Концепция водяного теплого пола, вкратце, сводится к монтажу между полом и напольным покрытием сети мини трубопроводов, по которым циркулирует теплоноситель – нагретая жидкость (вода, раствор этиленгликоля, антифриза и т.п.).

Чтобы тепло не шло вниз, укладывается слой теплоизоляции, как правило, из полистирола. Толщина слоя теплоизоляции от 20 до 300 мм в зависимости от типа системы водяного теплого пола и отопительной нагрузки.

Теплоноситель отдает свое тепло материалу, окружающему трубы контуров водяного теплого пола. Это может быть бетон стяжки, алюминиевые пластины, песок и так далее, в зависимости от типа и устройства системы водяного теплого пола.

Далее тепло передается чистовому покрытию. Каждое чистовое покрытие имеет свое термическое сопротивление, зависящее от материала и толщины его изготовления.

От нагретой поверхности пола тепло поднимается вверх, отапливая всё помещение.

Благодаря обширной теплоотдающей поверхности возрастает количество излучаемого тепла, которое, в отличие от конвекции при радиаторном отоплении, немедленно распространяет тепло к окружающим предметам. Этот эффект обеспечивает более равномерное горизонтальное и вертикальное распределение тепла. При использовании водяного теплого полаотсутствуют холодные и перегретые зоны, как при отоплении радиаторами (конвекторами, воздушными системами).

При радиаторном отоплении доля теплоотдачи за счет конвекции составляет 80-100%. То есть, создаются условия, при которых перегретый воздух поднимается вверх и, остывая, опускается вниз. Таким образом, за счет циркуляции воздуха достигается средняя комфортная температура в помещении. Лучистая составляющая в радиаторной системе отопления, как правило, незначительна.

Поскольку люди чувствуют себя более комфортно при прохладном воздухе на уровне головы и теплом у ног, водяной теплый пол представляет собой систему идеального равномерного распределения тепла.

«Применение в помещении плоских греющих поверхностей, отдающих значительное количество тепла излучением, где бы они ни располагались, всегда будет создавать более благоприятный микроклимат, чем при обогреве помещений чисто конвективными приборами».
[Отопление. Андреевский А.К. 2 изд. Высшая школа, 1982.]

«Держи ноги в тепле, а голову в холоде»
[народная мудрость]

Температура в помещении может быть снижена на 1-2 градуса без потери человеком ощущения комфорта. Например, если при радиаторной системе отопления человек чувствует себя комфортно при температуре 20-22°С, то при отоплении системе водяной теплый пол комфортной для него будет температура 18-20°С. Снижение температуры на 2°С обеспечивает около 12% сбережения потребляемой энергии.

Но, необходимо помнить (!), что температура комфорта является исключительно индивидуальной характеристикой человека (для одного это будет 17°С, для другого 22°С и т.д.). В процессе эксплуатации системы водяной теплый пол пользователь сам находит для себя наиболее комфортный диапазон температур, а зональная (покомнатная) автоматика призвана поддерживать эту температуру постоянной. Отсюда и вытекает большое значение комнатных термостатов, которыми некоторые проектировщики или потребители пренебрегают.

Равномерное распределение тепла и обширность поверхности нагрева, помимо комфорта, позволяет использовать в системы водяной теплый пол более низкие температуры теплоносителя. Т.о. водяной теплый пол является низкотемпературной системой отопления, где температура теплоносителя составляет 30-50°С (для сравнения, в радиаторной системе – 70-95°С).

В зависимости от применяемых схем и технических решений можно достичь экономии тепла (энергоресурсов) от 10% до 50% (складывается в совокупности из экономии на следующих участках):

• экономия в сетях и магистральных трубопроводах из-за снижения потерь за счет передачи теплоносителя более низкой температуры. Фактическая экономия зависит от длины магистральных трубопроводов и сетей, а также условий их прокладки. Как следствие, дополнительная экономия на толщине теплоизоляционных материалов;
• экономия за счет снижения и управления температурой в помещениях (см. выше). Дополнительно (до 20%) может быть достигнута экономия за счет применения автоматики с погодной компенсацией (управление температурой теплоносителя и(или) температурой в помещении в зависимости от температуры на улице). Например, система снеготаяния и антиобледенения экономичнее на 70% и более при использовании с контроллером управления, чем система без него;
• снижение (следовательно, экономия около 6-8% затрат) теплопотерь через ограждающие конструкции из-за отсутствия зон;
• существенная экономия при использовании совместно с источниками тепла типа «тепловой насос», где до 80% тепла извлекается из окружающей среды. При этом наибольший коэффициент преобразования в подобных установках достигается при выработке температуры теплоносителя до 35°С. При необходимости получения теплоносителя температурой 50-60°С эффективность теплового насоса снижается в несколько раз. Для температур более 60°С (радиаторы, конвекторы, воздушное отопление) применение тепловых насосов не эффективно;
• экономия из-за возникновения эффекта саморегуляции (см. ниже описание эффекта). Экономия может достигать 8-15% в зависимости от теплопотерь помещения, количества и типа тепловыделяющих предметов в помещении и интенсивности их использования;

Основные достоинства систем отопления на основе системы водяной теплый пол:

1. Комфорт. Поддержание температуры в комфортном для человека диапазоне. Отсутствие перегретых и переохлажденных зон.
2. Уют. Равномерное распределение температуры по всему объему помещения (вертикально и горизонтально).
3. Современный дизайн. Скрытность систем, на виду только термостаты.
4. Надежность. Системы ВТП имеют продолжительный срок службы (десятилетия), но не требуют дорогостоящего и высококвалифицированного обслуживания.
5. Экономичность. Снижение теплопотерь при применении ВТП по сравнению с радиаторными системами, которое, в первую очередь, достигается за счет более низкого значения температуры воздуха в помещениях, при котором обеспечивается тепловой комфорт.
6. Рациональность. Увеличение пропускной способности тепловых сетей за счет использования теплоносителя более низкой температуры.
7. Перспективность. Системы ВТП удачно сочетаются с теплонасосными установками (резко повышается коэффициент эффективности ТНУ), которые всё больше применяются в современном строительстве.