Проектирование теплых полов: общие рекомендации. Теплый пол максимальная длина контура Количество контуров теплого пола на помещение
«Теплые полы» давно уже не воспринимаются как некая экзотика – все больше хозяев домов обращаются к этой технологии обогрева своих жилых владений. Такая система может полностью брать на себя функцию полноценного отопления жилья, или работать в тандеме с классическими отопительными приборами – или конвекторами. Естественно, эти особенности учитываются заранее, на этапе общего проектирования.
Предложений по разработке проектов, монтажу и отладке систем - больше чем достаточно. И все же многие владельцы домов, по старой доброй традиции, стремятся все выполнить своими руками. Но такие работы «на глаз» все же не делаются – так или иначе, требуется проведение расчетов. И одним из ключевых параметров является общая допустимая длина труб одного контура.
А так как в условиях обычного среднестатистического частного жилого дома, как правило, для укладки вполне достаточно трубы диаметром 16 мм, то именно на нем и остановимся. Итак, рассматриваем вопрос, какова может быть максимальная длина контура теплого пола 16 трубой.
Почему лучше использовать трубу с внешним диаметром 16 мм?
Для начала – почему рассматривается именно труба 16 мм?
Всё очень просто – практика показывает, что для «тёплых полов» в доме или квартире такого диаметра вполне достаточно. То есть сложно представить ситуацию, когда контур не справится со своей задачей. А значит — нет никаких действительно оправданных оснований применять более крупную, 20-миллиметровую.
И, вместе с тем, применение именно 16-миллиметровой трубы дает ряд преимуществ:
- Прежде всего, она примерно на четверть дешевле 20-миллиметрового аналога. То же самое касается и всей необходимой фурнитуры – тех же фитингов.
- Такие трубы более просты в укладке, с ними можно, при необходимости, выполнить уплотненный шаг раскладки контура, вплоть до 100 мм. С 20-миллиметровой трубой и возни намного больше, и малый шаг – бывает просто невозможен.
- Существенно уменьшается объем теплоносителя в контуре. Простой подсчет показывает, что в погонном метре 16-мм трубы (при толщине стенок 2 мм внутренний канал составляет 12 мм) вмещается 113 мл воды. А в 20-мм (внутренний диаметр 16 мм) - 201 мл. То есть разница – более 80 мл на всего один метр трубы. А в масштабах системы отопления всего дома - это в буквальном смысле слова выливается в очень приличное количество! И ведь надо обеспечить нагрев этого объема, что влечет, в принципе, неоправданные расходы на энергоносители.
- Наконец, труба с большим диаметр потребует и увеличения толщины бетонной стяжки. Хочешь – не хочешь, но минимум 30 мм над поверхностью любой трубы придётся обеспечивать. Пусть не кажутся смешными эти «несчастные» 4–5 мм. Тот, кто занимался заливкой стяжки, знает, что эти миллиметры оборачиваются десятками и сотнями килограмм дополнительного бетонного раствора - всё зависит от площади. Тем более что для трубы 20 мм рекомендуют слой стяжки делать даже толще – порядка 70 мм над контуром, то есть она получается чуть ли не вдвое толще.
Кроме того, в жилых помещениях очень часто «идет борьба» за каждый миллиметр высоты пола – просто из соображений недостаточности «простора» для наращивания толщины общего «пирога» системы подогрева.
Труба 20-мм оправдана, когда необходимо выполнить систему подогрева пола в помещениях с высокой нагрузкой, с большой интенсивностью движения людей, в спортзалах и т.п. Там просто из соображений повышения прочности основания приходится применять более массивные толстые стяжки, для прогрева которых требуется и большая площадь теплообмена, что как раз и обеспечивает труба 20, и иногда даже и 25 мм. В жилых же помещениях прибегать к таким крайностям – нет никакой необходимости.
Могут возразить, что для того, чтобы «продавить» теплоноситель по более тонкой трубе придется наращивать мощностные показатели циркуляционного насоса. Теоретически, так оно и есть – гидравлическое сопротивление с уменьшением диаметра, понятно, возрастает. Но как показывает практика, большинство циркуляционных насосов вполне справляются с этой задачей. Ниже будет уделено внимание этому параметру – он также увязан с длиной контура. На то и проводятся расчеты, чтобы добиться оптимальных или, по крайней мере, приемлемых, вполне работоспособных показателей системы.
Итак, остановимся на трубе именно 16 мм. Про сами трубы в этой публикации разговор вести не будем – на то есть отдельная статья нашего портала.
Какие трубы оптимальны для водяного «теплого пола»?
Далеко не все изделия подойдут для создания системы подогрева пола. Трубы вмуровываются в стяжку на многие годы, то есть к их качеству и эксплуатационным характеристикам предъявляются особые требования. Как подобрать - читайте в специальной публикации нашего портала.
Как определиться с длиной контура?
Вопрос кажется совершенно несложным. Дело в том, что в интернете можно отыскать массу рекомендаций по этому поводу – и от производителей труб, и от опытных мастеров, и от, скажем честно, абсолютных дилетантов, которые просто «передирают» информацию с других ресурсов, особо не вдаваясь в тонкости.
Так, в инструкциях по монтажу, которыми производители часто сопровождают свои изделия, можно встретить установленный предел длины контура для трубы 16 мм достигает 100 метров. В других публикациях показывается граница в 80 метров. Опытные установщики рекомендуют ограничиться длиной в 60÷70 метров.
Казалось бы, чего еще нужно?
Но дело в том, что показатель длины контура, тем более с размытым определением «максимальной длины», очень сложно рассматривать в отрыве от других параметров системы. Выложить контур «на глазок», просто чтобы не превысить рекомендуемых границ – дилетантский подход. И при таком отношении вполне можно вскорости столкнуться с глубокими разочарованиями в работе системы. Стало быть, лучше оперировать не абстрактной «допустимой» длиной контура, а оптимальной, соответствующей конкретным условиям.
А она зависит (если точнее – не столь зависит, сколько тесно взаимосвязана) от массы других параметров системы. Сюда можно отнести площадь помещения, его предназначение, расчётный уровень его теплопотерь, ожидаемую температуру в комнате – всё это позволит определиться с шагом укладки контура. И только потом можно будет судить о его получающейся длине.
Вот и постараемся «распутать этот клубок» чтобы прийти к оптимальной длине контура. А затем – проверим правильность наших расчетов.
Несколько основных требований к параметрам «теплого пола»
Прежде чем приступать к расчетам, необходимо ознакомиться с некоторыми требованиями, которым должна соответствовать система водяного подогрева полов.
- «Теплый пол» может выступать в качестве основной системы отопления, то есть полностью обеспечивать комфортный микроклимат в помещениях дома и компенсацию тепловых потерь. Другой вариант, более рациональный – он выступает в качестве «помощника» обычным радиаторам или конвекторам, принимая на себя определенную долю в общей работе системы, повышая общую комфортность в доме. В этом случае расчет должен проводиться в тесной взаимосвязи – хозяева должны заранее определиться, в каком соотношении будет работать общая система. Например, 60% берет на себя высокотемпературная система радиаторов, а остальное отдано контурам «теплого пола». Он может использоваться и автономно, например, поддерживая комфорт в помещениях в межсезонье, когда еще (или уже) нет смысла «гонять на полную» всю систему отопления.
- Температура теплоносителя на подаче в «теплый пол» ограничивается – максимум 55 градусов. Перепад температур на входе и в обратке должен находиться в диапазоне от 5 до 15 градусов. Нормальным считается падение на 10 градусов (оптимально желательно доводить до 5 — 7).
Обычно принимают в расчет следующие режимы работы.
Таблица режимов работы водяного «теплого пола»
- Существуют довольно жесткие ограничения по максимальной температуре поверхности «теплого пола». Перегрев полов не допускается по целому ряду причин. Это и некомфортные ощущение для ног человека, и сложности с созданием оптимального микроклимата, и возможная порча финишного покрытия.
Установлены следующие предельные значения нагрева поверхности для различных помещений:
- Перед началом расчетов желательно сразу составить примерную схему раскладки контура в помещении. Существуют две основных схемы укладки труб – «змейка» и «улитка» со множественными вариациями.
А – обычная «змейка»;
Б – двойная «змейка»;
В – угловая «змейка»;
Г – «улитка».
Обычная «змейка» выкладывается вроде бы проще, но в ней получается слишком много поворотов на 180 градусов, что увеличивает гидравлическое сопротивление контура. Кроме того, при такой раскладке явно может ощущаться перепад температуры от начала контура к концу – это хорошо показано на схеме изменением цвета. Недостаток можно устранить укладкой двойной змейки, но такой монтаж уже выполнить сложнее.
