Автоматика системы "Водяного теплого пола" и варианты напольного покрытия
1. Напольные покрытия
Для получения максимальной теплоотдачи теплого пола может использоваться керамическое или каменное покрытие.
Также в качестве покрытий для теплых полов допускается использование текстильных (толщиной не более 10 мм) и полимерных покрытий. Возможно использование паркета. Применение паркета в помещениях с отоплением полом требует соблюдения нормы влажности паркета на момент укладки (не менее 4%). Важно постоянно контролировать влажность помещения с паркетным покрытием, что бы не допустить его рассыхания или вспучивания.
Следует обращать внимание на то, чтобы применяемые материалы, особенно текстильные покрытия, были оценены производителем как подходящие для подобных систем и имели соответствующие обозначения. Напольное покрытие является дополнительным слоем, влияющим на теплопередачу, поэтому необходимо проследить, чтобы величина теплового сопротивления материала не превышала допустимого значения 0,15 кв.мК/Вт.
Применение данного конкретного материала обязательно должно быть согласовано во время проектирования.
Текстильные половые покрытия, линолеумы, покрытия из дерева в форме паркетной доски либо паркетных пластин должны быть приклеены по всей площади подходящим термоустойчивым клеем. Это исключит появление воздушных прослоек и даст гарантию полной теплоотдачи теплого пола.
2. Распределительные коллекторы
Одним из самых важных устройств, отвечающих за регуляцию теплых полов, является распределительный коллектор. Его назначение - эффективно распределить теплоноситель по отопительным контурам.
«Правильный» коллектор должен иметь на всех отопительных контурах термостатические клапаны и регуляторы расхода.
Регуляторы расхода обязательны, потому что контуры, как правило, имеют разную длину труб. Понятно, что если в длинную и короткую трубу подать одинаковое количество теплоносителя, то на выходе из длинного контура вода, отдав тепло полу, будет холоднее, чем на выходе из короткого. Главным образом это отражается на качестве обогрева, так как пол становится «полосатым». Еще хуже, если вода вообще не течет в длинный контур. Он имеет высокое гидравлическое сопротивление, поэтому теплоноситель потечет по более короткому (с меньшим сопротивлением) контуру. Регуляторы расхода позволяют сбалансировать подачу теплоносителя в контуры так, что бы распределение теплоносителя по контурам было пропорционально их длине.
Термостатические регуляторы позволяют изменять температуру в каждом контуре теплого пола. С помощью управляющих устройств (термостатических головок или электротепловых приводов), теплый пол способен чутко реагировать на изменение различных внешних факторов (например, температура на улице, открытое окно, работа других отопительных приборов и т.д.) и поддерживать заданную комфортную температуру в каждом отдельном помещении (или в разных частях одного помещения).
Для поддержания температуры в помещении используются комнатные термостаты. В одно помещение следует устанавливать один термостат, способный управлять несколькими тепловыми приводами: по одному приводу на каждый отопительный контур в данном помещении. Многие современные термостаты имеют функцию программирования. Они позволяют, например, выбирать ночной режим отопления с пониженной температурой или задавать программу работы по таймеру: включать и выключать обогрев через различные промежутки времени.
В ситуациях, когда о регулировке теплых полов «вспомнили» уже после чистовой отделки, применяются радиотермостаты. Они передают управляющие сигналы на 30 м в радиусе, что является достаточным расстоянием для частных домов.
Мы рекомендует использовать коллекторы Caleffi. В них использованы несколько удачных технических решений, а именно: увеличенный диаметр коллектора ( 1 1/4" ), высокоточные балансировочные клапаны, термостатические клапаны с возможностью ручной регулировки, кронштейны со смещенным центром, чтобы избежать перехлеста труб. Новинкой в производственной линейке Caleffi является коллектор из технополимера. Он дешевле латунного аналога, но предоставляет больше сервиса: имеет отсечные краны и встроенные термометры.
