Теплый пол в частном доме: виды и особенности устройства

Технологии отопления прошлого века с радиаторными батареями по эффективности уступают новым, услуги центрального отопления постоянно дорожают. Поэтому потребители ищут альтернативу, как сделать теплый пол в частном доме с автономным экономичным отоплением.

Достоинства теплого пола

Эта технология более экономична с точки зрения затрат на топливо, она позволяет убрать громоздкие радиаторы, освобождая пространство для других полезных элементов интерьера. Трубы под напольным покрытием не портят внешний вид обстановки и не мешают уборке помещений.

С экологической стороны теплый пол обеспечивает идеальное распределение тепла для комфортного состояния человека. Хорошо прогревается пространство на уровне 1-1.5 м над полом, выше – более прохладный воздух. Поэтому многие изучают методики, как сделать теплые полы в частном доме. Простота отработанных технологий позволяет сделать теплый пол своими руками.

Виды теплых полов

Многолетняя практика использования технологии «теплый пол» показала ее эффективность: равномерное распределение тепла по всей площади помещения и экономичный расход энергии. Существуют некоторые ограничения: нагревать напольное покрытие более 30-40 ̊С не рекомендуется, это создаст определенный дискомфорт при ходьбе, можно обжечь босые ноги.

При большом количестве комнат, высоких потолках, особенно в регионах, где низкие температуры стоят длительное время года, полагаться полностью на напольный контур отопления не следует. Можно сделать теплый пол в доме своими руками и использовать его как дополнительный источник в системе общего отопления.

Сделать грамотный расчет отопительной системы с учетом теплопотерь самостоятельно сложно. Это делают высококвалифицированные инженеры-теплотехники, при этом учитываются многие параметры:

• объем помещения;
• толщина и вид стройматериалов стен и напольного покрытия;
• климатическая зона;
• среднегодовая температура, розы ветров и многое другое.

Стоят такие расчеты недешево, легче в частном доме своими руками установить теплый пол, воспользовавшись уже наработанной статистикой. Практика показывает, что на севере России в кирпичных зданиях с толщиной несущих стен 60 см теплый пол используется как дополнительный подогрев. В средней полосе и южных районах можно применять эти технологии в качестве основной системы отопления.

Существует две основных конструкции теплых полов:

• водяной теплый пол, где прокладываются трубы с циркулирующим по ним жидким теплоносителем;
• под напольные покрытия укладываются греющие электрические кабели или пленки.

Точный расчет и планировка схемы укладки труб или греющих кабелей производятся с учетом того, какой вид теплых полов устанавливается, и на каком объекте.

Водяной теплый пол от отопления центральной системы монтировать не рекомендуется, это противозаконно. Этот вопрос нужно согласовывать с коммунальными службами, что очень сложно, и не факт, что все впоследствии будет надежно функционировать. Теплые полы в доме лучше делать от автономного котла на своем топливе.

Устройство теплого пола и расчет количества тепла, необходимого для пола в частном доме в определенном помещении, делаются исходя из практического опыта. Укладка кабеля или труб длиной 3-5 метров на 1 м² с шагом не более 30 см позволяет выделяться теплу 60-80 кВт/м². Этого достаточно для отопления жилого частного дома. В помещениях обеспечивается температура до 25 ̊С в средней полосе и на юге России с хорошо утепленными стенами и окнами.

Водяные теплые полы

Технология водяных теплых полов эффективна в процессе эксплуатации с экономической точки зрения. Расходы по оплате по сравнению с классической радиаторной системой составляют на 20-30 % меньше. Но монтаж системы трудоемкий, конструкция содержит большое количество дорогостоящих элементов и узлов соединения.

Основные элементы:

• Отопительный котел: модели могут быть электрические, газовые на жидком и твердом топливе, гибридные варианты. Выбор делается исходя из стоимости и доступности энергетических ресурсов в конкретном регионе.

На теплые полы в доме особенно востребованы газовые модели, это объясняется автономностью этого вида котлов. Газ во многих регионах России является наиболее доступным и недорогим топливом. Система обогрева данных котлов не зависит от центрального отопления и водоснабжения. Она позволяет самостоятельно регулировать потребляемую мощность и расход топлива в зависимости от потребностей.

• Трубы. Расходуются по 3-5 м на 1 м² отапливаемой поверхности, эти нормативы определены многолетним практическим опытом. Популярны модели труб из сшитого полиэтилена, прочные термостойкие изделия с плотностью материала 60-80 %. Для достижения этих качеств используется разные способы обработки.

