Теплые стены — плюсы и минусы, особенности монтажа
Теплые стены для отопления зданий применялись уже давно и данная технология не нова. Например, в дворцах Санкт-Петербурга и по сей день можно встретить данную технологию, когда в подвале устанавливался котел, а в стенах проходили каналы, по которым циркулировал горячий воздух. Теперь же, данная технология снова возвращается, но только немного преобразившись, вместо каналов в стенах мы имеем трубки с теплоносителем или же электрический кабель. В сюжете мастер сантехник расскажет, что же собой представляют теплые стены.
Особенности отопления дома
В первую очередь нам нужно разобраться, что такое система отопления и зачем она нужна в доме. Главная задача системы отопления – компенсировать теплопотери дома в отопительный сезон. То есть, если дом имеет какие-нибудь потери тепла, например 30 кВт/ч через все ограждающие конструкции, то нам нужно эти потери компенсировать, чтобы чувствовать себя в доме комфортно и поддерживать температуру в 20°С. В этом и кроется вся загадка, тип системы отопления особой роли не играет и не важно, чем мы будем компенсировать эти потери, будем палить газ, уголь или дрова, будем использовать теплые стены, теплые полы или радиаторы – все это, не имеет ни какого значения. Нам нужно 30 кВт/ч дать в дом для того, чтобы компенсировать теплопотери!
Если мы делаем теплый дом, как систему, уменьшая его потери, например в 1,5 раза, то и для отопления нам нужно будет уже 20 кВт/ч. И вот мы подошли уже к самому главному к выбору системы отопления, а вернее к сравнению КПД разных систем. Ни для кого не секрет, что нужно выбирать систему с наиболее высоким коэффициентом полезного действия.
Принцип работы теплых стен
Давайте более подробно рассмотрим отопление дома с помощью теплых стен. Рекламные статьи по этой технологии нам пишут, что используя теплые стены в качестве отопительного прибора, мы увеличиваем площадь отопителя, тем самым понижаем температуру теплоносителя или затраты электричества
Давайте проведем аналогию с водяными теплыми полами. Например если мы разогреваем теплый пол больше 29°С, то человек начинает чувствовать себя очень не комфортно, ему жарко, нарушается баланс по теплообмену. Согласно европейским нормам перепад температур между воздухом и поверхностью теплого пола не должен быть более 9°С. Например, в жилой комнате нормативная температура 20°С, то пол мы можем разогреть до 29°С. Если это ванная комната, где температура воздуха должна быть 24°С, то пол мы можем разогреть до 33°С – больше не комфортно, меньше – пожалуйста.
Теплые стены у нас имеют точно такие же ограничения, как с точки зрения нормативных документов, так и физиологии человека, потому что более высокая температура воспринимается, как не комфортная. Единственная разница в том, что для стен эта разница составляет 11°С.
Если в жилой комнате стена излучает тепло, то ее температура не должна превышать 31°С. Данная температура будет комфортной для человека, который находится на расстоянии 1 м от стены. То есть перепад температур между поверхностью стены и воздухом будет 31°С — 20°С = 11°С.
Почему человеку будет не комфортно, если перепад температур будет выше? Мы воспринимаем температуру, как контакт с воздухом, в этом случаи идете обмен между воздухом и нами, а второй вариант, — как лучистое тепло. И вот что получается, чем выше температура поверхности, чем сильнее лучистое тепло. Поэтому большой перепад температур между воздухом и греющей поверхностью будет создавать сильный тепловой поток и человеку чувствует себя не комфортно в данном помещении.
В этом и кроется весь подвох, так как 85% тепла стены передается к человеку по средствам лучистого тепла. Но чтобы получить эти 85%, теплоноситель в теплой стене должен иметь температуру 40°С. Об этом молчат продавцы, которые рекомендую теплые стены, как систему отопления дома. Такая же температура в радиаторах системы отопления и по большому счету, котлу все равно, что нагревать стены или радиаторы. В хорошо утепленном доме радиатор с температурой теплоносителя 40°С хорошо справляется со своей задачей.
