Гідравлічна тепла підлога: переваги рішення, вибір обладнання і особливості монтажу

Якими перевагами володіє гідравлічна (або, як його частіше називають, водяна) тепла підлога на тлі традиційного радіаторного опалення? Яким може бути джерело тепла для неї? Які труби можна використовувати і як їх краще укладати?

Давайте спробуємо відповісти на ці питання.

Гідравлічна (водяна) тепла підлога на стадії укладання.

Що це таке

Назва «тепла підлога» говорить сама за себе: поверхня підлоги виступає в ролі опалювального приладу.

Зверніть увагу: вона зовсім не обов’язково повинен бути єдиним джерелом тепла в приміщенні. Найчастіше тепла підлога виконує функцію допоміжного обігрівача в сауні, ванній кімнаті або вітальні.

Нагрівання поверхні може здійснюватися різними способами:

• Укладанням під фінальне покриття плівкового нагрівального елементу.
• Гріючим кабелем.
• Нагрівальними матами.

Всі ці способи мають на увазі використання в якості джерела тепла електроенергії, причому самим невигідним способом — прямим нагрівом. Проте витрати на опалення можна помітно скоротити.

Якщо кіловат-годину тепла, отриманий з електрики прямим нагрівом, обходиться в 1 грн, то при спалюванні магістрального газу або дров ціна знизиться як мінімум втричі. Того ж ефекту можна домогтися, використовуючи електроенергію не для роботи нагрівального елементу, а для транспортування низькопотенційного тепла із зовнішнього середовища за допомогою теплового насоса будь-якого типу.

У всіх перерахованих випадках отримана теплова енергія буде локалізована в теплообміннику газового, твердопаливного котла або теплового насоса. Для її транспортування до опалювального приміщення потрібно використання теплоносія. У цій якості традиційно використовується вода — звідси і назва гідравлічної теплої підлоги.

Плюси і мінуси

Які переваги систем теплої підлоги перед звичними батареями? Чи є у них серйозні недоліки?

Переваги

• У разі теплої підлоги тепло в об’ємі приміщення розподіляється найбільш раціонально. Повітря найсильніше прогріте безпосередньо над підлогою, тобто там, де це найбільш потрібно. Для порівняння — при конвекційному опаленні в приміщенні з високими стелями цілком реальна ситуація, коли на рівні підлоги буде +16 градусів при +40 на висоті 3 метрів.

Як бачите, розподіл температур в обох випадках сильно розрізняється.

• Відчуття комфорту — ще один найважливіший фактор. Ходити по теплій підлозі босоніж дуже приємно. Граюча на підлозі дитина не змусить згадувати про застуди і лікарняне.
• Опалення теплими підлогами куди економічніше конвекційного. За рахунок чого? Причина — все той ж більш раціональний розподіл тепла, завдяки якому середня температура без суб’єктивного дискомфорту може бути помітно знижена. Просте зниження середнього значення на 2 градуси може принести економію до 20%: адже витоку тепла через огороджувальні конструкції прямо пропорційні різниці температур на них.

Недоліки

Вони зводяться до відносної складності монтажу труб теплої підлоги і розведення теплоносія.

• Укладання труб під несучий настил підлоги змушує приурочити монтаж опалювальної системи до капітального ремонту. Для порівняння — розвести батареї нескладно в приміщенні після чистового ремонту, який при цьому не постраждає.
• Якщо радіатори можна підключити послідовно у всьому будинку або квартирі, то для теплої підлоги доведеться створювати декілька незалежних контурів з роздільним регулюванням і паралельним підключенням. Справа в тому, що перепад температур в пару десятків градусів між подачею і обраткою, нормальний для радіаторів, в нашому випадку неприпустимий.
• Нарешті, сам діапазон робочих температур теплоносія дуже погано ув’язується з існуючими системами центрального опалення і з більшою частиною продається опалювального обладнання. Батареї міської квартири в пік морозів можуть нагріватися до 95 С. Для підлоги 40 — 45 С — абсолютний максимум.

Температура теплої підлоги куди нижча, ніж у радіаторів.

Варто уточнити: ми говоримо про температуру поверхні підлоги. Теплоносій може бути декілька гарячіший.

