В данной статье рассмотрим самый важный для нас вопрос: чем отличается водяной обогрев пола от других типов отопления?

На основе традиционно сложившейся классификации систем обогрева помещений, вначале мы сравним напольную  систему отопления (водяной обогрев пола)  с конвективными системами (радиаторы отопления, тепловентиляторы, масляные обогреватели), а затем проведем сравнение теплых полов водяных с электрическими. Здесь и далее мы употребляем термины «обогрев» и «отопление» как синонимы (в смысле компенсации теплопотерь помещений здания), предполагая достаточную теплоизолированность помещения, в особенности снизу и сверху. Также мы сознательно не рассматриваем системы отопления теплыми стенами/теплым потолком, оставляя этот вопрос для дальнейших публикаций.

Итак, что же являет собой водяной обогрев пола? Конструктивно водяной теплый пол представляет из себя уложенную между полом и напольным покрытием сеть мини-трубопроводов с циркулирующей по ним нагретой жидкостью — теплоносителем. В качестве такового может выступать раствор этиленгликоля или антифриз, но чаще всего используется обыкновенная вода, которая имеет высокое теплосодержание на единицу объема и может нагреваться различными источниками энергии (электричество, нефть, газ, уголь и др.), а кроме того, чиста, нетоксична и всегда доступна, в том числе и по цене.

Тепло передается от теплоносителя материалу, который окружает трубы контуров водяного теплого пола. Таким материалом может быть бетонная стяжка (с наполнителем или без такового), песок, алюминиевые или деревянные пластины (в зависимости от решаемых задач). Для того, чтобы тепло не шло вниз, на черновой пол укладывается слой теплоизоляции (как правило, из экструдированного пенополистирола). Толщина его может составлять от 20 до 50 мм, в зависимости от отопительной нагрузки в помещении, а также типа системы теплого водяного пола.

Затем тепло передается напольному покрытию, в роли которого может выступать практически любой популярный тип пола. И хотя каждое чистовое покрытие имеет свой коэффициент теплового сопротивления, зависящий от типа материала (от 0,02 м2•К/Вт для керамической плитки и мрамора до 0,15 м2•К/Вт для паркета и ковролина), всегда можно подобрать его толщину и рассчитать оптимальное значение температуры подаваемого теплоносителя. Далее от нагретой водяным полом поверхности тепло поднимается вверх, отапливая все помещение.

Различное распределение тепла в помещении при разных способах обогрева

Обширная теплоотдающая поверхность обеспечивает большое количество излучаемого тепла, которое незамедлительно распространяется к окружающим предметам. При этом в сравнении с другими обогревательными системами (например, радиаторным отоплением), в которых используется тот же теплоноситель (вода), напольное отопление характеризуется совершенно иным способом распределения тепла. И здесь мы приходим к наиболее важному отличию от конвективных способов обогрева  водяной обогрев пола, благодаря участию всей поверхности пола в эмиссии тепла, обеспечивает исключительно равномерное горизонтальное распределение температур и близкое к идеальному вертикальное распределение (т. е. отсутствуют зоны перегрева и холодные зоны). В помещениях создается наиболее оптимальный климат: температура пола колеблется в пределах 22–25 °C, а температура воздуха на уровне головы составляет 19–22 °C (см. рисунок).

При радиаторном отоплении доля теплоотдачи за счет конвекции составляет 80-100%, перегретый воздух поднимается вверх и, остывая, опускается вниз. Средняя комфортная температура в помещении достигается, таким образом, только за счет циркуляции воздуха при очень незначительной лучистой составляющей.

