Устройство водяного теплого пола: схема и характеристики

Схема подключения отопительной водяной трубы к коллектору

Устройство бетонной стяжки, укладка водяной греющей трубы – инженерно-технологические моменты монтажа теплого пола. Основным этапом при монтаже является подключение трубопровода к смесительному узлу и к коллектору.

Выше уже было сказано о том, где и как лучше расположить коллекторный шкаф. Вместе с установкой смесительного узла, коллектор и циркуляционный насос составляют блок управления отопительной системой.

Обычно шкаф имеет размеры 50х50 см. Для лучшего сочетания с интерьером жилого помещения коллекторный шкаф делается в углублении 10-15 см. Соответственно и водяные контуры, в местах подключения, лучше спрятать в стену.

Установив коллектор, начинается подключение к нему необходимых магистралей. Традиционно схема подключения выглядит так:

Разница может быть в том, какой способ нагрева используется. Это может быть использование теплоносителя, поступающего через централизованную систему отопления, либо автономная отопительная система, работающая от котла.

Подающая труба и обратка подключаются к коллектору посредством специальных фитингов. Если диаметры трубы и входного гнезда коллектора отличаются, используются переходники.

В систему обязательно устанавливается запорный кран, который перекрывает подачу горячей воды в водяные контуры. На обратной трубе необходимо установить сливной клапан.

Для обеспечения точной регулировки температуры нагрева теплого пола, на коллектор устанавливаются специальные вентили и смесительный узел. При наличии средств можно приобрести готовый, комплексный коллектор, в конструкцию которого входят все перечисленные элементы. Коллекторы могут отличаться своей конструкцией, в зависимости от количества подключаемых водяных контуров и объемов отапливаемых помещений.

При использовании одной схемы укладки трубы, в коллекторе одно количество входных и выходных мест подключения. Используя комбинированную укладку, вам придется иметь коллектор с большим количеством входных и выходных патрубков.

Монтаж конструкции

В большинстве случаев выполняются бетонные системы водяных теплых полов. Общая толщина пирога достигает 80-140 мм. Суммарная нагрузка на перекрытие достигает 300 кг/кв.м. Черновой пол должен быть максимально ровным.

Стандартная схема теплого полы выглядит следующим образом:

• основание;
• слой гидроизоляции/теплоизоляция;
• мультифольга;
• армирующий слой;
• теплый пол;
• стяжка.

При проверке плоскостности пола двухметровой рейкой просвет не может превышать 7 мм.

Теплоизоляция

Функция – сокращение теплопотерь вниз. В работу берут жесткие минеральные волокнистые плиты или маты пенополистирола 35 кг/куб.м. по плотности. Толщина укладки – 30-90 мм, что зависит от теплового режима и теплопотерь помещения. Для цокольных этажей – это 90 мм, для прочих – 30 мм.

Мультифольга

Материал несет функцию гидроизолятора. Если теплоизоляция уже оснащена фольгированным слоем, либо подложен слой п/э пленки, мультифольга не требуется.

Сетка арматуры

Работают типичными арматурными сетками 100*100*4 либо 150*150*4. Материал необходим для усиления слоя стяжки и может использоваться, как основание под крепление контуров теплого пола (вместо специальных матов). Армирующий слой укладывается на теплоизоляцию. При двойном усилении сетка может монтироваться и поверх труб системы.

Трубы

Распределительный короб монтируется в коллектор. Система подключается к центральной системе отопления. По желанию далее устанавливают крепежи (шины или маты), либо ведется установка на арматурную сетку. Прокладка магистрали начинается с подключения к патрубкам гребенки.

Труба укладывается с шагом 100-300 мм, выбранным способом (спираль, двойной змеевик, змеевик). Если внизу находится арматурная сетка, проводится крепление при помощи хомутов. Там, где будут расположены швы, труба защищается гофрой. Каждая петля заканчивается и начинается в распределительном коллекторе. В местах поворотов не должно быть изломов.

Демпферная лента

Стяжка теплого пола при t 40 градусов имеет коэффициент линейного расширения – 0.5 мм/м. Это вынуждает изолировать плиту от всех вертикальных конструкций, что избавит от всех нежелательных напряжений.

