Теплый пол на основе греющего кабеля

Материалы для теплого водяного пола

Чаще всего делают водяной теплый пол в стяжке. О его структуре и необходимых материалах и пойдет речь. Схема теплого водяного пола представлена на фото ниже.

Схема теплого водяного пола со стяжкой

Все работы начинаются с выравнивания основания: без утепления затраты на обогрев будут слишком высокими, а укладывать утеплитель можно только на ровную поверхность. Потому первым делом готовят основание — делают черновую стяжку. Далее опишем пошагово порядок работ и используемые в процессе материалы:

• По периметру помещения раскатывают и демпферную ленту. Это полоса теплоизоляционного материала, толщиной не более 1 см. Она предотвращает потери тепла на обогрев стен. Вторая ее задача — компенсировать температурное расширение, которое возникает при нагреве материалов. Лента может быть специальной, а еще можно уложить нарезанный полосами тонкий пенопласт (толщиной не более 1 см) или другой утеплитель такой же толщины.
• На черновую стяжку укладывается слой теплоизолирующих материалов. Для устройства теплого пола лучший выбор — пенополистирол. Лучше всего — экструдированный. Его плотность должна быть не менее 35кг/м2. Он достаточно плотный, чтобы выдержать вес стяжки и эксплуатационные нагрузки, имеет отличные характеристики и длительный срок экплуатации. Его недостаток — он дорог. Другие, более дешевые материалы (пенопласт, минеральная вата, керамзит), имеют массу недостатков. Если имеете возможность — используйте пенополистирол. Толщина теплоизоляции зависит от многих параметров — от региона, характеристик материала фундамента и утеплителя, способа организации чернового пола. Потому ее необходимо рассчитывать применительно к каждому случаю.

• Далее часто кладут армирующую сетку с шагом 5 см. К ней также привязывают трубы — проволокой или пластиковыми хомутами. Если использовался пенополистирол, можно обойтись без армирования — крепить можно специальными пластиковыми скобами, которые вгоняют в материал. Для других утеплителей армирующая сетка обязательна.
• Поверх устанавливают маяки, после чего заливают стяжку. Ее толщина — на менее 3 см над уровнем труб.
• Далее укладывается чистовое напольное покрытие. Любое, подходящее для использования в системе полов с подогревом.

Это все основные слои, которые необходимо уложить, когда будете делать водяной теплый пол своими руками.

Трубы для теплого пола и схемы укладки

Основной элемент системы — трубы. Чаще всего используют полимерные — из сшитого полиэтилена или металлопластиковые. Они хорошо гнутся, имеют длительный срок службы. Единственный их явный недостаток — не слишком высокая теплопроводность. Этого минуса нет у появившихся недавно гофрированных труб из нержавейки. Гнутся они лучше, стоят не дороже, но по причине малой известности пока используются нечасто.

Диаметр труб для теплого пола зависит от материала, но обычно он 16-20 мм. Укладываются они по нескольким схемам. Самые распространенные — спираль и змейка, есть несколько модификаций, которые учитывают некоторые особенности помещений.

Схемы укладки труб теплого водяного пола

Укладка змейкой — самая простая, но проходя по трубам теплоноситель постепенно остывает и к концу контура доходит уже значительно более холодный, чем был вначале. Потому зона, куда поступает теплоноситель будет самой теплой. Эту особенность используют — укладку начинают с самой холодной зоны — вдоль наружных стен или под окном.

Этого недостатка почти лишена двойная змейка и спираль, но они сложнее в укладке — необходимо нарисовать схему на бумаге, чтобы не запутаться при укладке.

Стяжка

Можно использовать для заливки водяного теплого пола обычный цементно-песчаный раствор на основе портландцемента. Марка портландцемента должна быть высокой — М-400, а лучше М-500. — не ниже М-350.

