Теплый пол: Физико-технические условия
Проектирование «теплого пола» — задача для специалистов высокой квалификации: слишком много деталей надо учитывать — от российских климатических особенностей до ключевых различий нормативных документов. Разберемся…
Напольное отопление известно в мире уже более 2 тыс. лет: древние римляне отапливали свои помещения дымом из топки через дымоходы под полами здания. В 30-х годах прошлого века в напольном отоплении стали использовать стальные трубы, позднее — медные. Их общий недостаток — в условиях длительной эксплуатации они не выдерживали давления бетонной плиты. На смену металлическим пришли трубы из полимеров.
Зачем нужно напольное отопление?
Исследования показали, что человек чувствует себя комфортно, когда ногам немного теплее, чем голове. При этом температура над поверхностью пола должна быть на уровне 22-25 °С, а температура воздуха на уровне головы −19-20 °С.
Как видно из приведенных графиков, в сравнении с другими видами отопления напольное в большей мере способствует поддержанию комфортного (или близкого к нему) температурного режима.
В этом случае вся поверхность пола является низкотемпературным радиатором, который обеспечивает равномерное горизонтальное распределение тепла по всему помещению. Системы радиаторного, конвекторного, воздушного и потолочного отопления не распределяют равномерно тепло у поверхности пола, а потолочная и воздушная к тому же перегревают воздух на уровне головы. Неравномерное распределение температуры в помещении служит причиной дискомфорта для человека.
Учитывая также, что напольное отопление — низкотемпературная система, в которой температура носителя тепла не превышает 45 °С, этот факт способствует снижению затрат на энергоносители минимум на 8-15%. Долговечность и эластичность полимерных труб также сводят к минимуму эксплуатационные расходы.
Холодно или тепло?
Разместим в условном помещении (с температурой внутреннего воздуха 24 оС и при идеальных условиях) три разных напольных покрытия: ковролин, линолеум и керамическую плитку. Какой пол будет холоднее, а какой теплее? Верно, ступая с одного покрытия на другое, наши ноги будут чувствовать температурную разницу: поверхность коврового покрытия будет ощущаться как самая «теплая», линолеум несколько «холоднее» и керамическая плитка — самая «холодная».
Но все это не более, чем субъективная реакция человека: во всех трех случаях температура напольных покрытий будет одинаковой — 24 °С, как и температура воздуха в помещении.
Характеристики «холодный» и «теплый» пол — это время усвоения тепла подошвы ноги конструкцией пола.
У материалов существует такая характеристика, как коэффициент теплоусвоения. Например, коэффициент теплоусвоения у керамической плитки в четыре раза выше, чем у ковролина и паркета, у линолеума его значение находится примерно посередине между плиткой и ковролином. Соответственно, наступая на то или иное покрытие, человек ощущает разницу времени, за которое пол «забирает» тепло сего подошвы.
Температура подошвы человека 34-35 °С. Чем больше разница температур пола и подошвы человека, чем выше коэффициент теплоусвоения у напольного покрытия, тем за меньшее время оно забирает у человека тепло.
Главная задача напольного отопления, которое справедливо называют также и «теплым полом» — увеличить дистанцию во времени усвоения тепла с подошвы ноги человека.
Секрет напольного покрытия
Невозможно рассматривать устройство «теплого пола», не задумываясь изначально, из какого мате-риала будет выполнено конечное напольное покрытие в вашем помещении. От этого напрямую зависит, добьетесь ли вы желаемого эффекта в помещении с помощью «теплого пола».
Оптимальная температура поверхности пола для жилых и офисных помещений — 26-29 °С, для ванной комнаты и бассейнов — 31-33 °С, для приграничной зоны пола, прилегающей к внешней стене здания, санитарные нормы РФ допускают температуру 33-35 °С (первое значение соответствует санитарным нормам РФ, второе — европейским санитарным нормам), поскольку здесь происходит наибольшее охлаждение пола (для этого подающую часть трубопровода прокладывают по периметру вдоль внешней стены/стен).
