Šildomų grindų sistema - tai efektyvus ir komfortiškas būdas apšildyti patalpas, tačiau jos tinkamam veikimui būtinas kruopštus projektavimas ir skaičiavimai. Grindinis šildymas yra žematemperatūris, optimaliausia, kai grindų paviršius šyla iki 24 laipsnių C. Jei namo šilumos nuostoliai didesni, grindų paviršiaus temperatūrą galima kelti daugiausia iki 27-28 laipsnių C. Aukštesnė ji jau nebus komfortiška.
Vartotojų nepasitenkinimas dažnai kyla dėl per šiltų arba per šaltų grindų, tačiau visa esmė - sąlygos, kuriose šis šildymas įrengtas ir eksploatuojamas. Svarbiausia komfortiško grindinio šildymo sąlyga yra pastato sandarumas, maži šilumos nuostoliai, kad per šalčius netektų kelti grindų temperatūros iki nekomfortiškos. Panašiai susiformuoja nuomonė apie vandeniu šildomas grindis: teisingai įrengtos jos garantuoja komfortą, klaidingai - galvos skausmą.
Šiltas vanduo, tekėdamas grindinio šildymo vamzdeliais, šildo juos dengiančią betono masę. Betonas gerai akumuliuoja šilumą ir yra puikus šilumos laidininkas, todėl grindų paviršius šyla vienodai. Šiluma nuo paviršiaus kyla į viršų ir sušildo patalpos orą. Šis kildamas maišosi su patalpos oru ir palaipsniui vėsta. Dėl to patalpoje susidaro nedidelis temperatūros skirtumas per patalpos aukštį, bet jis atitinka idealų temperatūrinį komfortą, nes šilčiausia zona - prie kojų.
Grindinio šildymo principai ir konstrukcijos
Didžiausia į grindų vamzdyno kontūrą atitekančio vandens temperatūra gali būti apie 35-55 laipsniai C, grindų paviršiaus temperatūra - iki 28 laipsnių C. Kad suprastume skirtumą, galime palyginti su radiatoriais - į juos tiekiamo vandens temperatūra siekia 60-80 laipsnių C.
Be vadinamojo „šlapiojo“ grindinio šildymo, kai vamzdeliai užliejami betonu, yra ir sausasis grindinis šildymas. Skirtumas tas, kad vamzdeliai yra ne betone, o įmontuojami į specialias reflektorines (tiksliau būtų sakyti šilumą paskirstančias arba šilumai laidžias) plokštes, ant kurių tiesiai galima kloti grindų dangą. Vanduo tekėdamas vamzdžiu perduoda šilumą plokštelėms, o šios išspinduliuoja ją į viršų, t. y. grindims. Plokštės atlieka betono funkciją skleisti šilumą, jos skleidžia šilumą tiksliau ir efektyviau, išlaikomas didesnis šildymo tolygumas.
Vadinamajai „šlapiajai“ grindinio šildymo konstrukcijai, užliejamai betonu, įrengti itin patogūs ir naudingi specialūs paklotai, kurie atlieka dvigubą funkciją - yra termoizoliacinis sluoksnis ir šildymo vamzdelių įtvirtinimas. Į reljefinį plokščių paviršių įspraudžiamiems šildymo vamzdeliams nereikia papildomo tvirtinimo, jie išlieka stabilūs, nereikalingas pagrindo armavimas.
UAB „Šilputa“ gamina Thermo plokštes šildomoms grindims iš pilkojo neoporo NEO, turinčio grafito priedų. Plokščių gniuždymo stipris 150 kPa (EPS 150). Grindų plokštė pakankamai tvirta, nes turi atlaikyti ne tik vertikalią apkrovą, bet ir jos gumbai, montuojant ir užlenkiant vamzdelį, turi nenulūžti nuo pagrindo. Projektuotojas gali ir turėtų nurodyti bendrą izoliacijos storį (kokio storio putplasčio pagrindas reikalingas po Thermo plokšte).
