Горизонтальный обогрев

Несмотря на колоссальное распространение отопительных систем с классическими батареями, именно теплые полы являются наиболее выгодными и комфортными в использовании. Сразу стоит заметить, что обустройство теплых полов (ТП) сопряжено с большим количеством проектных и монтажных работ. Однако в конечном результате в доме будут созданы наилучшие из возможных тепловые условия. А раз отопительную систему создают на десятилетия, то данный подход вполне оправдан вне зависимости от того, какой ТП был выбран - электрический или водяной.

Основы конструкции
Чтобы понять принцип устройства напольного обогрева, стоит рассмотреть многослойный «сэндвич», создаваемый в процессе монтажных работ:
- Вначале на перекрытие укладывают слой теплоизоляции.
- После занимаются непосредственно самой системой ТП. Размещают нагревательный элемент (электрические кабели или гибкие тонкие шланги для передачи горячей воды). Подключают аппаратуру управления - термостат и датчики температуры. В процессе могут быть использованы различные аксессуары для облегчения и ускорения монтажа: монтажная лента, специальные каркасы и т. д.
- Заливают бетонную стяжку.
- Укладывают финишное напольное покрытие.

Ключевые преимущества
В результате работы традиционных радиаторов отопления теплый воздух поднимается вверх, а у пола остается холодный. Таким образом значительная часть энергии тратится впустую, на обогрев пространства под потолком. Система ТП действует по-другому - она нагревает пол. У его поверхности воздух имеет самую высокую температуру, а на уровне головы он - слегка теплый, что обеспечивает необходимую свежесть. Это не только полезно и комфортно, но и практично, поскольку потери тепла существенно уменьшаются. Расчеты показывают, что грамотно установленные теплые полы позволяют экономить до 20 % энергоресурсов.

Среди основных преимуществ ТП можно выделить следующие:
- элементом отопления служит только поверхность пола, в помещении нет открытых труб и локальных отопительных приборов (радиаторов). Это позволяет эффективнее эксплуатировать жилую площадь, а теплый воздух распределяется в пространстве равномерно;
- уменьшается количество пыли и вредных бактерий, которые становятся причиной различных болезней и аллергии;
- устанавливается оптимальная влажность.

Производительность
Нередко ТП рассматривают как дополнение к классической системе отопления. Однако в современном доме с хорошими теплоизоляционными характеристиками ТП вполне может не только конкурировать с традиционными системами обогрева, а порой и оказываться лучше. Например, если в жилище высокие потолки или есть «второй свет» (при котором первый и второй этаж объединены в общее помещение), напольное отопление гораздо эффективнее сможет нагревать воздух. Тепло будет именно там, где это нужно человеку, то есть под ногами и на высоте до 2 м, а не под потолком (4-5 м).

Принцип установки
Монтаж ТП разных типов имеет ряд схожих моментов. Так, в начале работ следует составить чертеж обогреваемой площади, указав на нем расположение нагревательного контура, датчиков температуры и места коммутации. В случае появления проблем это значительно облегчит поиск места повреждения. Прежде чем укладывать нагревательный контур, нужно позаботиться о теплоизоляции пола, которая уменьшит излучение тепловой энергии в нежелательных направлениях и снизит энергозатраты на работу системы. Если этот вопрос был решен еще на стадии комплексного утепления здания, то новых аналогичных работ не потребуется. В противном случае (без изолятора) нагреваться будет не только пол, но и плита перекрытия. Для утепления применяют материалы, имеющие достаточную механическую прочность - листовую натуральную пробку, экструдированный пенополистирол, минераловатные жесткие плиты или керамзитную засыпку. Во избежание перегрева нагревательного контура между ним и теплоизолятором рекомендуют делать предварительную стяжку.

После равномерной укладки витков кабелей или труб проверяют работоспособность системы. Далее выполняют заливку бетона, причем высота его слоя не должна превышать 5 см. Бетон служит и стяжкой, и экраном для распределения тепла по поверхности пола. Чтобы компенсировать тепловые расширения вследствие нагрева бетона, в смесь добавляют пластификаторы, а по периметру комнаты закладывают специальную демпферную ленту. Во время укладки теплового контура и заливки стяжки нужно следить за тем, чтобы рабочие не допустили образования воздушных карманов или случайно не повредили нагревательные элементы. Монтаж финишного напольного покрытия и запуск смонтированной системы можно будет проводить лишь после полного высыхания стяжки (через 3-4 недели).