Материал укладывается по периметру до начала работы с бетоном и несет такую функциональность:

• компенсация тепловых расширений стяжки;
• тепловая изоляция, сокращающая потери тепла через стены.

Толщина ленты не может быть меньше 5 мм. Оптимально использовать вспененный полиуретан, совмещенный с п/э пленкой. Высота демпфера должна быть равнозначна высоте отливки бетона. Работоспособность системы проверяется, контролируют наличие дефектов и протечек.

Заливка

Работы начинаются после окончания монтажа контуров теплого пола и реализации гидравлических испытаний. Система заливается слоем цементного раствора, толщиной 30 мм над трубами, — именно такая толщина способна обеспечить оптимальную теплоотдачу. В противном случае может возникнуть эффект зебры, то есть неравномерное распределение тепла.

Марка раствора не должна быть ниже М300 (класс В22.5). При замесе используют щебень фракции 5-20 мм. Системы теплого пола допускают применение пластификаторов.

Введение в рецептуру пластиковой фибры значительно улучшает марочную прочность бетона

Состав и пропорции раствора М300:

• портландцемент М400 – 1 ч;
• песок – 1.9 ч;
• щебень – 3.7 ч.

В отдельных случаях при больших нагрузках на греющую плиту марка бетона и толщина конструкции могут меняться, что рассчитывается конструкторами. В обязательном порядке реализуется расчет отопительной панели. Чем больше толщина заливки, тем больше времени понадобится для ее ввода на стабильный отопительный режим, возрастает инерционность системы.

После заливки стяжки можно запустить систему в щадящем режиме. Температура теплоносителя должна составлять 25-27 градусов. В рабочий режим конструкцию выводят на 28-30 сутки после укладки.

Если на большой площади работ нарезаются компенсационные швы (каждые 15 м), трубы, пересекающие шов, защищаются специальной гофрой, с заходом по 300 мм с каждой стороны шва. Напомним, что оптимально размещать контуры целиком в пределах одной компенсационной зоны. Так по швам будут проходить только обратный и напорный трубопроводы контура.

Подключение к настенному котлу

Если вы, как и многие владельцы частных домов, задались вопросом о том, как подключить водяной теплый пол к котлу, то должны для начала поинтересоваться, имеет ли прибор отопления циркуляционный насос. В некоторых случаях оборудование обладает еще и группой безопасности. Самый простой вариант подключения подойдет для владельцев, у которых площадь пола в помещении не больше 150 м2. При этом должны отсутствовать радиаторы отопления. Мощность насоса котла будет способна продавить эту площадь, а с помощью системы контроля температуры имеется возможность регулировать температуру самого теплого пола.

Подключаем водяной теплый пол к отоплению, зная, что котел должен присоединяться к коллектору. На последнем имеется два запорных крана: на подаче и обратке, а также регулировочные вентили. Взамен последних иногда выступают расходомеры для регулировки контуров пола. При подобной схеме в коллектор можно установить сервоприводы, способные регулировать температуру отдельных контуров. Система в этом случае предусматривает встраивание байпаса с перепускным клапаном. В самом коллекторе при этом он должен отсутствовать.

Укладывая теплые водяные полы в частном доме, вы должны знать, что байпас в системе необходим для циркуляции теплоносителя. Если в настенном котле нет группы безопасности, ее встраивают в схему. Туда входят:

• манометр;
• предохранительный клапан;
• воздухоотводчик.

Принцип работы водяного пола

Принцип работы системы теплого водяного пола основан на передаче тепла из теплоносителей в помещение, где она находится. Для обеспечения эффективности данной системы нужно качественно выполнить изоляцию, поскольку все тепло может попросту уходить к вашим соседям или в подвал.

Именно водяное отопление обеспечивает высокий уровень комфорта, при этом не нанося никакого вреда для здоровья человека, поскольку в отличии от электрического пола у него нет излучения. Данная система с легкостью может быть использована как основной источник тепла, будь то частный дом или квартира в многоэтажном доме.

