Водяные тёплые полы с каждым годом набирают популярность. Важнейшая часть данной конструкции — трубы. Сегодня на строительном рынке представлено большое количества труб для нагревательных водяных половых систем от разных производителей. Поэтому, во всём этом многообразии сложно правильно выбрать контур для тёплого пола.
Данная статья раскроет все плюсы и минусы каждого вида. Это поможет разобраться в особенностях изделий, и приобрести качественную трубу по приемлемой цене, для укладки в «пирог» тёплого пола в частном доме или квартире.
Выбор диаметра с учетом материала труб
Решить вопрос относительно того, какой для теплого пола выбрать диаметр трубы, можно, если учесть величину теплоотдачи материалов, используемых для выпуска данной продукции.
Чтобы обустроить полы с подогревом, задействуют:
- металлопластиковые трубы;
- полиэтиленовые изделия, включая произведенные из сшитого полиэтилена;
- медную продукцию;
- нержавеющие гофротрубы.
Металлопластиковые изделия
Когда при выборе труб для теплого пола предпочтение отдано металлопластику, то следует знать, что этот материал имеет сложную конструкцию. Внутри изделий находится алюминиевая трубка, которая в несколько слоев обшита полиэтиленом.
Такая продукция отличается высокой степенью теплоотдачи, поэтому при строительстве системы подойдет 16-миллиметровый диаметр. Делая выбор труб для теплого водяного пола в пользу металлопластиковых изделий, надо помнить, что у алюминия и полиэтилена коэффициенты расширения отличаются, и это обстоятельство может оказать влияние на срок эксплуатации отопительной конструкции.
Сшитый полиэтилен
Благодаря современным технологиям, такой, казалось бы, непрочный материал как полиэтилен, удалось сделать пригодным для производства труб. В обычном полиэтилене молекулы углеводорода никак не связаны между собой, а вот в новом материале (PEX, или сшитом полиэтилене) углеводородные молекулы соединены посредством взаимодействия атомов водорода и углерода. Дополнительная обработка под высоким давлением делает материал еще более прочным
Производство сшитой трубы для теплого пола получило распространение лишь недавно, хотя сама технология была разработана примерно 40 лет назад. Новый материал обладает характеристиками, которые не присущи его предшественнику. В частности, сшитый пропилен для теплого пола отличается высокой механической прочностью, то есть не боится царапин и не истирается, устойчив к температурным колебаниям. Главным образом, на свойствах материала сказывается техника и степень его сшивания.
Определяясь, какой сшитый полиэтилен выбрать для теплого пола, стоит обратить внимание на материал со степенью сшивки 65-80 %. Данный показатель будет влиять на прочность и долговечность изделий, но вместе с тем, вырастет и их цена
Правда, излишние расходы на этапе монтажа в дальнейшем окупятся из-за надежности и долгого срока эксплуатации труб.
При малой степени сшивки полиэтилен быстро утратит свои исходные качества, потрескается под влиянием внешних факторов и потребует замены. Однако не менее значимым является способ создания молекулярных связей.
Различают 4 типа сшивки:
- пероксидный;
- силановый;
- азотный;
- радиационный.
Выбирая, из какой трубы делать теплый пол, присмотритесь к ее маркировке. Наиболее качественным является PEX-a, хотя он и самый дорогостоящий. А вот повышенным спросом пользуются трубы с маркировкой PEX-b, сшитые силановым методом. У них относительно невысокая цена наряду с хорошими эксплуатационными свойствами.
У данного материала есть еще и другие достоинства, в частности:
- Возможность полноценно работать при температурах от 0 ℃ до 95 ℃.
- Сшитый полиэтилен начинает плавиться только при температуре в 150 ℃, а горит он при 400 ℃, поэтому с успехом может использоваться в системах теплого пола.
- Трубам из сшитого полиэтилена присуща так называемая «молекулярная память», то есть после повышения температуры материала любые возможные деформации разглаживаются, а сами изделия принимают исходную форму.
- Хорошая устойчивость изделий из сшитого полиэтилена к перепадам давления в системах отопления является еще одним аргументом в их пользу в момент принятия решения, какую трубу взять для теплого пола. В зависимости от характеристик такие трубы могут поддерживать давление в 4-10 атмосфер.
