Ak-montazh.ru

Интернет-энциклопедия по ремонту
5 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как сделать расчет теплого пола на примере водяной системы

Как сделать расчет водяного теплого пола?

Водяной теплый пол

Активные позиции в монтаже основательной системы сегодня занимают водяные теплые полы. В виду своих явных преимуществ, все больше застройщиков обращают внимание на эту систему. Прежде, чем приступить к монтажу, нужно сделать грамотный расчет теплого пола. Этому и будет посвящен данный материал.

Что такое водяной теплый пол?

Теплый водяной пол – это система труб, спрятанных под стяжкой, по которым циркулирует вода определенной температуры около +45°С. На сегодняшний день, это самая востребованная технология для отопления частных домов. Благодаря циркулированию воды внутри системы, обогрев получается равномерным и комфортным, в отличии от радиаторных распределителей тепла. Простота конструкции, независимость от сезонного отопления, скачки температуры и давления являются еще одним большим плюсом данной технологии. Отапливается такая система в основном с помощью газового котла. Но без проблем взаимодействует и с другими видами котлов.

Теплые полы монтируются из полиэтиленовых или металлопластиковых труб. Эти материалы достаточно гибкие и хорошо проводят тепло. За регулирование температуры в такой системе отвечают насос, коллектор и смеситель термостатического вида.

Преимущества водяного теплого пола:

  • совместимость со многими видами напольного покрытия – вы можете выбрать любое нужное вам покрытие, не беспокоясь о том, что система отопления повредит его;
  • экономия тепла – система производит обогрев снизу, благодаря этому весь холодный воздух поднимается вверх, что позволяет обогревать помещение без использования прочих источников тепла;
  • сезонные опции – в холодное время года, система выступает в роли отопительной конструкции, а в летнее время способна охлаждать помещение.

Однако, существуют особенности, с которыми необходимо ознакомиться перед установкой такой системы:

  • Дороже радиаторной системы. При устройстве дома теплым полом готовьтесь к повышенным тратам, которые не особо себя окупят, но при этом принесут много приятного в плане отопления.
  • Не везде справляется с прогревом. В большинстве случаев теплый пол проходит в качестве основного отопления, но есть помещения, где требуется дополнительный прибор отопления. Для выяснения этого факта и нужно делать расчет теплого пола.
  • Запрет на использование в многоквартирных домах. Но касается он в основном России. В других странах ограничений нет.

Данная технология более уместна на территории частного дома, нежели квартиры. Монтаж системы желательно доверить мастерам, так как есть вероятность образования протечек, которые проявляются не сразу. Некачественная сборка может доставить массу хлопот и нанести серьезный урон имуществу.

Расчет теплопотерь дома

Перед расчетом водяного теплого пола, нужно сначала рассчитать теплопотери дома. Теплопотери — это количество тепла, которое помещение теряет за единицу времени. Для снижения теплопотерь используются отопительные приборы, к примеру радиаторные обогреватели, отопительные трубы, а также теплый пол. Помимо этого, сократить теплопотери возможно при установке стеклопакетов и изоляции стен различными материалами, которые способны сохранить тепло внутри помещения.

Расчет теплопотерь — это важный параметр при проектировке жилого помещения. При этом необходимо учитывать:

  • площадь помещения;
  • площадь всех окон;
  • высоту потолка;
  • количество наружных стен;
  • температура с наружной стороны помещения;
  • тип окон;
  • теплоизоляцию стен;
  • тип помещения, находящегося выше.

В основном теплопотери зависят от разницы в температурах вне помещения и внутри него, а также в степени теплоизоляции окон, стен, перегородок. Для более точного расчета теплопотерь можно воспользоваться одним из множества онлайн-калькуляторов. Они довольно просты и понятны в использовании, достаточно ввести необходимые значения и расчет будет произведен автоматически. В таких калькуляторах возможно рассчитать теплопотери через окна, потолки, стены, пол. Это позволит получить детальную информацию, на основе которой следует рассчитывать мощность отопительного оборудования.

Принято считать, что теплый пол справится, если теплопотери не превышают 100 Вт на метр площади. Если данный показатель превышен, придется прибегать к установке дополнительного прибора отопления.

Детальный расчет водяного теплого пола

При составлении расчетов, обратите внимание, что максимально оптимальной температурой поверхности пола будет являться значение в 28 градусов. В случае превышения данного значения может появиться дискомфорт. В тех местах, где пол граничит с окнами или дверьми и наружными стенами, температура может быть выше до +35°С, а в ванных комнатах до +33°С.