Полусухая стяжка для теплого пола

Но обычные «мокрые» стяжки очень долго набирают свою проектную прочность: не менее 28 суток. Все это время включать теплый пол нельзя: пойдут трещины, которые могут даже порвать трубы. Потому все чаще используют так называемые полусухие стяжки — с добавками, которые увеличивают пластичность раствора, значительно сокращая количество воды и время на «вызревание».  Их можно добавлять самостоятельно или искать сухие смеси с соответствующими свойствами. Стоят они дороже, но мороки с ними меньше: по инструкции добавляют требуемое количество воды и перемешивают.

Водяной теплый пол своими руками сделать реально, но потребуется приличный отрезок времени и немалые средства.

Сервоприводы водяного пола

Автоматическое регулирование температуры теплого водяного пола невозможно без наличия сервоприводов. Это небольшие электро-термические устройства, которые открывают/закрывают подачу теплоносителя. Называют их еще сервомоторы, а официальное название звучит так «сервопривод электротермический». В принципе те же устройства можно поставить и на радиаторы, но так поступают нечасто.

Так сервоприводы выглядят «вживую» на коллекторе

Как работают сервоприводы? Основной рабочий элемент — сильфон. Это небольшой герметичный и эластичный цилиндр, который заполнен веществом, объем которого сильно зависит от температуры. Вокруг сильфона находится электрический нагревательный элемент. При поступлении команды с термостата, на нагревательном элементе появляется питание. Он включается в работу, вещество внутри сильфона разогревается и начинает расширяться. Увеличенный в размерах цилиндр давит на расположенный ниже шток. А он в свою очередь перекрывает поток теплоносителя. Как видите, никаких моторов и шестеренок, только электричество и тепловая энергия. Потому и называют их термоэлектрическими.

Сервопривод — внешний вид и внутреннее строение

Немного о разновидностях. Бывают сервоприводы нормально закрытые и нормально открытые. Эти названия показывают, в каком положении находится клапан при отсутствии питания: первый в обычном положении открыт, а при появлении сигнала закрывается, второй, соответственно, в обычном состоянии закрыт, а при наличии сигнала открывается.

Какой из них лучше использовать? Для нашей страны лучше отдавать предпочтение нормально открытым сервомоторам. И вот почему: если он выйдет из строя теплоноситель продолжит циркулировать и пол не заморозится (хотя нужны длительные и низкие температуры чтобы трубы в стяжке замерзли).

Бывают еще устройства, работающие от переменного тока 220 В, или от постоянного 24 В. Для подачи напряжения 24 В потребуется установить инвертор.

Как подключать сервоприводы

Схема подключения может быть разной и зависит в первую очередь от типа термостата. Если термостаты управляют одним контуром теплого пола, то они напрямую соединяются с соответствующими сервоприводами проводами. Если термостат мультизональный, то провода заводятся от соответствующих клемм.

Один из коммутационных узлов водяного теплого пола

Для упорядочивания проводов используют коммутаторы теплого пола. Кроме стандартной функции подключения и соединения разных устройств, они выполняют еще и защитную роль. При закрытом положении всех контуров водяного пола подается сигнал на отключение работы циркуляционного насоса. Это удобно, если установлены автоматизированные отопительные котлы (насос не будет работать вхолостую без расхода, и система не выйдет из строя из-за превышения давления).

Как подключать устройства через коммутационный узел водяного пола

Но в системах с обычными твердотопливными котлами насосы отключать нельзя: котел то не затухнет и отключение насоса грозит разрывом системы. В этом случае ставят байпас и перепускной клапан (смотрите схему подключения). Перепускной клапан настраивают на давление чуть ниже максимального давления насоса (если у него максимум 5 метров, выставьте 3-4 метра). При достижении в системе этого значения (бывает, если открытыми остаются небольшое количество контуров теплого пола) перепускной клапан начинает часть потока теплоносителя заворачивать в «обратку» и подавать снова на котел.

Схема включения с перепускным клапаном для предотвращения работы системы «вхолостую»

Эта схема работать будет с любым типом котлов, не только с твердотопливными. Но для них — она практически единственный недорогой способ уберечь систему от перегрева.

Общие правила

Прежде чем перейти к подсчетам, сформулируем несколько правил общего характера, применимых при монтаже систем теплого пола своими руками.