При облучении потоком электронов в магнитном поле достигается плотность 60 %, обработка пероксидом создает плотность сшивки 75 %, газом селаном –65 %. В любом случае этой плотности достаточно для укладки теплых полов.

Хороший вариант – металлопластиковые трубы, прочные и термостойкие, имеют три несущих слоя и два клеевых.

Внутренний и внешний слой – это сшитый полиэтилен, средний слой – алюминиевая фольга 0,2-2,5 мм, герметично сваренная по всей длине.

• Коллектор. Распределяет теплоноситель по контурам, это основной узел теплосмешения, в нем соединяются все отдельные контуры. Устанавливается коллектор с таким количеством термоклапанов, сколько в системе контуров. Длина контуров разная, поэтому количество теплоносителя в них не одинаково, время остывания жидкости в контурах не совпадает. Для поддержания заданной температуры в каждом контуре установлены датчики температур, они своевременно управляют сервоприводами, распределяя горячие и охлажденные потоки в заданные направления.
• Термовентиль. Часто используется трехходовой механический вентиль, распределяющий интенсивность горячих и охлажденных потоков. Для автоматического управления на вентиль ставятся электрические приводы.

• Циркуляционный насос. Рекомендуется ставить насос с мокрым ротором, его крыльчатка вращается и смазывается теплоносителем, работа очень тихая.

• Теплоноситель. Это может быть вода, антифриз или тосол.

Потребуются затраты на материалы гидроизоляции, теплоизоляции, цементной стяжки и напольного покрытия.

Последовательность укладки

В полуподвальных помещениях на грунте делается предварительная стяжка, поверхность засыпается песком на 5-7 см, потом щебнем 3-5 мм на толщину 8-10 см. Для пароизоляции все накрывается полиэтиленовой пленкой, сверху накладывается слой 8-10 см речного песка с отсевом фракции от 0,05 до 0,1 см.

На предварительную стяжку укладывают слой гидроизоляции. Это может быть битумно-резиновая мастика, наносится она кисточкой. Проще использовать клеящиеся рулоны, в основе которых битум с полимерными ингредиентами. Структура листов – армированная стекловолокном или полиэстером. Сверху укладывается утеплительный слой – экструзионный пенополистирол (пенопласт). Толщина утеплительного слоя в подвальных помещениях 10 см и более, на верхних этажах достаточно 5-10 см.

Очень эффективно использовать тонкие эластичные утеплители с отражающей поверхностью. Структуру рулонов составляет полимер, наполненный пузырьками воздуха, или минеральная вата, толщина слоя от 2 до 50 мм.

Отражающий слой, 14-20 микрон, бывает нескольких вариантов структуры:

• двухсторонние – фольга с двух сторон рулона;
• односторонние;
• самоклеющиеся, с одной стороны – клеящаяся поверхность, с другой –фольгированная.

На отражающий утеплитель укладываются термостойкие металлопластиковые трубы в форме змейки или улитки. Крепятся трубы на специальные металлические или пластиковые планки, часто для армирования стяжки и равномерного распределения нагрузки на трубы накладывают металлическую сетку.

Трубы фиксируются к сетке пластиковыми жгутами, проволока на сетке Ø 3-4 мм, размер ячеек 5-10 см. Бетонная стяжка наносится толщиной 7-8 сантиметров, она тщательно выравнивается, после высыхания укладывается напольное покрытие.

Для теплого пола рекомендуется использовать керамическое покрытие, оно лучшим образом аккумулирует и передает тепло. При монтаже труб на бетонных плитах элементы предварительной стяжки не делаются. Процесс начинается с очистки, выравнивания поверхности и гидроизоляции, остальные операции те же самые.

Нельзя делать бетонную стяжку на деревянных перекрытиях, они могут не выдержать вес и обрушиться. В деревянных домах на пол монтируется гидро,- и теплоизоляция, прибиваются лаги, между которыми прокладываются трубы. На лаги кладут доски, фанеру, ДСП, после чего наносят облицовочное покрытие, паркет, ламинат или другие материалы.

Электрический теплый пол

Оборудования для монтажа этой конструкции требуется меньше, монтаж осуществляется проще. Отсутствие жидкого теплоносителя значительно упрощает всю систему отопления. Для обогрева используется греющий кабель или инфракрасная пленка, в электрические цепи они подключаются через терморегуляторы.

