Напольное отопление Uponor

Напольное отопление Uponor представляет собой низкотемпературную систему, которая использует в качестве источника тепла поверхность пола. Для правильного монтажа такой системы требуются практические навыки и хорошее знание принципов ее работы.

Несмотря на использование одних и тех же источников тепла, напольное отопление значительно отличается от радиаторного, прежде всего, способом распределения тепла.

Особенности и преимущества системы водяного теплого пола:

  • В роли источника тепла выступает вся поверхность пола. Традиционные отопительные приборы отсутствуют, за счет чего появляется возможность более рационального использования площади помещения;
  • Невысокая температура теплоносителя (примерно +25…45°С);
  • Благоприятное исходя из физиологии человека и равномерное распределение по высоте температуры в помещении;
  • Возможность использования разнообразных покрытий для пола (керамика, камень или дерево);
  • Для подогрева воды может использоваться практически любой источник энергии (начиная от отопительных котлов, работающих на электричестве, газе, угле или мазуте и заканчивая источниками тепла неконвективного типа — тепловыми насосами, геотермическими источниками или солнечными коллекторами);
  • Высокая гигиеничность за счет многократного снижения содержания пыли в воздухе, а вместе с ней и бактерий, часто вызывающих различные болезни;
  • В помещении создается высокий уровень теплового комфорта за счет влияния теплового излучения, благоприятного для человека;
  • Значительная экономия тепловой энергии – до 20…30% в жилых зданиях, а при высоких потолках в помещении (в выставочных павильонах, спортзалах, церквях и т.п.) экономия может достигать 50%!
  • Создание в помещении оптимальной влажности воздуха;
  • Напольное отопление, в отличие от радиаторов, разогревающихся до +70°С, не вызывает положительную ионизацию воздуха, которая оказывает неблагоприятное влияние на здоровье людей;
  • Повышению комфорта способствует также отсутствие вблизи от человека источников значительного теплового излучения;
  • Предельная температура поверхности пола в помещениях с постоянным пребыванием людей составляет +29°С (согласно европейских норм), средняя температура в течение отопительного периода колеблется в пределах +23…24°С.

Вертикальное распределение температур в помещении а) идеальное распределение температуры в помещении б) напольное отопление

 

При использовании напольного отопления около 70% тепла выделяется в виде теплового излучения, легкого и приятного, не способствующего поднятию в воздух пыли. За счет чего это происходит? Средняя температура поверхности пола в помещении при температуре воздуха 20°С составляет 23…24°С, то есть разница температур не превышает 3…4°С. В случае применения радиаторного отопления, температура радиатора составляет 50…60°С, а разница температур – 30…40°С. Из-за большого перепада температур происходит сильная конвекция воздуха, пыль отрывается от поверхности пола и поднимается вверх.

При использовании напольного отопления уменьшается естественное движение воздуха, а следовательно, и приток в помещение наружного воздуха. Такую особенность часто считают причиной отсыревания стен и появления на них плесени, тогда как истинная причина таких неприятных явлений заключается в отсутствии естественной вентиляции. С целью экономии тепла, многие выбирают герметичные окни и двери с эффективным уплотнением. Даже при наличии в таких помещениях встроенной вентиляционной системы, не будет обеспечен необходимый воздухообмен из-за отсутствия притока наружного воздуха (при использовании радиаторного отопления такое явление также будет наблюдаться).

При водяном напольном отоплении возможности произвольной расстановки мебели ничем не ограничиваются. Такой тип отопления позволяет применять покрытие пола любого типа – линолеум, дерево, кафельную плитку и т.п.

Несмотря простоту монтажа труб для отопления из полимерных материалов при устройстве систем напольного отопления, на монтажников ложится высокая ответственность, поскольку все трубопроводы заливаются бетоном, и исправить допущенные ошибки не представляется возможным.

От конструкции системы в полной мере зависит ее эффективность, поэтому проектировщик, как и монтажник, в равной степени несет ответственность за правильное исполнение системы в соответствии с требованиями изготовителя.

Отопительная труба Uponor -pePEX Q&E

Труба для отопления Uponor -pePEX Q&E обладает антидиффузионным барьером, который выполнен из PVOH (поливинилового спирта) согласно стандарта DIN 4726. Поверх антидиффузионного покрытия наносится защитный слой из PEX, который защищает от повреждений трубу при монтаже системы напольного отопления. Труба для отопления Uponor -pePEX Q&E подходит для выполнения соединений Uponor Quick&Easy.

