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

Максимальная длина контура теплого пола 16 трубой: определяем самостоятельно с помощью калькуляторов

«Теплые полы» давно уже не воспринимаются как некая экзотика – все больше хозяев домов обращаются к этой технологии обогрева своих жилых владений. Такая система может полностью брать на себя функцию полноценного отопления жилья, или работать в тандеме с классическими отопительными приборами – радиаторами или конвекторами. Естественно, эти особенности учитываются заранее, на этапе общего проектирования.

Максимальная длина контура теплого пола 16 трубой

Предложений по разработке проектов, монтажу и отладке систем водяного «теплого пола» — больше чем достаточно. И все же многие владельцы домов, по старой доброй традиции, стремятся все выполнить своими руками. Но такие работы «на глаз» все же не делаются – так или иначе, требуется проведение расчетов. И одним из ключевых параметров является общая допустимая длина труб одного контура.

А так как в условиях обычного среднестатистического частного жилого дома, как правило, для укладки вполне достаточно трубы диаметром 16 мм, то именно на нем и остановимся. Итак, рассматриваем вопрос, какова может быть максимальная длина контура теплого пола 16 трубой.

Почему лучше использовать трубу с внешним диаметром 16 мм?

Для начала – почему рассматривается именно труба 16 мм?

Всё очень просто – практика показывает, что для «тёплых полов» в доме или квартире такого диаметра вполне достаточно. То есть сложно представить ситуацию, когда контур не справится со своей задачей. А значит — нет никаких действительно оправданных оснований применять более крупную, 20-миллиметровую.

Чаще всего в условиях обычного жилого дома для «теплых полов» с лихвой достаточно труб диаметром 16 мм

И, вместе с тем, применение именно 16-миллиметровой трубы дает ряд преимуществ:

• Прежде всего, она примерно на четверть дешевле 20-миллиметрового аналога. То же самое касается и всей необходимой фурнитуры – тех же фитингов.
• Такие трубы более просты в укладке, с ними можно, при необходимости, выполнить уплотненный шаг раскладки контура, вплоть до 100 мм. С 20-миллиметровой трубой и возни намного больше, и малый шаг – бывает просто невозможен.

Труба диаметром 16 мм проще укладывается и позволяет выдерживать минимальный шаг между соседними петлями

• Существенно уменьшается объем теплоносителя в контуре. Простой подсчет показывает, что в погонном метре 16-мм трубы (при толщине стенок 2 мм внутренний канал составляет 12 мм) вмещается 113 мл воды. А в 20-мм (внутренний диаметр 16 мм) — 201 мл. То есть разница – более 80 мл на всего один метр трубы. А в масштабах системы отопления всего дома — это в буквальном смысле слова выливается в очень приличное количество! И ведь надо обеспечить нагрев этого объема, что влечет, в принципе, неоправданные расходы на энергоносители.
• Наконец, труба с большим диаметр потребует и увеличения толщины бетонной стяжки. Хочешь – не хочешь, но минимум 30 мм над поверхностью любой трубы придётся обеспечивать. Пусть не кажутся смешными эти «несчастные» 4–5 мм. Тот, кто занимался заливкой стяжки, знает, что эти миллиметры оборачиваются десятками и сотнями килограмм дополнительного бетонного раствора — всё зависит от площади. Тем более что для трубы 20 мм рекомендуют слой стяжки делать даже толще – порядка 70 мм над контуром, то есть она получается чуть ли не вдвое толще.

Кроме того, в жилых помещениях очень часто «идет борьба» за каждый миллиметр высоты пола – просто из соображений недостаточности «простора» для наращивания толщины общего «пирога» системы подогрева.

Увеличение диаметра трубы неизменно ведет к утолщению стяжки. А это не всегда возможно, да и в большинстве случаев – совершенно невыгодно.

Труба 20-мм оправдана, когда необходимо выполнить систему подогрева пола в помещениях с высокой нагрузкой, с большой интенсивностью движения людей, в спортзалах и т.п. Там просто из соображений повышения прочности основания приходится применять более массивные толстые стяжки, для прогрева которых требуется и большая площадь теплообмена, что как раз и обеспечивает труба 20, и иногда даже и 25 мм. В жилых же помещениях прибегать к таким крайностям – нет никакой необходимости.