В «улитке» тепло распределяется более равномерно. Кроме того, преобладают повороты на 90 градусы, что снижает потери напора. Но укладывать такую схему все же сложнее, особенно если нет опыта в подобных работах.
Сам контур может занимать не всю площадь комнаты – нередко трубы не прокладывают в тех местах, где планируется установка стационарной мебели.
Впрочем, многие мастера критикуют такой подход. Стационарность мебели – величина все же довольно условная, а «теплый пол» закладывается на десятилетия. Кроме того, чередование холодных и нагретых зон – явление нежелательное хотя бы с точки зрения возможного появления со временем очагов сырости. В отличие от электрических систем, водяным полам локальный перегрев из-за закрытых участков не грозит, так что с этой стороны опасений быть не должно.
Так что строгих рамок на этот счет не существует. Можно, в целях экономии материала, оставить незаполненные участки, или же проложить контур полностью по всей площади. Но если на каком-то участке планируется установка предметов мебели или сантехнических устройств, требующих крепления к полу (например, крепление унитаза дюбелями или анкерами), то это место, естественно, остается свободным от контура. Просто велика вероятность повредить трубу при установке крепежа.
Какую схему укладки контура лучше выбрать?
Более подробно о выборе схем укладки, с теоретическими обоснованиями, рассказывается в отдельной статье нашего портала
- Шаг укладки труб может быть от 100 до 300 мм (обычно он кратен 50 мм, но это не догма). Меньше 100 мм выполнить нет ни возможности, ни необходимости. А при шаге более 300 мм может ощущаться «эффект зебры», то есть чередование теплых и холодных полос.
А вот какой шаг станет оптимальным – покажут расчеты, так как он тесно связан с ожидаемой теплоотдачей пола и температурным режимом системы.
- Еще одна оговорка – все последующие теплотехнические расчеты показаны для оптимальных размеров «пирога» системы подогрева пола.
Выше говорилось, что толщина стяжки минимально должна быть 300 мм над поверхностью труб. Но для обеспечения полноценного аккумулирования и равномерного распределения тепла рекомендуется придерживаться толщины в 45-50 мм (именно для трубы диаметром 16 мм).
Узнайте, как правильно сделать , выбрать смеси, приготовить раствор, а также ознакомьтесь с технологией заливки водяного и электрического теплого пола.
А чтобы выработанное тепло не расходовалось впустую на прогрев межэтажного перекрытия или иного основания «теплого пола», под трубным контуром в обязательном порядке предусматривается термоизоляционный слой. Обычно для этого используется пенополистирол с плотностью порядка 35 кг/м³ (лучше – экструдированный, как более прочный и эффективный). Минимальная толщина, обеспечивающая корректную работу «теплого пола» должна составлять:
| Особенности основания «теплого пола» | Минимальная толщина термоизоляционной «подушки» |
|---|---|
| Пол по перекрытию над отапливаемым помещением, температура в котором ˃ 18 °С | 30 мм |
| 50 мм | |
| Пол по перекрытию над отапливаемым помещением, температура в котором от 10 до 17 °С | 70 мм |
| Пол по грунту, в том числе и в подвальных или цокольных помещениях с заглублением от уровня земли до 1500 мм. | 120 мм |
| Пол в подвальных или цокольных помещениях с заглублением от уровня земли более 1500 мм | 100 мм |
Все эти последние замечания были сделаны потому, что последующие расчеты будут справедливы именно для таких рекомендуемых «идеальных» условий.
Проведение расчетов основных параметров контура
Чтобы уложить контур труб с оптимальным шагом (а от этого впоследствии и будет зависеть его общая длина), необходимо для начала выяснить, какая теплоотдача ожидается от системы. Лучше всего это показывает удельная плотность теплового потока g , рассчитанная на единицу площади пола (Вт/м²). С этого и начнем.
Расчет удельной плотности теплового потока «теплого пола»
Рассчитать эту величину, в принципе, несложно – надо лишь разделить потребное количество тепловой энергии, необходимое для восполнения теплопотерь помещения, на площадь «тёплого пола». Имеется в виду не вся площадь комнаты, а именно «активная», то есть задействованная в системе подогрева, на которой будет проводиться раскладка контура.
Безусловно, если «теплый пол» будет работать в связке с обычной системой отопления, то это тоже сразу учитывается – берется лишь планируемая процентная доля от общей тепловой мощности. Например, для обогрева комнаты (восполнения теплопотерь) требуется 1.5 кВт, и при этом доля участия «теплого пола» подразумевается в 60 %. Значит, при расчете удельной плотности теплового потока оперируем значением 1,5 кВт × 0,6 = 0,9 кВт
Откуда взять показатель общей необходимой мощности для восполнения тепловых потерь? Встречается немало рекомендаций исходить из соотношения 1 кВт энергии на 10 м² площади помещения. Однако, такой подход получается уж слишком приближенным, не учитывающим массу важных внешних факторов и особенностей комнаты. Поэтому лучше провести более тщательный расчет. Не пугайтесь – с нашим калькулятором это особого труда не представит.
Калькулятор расчета удельного теплового потока «теплого пола»
Прообразы «теплых полов» использовались в практике организации отопления жилых домов уже достаточно давно. Так, археологи и специалисты в области истории архитектуры находят тому подтверждение при раскопках древних поселений скандинавских племен, в остатках домов римских патрициев, в средневековых феодальных замках Европы, в традиционных жилых постройках дальневосточных народов. Система проложенных под полом каналов обеспечивала прохождение горячего воздуха от печей, что способствовало равномерному прогреву помещения. Новое рождение получили «тёплые полы» с появлением насосов и упрощением производства труб – вместо воздуха в качестве теплоносителя стала использоваться вода. Но широкую популярность и общую доступность подобные системы отопления получили лишь к концу прошлого века, что было обусловлено появлением и внедрением технологий производства недорогих качественным полимерных труб.
В настоящее время число сторонников именно такого способа обогрева помещений постоянно увеличивается. Все больше хозяев частных домов и квартир задаются целью создать в своих владениях систему водяных «теплых полов», оценив ее экономичность, удобство в эксплуатации и создаваемое комфортное распределение температур в помещениях. Естественно, для «нашего человека» всегда свойственно желание сделать все или многое собственными руками. Однако, не стоит полагаться на заверения некоторых интернет-публикаций, что это – совсем несложное дело. Чтобы система получилась работоспособной, надежной, безаварийной, эффективной и экономичной, необходимо учесть при ее расчете множество нюансов, в том числе параметры и качество комплектующих. А в череде всех необходимых материалов, деталей и узлов одну из ключевых позиций занимают теплообменные контуры труб, без гарантированного качества которых водяной «теплый пол» попросту невозможен. Каким требованиям должна отвечать труба для теплого пола как выбрать нужную из современного ассортимента – все эти вопросы найдут освещение в настоящей публикации.
Ключевые требования к трубам контуров «теплого пола»
Следует заранее «охладить пыл» тех домашних энтузиастов, которые, загоревшись идеей создания у себя в доме «теплого пола», рассчитывают обойтись какими-то остатками, имеющимися в хозяйстве или любыми недорогими трубами, исходя из соображений максимального удешевления всего проекта. Ничего, скорее всего, у них не получится – такая система обогрева помещений предполагает применение исключительно качественного материала, отвечающего целому ряду требований. Никакие «аналоги» в данной ситуации на выручку не придут – это или просто запрещено, или их использование будет сродни «заложенной бомбе», которая неизвестно когда рванет.
Прежде чем принимать решение и планировать поход в магазин за материалом, нужно непременно тщательно изучить все основные требования к трубам, допустимым к использованию в «теплом полу». Ничего не поделаешь – условия эксплуатации весьма специфичны.
- Даже если у хозяина есть запас металлических труб ВГП, или существует возможность их заполучить по невысокой стоимости – все равно эта идея должна быть отметена сразу же. Причем, совершенно неважно – будут ли это обычные стальные трубы, оцинкованные или даже изготовленные из нержавейки. Этот категорический запрет предопределяется несколькими факторами.
В первую очередь, согласно действующим строительным нормам и правилам, в закрытых контурах теплого пола не разрешается использовать трубы, изготовленные по сварной технологии (независимо от того, прямой это шов или спиральный). Ну а второе – сами по себе такие трубы обладают весьма внушительной массой. В совокупности с тем, что весь «пирог» теплого пола с учетом заливаемой стяжки весит очень немало, применение стальных контуров создаст повышенные и совершенно неоправданные нагрузки на перекрытия.
