Что нужно для правильной циркуляции водяного теплого пола?

Что нужно правильной циркуляции водяного теплого пола?

Водяной теплый пол - эффективная и комфортная система отопления, которая обеспечивает равномерный прогрев помещения и создает приятный микроклимат. Однако для того, чтобы теплый пол работал исправно и экономично, необходимо обеспечить правильную циркуляцию теплоносителя в системе. От этого зависит скорость и равномерность прогрева, уровень теплопотерь, долговечность оборудования.

Что же нужно учесть при проектировании и монтаже системы циркуляции водяного теплого пола? Какие компоненты выбрать и на что обратить внимание? Разберем этот вопрос подробно, опираясь на рекомендации специалистов и актуальные технические решения.

Конструкция трубопровода

Трубопровод - это основа водяного теплого пола, от качества и правильного монтажа которого зависит вся система отопления. Рассмотрим ключевые моменты, связанные с выбором труб и их укладкой.

Выбор труб

Для теплого пола рекомендуется использовать трубы из сшитого полиэтилена (PE-X) или полиэтилена повышенной термостойкости (PE-RT). Эти материалы обладают рядом преимуществ:

• Высокая гибкость и пластичность, что упрощает монтаж и снижает риск повреждения труб при укладке.
• Устойчивость к высоким температурам (до 95°С) и давлению (до 10 бар).
• Химическая стойкость к растворенным в воде веществам и кислороду.
• Длительный срок службы (50 лет и более).

Наиболее ходовые диаметры труб для теплого пола - 16х2 мм и 17х2 мм. Они оптимальны с точки зрения соотношения теплоотдачи и гидравлического сопротивления. Для стандартных помещений с шагом укладки 20-25 см такого диаметра достаточно, чтобы обеспечить комфортную температуру пола.

В нашем интернет-магазине вы можете купить высококачественные трубы для водяного теплого пола:

• KAN-therm Blue Floor PE-RT 16x2 - 5-слойная труба с антидиффузионным слоем EVOH, 200 и 600 м в бухте.
• Rehau Rautherm S 17x2,0 - универсальная труба из сшитого полиэтилена PE-Xa, 500 м в бухте.
• Uponor Comfort Pipe PLUS 16x2,0 - гибкая труба из PE-Xa с кислородозащитным слоем, 120, 240 и 640 м в бухте.
• Heat-PEX PE-RT EVOH 16x2.0 - 5-слойная труба с повышенной термостойкостью, 120, 240, 480 и 600 м в бухте.
• Kermi x-net PE-Xc 16x2 - труба из сшитого полиэтилена PE-Xc, 240 и 600 м в бухте.

Схемы укладки

От схемы укладки трубопровода зависит равномерность прогрева пола и удобство монтажа. Наиболее распространены три варианта:

1. Последовательная (змейкой). Трубы укладывают параллельными линиями по всей площади помещения, соединяя вход одного контура с выходом следующего. Это самый простой и экономичный способ, но он не всегда обеспечивает равномерный прогрев - на входе пол получается горячее, чем на выходе.
2. Параллельная (двойной меандр). Трубы укладывают параллельно друг другу с чередованием подающей и обратной линии. Это позволяет добиться более равномерного распределения температуры по площади пола, но требует в два раза больше труб и фитингов.
3. Смешанная (улитка). Это комбинация последовательной и параллельной схем, когда помещение делят на зоны, в каждой из которых укладывают трубы по спирали от центра к периферии. Такая схема оптимальна для больших и сложных по конфигурации помещений.

Выбор схемы укладки зависит от геометрии помещения, теплопотерь, максимальной длины контуров (не более 100-120 м), допустимых гидравлических потерь в системе.

Способы крепления труб

Для фиксации труб на полу или в стяжке используют различные крепежные элементы:

• Скобы и дюбеля. Это пластиковые скобы в форме букв П или Ф, которые вбивают в утеплитель или закрепляют в стяжке с помощью дюбелей. К ним прищелкивают трубы с заданным шагом. В интернет-магазине teploradost.com.ua вы можете купить дюбель-крюки и скобы для труб диаметром 16-17 мм от Penoroll и TECE.
• Крепежные рейки. Это металлические профили с выштамповками для труб, которые закрепляют на полу с помощью дюбелей или саморезов. Расстояние между выштамповками обычно составляет 5 см, что позволяет менять шаг укладки в диапазоне от 5 до 30 см.
• Монтажная сетка. Это арматурная сетка с ячейкой 50х50 или 100х100 мм, которую раскатывают на полу и к которой привязывают трубы пластиковыми хомутами. Сетка также служит для армирования стяжки и предотвращения образования трещин.