 

Вид трубы Внешний диаметр x толщ. стенки, мм Внешний диаметр, мм Объем, л/100 м Длина, м
Uponor -pePEX 6 бар, 60°C 17 x 2,0 13,00 13,0 120, 240, 640
Uponor -pePEX 6 бар, 60°C 20 x 2,0 16,00 19,7 120, 240, 480
Труба Uponor -pePEX Q&E

Полы из бетонного раствора

В системе напольного отопления бетонные полы рассматриваются как „мокрый” тип исполнения системы. Весьма важно следить, чтобы в слое бетона, особенно вокруг отопительных труб, не образовывались пузырьки воздуха.

Минимальная толщина защитного слоя бетонного раствора над отопительными трубами должна быть 30 мм, а максимальная — 70 мм.

Наиболее простым и экономичным методом монтажа трубопроводов напольного отопления является крепление к арматурной сетке. Максимальный шаг креплений принимается 750 мм. Арматурная металическая сетка должна быть закреплена к конструкции перекрытия, а не к слою изоляционного материала, расположенному под ней.

Сечение пола с креплением труб к металической сетке

 

Тип здания Максимальная нагрузка на пол (кН/м2) по норме DIN 1055
жилые здания 1,5
офисные здания 2,0
здания здравоохранения и школы 3,5
библиотеки, гимназии, танцевальные залы, спортивные залы, костелы
и общественные здания , пекарни, производственные мастерские, фабрики,
въезды и рампы для автомашин для полной нагрузки до 2,5 т и т.п.
5,0

КОНСТРУКЦИЯ ПОЛА

При устройстве полов всех типов особо важное значение наряду с прочностными характеристиками имеет величина потерь тепла и звукопроницаемость.

Обычная теплоизоляция, выполненная из пенопласта (сертифицированная по звукопоглощению) может выдержать нагрузку 20…36 кг/м2, (пенопласт марок от PS20 до PS30). Прочие виды теплоизоляции, обладающие достаточным звукопоглощением, выдерживают величину нагрузки не более 5 кг/м2.

Напольное водяное отопление соответствует общим требованиям, которые предъявляются к отопительным системам современных зданий практически всех типов и конструктивных решений. Проект может быть разработан применительно к специальным конструктивным требованиям.

Согласно классификации EN 1264, в зависимости от расположения нагревательных петель в конструкции пола системы напольного водяного отопления подразделяют на три типа: A, B и C.

При использовании наливных бетонных или ангидритовых полов, которые в настоящее время часто применяются в новостройках, напольное отопление устраивается по «мокрому» методу, то есть нагревательные петли расположены непосредственно в толще бетона (тип системы A и C).

В случае, когда такое решение невозможно применить из-за технических причин (к примеру, в зданиях старой постройки, в которых строительные конструкции не рассчитаны на слишком высокую массу пола), используется «сухой» метод. Отопительные трубы размещают в слое теплоизоляции пола. За счет этого уменьшается толщина слоя бетона и общая толщина конструкции пола (тип системы B).

Для справки: немецкой норме DIN 4725 соответствует европейская норма EN 1264.

Сечение пола с креплением труб к металической сетке

 

ИЗОЛЯЦИЯ ПЕРЕКРЫТИЯ С НАПОЛЬНЫМ ОТОПЛЕНИЕМ

Конструкция предлагаемых слоев изоляции отвечает требованиям нормы DIN 18560, часть 2, параграф 3.3.

Изоляция бетонного перекрытия с бетонным полом для напольного отопления.

Плавающие деревянные полы

Полы такого типа обычно устраивают по деревянным балкам перекрытия. В пространстве между балками располагается слой теплоизоляционного материала толщиной 0.1 м, предотвращающий потери тепла через перекрытие. Поперек несущих балок прикреплены деревянные рейки.

В таких полах не используется бетонный раствор. Для правильного распределения потоков тепла, петли нагревательных труб укладывают на алюминиевые листы, а сверху монтируют доски пола.

При использовании напольного отопления, толщина слоя древесины, укладываемого на основании, не должна быть более 15 мм. Толстый слой древесины обладает слишком большим сопротивлением теплопередаче, что повышает инертность системы отопления и ограничивает возможности эффективного регулирования температуры в помещении.

Деревянный плавающий пол

НАГРЕВАТЕЛЬНЫЕ ПЛАСТИНЫ

Нагревательные листы из алюминия используются для равномерного распределения тепла от отопительных труб по поверхности пола. В середине нагревательного листа расположен желоб, в который вставляют трубу для отопления. При использовании слишком маленького количества алюминиевых листов не обеспечивается достаточно эффективное распределение тепла.

Плавающие полы

Возможна установка водяного напольного отопления на бетонном перекрытии с использованием пенопластовых панелей, в которых вырезаны отверстия для отопительных труб и излучающих алюминиевых листов. Такую конструкцию допускается использовать для полов всех типов.