Единственный вариант их применения – это магистрали от котельной до распределительных коллекторных шкафов. Но и в этом случае можно считать подобное решение «вчерашним днем» – есть более простые и удобные в исполнении варианты.
- Хотя и существуют варианты создания водяных «теплых полов» по «сухой» технологии, все же подавляющее число схем предполагает заливку бетонной стяжки. В таком варианте система становится более эффективной, так как монолитный слой бетона создает равномерное распределение тепла по поверхности и, кроме того, становится мощным накопителем тепловой энергии, обеспечивающим экономичность и плавность работы отопления.
Все это говорит о том, что полностью исключается возможность проведения ревизий уложенных контуров или проведения мелкого ремонта. Любое ЧП приведет к чрезвычайно масштабным и дорогостоящим работам по демонтажу бетонной заливки и замене всего контура в целом. Стало быть, качество труб должно быть таковым, чтобы сроки их эксплуатации были сопоставимы с долговечностью самих строительных конструкций. Система «теплого пола» должна быть выполнена с расчетом на десятилетия вперед.
Трубы для «теплого пола» должны обладать полной защищенностью от развития коррозии, от процессов зарастания внутренних стенок накипью и солевыми отложениями, сужающими просвет. Материал изготовления должен быть химически инертным независимо от типа применяемого теплоносителя, не подверженным старению, стойким к температурным перепадам. В идеале рекомендуется использовать изделия, оснащенные еще и специальным «барьером» от кислородной диффузии – такие трубы отличаются самыми высокими эксплуатационными качествами.
- При монтаже контура «теплого пола» следует исключить какие бы то ни было сращивания труб, закрываемых стяжкой (за некоторыми исключениями, о которых будет упомянуто ниже). Любое место соединения – будь то фитинг или сварной шов, всегда было и остается уязвимым местом, в котором чаще всего и случаются аварии при возникновении каких-либо нештатных ситуаций.
Любая протечка неприятна, но на открытом участке, как правило, ликвидировать последствия не составляет особого труда. Иное дело, если такое случается под слоем бетонной заливки – «вытекающие» в буквальном смысле слова последствия могут стать катастрофичными. Даже обнаружить поврежденные участок можно далеко не сразу – он может дать о себе знать протечкой к соседям или даже нарушением работы электрической сети, что представляет собой чрезвычайно высокую опасность.
И второй довод против соединений в контурах. Такие узлы всегда более уязвимы в плане образования зарастаний или засоров. Промыть же контур «теплого пола» — несравнимо сложнее, нежели открыто расположенный радиатор отопления.
Отсюда вывод – контур должен исполняться из цельного отрезка трубы нужной длины. Кроме того, сама труба должна быть достаточно пластичной, чтобы позволить выложить криволинейные участки с плавными изгибами, и при этом сохранять приданную ей форму без излишних внутренних напряжений в стенках.
Могут возразить, что, мол, в интернете встречаются демонстрации созданных контуров «теплых полов», выполненных, к примеру, из полипропиленовых труб, естественно, с использованием сварных швов на поворотах, тройниках и т.п. Но, согласитесь, далеко не все то, что публикуется в сети, должно становиться образцом для повторения. Обратите внимание: на общем фоне – это, буквально, единичные случаи, история эксплуатации которых, кстати, никак не освещается. Есть и еще доводы против такого решения – о них будет сказано при рассмотрении характеристик труб.
- Из предыдущего пункта логично вытекает следующий – трубы должны иметь достаточную длину для укладки контура единым отрезком. Этому требованию отвечает большинство изделий, выпускаемых для подобного применения – они реализуются метражом в бухтах.
При этом следует учитывать ограничения по общей протяженности контура. Чрезмерная дина трубы может привести к тому, что ее гидравлическое сопротивление превысит возможности циркуляционного насоса, и появится эффект «запертой петли» — теплоноситель не станет перемещаться по контуру. Существуют определенные пределы, превышать которые не стоит.
Если площадь помещения, в котором создаётся водяной «теплый пол» такова, что требуются трубы большей длины, то придется разбивать его на два и более участка с отдельными контурами примерно одинаковой протяженности с подключением их к общему коллектору.
- Коль был упомянут диаметр труб, сразу можно остановиться и на этой характеристике.
Обычно для контуров теплого пола используются трубы трех размеров – 16,20 и, значительно реже – 25 мм.
Для теплых полов обычно используются трубы диаметром 16, 20, реже — 25 мм
В этом вопросе важно выбрать «золотую середину», оптимально подходящую конкретным условиям. Понятно, что чем уже просвет трубы, тем большее значение приобретает гидравлическое сопротивление, и тем меньшим теплообменным потенциалом будет обладать контур. Однако, с ростом диаметра непременно увеличивается толщина заливаемой стяжки, что ведет к поднятию поверхности пола, не всегда возможной, и к возрастанию нагрузок на перекрытия.
- Одно из важнейших требований к трубам – высокая механическая прочность. Стенкам трубы предстоит переносить немалые нагрузки, как внешние, со стороны бетонной стяжки, так и внутренние, вызванные давлением теплоносителя в контуре. Понятно, что критических давлений здесь присутствовать не должно по определению, но все же во избежание аварий, вызванных экстремальными скачками, труба должна быть способна выдерживать до 10 бар.
- Материал трубы не должен подвергаться термической деформации при высоких температурах. В контурах «теплого пола» нагрев теплоносителя обычно редко когда превышает 40 ÷ 45°С, но для полной гарантии сохранности трубы выбирают материал, который не меняет своих характеристик и при достижении 90 ÷ 95°С – на случай непредвиденных нештатных ситуаций на коллекторном оборудовании.
- Условием эффективной работы «теплого пола» является и идеальная гладкость внутренних стенок трубы. Это необходимо, во-первых, для того, чтобы значение гидравлического сопротивления лежало в допустимых пределах. Во-вторых, на гладкой поверхности существенно меньше вероятность образования налета и твердых отложений. И в-третьих – при некачественной, неровной поверхности стенок перемещение теплоносителя по трубам может сопровождаться шумом, что далеко не всем людям по нраву.
Итак, были изложены основные требования к трубам контуров «тёплого пола». Теперь можно перейти к рассмотрению разновидностей материала, чтобы оценить, в какой степени они соответствуют указанным выше параметрам, насколько удобны в работе, экономичны с точки зрения стоимости материала и проведения монтажных работ.
Какие трубы оптимальны для теплого пола?
Трубы из металла
Один тип металлических труб уже был вкратце рассмотрен выше – речь идет о стальных ВГП. С ними все однозначно – они в контурах «теплого пола» категорически недопустимы. Но существуют и иные разновидности – и вот они подходят для этих целей как нельзя лучше.
Медные трубы
Если рассматривать медные трубы в свете изложенных выше требований, то они, наверное, близки к идеалу.
- Медь является отличным проводником тепла, то есть контур из таких труб обеспечит максимальную теплоотдачу.
- Этот металл отличается высочайшей стойкостью к коррозии, то есть трубы в своей долговечности никаких сомнений вызывать не должны. На первых порах эксплуатации медь покроется тонким слоем патины – и после этого процесс ее «старения» практически останавливается.
- Медные трубы – очень пластичны, и при соблюдении определенных технологических приемов могут быть изогнуты по очень малому радиусу.
- Стенки медных труб отличаются высокой механической прочностью, не боятся резких скачков давления и перепадов температур.
- Многие современные производители медных труб практикуют еще и внешнее полимерное пленочное покрытие – это еще один плюс к долговечности таких контуров, которые получают дополнительную защиту от агрессивной среды цемента.
Недостатки у медных труб есть, но их можно отнести к «косвенным» — они не влияют на работоспособность и безопасность системы отопления:
- Монтаж медных труб – достаточно сложное дело, требующее особых навыков работы и специального оборудования. Это, безусловно, значительно уменьшает возможности самостоятельного создания системы «теплого пола».
- И второе – стоимость медных труб несравнимо выше, нежели полимерных или композитных. Доступны они далеко не каждому, поэтому и поэтому популярность их весьма высока.
Гофрированные трубы из нержавеющей стали
- Такая разновидность труб появилась относительно недавно, но сразу доказала свои преимущества над многими другими.
- Трубы изготавливаются из нержавеющей стали, то есть коррозия их полностью исключается. Помимо этого, они могут иметь дополнительное полимерное покрытие.