- PEX-трубы отличаются хорошей пластичностью, поэтому даже при многократном изгибе в одном и том же месте они не ломаются.
- Сшитый полиэтилен является биологически и химически устойчивым. Это значит, что на внутренней поверхности труб не размножаются бактерии и грибок, а сам материал не вступает в реакцию с агрессивной средой и не поддается коррозии.
- Химический состав сшитого полиэтилена абсолютно безопасен. Он не выделяет токсинов, а в момент горения распадается на углекислый газ и воду.
Рекомендуемые температуры эксплуатации труб из сшитого полиэтилена составляют 0-95 ℃, но на краткое время диапазон может расширяться до -50 — +150 ℃, причем материал не лопнет и останется прочным. Однако такие повышенные нагрузки приводят к сокращению срока службы материала.
Некоторые пользователи путают термостойкие полиэтиленовые трубы с изделиями из PEX. Это некорректно. Действительно, термостойкий полиэтилен способен функционировать при высоких температурных значениях, однако по всем остальным качествам он сильно отстает от сшитого. Трубы PEX способны сопротивляться агрессивным внешним факторам намного дольше, но и цена на них выше. А их монтаж не нуждается в сложном оборудовании и доступен каждому потребителю.
Итак, если вы сомневаетесь, какие трубы нужны для теплого пола, можете смело остановиться на изделиях из сшитого полиэтилена. Более того, их характеристики позволяют применять такие трубы даже для радиаторного отопления и горячего водоснабжения. Единственное ограничение – минимизировать воздействие на материал прямых солнечных лучей, хотя для теплого пола оно не актуально.
Чтобы не повредить внешний антидиффузный слой на трубах, их транспортировку и монтаж следует выполнять очень осторожно. Нарушение целостности защитного покрытия приведет к снижению долговечности трубы из-за попадания кислорода в структуру материала.
Пластиковая трубная продукция
У полипропиленовых труб показатель теплоотдачи ниже, а кроме этого, при их сгибе возможны значительные потери тепла, поэтому при укладке теплого пола нужно задействовать изделия с 20-миллиметровым диаметром. Желательно использовать продукцию из полиэтилена, поскольку у нее радиус изгиба меньше.
Если необходимо отапливать помещения, имеющие большую площадь, необходимо задействовать трубы для теплого пола диаметром 25 миллиметров. Но для них надо устанавливать отопительное оборудование, отличающееся повышенной мощностью.
Сравнение однотрубной и двухтрубной систем
Мы уже выяснили, как рассчитать трубы для отопления, и какой диаметр нужен для обоих видов систем. Для закрытых контуров, при площади помещения от 120 м2, этот показатель составляет 32 мм для полипропилена. При этом условный проход для изделий с номинальным давление 20 и 25 атмосфер составляет 21,2 мм. Для изделий с номинальным давлением 10 атмосфер условный проход составляет 20,4 мм, а наружный диаметр 25 мм.
- КПД – однозначно, «попутки» эффективнее обогревают помещение, чем однотрубные;
- экономия средств – все, что можно сэкономить на «Ленинградке» это какой-то отрезок контура и все.
Количество тройников будет одинаковым, кранов тоже, а вот переходников, возможно, потребуется больше. Представьте контур, от которого с небольшим промежутком отходит два патрубка. Один из них идет на вход в радиатор, а второй возвращает теплоноситель обратно в систему. Получается что отрезок между патрубками – это байпас. Чтобы циркуляция в батарее была лучше, байпас нужно сделать меньшего диаметра, чем основной контур отопления. Из этого следует, что потребуется еще пара единиц фурнитуры. Получается, что меньше тратим денег на трубы и больше на фурнитуру, в итоге экономии никакой, при этом КПД ниже.
В итоге, из этого можно сделать вывод, что рассказы о том, какая хорошая и дешевая однотрубная система отопления просто несостоятельны.
Медные трубы
Самая высокая степень теплоотдачи у трубной продукции, произведенной из меди. При обустройстве теплого пола можно использовать медные изделия, у которых диаметр составляет от 14 до16 миллиметров.
Но у такой трубной продукции имеется несколько отрицательных характеристик:
- Высокая цена – в среднем один погонный метр трубы из меди обойдется в 2 – 2,5 раза дороже стоимости пластикового и металлопластикового изделий.