Шаг крепления труб выбирают в зависимости от толщины стяжки и диаметра трубы. Оптимально крепить трубы 16-17 мм с шагом 50-70 см при толщине стяжки 5-8 см. В местах поворотов и переходов шаг крепления уменьшают вдвое. Чем надежнее зафиксированы трубы - тем меньше риск их всплытия при заливке стяжки и образования воздушных карманов.

Циркуляционный насос

Циркуляционный насос - сердце водяного теплого пола, которое обеспечивает движение теплоносителя по трубопроводу с заданным расходом и напором. От правильного выбора и настройки насоса зависит эффективность и надежность работы всей системы отопления.

Главная задача циркуляционного насоса - преодолеть гидравлическое сопротивление трубопровода и обеспечить равномерное распределение теплоносителя по всем петлям теплого пола. Насос создает перепад давления на своих патрубках, который приводит в движение воду в замкнутом контуре отопления.

Современные циркуляционные насосы имеют мокрый ротор, то есть ротор и импеллер находятся непосредственно в потоке теплоносителя. Это упрощает конструкцию насоса и повышает его долговечность за счет водяной смазки подшипников. Управление скоростью вращения осуществляется с помощью частотного преобразователя или переключения числа полюсов электродвигателя.

Типы насосов для водяного теплого пола

Для циркуляции в системе теплого пола используют две основные группы насосов:

1. Стандартные циркуляционные насосы. Это компактные насосы без дополнительных функций, которые имеют фиксированную или регулируемую скорость вращения. Их монтируют непосредственно на трубопровод или коллектор и подключают к электросети через отдельный автомат защиты. Примеры таких насосов - Wilo Star-RS, Grundfos UPS, DAB VA.
2. Насосно-смесительные узлы. Это комбинированные устройства, которые совмещают в себе циркуляционный насос, трехходовой смесительный клапан с сервоприводом, байпас, термометры и запорную арматуру. Они предназначены для поддержания постоянной температуры теплоносителя в низкотемпературном контуре теплого пола (35-45°С) за счет подмеса горячей воды из котла. Примеры таких узлов - Meibes Thermix, Huch EnTEC, HERZ Floorfix.

Критерии выбора насоса

При подборе циркуляционного насоса для водяного теплого пола нужно учитывать два основных параметра:

• Расчетный расход теплоносителя (м³/ч). Он зависит от площади и теплопотерь помещения, шага укладки труб, удельной тепловой мощности пола. Для расчета расхода можно воспользоваться специальными программами или онлайн-калькуляторами. Как правило, для стандартной петли теплого пола длиной 100 м достаточно расхода 0,2-0,3 м³/ч.
• Требуемый напор (м вод. ст.). Это разность давлений на входе и выходе насоса, которая должна быть достаточной для преодоления гидравлических потерь в самом длинном контуре. Для точного расчета напора нужно знать диаметр и длину труб, количество фитингов и арматуры, тип и характеристики коллектора. В среднем, для петель длиной до 120 м и диаметром 16-17 мм требуется напор 2-4 м вод. ст.

Также при выборе насоса обратите внимание на:

• Энергоэффективность (индекс EEI). Чем он ниже - тем меньше электроэнергии потребляет насос при той же производительности. Лучше выбирать модели с индексом EEI≤0,20.
• Режимы управления. Современные насосы могут автоматически регулировать свою мощность в зависимости от перепада давления (режим ∆p-v) или поддерживать постоянный напор (режим ∆p-c). Это позволяет оптимизировать работу системы и снизить энергопотребление.
• Наличие ночного режима. В нем насос снижает свои обороты по таймеру или сигналу комнатного термостата, когда нет необходимости в интенсивном отоплении.

Коллекторы и запорно-регулирующая арматура

Коллектор - это распределительный узел, который объединяет все петли теплого пола и обеспечивает их подключение к общей системе отопления. Он состоит из двух параллельных труб - подающей и обратной, к которым с помощью фитингов присоединяют контуры обогрева. На коллекторе также монтируют запорно-регулирующую арматуру для управления потоками теплоносителя.