• Все материалы над уровнем нагревательного элемента (трубы, кабеля или пленки) должны иметь максимальную теплопроводность. Инструкция связана с тем, что эффективная теплоотдача прямо пропорциональна тепловой мощности нагревательного элемента и обратно — тепловому сопротивлению покрытия.
• Ниже нагревательного элемента необходима, напротив, максимально эффективная теплоизоляция. Мы не заинтересованы в потерях тепла через перекрытие. В идеале теплоизоляционный материал должен не только блокировать передачу тепла за счет прямого контакта или конвекции, но и отражать тепловое излучение.
• Чем лучше теплоизоляция дома в целом, тем меньше потребности в тепловой мощности. Рекомендации и нормативы несложно найти в СНиП «Тепловая защита зданий» (23-02-2003); там же в приложении приводятся значения теплопроводности различных материалов, используемых в строительстве.
• Теплые полы под мебелью с массивным основанием — пустая трата денег. Поверхность все равно будет надежно теплоизолирована от комнаты. В случае пленочного нагревательного элемента или резистивного греющего кабеля высокая степень теплоизоляции участка пола грозит еще и перегревом с последующим выходом нагревательного элемента из строя.

Практическое следствие: если точное расположение предметов мебели неизвестно, в общем случае по периметру помещения оставляется участок пола без обогрева шириной примерно 30 сантиметров.

Схема укладки для кухни. Пол под мебелью не обогревается.

Приступаем к монтажу

В начальном этапе следует определить площадь пола, где будет проходить обогревательный контур. Совершенно необязательно обустраивать обогрев пола в каждом помещении в том в случае, если вы хотите просто повысить комфортность дома. Также нужно определиться какой размер пола требует обогрева. Специалистами используется вся площадь, но такой подход необязателен.

Участки, где планируется размещение мебели, вполне можно оставить без обогрева. Разумеется, это относится только при использовании теплого пола в качестве дополнительной системы обогрева. При планировании необходимо учитывать, что эффективный размер одного контура — это 50−60 метров. Максимальная длина — до 100 метров. Шаг укладки от 30 до 50 см. В случае использования пола в качестве единственного источника тепла, шаг будет составлять 15−20 см. Площадь, обогреваемая одним контуром, обычно не превышает 40 квадратных метров.

Поверхность очищают от мусора, она должна быть ровной, без значительных уклонов. При необходимости производят выравнивание. По периметру наклеивают демпферную ленту шириной 12−18 см, она сглаживает тепловое расширение бетона. Также она изолирует бетонную стяжку от стен для предотвращения потерь тепла. После окончания всех работ излишки ленты обрезают.

Далее укладываются материалы, составляющие нижний слой теплого пола. В цокольных этажах необходимо применять гидроизолирующую пленку. Для этих целей вполне подойдет обычная полиэтиленовая пленка толщиной 0,5−1 мм. Следом укладывается утеплитель, основное предназначение которого — способствовать отдаче тепла вверх, в обогреваемое помещение. Это может быть один из нижеперечисленных материалов:

1. Вспененный полиэтилен с отражающим слоем. На нем обязательно должна быть маркировка о том, что его можно совмещать с теплым полом. Подходит в случае, когда нужна маленькая толщина пола.
2. Пенополистироловые плиты. Существуют специальные предложения с выступами для укладки нагревательной трубы. Применяется также во влажных помещениях.
3. Минеральная вата. Нежелательно применять во влажных помещениях, так как при увеличении влажности у нее увеличивается проводимость тепла.
4. Изовер.

Укладка труб для водяного теплого пола

Следующим этапом монтажа будет укладка труб водяного контура. В основном применяют полипропиленовые, полиэтиленовые или металлопластиковые трубы. Диаметр трубы 20 мм. Отступы от стен не менее 70 мм. Каждую трубу стараются укладывать цельным куском, при этом снижается риск протечки воды в месте соединения. Для удобства крепежа трубы под нее можно положить арматурную сетку с размером ячейки 10×10 см. Трубу прикрепляют к ней с помощью проволоки, расстояние между крепежом 1 метр. Оставляют небольшой зазор для компенсации разницы теплового расширения.