Стоит ли в качестве напольного покрытия «теплого пола» использовать паркет? Чтобы нагреть поверх-ность паркета до 27 °С, поверхность пола под паркетной доской должна иметь температуру 32 °С. При этих температурных условиях происходит разложение клеевой составляющей и паркетного лака, процесс начинается уже при 24-27 °С (зависит от фирмы — производителя клея и лака).
В таком случае заказчику придется дышать парами ацетона и другими вредными летучими примесями, входящими в состав лака. Нет необходимости объяснять, что это вредно для организма.
Значит, если заказчик все-таки настаивает на паркетном покрытии «теплого пола», то его температура должна быть не выше 24 °С. В этом случае при температурном режиме в помещении 20 °С теплосъем с паркетного «теплого пола» составит всего 20 Вт/м². Это значение очень мало в сопоставлении с произведенными тратами на оборудование «теплого пола», обогревающий эффект которого будет почти незаметен.
На этом трудности использования паркета не заканчиваются. Существует два варианта укладки парке-та на «теплый пол»: при включенной системе отопления и при выключенной.
В первом случае в помещении сохраняется пониженная влажность — в среднем 60%, при отключении системы отопления (на летний период) влажность в помещении увеличивается до 85%. Паркетная доска, уложенная при включенной системе отопления, летом разбухнет и паркет вздуется.
Паркетная доска, уложенная при выключенной системе отопления, в зимний период будет высыхать, и в паркете будут образовываться щели в один, а то и несколько миллиметров. К тому же в помещении с паркетным покрытием не должно быть много мебели, а которая установлена — легкая по весу.
Давление, оказываемое мебелью на паркет, ориентирует в нем влагу в одном направлении, мешая ее равномерному распределению.
Добиться физически стабильного состояния паркета можно. Например, никогда не выключать однажды запущенную систему отопления пола. Другой способ — поддерживать в помещении постоянную влажность, правда, в этом случае помещение придется сделать практически герметичным. Есть и еще один радикальный способ: если заказчик хочет видеть в комнатах паркет — не устанавливать под ним «теплый пол».
Распределение температуры при использовании разных схем отопления
Как показывает практика, в 99% случаях заказчик отказывается от укладки паркета на «теплый пол».
Температура теплоносителя
Какая температура теплоносителя будет наиболее предпочтительной для системы напольного отопления? Зарубежные производители рекомендуют температуру теплоносителя поддерживать не ниже 55 °С как наиболее эффективную для передачи тепла и повышения КПД конструкции «теплого пола».
Логика в этом, безусловно, есть, поскольку и горячее водоснабжение (от распределительного коллектора которого часто подключают «пол») работает на этой же температуре.
Обычный цементный раствор марки «300» выдерживает температуру до 45 °С, при повышении температуры стяжка «теплого пола» растрескивается.
Но в России невозможно сделать качественный «теплый пол» (гарантированный срок службы 50 лет) с такой температурой носителя. Чтобы повысить температурную стойкость стяжки, в растворе необходимо применить пластифицирующие добавки (на рынке строительных материалов их много, преимущественно — высокого качества). Но наши монтажники не любят работать с пластификаторами — время застывания раствора сокращается в пять-шесть раз — схватывание наступает через 30-40 минут, и они просто не успеют сделать качественную стяжку из-за отсутствия специального оборудования.
Поэтому практики, у которых за плечами не одна сотня спроектированных и смонтированных конструкций «теплых полов», рекомендуют теплоноситель с рабочей температурой 45 °С, чтобы было возможно использовать для стяжки обычный цементный раствор без пластификаторов.
Мнение наших практиков постепенно подтверждают и современные западноевропейские строительные нормы — они рекомендуют горячее водоснабжение переводить на теплоноситель с температурой 45 °С.
Почему принято рассматривать подключение «теплого пола» от коллектора горячего водоснабжения? Ответ прост — горячая вода присутствует в зданиях как минимум 350 дней в году, в то время как отопление — не многим более 200.
К тому же температура теплоносителя в системе отопления никак не меньше 70 °С, это означает, что ее пришлось бы снижать на подводе к «теплому полу».
Комбинирование систем отопления
Один из вопросов, который часто задает заказчик, — можно ли только с помощью «теплого пола» сделать отопление в помещении? Практики с солидным опытом дают однозначный ответ: отопление только «теплым полом» в России теоретически сделать можно, практически нецелесообразно. И вот почему.