Роль коллекторов в системе теплого пола

Коллектор выполняет несколько важных функций:

1. Распределение теплоносителя по петлям обогрева. Каждый контур подключается к коллектору через индивидуальный вентиль или расходомер, что позволяет регулировать расход в широких пределах.
2. Балансировка и регулировка системы. С помощью вентилей на коллекторе можно уравнять гидравлические потери в разных петлях и добиться равномерного прогрева всей площади пола. Для этого используют либо ручные балансировочные вентили, либо автоматические расходомеры с динамическим ограничением потока.
3. Удобство монтажа и обслуживания. Коллектор собирает все петли теплого пола в одном месте, что упрощает их подключение, опрессовку, промывку и наладку системы. В случае ремонта или реконструкции можно быстро отключить нужный контур, не сливая теплоноситель из всей системы.

Типы коллекторов и их характеристики

Коллекторы для теплого пола выпускают из разных материалов и с разным количеством выходов:

• Латунные коллекторы. Имеют компактные размеры, высокую прочность и коррозионную стойкость. Подходят для высокотемпературных систем, могут комплектоваться встроенными расходомерами и термостатическими вентилями. Пример - коллекторы Frankische profi-therm.
• Коллекторы из нержавеющей стали. Обладают повышенной долговечностью и устойчивостью к агрессивным средам. Рекомендуются для систем с антифризом или жесткой водой. Пример - коллекторы Kermi x-net.
• Пластиковые коллекторы. Имеют малый вес, не подвержены коррозии, просты в монтаже. Но по прочности и термостойкости уступают металлическим аналогам. Применяются в основном для гребенок Tacker. Пример - коллекторы Rehau HKV.
• Коллекторы с межосевым расстоянием 50 мм. Самые компактные и недорогие, подходят для малых петель обогрева 40-60 м. Пример - Henco TOP S 50.
• Коллекторы с межосевым расстоянием 100 мм. Универсальный вариант для большинства систем, удобны в подключении и обслуживании. Пример - Oventrop Multidis SF R553.
• Коллекторы с межосевым расстоянием 150 мм. Применяются в основном в промышленных и коммерческих зданиях с большой длиной петель. Пример - Onda TRM2 150.

Запорно-регулирующая арматура

На коллекторах теплого пола устанавливают следующие элементы запорно-регулирующей арматуры:

• Шаровые краны. Служат для полного открытия или закрытия потока теплоносителя через коллектор. Монтируются на входе подающей и выходе обратной линии. Для удобства обслуживания лучше выбирать краны с термометрами и сливными кранами.
• Расходомеры (ротаметры). Позволяют визуально контролировать и регулировать расход теплоносителя через каждую петлю обогрева. Шкала ротаметра градуирована в л/мин, настройка выполняется с помощью специального ключа. Пример - расходомеры Евроконус 3/4" ВР Giacomini R73.
• Термостатические вентили. Автоматически поддерживают заданную температуру подачи за счет изменения расхода. Устанавливаются на обратную линию коллектора, управляются термостатической головкой или сервоприводом по сигналу комнатного термостата.
• Сервоприводы. Предназначены для дистанционного открытия/закрытия вентилей по команде комнатных термостатов. Могут быть нормально закрытыми (НЗ) или нормально открытыми (НО), питаться от сети 220В или от батареек. Пример - электротермические сервоприводы Kermi x-net 230B.

При выборе коллектора и арматуры обязательно проверяйте их совместимость с диаметром и типом труб, рабочим давлением и температурой теплоносителя, характеристиками насоса и узлов регулирования. Желательно использовать оборудование одного производителя или одной системы - это гарантирует надежное соединение элементов и корректную работу всего узла.

Термостатика и автоматика управления

Для того, чтобы водяной теплый пол обеспечивал комфортную температуру в помещении и при этом расходовал минимум энергии, необходима система автоматического управления. Ее главные задачи - поддерживать заданную температуру пола или воздуха, регулировать работу насоса и сервоприводов, оптимизировать режимы обогрева в зависимости от времени суток и присутствия людей.

Назначение системы управления теплым полом

Система управления теплым полом состоит из нескольких основных элементов:

1. Комнатный термостат. Измеряет фактическую температуру воздуха в помещении и сравнивает ее с установленной. Если температура ниже заданной - термостат посылает сигнал на открытие сервоприводов и включение насоса. Как только температура достигает уставки - термостат отключает обогрев.
2. Термостат теплого пола. Устанавливается в конструкцию пола (в стяжку или под покрытие) и измеряет его среднюю температуру. Этот термостат выполняет функцию ограничителя и не дает полу нагреться выше 27-29°С. Это важно для предотвращения повреждения напольных покрытий и обеспечения безопасного обогрева.
3. Сервоприводы на коллекторе. Получают сигнал от термостатов и открывают/закрывают вентили, регулируя расход теплоносителя через петли обогрева. Благодаря этому температура пола меняется плавно и точно в соответствии с заданными параметрами.
4. Блок управления насосом. Включает и выключает циркуляционный насос по команде термостатов или по таймеру. Также блок управления может регулировать скорость вращения насоса в зависимости от количества открытых контуров или перепада давления в системе.