Могут возразить, что для того, чтобы «продавить» теплоноситель по более тонкой трубе придется наращивать мощностные показатели циркуляционного насоса. Теоретически, так оно и есть – гидравлическое сопротивление с уменьшением диаметра, понятно, возрастает. Но как показывает практика, большинство циркуляционных насосов вполне справляются с этой задачей. Ниже будет уделено внимание этому параметру – он также увязан с длиной контура. На то и проводятся расчеты, чтобы добиться оптимальных или, по крайней мере, приемлемых, вполне работоспособных показателей системы.

Итак, остановимся на трубе именно 16 мм. Про сами трубы в этой публикации разговор вести не будем – на то есть отдельная статья нашего портала.

Какие трубы оптимальны для водяного «теплого пола»?

Далеко не все изделия подойдут для создания системы подогрева пола. Трубы вмуровываются в стяжку на многие годы, то есть к их качеству и эксплуатационным характеристикам предъявляются особые требования. Как подобрать трубы для системы водяного «теплого пола» — читайте в специальной публикации нашего портала.

Как определиться с длиной контура?

Вопрос кажется совершенно несложным. Дело в том, что в интернете можно отыскать массу рекомендаций по этому поводу – и от производителей труб, и от опытных мастеров, и от, скажем честно, абсолютных дилетантов, которые просто «передирают» информацию с других ресурсов, особо не вдаваясь в тонкости.

Так, в инструкциях по монтажу, которыми производители часто сопровождают свои изделия, можно встретить установленный предел длины контура для трубы 16 мм достигает 100 метров. В других публикациях показывается граница в 80 метров. Опытные установщики рекомендуют ограничиться длиной в 60÷70 метров.

Казалось бы, чего еще нужно?

Но дело в том, что показатель длины контура, тем более с размытым определением «максимальной длины», очень сложно рассматривать в отрыве от других параметров системы. Выложить контур «на глазок», просто чтобы не превысить рекомендуемых границ – дилетантский подход. И при таком отношении вполне можно вскорости столкнуться с глубокими разочарованиями в работе системы. Стало быть, лучше оперировать не абстрактной «допустимой» длиной контура, а оптимальной, соответствующей конкретным условиям.

А она зависит (если точнее – не столь зависит, сколько тесно взаимосвязана) от массы других параметров системы. Сюда можно отнести площадь помещения, его предназначение, расчётный уровень его теплопотерь, ожидаемую температуру в комнате – всё это позволит определиться с шагом укладки контура. И только потом можно будет судить о его получающейся длине.

Вот и постараемся «распутать этот клубок» чтобы прийти к оптимальной длине контура. А затем – проверим правильность наших расчетов.

Несколько основных требований к параметрам «теплого пола»

Прежде чем приступать к расчетам, необходимо ознакомиться с некоторыми требованиями, которым должна соответствовать система водяного подогрева полов.

• «Теплый пол» может выступать в качестве основной системы отопления, то есть полностью обеспечивать комфортный микроклимат в помещениях дома и компенсацию тепловых потерь. Другой вариант, более рациональный – он выступает в качестве «помощника» обычным радиаторам или конвекторам, принимая на себя определенную долю в общей работе системы, повышая общую комфортность в доме. В этом случае расчет должен проводиться в тесной взаимосвязи – хозяева должны заранее определиться, в каком соотношении будет работать общая система. Например, 60% берет на себя высокотемпературная система радиаторов, а остальное отдано контурам «теплого пола». Он может использоваться и автономно, например, поддерживая комфорт в помещениях в межсезонье, когда еще (или уже) нет смысла «гонять на полную» всю систему отопления.

Комплексное решение – совместное использование обычных радиаторов или конвекторов и системы «теплого пола»

• Температура теплоносителя на подаче в «теплый пол» ограничивается – максимум 55 градусов. Перепад температур на входе и в обратке должен находиться в диапазоне от 5 до 15 градусов. Нормальным считается падение на 10 градусов (оптимально желательно доводить до 5 — 7).

Обычно принимают в расчет следующие режимы работы.

