Расчет тепла теплого пола производят с учетом теплопотерь через ограждающие конструкции и полезной площади комнат. Ошибки в расчетах влияют на работу системы, увеличивают энергозатраты и расходы на содержание дома. Погрешности обусловлены применением укрупненных показателей. Эффективность утепления и герметичность конструкций (фундамент, несущие стены, перекрытия, кровля, стеклопакеты, входные двери) гарантирует экономный расход энергоресурсов в системе .
Низконапорный нагревательный контур способен оптимизировать радиаторное отопление или обеспечить равноценный обогрев дома и снизить энергозатраты.
Нагревательный элемент и теплоноситель являются конструктивными особенностями, по которым различают водяной и электрический теплые полы. Рассчитать мощность электрического теплого пола можно с помощью онлайн-калькуляторов, которые размещаются на профильных сервисах в интернете. В этой статье мы более подробно рассмотрим назначение и расчет мощности водяных теплых полов.
| Конструктивные особенности жилого дома | Мощность теплого пола, Вт/м² (мин/макс) | |
| Дополнительное (комфортное) отопление | ||
| Год постройки здания - до 1996, климатический регион - европейская часть России | 80/120 | |
| Год постройки здания - после 1996 (улучшенное наружное утепление, теплоизоляция подвала и кровли, стеклопакет), климатический регион - европейская часть России | 50/80 | |
| В помещениях с деревянными полами (черновой пол и чистовой настил) | 80/80 | |
| Лоджии (балконы), в которых предусмотрено двойное остекление и утепление | 140/180 | |
| Основной обогрев дома | ||
| Кухни, жилые комнаты первого и второго этажа (не менее 3/4 отапливаемой площади) | 150/∞ | |
Тепло Q (Вт), которое вырабатывает 1 квадратный метр низконапорного водяного контура, составляет суммарный поток лучистой (≈ 4,9 Вт/м²) и конвективной (≈ 6,1 Вт/м²) энергии:
[ α л ×(t пола − t ок) + α к ×(t пола − t воздуха) ]× S, (Вт), где
α л и α к - лучистый и конвективный потоки энергии, Вт/м²;
t пола - температура напольного покрытия, °C;
t ок - температура стен и потолка, °C;
t воздуха - температура в помещении, °C;
S - полезная площадь контура, м².
Пояснение к схемам 1 и 2 расчета теплого пола:
|
|
Расчет отопления теплых полов определяет теплопотребление жилого дома согласно нормативным документам о тепловой защите зданий и строительной теплотехнике:
Q = (α л + α к) × S ×(t пола − t воздуха), (Вт);
t пола = Q/[(α л + α к) × S] + t воздуха, (°C);
при S = 1м², t пола = Q/(α л + α к) + t воздуха, (°C).
При нагреве температуры помещения на 1 градус, тепло от поверхности пола передается воздуху:
∆t = t пола − t воздуха =1°C;
Q =(α л + α к) × S×∆t = (4,9 + 6,1) × 1× 1 = 11 (Вт).
Идеальные условия, при которых теплоотдача водяного контура на одном квадратном метре теплого пола, для нагрева воздуха в комнате на 1°C составляет 11 Вт/м². Чем выше температура в помещении, тем быстрее прогреется комната и меньше расход энергии теплоносителя. Система теплых полов предпочтительна для того, чтобы отапливать жилые утепленные дома, с постоянным проживанием. Среднее допустимое значение теплопотерь 65 Вт/м².
Для расчета теплоотдачи теплого пола существуют специальные программы, которые можно найти на ресурсах в сети. Для прояснения вопроса предлагаем ознакомится с видео «Расчет теплоотдачи теплого пола».
Температура теплоносителя
Температура теплоносителя в контуре зависит от тепловой нагрузки, шага укладки, диаметра труб, толщины стяжки и материала напольного покрытия. Минимальные температурные значения в контуре принимают для паркетной доски и мелкоштучных изделий из дерева. Кафельная, метлахская, керамическая плитка, керамогранит, мрамор выдерживают максимально разрешенную температуру теплоносителя (55°C). Низконапорные схемы отопления, которые применяют на практике, имеют рабочий диапазон - 45/35°C.
Санитарные нормы определяют комфортный (26°C) и допустимый предел температур для ступни человека:
- 28°C в жилых комнатах для постоянного пребывания;
- 35°C по периметру несущих стен жилого дома;
- 33°C для кухонных помещений, ванн и санитарных комнат.
