Водните отоплителни системи стават все по-популярни. Това се дължи на факта, че чрез тях се постига поддържане на постоянна температура в цялото помещение, лесни са за поддръжка, безшумни при работа и изключително икономични, що се отнася до сметките за електро- и топлоенергия.
"Всяко ново е добре забравено старо!" С тази поговорка можем лесно да обясним бума, който предизвика излизането на тези системи отново на пазара. Много отдавна древните римляни са изграждали баните си с водно подово отопление. Корейците също от векове използват този начин за отопление както на императорските палати, така и в традиционните си домове. В средата на миналия век известният американски архитект Франк Лоид Райд преоткрива предимствата на този вид отопление и го използва при изграждането на различни проекти, а братята Левит са първите, които наистина започват масово изграждане на водни отоплителни системи в обикновените домове. А какво е по-нататъшното им развитие и какви подобрения претърпяват тези отоплителни системи в наши дни, ще научите от този материал.
Принципно, най-ефективната отоплителна система трябва да съдържа всички познати форми за пренос на топлина - излъчване, конвекция и проводимост. Различните хора имат и различно усещане за топлина и студ. Затова при проектиране на подовото отопление (това е валидно и за електрическото и водното подово отопление), трябва да се предвиди задоволяване на нуждите на възможно по-голяма част от хората живеещи постоянно или работещи в дадена сграда. Необходимо е да се намери възможно най-добрата комбинация за постигане следните условия:
Практиката е доказала, че при идеалната среда за работа или спорт не е необходимо да има голяма разлика в температурата между пода и тавана на отопляваното помещение. Най-характерната черта на подовото отопление е, че е нискотемпературно и осигурява равномерно разпределение на топлината в цялото помещение, непосредствено над пода - т.е. там където хората се движат или работят. Неоспорим факт е също, че при по-голяма част от съвременните сгради, използващи нови и качествени изолации, средната необходима температура за отопление е под 60W/m2.
Има три типа подово и стенно отопление: водно, електрическо и с въздух. Тук ще се съсредоточим върху водните отоплителни системи. Те са изградени от пластмасови или метални водопроводни тръби, вградени в пода или стената, по които протича топла вода, отдаваща топлината си на околната среда. Вече охладената вода се връща в нагревателния източник (например котел за парно отопление), където се нагрява отново и се вкарва в системата. Процесът е известен като "система със затворен кръг". Тръбите се вграждат в бетонна плоча или се инсталират върху метална мрежа, а отгоре се полага замазка. Те могат и да се прокарат под подовото покритие върху подложка, като се закрепят към нея посредством метални скоби. Произведената изходна топлина зависи както от диаметъра на тръбите, температурата на водата и дебита, така и от вида на подовото покритие. Тези параметри следва предварително да се изчислят в зависимост от конкретните нужди на обитателите на жилищната или административна сграда. Комфорта, който се постига с използването на водно отопление, се дължи на елементарен физически закон. От теорията е известно, че горещият въздух се издига, а излъчваната топлина се разпространява във всички посоки. Както водата и компресирания въздух, така и температурата, оставена без управление, винаги се стреми към равновесно състояние. Или казано по-просто - този тип отопление се базира на топлообмен между топлите и студените повърхности, които по този начин се стремят към уравновесяване на вътрешното си състояние. Сравнени с конвекторните системи, където топлият въздух се издига нагоре и, след като охладнее, се спуска надолу, подовите отоплителни системи поддържат въздуха топъл непосредствено над повърхността на пода. По този начин топлината се разпределя равномерно в цялото помещение, а не само на отделни места от нея. С други думи, ако предметите в отопляваната среда са топли, околната среда също ще е топла и нашето тяло ще губи малко топлина, поради реализираната малка температурна разлика.
Най-общо системата за водно отопление може да се раздели на три основни части: нагревателен източник, разпределителна тръбопроводна система и управление. Нека ги разгледаме накратко поотделно.
Нагревателният източник в една водна отоплителна система обикновено е котел или бойлер, като, енергийното захранване на тези уреди може да е различно - природен газ, течни и твърди горива, електричество. Едно от основните предимства на водното подово отопление е, че поради невисоката работна температура на водата - 40-60?С, то е изключително подходящо, при използване на алтернативни източници на енергия за затопляне на водата - слънчеви колектори, вятърни генератори и т.н.