Thermo plokštės paviršius yra reljefinis, tarp aštuoniakampių konusų lengvai įsispraudžia ir stabiliai laikosi 16-18 mm grindų šildymo vamzdeliai. Grindinio šildymo Thermo grindų plokštės gali būti montuojamos tiesiai ant sutankinto grunto arba ant lygių polistireninio putplasčio plokščių pakloto, betono pagrindo, senų grindų - priklausomai nuo siekiamos energinio efektyvumo klasės, grunto pobūdžio ir kitų sprendinių.
Svarbu, kad pagrindas būtų stabilus. Tiesa, montuojant tiesiai ant grunto reikia turėti omenyje, kad praktiškai daug šilumos nueitų į gruntą, o ne į viršų, nes ištisinės lygios dalies storis 22 arba 35 mm - tai būtų labai plona izoliacija. Naudojant Thermo grindų plokštes ant grunto rekomenduojama iš apačios kloti lygias putplasčio plokštes, antrame aukšte galima apsieiti be antrojo sluoksnio putplasčio, bet geriau naudoti 60 mm storio Thermo Floor plokštes. Bet kuriuo atveju nereikalingas armatūros tinklas ir vamzdyno tvirtinimas. Dėl specifinės plokščių skirtukų - konusų formos grindinio šildymo vamzdeliai laikosi plokštėje be papildomo tvirtinimo, juos galima sukloti įvairiais atstumais, pagal įvairias schemas.
Thermo grindinio šildymo plokštės turi užraktus, kurie sandariai sujungia plokštes vieną su kita. Grindinio šildymo įrengimas naudojant Thermo plokštes maždaug 4 kartus greitesnis - naudojant betono fibrą nereikia kloti ir tvirtinti armavimo tinklo, nereikalingas vamzdelių tvirtinimas, skiriamasis sluoksnis (plėvelė), dirbant ant plokščių galima vaikščioti. Betonas apgaubia vamzdyną iš visų pusių, nes vamzdeliai šiek tiek pakeliami nuo plokštės pagrindo. Taip šiluma tolygiai pasiskirsto betone ir tolygiai atiduodama į aplinką.
Grindinio šildymo projektas ir skaičiavimai
Kad vamzdžiais perduodamos šilumos kiekis būtų tiksliai toks, kokio reikia, grindinio šildymo meistrai prieš imdamiesi darbų atlieka skaičiavimus ir parengia projektą. Jis nėra labai sudėtingas, jo paruošimo principai panašūs į bet kurios šildymo sistemos projektavimą.
Projektas yra būtinas namo šilumos nuostoliams įvertinti, parinkti vamzdžių skersmenį ir žingsnį, kuris padengtų šilumos praradimus. Efektyviam šilumos naudojimui projekte skaičiuojami šilumos paskirstymas, srautas kiekviename kontūre.
Jei didelių matmenų langai sudaro šilumos tiltelius, prie jų šildymo vamzdelių žingsnis projektuojamas tankesnis. Projekte atsižvelgiama į viską: koks namo šilumos poreikis ir nuostoliai, ar patalpa pastato kampe, kiek joje langų ir t. t. Taip pat nurodoma grindų pagrindo šiluminė varža, apskaičiuojama šilumos izoliacija, vamzdelių skersmuo, išdėstymo tankis, tvirtinimo būdai, betono sluoksnis, atsižvelgiama į grindų dangos šiluminę varžą.
Savo darbo kokybę garantuojančios įmonės turi pasirengę standartines grindinio šildymo projektų sąlygas. Priklausomai nuo sąlygų, paprastai vandens temperatūra vamzdeliuose svyruoja nuo 25 iki 55 laipsnių C, atstumai tarp vamzdelių - nuo 10 iki 30 cm. Rekomenduojamas temperatūrų skirtumas kontūre (paduodamos/grįžtamos): 3 - 10 laipsnių C.
Vamzdžių paskirstymas turėtų būti sumontuotas naudojant reguliuojamus (balansuojamus) kolektorius. Būtini perdarymo ventiliai atskirų kontūrų nuorinimui. Jei labai skirtinga kolektorių apkrova, juos reikia subalansuoti tarpusavyje balansiniais ventiliais.
„Šlapioje“ konstrukcijoje rekomenduojamas betono storis virš vamzdžių - nuo 30 mm iki 70 mm, optimaliausias betono storis virš vamzdžio yra 45 mm.