Таким образом, система управления позволяет задавать индивидуальный температурный режим для каждого помещения, экономить энергию за счет снижения температуры в период отсутствия людей, защищать систему от перегрева и замерзания.

Комнатные термостаты

Комнатные термостаты - это устройства, которые контролируют температуру воздуха в помещении и управляют работой сервоприводов на коллекторе теплого пола. Они бывают нескольких типов:

1. Проводные. Имеют выносной датчик температуры, соединенный с блоком управления двухжильным кабелем. Просты и надежны, но требуют прокладки проводов от места установки до коллектора. Пример - Kermi x-net RT.
2. Беспроводные. Передают сигнал на приемное устройство по радиоканалу, что упрощает монтаж и дает свободу в выборе места установки. Могут работать от батареек или от сети через адаптер. Пример - Danfoss Link RS.
3. Программируемые. Позволяют задавать индивидуальный график температуры на каждый день недели и для разных периодов суток. Например, снижать температуру ночью или в рабочие часы, когда никого нет дома. Пример - Uponor Smatrix Wave.
4. Самообучающиеся. Автоматически запоминают привычки жильцов и подстраивают график обогрева под их ритм жизни. Некоторые модели также учитывают прогноз погоды и инерционность помещения. Пример - Tervix EVOLUTION.

Для управления температурой в нескольких помещениях используют комплекты, состоящие из нескольких термостатов и центрального контроллера. Каждый термостат устанавливается в своей комнате и управляет соответствующими контурами на коллекторе. А центральный контроллер координирует их работу, включает насос и защищает систему от аварийных режимов.

Сервоприводы и исполнительные устройства

Сервоприводы - это устройства, которые преобразуют электрический сигнал от термостата в механическое перемещение штока вентиля на коллекторе. Таким образом они регулируют расход теплоносителя через контуры обогрева и поддерживают заданную температуру пола.

Сервоприводы бывают двух основных типов:

1. Трехпозиционные (открыто/закрыто). Имеют два фиксированных положения - полностью открытое или полностью закрытое. Получая сигнал от термостата, они за 3-5 минут перемещают шток вентиля в нужное положение. Пример - сервопривод Valtec 220В.
2. Пропорциональные. Имеют плавную регулировку положения штока в диапазоне 0-100%. Это позволяет точно дозировать расход теплоносителя и поддерживать комфортную температуру с минимальными колебаниями. Пример - сервопривод Oventrop 24 В 0-10 В.

Для корректной работы сервоприводов важно учитывать их совместимость с термостатами и коллекторами:

• По типу сигнала (230В или 24В, двухпозиционный или аналоговый).
• По типу подключения (резьбовое М30х1,5 или накидная гайка).
• По скорости и усилию закрытия вентиля.
• По функции защиты от заклинивания.

Некоторые производители предлагают готовые комплекты термостатов и сервоприводов, полностью совместимые друг с другом. Например, беспроводной комплект Tervix Pro Line ZigBee 8S или проводной комплект Rehau NEA Smart 2.0.

Теплоноситель и гидравлическая балансировка

Для заполнения и циркуляции в системе водяного теплого пола используют специальные теплоносители, которые должны обладать определенными свойствами. От качества теплоносителя зависит долговечность и эффективность работы всей системы обогрева.

Требования к теплоносителю

Теплоноситель для водяного теплого пола должен соответствовать следующим требованиям:

• Иметь низкую температуру замерзания (до -30°С). Это важно для предотвращения разрушения труб и коллекторов при аварийном отключении отопления в зимний период.
• Обладать высокой теплоемкостью и теплопроводностью. Это обеспечивает эффективную передачу тепла от теплоносителя к полу и воздуху в помещении.
• Быть химически нейтральным и совместимым с материалами элементов системы. Не вызывать коррозию металлов, разрушение пластика, набухание резиновых уплотнений.
• Не образовывать накипь и отложения на внутренних поверхностях труб и арматуры. Это поможет избежать снижения пропускной способности контуров и ухудшения теплообмена.
• Быть безопасным для людей и окружающей среды. Не содержать токсичных веществ, неприятных запахов, не вызывать аллергических реакций при контакте с кожей.

