Модуль для системы напольного водяного отопления
MODULE FOR WATER FLOOR HEATING SYSTEM

Изобретение относится к области строительства, а именно к устройству модуля для систем напольного водяного отопления, и может быть использовано при производстве систем водяного обогрева полов в помещениях различного назначения, предпочтительно в строящихся малоэтажных жилых домах и коттеджах.
Известно техническое решение, относящееся к подогреваемому водяному полу, включающее несущую плиту из прессованного волокнистого материала, или из пенопласта, или пеньки, в которой профиль стороны, обращённой к помещению, в поперечном сечении имеет волнообразную форму (выступы и впадины), трубу обогрева, уложенную в углубления несущей плиты, и теплопроводящий слой из смеси штукатурки, и стеклоткани, проложенный поверх несущей плиты с трубами (патент RU №2178122 С2, кл. F24D3/14, опубл. 2002г.). Недостатком указанного решения является низкая тепловая мобильность системы, обусловленная тем, что тепловые потоки из середины массивного слоя распространяются намного длительнее, чем меняется тепловая обстановка в помещении из-за изменения наружной температуры.
Известны также деревянный модуль для системы водяного тёплого пола фирмы Thermotech (Термотех), Швеция, и/или сходное с ним решение, раскрытое в публикуемом патенте Германии (DE) №19755856. Модуль содержит основание, выполненное из полимерного материала с низкой теплопроводностью, у которого одна из сторон снабжена пазами, тепло-распределительное покрытие, в виде алюминиевых пластин, имеющих специальные выступы омега-образного профиля, для размещения в них труб обогрева. Данная конструкция имеет рядом недостатков, в частности, омега-образный профиль алюминиевых пластин сложен в изготовлении, требует наличия специализированного оборудования и дорогих сплавов для его выполнения, что приводит к удорожанию изготовления модуля и трудностям для массового производства.
Известен модуль для системы напольного водяного отопления, раскрытый в описании полезной модели к патенту RU №171590, опубл. 2017 г. F24D 3/12.Данное решение по совокупности существенных признаков выбрано в качестве прототипа изобретения. Модуль для системы напольного водяного отопления, по одному из вариантов изготовления прототипа, содержит несущее основание в виде деревянного полового настила, выполненного из отдельных профилированных досок, соединённых между собой замком паз-гребень, теплопроводящий элемент в виде алюминиевой фольги, которой покрыта вся поверхность деревянного настила, трубопровод, как средство обогрева, из полимерного материала, контактирующего в собранном настиле с теплопроводящим элементом, термоаккумулирующий покрывной слой, чистовое покрытие   и опорная площадка настила. Продольный паз замка в профилированной доске выполнен такого размера, в котором при сборке настила укладываются трубопровод обогрева, фольга и гребень, как элемент замкового соединения досок. При образовании системы обогрева пола из множества указанных модулей, вся система монтируется на опорную поверхность (площадку).
Указанный модуль обладает рядом конструктивных и эксплуатационных недостатков. Так, при выполнении продольных углублённых пазов доски возрастает риск её деформации, обусловленной снижением твёрдости настила, Модуль сложен в сборке, а используемые материалы для модуля не обеспечивают достаточную теплопроводность тёплого пола.  Используемый вариант продольных пазов не позволяет менять схему укладки греющих элементов контура обогрева и осуществлять в целом легкий ремонт пола, в результате сужаются возможности применения описанного модуля на практике.
Задачей заявленного изобретения является создание модуля с быстрой и простой сборкой, с хорошим уровнем теплопроводности и более функционального, чем в прототипе, в части расширения возможности его использования.
Техническими результатами предлагаемого модуля являются достижение простой конструкции модуля с простой сборкой, модуля имеющего полную ремонтопригодность, небольшой вес, высокую функциональную гибкость при использовании и обеспечивающего быстрое повышение температуры в помещении. Кроме того, техническим результатом является и то, что модуль можно применять, как таковой, для оснащения помещения без образования системы из множества таких модульных элементов.
В соответствии  с настоящим изобретением, технические результаты достигаются тем, что в известном модуле для системы напольного водяного отопления, включающим  настил из отдельных профилированных досок, соединённых между собой  замком паз-гребень, металлизированный теплопроводящий элемент,  трубопровод из полимерного материала, контактирующий с теплопроводящим элементом, термоаккумулирующий покрывной слой,  чистовое покрытие и опорную площадку настила, в предложенном модуле профилированные доски используют с  поперечным сечением 35×130 мм, в каждой доске, на сторонах, обращённых к помещению, дополнительно выполнены  поперечные и продольные пазы, причём поперечные пазы имеют прямоугольное сечение, а в уложенном настиле  они сведены в  поперечные каналы, продольные пазы   выполнены  с разными сечениями, при этом доски, уложенные в настиле по его периферии и в  средней  части, имеют три паза, а остальные  - один паз, модуль дополнительно включает напольные решётки, установленные по периферии настила, над поперечными каналами, и на уровне чистового покрытия модуля, в качестве металлизированного теплопроводящего элемента используют  металлизированный скотч, а в качестве трубопровода - трубу из сшитого полиэтилена, при этом труба  утоплена в продольных пазах  досок и зафиксирована крепёжными зажимами в поперечных каналах, а её изгибы, уложенные в поперечном канале,  фиксируются брусками, в качестве  покрывного слоя используют цементно-стружечные плиты, а в качестве опорной площадки - лаги.