Таблица режимов работы водяного «теплого пола»

Температура подачи tв, °С	Температура обратки tо, °С	Средняя температура в контуре tс, °С
55	45	50
50	40	45
45	35	40
40	30	35

• Существуют довольно жесткие ограничения по максимальной температуре поверхности «теплого пола». Перегрев полов не допускается по целому ряду причин. Это и некомфортные ощущение для ног человека, и сложности с созданием оптимального микроклимата, и возможная порча финишного покрытия.

Установлены следующие предельные значения нагрева поверхности для различных помещений:

Тип помещения или участка пола	Максимальная температура поверхности пола
Помещения и зоны длительного пребывания людей (жилые комнаты)	+ 29 °С
Помещения и зоны временного пребывания людей, ванные комнаты и душевые, там, где требуется повышенная температура воздуха (до + 25 °С)	+ 33 °С
Граничные, переходные, краевые зоны, где требуется максимальный нагрев для компенсации теплопотерь, например, от внешних стен, окон или наружных дверей.	+ 35 °С

• Перед началом расчетов желательно сразу составить примерную схему раскладки контура в помещении. Существуют две основных схемы укладки труб – «змейка» и «улитка» со множественными вариациями.

Примеры некоторых основных схем раскладки контура труб теплого пола

А – обычная «змейка»;

Б – двойная «змейка»;

В – угловая «змейка»;

Обычная «змейка» выкладывается вроде бы проще, но в ней получается слишком много поворотов на 180 градусов, что увеличивает гидравлическое сопротивление контура. Кроме того, при такой раскладке явно может ощущаться перепад температуры от начала контура к концу – это хорошо показано на схеме изменением цвета. Недостаток можно устранить укладкой двойной змейки, но такой монтаж уже выполнить сложнее.

В «улитке» тепло распределяется более равномерно. Кроме того, преобладают повороты на 90 градусы, что снижает потери напора. Но укладывать такую схему все же сложнее, особенно если нет опыта в подобных работах.

Сам контур может занимать не всю площадь комнаты – нередко трубы не прокладывают в тех местах, где планируется установка стационарной мебели.

Впрочем, многие мастера критикуют такой подход. Стационарность мебели – величина все же довольно условная, а «теплый пол» закладывается на десятилетия. Кроме того, чередование холодных и нагретых зон – явление нежелательное хотя бы с точки зрения возможного появления со временем очагов сырости. В отличие от электрических систем, водяным полам локальный перегрев из-за закрытых участков не грозит, так что с этой стороны опасений быть не должно.

Так что строгих рамок на этот счет не существует. Можно, в целях экономии материала, оставить незаполненные участки, или же проложить контур полностью по всей площади. Но если на каком-то участке планируется установка предметов мебели или сантехнических устройств, требующих крепления к полу (например, крепление унитаза дюбелями или анкерами), то это место, естественно, остается свободным от контура. Просто велика вероятность повредить трубу при установке крепежа.

Какую схему укладки контура лучше выбрать?

Более подробно о выборе схем укладки, с теоретическими обоснованиями, рассказывается в отдельной статье нашего портала «Водяной теплый пол своими руками»

• Шаг укладки труб может быть от 100 до 300 мм (обычно он кратен 50 мм, но это не догма). Меньше 100 мм выполнить нет ни возможности, ни необходимости. А при шаге более 300 мм может ощущаться «эффект зебры», то есть чередование теплых и холодных полос.

А вот какой шаг станет оптимальным – покажут расчеты, так как он тесно связан с ожидаемой теплоотдачей пола и температурным режимом системы.

• Еще одна оговорка – все последующие теплотехнические расчеты показаны для оптимальных размеров «пирога» системы подогрева пола.

Выше говорилось, что толщина стяжки минимально должна быть 300 мм над поверхностью труб. Но для обеспечения полноценного аккумулирования и равномерного распределения тепла рекомендуется придерживаться толщины в 45-50 мм (именно для трубы диаметром 16 мм).

Узнайте, как правильно сделать заливку теплого пола, выбрать смеси, приготовить раствор, а также ознакомьтесь с технологией заливки водяного и электрического теплого пола.