Обращайте внимание так же на покрытие, которое собираетесь использовать, так как у каждого покрытия есть свое сопротивление теплопередачи. Рекомендованное значение не должно превышать 0,15 М2К/Вт

При расчете водяного теплого пола обращайте внимание, что максимальная температура теплоносителя не должна превышать значение в 55 градусов. Оптимальные потери на контуре составляют обычно 10 градусов. То есть если подача у вас составляет 50 градусов, то обратка будет в районе 40 градусов

Плотность потока тепла на 1 м 2 рассчитывается следующим образом:

Используя полученное значение плотности теплового потока (q), температуру помещения и температуру на поверхности пола, производим расчет необходимой разности температур носителя тепла и шага раскладывания трубы, используя соответствующую таблицу (приложены в примере). Далее, пользуясь формулами G=3,6*Q/4,187*(tz-tp ) и L=F/b рассчитываем необходимый расход воды через систему отопления пола и длину укладываемой трубы, где:

Пример расчета теплого пола

Путем расчета теплопотерь мы выяснили, что в конкретном помещении они составляют 1200 Вт. Так же нам известно, что мы хотим температуру в помещении 20 градусов. Полезная площадь теплого пола при этом составляет 20 квадратов. На полу будет лежать паркет. Термическое сопротивление паркета составляет 0.1 м2К/Вт.

Для начала давайте определим плотность теплового потока на один квадрат площади.

По расчетной таблице видно, что желаемую температуру в 20 градусов мы можем получить с шагом укладки 25 см. При этом температура поверхности пола составит 25,3 градуса.

таблица расчета теплого пола

Больше таблиц вы можете найти, как вариант, в книге «Металлополимерные трубы и фитинги» от компании Эгопласт.

Читайте так же:
Электромагнитное реле: устройство, маркировка, виды + тонкости подключения и регулировки

Длину трубы определить не составит труда

Находим расход воды по формуле G=3,6*Q/4,187*(tz-tp ). Температура по таблице у нас равна 50/40.

Эти данные помогут при выставлении значений на расходомерах распределительного коллектора.

Для наших условий нужно разложить 80 метров трубы с шагом 25 см. Это идеальная длина контура. Если значение будет превышать 90-100 метров, желательно разделить помещение на два контура.

Можно ли без расчетов?

Расчеты делать не обязательно. Но рекомендуем все же сделать расчеты теплопотерь дома, чтобы убедиться, пройдет теплый пол или все таки нет. Если полы проходят, действуем по простому методу. Укладываем теплый пол с шагом 15 см, а в зонах наружных стен с шагом 10 см.

Далее устанавливаем комнатные термостаты, подключаем к сервоприводам на коллекторе и радуемся отличной регулируемой системой отопления.

Калькулятор расчета водяного теплого пола

О нлайн калькулятор водяного теплого пола предназначен для расчета основных тепловых и гидравлических параметров системы, расчета диаметра и длины трубы. Калькулятор предоставляет возможность осуществить расчет теплого пола, реализованного «мокрым» способом с обустройством монолитного пола из цементно-песчаного раствора или бетона, а также с реализацией «сухим» методом, с использованием тепло-распределяющих пластин. Устройство системы ТП «сухим» методом предпочтительно для деревянных полов и перекрытий.

Расчет теплого пола

Т епловые потоки, направленные снизу-вверх, являются наиболее предпочтительными и комфортными для человеческого восприятия. Именно поэтому обогрев помещений теплыми полами становится наиболее популярным решением по сравнению с настенными источниками тепла. Нагревательные элементы такой системы не занимают дополнительного места в отличие от настенных радиаторов.

П равильно спроектированные и реализованные системы теплого пола являются современным и комфортным источником обогрева помещений. Использование современных и качественных материалов, а также правильных расчетов, позволяет создать эффективную и надежную систему отопления со сроком службы не менее 50 лет.

С истема теплого пола может выступать единственным источником обогрева помещения только в регионах с теплым климатом и с использованием энерго-эффективных материалов. При недостаточном тепловом потоке обязательно применение дополнительных источников тепла.

П олученные расчеты будут особенно полезны тем, кто планирует реализовать систему отопления теплого пола своими руками в частном доме.