Гофрированные трубы из нержавейки — отличное решение для «теплого пола»
- Такие трубы обладают хорошей гибкостью, что чрезвычайно важно для укладки контуров сложной конфигурации, и при этом стабильно удерживают заданный изгиб. Полностью исключается даже случайный перелом трубы при формировании изгиба.
- Механическая прочность труб – выше всяких похвал.
- Устойчивость материала к самым разным воздействиям – температурным, барическим, агрессивной перекачиваемой среды, позволяет использовать подобные трубы даже в технологических промышленных установках – а это уже говорит само за себя.
Гофрированные трубы из нержавеющей стали реализуются в бухтах длиной до 30 или 50 метров. Казалось бы – явно недостаточно для контуров теплого пола. Но и здесь все обстоит благополучно.
У подобных труб настолько совершенна система соединительных фитингов, что стыковочные узлы вполне можно размещать в стяжке безо всякого риска появления протечки. Это, наверное, единственное исключение из упомянутого выше правила – такие трубы можно стыковать по ходу укладки длинного контура.
Что же ограничивает широкое применение подобных труб? Прежде всего это, безусловно, высокий уровень цен на них. Впрочем, не исключается и еще одна причина – многие потенциальные покупатели попросту не имеют информации о существовании столь надежного варианта.
Цены на гофрированные трубы из нержавеющей стали
Гофрированные трубы из нержавеющей стали
Полимерные трубы
В этом разряде можно сделать разделение на трубы из полипропилена и на изделия, основным материалом в которых выступает полиэтилен той или иной степени обработки.
Полипропиленовые трубы
О них уже разговор шел выше, но все же стоит несколько заострить внимание.
Полипропиленовые трубы – великолепный материал для использования его в системах водопровода или при монтаже отопительных контуров «классического» типа – с радиаторами или конвекторами отопления. Вполне подойдут они и для обеспечения транспортировки теплоносителя от котла до места установки распределительного коллекторного узла, как для подачи, так и для обратки. Монтаж их – несложен, и при наличии специального сварочного аппарата необходимые навыки приобретаются буквально на ходу. Стоимость и самих труб, и всех необходимых элементов для монтажа – очень невысока.
Полипропиленовые трубы обладают массой достоинств, но для контура «теплого пола» не подойдут
Но вот для контура уже придётся искать иное решение.
- Форма выпуска таких труб – короткие (в масштабах длин контуров теплого пола) отрезки.
- Труба обладает очень алой пластичностью, то есть изогнуть ее даже под сравнительно большим радиусом – невозможно, не говоря уже об укладке петель контура. То есть в любом случае нельзя избежать сварных стыков, о недопустимости которых уже говорилось.
- Теплопроводность материала – невысока, то есть должного теплообмена между теплоносителем и тощей пола обеспечиваться не будет, и общая эффективность системы будет низкой.
- Трубы из полипропилена выделяются на общем фоне самыми высокими показателями термического линейного расширения. Даже армированные, предназначенные для горячей воды, на длинных участках потребуют установки компенсаторных петель. В теплом полу, залитом стяжкой, такое выполнить невозможно, и стенки труб будут повергаться значительным внутренним напряжениям, что, безусловно, скажется на их долговечности.
Одним словом, что бы кто ни говорил, применять такие трубы для контуров теплого пола – совершенно неоправданное ни с каких точек зрения решение.
Трубы на основе полиэтилена
Уместным, наверное, сразу будет сделать очень важную оговорку. Дело в том, что если проанализировать большинство публикаций, посвященных этой проблеме, то можно прийти к не совсем правильному выводу. Очень часто делается градация всех гибких труб, подходящих для системы «тёплых полов», на изготовленные из сшитого полиэтилена и на металлопластиковые. Невольно возникает стойкая ассоциация, что полиэтилен – он сам по себе, а для металлопласта применяется какой-то иной полимер.
В действительности же все обстоит несколько проще. Все современные гибкие трубы подобного предназначения изготавливаются на базе так называемого сшитого полиэтилена, который, правда, может отличаться технологией обработки исходного материала. А вот уже в структуру самой трубы может включаться металлический усиливающий слой и некоторые другие технологические прослойки, повышающие эксплуатационные характеристики готового изделия.
Поэтому и в этой статье попробуем придерживаться такой же классификации – основанной, в первую очередь, на исходном материале изготовления труб.
Для начала, наверное, стоит все же получить определенное понятие, что же скрывается под загадочным названием «сшитый полиэтилен»
Трубы на основе сшитого полиэтилена
Разработка дешевой и доступной технологии получения полиэтилена в полном смысле слова произвела революцию в жизни человечества – это материал встречается буквально на каждом шагу, и без него трудно даже представить наш быт. Но при всех достоинствах этого материала – инертности, безвредности для воды и продуктов, пластичности, достаточно высокой общей прочности, есть у него и ряд недостатков, которые обусловлены молекулярными особенностями полимера.
Молекулы полиэтилена представляют собой выраженные длинные цепочки, не связанные или очень слабо связанные между собой. При высоких нагрузках материал начинает сильно тянуться, а при термическом воздействии, даже не столь значительном – оплывать, терять заданную форму. Естественно, это серьезно ограничивало сферу применения такого полимера в тех изделиях, которые эксплуатируются в сходных условиях.
Но вот если создать между цепочками молекул поперечные связи, то картина сразу меняется. Структура получается не линейной, а уже трехмерной, и полиэтилен, нисколько не теряя в своих достоинствах, получает дополнительные качества – повышенную прочность и стабильность заданной ему формы.
Чем больше таких связующих «перемычек», то есть чем выше степень сшивки полиэтилена, измеряемая в процентах, тем материал получается стабильнее и качественнее.
Есть и еще одно замечательное свойство сшитого полиэтилена – это своеобразный «эффект памяти». Если изделие при воздействии каких-либо внешних нагрузок изменяет свою форму или конфигурацию, то при нормализации условий оно будет стремиться в заданное ему исходное положение. Для изготовления труб это становится вообще неоценимым достоинством.
Существует общепринятое буквенное обозначение, по которому можно сразу определить, что изделие изготовлено из сшитого полиэтилена – РЕХ. Но обычно вслед за этими буквами идет еще одна – это символ, который указывает на технологию создания поперечных связей в молекулярной структуре материала. От применяемого метода достаточно сильно зависят эксплуатационные характеристики полимера, поэтому стоит остановиться и на этом нюансе.
- РЕ-Ха – межмолекулярная сшивка полиэтилена проходит под воздействием химического реактива – пероксида. Изо всех принятых на сегодняшний день технологий именно эта дает максимальную степень сшивки – она доходит до 85%. Исходный полимер при этом ни в какой мере не теряет своих качеств, но резко повышается его прочность и стабильность, отмечается особенно сильно выраженный «эффект памяти».
Технология – достаточна сложная и затратная, но дает на выходе самые высокие результаты. Важно еще и то, что процесс сшивки поддается полному контролю, то есть на выходе получается полимер со строго заданными параметрами.
- РЕ-Хb – создание поперечных связей происходит по силанольной технологии, за счет так называемой «прививки» активной молекулы силана и обработки водяными парами. Надо сказать, что такая технология изначально задумывалась в качестве более дешевой замены РЕ-Ха., однако, нельзя сказать, что заявленная цель была полностью достигнута.
Сшитый РЕ-Хb-полиэтилен уступает пластичностью, то есть изогнуть трубы по маленькому радиусу будет значительно сложнее. Общая степень сшивки редко когда превосходит 65%. Недостаток еще и в том, что технологический процесс трудно поддается выверенному контролю, и на выходе изделия разных партий могут отличаться своими параметрами. Мало того, процесс сшивки, по сути, не прекращается и в готовых изделиях – он просто переходит в вялотекущую фазу. Получается. Что со временем те же трубы могут стать жестче, усесть. В некоторых странах подобный полиэтилен запрещен к применению в тепловых сетях именно по этой причине – соединения на фитингах не самые надежные, поэтому требуют регулярной подтяжки. Ну а в металлопластиковых трубах на базе РЕ-Хb не раз отмечалось расслоение общей структуры стенок.
- РЕ-Хс – сшитый полиэтилен, поперечные связи в котором возникают за счет направленного излучения электронов. Производство этого полимера – достаточно простое с точки зрения технологии и недорогое, но и сам получаемый материал существенно уступает полиэтилену РЕ-Ха.
Он, конечно, находит свое применение, например, идет на изготовление металлопластиковых труб невысокой ценовой категории. Они вполне применимы для водопроводных сетей, но использовать их в контуре теплого пола можно с очень большой условностью.