Лучистая и конвективная составляющие теплоотдачи

Итак, в предыдущей записи мы начали обзор и сравнение — чем отличается водяной обогрев пола от других типов отопления.
Теплоотдача с поверхности теплого водяного пола складывается из лучистой и конвективной составляющих, причем высокий уровень приятного для человека «ласкового» теплового излучения, составляющего 50–70% теплового потока, в сочетании с  медленным конвективным тепловым потоком и обеспечивает формирование теплового комфорта, являясь на сегодняшний день наилучшим техническим решением.
Сравнение напольного отопления с радиаторнымБезусловно, человек чувствует себя комфортнее, когда теплый воздух находится у ног, а на уровне головы воздух сохраняется прохладным — вспомним народную пословицу: «Держи голову в холоде, а ноги — в тепле». Также на микроклимат в помещении влияют влажность и скорость движения воздуха.
В отличие от радиаторного отопления напольная система не способствует возникновению неблагоприятной для человека положительной ионизации воздуха. Кроме того, относительная влажность, имеющая тенденцию к недостаточности в зимнее время, теперь существенно более благоприятна, поскольку при лучистом отоплении при равной результирующей температуре она коррелируется с более низкой температурой воздуха. К тому же исследования показывают, что при более низких температурах качество воздуха ощущается людьми как более высокое. Благодаря повышению температуры поверхностей уменьшается вероятность конденсации и появления плесени. Обогрев пола также устраняет проблему «холодных углов». Меньше страдают комнатные растения.

При минимальных тепловых потоках пыль в помещении практически не циркулирует, поскольку именно большая разница температур (30-40 °С при радиаторном отоплении против 4-5 °С при обогреве теплым водяным полом) является причиной сильной конвекции воздуха, способствующей отрыву от поверхности пола и поднятию пыли вверх. К тому же не нужно мыть отопительные приборы. При напольном отоплении становятся ненужными ковры, что также уменьшает источники загрязнения воздуха. Это особенно важно для людей, страдающих аллергией.

Экономия ресурсов тепловой энергии

Водяной теплый пол – низкотемпературная система, поскольку теплоноситель нагревается до 30-45 °С (в радиаторной системе 70-95 °С). Применение напольного отопления обеспечивает экономию ресурсов тепловой энергии на 20–30% в жилых зданиях, а в помещениях с высокими потолками (вокзалы и аэропорты, выставочные комплексы, спортзалы, церковные здания) этот показатель может достигать 50%. Причиной последнего является снижение потерь тепла через потолок, т. е. мы получаем комфортное тепло только там, где нужно, а не отапливаем окружающую среду через крышу. Актуальным становится также использование вторичных ресурсов либо альтернативных источников энергии (например, тепловых насосов и солнечных батарей, которые лучше всего работают с низкотемпературными системами).

Наконец, отсутствие отопительных приборов позволяет более рационально использовать имеющуюся жилую, офисную или производственную площадь помещений и снизить расходы тепла на вентиляцию(например, в производственных зданиях, ангарах и т. п.).
Равномерное и благоприятное для человека, с точки зрения физиологии, распределение температуры в помещении в условиях применения теплого пола водяного позволяет снизить эффективную температуру в помещении на 1-2 °С. Это значит, что комфортная температура для человека при радиаторной системе обогрева 20-22 °С заменяется на 18-20 °С при использовании напольной. В то же время, при уменьшении температуры на 2 °С обеспечивается снижение потребляемой энергии на величину порядка 12%! При этом использование зональной или временной автоматики (либо автоматики с погодной компенсацией) вполне в состоянии обеспечить подходящий пространственный или временной (день/ночь) диапазон температурного комфорта для любого потребителя и поддерживать его постоянным.

Распределение температур в помещении в зависимости от типа отопленияНе лишним при использовании системы водяной теплый пол будет также упомянуть экономию за счет уменьшения потерь в подающем магистральном или сетевом трубопроводе между теплоисточником и обогреваемыми помещениями (ввиду весьма низкой температуры носителя), а также снижение теплопотерь через ограждающие конструкции из-за отсутствия зон.