Общие сведения по результатам расчетов

  • О бщий тепловой поток — Кол-во выделяемого тепла в помещение. Если тепловой поток меньше тепловых потерь помещения, необходимы дополнительные источники тепла, например, такие как настенные радиаторы.
  • Т епловой поток по направлению вверх — Кол-во выделяемого тепла в помещение с 1 квадратного метра площади по направлению вверх.
  • Т епловой поток по направлению вниз — Кол-во «теряемого» тепла и не участвующего в обогреве помещения. Для уменьшения данного параметра необходимо выбирать максимально эффективную теплоизоляцию под трубами ТП* (*теплого пола).
  • С уммарный удельный тепловой поток — Общее кол-во тепла, выделяемого системой ТП с 1 квадратного метра.
  • С уммарный тепловой поток на погонный метр — Общее кол-во тепла, выделяемого системой ТП с 1 погонного метра трубы.
  • С редняя температура теплоносителя — Средняя величина между расчетной температурой теплоносителя подающего трубопровода и расчетной температурой теплоносителя обратного трубопровода.
  • М аксимальная температура пола — Максимальная температура поверхности пола по оси нагревательного элемента.
  • М инимальная температура пола — Минимальная температура поверхности пола по оси между трубами ТП.
  • С редняя температура пола — Слишком высокое значение данного параметра может быть дискомфортно для человека (нормируется СП 60.13330.2012). Для уменьшения данного параметра необходимо увеличить шаг труб, снизить температуру теплоносителя либо увеличить толщину слоев над трубами.
  • Д лина трубы — Общая длина трубы ТП с учетом длины подводящей магистрали. При высоком значении данного параметра калькулятор рассчитает оптимальное кол-во петель и их длину.
  • Т епловая нагрузка на трубу — Суммарное количество тепловой энергии, получаемое от источников тепловой энергии, равное сумме теплопотреблений приемников тепловой энергии и потерь в тепловых сетях в единицу времени.
  • Р асход теплоносителя — Массовое кол-во теплоносителя предназначенного для подачи необходимого кол-ва тепла в помещение в единицу времени.
  • С корость движения теплоносителя — Чем выше скорость движения теплоносителя, тем выше гидравлическое сопротивление трубопровода, а также уровень шума, создаваемого теплоносителем. Рекомендуемое значение от 0.15 до 1м/с. Данный параметр можно уменьшить за счет увеличения внутреннего диаметра трубы.
  • Л инейные потери давления — Снижение напора по длине трубопровода, вызванного вязкостью жидкости и шероховатостью внутренних стенок трубы. Без учета местных потерь давления. Значение не должно превышать 20000Па. Можно уменьшить за счет увеличения внутреннего диаметра трубы.
  • О бщий объем теплоносителя — Общее кол-во жидкости для заполнения внутреннего объема труб системы ТП.

Калькулятор работает в тестовом режиме. Дата добавления калькулятора 11.03.2018

Теплый водяной пол как элемент системы автономного дома

FORUMHOUSE уже неоднократно рассказывал о базовых принципах проектирования и строительства автономного загородного дома. Суть всех материалов сводится к следующему — «автономия» у каждого своя. Прежде чем покупать участок, на котором нет или не предвидится хотя бы централизованного электроснабжения, нужно 100 раз подумать, а нужен ли он. Т.к. материальные вложения в строительство полностью автономного дома, при условии, что это не южные регионы, могут превысить все разумные пределы.

Цель этой статьи — практические рекомендации по самостоятельному устройству водяного тёплого пола как одного из элементов инженерки реального, а не мифического автономного дома.

Итак, мы расскажем:

  • Что мешает построить полностью автономный дом в России.
  • В чем заключаются особенности расчёта теплого пола.
  • Может ли теплый пол быть единственной системой отопления загородного дома.
  • Какие нюансы необходимо учесть при самостоятельном монтаже теплого пола.

Возможные проблемы строительства автономного дома

О теплом водяном поле на нашем портале написано немало статей и создано множество тем, где пользователи делятся опытом его монтажа. Тем не менее, вопросов у начинающих застройщиков о том, что это за система, и какие плюсы и минусы у неё есть, остаётся немало. Чтобы не повторяться, советуем прочитать статью «Тёплый пол — советы и рекомендации по выбору», где эксперты подробно рассказывают о базовых принципах работы и преимуществах этой системы поверхностного отопления.

Читайте так же:
Как сделать подъемные гаражные ворота своими руками: виды, схемы и этапы сборки

Мы же попробуем взглянуть на теплый водяной пол с другой стороны и рассмотреть его как элемент, повышающий автономию загородного дома. Для начала разберемся с понятием «автономный дом» применительно к нашей стране.

Практика показывает, что автономный дом за границей и у нас — это две большие разницы как по подходу к его проектированию и строительству, так и к дальнейшей эксплуатации. Чаще всего начинающий застройщик представляет себе автономный коттедж как полностью независимый от всех внешних энергосетей. Проще говоря, дом оборудован инженерными устройствами, которые вырабатывают достаточно электроэнергии для питания всего оборудования в коттедже. Это может быть котёл, насосы, бытовая техника и т.д.

Если, на крайний случай, воду можно добыть из колодца, дом отопить углём или дровами, то, условно говоря, если выдернуть современный коттедж «из розетки», то остановится вся «инженерка». Не рассматриваем частные случаи строительства полностью энергонезависимых домов, которые отапливаются печкой, а система отопления построена на гравитационном принципе работы, т.е. не нуждается в циркуляционных насосах.

Главный «подводный камень» для застройщиков, решивших уйти в «автономку», состоит в том, что солнечные батареи, гелиоколлекторы и ветряки, в силу дороговизны, не могут использоваться в холодных областях России, как единственные источники энергии.