В наших зданиях из-за условий холодного климата очень большие теплопотери, и это несмотря на новые строительные нормы по защите строительных конструкций.
Настоящей проблемой здесь являются окна — именно через них уходит значительное количество тепла.
Потери тепла происходят не только через стеклопакеты. С одной стороны, практически все производители столярных изделий для окон (деревянные окна по-прежнему составляют большую часть «оконного парка» наших зданий) в один голос утверждают, что сопротивление воздухопроницаемости столярных рам равно шести, как и предписано нормами. С другой стороны, реальные замеры показывают, что это сопротивление не выше трех. Таким образом, процесс инфильтрации помещений идет непрерывно, и предприятия-производители это признают.
В нашей стране сильные напоры ветра. Стандартный оконный профиль не выдерживает такого давления и изгибается. Следовательно, необходимо устанавливать окна из усиленного профиля с обязательным тройным уплотнением, которое будет препятствовать потере тепла невозможностью образования сквозных щелей во время регламентированных нормами прогибов профиля.
Поэтому в России специалисты рекомендуют строить здания с комбинированными системами отопления: «теплый пол» в сочетании с классической отопительной системой.
Напольное отопление является инерционной системой — медленно выходит на рабочий температурный режим и также медленно останавливается. Практика эксплуатации показывает, что регулирование температурного режима в помещении с помощью напольного отопления осуществлять нежелательно. Идеальные условия эксплуатации «теплого пола» — единожды (на практике — один раз в сезон) запущенный рабочий режим с температурой теплоносителя 45 °С. При таком режиме пол один раз проходит тепловое расширение и останавливается. Если температура носителя будет подвергаться периодической корректировке, пол все время будет находиться в движении — расширение будет сменяться сжатием, что непременно приведет его к преждевременному износу.
Повышение или понижение температуры в помещении регулируют с помощью отопительных приборов классической системы.
В средней полосе России температурная составляющая на улице выше 0 °С равна примерно 30% времени отопительного сезона, в северных областях — 20%.
Как распределить отопительные нагрузки между радиаторами и полом? Ответ на этот вопрос был найден только практическим путем: на территориях России, которые находятся южнее условной линии, проведенной на карте через города Брянск, Липецк и Саратов, 40% отопительной нагрузки отдается на пол, 60% — на радиаторы отопления.
В средней полосе — до линии городов Санкт-Петербург-Пермь, на пол — 10% нагрузки, на радиаторы отопления — 70%. На территориях севернее этой линии соотношение нагрузок 20%/80%.
Чем обоснованны такие пропорции? Точкой излома температурного графика и продолжительностью отопительного периода. Например, отопительный период в южных областях России — 180 дней, из них примерно 4% времени температурная составляющая на улице выше 0 °С. Это означает, что в течение времени, когда температура на улице выше 0 °С. возможно отключить классическую систему отопления и отапливать помещения только с помощью «теплого пола».
Учитывая, что классическая система отопления отключена, но «теплый пол» работает в стабильном температурном режиме, а на улице температура выше 0 °С, не возникнет ли в таком случае перегрева помещения? Рассмотрим пример.
Исходная температура на поверхности пола — 27 °С, температура внутри помещения −20 °С, ΔТ равна 7 °С, теплосъем с пола в этом случае составит 80 Вт с 1м².
Выглянуло солнце и нагрело воздух в помещении до 22 °С, ΔТ равна 5 °С. Теплосъем с пола теперь снизился и составляет 60 Вт с 1м². «Теплый пол» — саморегулирующаяся тепловая система, но из-за того, что она обладает большой инерционностью, система не успевает реагировать на значительные изменения температуры. Поэтому, когда столбик термометра стремительно опускается, требуется включать классическую систему отопления.
Познакомиться с ценами на «теплые полы и кабельные системы обогрева» можно по ссылке
Теплый пол без насоса и узла смешивания
Итак, как же сделать систему водяного теплого пола без дополнительного циркуляционного насоса и узла смешивания, при подключении к радиаторному контуру?