А чтобы выработанное тепло не расходовалось впустую на прогрев межэтажного перекрытия или иного основания «теплого пола», под трубным контуром в обязательном порядке предусматривается термоизоляционный слой. Обычно для этого используется пенополистирол с плотностью порядка 35 кг/м³ (лучше – экструдированный, как более прочный и эффективный). Минимальная толщина, обеспечивающая корректную работу «теплого пола» должна составлять:

Особенности основания «теплого пола»	Минимальная толщина термоизоляционной «подушки»
Пол по перекрытию над отапливаемым помещением, температура в котором ˃ 18 °С	30 мм
Пол по перекрытию над отапливаемым помещением, температура в котором от 10 до 17 °С	50 мм
Пол по перекрытию над отапливаемым помещением, температура в котором от 10 до 17 °С	70 мм
Пол по грунту, в том числе и в подвальных или цокольных помещениях с заглублением от уровня земли до 1500 мм.	120 мм
Пол в подвальных или цокольных помещениях с заглублением от уровня земли более 1500 мм	100 мм

Обязательное условие — система подогрева полов должна укладываться на тщательно утепленную основу, иначе тепло будет расходоваться крайне неэффективно

Все эти последние замечания были сделаны потому, что последующие расчеты будут справедливы именно для таких рекомендуемых «идеальных» условий.

Проведение расчетов основных параметров контура

Чтобы уложить контур труб с оптимальным шагом (а от этого впоследствии и будет зависеть его общая длина), необходимо для начала выяснить, какая теплоотдача ожидается от системы. Лучше всего это показывает удельная плотность теплового потока g, рассчитанная на единицу площади пола (Вт/м²). С этого и начнем.

Расчет удельной плотности теплового потока «теплого пола»

Рассчитать эту величину, в принципе, несложно – надо лишь разделить потребное количество тепловой энергии, необходимое для восполнения теплопотерь помещения, на площадь «тёплого пола». Имеется в виду не вся площадь комнаты, а именно «активная», то есть задействованная в системе подогрева, на которой будет проводиться раскладка контура.

Безусловно, если «теплый пол» будет работать в связке с обычной системой отопления, то это тоже сразу учитывается – берется лишь планируемая процентная доля от общей тепловой мощности. Например, для обогрева комнаты (восполнения теплопотерь) требуется 1.5 кВт, и при этом доля участия «теплого пола» подразумевается в 60 %. Значит, при расчете удельной плотности теплового потока оперируем значением 1,5 кВт × 0,6 = 0,9 кВт

Откуда взять показатель общей необходимой мощности для восполнения тепловых потерь? Встречается немало рекомендаций исходить из соотношения 1 кВт энергии на 10 м² площади помещения. Однако, такой подход получается уж слишком приближенным, не учитывающим массу важных внешних факторов и особенностей комнаты. Поэтому лучше провести более тщательный расчет. Не пугайтесь – с нашим калькулятором это особого труда не представит.

Калькулятор расчета удельного теплового потока «теплого пола»

Пояснения по выполнению расчета

Вначале программа запрашивает общие данные о помещении и о системе «теплого пола».

• Первым делом необходимо указать площадь помещения (участка помещения), в котором будет укладываться контур. Кроме того, если контур укладывается не полностью по всей комнате, следует указать так называемую активную площадь, то есть только того участка, который отведен «тёплому полу».
• Следующий параметр – это процентная доля участия «теплого пола» в общем процессе восполнения тепловых потерь, если его работа планируется совместно с «классическими» отопительными приборами.

Далее, запрашиваются данные, которые помогают оценить объемы тепловых потерь помещения.

• Высота потолков.
• Количество внешних стен, то есть контактирующих с улицей или неотапливаемыми помещениями.
• Свои поправки может внести тепло солнечных лучей – это зависит от расположения внешних стен относительно сторон света.
• Для местностей, где явно выражено преобладание направления зимних ветров, модно указать расположение внешних стен относительно направления ветра.
• Минимальный уровень температуры в самую холодную декаду внесет коррективы на климатические особенности региона. Важно – температуры должны быть именно нормальными, не выходящими за среднестатистические нормы для данного региона.
• Под полноценным утеплением понимается система термоизоляции, выполненная в полном объеме на основании проведенных теплотехнических расчетов. Если допущены упрощения, то следует принимать значение «средней степени утепленности».
• Соседство помещения сверху и снизу позволит оценить степень теплопотерь через полы и перекрытия.
• Качество, количество и размеры окон также напрямую влияют на общий объем тепловых потерь
• Если в помещении есть дверь, выходящая на улицу или в неотапливаемое помещение, и ею регулярно пользуются, то это лишняя лазейка для холода, которая требует определённой компенсации.

