Качественное отопление в нашем климате — необходимость. А комбинированная система отопления, мало того что надежна, еще и может дать более высокий уровень комфорта.
Что такое комбинированная (совмещенная) система отопления
Вообще, комбинированным называют отопление в двух случаях. Первый — это когда совмещены две системы обогрева дома — радиаторная и теплый пол. Второй — использование двух котлов, которые подключены параллельно. И работать они могут по очереди или одновременно. Зависит от способа подключения.
Но два котла в одной системе отопления чаще называют резервированным или гарантированным отоплением. В большинстве случаев под комбинированной системой понимают именно использование теплого пола вместе с радиаторами. Причем теплый пол — водяной, который подключается в одну систему с радиаторами. Это вносит свои коррективы и особенности в схему. Так что именно о такой системе дальше и пойдет речь.
Каким бывает комбинированное отопление
Водяное отопление на сегодняшний день есть двух типов — привычное нам радиаторное и водяной теплый пол. Причем чаще всего, обе системы подключены к одному источнику тепла. Под источником тепла обычно подразумевают отопительные котлы. Так что комбинированная система отопления устанавливается обычно в частных домах. Тут можно делать все (или почти все), что вы захотите.
В квартирах с централизованным отоплением установить водяной теплый пол почти невозможно. Эта система имеет слишком большое гидравлическое сопротивление и попросту остановит циркуляцию в стояке (если к нему подключиться). Ни вам тепла, ни соседям. А если не остановит, то на выходе из теплого пола будет абсолютно холодная вода, что точно не устроит ваших соседей.
Но есть и исключения — это новые дома, в которых есть стояки для подключения батарей (высокотемпературный стояк) и теплого пола (низкотемпературный). В таком случае каждая система подключается к своему отводку. Если очень хочется, есть способ подключить водяной пол и в квартире — поставить котел для обеспечения работы этой системы. Решение дорогое, но его хоть можно каким-то образом реализовать.
Что дает комбинированное отопление
Зачем делать комбинированную систему отопления? Ведь даже радиаторное отопление сделать недешево, а если монтировать две разные системы, затраты вырастут почти вдвое. Причины есть. Почему делают теплый пол? Потому что по ощущениям, более комфортно находится в помещениях с теплым полом. А зачем тогда радиаторы?
Во-первых, они быстрее нагреваются и остывают. Теплый пол — трубы, залитые в бетон. Пока бетон прогреется, будет холодно. Вот на этот период и требуются радиаторы. Они быстро нагреют воздух.
Вторая причина, по которой предпочитают делать комбинированную систему отопления — не так много покрытый, которые эффективно работают при укладке на теплый пол. Идеально подходит только плитка, камень или керамогранит. Но такое покрытие в жилых комнатах мы не используем, а другие (хоть есть и совместимые виды) не слишком эффективно передают тепло. Так что, чтобы было тепло и комфортно, нужны и радиаторы, и трубы в полу.
Подключение коллектора теплого пола к системе отопления
Как выглядит радиаторная система отопления, представляют себе все. От котла идет труба, которая обходит все радиаторы. С выхода радиаторов собирается остывший теплоноситель и поддается на вход отопительного агрегата. Так выглядит простейшая схема радиаторного отопления.
Логично предположить, что для подключения теплого пола просто ставят тройники на входе и выходе котла. К свободным выходам и подключают теплый пол. В общем это соответствует действительности, но не все так просто. В теплый пол подается теплоноситель более низкой температуры (чаще всего 35-40°С, но не выше 50°C), а на выходе котла теплоноситель с более высокой температурой. Тут есть два способа решения проблемы:
- Понизить температуру теплоносителя в контуре теплого пола.
- Подключить теплый пол после радиаторов.
Первую схему называют параллельным подключением к котлу, вторую — последовательным. Надо сказать, что чаще реализуется параллельное подключение. Оно более стабильно, проще поддается регулировке, можно регулировать отдельно степень нагрева пола и радиаторов.