Ведь мы же знаем, что в радиаторной системе отопления высокая температура теплоносителя, порядка 60-70 градусов, а температура теплого пола не должна превышать 40-50С градусов. А если она будет больше, есть вероятность растрескивания стяжки и декоративного покрытия пола вплоть до растрескивания стен в зоне плинтуса! Да и босиком уже не походишь по достаточно горячему полу! Есть очень простое решение, которое уже давно применяется, но многие об этом не знают! Это специальный термостатический клапан с встроенным датчиком температуры теплоносителя!
Важно, не путать его с классическими радиаторными термостатическими клапанами с термоголовками, которые реагируют на температуру воздуха! Нам они не подойдут!
Повторюсь! Нам нужен специальный термостатический клапан с встроенным датчиком температуры теплоносителя, его еще называют некоторые производители, вентиль РТЛ!
Итак! Для того чтобы нам его применить, нам просто нужно, как и в стандартном случае произвести укладку трубы теплого пола и подключить подачу трубы теплого пола, к трубе подачи радиаторной системы отопления
А при присоединении трубы обратки теплого пола к обратке радиаторного контура
нам просто нужно установить наш термостатический клапан РТЛ.
И все!
И теперь чуть подробнее как это работает!
Для того чтобы было удобнее заполнять трубы теплого пола! И чтобы в дальнейшем пол не завоздушивался, можно установить на обратке теплого пола прямо перед вентилем – в самой верхней точке, тройник с ручным или автоматическим воздухоотводчиком!
После этого открываем шаровый кран на подаче. Затем, открываем воздухоотводчик на тройнике обратке. Теплоноситель подачи из радиаторной системы вытесняет воздух через воздухоотводчик. Теперь осталось выставить максимальную температуру на термоголовке клапана РТЛ! Устанавливаем на цифру 4, которая соответствует 40 градусам температуры теплоносителя теплого пола. И открываем шаровый кран на обратке теплого пола.
Все система перешла в рабочий режим
Теперь горячий теплоноситель из системы радиаторного отопления проходит через трубы теплого пола
Доходит до датчика клапана RTL установленного на обратной линии.
Клапан реагирует на высокую температуру теплоносителя и временно закрывается
Циркуляция через контур теплого временно прекращается до остывания теплоносителя в клапане RTL. И это важный момент! Ведь, казалось бы! Мы заполнили теплый пол высокой температурой! Но нам НЕ нужно опасаться растрескивание пола и так далее, так как циркуляция теплоносителя остановилась и тепло медленно отдается через стенки полиэтиленовых труб бетонной стяжке, теплоноситель остывает и не может перегреть стяжку.
А по мере остывания теплоносителя, клапан РТЛ медленно приоткрывается. И горячий теплоноситель радиаторного контура вновь медленно вытесняет остывший теплоноситель из труб теплого пола. Датчик РТЛ вновь фиксирует температуру выше 40°С и снова закрывается до остывания теплоносителя внутри клапана. Вот такой вот простой и надежный принцип работы теплого пола без применения дополнительного насоса и узла смешивания теплого пола
Да возможно у Вас возникнет справедливый вопрос – хорошо мы защитили стяжку от растрескивания, а что делать если этот теплый пол смонтирован не в прихожей или в ванной комнате, а в спальне и вам нужно еще автоматизировать поддержание температуры воздуха, чтобы вам не было жарко.
Установили на цифру три, что примерно равно 21 градусу и если температура воздуха станет выше 21 градуса, то термо активное вещество термоголовки расширяясь закроет клапан и остановит циркуляцию теплоносителя
Более того есть вот такие вот боксы со встроенными двумя клапанами с термоголовками: 1 клапан, как и РТЛ останавливает циркуляцию по температуре теплоносителя, а второй клапан останавливает циркуляцию по температуре воздуха,
то есть устанавливая такой бокс вы не только защищаете стяжку от растрескивания, но автоматически поддерживайте температуру воздуха в помещении. Стоимость такого сдвоенного термостатического бокса примерно равна покупке этих устройств по отдельности.
А если вам не нравится термостатический встраиваемый в стену бокс вы можете рядом с РТЛ установить радиаторный термостатический клапан с сервоприводом от коллекторной группы к которому подключен комнатный термостат.