Перед заливкой стяжки необходимо провести опрессовку системы. Открывают подачу воды, давление выставляют в 1,5 раза выше рабочего, но не менее 0,6 Мпа. Через полчаса работы системы давление должно снизиться не более, чем на 0,06 Мпа; через два часа — не более, чем на 0,08 Мпа от исходного показателя. Температура воды не должна понижаться.

Если система смонтирована правильно, приступают к заливке бетона. Толщина стяжки обусловлена разными причинами и должна быть в пределах 3−7 см. Необходимо использовать специальные пластификаторы, которые увеличат пластичность смеси и теплоотдачу стяжки в целом. При большой площади помещения предусматривают деформационные швы, в жилых домах их обычно делают в проемах дверей. Для создания шва используют демпферную ленту. Во время заливки водяной контур должен находиться под давлением. Полный срок высыхания стяжки составляет 28 дней. При работающем нагревательном контуре время высыхания сокращается. Температуру водяного носителя поддерживают на уровне 30 °C.

В случае обустройства деревянного варианта порядок действий такой. Сначала крепится обрезная доска толщиной 25 мм. Это будут направляющие для трубы и одновременно лаги чернового пола. Укладываем теплоизолирующий материал непосредственно на или на лаги. На одно из этих оснований укладывают металлические теплораспределяющие пластины с канавками для греющей трубы. Также существует вариант теплого пола с укладкой в полистирольные плиты. Далее монтируем трубы одним из вышеуказанных способов, змейкой или улиткой, в зависимости от направляющих. Также проводим проверку готовой отопительной системы, и только после этого настилаем чистовой пол. Для него можно использовать доски толщиной не более 45 мм, ДСП или фанеру с последующей укладкой ламината, линолеума без теплоизолирующей подложки, тонкого паркета.

Расчет нужной длинны кабеля

Для теплого пола кабель берется из расчета 150-200 Вт на квадратный метр пола. Например, при мощности 20 Вт/м.п.
и заданной мощности 200Вт/м2 на 1м2 потребуется 5 м кабеля. Чем больше мощность, тем быстрее будет прогреваться
холодный пол. При этом следует учитывать минимальный шаг укладки провода, он должен быть не менее 5-6 см (см.
тех паспорт изделия).

При выборе греющего кабеля для самостоятельного монтажа, обязательно ознакомьтесь с техническим паспортом
изделия! В нем вы найдете конкретную информацию о мощности, шаге укладки, минимальном радиусе изгиба и т.д.
Обязательно требуйте его у продавца.

Вот несколько, для ознакомления:Deviflex DTIP-10 — Двухжильный резистивный греющий кабель 10Вт/м.Теплолюкс ТЛОЭ — Одножильный резистивный кабель 14-21Вт/м. — Двухжильный резистивный кабель 15-20Вт/м.

Существуют нагревательные маты, где кабель уже смонтирован с нужным шагом и мощностью. Нагревательные маты
отличаются лишь простотой монтажа, других отличий нет.

Плюсы и минусы водяного теплого пола

Достоинства теплых полов в целом:

• равномерный прогрев всего помещения;
• естественная циркуляция нагретого воздуха снизу вверх, к потолку;
• влажность воздуха находится в пределах нормы, не происходит пересыхания, также за счет равномерного прогрева исключаются влажные углы, не развивается плесневые грибки;
• экономичность прогрева помещения, при обычном способе отопления температура пола ниже, это приводит к тому, что соприкасаясь ступнями с холодной поверхностью, человек теряет много тепла, при прогретом поле такой потери не происходит и в целом комфортная температура помещения может быть на несколько градусов ниже;
• освобождается дополнительное пространство за счет отсутствия радиаторных батарей, улучшается дизайн помещения.