Электрический ТП
Нагревательный кабель - основа конструкции электрических ТП. Внешне он напоминает телевизионный шнур и предназначен для преобразования электрического тока в тепло. Сам ток подводят от распределительного щитка дома, проводя отдельный электрический контур.

Особенности конструкции
Во время работы ТП кабель нагревается до 60-70 "С. Но его изоляционная оболочка выдерживает температуру выше 100 °С, поэтому она не повреждается. Утеплитель также не деформируется, ведь воздействия относительно невысоких температур не являются опасными для него. Кабель электрического ТП бывает двух типов: резистивный и саморегулирующийся. Первый представляет собой проволоку с определенным внутренним сопротивлением, которая нагревается, когда через нее пропускают ток. Саморегулирующийся производит нагрев с помощью полимера, расположенного между токопроводящими жилами.

РЕЗИСТИВНЫЙ КАБЕЛЬ чувствителен к перегреву, который может возникнуть из-за нарушения теплоотдачи. Поэтому системы с такой основой подключают к сети только через регуляторы температуры нагрева: при неправильном монтаже кабель просто перегорит. Кроме того, резистивный кабель с определенным сопротивлением имеет строгое ограничение по длине. Его нельзя укоротить (так как он будет перегреваться) или удлинить (нагрев будет недостаточным). Соответственно, и продается он в виде готового изделия. Величина допустимого расстояния между соседними шнурами может колебаться от 5-6 до 10-12 см.

САМОРЕГУЛИРУЮЩИЙСЯ КАБЕЛЬ лишен недостатков резистивного и более надежен. Он самостоятельно регулирует мощность нагрева. Если температура окружающей среды и кабеля на одном из его участков увеличивается, то сопротивление возрастает, а мощность нагрева снижается, и наоборот. Таким образом на разных участках кабель может нагревать пол с разной интенсивностью. Эта особенность изделий позволяет значительно снизить расход электроэнергии по сравнению с резистивными. Саморегулирующийся кабель поставляют в катушках. Его можно резать в магазине или непосредственно на объекте.

Нюансы монтажа
Установка электрического ТП имеет важные особенности, которые каждый производитель указывает в технической документации, прилагаемой к своему продукту. Конечно же, для гарантированного результата монтаж нужно доверить сертифицированному подрядчику, но главные правила нелишне знать и заказчику:
- запрещено включать неразмотанный кабель;
- необходимо соблюдать мощность кабеля, рекомендованную для помещения конкретного назначения;
- нагревательный кабель нельзя подвергать механическому напряжению и растяжению;
- нельзя перекручивать и сгибать кабели до радиуса, меньше допустимого производителем (в среднем около 3 см). В техпаспорте конкретной модели должны быть указаны данные величины, учитывающие используемые материалы, сечение и мощность нагревательного элемента;
- кабель должен быть заземлен;
- укладка при низких температурах создает некоторые неудобства. так как ПВХ-оболочка становится жесткой. Эту проблему можно решить, ненадолго включив размотанный кабель. Не рекомендуют производить монтаж при температуре ниже -5 °С;
- при устройстве ТП в ванных, душевых и других влажных помещениях необходимо выполнить гидроизоляцию.

Автоматика
Управление работой ТП может быть ручным или автоматическим, когда система сама варьирует рабочую мощность в зависимости от датчиков. В минимальной комплектации используют только датчик температуры пола. Его наличие помогает избежать ситуаций, когда воздух прогревается очень быстро, а пол при этом остается холодным. Так нередко бывает, например, на кухне или в ванной комнате, где тепло выделяют не только отопительные приборы, но и плита, духовка, образуется пар при принятии ванны. Более функциональные системы ТП имеют датчики и для пола, и для воздуха. Первые используют в том случае, если ТП является вспомогательной системой отопления, вторые - когда напольное отопление основное. При автоматизированном подходе датчики работают вместе с терморегуляторами, принимающими полученные сигналы и изменяющими температуру пола до заданной ранее. В более примитивных системах значение этой характеристики нужно изменять вручную.

Говоря о технологической стороне вопроса, стоит заметить, что контроль и управление производительностью электрического ТП гораздо проще, так как происходит благодаря изменению подаваемой мощности. Для водяных ТП этот процесс реализуется сложнее, ведь варьировать нужно температуру и объем циркулирующей воды, что требует использования ряда дополнительной аппаратуры.

Водяной ТП
В водяном ТП нагревательным элементом служат трубы, по которым течет теплоноситель (горячая вода). Такую систему можно подключить к централизованному отоплению или сделать полностью автономной. Для нагрева воды подойдут практически все виды отопительных котлов, а также тепловые насосы и гелиоколлекторы.

Основа конструкции
Первое, на что нужно обратить внимание, - материал труб.
- Медные - наиболее долговечны и надежны, характеризуются отличной теплопроводностью. Технология их монтажа предполагает использование сложного оборудования для резки, сгиба и сварки. Кроме того, такие работы под силу только опытным специалистам. Но главная причина малой популярности меди - очень высокая стоимость.
- Полипропиленовые имеют некоторые ограничения, так как они требуют большого радиуса изгиба (не менее восьми диаметров трубы). То есть при толщине трубы 2 см расстояние между соседними «тепломагистралями» будет не меньше 16 см.
- Металлопластиковые - один из наиболее распространенных вариантов, так как имеют разумное соотношение цены и качества. Изделия из этого материала - долговечны, обладают хорошей теплопроводностью и механической стойкостью.
- РЕХ-трубы характеризуются высокой теплопроводностью и износостойкостью, поэтому тоже широко применяются. Единственный их относительный недостаток - требование к более жесткой фиксации при укладке, чтобы труба не разогнулась до застывания бетона. Нивелировать эту проблему призваны специальные маты и арматурные сетки.

Нюансы монтажа
Важно помнить, что подключать ТП непосредственно к источнику тепла нельзя. Для работы в нагревательном контуре необходимо поддерживать относительно низкую температуру теплоносителя (35-45 °С), в то время как температура подаваемой воды, как правило, не опускается ниже 60 °С. Чтобы уменьшить этот показатель, используют трехходовой кран. С его помощью в горячую воду подмешивают остывшую из обратной линии системы отопления. Также в конструкции напольного отопления должен быть предусмотрен насос. Его устанавливают на подающей линии, чтобы обеспечивать правильную циркуляцию потока воды.

Для эффективного распределения теплоносителя используют коллектор, от которого горячая вода разводится по отдельным отопительным контурам. Длина последних не должна превышать 80-100 м. В противном случае в конце «маршрута» температура воды будет недостаточной для качественного прогрева пола. На 1 м площади уходит до 5 м. п. трубы, то есть для помещения в 30 м нужно 150 м трубы, что противоречит требованиям. Поэтому в больших комнатах делают два контура по 75 м или один на 70 м, а другой на 80 м - главное, чтобы разница не превышала 15 м. Стяжку готовят в пропорции 1:3:3: цемент M400, песок речной, щебень фракции до 10 мм. Дополнительно добавляют пластификатор.

Коллектор устанавливают в центральной точке по отношению к обслуживаемым зонам. Обычно его встраивают в стену, но порой размещают в отдельных помещениях (например кладовой или хозблоке). Чаще всего монтируют шкаф, где помимо распределительного коллектора устанавливают запорные вентили и терморегуляторы. Также коллекторные шкафы укомплектовывают автоматическими воздухоотводчиками. Эти устройства нужны для того, чтобы выпускать воздух из системы, минимизируя вероятность образования воздушных пробок.

Автоматика
Как и у электрических ТП, регулировка температуры водяных систем осуществляется с помощью автоматики, а именно термостатов. Хотя при одинаковых названии и решаемых задачах эти элементы отличаются по техническому устройству и принципу работы. В случае использования механического термостата уровень нагрева воды ТП задают вручную. Термостатические головки (как на классических радиаторах) устанавливают в коллекторе на подающей трубе каждого контура системы отопления. Чтобы увеличить или уменьшить температуру, нужно каждый раз подходить к коллекторному узлу и, вращая головку, выставлять необходимый режим, изменяя количество подаваемой горячей воды.

Электронный термостат позволяет автоматически регулировать температуру в помещении. На каждом отдельном контуре устанавливают уже не термостатическую головку, а сервопривод, представляющий собой миниатюрный моторчик, нагнетающий воду. Сервоприводом управляет другое устройство - электронный термостат. Его размещают в той комнате, в которой уложен контур отопления, чтобы измерять температуру воздуха. Если она превышает заданный показатель, на сервоприводы подается команда уменьшить скорость подачи горячей воды. Если же температура в помещении падает, скорость подачи воды увеличивается.