Укладка греющего кабеля и пластин

При отсутствии жидкого теплоносителя гидроизоляцию на плитах можно исключить, так как вероятности протечки не будет. При укладке на грунт предварительную стяжку и гидроизоляцию рекомендуется оставить. Такой теплый гидроизолированный пол в частном доме исключит проникновение влаги из грунта в помещение. В остальном материалы для стяжки и последовательность остаются прежними.

Кабеля укладываются аналогичным образом, змейкой или улиткой. Для прогрева хорошо утепленных помещений до +18-25  ̊С требуется 150-200 Вт/1м², если взять 3-5 м кабеля на 1м², то шаг укладки составит 10-30 см. Порог температуры для помещений рассчитывают исходя из их функционального назначения, в ванной потеплее – до +25  ̊С, в зале – +20  ̊С. Производители делают разные кабели, при покупке нужно интересоваться, сколько мощности потребляет 1 погонный метр.

Инфракрасные пластины производят рулонами шириной 800 мм, 500 мм и 1 метр, длина 0,7-15 м. Они фиксируются к теплоизоляционному покрытию термоскотчем, укладываются на 20 см от стен и не ближе, чем на 6 мм друг от друга, подключаются параллельно к сети 220В.

Потребляемая мощность пластин – 45-65 Вт/м²*ч, это количество электроэнергии, расходуемой 1м² пленки в час, температура плавления изолирующей пленки на пластинах 130 ̊С. Бывают готовые маты, утеплители с отражающим слоем к ним закреплены на инфракрасные пластины, ширина таких изделий – 83 см, длина – 1-12 м.

Обязательно нужно учитывать места установки мебели и крупногабаритной бытовой техники (стиральная машина, холодильник, шкафы) в помещении. Под ними прокладывать кабеля и пластины не рекомендуется.

Укладку греющих кабелей и пластин надо планировать на свободной поверхности напольного покрытия. Это снизит нагрузку на источники тепла, пространство в помещении будет обогреваться эффективнее.

Подключение элементов электрообогрева

Существует разные виды кабелей:

• Однопроводные – не делятся на части, производятся определенной мощности и длины. После укладки включаются в сеть через термостат, противоположными концами;

• Двухпроводные – кабели, замкнутые на одном конце, который герметично запаян пластиковым колпачком. Другой конец с двумя проводами подключается к сети через термостат, кабель на части не режется.

• Двухпроводной саморегулирующийся кабель – режется на части в определенных местах. В качестве термостата работает пленочная матрица, расположенная по всей длине между медными проводниками. Сопротивление меняется в зависимости от температуры окружающей среды. Ток начинает протекать между проводами в тех местах, где температура ниже +5 ̊С. Чем ниже температура вокруг кабеля, тем больше ток и разогрев кабеля. Такие модели дорого стоят.

Терморегуляторы

Производители предлагают много различных видов:

• Механические (аналоговые) регуляторы – самые простые и надежные.

• Цифровые – с жидкокристаллическими дисплеями, на которых отображается несколько параметров: температура напольного покрытия, воздуха в комнате, иногда текущее время.

• Цифровые программируемые терморегуляторы – позволяют установить определенную температуру на разное время суток (день – ночь) или по дням недели. При отсутствии людей температура снижается, перед приходом повышается, это делает режим работы более экономичным.

• Терморегуляторы с дистанционным управлением могут управляться пультом в инфракрасном диапазоне, как на телевизорах, по радиоканалу. Более дорогостоящие модели работают по сети GSM, по интернету в режиме онлайн, управляются с айфона, планшета или ПК, с любого места, где есть сотовая связь или кабельный интернет.

Терморегуляторы отличаются по органам управления: в механических моделях проволочное сопротивление меняется перемещающимся контактом на пластиковом диске в корпусе прибора.

В цифровых регуляторах сопротивление меняется микросхемой, в состав которой входит реле электронных переключений. Управление может осуществляться механическими кнопками или сенсорными сегментами на дисплее, как на мобильных айфонах или планшетах.

Независимо от модели терморегулятора, блоки управления подключаются по типичной схеме к одинаковым по функциональному назначению элементам:

• к сети 220В;
• к греющему кабелю;
• к одному или нескольким датчикам температуры;
• через заземление.

В целях безопасности все электрические системы отопления в частном домовладении подключается в РЩ к сети через автомат защиты от короткого замыкания и УЗО (устройство защиты от прикосновений).

Итог

Технологии устройства теплых полов предусматривают много различных вариантов монтажа. Чтобы определить подходящий метод и лучшие материалы, надо исходить из финансовых возможностей, учитывать климатические условия расположения объекта и функциональное назначение помещений.