Непосредствено след нагревателния източник, след колектора за разпределение, се монтира циркулационна помпа, която захранва изградената тръбопроводна система. По този начин топлата вода достига до всички консуматори, предназначени за задоволяване на различни нужди. Водата циркулира и, вече охладена, се връща отново в нагревателния източник за повторно затопляне. Добре изградената подова отоплителна система трябва да поддържа не повече от 29?С. Материалите за изграждане на тръбопроводната инсталация имат интересна история. Първоначално, в средата на миналия век, типичните материали за изграждане на тези системи са стоманените или медни тръби. Това, което още не е известно по това време е, че стоманените и медни тръби, вградени в бетонна плоча, се разрушават под действието на бетонните алкалоиди, като процеса протича отвън навътре. Освен това повечето от тези системи не работят в "затворен кръг", така че е налице и корозия на тръбите отвътре навън. Идеята за водно отопление е хубава, но все още ги няма подходящите материали за осъществяването й. Десетина години по-късно, с появата на полибутилена, се разкриват нови възможности за изграждане на водни системи както за отопление, така и за битови нужди. Разбира се, и този материал си има своите недостатъци. Той не се разрушава под действието на бетонните алкалоиди, но по-късно се установява, че през стените на полибутиленовите тръби могат да преминават кислородни молекули. Те естествено не могат да повредят тръбата отвътре, но попадналият в системата кислород започва процес на разрушаване на чугунения кожух на котела, както и на всички други метални компоненти в системата, включително и на помпите. През 1968 г. Томас Енгел изобретява начин за производство на полиетилен с кръстосани връзки или накратко РЕХ. Това бележи нов етап в развитието на системите за подово отопление, като най-голямото постижение е добавянето на кислородна бариера към РЕХ-тръбите. РЕХ не са крехки и чупливи, не могат да се спукат и да наводнят жилището. С добавянето на кислородната бариера се решава проблема с проникването на кислород в системата и по този начин се елиминира възможността за повреждане на котлите и помпите. Освен това РЕХ е устойчив на високи налягания и температури, а последните тестове показват, че системи, изградени с РЕХ, могат да се използват 200-300 години, което наистина е постижение.
Чрез нея управляваме колко топло или студено да бъде в отделните помещения. Колекторна система с термостат или друго регулиращо устройство включва разположени на конкретни места клапани, чрез които се регулира дебита на водата за всяка една отделна зона. По този начин се постига така нареченото "зонално отопление". То ни позволява да отопляваме едни стаи, а други не за разлика от системите с насочен въздух, които се управляват от единствен термостат.
Съществуват три начина за инсталиране в зависимост от това къде се изгражда системата и на кой етап от строителството е проектът.
- Ако строителството е в началото си, то инсталирането на водната отоплителна система, или по-точно полагането на тръбите се извършва на ниво "кота нула". РЕХ-тръбите се закрепват към метална решетка или се прикачват чрез скоби към твърда стиропорна изолация. След това се излива бетонна плоча над така получения тръбопровод. Бетонната плоча трябва да се изолира откъм външната страна на пода, от всички страни по краищата.
- Ако сградата е вече завършена, то водното отопление се монтира над подложка и се покрива с лек бетон или гипсов цимент. Чрез този метод подът ще се повдигне до 3.8 см.
Друг вариант е инсталиране на системата между вече готовата подова настилка и основния под. Така подът ще се повдигне само с около 1.3 см. Съществуват варианти на различни плоски панели за захващане на тръбите на място и отражатели (алуминиеви пластини) за подобряване на отоплителните качества на системата.
- Друг метод за инсталиране на тези системи при вече готови сгради е използването на пространството между пода и подовото покритие. Тук е желателно да се подсигури и допълнителна изолация с алуминиеви пластини, за да се избегне губенето на топлината към по-долните помещения.
В заключение, нека отново посочим едни от основните предимства на водните отоплителни системи пред традиционното отопление. Преди всичко се осигурява комфорт и възможност за управление на температурата в отделните помещения. Това от своя страна води до значителна енергийна ефективност и спестяване на разходи по електроенергия и средства. Тези системи са тихи и чисти. С използването на РЕХ-тръби практически се изключва възможността от корозия и разрушаване на тръбопровода и предизвикването на наводнение в помещението.