Итоговое значение удельной плотности теплового потока калькулятор покажет в ваттах на квадратный метр.

Определение оптимального теплового режима и шага укладки контура

Теперь, когда имеется значение плотности теплового потока, можно рассчитать и оптимальный шаг укладки для достижения требуемой температуры на поверхности пола, в зависимости от выбранного температурного режима системы, требуемой температуры в помещении и типа напольного покрытия (так как покрытия довольно значительно различаются своей теплопроводностью).

Не будем приводить здесь череду довольно громоздких формул. Ниже представлены четыре таблицы, в которых указаны результаты расчетов для контура с трубой диаметром 16 мм, и с оптимальными параметрами «пирога» системы, о которых говорилось выше.

Таблицы взаимосвязи величины теплового потока (g), температурного режима «теплого пола» (tв/tо), ожидаемой температуры в помещении (tк) и шага укладки труб контура, в зависимости от планируемого финишного напольного покрытия.

Таблица 1. Покрытие – тонкий паркет, ламинат или тонкий синтетический ковер.

(Сопротивление теплопередаче R ≈ 0,1 м²×К/Вт)

Средняя температура в контуре tc, °С, (температурный режим подача-обратка, tв/tо, °С)	Ожидаемая температура в помещении tк, °С	Значения величины теплового потока g (Вт/м²) и средней температуры поверхности пола tп (°С), в зависимости от шага укладки труб контура В (м)
g	tп	g	tп	g	tп	g	tп	g	tп
50 55/45	12	126	23.3	110	21.8	98	20.8	91	20.1	84	19.5
	16	113	26.1	98	24.8	88	23.9	81	23.3	76	22.8
	18	106	27.5	92	26.2	83	25.4	76	24.8	71	24.3
	20	100	28,9	97	27,8	78	27,0	72	26,4	67	26,0
	25	83	32,4	72	31,4	65	30,8	60	30,3	56	30,0
45 50/40	12	110	21,8	96	20,5	86	19,7	79	19,1	74	18,6
	16	97	24,7	84	23,5	76	22,8	70	22,2	65	21,8
	18	90	26,0	78	25,0	70	24,3	65	23,8	60	23,4
	20	83	27,4	72	26,4	65	25,8	60	25,3	56	25,0
	25	67	31,0	58	30,2	52	29,7	48	29,3	45	29,0
40 45/35	12	93	20,3	81	19,2	73	18,5	67	18,0	62	17,6
	16	80	23,1	70	22,2	62	21,6	58	21,1	54	20,8
	18	73	24,5	64	23,7	57	23,1	53	22,7	49	22,4
	20	67	26,0	58	25,2	52	24,7	48	24,3	45	24,0
	25	50	29,5	44	28,9	39	28,5	36	28,2	34	28,0
35 40/30	12	77	18,9	67	18,0	60	17,4	55	17,0	52	16,6
	16	63	21,6	55	20,9	49	20,4	45	20,1	42	19,8
	18	57	23,1	50	22,4	44	22,0	41	21,7	38	21,4
	20	50	24,5	44	23,9	39	23,5	36	23,3	34	23,0
	25	33	27,5	29	27,6	26	27,3	24	27,1	22	27,0

Таблица 2. Покрытие – толстый паркет, толстый синтетический или натуральный ковер.