Устаткування

Що з обладнання потрібно, щоб змонтувати гідравлічні теплі підлоги своїми руками?

Джерело тепла

Давайте складемо невеликий рейтинг сучасного опалювального обладнання з точки зору економічності.

• Магістральний газ лідирує по дешевизні. Якщо ваш будинок газифікований, альтернатив можна не шукати: в найближчі роки баланс цін навряд чи зміниться радикально. Що особливо приємно, газове опалювальне обладнання не вимагає частого обслуговування і працює без втручання власника: вам потрібно лише задати необхідну температуру теплоносія або повітря в приміщенні.
• Лише ненабагато дорожче обійдеться тепло, одержуване з грунту геотермальним тепловим насосом. На глибині декількох метрів температура грунту круглий рік постійна і становить 10-12 градусів, що є запорукою стабільно високого ККД приладу: на кожен витрачений кіловат електричної потужності він буде транспортувати в до 3,5 — 4 кіловати тепла. Теплові насоси ще більш невибагливі і, на відміну від газових котлів, не вимагають відводу продуктів згоряння. Зворотний бік зручності і низьких експлуатаційних витрат — істотні витрати на покупку і монтаж: часто вони складають не менше половини вартості будівництва приватного будинку.

На фото зображено буріння свердловин для теплообмінників геотермального насоса. Глибина свердловин досягає 100 метрів.

Уточнимо: повітряні теплові насоси обходяться в кілька разів дешевше, але стабільно працюють тільки в теплому кліматі. Зі зниженням вуличної температури ККД падає, а вже при -25 більша частина пристроїв цього типу просто перестає працювати.

• Тверде паливо (дрова і вугілля) по питомій вартості кіловата тепла теж трохи поступаються магістральному газу. Котли на твердому паливі порівняно недорогі; однак така схема опалення має істотний недолік. Велика частина існуючих котлів вимагає розпалювання як мінімум два рази на добу; крім того, періодично доводиться приділяти увагу чищенні зольника. Найбільш демократичні в плані обслуговування котли так званого верхнього горіння: завдяки особливій системі подачі повітря і великій топці вони здатні підтримувати тління палива протягом доби — півтора.
• Нарешті, тепла підлога цілком може бути підключена до системи центрального опалення. Для забезпечення низької температури теплоносія потрібна досить складна розв’язка з окремим контуром, в якому велика частина води буде безперервно ганятися по колу циркуляційним насосом. Більш гаряча вода з подачі підмішується дозовано; для регулювання використовується двох або трьох прохідні клапани.

Чи можна дати якісь рекомендації по вибору конкретного пристрою або класу пристроїв?

Найбільш низьку питому вартість тепла з максимальною автономністю і порівняно низькими витратами на придбання і монтаж поєднують конденсаційні газові котли для теплої підлоги. Саме такий пристрій і стане оптимальним вибором при наявності магістрального газу.

Чим конденсаційний котел відрізняється від виробів традиційної конструкції? Тим, що він утилізує не тільки теплоту згоряння палива, але і те тепло, яке виходить при конденсації продуктів згоряння. Різниця в ККД становить приблизно 10 — 12%. Оскільки конденсат досить агресивний, теплообмінник, на якому конденсується волога, доводиться робити виключно стійким хімічно.

Так влаштований конденсаційний котел.

Крім того, конденсаційний котел характеризується кількома додатковими особливостями.

• Він використовує примусовий наддув. Повітрозабір може здійснюватися не з приміщення, в якому котел встановлений, а з вулиці по коаксіальному (труба в трубі) повітрозаборі; через нього ж видаляються газоподібні продукти згоряння.
• Оскільки електрика все одно потрібно для роботи пристрою, всі котли цього типу оснащуються електронним підпалом. Котел не підтримує безперервно палаючим полум’я запального пальника. Звідси — додаткова економія до 20% газу.

Корисно: там, де нерідкі відключення електроенергії, проблема роботи котла з електронним розпалюванням вирішується підключенням до нього джерела безперебійного живлення.

• Конденсаційні котли працюють з досить низько температурою обраткою — 30-40 градусів. Вона необхідна для охолодження теплообмінника, на якому конденсуються продукти згоряння. Як нескладно здогадатися, в нашому випадку ця особливість стає важливою перевагою: нам не доводиться вирішувати проблему нагріву обратки до традиційних 50-60С.