Из этого следует вывод, что понижая температуру теплоносителя ниже 40°С, мы резко сокращаем лучистое тепло, которое излучает стена. Поэтому делать теплую стену нет никакого смысла, так как мы не получим того комфортного тепла, которое получаем при более высоком теплоносителе.
Сравнивая теплый пол и стены, мы имеем, что проекция человека на пол значительно меньше, чем на стену (имеется в виду площадь контакта с лучистым теплом). Поэтому если говорить, что теплая стена дает лучистое тепло, то ее температура должна быть 40°С, а как мы уже знаем, такая температура не комфортная для человека.
Почему 40°С? График удельной теплоемкости воды имеет не линейную зависимость. Его нижняя точка, где самая маленькая теплоемкость воды, будет находиться на 36,8 градусах. То есть это та температура, при которой воду легче всего нагреть на 1, 2 или 3 градуса и нужно затратить меньше энергии.
Утверждение о том, что при низкой температуре теплоносителя нам нужно затратить меньше энергии для нагрева дома не верно.
Дело в том, что любая система отопления – это посредник, и она должна нагреть воздух вокруг нас. Так как вода является посредником, а между нами и отопительным прибором есть воздух, который имеет низкую теплоемкость и его нужно нагреть, а вот каким способом и чем его греть абсолютно не важно, то лучистое тепло мы воспринимаем непосредственно, но для этого нужна высокая температура.
Для эффективной работы теплой стены нужна высокая температура, источник лучистого тепла!
Выгодно или нет
Давайте рассмотрим утепленную наружную стену нашего дома и сделаем теплотехнический расчет. В расчете учитывается температура воздуха в комнате и наружная температура воздуха. За счет теплого воздуха внутри дома нагревается стена, которая контактирует с более холодным наружным воздухом и за счет этого начинает терять тепло. Эти потери мы и компенсируем. В строительных нормах сказано, что температура поверхности стены внутри помещения не должна быть ниже чем на 4°С от температуры воздуха в этом помещении. Например, температура воздуха в жилой комнате 20°С, то температура стены не должна быть ниже 16°С.
Давайте посмотрим на теплотехнический расчет стены. У нас есть кирпичная стена 510 мм и утепленная ЭППС 80 мм (конструкция стены и регион строительства в данном случаи не играет ни какой роли). Сопротивление теплопередаче по данным калькулятора: 3.46 (м²•°С)/Вт.
Переходим во вкладку «Теплопотери» и внизу мы видим, что потери тепла за отопительный сезон составляют 25.12 кВт•ч на 1м2 стены. Это в том случаи, когда дом отапливается радиаторами или теплыми полами. Но если мы устанавливаем теплые трубы в стены, то температура внутренней части стены значительно повышается и будет составлять уже не 16°С, а 40°С.
Снова возвращаемся к калькулятору и повышаем температуру до 30°С (к сожалению, повысить до 40°С калькулятор не позволяет), смотрим на теплопотери, они составляют 37.31 кВт•ч при отоплении теплой стеной, что в полтора раза больше предыдущего результата.
Итог: при температуре внутреннего воздуха 20°С потери дома будут значительно выше, если он будет отапливаться теплыми стенами, из-за того, что температура наружной стены будет выше, а чем выше разница температур, тем больше потери тепла. В отопительный сезон нужно будет больше денег заплатить за газ, электричество, дрова или другой вид топлива.
Где лучше использовать систему «теплая стена»
Теплые стены предназначены для следующих помещений:
-
Залы и гостиные;
-
Аудитории, классы, конференц-залы (для нежилых зданий);
-
Детские комнаты (безопасны, поддаются регулировке, поддерживают оптимальный уровень влажности для ребенка);
-
Бассейны, бани, сауны.