При использовании данной системы в помещении значительно сокращается количество пыли в воздухе, уровень влажности находится в комфортном диапазоне.  В отличии от традиционной системы отопления в данном варианте тепло распределяется комфортно и равномерно.

На полу температура составляет 20-24 градуса, в зависимости от выбранного режима, а ближе к  потолку она составляет 17-20 градусов. Еще один неоспоримый плюс — это  расход ресурсов. Поскольку в теплоносителе температура прогревается всего на 25-50 градусов, при этом поток тепла с одного метра квадратного составляет 50-150 Вт.

Подобный вариант обогрева можно использовать под любое напольное покрытие. Благодаря установке датчиков система водяного пола способна саморегулироваться, при увеличении температуры воздуха, например, благодаря прогреву солнцем, температура теплоносителя снижается.

А, например, если вы проветрили помещение и в комнате стало холоднее, теплоотдача системы возрастет. Теплый пол делится на два подвида: отопительный, который используется в качестве основного источника обогрева, и комфортный, как дополнительный элемент.

Конструкция системы включает в себя следующие элементы:

• Смесительные узлы. Устройство узла включает в себя следующие элементы: циркуляционный насос, регулирующий клапан, обратный клапан, датчик температуры. Посредством насоса осуществляется циркуляция теплоносителя по отопительному контуру. А благодаря клапану система подпитывается горячим теплоносителем.
• Распределительный коллектор, его задача заключается в эффективном распределении теплоносителя по всем элементам отопительного контура. Для регулирования используются термостатический клапан и регулятор расхода.

  Благодаря работе регулятора выравнивается давление в сети, именно поэтому температура на любом из участков становится одинаковой. Термостатический регулятор необходим для корректировки температур в каждом из контуров.

• Термостаты. В каждой комнате необходимо установить по одному. Современные термостаты производятся с функцией программирования, благодаря которой вы сможете задать нужные вам параметры на каждое время суток. А также есть возможность включения и отключения в установленное время.
• Сами трубы, по которым циркулирует теплоноситель.
• Материалы для гидроизоляции.

Но, и в такой, на первый взгляд, замечательной системе все же существуют свои недостатки:

• Сложный монтаж, необходимо сделать много подготовительных работ. Не обойтись без помощи специалистов.
• Долго ждать до момента, пока можно пользоваться системой. Не менее 26 дней, пока полностью не просохнет стяжка.
• Если это используется как основной источник тепла, сложно сделать расчеты мощности.
• Дороговизна монтажа.
• Есть вероятность затопить соседей, если система выйдет из строя.

Качественный водоциркуляционный подогрев можно получить лишь при соблюдении всех норм, а именно — правильно уложить трубы, с соблюдением шага укладки. Качественно произвести подключение и изоляционные мероприятия.

Где можно использовать

В виду достаточной толщины и массы всей системы, её использование ограничено частным домостроением. В квартирах водяной тёплый пол устанавливать крайне нерационально.

Главная причина – это сложности с подключением питания. К системе центрального отопления можно подключаться только после разрешения из контролирующих органов. И получить его практически невозможно. Даже если оно будет, то исчезнет основной лейтмотив – автономность. Нам известны варианты с установкой в квартире электрических и даже газовых котлов, но это единичные случаи, которые только подтверждают правило: водяной тёплый пол используют только в частных домах.

Стяжка

ВАЖНО: верхний слой стяжки заливают только при заполненном контуре. Но перед этим, металлические трубы заземляют, и закрывают толстой полиэтиленовой плёнкой

Это важное условие, для предотвращения коррозии вследствие электрохимических взаимодействий материалов.

Вопрос армирования можно решить двумя способами. Первый – положить сверху трубы кладочную сетку. Но при таком варианте, возможно появление трещин в следствии усадки.

Другой способ – дисперсное армирование фиброй. При заливке водяных тёплых полов, лучше всего подходит стальная фибра. Добавленная в количестве 1 кг/м3 раствора, она равномерно распределится по всему объёму и качественно повысит прочность застывшего бетона. Полипропиленовая фибра, для верхнего слоя стяжки подходит гораздо меньше, ибо прочностные характеристики стали и полипропилена даже не конкурируют друг с другом.