Кроме того, отличительными признаками являются то, что: в каждой доске шаг лагов составляет 550-600 мм; в настиле поперечные каналы расположены между двумя лагами и по центру; металлизированным скотчем покрыты поперечные каналы настила и продольные пазы досок, причём края скотча заходят внахлёст на поверхности досок.
Также отличиями являются то, что в профилированной доске с тремя продольными пазами трубопровод углублён в среднем пазе, а количество напольных решёток определяют с учётом объёма обогреваемой площади, вида оконного проёма и нагрузки коллекторной системы.
Предложенный модуль для системы напольного водяного отопления иллюстрируется следующими рисунками, где:
на Фиг. 1изображены фрагменты, а также размеры профилированных досок настила, показывающие доску с поперечным пазом прямоугольного сечения и одним продольным пазом (б), доску с поперечным пазом и тремя продольными пазами (г), поперечные сечения (а) и (е) соответственно и продольные сечения (в) и (д) соответственно;
на Фиг. 2изображён фрагмент соединения двух профилированных досок, имеющих один и три продольных пазов, а также изображены контакты утопленных трубопроводов в пазах с металлизированным скотчем;
на Фиг. 3 - вид сверху Фиг. 2, при этом изображены поперечный канал с металлизированным скотчем и брусок в канале, фиксирующий сгиб трубопровода;
на Фиг. 4 схематично изображена совокупность конструктивных признаков предложенного модуля для системы напольного водяного отопления.
Заявленный модуль для системы напольного водяного отопления включает:
-
-
1 - профилированные доски; 2 - поперечные пазы с прямоугольным сечением; 3 доска с одним продольным пазом; 4 - доска с тремя продольными пазами, средний паз; 5 - поперечные каналы настила; 6 - напольные решётки; 7 - металлизированный скотч; 8  труба из сшитого полиэтилена; 9 - крепёжный зажим трубы в поперечных каналах; 10 - брусок; 11 - цементно-стружечная плита; 12 - фрагмент чистового покрытия пола; 13 - лаги (опорная площадка).
Монтаж модуля для системы напольного водяного отопления осуществляют следующим образом.
Понятие «профилированная» доска подразумевает придание ей особой заданной конфигурации, как правило, в сечении. Все виды профилей в доске для настила заявитель изготавливает фрезерованием. В качестве материала для досок используют хвойную породу древесины. В профилированной доске 1 (Фиг.2), как и в прототипе, на одной из кромок доски выполнен паз, а на другой – гребень соединение двух досок осуществляют с помощью контакта паз-гребень. Доски используют с поперечным сечением, равным 35×130 мм, т.е. у которой толщина 35, а ширина без гребня - 130 мм (Фиг.1). Перед укладкой настила доски выдерживают в том помещении, где будет проведена укладка настила. Такая акклиматизация способствует избежать усадки при монтаже.
Настил монтируют на лаги 13 в виде деревянных прямоугольных брусов с соотношением сторон сечения 1,5-2 и, как правило, из хвойных пород дерева. Лаги служат опорной площадкой модуля и рёбрами жёсткости для настила.
Устанавливают лаги на деревянном, или грунтовом, или бетонном основаниях, а перед установкой их обрабатывают антисептической и противопожарной пропиткой. Шаг лагов в заявленном модуле составляет 550-600 мм.
Укладку профилированных досок начинается от стены. Настилку осуществляют по известной технологии, а именно: каждую следующую доску размещают вплотную к предыдущей, после чего через специальную прокладку по ней ударяют молотком, насаживая на паз. Затем доску прибивают к лагам с помощью гвоздей или саморезов, которые в 2-2,5 раза длиннее её толщины.
В каждой профилированной доске настила, на стороне, обращённой к помещению, выполнены поперечные и продольные паз. Поперечные пазы 2 имеют прямоугольное сечение с соотношением сторон в сечении, равным 2×100 мм. (Фиг.1) и в уложенном настиле они сведены в поперечные каналы 5 (Фиг.4). Последние в настиле обеспечивают равномерную циркуляцию тёплого воздуха и тем самым увеличивает КПД тёплого пола.