- Сложный монтаж – медным трубам непросто придать заданную форму, поэтому при укладке конструкции пола с обогревом пользуются сваркой.
Минимальные обязательные требования к трубам
Перед посещением магазина для покупки комплекта водяного обогрева пола нужно внимательно изучить минимальные требования к трубам-водоводам, работающим под давлением в стяжке. Это необходимость, которая не обсуждается. Слишком специфические условия эксплуатации.
1. В уложенном контуре «теплого пола» не должно быть сращиваний труб. Любой вид соединений: фитинги, фланцы, сварка, склеивание был и остается самым уязвимым местом в любом трубопроводе. Поэтому риск протечек очень высок. А это, полный демонтаж пола с большими финансовыми тратами.
2. Из первого требования логично вытекает второе — длины труб должно хватать для одного контура. Должна быть бухта, а не метраж.
3. Стальные трубы сразу отметаются: причин много, но первые три убийственные:
- без сварки не обойтись;
- подвержены коррозии, в том числе выполненные из нержавеющей стали — щелочная среда цементно-песчаного раствора медленно, но верно разъедает металл;
Так выглядит металлическая труба внутри после 10-15 лет эксплуатации.
- не совпадает коэффициент линейного расширения с бетонной стяжкой при нагревании — появляются микротрещины.
4. Стенки трубопровода не должны пропускать кислород, который окисляет растворенное в воде двухвалентное железо (Fe2+). За год в теплоносителе может оказаться до 4 кг ржавчины (циркулирует вместе с жидкостью). Точно такой же процесс происходит и с трехвалентным железом (Fe3+). Только ржавчины больше — до 12 кг и она оседает на стенках труб.
5. Материал труб должен выдерживать температуру около +90oС. Такие внештатные ситуации возникают, когда выходит из строя регулирующая аппаратура и горячая жидкость поступает напрямую из котла в контур.
6. При нагревании материала контура происходит его удлинение. Стяжка этому препятствует и сама, в свою очередь, сдавливает трубы, в связи с чем возможны деформация и разрушение. Проблема решается двумя путями: у материала должен быть маленький коэффициент линейного расширения под действием температуры, либо он обладает достаточной прочностью и эластичностью, чтобы сопротивляться возникающему напряжению.
Гофрированные изделия
Трубы, произведенные из гофрированной нержавеющей стали, появились на отечественном рынке относительно недавно. Они стоит недорого, притом, что отличаются высоким качеством.
Гофрированные изделия из нержавейки 16х2 наравне с металлопластиковыми изделиями считаются оптимальным решением проблемы, какие выбрать трубы для теплого пола, чтобы система обогрева получилась надежной.
Заполнение водой и проверка герметичности давлением
После подключения приходит время заполнить систему водой.
Делать это нужно не через котел отопления, а непосредственно через краны для спуска и наполнения. Они расположены на задней заглушке распредколлектора.
Ошибка №4 — если будете закачивать воду через котел, есть риск выхода из строя циркуляционного насоса.
При этом обязательно перекрывайте шаровые краны с подачей от котла.
Далее воспользовавшись специальным ключом, закрываете все контура, кроме одного. Именно с него и будете начинать заполнение системы водой.
Также закрываете все краны на ротаметрах, кроме одного.
Теперь можно подключить шланг с водой к сливному крану на подающей гребенке.
К обратной гребенке подсоединяется шланг для слива воды. После чего можно потихоньку пускать воду.
Сливной шланг с обратной гребенки опускаете в канализацию или просто в ведро и ждете пока спустится весь воздух.
Как только пойдет одна вода, вентиль данного контура можно перекрыть и перейти к следующему. Вся процедура повторяется опять.
После заполнения всех контуров, можно приступать к подаче воды в распределительную систему через тепловой узел или сам котел.
Только после этого открываете шаровые краны на коллекторе и окончательно выпускаете остатки воздуха через воздухоотводчики.
До заливки стяжки сами трубопроводы теплого пола следует проверить на герметичность.
Испытания производятся на холодной воде. При этом испытательное давление должно превышать рабочее в 1,5 раза.
Как правило, гидравлические испытания проходят в течение 3-х часов. В течение первого часа, каждые 10 минут понижающееся давление доводят до требуемого.
А в течение последующих 2-х часов производят контрольный замер.