- РЕ-Хd – по этой технологии поперечные связи образовывались за счет обработки сырья специальными азотистыми веществами. В настоящее время этот метод полностью проиграл конкуренцию другим, и фактически не используется, а трубы с таким индексом – не встречаются.
Качественные трубы из сшитого полиэтилена находят широчайшее применение в системах теплых полов. Мало того, некоторые их типы разработаны исключительно для таких функций.
- Большим спросом у мастеров пользуются металлопластиковые трубы, сочетающие внутренний и внешний слои их сшитого полиэтилена и внутреннюю сплошную алюминиевую прослойку. Принятое обозначение таких труб - РЕХ-Аl-РЕХ.
1 – внутренний слой РЕХ
2 – внешний слой РЕХ.
3 – сплошной слой алюминиевой фольги, сваренной встык.
4 – клеевые слои (адгезив), обеспечивающие цельность структуры стенки.
Такие трубы обладают вполне приличными эксплуатационными качествами, так как совмещают достоинства полимера и металла. Они хорошо поддаются изгибам (при соблюдении специальных технологических правил), стабильно удерживают приданную конфигурацию контура, имеют достаточно высокую теплоотдачу.
Но коль речь идет о контурах теплого пола, то на первый план выходят параметры самого полимера, использованного для изготовления трубы – на это следует обратить особое внимание. Дело в том, что внешне металлопластиковые трубы очень похожи, и иногда недобросовестные продавцы стремятся не посвящать покупателя в тонкости, выдавая свой товар, как универсальный, подходящий для любых условий эксплуатации.
Как уже говорилось, предпочтение следует отдать трубам, у которых внутренний слой (а лучше – оба полимерных слоя) изготовлены из сшитого полиэтилена РЕ-Ха. Они, конечно, будут недешевы, но дело того стоит.
Рынок стройматериалов буквально кишит подделками под брендовую продукцию, и риск приобрести низкокачественную трубу – достаточно велик. Поэтому всю свою нерешительность необходимо «оставлять дома» - обязательно требуйте от продавцов наличие документов, подтверждающих оригинальность продукции и ее соответствие стандартам.
Можно встретить металлопластиковые трубы, у которых внешний слой выполнен из РЕ-Хс или даже вообще из обычного полиэтилена высокого давления – РЕ-НD. Они внешне практически не отличаются, но применять их в системах теплого пола – не стоит. Любой сантехник со стажем может рассказать, сколько он в своей практике встречал прорывов металлопласта. Нестойкий внешний слой со временем начинает «дубеть», растрескиваться, особенно в местах поворотов или изгибов петель, и запросто может дать трещину. А тонкий внутренний слой и алюминиевая прослойка не способны будут в таких обстоятельствах выдержать напор изнутри.
Кроме того, не исключается и постепенное расслоение тела трубы, так как материалы все же имеют различный коэффициент линейного растяжения при повышении температуры. Поэтому, несмотря на массу действительных и кажущихся достоинств, от использования такого типа труб в контуре под стяжкой все же стоит отказаться. Для этих целей больше подойдут однослойные, выполненные из сшитого полиэтилена РЕ-Ха или РЕ-Хb.
Подобные трубы реализуются бухтами, большим метражом. Они очень удобны для раскладки даже самых сложных контуров, и при соблюдении технологии крепления отлично держат форму. Пластичность материала позволяет укладывать контуры с самым небольшим шагом между витками – порядка 100 мм.
Еще лучше, если есть возможность приобрести такие трубы, дополненные специальным барьером против кислородной диффузии. Проникновение активного кислорода в теплоноситель извне вызывает и активизирует коррозионные процессы в металлических деталях и узлах системы отопления, а особенно подвержены такому старению теплообменники котлов. Чтобы предотвратить подобный процесс и были разработаны специальные преграды от кислородной диффузии.
1 – внутренний слой РЕ-Ха или РЕ-Хb
2 – противокислородный барьер EVON.
3 – соединительные прослойки.
4 – наружный слой, соответственно, так же – РЕ-Ха или РЕ-Хb
Сам по себе это барьер обычно представляет собой прослойку из особого органического соединения, полиэтивинилового спирта. Характерно, что все составляющие подобной структуры имеют равные характеристики термического расширения, поэтому даже при значительных термических перепадах никакое расслоение стенкам не грозит.
Ко всему сказанному следует добавить, что производители таких труб из сшитого полиэтилена обязательно комплектуют свои изделия удобными соединительными элементами, которые упростят подключение контуров теплого пола к коллекторам.
Для того чтобы трубу было выбрать проще, а недобросовестному продавцу – сложнее ввести покупателя в заблуждение, можно попробовать разобраться в системе маркировки. Можно рассмотреть на примере – хотя у различных производителей могут быть особенности в этом вопросе, но общий принцип все же сохраняется.
1 – обычно на первой позиции указывается товарная марка и конкретный ассортиментный тип трубы.
2 – данные о внешнем диаметре трубы и общей толщине ее стенки.
3 – шифры, указывающие на соответствие принятым международным стандартам по допустимым сферам применения труб. Указанный в данном примере показатель говорит о том, что труба пригодна для перекачки питьевой воды.
4 – примененная для оценки качества изделия технология контроля.
5 – рассмотренная в статье выше технология сшивки полиэтилена.
6 – подтверждение соответствия трубы установленным стандартам DIN 16892/16893. Эти стандарты предопределяют максимальные значения температуры и давления перекачиваемой жидкости. На некоторых моделях труб практикуется нанесение этих показателей в маркировку. Например, это может выглядеть так:
« DIN 16892 PB 14/60° C PB 11/70° C PB 8/90° C»,
что будет означать max 14 бар при t=60°С, 11 бар при t=70°С и 8 бар при t=60°С.
Эти показатели могут быть указаны и в табличной форме, в прилагающийся к партии труб технической документации. Помимо этого, могут быть приведены и предельные сроки эксплуатации при разных режимах. Наример:
7 – параметры партии материала – сведения о дате и времени выпуска, номере производственной линии и т.п.
Кроме этой информации, на трубах еще нанесена разметка по их длине – это существенно облегчает и контроль приобретения требуемого количества, и саму укладку контуров.
Трубы на базе полиэтилена повышенной термостойкости (PE- RT)
Попытки по максимуму модифицировать полиэтилен привели к созданию принципиального нового материала, обозначаемого аббревиатурой PE-RT, от английского названия, дословно обозначающего полиэтилен с повышенной термостойкостью. Сейчас в производстве используется уже второе поколение этого полимера.
Главное отличие его в том, что материал не требует дополнительных технологических этапов сшивки – его молекулярная структура с многочисленными и разветвлёнными связями уже вообще далека от линейной. Причем это качество заложено еще в исходном материале – поступающий на линии экструзии конгломерат уже в полной мере является полимером с устойчивой молекулярной решеткой. Интересно, что потери свойств не наблюдается даже при вторичной переработке.
Такой полиэтилен показывает куда большие результаты в плане стойкости к высоким температурам и давлению. Срок его службы может исчисляться десятками лет. Уникальная молекулярная структура сохраняет термопластичность материала, то есть он поддается сварке или пайке. Это позволяет в ряде случаев проводить ремонтно-восстановительные работы без демонтажа пришедшего в негодность фрагмента и без использования фитингов, что совершенно невозможно, например, с РЕХ – там поврежденный участок придется удалять.
Трубы из PE-RT не боятся и отрицательных температур – в их заложен потенциал на выдерживание нескольких циклов полной заморозки и оттаивания без прорыва стенок и безо всякой потери своих эксплуатационных качеств.
Трубы отлично «ведут себя» в контурах теплого пола, отличаются бесшумностью даже при сильном напоре перекачиваемого теплоносителя.
По аналогии со сшитым полиэтиленом, PE-RT также используется в производстве как чисто полимерных труб (с противодиффузным слоем или без него), так и металлопластиковых, в разном сочетании. Так как основная нагрузка ложится на базовый внутренний слой, именно его выполняют из термостойкого полиэтилена PE-RT, а внешний защитный слой может быть изготовлен и из сшитого РЕХ или даже РЕ-НD. Но в самых качественных трубах и внешний и внутренний слой выполнены из PE-RT. Так что при выборе стоит обратить особое внимание на указанную в маркировке формулу.
Наверное, можно с полным основанием утверждать, что именно трубы PE-RT будут тем выбором, который в полной мере отвечает всем ранее перечисленным требованиям к контурам «теплого пола» и не входит за рамки разумного в плане затрат на приобретение материала и комплектующих.
