовать равномерный прогрев напольного покрытия.

Расчет общей толщины системы теплого пола

Необходимость монтажа качественного теплоизоляционного материала под трубы обуславливается требованиями к рациональному использованию получаемой тепловой энергии. Утеплитель для теплого водяного пола нужен для того, чтобы большая часть тепла, вырабатываемого системой, не уходила в стяжку пола, а шла в напольное покрытие.

Оптимальным вариантом теплоизоляционного материала являются утеплители с двухсторонним фольгированием, по типу Пенофола.

В целом, если не учитывать толщины напольного отделочного покрытия, общая толщина теплого пола с утеплителем в 3 см составит 9.5 см, с утеплителем 8 см – 14.5 см, и с утеплителем 9 см – 15.5 см.

Особенности расчета теплого пола (видео)