Принцип поддержание температуры тот же: комнатный термостат замыкает цепь, когда температура воздуха становится выше, установленной и сервопривод закрывает циркуляцию теплоносителя. В таком случае у Вас будет полноценный пол без насоса и узла смешивания с поддержанием температурой воздуха.
При этом важно знать, что пропускная способность клапана позволяет покрывать площадь теплого пола не более 12 метров квадратных и укладывать не более 80 метров погонных трубы диаметров 16мм. Поэтому часто данный клапан устанавливают на теплый пол на балконах, предбанниках, ванных комнатах. Некоторые устанавливают в каждое помещение, особенно если не любят возиться с прокладкой электрических кабелей и электро-подключения сервоприводов планок теплого пола и электромеханических или электронных термостатов.
Многие даже устанавливают РТЛ подключаясь к городской системе отопления или рециркуляции ГВС.
Но это запрещено! И мы не рекомендуем так делать, так как это не санкционированный забор тепловой энергии.
Но если вы все равно собрались это делать, то делайте хотя бы это — правильно с применением РТЛ, таким образом вы защите свою стяжку и НЕ разбалансируете систему центрального отопления или рециркуляции горячей воды.
Спасибо что дочитали эту статью до конца. Выбирайте сантехнику с умом и ПОКА.
На какую температуру должен быть установлен теплый пол?
Этот пост может содержать партнерские ссылки, что означает, что я могу получать комиссию за покупки, сделанные по ссылкам.
Пол с подогревом – приятный и экономичный способ обогреть дом. Однако для того, чтобы ваши помещения нагревались до нужной температуры, важно знать тепловую мощность UFH. Например, если вы установите слишком высокую температуру, пол станет неудобным, а счет за электроэнергию значительно возрастет.
С другой стороны, если вы установите слишком низкое значение термостата теплого пола, ваш дом не будет отапливаться должным образом.
По данным Energy Savings Trust, снижение температуры вашего UFH всего на 1 градус может сократить ваши счета за электроэнергию до 80 долларов в год. Таким образом, установка системы подогрева пола на идеальную температуру может иметь огромное значение как для ваших счетов за электроэнергию, так и для комфорта вашего дома.
Но на какую температуру должен быть установлен теплый пол? Что ж, продолжайте читать эту статью, чтобы узнать идеальную температуру для ваших систем UFH и различные факторы, которые могут повлиять на их тепловую мощность!
Содержание
Какая оптимальная температура для обогрева пола? 75 градусов по Фаренгейту (24 градуса по Цельсию) считается идеальной температурой для напольного отопления. Кроме того, небольшой диапазон от 74 до 77 градусов по Фаренгейту находится в пределах оптимальной температурной точки для UFH.
Одна вещь, которая делает 75 градусов по Фаренгейту идеальной для обогрева пола, заключается в том, что она немного ниже температуры нашей кожи, которая составляет около 91 градуса по Фаренгейту. Таким образом, пол будет ощущаться людьми комфортно, а не жарко.
Тем не менее, идеальная температура для подогрева полов может варьироваться от человека к человеку и от места к месту. Например, в районах с суровым климатом требуется относительно более высокая средняя температура, а у каждого домовладельца есть свои предпочтения относительно идеальной температуры UFH.
Есть несколько рекомендаций, которым вы можете следовать при настройке идеальной температуры вашего теплого пола для экономичного и эффективного использования. Системы напольного отопления остаются включенными в течение длительного времени, чтобы обеспечить фоновое тепло. В этом случае вы можете установить температуру подогрева пола на уровне от 16 до 27 градусов по Цельсию (60-80 градусов по Фаренгейту), в зависимости от помещения.
Кроме того, вы можете увеличить эту температуру до максимального значения 32 ° C (90 градусов по Фаренгейту) для быстрого нагрева.
В общем, 21 градус C считается идеальной температурой для систем подогрева пола в жилых помещениях, тогда как в спальнях можно установить более низкую температуру, около 18 градус C. Однако, если вы живете в более теплом климате, вы можете установить теплоотдача при более низкой температуре, чем эта. Другие факторы, которые будут определять, насколько горячей вы установите свою систему UFH; теплоизоляция, материал для пола, виды напольного отопления и т. д.