Труби

Які труби можуть використовуватися в якості теплообмінника для теплої підлоги?

• Зшитий поліетилен — модифікація звичайного поліетилену з поперечними зв’язками між молекулами полімеру. Труби недорогі і прекрасно гнуться з невеликим радіусом. Міцність на розрив становить до 10 атмосфер, чого з запасом вистачає для автономних опалювальних систем: робочий тиск у них не перевищує 2,5 кгс / см2.
• Металлополімерні труби завдяки алюмінієвому прошарку між шарами зшитого поліетилену відрізняються більшою міцністю на розрив — до 16 атмосфер. Вони можуть використовуватися і в теплих підлогах, підключених до центрального опалення.

Тепла підлога виконаний металопластиком.

Нюанс: для з’єднання бажано використовувати не компресійні фітинги з накидними гайками, а обтискні прес-фітинги. На відміну від компресійних, вони не починають текти після декількох циклів нагрівання та охолодження.

• Труби з гофрованої нержавіючої сталі — найбільш надійне рішення, здатне без руйнування перенести не тільки експлуатацію в системі центрального опалення в штатному режимі, але і гідроудари, що виникають при надмірно швидкому заповненні контуру.

Незалежно від типу застосовуваних труб діє пара загальних правил.

1. Всі з’єднання монтуються вище рівня підлоги і залишаються доступними після закінчення монтажних робіт. У підлогу укладається цільна труба, що передбачає її поставку в бухтах. Інструкція пов’язана з тим, що течі в 99 відсотках випадків виникають саме на з’єднаннях.
2. Крок між витками труби — приблизно 20 сантиметрів, що з урахуванням вигинів дасть нам витрату труби приблизно 6-7 погонних метрів на квадрат підлоги.

Як правило, протяжність труби одного контуру становить близько 50 метрів. При більшій довжині гідравлічний опір стає занадто великим для малопотужних і економічних циркуляційних насосів.

Колектор і вузол змішення

Колектор — це гребінка з декількома відводами на кожній нитці опалення, призначена для паралельного підключення контурів. Як правило, на зворотному трубопроводі ставиться дроселювальна арматура — дроселі або термостатичні головки; подача оснащується вентилями, що дозволяють при необхідності повністю відсікти контур.

Принципова схема колектора з вузлом змішування. Стрілками вказано напрямок руху теплоносія.

Вузол змішування в найпростішому варіанті реалізації — це триходовий клапан, встановлений на перемичці між подаючим і зворотним трубопроводом, і працює за принципом «або-або»: відкриваючи подачу, він перекриває потік води із зворотного трубопроводу через перемичку.

Для того, щоб забезпечити циркуляцію води в контурах теплої підлоги, перед колектором монтується циркуляційний насос. Для автоматизації роботи системи можуть використовуватися клапана з сервоприводами, виносні електронні термостати, програмовані прилади управління і термоголовки з виносними капілярним датчиками.

Монтаж

При виборі способу монтажу варто дотримуватися двох принципів:

1. Тепла підлога повинна бути надійно теплоізольована від перекриття.
2. Покриття вище труб повинно, навпаки, мати максимальну теплопровідність.

Найбільш типові рішення:

• Для залізобетонних перекриттів — укладання труби в стяжку по шару екструдованого пінополістиролу.

• Для дерев’яних — настильна тепла підлога на основі того ж пінополістиролу. Поверх плит утеплювача кладуться металеві пластини-теплорозподільника. У них укладається труба теплої підлоги; зверху — тонкий настил з гіпсоволоконного листа, щільного поліетилену і ламінату.

Алюмінієві пластини розподіляють тепло по всій поверхні підлоги.

Висновок

Сподіваємося, що вам сподобається цей вельми практичний спосіб опалення будинку. Відео в цій статті містить деяку кількість додаткової інформації з обговорюваної нами теми. Успіхів!

Що треба також прочитати:

Армування бетонної підлоги як невід’ємна частина технології Варіанти укладання плитки на підлогу — знайдіть свій стиль і метод Як клеїти плитку на підлогу правильно: технологія монтажу Як стелити плитку на підлогу: всі етапи процесу