Устанавливают маяки и замешивают раствор по вышеизложенной рецептуре. Толщина стяжки должна быть не менее 4 см над поверхностью трубы. Учитывая, что ø трубы 16 мм, общая толщина будет достигать 6 см. Время созревания такого слоя цементной стяжки – 1,5 месяца

ВАЖНО: Ускорять процесс включая подогрев пола – недопустимо! Это сложная химическая реакция образования «цементного камня», которая происходит при наличии воды. А нагрев вызовет её испарение

Ускорить созревание стяжки можно при включении в рецептуру специальных добавок. Некоторые из них вызывают полную гидратацию цементу уже через 7 суток. И кроме этого значительно уменьшают усадку.

Определить готовность стяжки можно, если положить на поверхность рулон туалетной бумаги, и накрыть его кастрюлей. Если процесс созревания окончился, то на утро бумага будет сухая.

Можно ли стыковать трубу для теплого пола

При укладке системы из меди в стяжку трубы, скорее всего, придется состыковывать между собой. Такое соединение надежно и долговечно. Так же надежно и паяное соединение полипропиленовых труб и сварка полиэтилена при помощи терморезисторной муфты. Сложнее обстоит вопрос с применением фитингов для ПНД, РЕ-Х и термостабильного полиэтилена (PE RT).

Пресс-фитинги применять можно, хотя и нежелательно (всякое бывает, любое соединение может протечь). Но при подключении трубопроводов к коллектору без пресс-фитингов не обойтись. Соединить между собой трубы с помощью пуш- и компрессионных фитингов не допускается. То же касается цанговых соединителей для ПНД.

Желательно использовать гибкие трубы одним целым куском – так надежнее. Сушка перекрытия, ремонт нижней комнаты и разбивка стяжки в случае протечки обходятся дороже.

Выбор коллекторно-смесительного узла

Выбор коллектора (см. виды, принцип работы и монтаж коллектора, схема подключения и настройка) напрямую связан с количеством контуров, которые планируется монтировать. Устройство должно обладать столькими выходами, сколько их будет иметь конструкция водяного пола.

Прибор позволяет осуществлять регулировку и подачу нагретого теплоносителя в систему, и отводить его обратно в устройство после отработки.

Самая простая модель корректора имеет лишь вентиля запорного типа, и с помощью него нельзя производить регулировку работы конструкции. Более дорогие устройства оборудованы клапанами для регулировки, они дают возможность самостоятельно устанавливать уровень интенсивности водяных потоков, в отдельности для каждого контура.

Помимо этого, обязательный атрибут любого коллектора — воздухоотводящий клапан и сливной кран, для аварийных случаев. Чтобы устройство работала нормально, следует лишь раз произвести настройку всех клапанов, согласно требуемым параметрам.

Стоит заметить, что чаще устанавливаются не дорогие модели коллекторов. Но если у вас нет потребности в экономии, то лучше купить модель с сервоприводами, и имеющую смесительные узлы. Данный прибор позволяет автоматически регулировать степень нагрева подаваемой воды в водяной пол.

Установка коллектора осуществляется непосредственно в отапливаемом помещении или в комнате рядом. Для монтажа прибора изготавливается специальный шкаф, его стандартный размер 50 на 50, а глубина 12 — 15 см. Размещается он выше поверхности тёплого водяного пола. Не редко, чтобы коллекторный шкаф не портил интерьер помещения, его утапливают в стене.

Коллектор для теплого пола. Три способа настройки расходомеров.

Watch this video on YouTube

Схемы теплого водяного пола

Теперь рассмотрим три основных схемы раскладки труб водяного теплого пола.

Улитка (спираль) — самый эффективный с точки зрения теплоотдачи способ укладки, так как способствует более равномерному прогреву пола.

Змейка — эта схема больше подходит под небольшие помещения, и позволяет сосредоточить больший прогрев в определенной зоне например у окна или у наружных стен. Однако такой способ не позволяет равномерно прогреть помещение из за постепенного остывания теплоносителя во второй половине контура.