Параллельное подключение радиаторов и теплого пола
При параллельном подключении к котлу радиаторов и теплого водяного пола, на выходе котла ставят тройник, а на отводе к теплому полу ставят смесительный узел (на схеме ниже). С его помощью в горячую воду добавляют часть остывшего теплоносителя из обратного трубопровода. Это самый простой способ подключения теплого пола к радиаторам. Но он хорош только с автоматизированными котлами, которые подают теплоноситель заданной температуры.
Схема подключения ТП на трехходовом клапане
Узел подмеса для теплого пола может быть реализован при помощи трехходового клапана. Он имеет термостатическую головку, датчик которой находится в подающем трубопроводе теплого пола. В зависимости от показаний датчика, подмес холодной воды открывается или закрывается.
Плюс этого решения — в низкой стоимости реализации. Минус — в скачкообразных изменениях и невозможности поддерживать постоянную температуру пола. Может быть как перегрев, так и недогрев. Такая схема может быть реализована, если есть жесткие ограничения по средствам. Также она нормально работает при небольшой отапливаемой площади.
Если, например, сделали подогрев только в ванной, коридоре.
На смесительном узле
В этой схеме подключения реализована все та же идея — добавить остывший теплоноситель к горячему, а реализация другая. Этот узел называется смесительным. Смесительный узел реализован на основе регулировочного клапана. Он позволяет подавать то количество остывшего теплоносителя, которое необходимо для поддержания заданной температуры. Колебания, безусловно, есть, но они не превышают одного градуса (или около того), что в теплом полу неощутимо.
Эти узлы выпускаются в разной комплектации, чаще всего тут в качестве дополнительных «плюшек» стоят манометры для контроля давления на входе и выходе гребенки теплого пола, байпас для отключения теплого пола, регулировочный клапан для балансировки гидравлики системы.
Комбинированная система отопления с гидрострелкой
Еще один способ подключения теплого пола и радиаторов к одному котлу — через гидрострелку. Это две ёмкости на подаче и на обратном трубопроводе, от которых идут отводки на потребителей. Гидрострелка представляет собой обычно отрезок трубы большого диаметра, запаянный с концов. Труба может быть круглого сечения, но удобнее работать с прямоугольной — проще приваривать отводки для подключения отопительной системы.
Что дает эта схема и зачем нужна гидрострелка? Она выравнивает давление и компенсирует его скачки, на все потребители подается вода одинаковой температуры. Что еще очень хорошо — котел работает при стабильном давлении, что продлевает срок его службы. К тому же при такой схеме подключения теплого пола, проще всего сбалансировать систему, обеспечить нужную скорость движения теплоносителя для каждого вида оборудования.
Минусы в том, что на каждого потребителя нужен свой насос, а это дополнительные затраты.
Последовательное подключение теплого пола к радиаторам
Идея подключения водяного пола после радиаторов в том, что пройдя через радиаторы, теплоноситель уже не такой горячий и полимерные трубы теплого пола не повредятся. В таком случае подключают водяной пол после последнего радиатора. Врезаются в обратный трубопровод, обязательно ставят шаровые краны — для возможности отключения подогрева пола. После врезки входа ТП обязательно ставят насос — без него работать просто не будет. При подключении выхода контура ставят обратный клапан — чтобы не нарушилось направление движения.
Реализуется подобная схема на трехходовом клапане, применима только для подключения одного-двух контуров малой длины. И вообще, это самый неудачный способ, так как сложно спроектировать его оптимально. Также довольно сложно поддерживать нормальную температуру, так как она зависит от того, сколько тепла отдали радиаторы.
Нюансы схем
Обратите внимание — в смесительном узле любого типа, через который подключается теплый пол к радиаторной системе, стоит насос. Так что эта группа должна быть смесительно-насосной. Второй насос необходим, так как котловой не сможет обеспечить требуемую скорость движения теплоносителя по трубам теплого пола.
Второе, на что надо обратить внимание, что на каждом отводе к каждой группе потребителей (на радиаторы, теплый пол и бойлер) стоят краны. Не отсечные (шарового типа), а регулировочные. Они позволяют включать только часть системы. В межсезонье это будет вам на руку.