Temperatūrines siūles reikia įrengti patalpose, kurių plotas > 40 kv.m, vienos iš kraštinių ilgis > 8 m arba ilgio ir ploto santykis didesnis kaip 2:1. Vamzdžių vyniojimą planuoti taip, kad temperatūros siūles jie kirstų tik vieną kartą, kirtimo vietoje jie turi būti apsauginiame vamzdyje (šarve).
Skaičiuotini šilumos nuostoliai į apačią neturi sudaryti daugiau nei 10 proc. grindų šildymo sistemos galios, apskaičiuojant sistemos galią be grindų dangos. Laikantis šio principo šiluminės izoliacijos storis neturėtų būti mažesnis nei 100 mm ant grunto, 30 mm - virš šildomų patalpų, 150 mm - virš atvirų erdvių (lauko temperatūra).
Vamzdžio skersmuo (d14, d16, d17, d20) parenkamas atsižvelgiant į patalpų dydį bei jų šiluminį apkrovimą: mažoms, renovuojamoms patalpoms rekomenduojami mažesnio skersmens vamzdžiai, didesnių plotų patalpoms, pramoniniams objektams - didesnio skersmens.
Vamzdžių tvirtinimas, jei jis reikalingas, turi būti suderintas su pasirinkta grindų konstrukcija ir atitikti vamzdžių gamintojų rekomenduojamus būdus, tolerancijos turi atitikti EN 1264 reikalavimus.
Grindų šildymo kontūrų pasipriešinimas neturi viršyti 25 kPa.
Atstumas tarp vamzdžių (10 cm - 30 cm) skaičiuojamas priklausomai nuo grindų dangos, šilumos poreikio bei patalpos ir šildančiojo vandens temperatūrų. Skaičiavimui galima naudoti atitinkamoms konstrukcijoms paruoštas diagramas.
Didžiausia reikalinga vandens temperatūra skaičiuojama pagal labiausiai apkrautą, „blogiausią“ kontūrą. Reikia įvertinti ir galimus šilumos šaltinio apribojimus: ar tai šilumos siurblys, kondensacinis dujinis katilas ar kt. Rekomenduojama maksimali vidutinė tiekiamo vandens temperatūra turėtų būti iki 50 laipsnių C.
Įrengiant grindų šildymą kartu su aukštesnės temperatūros šildymo sistema (radiatoriais), būtinas pamaišymo mazgas temperatūrai sumažinti ir jai palaikyti.
Kad būtų vertinami šalutiniai šilumos šaltiniai (pavyzdžiui, židinys) ir patalpose užtikrinama pageidaujama temperatūra, būtina patalpų temperatūros kontrolės sistema: termostatai patalpose, pavaros (aktuatoriai) ant kolektoriaus vožtuvų, kontroleriai jų komutacijai ir valdymui. Kontrolės sistema ne tik palaiko nustatytą patalpos temperatūrą, bet ir sumažina ar išjungia šildymą, kai patalpa pakankamai įšyla nuo šalutinio šilumos šaltinio.
Planuojant grindų šildymą su šiuolaikiniais efektyviais šilumos šaltiniais (pavyzdžiui, šilumos siurbliais), galima pasiekti iki 40 proc. mažesnes šildymo kaštų sąnaudas lyginant su šildymu radiatoriais ir dujiniu katilu.
Dėl didelio grindų inertiškumo jų įšilimo ir ataušimo laikas yra ilgesnis, o efektas, įjungus šildymą, jaučiamas tik po kelių valandų. Dėl to rekomenduojama įsirengti pakankamai tikslų automatinį reguliavimą, kad žiemą, grįžus po darbo į namus, netektų ilgai laukti, kol įšils kambariai. Tiesa, dabar yra galimybė reguliuoti šildymą nuotoliniu būdu, bet tai atskira tema.