(Сопротивление теплопередаче R ≈ 0,15 м²×К/Вт)

Средняя температура в контуре tc, °С, (температурный режим подача-обратка, tв/tо, °С)	Ожидаемая температура в помещении tк, °С	Значения величины теплового потока g (Вт/м²) и средней температуры поверхности пола tп (°С), в зависимости от шага укладки труб контура В (м)
g	tп	g	tп	g	tп	g	tп	g	tп
50 55/45	12	103	22,1	89	20,2	82	19,3	77	18,9	69	18,2
	16	93	24,3	80	23,2	73	22,6	69	22,2	62	21,5
	18	87	25,8	75	24,7	69	24,2	65	23,8	58	23,2
	20	82	27,3	71	26,3	65	25,8	61	25,4	55	24,9
	25	68	31,1	59	30,3	57	29,8	51	25,9	46	29,1
45 50/40	12	90	20,1	78	19,0	72	18,4	67	18,0	61	17,4
	16	80	23,1	69	22,1	63	21,6	59	21,3	53	20,8
	18	74	24,6	64	23,7	59	23,2	55	22,9	50	22,4
	20	68	26,1	59	25,3	54	24,8	51	24,5	46	24,1
	25	55	25,9	48	29,2	44	28,9	41	28,6	37	28,3
40 45/35	12	76	18,8	66	17,9	60	17,4	57	17,1	51	16,6
	16	66	21,9	57	21,1	52	20,6	49	20,4	44	19,9
	18	60	23,3	52	22,6	47	22,2	45	22,0	40	21,6
	20	55	24,9	48	24,2	44	23,9	41	23,6	37	23,3
	25	41	28,7	36	28,7	33	27,9	31	27,7	28	27,5
35 40/30	12	63	17,6	55	17,6	50	16,5	47	16,2	42	15,8
	16	52	20,6	45	20,6	41	19,7	38	19,4	35	19,1
	18	47	22,2	40	22,2	37	21,3	35	21,1	31	20,8
	20	41	23,7	36	23,7	33	22,9	31	22,7	28	22,5
	25	27	27,4	23	27,4	21	26,9	20	26,8	18	26,6

Таблица 3. Покрытие – синтетический линолеум.

(Сопротивление теплопередаче R ≈ 0,075 м²×К/Вт)

Средняя температура в контуре tc, °С, (температурный режим подача-обратка, tв/tо, °С)	Ожидаемая температура в помещении tк, °С	Значения величины теплового потока g (Вт/м²) и средней температуры поверхности пола tп (°С), в зависимости от шага укладки труб контура В (м)
g	tп	g	tп	g	tп	g	tп	g	tп
50 55/45	12	150	25,8	131	23,7	131	23,7	107	21,6	98	20,8
	16	134	28,0	118	26,5	118	26,5	96	24,6	88	23,9
	18	126	29,3	110	27,8	110	27,0	90	26,0	83	25,4
	20	119	30,6	104	29,3	104	28,5	85	27,6	78	27,0
	25	99	30,8	86	32,7	86	32,0	71	31,3	65	30,8
45 50/40	12	131	23,7	114	22,0	114	21,3	94	20,3	86	19,7
	16	115	26,3	101	25,0	101	24,2	82	23,3	79	22,8
	18	107	27,0	94	26,4	94	25,6	77	24,8	70	24,3
	20	99	29,8	86	27,7	86	27,0	71	26,3	65	25,8
	25	80	32,1	70	31,3	70	30,7	57	30,1	52	29,7
40 45/35	12	110	21,9	97	20,6	97	19,9	79	19,1	73	18,5
	16	95	24,5	83	23,4	83	22,8	68	22,1	62	21,6
	18	87	25,8	76	24,8	76	24,2	62	23,5	57	23,1
	20	80	27,1	70	26,2	70	25,7	57	25,1	52	24,7
	25	60	30,3	52	29,6	52	29,2	43	26,8	39	28,5
35 40/30	12	92	20,2	80	19,2	80	18,5	65	17,8	60	17,4
	16	75	22,7	66	21,9	66	21,3	54	20,8	49	20,4
	18	68	24,1	59	23,3	59	22,8	48	22,3	44	22,0
	20	60	25,3	52	24,6	52	24,2	53	23,8	39	23,0
	25	39	28,5	34	28,1	34	27,8	28	27,5	26	27,3

Таблица 4. Покрытие – керамическая плитка, керамогранит, натуральный камень и т.п.

