Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!

На ефективність теплої підлоги впливає багато факторів. Без їх урахування навіть за умови, що система правильно змонтована, і для її пристрою застосовані найсучасніші матеріали, реальна теплоеффектівность не виправдає очікувань.

З цієї причини монтажних робіт обов'язково повинен передувати грамотний розрахунок теплої підлоги, і тільки тоді можна гарантувати хороший результат.

Розробка проекту опалювальної системи коштує недешево, тому багато домашні умільці проводять обчислення самостійно. Погодьтеся, ідея скорочення витрат на облаштування теплої підлоги здається дуже привабливою.

Ми підкажемо вам, як створити проект, які критерії врахувати при виборі параметрів опалювальної системи і розпишемо покрокову методику розрахунку. Для наочності ми підготували приклад обчислення теплої підлоги.

Вихідні дані для розрахунку

Спочатку правильно спланований хід проектних і монтажних робіт позбавить від несподіванок і неприємних проблем в подальшому.

При розрахунку теплої підлоги необхідно виходити з таких даних:

  • матеріалу стін і особливостей їх конструкції;
  • розмірів приміщення в плані;
  • виду фінішного покриття;
  • конструкції дверей, вікон і їх розміщення;
  • розташування елементів конструкції в плані.

Для виконання грамотного проектування потрібно обов'язковий облік встановленого температурного режиму і можливості його регулювання.

Для проведення грубого розрахунку приймається, що 1 м 2 опалювальної системи повинен відшкодовувати втрати тепла в 1 кВт. Якщо водяний опалювальний контур використовується як доповнення до основної системи, то він зобов'язаний покривати тільки частина тепловтрат

Існують рекомендації з приводу температури біля підлоги, що забезпечує комфортне перебування в приміщеннях різного призначення:

  • 29 ° С - житлова зона;
  • 33 ° С - ванна, приміщення з басейном та інші з високим показником вологості;
  • 35 ° С - пояса холоду (у вхідних дверей, зовнішніх стін і т.п.).

Перевищення цих значень тягне за собою перегрів як самої системи, так і фінішного покриття з наступною неминучою псуванням матеріалу.

Провівши попередні розрахунки, можна вибрати оптимальну з особистих відчуттів температуру теплоносія, визначити навантаження на дистанційний пульт контур і придбати насосне обладнання, бездоганно справляється зі стимулюванням руху теплоносія. Його підбирають з запасом по витраті теплоносія в 20%.

Багато часу йде на прогрів стяжки потужністю понад 7 см. Тому при влаштуванні водяних систем прагнуть не перевищувати вказану межу. Найбільш підходящим покриттям по водяним полам вважається підлоги кераміка, під паркет через його наднизької теплопровідності теплі підлоги не укладають

На стадії проектування слід вирішити, чи буде тепла підлога основним постачальником тепла або стане використовуватися лише як доповнення до радіаторної опалювальної гілці. Від цього залежить доля втрат теплової енергії, які йому належить відшкодовувати. Вона може скласти від 30% до 60% з варіаціями.

Час нагріву водяного статі залежить від товщини елементів входять до стяжку. Вода як теплоносій дуже ефективна, але сама система відрізняється складністю в монтажі.

Для виконання розрахунків водяної системи тепла підлога насамперед проводять розрахунки тепловтрат, які повинен компенсувати контур. Якщо це додаткова система, то враховують частину втрат тепла Розрахунки проводяться тільки для тієї частини статі, на якій буде розташовуватися гріє змійовик. Ті ділянки, де труби не прокладаються, наприклад, під меблями, в обчисленнях не використовуються Для виробництва розрахунків потрібні середні значення температури на виході теплоносія з колекторного пристрої і на вході в нього обратки Для отримання точного результату потрібно знати теплопровідність планованих до установки труб і приблизна довжина нагрівального контуру

Визначення параметрів теплої підлоги

Метою розрахунку є отримання величини теплового навантаження. Результат цього розрахунку впливає на наступні кроки, що робляться. У свою чергу, на теплове навантаження впливає середнє значення зимової температури в конкретному регіоні, передбачувана температура всередині кімнат, коефіцієнт теплопередачі стелі, стін, вікон і дверей.