Давление в рабочей и исправной системе, не должно понизиться от первоначального, более чем на 2 бара.
Ошибка №5 — доверять только показаниям давления, без визуальной и физической (руками) проверки стыков.
Вам обязательно нужно убедиться в герметичности не только трубок, но и всех стыков и соединений. Дело в том, что небольшое подкапывание, падением давления никак не определяется.
В итоге, вы довольные всеми показаниями окончательно зальете стяжку и смонтируете всю систему. А через время, эти мокрые места себя покажут во всей красе.
В виде исключения, если у вас на объекте отрицательная температура, для систем напольного исполнения допускается проведение пневматических испытаний сжатым воздухом или инертным газом.
Герметичность каждого соединения при этом проверяется пенящимся составом.
Гидравлические испытания обычно оформляются протоколом.
Использование формул для расчета диаметра
Узнать диаметр труб для обустройства водяного теплого пола можно, применив формулу, которую в свое время составили специалисты:
D=18х(p/LхG2)х 0,19, где:
- D – внутренний диаметр трубопровода;
- р – давление насосного оборудования, применяемого для отопительной системы, узнать данный параметр можно из документации, прилагаемой к циркуляционному прибору;
- L – проектируемая протяженность отопительного контура. Не стоит забывать, что максимальная длина трубы теплого пола ограничена;
- G – объем воды, требуемый для обеспечения циркуляции отопительной системы, значение этой величины также можно взять из техдокументации;
- 18 и 0, 19 — неизменные параметры, которые были получены в результате составления данной формулы.
Характеристики труб для водяного тёплого пола
Сооружение водяного тёплого пола — сложный и трудоёмкий процесс, особенно при использовании стяжки из бетона, и необходимости армировать конструкцию. Поэтому к трубам, которые планируется укладывать в «пирог», предъявляются большие требования.
Важно! Запрещено применение стандартных водопроводных труб ПВХ.
Так как они не выдерживают высоких нагрузок, которые образуются вследствие высоких температур и давления создаваемого в трубопроводе.
Главное требование к трубопроводной магистрали в тёплом водяном полу, как в частном доме, так и в квартире — долговечность и герметичность. Необходимо чтобы при резком перепаде температуры не произошло разгерметизации системы.
Ведь при наличии стяжки, найти и устранить дефект сложно. Кроме того, он должен выдерживать воздействие агрессивных химических соединений, которые находятся в теплоносителе, и механические нагрузки. Не маловажное значение играет эластичность контура — он должен легко сгибаться.
Не следует забывать и про уровень теплопроводности при выборе змеевика для тёплых полов водяного типа, чем больше этот коэффициент, тем устройство работает эффективней. А также, про степень расширения при нагреве, допустимым считается до 0,25 мм/мК.
Выпускаются трубы в бухтах с определённым метражом. Приобретая следует помнить, что петли должны быть цельными, без соединений.
К сведению! Трубопровод для нагревательных водяных полов обязательно должен иметь маркировку, разрешающую их использование в греющих полах.
Расчет протяженности трубопровода
До того, как выбрать трубу для теплого водяного пола, необходимо определиться с ее диаметром, зависящим от площади обогреваемого помещения, а точнее, от длины змеевика, который необходимо проложить для обеспечения нормальной степени отопления.
При расчете протяженности трубопровода используют миллиметровую бумагу, при этом поступают следующим образом:
- Определяются со схемой расположения труб. Их можно уложить по спирали, в форме «улитки» или «змейки», причем в разных вариациях. Технология монтажа во многом зависит от наличия в помещении оконных и дверных проемов – они являются зонами, которым требуется дополнительный подогрев.
- Выбранную схему прокладки отопительного контура переносят на бумагу, учитывая масштаб и шаг монтажа, предварительно уменьшив площадь комнаты на зоны нахождения крупногабаритной мебели.
- Выполнить расчет. Делая окончательные вычисления, следует принимать во внимание расстояние между помещением и отопительным оборудованием.
Определить длину трубки для теплого водяного пола также можно при помощи формул, но использование миллиметровой бумаги является более простым вариантом.
Конкретный пример расчета отопительной ветки
Предположим, что требуется определить параметры теплового контура для дома площадью 60 квадратных метров.