Виды теплых стен и правила монтажа
В водяных теплых стенах циркулирует горячий теплоноситель, он поступает в трубопровод от установленного котла отопления. Трубопровод подключают к коллектору, обязательно устанавливают циркуляционный насос и термостат. Насос будет отвечать за скорость движения теплоносителя, соответственно, и за скорость прогрева помещения, а термостат обеспечит поддержание оптимальной температуры системы. Монтаж такого комплекса оборудования обойдется дороже, зато избавит от проблем в эксплуатации.
Водяные стены собирают из медных, металлопластиковых, полипропиленовых труб или стальных нержавеющих малого диаметра. Укладывают всего двумя способами — вертикально или горизонтально. Метод «улитки», характерный для теплого пола, благодаря которому можно освоить отапливаемую площадь плотнее, при этом уложить трубопровод компактнее, исключен из-за образования воздушных пробок.
Как монтируют водяную систему? Стены зачищают и выравнивают, укладывают тепло и гидроизоляцию, устанавливают теплоотражающие панели, монтируют трубопровод. Сверху кладут специальную поддерживающую сетку (решетку), на которую наносят штукатурку.
Важен тип стены, которую планируется отапливать. Если это стена внешняя, утепление обязательно. Как и применение морозостойких материалов. Если внутренняя — можно обойтись без утепления и, тем самым, убить сразу двух зайцев. Если «теплые стены» монтируются на смежной конструкции, то тепло будет распространяться в обе стороны — на основную комнату придется примерно 70% тепла, на смежную 30%.
Прокладывая трубы в стене, необходимо соблюдать шаг. Хаотичный монтаж не способствует равномерному распределению тепла по всей площади помещения. Стандартный шаг такой:
-
На расстоянии от пола 1,2 метра трубы укладывают с шагом 10-15 см;
-
На расстоянии от 1,2 м до 1,8 м — шаг 20-25 см;
-
На расстоянии от 1.8м. — шаг 30-40 см.
Понятно, что при установке теплых стен на объекте мастер учитывает особенности помещения, в том числе, высоту потолков.
Прежде чем закрыть трубопровод теплых стен, его тестируют на максимальном давлении в течение 1,5-2 часов. Если протечки не обнаружены, проводят дальнейшую отделку.
Кабельные теплые полы изготавливают из одножильного или двужильного кабеля диаметром 2-10 мм. Подключают к электросети, для чего используют отдельную линию, чтобы не перегрузить основную. Монтаж электрической системы мало отличается от водяной: зачистка, выравнивание стены, утепление, установка крепежного каркаса, прокладка кабеля, отделка.
Кабель кладут горизонтально или вертикально, соблюдая расстояние в среднем 10 см от каждой линии. При этом они не должны пересекаться и находиться вдали от иного отопительного и электрооборудования на расстоянии меньше 10 см.
Конструкция системы «теплая стена» при «мокром» способе монтажа:
-
1) Стена без отделки;
-
2) Клемная шина;
-
3) Двойной держатель для фиксации поворота;
-
4) Греющий кабель;
-
6) Штукатурная сетка;
-
7) Второй слой штукатурки.
Пленочные теплые стены продаются в виде электрических матов. Их производят в виде тончайшей полимерной пленки, внутри которой запаяны обогревательные элементы в виде гибких проводков. Такая пленка универсальна — подходит для полов, стен и потолка. Подключается к сети, управляется терморегулятором, укладывается под любое декоративное покрытие. В некоторых случаях допустим настенный монтаж инфракрасной пленки.
Специалисты рекомендуют выбирать программируемые теплые стены с дополнительными функциями:
-
Регулировка температуры с точностью до градуса;
-
Таймер;
-
Отложенный старт;
-
Включение и работа только ночью;
-
Дистанционное управление.
Как и с теплыми полами в теплых стенах главное не переусердствовать и не повышать температуру больше допустимой в 40°С, так как избыток тепла негативно сказывается на здоровье человека.
В продолжение темы посмотрите также наш обзор Батарея в стене — оставить или демонтировать