Вторая их функция — регулирование мощности потоков, которые направляются на разные ветки комбинированной системы отопления. Таким образом можно будет делать по желанию теплее пол или радиаторы. Можно тут поставить термостаты, а не краны. Если использовать автоматические, они будут поддерживать заданную температуру в каждом контуре.
Подключение теплого пола к твердотопливному котлу
Твердотопливные котлы отличаются цикличностью работы, а еще тем, что они имеют склонность к перегреву. При неправильной эксплуатации теплоноситель может закипеть. Если радиаторы еще перегрев могут перенести, то теплый пол — это полимерные (обычно) трубы, которые перегревать никак нельзя.
Схема с теплоаккумулятором
При подключении теплого водяного пола к дровяному или угольному котлу, в систему ставят теплоаккумулятор. Это большой бак, который подключается к котлу, а разводка на радиаторы и теплый пол идет уже от этого бака. Это решает сразу обе проблемы: спасает от цикличности (воды много и падение температуры за время простоя котла не слишком значительное) и от перегрева.
Фокус тут в том, что отводы на радиаторы делают в верхней части емкости, а отводы на теплый пол — ниже. Как известно, более горячая вода будет вверху, ниже — более холодная. Тем не менее узел подмеса в том или ином виде для подогрева пола должен присутствовать (на трехходовом или термостатическом клапане). Также необходим и насос, причем для каждого из потребителей. Насос котла работает только на малом круге — до гидроаккумулятора, а создавать движение в каждой ветке системы будет свой насос.
Также обратите внимание на обвязку твердотопливного котла. Тут важно избежать перегрева и закипания теплоносителя в трубах. Контур от котла до теплоаккумулятора очень мал, так что необходимо обеспечить постоянное и быстрое движение теплоносителя. Это реализуется при помощи создания еще одной «резервной» петли, которая и спасает от перегрева.
Теплоаккумулятор и гидрострелка
Предыдущая схема основана на подаче на радиаторы и теплый пол воды различной температуры. Но ее невозможно контролировать, что делает систему не слишком стабильной. Более надежно — подавать теплоноситель одной температуры, а затем добавлять, по необходимости, остывший из обратки. Реализовать это проще при помощи гидрострелки — в ней происходит выравнивание температуры. А дальше подключение как на схеме выше — с насосами и узлом подмеса.
Обратите внимание, что узел подмеса установлен и на контуре радиаторного отопления. Это сделано для того, чтобы можно было делать температуру комфортной и в межсезонье. Спасает также и при перегреве теплоаккумулятора, что возможно при большой мощности котла и малом объёме бака. В общем, такая схема более надежна и дает более высокий уровень комфорта.
Подключение нескольких котлов или источников тепла
Ставить несколько котлов в одну систему отопления заставляет холодный климат и нестабильная работа электросетей. Хорошо, конечно, иметь автоматизированный котел, но до тех пор, пока не отключат электричество и автоматика перестанет работать. Если при этом на улице -20°C или ниже, даже несколько часов простоя могут обернуться размерзанием системы. Поэтому часто в параллель с электроавтоматизированным котлом ставят энергонезависимый твердотопливный.
Схем подключения двух котлов в одну систему отопления много, но проще всего реализуется эта идея с использованием теплоаккумулятора. В таком случае возможно как работа одного котла, так и обоих сразу, что может стать выходом при аномальных холодах. Чем еще хороша эта схема, так это тем, что подключать можно и теплый пол, и отопление.
А также с легкостью можно добавить один из альтернативных источников тепла. Наиболее популярны последнее время солнечные радиаторы. Их подключают к свободным входам теплоаккумулятора.
Теплый пол и радиаторы: надо ли их комбинировать друг с другом?
Чтобы это выяснить, сравним оба варианта и сделаем выводы. Для этого ответим на следующие вопросы:
Как работает радиаторная система отопления?