По сравнению с электрическим теплым полом:

• совместимость с любыми видами ;
• независимость от перебоев в электроснабжении;
• существенная экономия электроэнергии;
• саморегулирование температуры в помещении за счет теплоотдачи, если температура повышается, теплоотдача от пола становится ниже, и наоборот;
• полное отсутствие электромагнитных полей, о вреде которых до сих пор ведутся дискуссии.

Недостатки:

• сложность в монтаже;
• при заливке бетоном придется выжидать около 28 дней до полного высыхания, в этот период нельзя пользоваться помещением;
• сложность в расчетах, если это единственный источник обогрева;
• при подключении в квартирах придется оформлять специальное разрешение на подключение к центральному отоплению, также вы не сможете подключать пол по желанию в то время, когда закончен отопительный сезон;
• стоимость монтажа выше, чем у других отопительных систем, но здесь следует учитывать, что сделанный один раз, он прослужит долго и больше не придется нести никаких материальных затрат;
• опасность затопления из-за нарушения целостности трубопровода.

Расчет потребности в тепле

Предельно грубая оценка для квартиры в многоквартирном доме выполняется по формуле Q=S/10, где Q — потребность в тепле в киловаттах, S — площадь отапливаемого помещения в квадратных метрах. Так, для обогрева комнаты площадью 30 м2 согласно этой формуле требуется 30/10=3 КВт тепловой мощности.

Простой способ, разумеется, дает весьма значительные погрешности:

• Он актуален для потолков высотой около 2,5 метров. Однако во многих многоквартирных новостройках, в сталинках и частных домах потолки выше 3 метров — норма.
• Утечки тепла через стены сильно зависят от климатической зоны. Один и тот же дом, размещенный в Крыму и в Якутии, придется обогревать весьма по-разному.
• Квартиры в середине многоквартирного дома и у его торцевых стен тоже различаются потребностью в тепле.
• В частном доме к утечкам через стены добавляется потеря тепла через пол и крышу. То же самое (хоть и в меньшей степени) относится к квартирам на крайних этажах.
• Наконец, окна и двери обладают куда большей теплопроводностью по сравнению с капитальными стенами.

Уточненный расчет выглядит так:

1. На кубометр объема помещения берется 40 ватт тепла.
2. Для крайних этажей и торцевых квартир используется дополнительный коэффициент 1,2 — 1,3. Для частных домов, у которых тепло теряется через все ограждающие конструкции (теплых квартир за стенкой там, сами понимаете, нет) — 1,5.
3. На каждое окно среднего размера (150х145 см) добавляется 100 ватт. Для каждой ведущей на улицу или балкон двери — 200 ватт.
4. Вводится региональный коэффициент: для Сочи, Ялты и Краснодара он равен 0,7 — 0,9, для центра России — 1,2 — 1,3, для Сибири и регионов Крайнего Севера — 1,5 — 2,0.

Давайте снова рассчитаем потребность в тепле для нашей 30-метровой комнаты, уточнив ряд параметров:

• При размере 5х6 метров мы сделаем высоту потолка равной 3,2 метра.
• Мысленно поместим ее в Верхоянск (средняя температура января — -45,4 С, абсолютный минимум — -67,8 С).
• Расположим в частном доме и снабдим двумя стандартного размера окнами и одной дверью.

Объем комнаты равен 5х6х3,2=96 м3.

Базовая потребность в тепле — 40х96=3840 ватт.

Расположение в частном доме увеличивает ее до 3840х1,5=5760Вт.

Добавляем к ней 400 Вт на окна и двери. 5760 + 400 = 6160.

Региональный коэффициент с учетом климата можно смело брать максимальным — 2,0. 6160х2=12320. Не правда ли, разница с упрощенным расчетом более, чем ощутима?

Типичный отопительный прибор в северных регионах имеет теплоотдачу не меньше 2 КВт. В угловых комнатах ставится как минимум два таких прибора.

Уточним: и эта методика представляет собой в некотором роде профанацию.
Более точен расчет, учитывающий теплопроводность каждого из слоев ограждающих конструкций с учетом их толщины.
Для окон и дверей тоже используются точные расчеты с учетом их структуры и материалов.