Цены на трубы PE-RT
трубы PE-RT
Сколько трубы потребуется для «теплого пола»?
Однозначно на это вопрос ответить очень сложно. Все зависит от шага укладки контуров, а он, в свою очередь, напрямую связан с задачами, которые возлагаются на систему подогрева полов и на характеристики конкретного помещения.
Чтобы определиться с этим вопросом, потребуется провести теплотехнические расчеты для каждого из помещений, где планируется установка «теплого пола». По сути, необходимо рассчитать теплопотери помещения, которые должны быть компенсированы такой системой отопления. В любом случае, «теплый пол» будет иметь смысл только в том случае, если предприняты меры по максимальной термоизоляции помещения. Практикой доказано, что если теплопотери составляют более 80÷100 Вт/м², то обустройство подобной систем обогрева жилья превратятся в абсолютно не оправданные потери сил, средств и времени.
Важно и то, будет ли «тёплый пол» основным источником тепловой энергии, или же он планируется только в качестве средства повышения комфортности в отдельных помещениях или даже на каких-то ограниченных участках, то есть будет работать в «тандеме» с радиаторами.
Обычно шаг укладки лежит в пределах от 100 до 300 мм. Уменьшать его нецелесообразно, а часто – и просто невозможно, так как это не позволит допустимый радиус изгиба трубы. При слишком большом шаге укладки тепло будет распределяться неравномерно, и возникнет «эффект зебры» — явно ощутимые полосы с разным уровнем нагрева поверхности пола.
В зонах, требующих повышенного нагрева, укладка контура может локально уплотняться, а на участках допустимо разрежение шага, но все равно – в указанных пределах.
Теплотехнические расчеты, с учетом всех особенностей помещений – достаточно сложная процедура, требующая определенных знаний. Она заслуживает отдельной подробной публикации, и в рамках настоящей статьи рассматриваться не будет. Самый лучший выход – доверить это дело специалистам, которые помогут определиться с рисунком контуров и шагом его укладки, составить схему. И только тогда можно будет уже рассчитать и потребное количество трубы для «теплого пола»
Можно воспользоваться следующей формулой расчета:
l = k × Sy ч/ hy ч
l — длина контура на определённом участке.
Syч — площадь участка.
hyч — шаг укладки труб на участке.
k — коэффициент, учитывающий изгибы трубопровода.
Коэффициент k зависит также зависит от шага укладки и находится в пределах 1,1 ÷ 1,3.
Чтобы облегчить читателю задачу, ниже приведен удобный калькулятор, в котором уже заложены все взаимосвязи. Можно рассчитать длины труб для каждого участка с определённым шагом укладки, затем просуммировать их, и не забыть прибавить расстояние до точки врезки (коллектора, плюс оставить примерно по 500 мм на каждый конец для подключения.
Практически в каждом загородном доме обязательно смонтирован теплый пол. Прежде чем создается такой обогрев, выполняется расчет необходимой длины трубы.
В каждом таком частном доме работает автономная система теплоснабжения. Если позволяет планировка помещения, хозяева таких загородных владений сами монтируют теплый водяной пол.
Безусловно, монтаж такого пола можно сделать и в обыкновенной квартире, однако такая работа отличается большой трудоемкостью. Владельцам и работникам приходится решать очень много проблем. Основной сложностью будет подключение трубы к действующей системе теплоснабжения. Установить дополнительный котел в маленькой квартире просто невозможно.
От правильности такого расчета, зависит объем тепла, который необходимо подать в помещение, чтобы в нем всегда была комфортная температура. Проведенные вычисления помогут определить мощность теплого пола, а также помогут сделать правильный выбор котла и насоса.
Выполнить такой расчет очень сложно. Приходится учитывать довольно много самых разных критериев:
- Время года;
- Температуру воздуха на улице;
- Тип помещения;
- Количество и габариты окна;
- Покрытие на полу.
- Утепление стен;
- Где расположено помещение, внизу или на верхних этажах;
- Альтернативные источники тепла;
- Оргтехника;
- Осветительные приборы.
Чтобы было удобнее выполнить такой расчет, берутся средние значения. Если в доме установлен стеклопакет и сделано хорошее утепление, данный параметр будет ориентировочно равен 40 Вт/м2.
Теплые постройки, имеющие небольшую теплоизоляцию, постоянно теряют около 70–80 Вт/м2.
Если взять старинный дом, теплопотери резко увеличиваются и приближаются к 100 Вт/м2.
В новых коттеджах, где не сделано утепление стен, где установлены панорамные окна, потери, могут составлять около 300 Вт/м2.
Выбрав для своего помещения ориентировочное значение, можно начать расчет пополнения потерь тепла.
Как определить оптимальную температуру помещения
В данном случае особых сложностей не возникает. Для ориентации можно использовать рекомендованные значения, или придумать свои. Причем обязательно учитывается напольное покрытие.
Пол жилого помещения должен нагреваться до 29 градусов. При расстоянии от внешних стен более полуметра, температура пола должен достигать 35 градусов. Если в помещении постоянно высокая влажность, нужно будет нагреть половую поверхность до 33 градусов.
Если в доме положен деревянный паркет, пол нельзя нагревать выше 27 градусов, так как паркет может испортиться.
Ковролин способен задерживать тепло, он дает возможность увеличить температуру примерно на 4–5 градусов.
Как делается расчет
Расчет трубы для теплого пола делается по следующей схеме. Для одного квадратного метра поверхности пола требуется 5 метров трубы. Длина шага должна равняться 20 см. Требуемое количество рассчитывается по формуле:
- L = S / N х 1,1
- Площадь – S:
- Шаг укладки – N;
- Запасная труба, для создания поворотов — 1,1.
Для большей точности прибавляется расстояние от коллектора до пола и умножается на два. Пример расчета длины трубы теплого пола:
- Площадь пола — 15 кв. м;
- Длина от коллектора до пола — 4 м;
- Шаг укладки — 0,15м;
- Получается: 15 / 0,15 х 1,1 + (4 х 2) = 118 м.
Расчет длины контура
Чтобы рассчитать длину контура необходимо учесть диаметр трубы и материал, из которого она изготовлена. Возьмем, к примеру, металлопластиковую, 16 дюймовую трубу. Чтобы теплый пол хорошо функционировал, длина водяного контура должна быть не более 100 метров. Самой подходящей длиной, для такой трубы считается 75–80 метров.
Если берется 18 мм, изготовленная из полиэтилена, длина водяного контура должна быть в пределах 120 метров. В основном устанавливается труба равная 90–100 метрам.
Расход трубы на теплый пол из металлопластиковой трубы 20 мм будет составлять 100 – 120 метров.
При выборе трубы необходимо учитывать площадь помещения. Надо сказать, что материал и способ укладки оказывает сильное влияние на качество теплого пола и его долговечность. Практический опыт показал, что самым лучшим материалом для теплого будут именно металлопластиковые трубы.
Расчет количества контуров
Если учесть все правила, то становится понятно, что одного контура теплого пола хватает для небольших помещений. Когда площадь комнаты намного больше, нужно разделить ее на участки, в соотношении 1: 2. Иначе говоря, ширина участка будет меньше его длины, ровно наполовину. Для определения количества участков необходимо знать следующие параметры:
- Шаг 15 см — площадь участка 12 кв. метров;
- 20 см – 16 кв. метров;
- 25 см — 20 кв. метров;
- 30 см – 24 кв. метров.
Иногда подводящий участок делается длиной превышающей 15 метрам. Мастера советуют указанные значения увеличить еще на 2 кв. метра.
Возможно ли, смонтировать теплый пол с разной длиной контура?
Идеальным считается теплый пол, где каждая петля имеет одинаковую длину. Это позволит не заниматься дополнительной настройкой, не нужно регулировать баланс.
Конечно, длина контура может быть одинакова, но это не всегда выгодно.
Например, объект состоит из нескольких помещений, в которых необходимо провести монтаж теплого пола. Одним из таких помещений является санузел, с площадью 4 кв. метра. Общая длина трубы такого контура, с учетом расстояния до коллектора, будет равна 40 м. Безусловно, никто не будет подстраиваться под такой размер, разделив полезную площадь под 4 кв. метра. Такое деление будет совершенно ненужным. Ведь существует специальная балансировочная арматура, с помощью которой можно выровнять давление контуров.
Сегодня можно также выполнить расчет, чтобы определить максимальный размер длины трубы относительно каждого контура, с учетом вида оборудования и площади объекта.