Зачастую, просчитав стоимость строительства такой системы, например, на базе фотоэлементов, в которой «слабым местом» становятся дорогие аккумуляторы – их нужно менять через несколько лет, с учетом недостатка солнечных дней, пользователь понимает, что затраты никогда не отобьются.

Когда речь заходит о заграничном опыте, то многие думают: «вот у них…, а почему так у нас». Но, например, в Германии ветрогенераторы давно превратились в обыденность, а излишки электроэнергии, выработанной на «солнечной ферме», частник может продать электросетям. «Зелёная» энергетика «там» является дотационной, и государство всячески стимулирует её развитие, с каждым годом увеличивая выработку альтернативки. Большую роль играет и более мягкий климат.

В наших реалиях застройщик вынужден, в первую очередь, полагаться на себя. И, хотя число энтузиастов автономии растёт, а системы с каждым годом становятся доступнее, в большинстве случаев застройщиков интересует лишь частичное независимое энергоснабжение коттеджа. Т.е. возможность с комфортом переждать аварийное отключение электричества или аварию в котельной – зимой и при этом не замёрзнуть. В этом случае на первое место выходит связка автономный дом — экономичный дом, расходующий меньше энергии в случае форс-мажорных обстоятельств.

Исходя из этого, современный загородный дом должен быть теплоинерционным — т.е. его конструкция должна быть рассчитана таким образом, чтобы строение при обычной эксплуатации запасало энергию. Для этого стены, пол, перекрытия возводятся из материалов, обладающих большой массой, а также хорошей теплоёмкостью и теплоотдачей.

Хороший пример такого стенового материала — обычный полнотелый кирпич. Конечно, не всегда это возможно сделать (например, в каркасных домах). В таком случае теплый водяной пол становится одним из элементов системы, повышающей степень автономии загородного дома.

Теплый водяной пол как элемент системы автономного дома

Итак, автономный дом должен быть энергоэффективным или энергосберегающим. Т.е. все потери тепла в здании должны быть сведены к разумному минимуму. Это автоматически тянет за собой необходимость возведения замкнутого герметичного теплоизоляционного контура. Т.к. чем меньше теплопотери, тем меньше потребуется энергии (включая и из альтернативных источников) для их восполнения.

Наш портал уже затрагивал тему, выгодно ли строить энергоэффективный дом. Подводя резюме этой статьи, скажем, что такой дом должен быть сбалансирован и представлять систему, где все элементы подобраны друг к другу. Проще говоря, не нужно заниматься экстраутеплением стен, если в окна установлены обычные стеклопакеты, система вентиляции без рекуператора, а фундамент не теплоизолирован.

Теперь рассмотрим, как на сокращение энергозатрат влияет система водяного тёплого пола, которая представляет т.н. поверхностную лучистую систему отопления. При использовании лучистого отопления тепло человек воспринимает, как более комфортное, чем тепло при радиаторном — конвекционном отоплении. В результате можно понизить температуру в жилом помещении примерно на 2 °C. Например, сделав её не 19-22 °C (усреднённая комфортная температура), а 18 °C.

Это один из путей экономии, что важно для строительства автономного дома. Второй нюанс — теплый пол — это низкотемпературная система отопления. Т.е, в отличие от радиаторного отопления, нам не требуется греть теплоноситель до высоких температур, что также экономит энергоресурсы. При расчёте теплого пола ориентируемся на следующие данные по температуре его поверхности:

  • Максимум для жилых помещений — 28-29 °C (при температуре внутреннего воздуха 20 °C).
  • Максимум для туалетных и ванных комнат, т.е. там, где человек появляется периодически — не более 33 °C (при температуре внутреннего воздуха 24 °C).

Теплый пол как единственная система отопления загородного дома

Третий плюс теплого пола — высокая теплоаккумулирующая способность. Т.е. такая система становится «печкой», долго отдающей тепло даже при отключении циркуляции теплоносителя. Это связано с тем, что трубы теплого пола уложены в бетонную стяжку, хорошо теплоизолированную от нижележащих слоев конструкции покрытия. При прогреве большой бетонной массы она аккумулирует тепло, что особенно важно для каркасных домов с их низкой тепловой инерционностью.

После вывода теплого пола на рабочий режим днём можно отключить теплый пол и, за счет инерционности, система продолжит отдавать тепло. Повысить эффективность такого режима эксплуатации можно, добавив в систему тепловой аккумулятор.

Интересен опыт пользователя портала Александра Федорцова (ник Скептик).

Читайте так же:
Что делать если протекает увлажнитель воздуха: поиск причины и рекомендации по устранению протечки

Даже отопление электричеством может быть дешевым, если построить правильный каркасник на фундаменте УШП и отапливать дом водяным теплым полом в связке с теплоаккумулятором, в котором вода нагревается ТЭНом по ночному тарифу.

Очень часто пользователи задают вопрос, а можно ли отопить дом только тёплым полом, и будет ли это экономично?