Деревянный плавающий пол

Укладка нагревательных петель

При проектировании схемы раскладки нагревательных петель с укладкой в меандр, следует направлять более горячий подающий поток воды к зонам потенциального холода (к наружным стенам и др.) Ориентируясь по наружной стене, где потери тепла более высокие, в случае укладки отопительных труб улиткой обеспечивается одинаковая температура в любом месте нагреваемой поверхности. Таким образом, такая система обеспечивает наиболее высокий термический комфорт. На размещенных ниже рисунках показаны рекомендуемые места крепления петель.

Укладка петли в меандр
Укладка петли улиткой

В связи с ограниченным минимальным радиусом изгиба труб, укладку в меандр рекомендуется использовать только при расстоянии между соседними трубами не менее 300 мм. При меньшем расстоянии между трубами, необходимо укладывать нагревательные петли улиткой, так как при таком способе угол изгиба отопительных труб не превышает 90°.

Наименьший радиус изгиба труб для отопления Uponor -pePEX размером 20×2.0 мм составляет rmin = 100 мм.

Граничные зоны располагаются в местах с большей потребностью в тепле, к примеру, возле наружных стен и окон. Ширина граничной зоны может быть не более 1 м.

ИНТЕГРИРОВАННАЯ ГРАНИЧНАЯ ЗОНА

Расстояние труб: в граничной зоне: 75,150 мм; в зоне пребывания: 150-300 мм.

Укладка петли в меандр, укладка петли улиткой.

ОТДЕЛЕННАЯ (ОТДЕЛЬНАЯ) КРАЕВАЯ ЗОНА

Расстояние между трубами в краевой зоне: 75, 150 мм; в зоне пребывания: 150-300 мм.

Отделенная (отдельная) краевая зона

 

ПОЛОВОЙ РАСТВОР

Для выполнения стяжки пола может быть использован цементный или гипсовый раствор либо специальные самовыравнивающиеся массы (к примеру, цементный раствор с добавлением пластичных модификаторов).

Кроме выполнения требований действующих стандартов (для Германии – DIN 18560), следует также руководствоваться указаниями, приведенными в инструкциии производителя.

Толщина пола принимается в зависимости от расчетных нагрузок.

Для обеспечения равномерности распределения температуры по поверхности пола, стяжка должна быть толщиной не менее 65 мм, с учетом требований государственных строительных норм и правил.

Сечение пола при напольном отоплении

Распределители

При монтаже систем отопления используется следующий принцип: сверху подающий распределитель, снизу — возвратный.

Распределители для систем напольного отопления изготавливаются сечением 1″ из латуни. Они выполняются в виде сегментов, оборудованных двумя (или тремя) отводами, которые произвольным образом можно объединять в один полный распределитель или отдельные комплекты распределителей, имеющие от 2 до 12 отводов.

Подающий распределитель оборудован встроенными регулирующими клапанами для каждой из нагревательных петель. По заказу можно установить на каждый из таких клапанов сервомотор, который управляется от комнатного термостата.

В возвратный коллектор встроен компенсационный клапан регулировки расхода (другое название — начальная настройка) для каждого подключенного змеевика, что дает возможность обеспечить точную гидравлическую регулировку системы.

В заглушке встроен патрубок, предназначенный для заполнения системы водой, а также имеется возможность установить ручное или автоматическое регулирование.

Перед подключением к каждому распределителю следует устанавливать запорные клапаны. Для этого можно использовать прямые или угловые шаровые краны типа WGF Uponor или любые другие клапаны, предназначенные для систем центрального отопления.

Коллектор для напольного отопления Uponor тип WGF
Коллектор с автоматикой и смешивающей системой

 

Общие принципы проектирования систем напольного отопления Uponor

Перед началом проектирования следует рассчитать необходимую тепловую мощность отдельных помещений, чтобы определить расчетную теплопроизводительность всей системы отопления.

Методика проектирования систем напольного отопления имеет отличия от проектирования стандартной системы отопления при помощи радиаторов. При выполнении расчета радиаторной системы принимаются параметры теплоносителя (к примеру, 80/60°C), после чего подбирается радиатор с необходимой площадью поверхности нагрева исходя из ранее определенной потребности в тепле для данного помещения.

Проектирование системы напольного отопления ведется по обратному принципу – для имеющейся площади поверхности нагрева (т.е. пола) рассчитывают необходимые параметры теплоносителя согласно потребности в тепле для данного помещения и термического сопротивления конструкции пола для принятой в расчете величины перепада температур.

Расчет напольного отопления — система Uponor

Условиями правильного проектирования системы напольного отопления являются:

Соблюдение стандарта PN-91/B-02020 — Теплозащита зданий.

Расчет потребности в тепле согласно стандарту EN ISO 6946 (условно, согласно немецкой норме DIN 4701) — QN.

Расчет потребности в тепле для данного помещения уменьшенной на величину потерь тепла через пол QPd. Q = QN — QPd

Расчет теплопотока для данного помещения:

APd — поверхность пола в помещении [м2]

 

Следует учитывать, что нагретая поверхность пола отдает также примерно 10% тепла в направлении вниз. Этот поток тепла необходимо учитывать при подсчете общего расхода теплоносителя в системе отопления и при выборе источников тепла.

Для помещений, отличающихся особо высокими потребностями в тепле (вызванными большой площадью окон и внешних стен), можно предусмотреть береговую зону, позволяющую соблюдать граничные значения.

Далее, согласно представленной ниже таблицы, следует определить шаг прокладки отопительных петель в зависимости от q [Вт/м2].

Правильный выбор расстояния между отопительными трубопроводами позволяет индивидуально подбирать для каждого помещения единичные потребности в тепле.

 

Потребность в тепле [Вт/м2] Расстояние между в петле [мм] Необходимое количество трубы [м/м2] Зона применения
oк. 100 75 13,3 ванные береговые зоны
90-100 150 6,6 зоны пребывания
75-90 225 4,4 зоны пребывания
≤75 300 3,3 зоны пребывания

 

Расстояние между отопительными трубопроводами 75 мм не рекомендуется из-за проблем с изгибом труб для отопления.

Далее, используя показатели для отдельных расстояний, нужно рассчитать длину отопительной петли. Предельная длина петли не может превышать 100÷120 м.

После этого, следует выполнить гидравлические расчеты отопительной системы с помощью расчетных программ, предлагаемых Uponor (Польша).

При расчетах напольного отопления необходимо принимать ΔT = 5÷10 K.

При проектировании систем напольного отопления следует выполнять следующие требования:

Наибольшая допустимая температура поверхности пола в зонах постоянного пребывания не должна превышать: tPdmax = 29°C

Наибольшая допустимая температура поверхности пола в береговой зоне не должна превышать: tPdmax = 35°C

Наибольшая допустимая температура поверхности пола в ванной не должна превышать: tPdmax = tw + 9K.

В случаях, когда через отапливаемое частично или подверженное воздействиям низких температур помещение (к примеру, вестибюль) проходит большое количество трубопроводов, необходимо выполнить их теплоизоляцию для уменьшения отопительной мощности пола этого помещения.

Отапливаемые поверхности пола и прочие дополнительные источники отопления размещают таким образом, чтобы удовлетворить расчетные потребности в тепле для помещений с обогреваемыми полами QN. Отклонение от расчетных потребностей в тепле согласно стандарта DIN 4701 (Часть 1) допускается только в связи с потерями тепла подогреваемой поверхностью пола вниз, которые не учитываются при расчетах. В случаях, когда тепловая мощность поверхности пола, включая береговую зону, не перекрывает потребность в тепле QN, оставшуюся потребность QPoz следует покрыть за счет дополнительных источников тепла.

Если мебель занимает более 30% поверхности пола в отапливаемом помещении, необходимо учитывать снижение отопительной мощности.

При использовании нагревающихся растворов, которые содержат гипс, предельная температура для пола типа A допускается не более 50°C, а для пола типа B – не более 55°C. В случаях, когда выравнивающая масса для полов типа C содержит гипс, предельная температура питания пола может быть установлена не более 50°C.

Подбор предварительной настройки на распределителе типа Uponor

Системы напольного отопления Uponor, подобно любым другим отопительным системам, нуждаются в гидравлическом равновесии. С этой целью необходимо выполнить предварительную настройку с помощью клапанов, расположенных на обратном коллекторе.

Пример подбора начальных параметров на обратном распределителе

Данные:

Полный расход: Q = 0,3 л/сек., длина петли = 70 м; расход теплоносителия в наиболее длинной петле = 0,5 л/сек.

Расчеты:

Находим в номограмме потерю давления для наиболее длинной петли = 0,065 кПа/м, полная потеря для петли; 0,065 х 70 = 4,5кПа.

Для расхода 0,05 л/сек. при полном открытии (позиция 5) потерю давления на распределителе находим по графику, она = 2,2 кПа. Полная потеря для этой петли составляет 4,5 + 2,2 = 6,7 кПа.

Для следующей петли с расходом 0,04 л/сек. по номограмме находим потерю 0,044 кПа/м, для петли длиной 55 полная потеря составляет 2,4 кПа.

Для этой петли следует сопоставить следующие значения давления 6,7 ?2,4 = 4,3 кПа, для этого значения и расхода 0,04 л/сек. получаем значение позиции для этой петли ; 3,0 (количество отвернутых оборотов от позиции закрытого клапана).

Номограмма подбора предварительной настройки на возвратном коллекторе