Мы не будем рассказывать вам о том, как делаются эти сложные расчеты. Просто при установке теплого пола, разброс длины трубопровода отдельного контура берется в пределах 30 – 40%.
Кроме того, когда есть необходимость, появляется возможность «манипулировать» диаметрами труб. Появляется возможность изменить шаг укладки, большие площади разбить на несколько средних кусков.
Если помещение очень большое, нужно ли создавать несколько контуров?
Безусловно, теплый пол в таких помещениях лучше разделить на части и смонтировать несколько контуров.
Такая необходимость связана с разными причинами:
- Небольшая длина трубы, позволит не допустить появление «запертой петли», когда становится невозможной циркуляция теплоносителя;
- Площадь бетонной площадки должна быть меньше 30 кв. метров. Длина ее сторон должна находиться в пропорции 1:2. Один из торцов плиты должен иметь длину менее 8 метров.
Заключение
Изначально главное знать исходные данные своего помещения, а формулы помогут определиться сколько трубы надо на 1м2 теплого пола.
Во избежание ненужных расходов и технологических ошибок, которые могут привести к частичной или полной переделке системы своими руками, расчет водяного теплого пола производится заранее, перед началом укладки. Необходимы следующие вводные данные:
- Материалы, из которых построено жилье;
- Наличие других источников отопления;
- Площадь помещения;
- Наличие наружного утепления и качество остекления;
- Региональное расположение дома.
Также нужно определить, какая максимальная температура воздуха в комнате требуется для комфорта жильцов. В среднем рекомендуется делать проектирование контура водяного пола из расчета 30-33 °С. Однако такие высокие показатели в процессе эксплуатации могут и не понадобиться, человек максимально комфортно себя чувствует при температуре до 25 градусов.
В случае, когда в доме используются дополнительные источники тепла (кондиционер, центральное или автономное отопление и т.д.), расчет теплого пола можно ориентировать на средние максимальные показатели 25-28 °С.
Совет! Настоятельно не рекомендуется подключать теплые водяные полы своими руками напрямую через центральную систему отопления. Желательно использовать теплообменник. Идеальный вариант – полностью автономное отопление и подключение теплых полов через коллектор к котлу.
КПД системы напрямую зависит от материала труб, по которым будет двигаться теплоноситель. Используют 3 разновидности:
- Медные;
- Полиэтиленовые или из сшитого полипропилена;
- Металлопластиковые.
У медных труб максимальная теплоотдача, но довольно высокая стоимость. Полиэтиленовые и полипропиленовые трубы обладают низкой теплопроводностью, но стоят относительно дешево. Оптимальный вариант в соотношении цены и качества – металлопластиковые трубы. У них низкий расход теплоотдачи и приемлемая цена.
Опытные специалисты в первую очередь принимают во внимание следующие параметры:
- Определение значения желаемой t в помещении.
- Правильно посчитать теплопотери дома. Для этого можно использовать программы-калькуляторы либо пригласить специалиста, но возможно произвести и приблизительный подсчёт теплопотерь самостоятельно. Простой способ, как рассчитать теплый водяной пол и теплопотери в помещении — усредненное значение теплопотерь в помещении — 100 Вт на 1 кв. метр, с учетом высоты потолка не более 3х метров и отсутствия прилегающих неотапливаемых помещений. Для угловых комнат и тех, в которых есть два или более окон – теплопотери рассчитываются исходя из значения 150 Вт на 1 кв. метр.
- Вычисление сколько будет теплопотерь контура на каждый м2 отапливаемой водяной системой площади.
- Определение расхода тепла на м2, исходя из декоративного материала покрытия (например, у керамики теплоотдача выше, чем у ламината).
- Вычисление температуры поверхности с учетом теплопотерь, теплоотдачи, желаемой температуры.
В среднем, требуемая мощность на каждые 10 м2 площади укладки должна быть около 1,5 кВт. При этом нужно учесть пункт 4 в вышеперечисленном списке. Если дом хорошо утеплен, окна из качественного профиля, то на теплоотдачу можно выделить 20% мощности.
Соответственно, при площади помещения 20 м2, расчет будет происходить по следующей формуле: Q = q*x*S.
3кВт*1,2=3,6кВт, где
Q – требуемая мощность обогрева,
q = 1,5 кВт = 0,15 кВт — это константа на каждые 10м2,
x = 1,2 — это усредненный коэффициент теплопотери,
S – площадь помещения.
Перед началом монтажа системы своими руками, рекомендуется составить план-схему, точно указать расстояние между стенами и наличие других источников тепла в доме. Это позволит максимально точно рассчитать мощность водяного пола. Если площадь помещения не позволяет использовать один контур, то правильно планировать систему с учетом установки коллектора. Кроме того, потребуется монтировать своими руками шкаф для устройства и определить его местоположение, расстояние до стен и т.д.
Сколько метров оптимальная длина контура
H2_2Часто встречается информация, что максимальная длина одного контура – 120 м. Это не вполне соответствует истине, так как параметр напрямую зависит от диаметра трубы:
- 16 мм – max L 90 метр.
- 17 мм – max L 100 метр.
- 20 мм – max L 120 метр.
Соответственно, чем больше диаметр трубопровода, тем меньше гидравлическое сопротивление и давление. А значит – длиннее контур. Однако опытные мастера рекомендуют не «гнаться» за максимальной длиной и выбирать трубы D 16 мм.
Также нужно учесть, что толстые трубы D 20 мм проблематично гнуть, соответственно петли укладки будут больше рекомендуемого параметра. А это означает низкий уровень КПД системы, т.к. расстояние между витками будет большое, в любом случае придется делать квадратный контур улитки.
Если одного контура не достаточно на обогрев большого помещения, то лучше монтировать своими руками двухконтурный пол. При этом настоятельно рекомендуется делать одинаковую длину контуров, чтобы прогрев площади поверхности был равномерным. Но если разницы в размерах все-таки не избежать – допускается погрешность в 10 метров. Расстояние между контурами равно рекомендуемому шагу.
Гидравлический шаг между витками
От величины шага витка зависит равномерность прогревания поверхности. Обычно используют 2 вида укладки трубы: змейкой или улиткой.
Змейку предпочтительно делать в помещениях с минимальными теплопотерями и небольшой площадью. Например, в ванной или коридоре (так как они находятся в частном доме или квартире внутри без контакта с наружной средой). Оптимальный шаг петли для змейки – 15-20 см. При таком виде укладки потери давления составляют примерно 2500 Па.
Петли улитки применяют в просторных комнатах. Такой способ экономит длину контура и дает возможность равномерно обогреть комнату, как посередине, так и ближе к наружным стенам. Шаг петли рекомендуется в пределах 15-30 см. Специалисты утверждают, что идеальное расстояние шага – 15 см. Потери давления в улитке – 1600 Па. Соответственно, такой вариант укладки своими руками выгоднее в плане экономичности мощности системы (можно покрыть меньшую полезную площадь). Вывод: улитка эффективнее, в ней меньше падает давление, соответственно выше КПД.
Общее правило для обеих схем — ближе к стенам шаг нужно уменьшать до 10 см. Соответственно, от середины помещения петли контура постепенно уплотняют. Минимальное расстояние укладки до наружной стены 10-15 см.
Еще один важный момент — нельзя укладывать трубу сверху швов бетонных плит. Нужно так составить схему, чтобы соблюдалось одинаковое расположение петли между стыками плиты по обе стороны. Для монтажа своими руками можно начертить схему предварительно на черновой стяжке мелом.
Сколько градусов допускается при перепадах температуры
Проектирование системы кроме потерь тепла и давления подразумевает температурные перепады. Максимальный перепад – 10 градусов. Но рекомендуется ориентироваться на 5 °С для равномерной работы системы. Если заданная комфортная температура поверхности пола – 30 °С, то прямой трубопровод должен подавать около 35 °С.
Давление и температура, а также их потери, проверяются при опрессовке (проверке системы перед финишной заливкой чистовой стяжки). Если проектирование произведено верно, то заданные параметры будут точны с погрешностью не более 3-5%. Чем выше будет перепад t, тем выше расход мощности пола.
Без предварительных расчетов неосуществима. Чтобы получить длину труб, мощность всей отопительной системы и других нужных значений, потребуется в онлайн-калькулятор вводить только точные данные. О правилах и нюансах расчета можно узнать далее.