Причиною втрати тепла служать погано утеплені стіни, вікна, двері будинку. Найбільший відсоток тепла йде через систему вентиляції і дах (+)

Підсумковий результат розрахунків перед пристроєм теплої підлоги водяного типу буде залежати і від наявності додаткових нагрівальних приладів, включаючи тепловиділення проживають в будинку людей і домашніх вихованців. Обов'язково враховують у розрахунку наявність інфільтрації.

Одним з важливих параметрів є конфігурація кімнат, тому буде потрібно поверховий план будинку і відповідні розрізи.

Методика розрахунку втрат тепла

Визначивши цей параметр, ви дізнаєтеся, скільки тепла повинен виробляти підлогу для комфортного самопочуття людей, що знаходяться в кімнаті, зможете підібрати котел, насос і підлогу по потужності. Іншими словами: теплота, що віддається опалювальними контурами, повинна компенсувати тепловтрати будівлі.

Зв'язок між цими двома параметрами висловлює формула:

Mп = 1, 2 х Q, де

  • Mп - необхідна потужність контурів;
  • Q - втрати тепла.

Для визначення другого показника оформляють виміри й обчислення площі вікон, дверей, перекриттів, зовнішніх стін. Так як стать буде обігріватися, площа цієї огороджувальної конструкції не враховується. Заміри роблять по зовнішній стороні із захопленням кутів будівлі.

У розрахунку буде враховуватися і товщина, і коефіцієнт теплопровідності кожної з конструкцій. Нормативні значення коефіцієнта теплопровідності (λ) для найбільш часто використовуваних матеріалів можна взяти з таблиці.

З таблиці можна взяти значення коефіцієнта для розрахунку. Важливо дізнатися у фірми-постачальника значення термічного опору матеріалу в разі, якщо встановлюють вікна з металопластику (+)

Підрахунок тепловтрат виконують окремо для кожного елемента будівлі, використовуючи формулу:

Q = 1 / R * (t в-t н) * S х (1 + Σb), де

  • R - термічний опір матеріалу, з якого виготовлена конструкція, що обгороджує;
  • S - площа конструктивного елементу;
  • tв і tн - температура внутрішня і зовнішня відповідно, при цьому другий показник беруть по найбільш низького значення;
  • b - додаткові втрати тепла, пов'язані з орієнтацією будівлі відносно сторін світу.

Показник термічного опору (R) знаходять, розділивши товщину конструкції на коефіцієнт теплопровідності матеріалу, з якого вона виготовлена.

Значення коефіцієнта b залежить від орієнтації будинку:

  • 0, 1 - північ, північний захід або північний схід;
  • 0, 05 - захід, південний схід;
  • 0 - південь, південний захід.

Якщо розглянути питання на будь-якому прикладі розрахунку водяного теплої підлоги, він стає більш зрозумілим.

Конкретний приклад розрахунку

Припустимо, стіни будинку для непостійного проживання, товщиною 20 см, виконані з газобетонних блоків. Сумарна площа огороджувальних стін з вирахуванням віконних і дверних прорізів 60 м². Зовнішня температура -25 ° С, внутрішня + 20 ° С, конструкція орієнтована на південний схід.

З огляду на, що коефіцієнт теплопровідності блоків λ = 0, 3 Вт / (м ° * С), можна обчислити тепловтрати через стіни: R = 0, 2 / 0, 3 = 0, 67 м² ° С / Вт.