Этим требованиям в наибольшей степени отвечают три типа теплоносителей:

1. Деминерализованная (обессоленная) вода. Получается путем очистки водопроводной воды от солей жесткости и растворенных газов. Имеет низкую электропроводность и не образует накипи. Но при контакте с воздухом может вызывать коррозию стальных элементов системы. Рекомендуется для заполнения системы отопления с полностью пластиковыми коллекторами и арматурой.
2. Смесь воды с этиленгликолем (антифриз). Представляет собой раствор этиленгликоля (от 30 до 50%) в деминерализованной воде с добавлением пакета присадок. Обладает хорошими антикоррозионными и противопенными свойствами, низкой температурой замерзания (-25...-30°С). Но имеет более высокую вязкость и меньшую теплоемкость, чем вода. Используется в системах с металлическими элементами, а также в загородных домах с сезонным проживанием.
3. Смесь воды с пропиленгликолем. По свойствам аналогичен этиленгликолю, но абсолютно безопасен для людей и животных. Не токсичен, не имеет запаха, разрешен для применения в пищевой промышленности. Рекомендуется для заполнения теплых полов в детских и медицинских учреждениях, спортивных и SPA-комплексах.

Выбор конкретного теплоносителя зависит от конструкции и назначения здания, климатических условий региона, требований к экологичности и безопасности. В любом случае, перед заполнением системы нужно еще раз проверить совместимость всех элементов с выбранным теплоносителем.

Подготовка и заполнение системы

Перед заполнением теплоносителем систему теплого пола необходимо тщательно подготовить:

1. Промыть. Все контуры обогрева промывают под давлением, чтобы удалить из них грязь, остатки флюса, песок и другие загрязнения. Для этого используют специальные насосы или компрессоры. Промывку проводят до тех пор, пока из системы не пойдет чистая вода без примесей.
2. Опрессовать. После промывки систему заполняют водой и поднимают давление до 4-6 бар (в зависимости от рабочего давления). Выдерживают под давлением 24 часа, контролируя герметичность всех соединений. При обнаружении протечек их устраняют и повторяют опрессовку.
3. Провести гидравлические испытания. Измеряют фактический расход теплоносителя через каждый контур и сравнивают с проектным значением. При необходимости проводят балансировку петель на коллекторе, добиваясь равномерного распределения потока.
4. Удалить воздух. Из системы удаляют растворенные газы и воздушные пробки. Для этого ослабляют резьбовые соединения, открывают воздухоотводчики и сливные краны на коллекторе. Заполнение проводят снизу вверх, чтобы вытеснить воздух через верхние точки системы. Циркуляцию включают только после полного удаления воздуха.

Для приготовления и заполнения системы раствором антифриза используют специальные установки - например, Flamco Flexcon Top 1. Они автоматически смешивают концентрат антифриза с водой в нужной пропорции, заливают готовый раствор в систему и поддерживают в ней постоянное давление.

Если теплоноситель залит и система работает, то раз в 2-3 года нужно проверять его состав и при необходимости добавлять ингибиторы коррозии. Периодически (раз в 5-7 лет) теплоноситель полностью меняют на новый.

Гидравлическая балансировка

Гидравлическая балансировка - это распределение расходов теплоносителя между всеми контурами обогрева в соответствии с проектными значениями. Она нужна для того, чтобы уравнять потери давления в разных петлях и добиться равномерного прогрева пола по всей площади.

Необходимость в балансировке возникает потому, что контуры теплого пола, как правило, имеют разную длину и конфигурацию. Поэтому в коротких петлях расход оказывается выше, а в длинных - ниже расчетного. Это приводит к появлению "горячих" и "холодных" зон на полу.

Балансировку выполняют с помощью вентилей или расходомеров, установленных на коллекторе. Процесс состоит из нескольких этапов:

1. Предварительная настройка. По таблицам или номограммам определяют ориентировочное количество оборотов открытия вентилей для каждого контура. За основу берут самую длинную петлю - ее вентиль открывают полностью.
2. Измерение расхода. С помощью расходомеров (ротаметров) измеряют фактический расход теплоносителя через каждую петлю. Вентили на обратной линии прикрывают или открывают, пока не добьются соответствия проектным значениям.
3. Контроль температуры. После настройки расходов измеряют температуру поверхности пола в разных зонах с помощью инфракрасного термометра. Если температура отличается больше чем на 2°C - проводят дополнительную тонкую регулировку.