Ответ один — это расчётный показатель. Т.к. эффективность теплого пола, как единственной системы отопления, зависит от теплопотерь дома, региона проживания, площади комнат и т.д.

Для понимания основ, руководствуемся следующим правилом: эффективная система отопления должна компенсировать теплопотери, т.е. дать то количество тепла в дом, которое ушло.

Для этого обязательно выполняется расчет на теплопотери, после которого может выясниться, что одного только теплого пола недостаточно, и требуется комбинированная система отопления: теплый пол + радиаторы.

Теплоотдача теплого пола с 1 кв. м рассчитывается по следующей формуле:

q = 8.92 х (tп – tв ) 1,1 ,

q – тепловой поток поверхности пола, Вт/м 2 ;

tп – средняя температура поверхности пола — 29 °C;

tв – средняя температура воздуха — 20 °C.

Подставляем значения в формулу.

q = 8.92 *(29 – 20) 1,1 = 100 Вт/м 2 .

Т.е. 1 кв. м тёплого пола компенсирует теплопотери в 100 Вт. Не забываем, что на работу системы влияет площадь открытой поверхности пола помещения, где смонтировано поверхностное лучистое отопление.

Например, если, условно говоря, требуется отопить зал площадью в 50 кв. м, поверхность пола которого по минимуму заставлена мебелью, то мы сможем снять с теплого пола более высокую теплоотдачу.

Если нужно обогреть комнату площадью 25 кв. м, большая часть которой заставлена шкафами, стоит кровать и т.д., то это уменьшает эффективную площадь теплого пола и, соответственно, его теплоотдачу.

Кроме этого, дополнительная установка радиаторов компенсирует такой недостаток теплого пола, как долгий (относительно радиаторов) выход на рабочий режим эксплуатации. Соответственно: если в комнате нужно быстро поднять температуру, делается это при помощи радиаторов, чтобы не ждать, пока прогреется теплый пол.

Я строю двухэтажный дом из газобетона D500. Ширина блока 40 см. Делаю полы по грунту. Отопление планирую комбинированное — теплый пол и радиаторы. Для этого я самостоятельно выполнил расчёт теплопотерь в специализированной программе.

В итоге выяснилось, что теплопотери по всему дому составляют 14 кВт. Из них на первый этаж пришлось чуть больше 7 кВт. Расчёт теплоотдачи теплого пола показал, что пять контуров в сумме дадут 4.75 кВт тепла (примерно 70% от необходимой величины). Недостачу в 2.35 кВт (30%) покроют три радиатора.

Для наглядности прилагаем схемы:

1) Раскладка петель теплого пола

2) Радиаторное отопление

После расчётов, составления сметы и закупки всех необходимых компонентов пользователь приступил к самостоятельному монтажу теплого пола.

Нюансы самостоятельного монтажа теплого пола

В рамках одной статьи невозможно рассказать обо всех особенностях монтажа теплого пола, поэтому остановимся на ключевых моментах. Первое — трубы теплого пола закладываются в бетонную стяжку. Если пожадничать и купить дешевые трубы, велика вероятность, что через некоторое время (не рассматриваем «косяки» монтажа) система потечёт, и её придётся ремонтировать. Это означает демонтаж финишного напольного покрытия и вскрытие стяжки.

В качестве труб тёплого пола используем или металлопластик, или сшитый полиэтилен. Полипропилен использовать нельзя. Трубы для надежности системы укладываем без соединений в стяжке (хотя производители допускают это при использовании специальных пресс-фитингов) одним куском.

Для теплого пола я использовал металлопластиковые трубы диаметром 1.6 см. Их же я использовал для подключения радиаторов. Всего, по расчётам, необходимо 390 м труб.

Для ориентира (цены указаны за 2016 год) приведём основные расходы на теплый пол RomanXRoman:

  • Коллекторный узел и фитинги – 30 тыс. руб.
  • Трубы теплого пола 2 бухты по 200 м, итого 400 м – 20 тыс. руб.
  • Экструзионный пенополистирол – 33 тыс. руб.
  • Материалы для стяжки – 29 тыс. руб.

Перед укладкой ЭППС пользователь настелил на пол гидроизоляцию с нахлёстами на стены и между полотнами.

Далее уложил ЭППС толщиной в 5 см в два слоя.

Определившись с местом для монтажа коллектора, пользователь, повесив радиаторы на стены, проложил к ним трубы в «шубке», заложив их в штробы, прорезанные в утеплителе.

Расчет теплого пола: пример расчета для водяной системы

На эффективность теплого пола оказывают влияние многие факторы. Без их учета даже при условии, что он правильно смонтирован, и для его устройства применены самые современные материалы, отдача от него не оправдает ожиданий.

По этой причине монтажным работам обязательно должен предшествовать грамотный расчет теплого пола, и только тогда можно гарантировать хороший результат.