Спостерігаються втрати тепла і через шар штукатурки. Якщо її товщина 20 мм, то Rшт. = 0, 02 / 0, 3 = 0, 07 м² ° С / Вт. Сума цих двох показників дасть значення втрат тепла через стіни: 0, 67 + 0, 07 = 0, 74 м² ° С / Вт.

Маючи всі вихідні дані, підставляють їх в формулу і отримують тепловтрати кімнати з такими стінами: Q = 1 / 0, 74 * (20 - (-25)) * 60 * (1 + 0, 05) = 3831, 08 Вт.

Таким же чином обчислюють втрати тепла через інші огороджувальні конструкції: вікна, дверні отвори, покрівлю.

Тепла віддається контурами опалення може бути недостатньо для нагріву повітря всередині будинку до потрібної величини, якщо їх потужність занижена. При надлишкової потужності матиме місце перевитрата теплоносія

Для визначення тепловтрат через стелю приймають його термічний опір рівним значенню для планованого або наявного виду утеплювача: R = 0, 18 / 0, 041 = 4, 39 м² ° С / Вт.

Площа стелі ідентична площі статі та дорівнює 70 м². Підставивши ці значення в формулу, отримують втрати тепла через верхню захисну конструкцію: Q піт. = 1 / 4, 39 * (20 - (-25)) * 70 * (1 + 0, 05) = 753, 42 Вт.

Щоб визначити втрати тепла через поверхню вікон, потрібно підрахувати їх площу. При наявності 4-х вікон шириною 1, 5 м і висотою 1, 4 м їх загальна площа складе: 4 * 1, 5 * 1, 4 = 8, 4 м².

Якщо виробник вказує окремо тепловий опір для склопакета і профілю - 0, 5 і 0, 56 м² ° С / Вт відповідно, то Rокон = 0, 5 * 90 + 0, 56 * 10) / 100 = 0, 56 м² ° С / пн. Тут 90 і 10 - частка, що припадає на кожен елемент вікна.

Виходячи з отриманих даних, продовжують подальші обчислення: Qокон = 1 / 0, 56 * (20 - (-25)) * 8, 4 * (1 + 0, 05) = 708, 75 Вт.

Зовнішні двері має площу 0, 95 * 2, 04 = 1, 938 м². Тоді Rдв. = 0, 06 / 0, 14 = 0, 43 м² ° С / Вт. Q дв. = 1 / 0, 43 * (20 - (-25)) * 1, 938 * (1 + 0, 05) = 212, 95 Вт.

Так як зовнішні двері відкриваються часто, через них втрачається велика кількість тепла. Тому важливо забезпечити їх щільне зачинення

В результаті тепловтрати складуть: Q = 3831, 08 +753, 42 + 708, 75 + 212, 95 + 7406, 25 = Вт.

До цього результату додають ще 10% на інфільтрацію повітря, тоді Q = 7406, 25 + 740, 6 = 8146, 85 Вт.

Тепер можна визначити і теплову потужність статі: Mп = 1, * 8146, 85 = 9776, 22 Вт або 9, 8 кВт.

Необхідна тепло на нагрівання повітря

Якщо будинок обладнаний вентиляційною системою, то якась частина тепла, що виділяється джерелом, повинна витрачатися на нагрів, що надходить ззовні, повітря.

Для обчислення застосовують формулу:

Qв. = C * m * (t в-t н), де

  • c = 0, 28 кг⁰С і позначає теплоємність повітряної маси;
  • m символ позначений масова витрата зовнішнього повітря в кг.

Отримують останній параметр шляхом множення загального обсягу повітря, рівного об'єму всіх приміщень за умови, що повітря оновлюється щогодини, на щільність, що змінюється в залежності від температури.

На графіку відображена залежність щільності повітря від його температури. Дані необхідні для розрахунку кількості тепла, необхідного для нагрівання повітряної маси що надходить в будинок в результаті примусової вентиляції (+)

Якщо в будівлю надходить 400 м3 / год, то m = 400 * 1, 422 = 568, 8 кг / год. Qв. = 0, 28 * 568, 8 * 45 = 7166, 88 Вт.