3. Узлы регуляции
Как правило, котельная установка подает в систему отопления теплоноситель температурой 70-90°С. Он расходуется на вентиляцию, горячее водоснабжение, радиаторное отопление, нагрев бассейна и т.д. Каждый из этих потребителей имеет свой температурный режим. Например, на вентиляцию необходимо подать максимум, что есть в системе, т.е. 90°С, в радиаторы часто хватает и 65°С - 75°С. А теплый пол - это низкотемпературный вид отопления, и поэтому для него необходимо понизить температуру теплоносителя до 35-45°С.
Для этих целей используются так называемые смесительные узлы. Они состоят из двух основных элементов: циркуляционного насоса и регулирующего клапана. Насос осуществляет постоянную циркуляцию теплоносителя в контуре теплого пола, а регулирующий клапан «подпитывает» теплый пол горячей водой ровно настолько, чтобы поддерживать температуру подачи на заданном уровне.
Уточним, что теплый пол может быть или «комфортным» или «отопительным».
«Комфортный» теплый пол немного подогревает стяжку и обеспечивает приятные ощущения при нахождении человека на полу. При этом отоплением помещения занимаются радиаторы или другие виды отопления. Для комфортного теплого пола необходимо поддерживать постоянную, заранее установленную вручную, температуру теплоносителя. Такой вид регулировки называется термостатическим.
«Отопительный» теплый пол, помимо функции обеспечения комфорта, несет на себе еще и функцию полноценного отопления. В этом случае, для компенсации теплопотерь помещения, температура теплоносителя теплых полов должна меняться автоматически в зависимости от изменений температуры на улице. Такое регулирование называется климатическим или погодозависимым.
Разница между «отопительным» и «комфортным» теплым полом достаточна велика. Начиная с того, что используется разное регулирующее оборудование, действуют разные теплоизоляционные требования, принципиально разный расход греющих труб, и как следствие, увеличение размеров распределительных коллекторов, коллекторных шкафов, пересчет циркуляционных насосов. И технически и экономически это две разных технологии, следовательно определяться с видом теплого пола нужно на этапе проектирования, потому что в процессе эксплуатации сделать «отопительный» теплый пол из «комфортного» будет невозможно.
4. Термостатические ( Т/С ) смесительные узлы
Исторически наиболее распространненый, и на наш взгляд, самый правильный вариант - это узел регуляции на основе 2-х ходового зонного клапана. Его еще называют питающим клапаном. Установленная на клапан термостатическая головка с жидкостным датчиком постоянно контролирует температуру теплоносителя, поступающую в систему водяных теплых полов. Она открывает/закрывает клапан, добавляя/отсекая горячий теплоноститель из котлового контура. За счет того, что смешение теплоносителя происходит при постоянном подмесе холодной воды из обратки (регулируется только количество воды от котла), теплый пол никогда не может перегреться. Следовательно, срок его службы возрастает. Кроме того, небольшая пропускная способность питающего клапана обеспечивает очень плавное и стабильное регулирование.
Вариацией 2-х ходового зонного клапана является 3-х ходовой термостатический клапан, в котором совмещены функции питающего клапана и байпасного балансировочного крана. Такое решение упрощает монтаж и настройку смесительного узла.
Выше приведены схемы смесительных узлов, для желающих собирать их по-компонентно. На них отражены только главные элементы, и их расположение должно быть строго соблюдено.
На рынке представлен широкий выбор готовых, собранных заводским способом, смесительных групп. Как правило, такие группы уже имеют все необходимые регулирующие и отсекающие клапаны, теплоизоляционные кожухи, а так же предохранительные термостаты, ограничивающие попадание в систему температуры теплоносителя выше +55°С.
Т/с узлы регуляции можно устанавливать как в шкафах, непосредственно у распределительных коллекторов, так и в помещении котельной. Первый предпочтителен, когда теплые полы расположены в разных частях здания, или используют разную температуру воды. В зависимости от места установки, внешний вид смесительных узлов может меняться., но главные принципы - быстрота и удобство монтажа и простота эксплуатации - остаются неизменны.
Т/с узлы незаменимы при устройстве «комфортных» теплых полов на небольших площадях (до 200 кв.м).