  • Исходные данные для расчета
  • Определение параметров теплого пола
    • Методика расчета потерь тепла
    • Конкретный пример расчета
    • Необходимое тепло на нагрев воздуха
    • Проверка правильности подбора диаметра труб

    Исходные данные для расчета

    Изначально правильно спланированный ход проектных и монтажных работ избавит от неожиданностей и неприятных проблем в дальнейшем.

    При расчете теплого пола необходимо исходить из следующих данных:

    • материала стен и особенностей их конструкции;
    • размеров помещения в плане;
    • вида финишного покрытия;
    • конструкции дверей, окон и их размещения;
    • расположения элементов конструкции в плане.

    Для выполнения грамотного проектирования требуется обязательный учет установленного температурного режима и возможности его регулировки.

    Существуют рекомендации по поводу температуры у пола, обеспечивающей комфортное пребывание в помещениях разного предназначения:

    • 29⁰ — жилая зона;
    • 33⁰ — ванна, помещения с бассейном и другие с высоким показателем влажности;
    • 35⁰ — пояса холода (у входных дверей, наружных стен и т.п.).

    Превышение этих значений влечет за собой перегрев как самой системы, так и финишного покрытия с последующей неизбежной порчей материала.

    Проведя предварительные расчеты, можно выбрать оптимальную по личным ощущениям температуру теплоносителя, определить нагрузку на обогревательный контур и приобрести насосное оборудование, безукоризненно справляющееся со стимулированием движения теплоносителя. Его подбирают с двадцатипроцентным запасом по расходу теплоносителя.

    На стадии проектирования следует решить, будет ли теплый пол основным поставщиком тепла или станет использоваться лишь как дополнение к радиаторной отопительной ветке. От этого зависит доля потерь тепловой энергии, которые ему предстоит возмещать. Она может составить от 30 до 60 % с вариациями.

    Время нагрева водяного пола находится в зависимости от толщины элементов входящих в стяжку. Вода как теплоноситель очень эффективна, но сама система отличается сложностью в монтаже.

    Определение параметров теплого пола

    Целью расчета является получение величины тепловой нагрузки. Результат этого расчета влияет на последующие предпринимаемые шаги. В свою очередь, на тепловую нагрузку влияет среднее значение зимней температуры в конкретном регионе, предполагаемая температура внутри комнат, коэффициент теплопередачи потолка, стен, окон и дверей.

    Итоговый результат расчетов перед устройство теплого водяного пола будет зависеть и от наличия дополнительных нагревательных устройств, включая тепловыделение проживающих в доме людей и домашних питомцев. Обязательно учитывают в расчете наличие инфильтрации. Одним из важных параметров является конфигурация комнат, поэтому потребуется поэтажный план дома и соответствующие разрезы.

    Методика расчета потерь тепла

    Определив этот параметр, вы узнаете, сколько тепла должен вырабатывать пол для комфортного самочувствия людей, находящихся в комнате, сможете подобрать котел, насос и пол по мощности. Другими словами: теплота, отдаваемая отопительными контурами, должна компенсировать теплопотери строения. Связь между этими 2 параметрами выражает формула:

    Mп = 1,2 х Q

    Здесь: Mп — требуемая мощность контуров, Q — потери тепла.

    Для определения второго показателя оформляют замеры и вычисления площади окон, дверей, перекрытий, наружных стен. Так как пол будет обогреваться, площадь этой ограждающей конструкции не учитывается. Замеры делают по внешней стороне с захватом углов здания.

    В расчете будет учитываться и толщина, и коэффициент теплопроводности каждой из конструкций. Нормативные значения коэффициента теплопроводности (λ) для наиболее часто используемых материалов можно взять из таблицы:

    Подсчет теплопотерь выполняют отдельно для каждого элемента здания, используя формулу:

    Q = 1/R х (tв — tн) х S х (1+ ∑β)

    Здесь: R обозначает термическое сопротивление материала, из которого изготовлена ограждающая конструкция.

    Находят его, разделив толщину конструкции на коэффициент теплопроводности материала, из которого она изготовлена:

    R = δ / λ

    Символом S обозначена площадь конструктивного элемента, tв и tн — температура внутренняя и наружная соответственно. При этом второй показатель берут по наиболее низкому значению. β — дополнительные потери тепла, связанные с ориентацией здания относительно сторон света.

    Если рассмотреть вопрос на любом примере расчета водяного теплого пола, он становится более понятным. Допустим, стены дома для непостоянного проживания, толщиной 20 см, выполнены из газобетонных блоков. Суммарная площадь ограждающих стен с вычетом оконных и дверных проемов 60м². Наружная температура — минус 25 внутренняя — плюс 20, а конструкция ориентирована на юго-восток.

    Конкретный пример расчета

    Учитывая, что коэффициент теплопроводности блоков λ = 0,3 Вт/(м°хС), можно вычислить R = 0,2/0,3 = 0,67 м²°С / Вт. Наблюдаются потери тепла и через слой штукатурки. Если ее толщина 20 мм, то Rшт. = 0,02/0,3 = 0,07 м²°С / Вт. Сумма этих 2 показателей даст значение потерь тепла через стены: 0,67 + 0,07 = 0,74 м²°С / Вт.