У цьому випадку необхідна теплова потужність статі значно збільшиться.

Розрахунок необхідної кількості труб

Для влаштування підлоги з водяним обігрівом вибирають різні методи укладання труб, що відрізняються формою: змійка трьох видів - власне змійка, кутова, подвійна і равлик. В одному змонтованому контурі миє зустрічатися комбінація різних форм. Іноді для центральної зони статі вибирають «равлика» а для країв - однин з видів «змійки».

«Равлик» - раціональний вибір для об'ємних приміщень з простою геометрією. У приміщеннях сильно витягнутих або мають складні обриси краще застосувати «змійку» (+)

Дистанцію між трубами називають кроком. Вибираючи цей параметр потрібно задовольнити дві вимоги: ступня ноги не повинна відчувати різниці температури на окремих зонах статі, а використовувати труби потрібно максимально ефективно.

Для прикордонних зон статі рекомендують застосовувати крок в 100 мм. На інших ділянках можна зробити вибір кроку в межах від 150 до 300 мм.

Важливе значення має теплоізоляція підлоги. На першому поверсі її товщина повинна досягати мінімум 100 мм. Для цієї мети використовують минвату або екструзівний пінополістирол

Для підрахунку довжини труби є проста формула:

L = S / N * 1.1, де

  • S - площа контуру;
  • N - крок укладання;
  • 1, 1 - запас на вигини 10%.

До підсумкового значенням додають відрізок труби, прокладеної від колектора до розводки теплого контуру як на обратке, так і на подачі.

Приклад розрахунку.

Вихідні значення:

  • площа - 10 м²;
  • відстань до колектора - 6 м;
  • крок укладання - 0, 15 м.

Рішення завдання просте: 10 / 0, 15 * 1, 1 + (6 * 2) = 85, 3 м.

Використовуючи металопластикові труби довжиною до 100 м, найчастіше вибирають діаметр 16 або 20 мм. При довжині труби 120-125 м перетин її має дорівнювати 20 мм ².

Одноконтурна конструкція підходить тільки для приміщення з невеликою площею. Пол в великих кімнатах ділять на кілька контурів в співвідношенні 1: 2 - довжина конструкції повинна перевищувати ширину в 2 рази.

Обчислене раніше значення - це протяжність труби для підлоги в цілому. Однак для повноти картини потрібно виділити довжину окремого контуру.

На цей параметр впливає гідравлічний опір контуру, яке визначається діаметром обраних труб і обсягом води, що подається в одиницю часу. Якщо цими факторами знехтувати, втрати тиску будуть настільки великими, що ніякої насос не змусить теплоносій циркулювати.

Визначення витрати труби в залежності від обраного кроку укладання

Контури однієї довжини - це випадок ідеальний, але на практиці зустрічається нечасто, т.к площі приміщень різного призначення дуже відрізняється і приводити довжину контурів до одного значення просто недоцільно. Професіонали допускають різницю в довжині труб від 30 до 40%.

Величиною діаметра колектора і пропускною спроможністю вузла змішування визначається допустиме число петель, підключених до нього. У паспорті на вузол змішування завжди можна знайти величину теплового навантаження, на яку він розрахований.

Припустимо, коефіцієнт пропускної здатності (Kvs) дорівнює 2, 23 м 3 / ч. При такому коефіцієнті певні моделі насоса витримують навантаження від 10 до 15 Вт.

Щоб визначити кількість контурів, потрібно обчислити теплове навантаження кожного. Якщо площа, яку займає теплою підлогою, дорівнює 10 м², а тепловіддача 1 м², то показник Kvs становить 80 Вт, то 10 * 80 = 800 Вт. Значить, вузол змішування зможе забезпечити 15 000/800 = 18, 8 приміщень або контурів площею по 10 квадратних метрів.