Система работает по принципу конвекции – переноса энергии потоками воздуха. Жидкий теплоноситель, нагретый до высокой температуры около + 65-70 °С, поступает в батарею. Она, в свою очередь, благодаря теплообмену нагревает холодный воздух, находящийся внизу, у пола. Плотность теплого воздуха уменьшается. Он устремляется вверх, а температура в помещении повышается.
Также нагретые поверхности радиатора излучают лучистую энергию. Но чем ближе человек находится к сильно разогретой батарее, тем менее комфортно он себя чувствует из-за локального перегрева.
Важная особенность радиаторной системы. Находящийся под потолком разогретый воздух со временем остывает, опускается, а процесс, за счет циркуляции (перемешивания) холодных и нагретых радиаторами воздушных масс, повторятся.
Какие плюсы и минусы у радиаторного отопления?
Основные достоинства системы:
- Относительная дешевизна и простота монтажа.
- Металлические радиаторы быстро прогреваются и за счет высокой теплоотдачи за короткий срок нагревают воздух в помещении.
- Система радиаторного отопления с открытыми трубопроводами легко поддается ремонту. При необходимости ее можно просто модернизировать, заменив радиаторы на более современные модели с повышенной теплоотдачей.
- Широкая номенклатура радиаторов разных размеров и мощности.
Из недостатков выделим:
- Требуется постоянно нагревать воду или антифриз, как отмечалось выше, до + 70 °С. Это увеличивает расходы на энергоносители, а значит, повышает затраты на отопление. Это немаловажно, ведь в ряде регионов РФ отопительный сезон длится 6-8 месяцев.
- Неравномерность обогрева помещения. При отоплении радиаторами у потолка скапливаются теплые воздушные массы, которые, охлаждаясь, опускаются вниз, что снижает уровень комфорта для пользователя.
- Из-за конвекции в комнате происходит интенсивное перемешивание воздуха и пыли, что негативно воспринимается людьми, склонными к аллергическим реакциям.
- Не всем пользователям нравятся развешенные вдоль стен радиаторы. Кроме этого, в ряд современных отделочных и дизайнерских решений, радиаторы просто не вписываются.
Какой принцип действия у теплого пола (ТП) и из каких компонентов он состоит?
В бетонную стяжку, залитую на слой утеплителя, что уменьшает потери тепла (нам не нужно греть подвал коттеджа или потолок соседской квартиры), замоноличиваются трубы (ветки греющих регистров). По веткам циркулирует теплоноситель. Он отдает накопленную энергию бетону, который хорошо проводит и отдает тепло. Тепло равномерно распределяется по полу, на который уложено покрытие, разрешенное для эксплуатации с ТП.
Отметим, что по теплому полу, нагретому не выше, чем +30°С, т.е. низкотемпературной системе отопления, приятно ходить. Ноги находятся в теплой, но не перегретой зоне, а также осуществляется лучистый, наиболее комфортный теплообмен между нагретой поверхностью и человеком.
Основные узлы водяного ТП:
- Насосно-смесительный узел. Он понижает температуру горячей воды, которая поступила от котла, т.к. в ветки ТП нельзя подавать теплоноситель, нагретый свыше +50 °С.
- Коллектор. Распределяет теплоноситель по веткам (трубам) ТП, уложенным в бетонную стяжку, залитую в помещениях, где смонтирована система отопления.
- Комплектующие, необходимые для регулирования заданной температуры теплоносителя и пола. Это – термоголовка, балансировочный клапан, сервоприводы, термостаты и т.д.
В чем заключаются плюсы и минусы водяного ТП?
Температура на поверхности ТП, как правило (за исключением т.н. «мокрых помещений» и прихожей), не превышает + 29 °C. Фактически: водяной ТП – это большой низкотемпературный радиатор, вмурованный в бетон. В результате в помещении происходит оптимальное и равномерное распределение температуры от пола до потолка. Кроме этого, практически отсутствуют конвективные потоки воздуха, а вместе с ними и движение пыли.