    Имея все исходные данные, подставляют их в формулу и получают теплопотери комнаты с такими стенами:

    Q = 1 / 0,74 х (20 — (-25)) х 60 х (1 + 0,05) = 3831,08 Вт.

    Таким же образом вычисляют потери тепла через остальные ограждающие конструкции: окна, дверные проемы, кровлю.

    Для определения теплопотерь через потолок принимают его термическое сопротивление равным значению для планируемого или имеющегося вида утеплителя:

    R = 0,18/0,041 = 4,39 м²°С / Вт.

    Площадь потолка идентична площади пола и равна 70 м². Подставляв эти значения в формулу, получают потери тепла через верхнюю ограждающую конструкцию:

    Q пот. = 1/4,39 х (20 — (-25)) х 70 х (1 + 0,05) = 753,42 Вт.

    Чтобы определить потери тепла через поверхность окон нужно подсчитать их площадь. При наличии 4 окон шириной 1,5 м и высотой 1,4 м их общая площадь составит: 4 х 1,5 х 1,4 = 8,4 м². Если производитель указывает отдельно тепловое сопротивление для стеклопакета и профиля — 0,5 и 0,56 м²°С / Вт соответственно, то Rокон = 0,5 х 90 + 0,56 х 10)/100 = 0,56 м²°С / Вт здесь 90 и 10 — доля, приходящаяся на каждый элемент окна.

    Исходя из полученных данных, продолжают дальнейшие вычисления: Qокон = 1/0,56 х (20 — (-25)) х 8,4 х (1 + 0,05) = 708,75 Вт.

    Наружная дверь имеет площадь 0,95 х 2,04 = 1,938 м². Тогда Rдв. = 0,06/0,14 = 0,43 м²°С / Вт. Q дв. = 1/0,43 х (20 — (-25)) х 1,938 х (1 + 0,05) = 212,95 Вт.

    В итоге теплопотери составят: Q = 3831,08 +753,42 + 708,75 + 212,95 + 7406,25 = Вт. К этому результату добавляют еще 10% на инфильтрацию воздуха, тогда Q = 7406,25 + 740,6 = 8146,85 Вт. Теперь можно определить и тепловую мощность пола Mп = 1,2 х 8146,85 = 9776,22 Вт или 9,8 кВт.

    Необходимое тепло на нагрев воздуха

    Если дом оборудован вентиляционной системой, то какая-то часть тепла, выделяемая источником, должна расходоваться на нагрев, поступающего извне, воздуха. Для вычисления применяют формулу:

    Qв. = c х m х (tв — tн)

    В ней: c = 0,28 кг⁰С и обозначает теплоемкость воздушной массы, а символом m обозначен массовый расход наружного воздуха в кг.

    Получают последний параметр путем умножения общего объема воздуха, равного объему всех помещений при условии, что воздух обновляется каждый час, на плотность, изменяющуюся в зависимости от температуры.

    Если в здание поступает 400 м 3 /ч. то m = 400 х 1,422 = 568,8 кг/ч. Qв. = 0,28 х 568,8 х 45 = 7166,88 Вт. В этом случае необходимая тепловая мощность пола значительно увеличится.

    Расчет необходимого количества труб

    Для устройства пола с водяным обогревом выбирают разные методы укладки труб, отличающиеся формой: змейка трех видов — собственно змейка, угловая, двойная и улитка. В одном смонтированном контуре моет встречаться комбинация разных форм. Иногда для центральной зоны пола выбирают «улитку» а для краев — однин из видов «змейки».

    Дистанцию между трубами называют шагом. Выбирая этот параметр нужно удовлетворить 2 требования: ступня ноги не должна чувствовать разницы температуры на отдельных зонах пола, а использовать трубы нужно максимально эффективно. Для пограничных зон пола рекомендуют применять шаг в 100 мм. На остальных участках можно сделать выбор шага в пределах от 150 до 300 мм.

    Для подсчета длины трубы есть простая формула:

    L = S / N х 1,1

    В ней фигурирует площадь контура (S), шаг (N),10% запас на изгибы (1,1). К итоговому значению добавляют отрезок трубы, проложенной от коллектора до разводки теплого контура как на обратке, так и на подаче.

    Ознакомьтесь с примером расчета метража трубы для теплого пола, занимающего площадь 10 м². Коллектор удален от пола на 6 м, а труба уложена с шагом 0,15 м. Решение задачи простое: 10/0, 15 х 1,1 + (6 х 2) = 85,3 м. Используя металлопластиковые трубы длиной до 100 м, чаще всего выбирают диаметр 16 или 20 мм. При длине трубы 120-125 м сечение ее должно равняться 20 мм².