(Сопротивление теплопередаче R ≈ 0,02 м²×К/Вт)

Средняя температура в контуре tc, °С, (температурный режим подача-обратка, tв/tо, °С)	Ожидаемая температура в помещении tк, °С	Значения величины теплового потока g (Вт/м²) и средней температуры поверхности пола tп (°С), в зависимости от шага укладки труб контура В (м)
g	tп	g	tп	g	tп	g	tп	g	tп
50 55/45	12	202	30,0	176	27,7	164	26,6	142	24,7	128	23,4
	16	181	32,2	158	30,1	147	29,1	128	27,4	115	26,3
	18	170	33,2	148	31,2	138	30,3	120	28,7	108	27,6
	20	160	34,3	140	32,5	130	31,6	113	30,1	102	29,1
	25	133	36,9	116	35,4	108	34,6	94	33,4	85	32,6
45 50/40	12	176	27,7	154	25,8	143	24,8	124	23,1	112	22,0
	16	181	29,8	136	28,1	126	27,3	110	25,8	99	24,8
	18	144	30,8	126	29,3	117	28,4	102	27,1	92	26,2
	20	133	31,9	116	30,4	108	29,6	94	28,4	85	27,6
	25	107	34,6	94	33,4	87	32,8	76	31,8	68	31,1
40 45/35	12	149	25,3	130	23,6	121	22,8	105	21,4	95	20,5
	16	128	27,4	112	26,0	104	25,3	90	24,0	82	23,3
	18	117	28,4	101	27,1	95	26,5	82	25,3	74	24,6
	20	107	29,6	94	28,4	87	27,8	76	26,8	68	26,1
	25	80	32,1	70	31,3	65	30,8	57	30,1	51	29,6
35 40/30	12	123	23,0	108	21,6	100	20,9	87	19,8	78	19,0
	16	101	25,0	88	23,9	82	23,3	71	22,3	64	21,7
	18	91	26,1	80	25,1	74	24,6	64	23,7	58	32,2
	20	80	27,1	70	26,3	65	25,8	57	25,1	51	24,6
	25	53	29,7	46	29,1	43	28,8	37	28,3	34	28,0

Пользоваться таблицей несложно. Она позволяет сравнить несколько возможных вариантов, исходя из рассчитанного значения плотности теплового потока, и выбрать оптимальный. Обратите внимание – в таблице указывается еще и температура на поверхности «теплого пола». Как уже говорилось выше, она не должна превышать установленных значений. То есть это становится еще одним важным критерием выбора варианта.

Например, требуется определить параметры системы тёплого пола, который должен обеспечивать нагрев в помещении до 20 °С, с плотностью теплового потока 61 Вт/м². Напольное покрытие – ламинат.

Входим в соответствующую таблицу и ищем возможные варианты.

• При температурном режиме 55/45 — шаг укладки 300 мм, температура поверхности пола около 26 °С. Все в пределах допустимой нормы, но все же по верхнему пределу. То есть не самый лучший вариант.
• При режиме 50/40 — шаг укладки 250 мм, температура поверхности – 25,3 °С. Уже значительно лучше.
• При режиме 45/35 — шаг укладки 150 мм, температура поверхности 25,2 °С.
• И при режиме 40/30, как видно, такого соотношения плотности теплового потока и температуры в помещения создать не получается.

Вот и остаётся выбрать оптимальный, наиболее устраивающий вариант. Но при этом важно не упускать из внимания еще одно важное обстоятельство. Температурный режим системы должен быть единым на одном насосно-смесительном узле и коллекторной группе. А к такому узлу могут подключаться сразу несколько контуров. То есть при планировании системы для нескольких помещений (или дня нескольких контуров в одной комнате) это обязательно принимается в расчет.

Определение длины контура «тёплого пола»

Если с шагом укладки контура есть определенность, то несложно просчитать и его длину. Поможет в этом размешенный ниже калькулятор. В программу вычислений уже заложен коэффициент, учитывающий изгибы труб. Кроме того, калькулятор одновременно выдает еще и значение общего объема теплоносителя в контуре – тоже немаловажная величина для последующих этапов проектирования всей системы.

Калькулятор расчета длины контура водяного «теплого пола»

Важен еще один нюанс. Иногда на отдельных участках делают уплотнение шага укладки. В таком случае для этих участков можно просчитать длину трубы отдельно (исходя из площади), а потом просто просуммировать результаты.