Ці показники максимальні, і застосувати їх можна тільки теоретично, а в дійсності цифру потрібно зменшити мінімум на 2, тоді 18 - 2 = 16 контурів.

Потрібно при підборі змішувача вузла (колектора) дивитися, чи є у нього така кількість висновків.

Перевірка правильності підбору діаметра труб

Щоб перевірити, чи правильно було підібрано перетин труб, можна скористатися формулою:

υ = 4 * Q * 10ᶾ / n * d²

Коли швидкість відповідає знайденому значенню, перетин труб вибрано вірно. Нормативні документи допускають швидкість максимум 3 м / сек. при діаметрі до 0, 25 м, але оптимальним значенням є 0, 8 м / сек., так як при зростанні її величини підвищується шумовий ефект в трубопроводі.

Додаткова інформація за розрахунком труб теплої підлоги наведена в цій статті.

Розраховуємо циркуляційний насос

Щоб система вийшла економічною, потрібно підібрати циркуляційний насос, що забезпечує потрібний напір і оптимальний витрата води в контурах. У паспортах насосів зазвичай вказують натиск в контурі самої великої довжини і сумарний витрата теплоносія у всіх петлях.

На натиск впливають гідравлічні втрати:

Δ h = L * Q² / k1, де

  • L - довжина контуру;
  • Q - витрата води л / сек;
  • k1 - коефіцієнт, що характеризує втрати в системі, показник можна взяти з довідкових таблиць з гідравліки або з паспорта на обладнання.

Знаючи величину напору, обчислюють витрата в системі:

Q = k * √H, де

k - це коефіцієнт витрати. Професіонали беруть витрата на кожні 10 м² будинку в межах 0, 3-0, 4 л / с.

Серед складових теплого водяного статі особлива роль відводиться циркуляційного насосу. Тільки агрегат, потужність якого на 20% перевищує фактичні витрати теплоносія, зможе подолати опір в трубах

Цифри, що стосуються величини напору і витрати, зазначені в паспорті, не можна сприймати буквально - це максимум, а фактично на них впливає протяжність, геометрія мережі. При занадто великому напорі зменшують довжину контура або збільшують діаметр труб.

Рекомендації по вибору товщини стяжки

У довідниках можна знайти відомості про те, що мінімальна товщина стяжки становить 30 мм. Коли приміщення досить висока, під стяжку підкладають утеплювач, що підвищує ефективність використання тепла, що віддається опалювальним контуром.

Найпопулярнішим матеріалом для підкладки є екструдований пінополістирол. У нього опір теплопередачі значно нижче, ніж у бетону.

При влаштуванні стяжки, щоб врівноважити лінійні розширення бетону, периметр приміщення оформляють демпферного стрічкою. Важливо правильно вибрати її товщину. Фахівці радять при площі приміщення, що не перевищує 100 м², влаштовувати 5 мм компенсуючий шар.

Якщо значення площі більше за рахунок довжини, що перевищує 10 м, товщину вираховують за формулою:

b = 0, 55 * L, де

L - це довжина кімнати в м.

Висновки і корисне відео по темі

Про розрахунок і монтажі теплої гідравлічного статі цей відеоматеріал:

У відео надані практичні рекомендації по укладанню підлоги. Інформація допоможе уникнути помилок, які зазвичай допускають любителі:

Розрахунок уможливлює спроектувати систему «тепла підлога» з оптимальними експлуатаційними показниками. Припустимо змонтувати опалення, користуючись паспортними даними та рекомендаціями.

Воно буде працювати, але професіонали радять все таки витратити час на розрахунок, щоб в результаті система витрачала менше енергії.

Чи маєте досвід в проведенні розрахунку теплої підлоги і підготовки проекту опалювального контуру? Або залишилися питання по темі? Будь ласка, діліться своєю думкою і залишайте коментарі.

Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!

Категорія:

Опалення