Комбинированная схема подразумевает смешение способов укладки теплого пола или их дублирование, например два витка улитки или несколько змеек подряд. Если планировка комнаты позволяет, то можно смешивать способы укладки теплого водяного пола. Например, при входе или у окон, где прогрев должен быть лучше положить змейку, а в центре помещения, дабы сконцентрировать полезную энергию, уложить улитку.

Монтаж теплого пола

Цена теплого водяного пола зависит от размера отапливаемого помещения, вида и высоты фундамента, материала стен, их теплоизоляции, температуры подаваемой в систему отопления воды:

1. Выравнивают и делают стяжку поверхности, на которую монтируют пол. Не допускаются перепады более 1см. После зачистки бетонного основания его можно прогрунтовать.
2. Если предусмотрено проектом, укладывается слой гидроизоляции и утеплителя.
3. По периметру отопительного контура крепят демпферную ленту. Она снижает уровень теплового расширения стяжки и защищает ее от растрескивания.
4. Устанавливается коллектор. От него начинается прокладка труб по периметру комнаты.
5. Трубы укладывают змейкой или улиткой. Часто применяют комбинированный способ, при котором более удаленные от коллектора зоны укладываются змейкой, а с середины комнаты по мере приближения к распределительному коллектору – улиткой. За счет такого вида расположения добиваются равномерного распределения тепла по всей системе.
6. Шаг укладки труб зависит от типа помещения: в детской комнате, ванной он составляет 15 см, в жилых комнатах 20 см, в служебных помещениях, салонах красоты, фитнес-залах 30 см, в ангарах и складах больше 30 см.
7. Проверка системы проходит под давлением 5-6 бар в течение суток. Если нет течи, потери давления, работают клапаны и регулируется подача и отвод воды, можно приступать к заливке ее бетоном.
8. Стяжка теплого водяного пола проводится бетонным раствором. Система должна быть заполнена водой и быть под рабочим давлением. Нагревать воду не рекомендуется, стяжка сохнет 28 дней самостоятельно. Минимальная высота стяжки должна быть не менее 2 см, без армированной сетки минимальная толщина 4 см.

Выделяют две технологии обустройства пола: бетонная под стяжку и настильная. Эффект достигается при правильном соблюдении и выполнении всех этапов монтажа конструкции.

Какой теплый водяной пол лучше, решает владелец. Но при настильной технологии большой расход материалов, которые устанавливаются в несколько слоев. Его используют в домах с деревянным полом, где нет возможности сделать бетонную стяжку.

Утепление и аккумулирующий слой

Пирог водяного тёплого пола таков: пенополимерный утеплитель, нагревательные трубки и теплоаккумулирующая стяжка в порядке снизу вверх. Толщина и используемые материалы основных слоёв должны выбираться в соответствии с рабочими параметрами системы.

Утеплитель выбирается с учётом планируемой температуры нагрева, а если точнее — разницы температур между тёплым и черновым полом. В основном используют ЭППС или ППУ плиты со стыковочными кромками. Этот материал практически несжимаем при распределённой нагрузке, при этом показатели сопротивления теплопередаче одни из самых высоких. Ориентировочная толщина полимерного утеплителя — 35 мм для разности температур в 30 ºС и далее по 3 мм на каждые 5 ºС.

Способы устройства тёплого пола в частном доме. Предложено три варианта крепления и распределения труб: А — Использование специальных монтажных матов для тёплого пола. В — Монтаж по армирующей сетке с шагом 10&nbs;см с помощью пластиковых стяжек. С — Укладка труб в подготовленные желоба в утеплителе с использованием светоотражающих экранов. Конструктивное исполнение тёплого пола: 1 — бетонное основание чернового пола; 2 — утеплитель; 3 — демпферная лента; 4 — бетонная стяжка; 5 — напольное покрытие; 6 — армирующая сетка.