Продольные пазы в досках выполнены с разными сечениями, при этом доски, уложенные в настиле по периферии и в его средней части, имеют три паза 4 (профиль - «гребёнка»), а остальные - один паз 3. (Фиг.1-4). В доске с тремя пазами трубопровод укладывают в среднем пазе 4, а два крайних паза служат для дополнительной циркуляции тёплого воздуха и выхода воздуха через напольную решётку (Фиг. 2,4). При монтаже настила, доску с тремя пазами укладывают первой, а затем такую же доску укладывают в средней части настила, в зависимости от местонахождения напольной решётки 6 (Фиг.4).
Над поперечными каналами 5, по периферии настила и на уровне чистового покрытия 12 модуля, устанавливают напольные решётки 6, которые представляют собой металлические изделия с небольшими сквозными отверстиями. Присутствие их в модуле обеспечивает уменьшение теплопотерь у окон, а также оптимальный теплообмен и вентиляцию в обогреваемом помещении. Напольные решётки чаще всего изготавливают из алюминия, который хорошо противостоит внешним воздействиям, а дизайн решёток может украсить интерьер помещения.
Взамен алюминиевой фольги по прототипу, в качестве теплопроводящего элемента используют металлизированный скотч (ГОСТ 28964-91), у которого есть синтетическая основа и рабочий слой, в виде напылённого металлического покрытия. Металлизированный скотч имеет преимущества перед фольгой по пластичности, высокой прочности, водо- и газонепроницаемости и по высоким антикоррозионным свойствам. В настиле металлизированным скотчем 7 покрывают поперечные каналы 5 и продольные пазы 3 и 4 досок (Фиг.2-4), причём края скотча заходят внахлёст на поверхности досок (Фиг. 2).
В качестве трубопровода в модуле используют трубу 8 из сшитого полиэтилена (ПЭ-С), диаметром 16 мм и отвечающую требованиям СП 41-109-2005. От полиэтилена по прототипу он отличается физическими свойствами в частности, лёгкостью, гибкостью, повышенной механической прочностью на срок не менее 50 лет, устойчивостью трубы к термодеформации, истиранию, царапинам, усадке и появлению трещин вследствие внутреннего напряжения. Кроме того, труба из сшитого полиэтилена удобна в монтаже, устойчива к замерзанию в холодную погоду и выдерживает высокие перепады температур и давления.
При хранении бухт труб ПЭ-С, или перевозке при температуре ниже нуля, перед раскаткой и дальнейшими монтажными операциями, их выдерживают в течение 24 ч при температуре не ниже +10 град. Монтаж следует производить при температуре воздуха не ниже 0°С. Контур греющей трубы образовывается при укладке труб в продольных пазах 3 досок и в средних пазах 4 досок с тремя пазами, при этом в поперечных каналах уложенную трубу фиксируют крепёжными зажимами 9, а её изгибы  фиксируют брусками 10 (Фиг. 4). Крепёжные зажимы позволяют устранять передачи усилий на трубу в процессе её монтирования и эксплуатации, а бруски обеспечивают укладку трубы без заломов, загибов и одновременно формируют плавные повороты трубы в контуре.
На настил с металлизированным скотчем и трубопроводом укладывают термоаккумулирующий покрывной слой толщиной 10 мм в виде цементно-стружечной плиты 11 (ЦСП). Плиты ЦСП отличаются простотой выполнения монтажных работ, большим запасом прочности, стойкостью к воздействию влаги, способностью сохранить тепло в помещении и высокими звукоизоляционными свойствами. Кроме того, ЦСП не содержат в рецептуре вредных веществ, устойчивы к грибку и плесени, сохраняют рабочие свойства при температурных колебаниях, воспринимает нагрузки, не нуждаются в выравнивании поверхности, стойкие к агрессивным жидкостям, поглощают шумы, имеют хорошие теплоизоляционные характеристики.
Поверх плит ЦСП в качестве чистового покрытия 12  применяют ламинат, или керамическую плитку, или паркет.
Трубопровод, уложенный в предложенном модуле или в системе обогрева пола из множества таких модульных элементов, образуют магистрали, которые подключают к распределительному коллектору подачи и отвода теплоносителя. Коллектор, работая в комплекте с водонагревательным котлом и циркуляционным насосом, обеспечивает подачу подогретого теплоносителя в трубопроводы и далее тепло путём конвенции поступает в помещение.
Настоящее изобретение использовано, причём в промышленном масштабе (разработаны ТУ «Система тёплый пол «Технология»). Доказано, что по сравнению с прототипом совокупность заявленных признаков модуля для системы напольного водяного отопления, отражённая в формуле изобретения, позволяет получить модуль, имеющий простую сборку, полную ремонтопригодность, небольшой вес, высокую функциональную гибкость при использовании и обеспечивающий быстрое повышение температуры в помещении. Кроме того, в отличие от прототипа предложенная конструкция модуля позволяет применять его для оснащения помещения без образования системы из множества таких модульных элементов.