Проверяем остальные эксплуатационные параметры контура

Определение падения напора в рассчитываемом контуре

Чтобы система теплого пола работала эффективно, поддавалась корректной настройке, необходимо в контурах обеспечивать падение давления (иными словами – гидравлическое сопротивление) не более чем на 20 кПа (0,02 МПа или 0,2 бар). Это – верхний предел, а в идеале следует стремиться и даже к более низкому показателю – порядка 15 кПа.

То есть рассчитанную длину контура следует проверить и на это соответствие. Но при этом принимается в расчет не только длина самой трубы, но еще и повороты. Причем, изгибы на 180 градусов (свойственные «змейке») дают гораздо большее сопротивление, чем на 90 градусов (преобладающие в «улитке»).

Надо полагать, раз определились с шагом, то можно уже более точно составить и схему раскладки контура. То есть количество поворотов просчитать нетрудно. Ну а потом – воспользоваться нашим калькулятором.

Калькулятор определения гидравлического сопротивления контура теплого пола

Если рассчитанное значение получилось меньше рекомендуемого предела, то длина контура — вполне устраивает.

Кстати, при подключении нескольких контуров к одному коллектору, если они немного различаются длиной, именно применением схем укладки «улитки» или «змейки» можно примерно выровнять их гидравлическое сопротивление. Так система станет проще в отладке – разброс потерь напора в контурах на одной гребенке стараются выдерживать минимальным.

Определение расхода теплоносителя в контуре и скорости потока

Теперь осталось проверить, каковы будут показатели расхода теплоносителя в контуре и, соответственно, его скорости.

Расход – это тот объем теплоносителя, который должен пройти в единицу времени через контур, чтобы обеспечить «доставку» требуемого количества тепловой энергии. Определившись с ним, и зная геометрические параметры трубы, несложно найти скорость потока.

Скорость потока теплоносителя необходимо выдерживать в диапазоне от 0,15 до 1 м/с. Слишком маленькая скорость приведет к тому, что жидкость будет попросту быстро остывать в трубах, не завершив цикла циркуляции, и работа теплого пола станет неэффективной, с явным чередованием теплых и остывших зон. С чрезмерным ростом скорости резко возрастает гидравлическое сопротивление, повышаются нагрузки на циркуляционный насос.

Многие мастера рекомендуют вообще ограничиваться скоростью до 0,5 м/с, мотивируя это тем, что при больших показателях может появиться шум, особенно на зауженных штуцерах соединительных фитингов. Это нельзя считать обязательным требованием, но прислушаться к нему не помешает.

Подсчитать обе величины поможет расположенный ниже калькулятор.

Обратите внимание – одной из исходных величин является перепад температур на подаче и обратке коллектора. Хотя мы выше говорили о температурных режимах с «дельтой» в 10 градусов (что вполне допустимо), стремиться желательно к 5÷7 градусам. Так, без изменения средней температуры в контуре, его работа станет наиболее эффективной, экономичной, прогрев поверхности получится полностью равномерным.

Калькулятор расчета расхода теплоносителя в контуре и скорости потока

Если все полученные значения нас устраивают, то можно считать расчеты длины контура и его основных параметров законченными.

Итак, подведем итог.

Как видно, рассматривать длину контура труб «теплого пола» абстрактно, в отрыве от других параметров системы – невозможно. Все должно основываться на расчётах, на рассмотрении оптимальных вариантов, причем с увязкой с другими контурами и с, возможно, планируемыми иными приборами отопления.

Показанная методика проведения вычислений вовсе не претендует на «научность» и «безупречность». Но со вполне допустимой погрешностью хозяин дома или квартиры, затеявший установку водяного «теплого пола» из трубы 16 мм, сможет определиться с основными параметрами системы, теоретически проверить ее работоспособность.

Ну а окончательную «доводку» и балансировку каждого контура все равно придется проводить в обязательном порядке, уже используя регулировочные элементы смесительного узла и коллектора.

В дополнение к статье предлагаем посмотреть интересный видеосюжет – возможно, он поможет разобраться с оставшимися неясностями.

Видео: Важная информация об оптимальных параметрах контуров теплого пола