Сравнение водяного теплого пола и электрического

Что касается сравнения водяного обогрева пола с электрическим, то здесь следует иметь в виду следующее. Электрические теплые полы осуществляют обогрев при помощи нагревательного кабеля и рассчитаны для отопления небольших площадей. Такие кабельные системы широко используются в качестве дополнительного источника тепла и устанавливаются в городских квартирах для обогрева отдельных помещений (ванных и санузлов, а также на балконах и лоджиях), поскольку там подключение к системе централизованного отопления или к трубам горячего водоснабжения запрещено из-за увеличения гидравлического сопротивления системы. В то же время, преимущества использования водяных полов (по сравнению с электрическими) в загородном коттеджном строительстве (индивидуальном или в таун-хаусах) с автономными системами отопления, неоспоримы. Прежде всего это снижение мощности электроустановки дома и, как следствие, снижение затрат на электроэнергию (для обогрева небольшого дома площадью 150-200 м² потребуется порядка 45000 кВт•ч электроэнергии в год, стоимость которой составит более $ 1200). Отдельный вопрос – мощность электроустановки. Иногда требуемую мощность просто неоткуда взять. Другим преимуществом водяных полов является полное отсутствие электрических и магнитных полей, о вреде которых до сих пор ведутся споры. Да и риск поражения электротоком безусловно нужно учитывать. Наконец, существенным при использовании водяного обогрева пола является отсутствие локального перегрева в тех зонах помещения, где затруднён нормальный теплосъём (например, под мебелью).
Применение теплых водяных полов также эффективно и оправдано для общегражданского строительства (административно-бытовые здания, лечебные и оздоровительные учреждения, детские дошкольные и общеобразовательные учреждения) или современных новостроек, где уже имеются специально спроектированные стояки для подключения теплых полов, а также квартиры, оборудованные автономной системой отопления. Например, в Санкт-Петербурге еще в 1998 году был построен многоэтажный жилой дом общей площадью больше 10 000 квадратных метров, где все квартиры были оборудованы только водяными теплыми полами. Сравнительный анализ энергопотребления в этом доме, кстати, показал, что при установке в квартирах радиаторов расходы на отопление увеличились бы на 30-35 %. Производственные помещения, торговые и складские комплексы, спортивные залы и бассейны, религиозные и культурные сооружения – география применения водяных теплых полов обширна. Следует отметить, что системы водяного обогрева пола также отлично зарекомендовали себя в решении вопросов антиобледенения (в том числе, крыш и водостоков) и снеготаяния (улицы, парковки, пассажирские транспортные терминалы и т. д.).

Выводы

В итоге, совокупное сравнение системы теплого водяного пола с другими типами отопления помещений, позволяет сформулировать следующие преимущества теплых водяных полов:

  • равномерное и комфортное для человека, с точки зрения физиологии, распределение температуры в помещении. Отсутствуют перегретые и переохлажденные зоны. Низкая температура теплоносителя (30-45°С)
  • теплоотдающей поверхностью является вся поверхность пола. Отсутствуют отопительные приборы, возможно более эффективное использования площади помещений
  • бoльшая часть тепла (до 70%) передается излучением, благодаря чему воспринимается более комфортно
  • продолжительный срок службы (десятки лет), отсутствует необходимость дорогостоящего и высококвалифицированного обслуживания
  • экономия тепловой энергии — в жилых зданиях 20-30%, в помещениях с высокими потолками (высотой от трех метров) до 50% и выше
  • оптимальная влажность и отсутствие положительной ионизации воздуха в помещении, снижение содержания и отсутствие циркуляции пыли. Меньше страдают люди, домашние животные и комнатные растения
  • экономия тепловой энергии за счет снижения потерь в трубопроводах и увеличение их пропускной способности, расходов на вентиляцию, снижения теплопотерь через ограждающие конструкции
  • возможность использования для нагрева воды практически любого источника энергии, начиная от котлов, работающих на угле, газе, мазуте или электричестве до неконвективных источников (тепловые насосы, солнечные коллекторы или геотермические источники. Возможность применения различных типов напольных покрытий (дерево, камень или керамика).

Водяной теплый пол Multibeton © 2018. Все права сохранены. Разработка StrizhStudio

StrizhStudio © 2018. All Rights Reserved.