    Одноконтурная конструкция подходит только для помещения с небольшой площадью. Пол в больших комнатах делят на несколько контуров в соотношении 1:2, обозначающем, что длина конструкции должна превышать ширину в 2 раза.

    Вычисленное ранее значение — это протяженность трубы для пола в целом, но для полноты картины нужно выделить длину отдельного контура. На этот параметр влияет гидравлическое сопротивление контура, определяемое диаметром выбранных труб и объемом воды подаваемой в единицу времени. Если этими факторами пренебречь, потери давления будут настолько большими, что никакой насос не заставит теплоноситель циркулировать.

    Контуры одной длины — это случай идеальный, но на практике встречающийся нечасто, т.к площади помещений разного предназначения очень отличается и приводить длину контуров к одному значению просто нецелесообразно. Профессионалы допускают разницу в длине труб от 30 до 40%.

    Величиной диаметра коллектора и пропускной способностью узла смешения определяется допустимое число петель, подключенных к нему. В паспорте на узел смешения всегда можно найти величину тепловой нагрузки, на которую он рассчитан. Допустим, коэффициент пропускной способности (Kvs) равен 2,23 м 3 /ч. При таком коэффициенте определенные модели насоса выдерживают нагрузку от 10 до 15 т. Вт.

    Чтобы определить количество контуров нужно вычислить тепловую нагрузку каждого. Если площадь, занимаемая теплым полом, равняется 10 м², а теплоотдача 1 м² составляет 80 Вт, то 10 х 80 = 800 Вт. Отсюда, узел смешения сможет обеспечить 15 000/800 = 18,8 помещений или контуров площадью по 10 м².

    Эти показатели максимальные, и применить их можно только теоретически, а в действительности цифру нужно уменьшить минимум на 2, тогда 18 – 2 = 16 контуров. Нужно при подборе коллектора смотреть, есть ли у него такое количество выводов.

    Проверка правильности подбора диаметра труб

    Чтобы проверить, правильно ли было подобрано сечение труб, можно воспользоваться формулой:

    υ = 4 х Q х 10ᶾ/n х d²

    Когда скорость соответствует найденному значению, сечение труб выбрано верно. Нормативные документы допускают скорость максимум 3 м/сек. при диаметре до 0,25 м, но оптимальным значением является 0,8 м/сек. т.к. при росте ее величины повышается шумовой эффект в трубопроводе.

    Рассчитываем рециркуляционный насос

    Чтобы система получилась экономичной нужно подобрать насос, обеспечивающий нужный напор и оптимальный расход воды в контурах. В паспортах насосов обычно указывают напор в контуре самой большой длины и суммарный расход теплоносителя во всех петлях. На напор оказывают влияние гидравлические потери:

    ∆ h = L х Q² / k1

    1. L — длина контура.
    2. Q — расход воды в л за сек.
    3. k1 — коэффициент, характеризующий потери в системе. Можно взять из справочных таблиц справочника по гидравлике или из паспорта на оборудование.

    Зная величину напора, вычисляют расход в системе:

    Q = k х √H

    Здесь k — это коэффициент расхода. Профессионалы принимают расход на каждые 10 м² дома в пределах 0,3-0,4 л/с.

    Цифры, касающиеся величины напора и расхода, указанные в паспорте, нельзя воспринимать буквально — это максимум, а фактически на них оказывает влияние протяженность, геометрия сети. При слишком большом напоре уменьшают длину контура или увеличивают диаметр труб.

    Рекомендации по выбору толщины стяжки

    В справочниках можно найти сведения о том, что минимальная толщина стяжки составляет 30 мм. Когда помещение довольно высокое, под стяжку подкладывают утеплитель, повышающий эффективность использования тепла, отдаваемого отопительным контуром. Самым популярным материалом для подложки является пенополистирол. У него сопротивление теплопередачи значительно ниже, чем у бетона.

    При устройстве стяжки, чтобы уравновесить линейные расширения бетона, периметр помещения оформляют демпферной лентой. Важно правильно выбрать ее толщину. Специалисты советуют при площади помещения, не превышающей 100 м², устраивать 5 мм компенсирующий слой. Если значения площади больше за счет длины, превышающей 10 м, толщину высчитывают по формуле: b = 0,55 х L. Символ L— это длина комнаты в м.

    Выводы и полезное видео по теме

    О расчете и монтаже теплого гидравлического пола этот видеоматериал:

    Отсюда вы почерпнете много полезного об укладке пола и сможете избежать ошибок, которые обычно допускают любители:

    Расчет делает возможным спроектировать систему «теплый пол» с оптимальными эксплуатационными показателями. Допустимо смонтировать отопление, пользуясь паспортными данными и рекомендациями. Оно будет работать, но профессионалы советуют все таки потратить время на расчет, чтобы в итоге система расходовала меньше энергии.

    голоса
    Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию