Радиаторы и теплые полы, несмотря на то, что температурные параметры теплоносителя в них ощутимо отличаются, часто объединяют в одну систему.
Очень часто для создания комфортных условий в доме для его обогрева используют на первом этаже (в просторной гостиной, в холле или на кухне) систему теплых полов, а на верхних этажах (на мансарде или втором этаже, где обычно находятся спальни) – традиционные радиаторы.
Такая комбинация обогревающего оборудования позволяет в полной мере использовать преимущества теплого пола в помещениях первого этажа, на полу которых иногда укладывают каменную или керамическую плитку, а в спальнях, благодаря низкой инерционности радиаторов на сигналы системы управления, температуру можно легко менять в зависимости от потребностей (снижать на ночь и в дневное время, когда никого нет дома, повышать вечером и утром).
Только теплого пола недостаточно
Температура пола не должна быть слишком высокой (это плохо влияет на человеческий организм), поэтому мощность системы теплого пола не может быть слишком большой. По этой причине удельная мощность теплого пола может снижаться до 80 Вт/м². Такой мощности может оказаться недостаточно для обогрева помещений, у которых высокие теплопотери, например, с высокими потолками, очень большими окнами, плоской крышей, несколькими внешними стенами.
Проблемы могут возникнуть также в маленьких помещениях, например, в тесной ванной, в которой после облицовки ванны или душевой кабины остается лишь небольшой участок, на котором можно уложить теплый пол.
Монтаж системы водяных теплых полов связан с выполнением дополнительного слоя стяжки толщиной минимум 4-5 см и, как следствие, значительного увеличения веса перекрытия. Это может стать причиной, из-за которой придется отказаться от теплых полов на верхних этажах. Это в первую очередь относится к ремонтируемому дому, перекрытие которого не рассчитано на значительную нагрузку и не является достаточно прочным.
Дополнительно к радиаторам
Иногда основным источником тепла в доме являются радиаторы, а система теплых полов оказывается всего лишь дополнением, позволяющим подогревать отдельные участки пола, например, в местах, выложенных плиткой.
В этом случае в каждом отдельном контуре теплого пола монтируют термостатический клапан, снижающий температуру воды, возвращающейся из системы. Термостатическая головка реагирует на изменения этой температуры (а не температуры в помещении, как это происходит у радиаторных клапанов), и в случае превышения ею заданных параметров перекрывает клапан, делая невозможным проток воды через теплообменник.
Кроме традиционных клапанов, которые из эстетических соображений помещают в распределительный шкаф, существуют также специальные клапаны, предназначенные для монтажа в настенных боксах. Они имеют конструкцию, обеспечивающую легкое подключение к контуру радиаторного обогрева. В боксе смонтирован также клапан обезвоздушивания. Такой бокс рекомендуется использовать, если теплый пол находится далеко от коллектора, а рядом проложены трубы (подающая и обратная) к радиаторам. Такой способ подсоединения теплого пола возможен, если площадь участка, на котором уложен теплообменник, не превышает 15 м².
Это связано с величиной создаваемого гидравлического сопротивления через теплообменник, которое не должно быть намного больше сопротивления, создаваемого радиаторами. Преимуществом этого решения является простота и невысокая стоимость монтажа.
Система теплого пола – основная
Если теплые полы используются в качестве основного источника тепла, то для обеспечения правильной работы и четкой регулировки в зависимости от изменений температуры следует применять более сложные решения. В этом случае система отопления состоит из двух отдельных, функционирующих параллельно подсистем: одна – питающая радиаторы, вторая – контуры теплого пола. Каждая из них должна быть оснащена отдельным циркуляционным насосом.
Для снижения температуры воды (теплоносителя) в системе теплого пола используется трехходовой смесительный клапан. Им управляет блок погодной автоматики, поэтому клапан не только снижает температуру теплоносителя, но также автоматически регулирует мощность обогрева в зависимости от потребности в тепле.
Мощность радиаторов регулируется с помощью установленных на радиаторах клапанов с термостатической головкой. Проток через них автоматически увеличивается при снижении температуры в помещении. Если же наружная температура увеличивается до уровня, когда теплые полы могут самостоятельно обеспечить необходимую температуру в помещении, термостатические головки закрывают клапаны на радиаторах. Поэтому в контуре радиаторов необходимо использовать решение, которое блокирует включение циркуляционного насоса при закрытых клапанах, когда проток теплоносителя перекрыт.
Лучше всего использовать циркуляционный насос с электронным регулированием оборотов. Его производительность автоматически регулируется в зависимости от гидродинамического сопротивления. При увеличении температуры в помещении термостатические клапаны на радиаторах закрываются, и в системе отопления возрастет давление. Это повлечет за собой автоматическое снижение скорости вращения ротора насоса. Дополнительным преимуществом такого решения является снижение потребления электроэнергии насосом – насос не работает, когда в этом нет необходимости.
Независимо друг от друга
Если в одной части дома будет смонтирован только теплый пол, а в другой – только конвекционные радиаторы, можно использовать одно из описанных выше решений. Однако с точки зрения гидравлики и, в первую очередь, обеспечения комфорта, в больших домах более эффективным вариантом будет разделение системы на два независимых контура. Это, безусловно, более дорогое решение, но если есть желание иметь эффективно функционирующую систему, нужно быть готовым к дополнительным расходам. Упрощение системы с целью экономии обычно приводит к проблемам, возникающим во время ее эксплуатации.
В котельной установлены коллекторы, то есть участки труб большего диаметра, чем остальные трубы системы. От них идут ответвления к отдельным контурам. Благодаря большему диаметру коллектора скорость протока воды в нем ниже. Это позволяет легче и с большей точностью отрегулировать скорость потока в каждом контуре. С помощью трехходовых смесительных клапанов независимо друг от друга регулируется температура воды в радиаторах и в системе теплых полов.
В помещениях с радиаторами (например, в спальнях) можно запрограммировать снижение температуры в одно время дня, а в помещениях, в которых смонтированы теплые полы (например, в гостиной или на кухне) – в другое.
Чтобы была возможность автономно регулировать температуру в частях дома, которые используются в разное время или например, в доме, в котором проживают представители разных поколений семьи и есть отделенные помещения для бабушки и дедушки, систему можно разделить на большее количество контуров.
Такие решения можно использовать и в системах, работающих совместно с котлами без плавного регулирования мощности, в которых ограничены возможности изменения температуры воды, выходящей из котла. Благодаря автоматике, управляющей трехходовым смесительным клапаном, в систему отопления всегда будет подаваться вода, температура которой соответствует актуальной потребности в тепловой энергии, а котел постоянно будет работать с наиболее высоким КПД.
Саморегулирование систем отопления
Высокая тепловая инерционность затрудняет регулирование температуры в помещении с системой теплых полов. Прежде чем сигнал об изменении температуры в помещении вызовет рост или снижение температуры пола, как правило, проходит около десяти минут.
В некоторой степени это компенсирует такое явление как саморегулирование. Оно заключается в том, что вместе с повышением температуры в помещении снижается разница температур пола и воздуха, а вследствие этого уменьшается теплоотдача системы теплого пола.
Из-за уменьшения теплоотдачи системы снижается отбор энергии у теплоносителя и поэтому разница его температур – на входе и выходе из системы – снижается. Даже если температура теплоносителя на входе не снижается, из-за повышения его температуры на выходе из системы теплых полов потребление тепловой энергии от котла уменьшается.