5. Погодозависимые ( климатические ) узлы регуляции
Климатические узлы регуляции ставятся в домах, где одно или несколько помещений, или весь дом целиком, отапливаются только теплым полом.
Теплопотери дома, следовательно и его энергопотребление, напрямую зависят от температуры воздуха на улице. Чем холоднее погода, тем больше энергии потребляет здание. И наоборот. Так как единственный источник теплоснабжения дома - это теплый пол, то его мощность тоже должна изменяться в зависимости от температуры на улице. А мощность теплого пола, в свою очередь, определяется температурой подаваемого в теплые полы теплоносителя.
Итого, задача климатического узла регуляции - изменять температуру подачи теплоносителя в систему теплого пола в зависимости от погодных условий.
В погодозависимых насосных группах обязательно наличие 3-х ходового смесительного клапана. Задача этого клапана - смешивать внутри себя горячую воду, поступающую от котла, с охлажденной водой обратки теплого пола. Внутри клапана есть заслонка, которая работает в секторе 90°С между подачей от котла и байпасом от обратки. Заслонка крутится абсолютно свободно, поэтому можно выставить любое «серединное» положение с необходимым соотношением смеси горячей воды и обратки.
З-х ходовой клапан может иметь как ручное, так и автоматическое управление.
Ручное управление требует постоянного внимания пользователя. При каждой перемене погоды, или по своим субъективным ощущениям, необходимо подходить к 3-х ходовому клапану и подкручивать его «на глазок» увеличения / уменьшения температуры теплого пола. По истечении некоторого времени, так как теплый пол очень инерционный, наверняка потребуется корректировка положения клапана в ту или иную сторону. И есть вероятность, что и в этот раз пользователь «на глазок» не угадает с необходимой настройкой.
Наиболее оправдано, как в практическом, так и в экономическом плане, использование автоматизированных 3-х ходовых клапанов, управляемых погодозависимыми контроллерами.
Погодозависимый контроллер - это миникомпьютер, задача которого - вычислять необходимую температуру теплого пола в зависимости от уличной температуры и устанавливать эту температуру, управляя приводом 3-х ходового смесителя. В контроллер уже заложены несколько программ, так называемых климатических кривых. Пользователю предлагается выбрать одну из них, основываясь на теплоизоляционных свойствах своего дома. Как правило, диапазон заложенных кривых отражает энергопотребление как хорошо, так и плохо утепленных домов. Еще в программатор заложено множество пользовательских настроек, позволяющих выставлять периоды пониженных температур ( ночь, рабочее время, отпуска ), включать режим быстрого нагрева, корректировать отопительные кривые и т.д.
Управляет 3-х ходовым клапаном климатический контроллер тоже очень плавно. По умолчанию, весь сектор работы клапана ( 90°С ) разбит на 20 шагов. Каждые 20 секунд прибор проверяет соответствие фактической температуры подачи в теплый пол ее расчетному значению. При несовпадении, он поворачивает клапан на 4,5°С в нужную сторону.
Контроллер не допускает перегрева дома; по заложенным программам, во время отсутствия людей, понижает теплоснабжение дома, за счет этого он способен сэкономить до 20% тепла.
Смесительный узел для погодозависимого регулирования может быть собран по-элементно. Для этого нужен 3-х ходовой смесительный клапан необходимой пропускной способностью, циркуляционный насос с достаточной производительностью и обратный клапан.
А можно воспользоваться готовыми смесительными группами, изготовленными заводским способом. Они отличаются надежностью сборки, компактностью, простотой монтажа, уже имеют отсечные и измерительные элементы, а так же теплоизоляцию.
Смесительные узлы на основе 3-х ходовых клапанов могут применяться и в теплых полах с термостатической регуляцией. Как в ручную, так и с помощью термостатов и контроллеров, можно настроить клапан на поддержание постоянно заданной температуры. Это решение бывает актуально, если площадь теплых полов более 200 м2. В этом случае группы с т/с регуляцией уже не справятся, а группы с 3-х ходовым смесителем способны выдать практически любую мощность, так как пропускная способность у 3-х ходовых клапанов может быть очень большой.
