Конструкция и материалы теплого пола

Конструкторские решения водяных теплых полов

При устройстве водяных тёплых полов применяются два варианта конструкторских решений:
• «мокрый» способ, при котором нагревательным элементом становится монолитная плита из бетона или цементно-песчаного раствора с встроенными греющими трубопроводами (рис. 1);
• «сухой» способ. В этом случае монолитная плита отсутствует, а равномерное распределение тепла от трубопроводов обеспечивается алюминиевыми или стальными оцинкованными теплораспределяющими пластинами (рис. 2). Такая конструкция, как правило, используется при деревянных перекрытиях для облегчения общей нагрузки на балки перекрытия.

Рис. 1. Конструкция «мокрого» тёплого пола (пример): 1 – основание (плита перекрытия); 2 – пароизоляция; 3 – слой утеплителя (пенополистирол); 4 – цементно-песчаная или бетонная стяжка; 5 – клеевой слой; 6 – чистовое напольное покрытие: 7 – демпферная лента; 8 – арматурная сетка; 9 – трубы тёплого пола.

Рис. 2. Конструкция «сухого» тёплого пола (пример): 1 – подшивка по лагам; 2 – пароизоляция; 3 – слой утеплителя (пенополистирол); 4 – лаги; 5 – чёрный пол; 6 – опорные бруски; 7 – теплораспределительная пластина; 8 – трубы тёплого пола; 9 – слой ГВЛ; 10 – дощатый пол; 11 – плинтус.

Трубы для устройства тёплого пола

Для устройства водяного тёплого пола в квартирах и коттеджах наиболее распространёнными являются трубы на основе структурированного (сшитого) полиэтилена РЕХ. В этом материале длинные цепочки макромолекул обычного полиэтилена «сшиты» между собой поперечными связями, что придаёт пластику повышенную прочность и термостойкость. В зависимости от метода сшивки трубы подразделяются на РЕХа (пероксидный метод), РЕХb (органосиланидный метод) и РЕХс (радиационный метод).

Наиболее удобны в монтаже металлополимерные трубы композиции PEX-AL-PEX, в которых между слоями сшитого полиэтилена заключён слой алюминиевой фольги. Благодаря алюминию труба сохраняет приданную ей форму, меньше подвержена температурным деформациям и на 100 % защищена от диффузии кислорода в теплоноситель. Напомним, что наличие кислорода в теплоносителе приводит к коррозии металлических деталей системы.

Не меньшей популярностью при устройстве тёплых полов пользуются также трубы PEX-EVOH, в которых роль барьерного слоя от проникновения кислорода выполняет тонкий слой этиленвинилгликоля (EVOH). Трубы из полиэтилена повышенной термостойкости PE-RT дешевле труб PEX-AL-PEX и PEX-EVOH, однако термостойкость таких труб ниже, так как этот материал занимает промежуточное положение между обычным и сшитым полиэтиленом.

Физических поперечных связей между макромолекулами полимера в нём нет, а их взаимное сцепление обеспечивается наличием боковых октеновых ветвей (эффект липучки). Трубы из PEX-EVOH и PE-RT не сохраняют приданную им форму, поэтому при раскладке петель тёплого пола их надо немедленно надёжно фиксировать. В номенклатуре VALTEC присутствуют трубы для теплого пола всех перечисленных типов (табл. 1).

Таблица 1. Труба VALTEC для устройства тёплых полов

Выбираем коллектор для теплого пола: виды, комплектация

Коллектор для теплого пола — это распределительный узел, который перенаправляет теплоноситель от котла отопления по нескольким контурам системы обогрева полов. Но в зависимости от комплектации конструкции на него могут возлагаться и другие функциональные задачи. Например, обезвоздушивание системы, регулировка подачи объемов теплоносителя и контроль его расхода при помощи ручных или автоматизированных расходомеров. Этим фактически обеспечивается поддержание требуемой температуры в нагревательных контурах теплого пола (ТП).

Среди монтажников отопительных систем, из-за характерного внешнего вида коллектора, широко распространено его другое сленговое обозначение – «гребенка».

Рисунок 1.

Функциональные основы и базовые разновидности коллекторов

Схема работы коллектора для теплого пола достаточно проста. Теплоноситель от котла отопления поступает в подающий распределитель. Его рекомендуют размещать сверху (над возвратной гребенкой), однако, в зависимости от местных монтажных особенностей, а также разновидности подключаемого смесительного узла, он может устанавливаться и внизу. Корпус коллектора имеет от двух и более ответвлений, оборудованных соответствующей запорно-регулирующей арматурой. По каждой из веток теплоноситель перенаправляется в определенные трубопроводы ТП. Выходной конец трубной петли замыкается на возвратной гребенке, направляющей собранный общий поток к котлу отопления.

Очевидно, что в самом простом случае коллектор для водяного теплого пола представляет собой кусок трубы с неким количеством резьбовых отводов. Однако, в зависимости от того какую конечную комплектацию он получит, сложность его сборки, настройки и стоимость могут изменяться в разы. Рассмотрим для начала наиболее популярные базовые модели распределителей для водяного ТП.

С фитингами для подключения контуров

Одной из самых бюджетных, но полностью готовой к использованию является гребенка с входной/выходной резьбами и фитингами для подсоединения металлопластиковых или труб из цельносшитого полиэтилена. Одна из таких моделей изображена на фото ниже.

Рисунок 2.

С интегрированными кранами

В минимальной комплектации можно также встретить коллектор на теплый пол оборудованный двухходовыми шаровыми кранами (Рис. 3). Такие устройства не предусматривают поконтурную регулировку – они рассчитаны только включить или выключить отдельные отопительные ветки. Учитывая, что система теплый пол приобретается и устанавливается для повышения комфорта проживающих, который обеспечивается точной подстройкой системы, целесообразность использования таких гребёнок имеет сугубо выборочный характер. На фото представлен подобный коллектор на три контура с интегрированными двухходовыми шаровыми кранами.

Приобретая указанные бюджетные варианты распределителей, следует учитывать, что их использование требует фундаментальных знаний, а также большого опыта в монтаже систем отопления. Кроме того, закупочная экономия является довольно условной, так как всё дополнительное оборудование придется докупать отдельно. Практически упрощенные коллектора для теплого водяного пола без доработки подходят только для вспомогательных систем на одну-две петли небольшой протяженности. Годятся они и для нескольких контуров, но имеющих идентичные тепловые и гидравлические характеристики. Ведь конструкции таких гребенок не предоставляет технической возможности установки контрольно-регулирующего оборудования непосредственно на каждую ветку.

Рисунок 3.

С регулировочными вентилями

Следующий уровень, как по стоимости, так и по функциональности – это распределительный коллектор для тёплого пола с регулировочными вентилями. Такие устройства, эксплуатируясь в ручном режиме, уже могут обеспечить настройку интенсивности подачи теплоносителя по отдельным отопительным контурам. Для них в большинстве случаев существует техническая возможность установки на них вместо ручных вентилей исполнительные устройства с сервоприводами. Приводы могут подключаться либо непосредственно к электронным термодатчикам, установленным в помещениях, либо к центральному программируемому устройству контроля. На рисунке 4 показан пример гребенки с регулировочными вентилями.

Рисунок 4.

Сборка из подающего и обратного коллекторов

К эконом варианту коллектора для теплого водяного пола относятся также и спаренные сборки из подающего и обратного распределителей (Рис. 5). В них уже могут быть предусмотрены дополнительные монтажные отверстия или установлены краны Маевского, группы безопасности, быстроразъемные резьбовые «американки» для удобства подключения к первичным контурам отопления или смесительному узлу.

Рисунок 5.

ВАЖНО! Настоятельно рекомендуется приобретать гребенки не по одной, а в уже готовой комплектации – парой с крепежами и техническими отверстиями под дополнительное оборудование. Это не только существенно ускорит процесс установки, но и поможет избежать многих ошибок монтажа.

От простого к сложному

Полностью укомплектованный коллектор для теплого пола может собираться по нескольким рабочим схемам. Тем не менее, у них у всех схожий принцип работы. Одна из типичных сборок (Рис. 6), состоит из следующих элементов:

1. Кран на распределительную гребенку.
2. Расходомеры (ротаметры).
3. (а/b) Краны для слива теплоносителя с подающей и обратной линий соответственно.
4. Ручные клапаны регулировки расхода теплоносителя.
5. Манометр.
6. Кран на обратку.
7. Трехходовой клапан.
8. Циркуляционный насос.

Рисунок 6.

Рассмотрим наиболее значимые по функциональности элементы устройства, их основные типы и назначение.

Регулировка подачи теплоносителя

Если тёплый пол в квартире имеет несколько контуров, отличающихся по длине или температурным режимам, выручит установка распределительного коллектора отопления с расходомерами (ротаметрами, рис. 7). Дело в том, что теплоноситель идет по пути наименьшего гидравлического сопротивления, то есть, прежде всего, он будет направляться в трубопроводы небольшой протяженности. Чтобы большие петли нагревались с той же интенсивностью, необходимо отрегулировать подачу жидкости, снизив ее для коротких трубопроводов и увеличив для более длинных. Поэтому гребенка водяного теплого пола и комплектуется балансировочным ротаметром на каждую петлю.

По шкале расходомера определяется интенсивность потока теплоносителя в отдельно взятом контуре. А уже в соответствие с этими показателями настраивается пропускная способность расходного клапана.

Приобретение и использование регулируемых ротаметров оправданно только в случае ручной настройки количества теплоносителя для циркуляции по веткам. Если же каждый контур регулируется собственным сервоприводом под управлением электронного термостата, то использование подобной арматуры не требуется. При этом в работающем в автоматическом режиме коллекторном блоке, для дополнительной визуализации могут монтироваться ротаметры без функции регулирования. Однако такие приборы устанавливаются уже не сверху на корпус гребенки, а врезаются межу её отводом для подключения петли и выходом трубопровода теплого пола.

Рисунок 7.

Регулировка температуры теплоносителя

Регулировка температуры тёплого пола должна содержать два главных этапа. Первый касается общей подготовки теплоносителя при его отборе из высокотемпературной отопительной системы первичного контура. Он осуществляется посредством взаимодействия элементов насосносно-смесительного узла (НСУ, рис. 6, поз. 7 и 8) или смесительно-регулировочного блока. Обычно главными элементами первого этапа подготовки теплоносителя выступают циркуляционный теплонасос и автоматический трехходовой кран либо трехходовой кран-автомат без насоса. Задача смесительных узлов заключается в доведении температуры первичного теплоносителя (70-90 0 С) до приемлемых для водяного обогрева полов – 40-50 0 С.

Устройство и работа НСУ подробно описаны в отдельной нашей статье. Однако здесь следует уточнить, что комплектация коллектора может включать смесительный узел или собираться без него. Если отопление полов состоит из разветвленной сети тепловых контуров и содержит несколько коллекторных распределителей, тогда НСУ (ввиду его дороговизны) оптимально выносить в общий на всю систему блок. Если же коллектор всего один, то он может сразу совмещаться со смесителем в едином монтажном шкафу.

Рисунок 8.

Второй этап регулировки температуры теплого пола касается непосредственно оснащения гребенки, где уже тепловые параметры циркулирующей жидкости нивелируются в соответствии с запросами по каждой ветке. Индивидуальная настройка температуры для каждого контура осуществляется термостатическими клапанами механического действия либо автоматическими клапанами с сервоприводами (Рис. 8).

Сервоприводы, получающие команды от выносного термостата, являются исполнительными устройствами для управления работой коллектора водяного теплого пола. Хотя подобная автоматика является достаточно дорогостоящей, она предоставляет возможность организации более комфортных условий обогрева.

Рабочие части термостатической запорно-регулирующей арматуры как механической, так и под управлением сервоприводов монтируются на обратную гребенку вместо ручных клапанов (см. рис. 6, поз.4). В результате, собранный коллектор для тёплого пола с расходомерами, термостатическими механическими головками и автоматическим трехходовым краном может иметь вид, как показано на рисунке 9.

Рисунок 9.

Группа безопасности

Группа безопасности для коллектора теплого пола может иметь несколько урезанный вариант. Это связано с тем, что система отопления должна быть укомплектована соответствующим устройством, размещенным возле котла. Коллектор тёплых полов может быть доукомплектован автоматическим воздухоотводчиком с отрывным клапаном, а также сливным краном (желательно с насадкой под шланг) для удаления теплоносителя из системы. Всё это крепится с торца гребёнки на специальном переходнике. Рекомендуется устанавливать такую группу как на гребенке подачи, так и на возвратной. На фото рисунке 10 показан как раз подобный вариант сборки. Он также включает отсечные краны на американках для подвода/отвода теплоносителя из основной подачи/обратки и термометры для удобства настройки системы водяного теплого пола.

Рисунок 10.

Как выбрать коллектор для теплого пола

Основным параметром выбора коллектора для теплого пола является количество контуров, которые предстоит подключить. Мастера рекомендуют приобретать гребенку, с запасом на один выход, на случай возникновения необходимости разбивки на две ветки слишком протяженного контура или подключения дополнительного контролирующего оборудования (термометра, манометра).

Второй критерий подбора – это материал изготовления корпуса гребенки. Надежными изделиями являются коллекторы из латуни или нержавейки, а также из бронзы, произведенные по отечественным гостам либо европейским стандартам качества. «Китайские» же из сомнительных сплавов можно приобретать только после того, как продавец продемонстрирует сертификат соответствия, а сама гребенка будет всесторонне рассмотрена на предмет каверн, трещин или следов коррозии.

Хотя на самом деле большинство современной продукции, если не вся присутствующая на рынке, выпускается китайскими предприятиями, при её выборе следует отдавать предпочтение известным брендовым маркам. Ведь солидные европейские фирмы тщательно следят за качеством работы своих, даже вынесенных в Поднебесную производств. Прежде всего, обратите внимание на изделия под марками: Rehau, Kermi, Valliant, Valtec, FIV, Rossini. Коллектор для теплых полов от таких компаний лучше всего приобретать в полной комплектации. Покупка отдельных элементов обойдется дороже, а комплектующие от других производителей могут быть несовместимы по установочным параметрам.