По действующим нормативам считается, что оптимально поддерживаемая температура в комнате составляет +20°С. Но, по ощущениям, человек воспринимает лучистую энергию как более комфортную, чем от нагретого до + 20-22 °С батареями воздуха.
Поэтому, без ущерба для теплового комфорта, можно понизить температуру в комнате до +18°С. Это выгодно, т.к. уменьшатся расходы на энергоресурсы, которые тратятся на нагрев теплоносителя. Особенно если теплоноситель нагревает экономичный и современный конденсационный газовый котел, имеющий наибольший КПД при работе с водяным ТП.
Недостатки водяного ТП:
- Более высокие, по сравнению с радиаторным отоплением, начальные затраты на монтаж системы.
- Повышенные требования к квалификации и строительному опыту рабочих и качеству использованных материалов – труб для водяного пола, например, сделанных из сшитого полиэтилена PE-Xа, коллекторов и т.д.
- Сложности с ремонтом труб, замурованных в пол. В случае протечки, например, из-за ошибки отделочника, пробившего бетонную стяжку и попавшего буром в ветку водяного ТП, придется демонтировать часть напольного покрытия и вскрывать дефектный участок.
- Повышенная теплоинерционность системы. В отличие от радиаторов, быстро изменить теплоотдачу от ТП в случае резкого похолодания не получится. Потребуется время, прежде чем система выйдет на новый рабочий режим.
- Нельзя отопить только одним ТП помещения небольшой площади, которые плотно заставлены мебелью: уменьшается эффективная полезная площадь пола, с которого происходит теплоотдача.
Можно ли смонтировать водяной ТП в многоквартирном доме?
Многие застройщики хотели бы смонтировать ТП с жидким теплоносителем в многоквартирном доме с централизованной системой отопления. Но данный вариант возможен только в новостройках, если:
- Установлен тепловой счетчик.
- В квартире сделан отдельный стояк или смонтирована гребенка для раздачи теплоносителя на радиаторы. И уже от нее идет насосно-смесительный узел для подачи в ветки теплого пола.
В иных случаях установка водяного ТП в квартире запрещена, т.к. это приведёт к отбору горячего теплоносителя из центральной отопительной системы, т.е. у других жильцов дома, и ее разбалансировке.
В каком случае надо ставить комбинированную систему отопления: ТП + радиаторы?
Чтобы понять, справится ли теплый пол с обогревом загородного дома, делается теплотехнический расчет. Мощность системы отопления рассчитывается исходя из теплопотерь коттеджа, которые она должна компенсировать.
Для ориентира: мощность с 1 м 2 ТП около 100 Вт. Выше мы уже говорили, что при недостаточной активной поверхности теплосъема, ТП может не хватить для комфортного обогрева. Не забываем о суровом климате РФ и продолжительном отопительном сезоне в ряде регионов. Также есть помещения со вторым светом и плотно меблированные комнаты.
Обратите внимание. Теплопотери помещений повышаются, если отапливаются угловые комнаты, например, с двумя стенами, выходящими на улицу, или комнаты с большой площадью остекления.
Недостаток мощности водяного ТП компенсируют радиаторы отопления, которые традиционно устанавливаются под оконными проемами, чтобы отсечь идущие от них зимой потоки холодного воздуха.
Важный нюанс. Со временем ряд пользователей ТП переводят его из режима «отопление» в режим «комфорт», понижая температуру теплоносителя. При этом температура поверхности пола не превышает + 24-25°С. Это уменьшает теплоотдачу системы до примерно 50 Вт с 1 м 2 , которую приходится восполнять радиаторам отопления.
Итак, совмещение ТП и радиаторов нивелирует основной недостаток низкотемпературной системы – ее высокую тепловую инерционность. В случае заморозков радиаторы быстро поднимут температуру в доме до комфортного уровня.
Если дом хорошо утеплен, а регион проживания – юг России, то для отопления загородного дома вполне хватает только теплого пола. Если жилье находится севернее, в доме большая площадь остекления, а расчет показал, что для обогрева не хватает мощности ТП, то оптимальное решение – смонтировать комбинированную систему отопления: ТП + радиаторы.