Общие данные для расчета
Первым параметром, который нужно учесть перед расчетами, является выбор варианта отопительной системы: будет ли она основной или вспомогательной. В первом случае она должна обладать большей мощностью, чтобы самостоятельно обогреть весь дом. Второй вариант применим для комнат с малой теплоотдачей радиаторов.Температурный режим пола выбирается согласно строительным нормам:
- Поверхность пола жилого помещения должна нагреваться до 29 градусов.
- По краям комнаты пол может нагреваться до 35 градусов, чтобы компенсировать потери тепла сквозь холодные стены и от сквозняка, исходившего сквозь открывающиеся двери.
- В ванных комнатах и зонах с высокой влажностью оптимальная температура – 33 градуса.
Если обустройство теплого пола осуществляется под низом паркетной доски, то нужно учесть, что температура не должна превышать 27 градусов, иначе напольное покрытие быстро испортиться.
В качестве вспомогательных параметров используется:
- Общая длина труб и их шаг (монтажное расстояние между трубами) . Рассчитывается благодаря вспомогательному параметру в виде конфигурации и площади комнаты.
- Тепловые потери . Такой параметр учитывает теплопроводность материала, из которого построен дом, а также его степень изношенности.
- Напольное покрытие . Выбор напольного покрытия влияет на теплопроводящую способность пола. Оптимальным является использование кафеля и керамогранита, поскольку они имеют высокую теплопроводность и быстро прогреваются. При выборе линолеума или ламината стоит приобрести материал, не имеющий теплоизоляционной прослойки. От деревянного покрытия стоит отказаться, поскольку такой пол практически не будет нагреваться.
- Климат местности , в котором стоит постройка с системой теплого пола. Нужно учесть сезонную смену температур в этом крае и самую низкую температуру в зимний период.
Большая часть тепла жилья уходит через его тонкие стены и некачественные материалы оконной конструкции. Перед тем как выполнить рассматриваемую систему отопления, есть смысл утеплить сам дом, а затем уже рассчитывать его теплопотери. Это существенно снизит энергозатраты его владельца.
Расчет трубы для теплого пола
Водяной теплый пол – соединение труб, которые подключаются к коллектору. Он может быть выполнен из металлопластиковых, медных или гофрированных труб. В любом случае, необходимо правильно определить его протяжность. Для этого предлагается использовать графический метод.На миллиметровой бумаге в масштабе или в натуральную величину прочерчивают будущий контур «нагревательного элемента», предварительно выбрав тип укладки труб. Как правило, выбор делается в пользу одного из двух вариантов:
- Змейка . Выбирается для небольших жилых помещений, имеющих низкие тепловые потери. Труба располагается как вытянутая синусоида и вытягивается вдоль стены к коллектору. Минус такой укладки в том, что теплоноситель в трубе постепенно остывает, поэтому температура в начале и конце комнаты может сильно отличаться. Например, если длина трубы составляет 70 м, то разница может составить 10 градусов.
- Улитка . Такая схема предполагает, что труба изначально укладывается вдоль стенок, а затем изгибается на 90 градусов и закручивается. Благодаря такой укладке удается чередовать холодные и горячие трубы, получая равномерно прогревающуюся поверхность.
Выбрав тип укладки, при реализации схемы на бумаге учитываются следующие показатели:
- Шаг труб, допустимый в спирали, варьируется от 10 до 15 см.
- Длина труб в контуре не превышает 120 м. Чтобы определить точную длину (L), можно использовать формулу:
L = S/N * 1,1 , где
S – площадь, покрываемая контуром (м?);
N – шаг (м);
1,1 – коэффициент запаса на изгибы.Стоит понимать, что труба должна располагаться цельным отрезком от выхода напорного коллектора и до «обратки».
- Диаметр прокладываемых труб – 16 мм, а толщина стяжки не превышает 6 см. Встречаются также диаметры 20 и 25. В идеале, чем больше этот параметр, тем выше теплоотдача системы.
- Расход воды в час при пропускном диаметре труб в 16 см может достигать от 27 до 30 л в час.
- Чтобы прогреть помещение до температуры от 25 до 37 градусов, нужно чтобы система сама нагревалась до 40-55 °С.
- Снизить температуру в контуре до 15 градусов поможет потеря давления в корпусе 13-15 кПа.
Расчет мощности водяного теплого пола
Его начинают так же, как и в предыдущей методике – с подготовки миллиметровой бумаги, только в этом случае на нее необходимо нанести не только контуры, но и расположение окон и дверей. Масштабирование прорисовки: 0,5 метра = 1 см.Для этого стоит учесть несколько условий:
- Трубы должны обязательно располагаться вдоль окон, чтобы предупредить существенные теплопотери сквозь них.
- Максимальная площадь для обустройства теплого пола не должна превышать 20 м2. Если помещение больше, тогда его разбивают на 2 и более частей, и для каждой из них рассчитывают отдельный контур.
- Необходимо выдержать обязательную величину от стен к первой ветке контура в 25 см.
Определить количество труб достаточно просто: предварительно измерить их протяженность, а затем умножить ее на масштабный коэффициент, к полученной длине добавить 2 м для подвода контура к стояку. Учитывая, что допустимая длина труб находится в пределах от 100 до 120 м, нужно общую длину разделить на выбранную протяженность одной трубы.
Параметр подложки под теплый пол определяется исходя из площади комнаты, которая получается после умножения длины и ширины помещения. В случае если комната имеет сложную конфигурацию для получения точного результата, его необходимо разбить на сегменты и рассчитать площадь каждого из них.
Примеры расчета водяного теплого пола
Далее вы сможете ознакомиться с двумя примерами расчета водяного теплого пола:Пример 1
В комнате с длиной стен 4?6 м, мебель в которой занимает практически четвертую ее часть, теплый пол должен занимать не менее 17 м2. Для его выполнения применяются трубы диаметром 20 мм, которые укладываются как змейка. Между ними выдерживается шаг в 30 см. Укладка выполняется вдоль короткой стены.Перед прокладкой труб необходимо прочертить схему их расположения на полу в наиболее подходящем масштабе. Всего в такой комнате поместиться 11 рядов труб, каждая из которых будет длиной в 5 м, всего получиться 55 м трубопровода. К полученной длине труб добавляется еще 2 м. Именно такое расстояние нужно выдержать до подсоединения к стояку. Общая длина труб будет составлять 57 м.
Если помещение очень холодное, то может потребоваться проложить двухконтурное отопление. Тогда следует запастись не менее 140 м труб, такая протяженность трубопровода поможет компенсировать сильное падение давления на выходе и на входе системы. Можно делать каждый контур разной длины, но отличие между ними не должно быть больше 15 метров. К примеру, один контур выполняется протяженностью 76 м, а второй – 64 м.
Расчет теплого пола можно проводить двумя методами:
- Для первого способа применяется формула:
L = S ? 1,1 / B , где
L – длина трубопровода;
B – шаг укладки, измеряемый в метрах;
S – площадь отопления, в м2. - Во втором варианте применяются табличные данные, приведенные ниже. Их умножают на площадь контура.
Пример 2
Требуется провести теплый пол в комнате с длиной стен 5х6 м, общая площадь которой составляет 30 м2. Чтобы система эффективно работала, она должна отапливать не менее 70% пространства, что составляет 21 м2. Будем считать, что средние теплопотери – около 80 Вт/м2. Так, удельными будут теплопотери 1680 Вт/м2 (21х80). Желательная температура в комнате – 20 градусов, при этом будут использоваться трубы с диаметром 20 мм. На них ложится 7 см стяжка и плитка. Зависимость между шагом, теплотой теплоносителя, плотностью теплового потока и диаметром труб представлена на схеме:
Так, если имеется 20 мм труба, для компенсации теплопотери 80 Вт/м2 потребуется 31,5 градусов при шаге 10 см и 33,5 градусов при шаге в 15 см.
Температура на поверхности пола на 6 градусов меньше, нежели температура воды в трубах, что обусловлено наличием стяжки и покрытия.
Видео: Расчет теплого водяного пола
Из видео можно будет узнать теорию гидравлики, связанную с обустройством теплых полов, ее применение к вычислениям, пример расчета водяного теплого пола в специальной программе онлайн. Вначале будут рассмотрены простые цепи подключения труб для такого пола, а затем более сложные их варианты, при которых будет производиться расчет всех узлов системы отопления теплого пола:При самостоятельном вычислении могут возникнуть погрешности. Чтобы избежать их и проверить правильность расчетов, следует воспользоваться компьютерными программами, в которых заложены поправочные коэффициенты. Для вычисления теплого пола нужно выбрать интервал прокладки труб, их диаметр, а также материал. Погрешность вычислений онлайн-программой не превышает 15%.