Для расчета понадобятся следующие данные и характеристики:
- габариты помещения: высота – 2,7 м, длина и ширина – 10 и 6 м соответственно;
- в доме 5 металлопластиковых окна по 2 кв. м;
- внешние стены – газобетон, толщина – 50 см, Кт=0,20 Вт/мК;
- дополнительное утепление стен – пеноплистирол 5 см, Кт=0,041 Вт/мК;
- материал потолочного перекрытия – ж/б плита, толщина – 20 см, Кт=1,69 Вт/мК;
- утепление чердака – плиты пенополистирола толщиной 5 см;
- габариты входной двери – 0,9*2,05 м, теплоизоляция – пенополиуретан, слой – 10 см, Кт=0,035 Вт/мК.
Далее рассмотрим пошаговый пример выполнения расчета.
Шаг 1 — расчет теплопотерь через конструктивные элементы
Термическое сопротивление стеновых материалов:
- газобетон: R1=0,5/0,20=2,5 кв.м*К/Вт;
- пенополистирол: R2=0.05/0.041=1.22 кв.м*К/Вт.
Термосопротивление стены в целом составляет: 2,5+1,22=3,57 кв. м*К/Вт. Среднюю температуру в доме принимаем за +23 °C, минимальную на улице 25 °C со знаком минус. Разница показателей – 48 °C.
Вычисление общей площади стены: S1=2,7*10*2+2,7*6*2=86,4 кв. м. От полученного показателя необходимо отнять величину окон и двери: S2=86,4-10-1,85=74,55 кв. м.
Подставляя полученные показатели в формулу, получим стеновые теплопотери: Qc=74,55/3,57*48=1002 Вт
По аналогии рассчитываются тепловые издержки через окна, дверь и потолок. Для оценки энергетических потерь через чердак учитывают теплопроводность материала перекрытия и утеплителя
Итоговое термическое сопротивление потолка равно: 0,2/1,69+0,05/0,041=0,118+1,22=1,338 кв. м*К/Вт. Теплопотери составят: Qп=60/1,338*48=2152 Вт.
Чтобы подсчитать утечку тепла через окна необходимо определить средневзвешенное значение теплового сопротивления материалов: стеклопакета – 0,5 и профиля – 0,56 кв. м*К/Вт соответственно.
Rо=0,56*0,1+0,5*0,9=0,56 кв.м*К/Вт. Здесь 0,1 и 0,9 – доля каждого материала в оконной конструкции.
Теплопотери окна: Qо=10/0,56*48=857 Вт.
С учетом теплоизоляции двери ее тепловое сопротивление составит: Rд=0,1/0,035=2,86 кв. м*К/Вт. Qд=(0,9*2,05)/2,86*48=31 Вт.
Итого теплопотери через ограждающие элементы равны: 1002+2152+857+31=4042 Вт. Результат надо увеличить на 10%: 4042*1,1=4446 Вт.
Шаг 2 — тепло на обогрев + общие теплопотери
Сначала вычислим расход тепла на обогрев поступающего воздуха. Объем помещения: 2,7*10*6=162 куб. м. Соответственно вентиляционные теплопотери составят: (162*1/3600)*1005*1,19*48=2583 Вт.
По данным параметрам помещения, суммарные тепловые издержки составят: Q=4446+2583=7029 Вт.
Шаг 3 — необходимая мощность теплового контура
Рассчитываем оптимальную мощность контура, необходимую для возмещения теплопотерь: N=1.2*7029=8435 Вт.
Далее: q=N/S=8435/60=141 Вт/кв.м.
Исходя из требуемой производительности системы отопления и активной площади помещения, можно определить плотность потока тепла на 1 кв. м
Шаг 4 — определение шага укладки и длины контура
Полученное значение сравниваем с графиком зависимости. Если температура теплоносителя в системе составляет 40 °C, то подойдет контур с параметрами: шаг – 100 мм, диаметр – 20 мм.
Если в магистрали циркулирует вода, разогретая до 50 °C, то интервал между ветками можно увеличить до 15 см и использовать трубу сечением 16 мм.
Считаем длину контура: L=60/0,15*1,1=440 м.
Отдельно необходимо учесть расстояние от коллекторов до тепловой системы.
Как видно из расчетов, для обустройства водяного пола придется делать не менее четырех петель отопления. А как правильно уложить и закрепить трубы, а также другие секреты монтажа мы рассмотрели здесь.