Помимо защиты трубок от повреждения стяжка регулирует инерционность системы подогрева и сглаживает разность температур между участками пола непосредственно над трубками и между ними. Если котёл работает в циклическом режиме, нагретый бетон будет отдавать тепло, даже если поступления горячей воды временно нет. При случайном перегреве теплоёмкая стяжка обеспечит отвод температуры, исключая повреждение труб. Средняя толщина стяжки — это 1/10–1/15 часть расстояния между соседними трубками. Увеличив толщину, можно избавиться от эффекта тепловой зебры при редкой прокладке трубок. Естественно, расход материалов, а также инерционность и время выхода системы на режим при этом возрастут.

При устройстве тёплых полов по грунту необходимо отсыпать 15–20 см несжимаемый слой из ПГС. Щебень в целях дополнительной теплоизоляции можно заменить керамзитом. По утеплённым каркасным полам тёплый пол можно укладывать сразу поверх гидроизолятора, которым черновой пол укрывается во избежание выхода из стяжки цементного молока. В лучшем случае под трубками устраивается слой тепловой отсечки из ППУ или ЭППС в 20–25 мм. Даже такого тонкого слоя достаточно, чтобы устранить мостики холода, представленные несущей конструкцией пола, а также распределить нагрузку от стяжки.

Монтаж водяного пола своими руками

Давайте попробуем разобраться, как правильно выполнить монтаж своими руками. Естественно, технология немного различается, в зависимости от начального покрытия, поэтому рассмотрим на конкретных примерах:

На деревянный пол, или любую другую поверхность без стяжки. Для этого на покрытие пола, если он имеет очень большой перепад, настилаются листы ОСБ. Затем поверхность обработайте грунтовкой, после ее просыхания расстелите универсальные фольгированные элементы. В зависимости от метода разводки труб можно уложить по направлению вертикально или горизонтально.

Для их надежной фиксации приклейте их, нанеся по периметру немного клея. Приступайте к раскладке труб, установите на свое место шкаф с насосно-нагревательным узлом. Отрежьте концы труб до необходимого размера и установите комплект компрессионного фитинга,  присоедините их к ниппелю на узле.

Один из концов устанавливается на напорный коллектор, второй на возвратный. После подключения контура монтируйте колбу — уровень и заполните систему жидкостью, не забудьте открыть воздухоотвод. Когда из воздухоотвода потечет теплоноситель, прекратите заполнение системы и проведите пробный запуск. Если все прошло успешно, сможете укладывать финишное покрытие.

Пирог теплого пола по грунту состоит из следующих слоев:

• Для начала нужно очистить грунт от травы и другой растительности, мусора. Затем выровняйте поверхность.
• Постелите слой песка, его качество и зернистость не имеют особого значения, главное, его нужно хорошо утрамбовать.
• Далее идет гравий или щебень, который также выравнивает поверхность и предотвращает поступление грунтовых вод. Толщина слоя 8-10 см.
• Слой песка, который полностью покроет щебень, хорошо утрамбуйте.
• Расстелите слой гидроизоляции, который будет препятствовать попаданию влаги, стелите ее внахлест, а края изолируйте скотчем.
• По периметру комнаты постелите демпферную ленту.
• Слой изолирующего материала, отлично подойдет экструдированный пенополистирол.
• Слой полиэтилена.
• После этого накройте все металлической армирующей сеткой, по которой сделайте разводку труб.
• Выполните стяжку цементно-песчаным раствором, толщиной до 10 см.
• Затем на бетонное основание вы можете уложить практически любое покрытие.

Предлагаем видео о монтаже водяного теплого пола своими руками:

Укладка труб

Укладка водяного теплого пола предусматривает соблюдение нюансов при монтаже труб. Они должны располагаться с отступом от стены в пределах от 15 до 20 см. Контуры желательно выполнять из единой трубы, сварки при этом быть не должно. Длина при этом не должна быть больше 100 м.

Между трубами у стен расстояние должно быть равно 10 см, тогда как ближе к центру – 15 см. Укладывая теплый водяной пол в доме своими руками, вы должны придерживаться определенной схемы, например, монтировать змейкой или спиралью. У наружных стен расстояние между трубами должно быть меньше. В тех местах, где скопление труб будет чрезмерным, нужно попытаться избежать перегрева поверхности. В этом случае коммуникации закрываются теплоизоляционной трубкой.