| Patalpos tipas | Patalpos oro temperatūra °C | Leidžiama didžiausia grindų paviršiaus temperatūra °C | Grindų šildymo sistemos galia W/kv.m |
|---|---|---|---|
| Gyvenamosios patalpos | 20 | 29 | 100 |
| Vonia, dušas | 24 | 33 | 100 |
| Pasienio zona (1 m iki išorinės sienos) | 20 | 35 | 165 |
Vamzdžių tūrio ir ilgio skaičiavimas
Grindų šildymo vamzdžio ilgio skaičiavimas atliekamas pagal formulę:
L = ((S/N)*1,1) + (l*2)
Kur:
- S - patalpos arba kontūro plotas (m²)
- N - vyniojimo žingsnis (atstumas tarp vamzdžių, m)
- 1,1 - vamzdžio atsargos koeficientas (per lenkimus)
- l - vamzdžio ilgis iki kolektoriaus
Pavyzdžiui, jei kontūro plotas (S) yra 18 m², atstumas tarp vamzdžių (N) bus 0.20 m, o atstumas nuo kolektoriaus iki patalpos (l) yra 4 m, tuomet reikalingas vamzdžio ilgis bus:
L = ((18 / 0,20) * 1,1) + (4 * 2) = 107 m
Jei patalpa yra 30 m², bet grindinis šildymas užims tik 18 m², tuomet S = 18 m². Jei planuojamas visos patalpos šildymas, gali prireikti 2 kontūrų.
Skaičiuoklė apskaičiuoja reikalingą šildomo vamzdžio ilgį tik vienam kontūrui ar vienai patalpai (kurio plotas iki 18 m²). Jei reikia visam namui, skaičiuojate atskirai kiekvienam kontūrui, o vėliau visus ilgius sudedate.
Vieno kontūro ilgis neturėtų viršyti 100 m.
Siekiant išvengti per didelio temperatūros skirtumo ir slėgio kritimo, vienam grindinio šildymo kontūrui maksimalus ilgis rekomenduojamas 100 m (16, 18 ir 20 mm vamzdžiams).
Klausimas dėl vamzdžio diametro:Renkantis tarp 16 mm ir 18 mm vamzdžio šildomoms grindims (80 m² plotui), reikėtų atsižvelgti į patalpos šilumos poveikius ir grindų dangą. Dažniausiai šildomoms grindims naudojamų daugiasluoksnių vamzdžių (pvz., HENCO) diametras (16 ar 18 mm) yra išorinis matmuo, o sienelės storis - 2 mm. Didesniems nei 15-20 kv.m plotams rekomenduojamas 16 arba 20 mm diametras. Su d16 vamzdžiu gali prireikti 2 kontūrų, o su d20 - užtektų vieno. Vamzdžio kiekis (išeiga) 1 kv.m priklauso nuo patalpos šilumos nuostolių, grindų dangos, vamzdžio diametro ir gali būti nuo 6,6 iki 3,3 m/m². Būtina įvertinti ir tranzitinius vamzdžius.
Patarimas: naudoti „Henko“ daugiasluoksnį vamzdį dėl jo lankstumo, paprasto montavimo, antioksidacinio barjero, atsparumo šalčiui, dideliam slėgiui, energijos taupymo, atsparumo korozijai, didesnių srautų (dėl lygaus paviršiaus patiriami mažesni slėgio nuostoliai nei metaliniuose vamzdžiuose), nelaidumo elektrai ir lengvumo.
Pirmadienis sąlyga klojant šildomas grindis ta, kad vieno kontūro plotas negali būti didesnis kaip 20 m², pageidautina, kad tai būtų kvadrato forma. Šildomoms grindims montuoti naudojamas D-18x2 daugiasluoksnis vamzdis, tai yra vamzdžio išorinis diametras. Tokiam plotui padengti reikės apie 560 m vamzdžio. Vamzdis negali turėti jungimo. Sujungimas leidžiamas tik avarijos atveju, sujungimo vietą žymint.
Radijatoriams pajungti tiks d 16x2 vamzdis, jei vienoje šakoje neviršysite 3,5 kW instaliuotos galios.
Vandeniu šildomų grindų valdymas
Grindinio šildymo valdymo principas labai paprastas ir ne ką skiriasi nuo konvekcinio (radiatorių) šildymo valdymo - kai patalpoje pasiekiama norima temperatūra, uždaroma šilumnešio cirkuliacija atitinkamame kontūre (prietaise). Kadangi šiuo atveju grindys yra tas „prietaisas“, valdyti turime atitinkamą vožtuvą grindų šildymo kolektoriuje. Valdymo signalą laidais arba radijo ryšiu perduoda patalpose esantys termostatai.