Насколько горячей может быть система напольного отопления? Хотя немного подогреть пол не вредно, важно учитывать максимальную температуру, которую вы можете установить для вашей системы подогрева пола. Как правило, строгое соблюдение правил эксплуатации считается самым безопасным методом использования системы теплого пола. В частности, вы должны проявлять особую осторожность в процессе установки, поскольку именно здесь может возникнуть большинство потенциальных проблем.
Кроме того, вы должны удалить воздушные зазоры из системы, сделать надлежащую изоляцию и точно разместить температурные узлы для правильного определения температуры.
Если электрическая система UFH настроена на максимальную температуру около 40°C, вероятность возгорания из-за перегрева относительно низка, при условии соблюдения правил техники безопасности и правильной установки. Точно так же, если его проводка современна, система не доставит вам никаких проблем. В большинстве случаев электрическая система UFH может нагревать помещение за час.
Для обогрева помещения до 40 град С проводка системы электрического теплого пола может быть около 80 град С. Однако такая экстремальная жара иногда нецелесообразна и не нужна, так как большинству домохозяйств такие температуры не нужны для ежедневного использования. Вместо этого средняя температура в большинстве домов, где используется электрическая система UFH, составляет от 23 до 29 градусов Цельсия.град. C.
Напротив, в водяных/водяных системах UFH используется теплая вода, нагретая до максимальной температуры 50 град.
C, чтобы нагреть пол примерно до 25 град. C. По этой причине отсутствует риск повреждения или сжигание пола в случае перерывов, так как вода не нагревается до уровня кипения. Кроме того, труба из плексигласа, используемая для распределения этой воды, обычно герметична, поскольку внутри трубы нет точек давления.
Объявления
Сколько времени нагревает помещение пол с подогревом?Существует 2 типа систем внутрипольного лучистого отопления; электрические и гидравлические. Как следует из названия, электрические системы обогреваются электричеством, а гидравлические системы означают, что пол нагревается водой.
Гидравлические системы UFH обеспечивают циркуляцию воды из водонагревателя или котла по трубам, встроенным в пол, что делает их эффективным способом обогрева всего дома. Напротив, электрические системы имеют резистивную проводку, которая проходит зигзагом по полу и обычно ограничивается одной комнатой.
Как уже упоминалось, система электрического теплого пола может прогреть помещение за 30–60 минут.
Это связано с тем, что в системе есть электрические провода под полом, которые работают при более высокой температуре и работают от электричества.
С другой стороны, водяные системы отопления могут обогревать помещение за 2-3 часа, так как горячая вода, прокачиваемая по трубам, не такая горячая, как провода в электрической системе UFH. Тем не менее, этот тип теплого пола более экономичен в эксплуатации, чем его электрические аналоги.
Кроме того, есть несколько факторов, влияющих на точное количество времени, затрачиваемого как электрическим, так и водяным теплым полом на обогрев помещения. Некоторые из этих факторов;
- Напольный
Плотные и твердые напольные материалы, такие как камень и плитка, нагреваются быстрее, чем другие виды напольных покрытий, поскольку обладают высокой теплопроводностью. В результате тепло от теплого пола будет быстро передаваться на поверхность пола, а значит, потребуется меньше времени для обогрева помещения.
Для сравнения, мягкие напольные материалы, такие как ламинат и дерево, обладают относительно низкой теплопроводностью. Кроме того, полы с ковровым покрытием могут выступать в качестве изоляторов, блокируя нагрев от системы UFH.
- Размер комнаты
Установка напольного отопления в небольших помещениях, таких как ванные комнаты, займет меньше времени для обогрева помещения по сравнению с гостиной приличных размеров. Точно так же для нагрева помещения небольшого/среднего размера может потребоваться 20–30 минут, а для помещения большого размера — 40–60 минут. Хотя это не точное время, это явный признак того, что размер помещения с подогревом пола напрямую влияет на то, сколько времени потребуется для обогрева помещения.
- Изоляция
Изоляция означает, насколько хорошо ваш дом может удерживать тепло. Плохо изолированное помещение нагревается дольше, чем дом с хорошей изоляцией.