Kad grindinis šildymas atskleistų visą komfortą, svarbu, kad jis būtų valdomas automatiškai. Pagrindinis prietaisas grindų šildymo kontūre - kolektorius, kuris gali automatiškai palaikyti nustatytus vandens parametrus, užtikrinti pastovų nustatytą srautą. Šiuo metu populiariausi ir patikimi yra AFC grindinio šildymo kolektoriai su automatine srauto reguliavimo technologija - Automatic Flow Control.
AFC technologija leidžia palaikyti reikiamą slėgį, temperatūrą kontūre ir patalpose. AFC technologijos kolektorių ir kitos įrangos pasirinkimas UAB „IMI Hydronic Engineering“ platus - tai grindinio šildymo kolektoriai, termostatiniai ventiliai, automatiniai balansiniai ventiliai, rankšluosčių džiovintuvų termostatiniai pajungimai, grįžtamojo temperatūros ribotuvai RTL ir kt.
„IMI Hydronic Engineering“ armatūra ne tik automatiškai subalansuoja srautus, bet ir iš dalies leidžia išvengti montuotojų ar projektuotojų klaidų, kurios padaromos dėl informacijos trūkumo. Pavyzdžiui, labai dažnai pasitaiko, kad projektuotojams trūksta pradinių duomenų apie pastatą, jame esančių sistemų parametrus, o naudojant automatinio balansavimo armatūrą srautai lengvai koreguojami ir automatiškai prisitaiko prie pakitusių sąlygų. Būtent dėl šios priežasties AFC technologijos armatūrą rekomenduojama naudoti renovuojamuose pastatuose, kuriuose neretai būna keli šilumos šaltiniai, įvairių šildymo prietaisų mišinys.
AFC technologijos vožtuvus labai lengva subalansuoti. Tereikia nustatymo skalę pasukti į reikiamą padėtį, taip vadinamą išankstinį nustatymą, priklausomai nuo užduoto srauto. Po nustatymo vožtuvas veiks kaip savotiškas srauto ribotuvas, ir neleis pro jį pratekėti didesniam srautui nei buvo nustatyta. Jokios kitos papildomos balansavimo armatūros nebereikia. Išvengsime balansavimo procedūros, sutaupysime balansavimo armatūros kaštus, išankstinius parametrus nustatyti labai paprasta ir nesudėtinga net ir eiliniam vartotojui.
Automatiškai veikiantis vožtuvas: padidėjus slėgiui mova pajuda ir apriboja srautą, kuris niekada neviršija nustatyto. Jei srauto greitis nukrenta žemiau nustatyto, spyruoklė movą įstumia, taip padidindama srauto vertę.
Naudojant grindinio šildymo AFC technologijos armatūrą, svarbu palaikyti sistemoje statinį slėgį ir švarą. Mažose sistemose paprastai naudojami kameriniai išsiplėtimo indai, o didesnėse - itin tikslios statinio slėgio palaikymo sistemos su siurbliais ar kompresoriais. Švaros palaikymui naudojami cikloniniai purvo atskirtuvai, mikroburbulų separatoriai ar net vakuuminiai degazatoriai.
Prie kolektoriaus įleidimo angos montuojami oro ir nešvarumų separatoriai pašalina iš sistemos orą, nešvarumus ir laisvąsias dujas. Ilgainiui tokie separatoriai turi teigiamą poveikį visai šildymo sistemai, prailgina visų komponentų, tokių kaip šilumos šaltinis, siurbliai, vožtuvai ir termometrai tarnavimo laiką. Mikro burbulų ir nešvarumų atskirtuvai ypač naudingi ir nepakeičiami sistemą paleidžiant. Geras ir patikimas pasirinkimas - Zeparo ZUV ir ZUM separatoriai.
Vandeniu šildomos grindys, įrengimas, ką reikia žinoti
Nepaisant, kuri technologija naudojama, bet kurio grindinio šildymo komfortas pasiekiamas, kai šiluminiai-techniniai skaičiavimai teisingi, o darbai atlikti laikantis skaičiavimo rezultatų ir darbų technologijos.