Основания теплого пола
Тип перекрытия влияет на материалы и выбор толщины слоев над и под трубой. Основа для теплых полов - цементные стяжки и настильные системы из полистирола или деревянных межтрубных досок. Алюминиевый профиль в реечных модулях служит как изоляция дерева от прямого контакта с нагревательным элементом и для крепежа труб.
Статья по теме:
Разводку труб контура на бетонных устраивают в теле бетонной стяжки. Объем материала и монтажные расчеты теплых полов определяют после предварительной разметки поверхности (гидравлическим или ). План раскладки выполняют на бумаге (масштаб 1:50). От точности, с которой проводится вычисление, зависит расход материала и скорость выполнения работ.
Очищенную и обработанную полимерной грунтовкой поверхность, заблаговременно выравнивают, по грунтам и первым этажам делают гидроизоляцию. Оклеивают стены по периметру демпферной лентой на высоту, которая уйдет под стяжку (с небольшим запасом). Теплоизоляционный материал с фольгированным основанием экранирует удельный тепловой поток вверх в заданном направлении. Теплопотеря через фольгу не превышает 5%.
Арматуру укладывают поверх утеплителя, каркас придает жесткость стяжке и позволяет достигнуть правильной фиксации шага. Трубный контур выкладывают, крепят, испытывают контур под давлением и заливают раствором стяжки.
Облегченные модульные системы применяют для деревянных конструкций (черновой пол или лаги), которые не обладают способностью к высоким статическим нагрузкам.
Расчеты труб для водяного теплого пола (длина, диаметр, шаг и способы укладки и трубы)
Ограниченная длина низконапорного отопительного контура связана эффектом «замкнутой петли», при котором потеря давления превышает 20 кПа (0,2 бара). Увеличение мощности насоса, в данном случае не выход - сопротивление будет возрастать пропорционально увеличению давления.
Расчетная длина труб для теплого пола определяется по формуле:
L = (S/a×1,1) + 2c , (м), где
L - длина контура, м;
S - площадь, контура, м²;
a - шаг укладки, м;
1,1 - увеличение размера шага на изгиб (запас);
2c - длина подводящих труб от коллектора до контура, м.
Важно! Полезная площадь помещения учитывает площадь контура с добавлением половины шага трубы.
В бетонной стяжке
Обогревательный контур прокладывают, отступив 0,3 м от стен. Учитывают открытую площадь пола, которая передает равномерный поток излучения. Специалисты не рекомендуют монтировать отопительный контур в местах расстановки мебели. Длительная статическая нагрузка может стать причиной деформации труб.
При большой площади помещения отопительный контур разбивают на сектора. Основные правила зонирования - соотношение длин сторон 1/2, обогрев площади одного сектора не более 30 м² и соблюдение одинаковых длины и диаметра для цепей одного коллектора.
Таблица 2. Соотношение длин и диаметров труб контура:
| Диаметр, мм | Материал трубы | Рекомендованная длина контура, м |
| 16 | металлопластик | 80 ÷ 100 |
| 18 | сшитый полиэтилен | 80 ÷ 120 |
| 20 | металлопластик | 120 ÷ 150 |
Диаметр и шаг трубной раскладки зависит от тепловой нагрузки, назначения, размера и геометрии комнаты. Зона распространения тепла пропорциональна радиусу трубы. Труба обогревает участок пола в каждую сторону от центра трубы. Сбалансированный шаг труб: Dy 16 мм - 0,16 м; 20 мм - 0,2 м; 26 мм - 0,26 м; 32 мм - 0,32 м.
В паспортных данных изделий указывают максимальную пропускную способность труб, на основании которой вычисляют линейное изменение давления. Оптимальное значение скорости теплоносителя в трубах 0,15 ÷ 1 м/с.
Таблица 3. Зависимость шага от площади и нагрузки сектора:
| Диаметр, мм | Расстояние по осям (шаг труб), м | Оптимальная нагрузка, Вт/м² | Общая (или разбитая на участки) полезная площадь помещения, м² |
| 16 | 0,15 | 80 ÷ 180 | 12 |
| 20 | 0,20 | 50 ÷ 80 | 16 |
| 26 | 0,25 | 20 | |
| 32 | 0,30 | меньше 50 | 24 |
Варианты укладки труб: простые, угловые или двойные петли (змейки), спирали (улитки). Для узких коридоров и помещений неправильной формы используют укладку змейкой. Большие площади разбивают на сектора. Допускается комбинированная укладка: в краевой зоне труба выкладывается змейкой, в основной части - улиткой.
По периметру, ближе к наружной стене и возле оконных проемов, проходит подача контура. Шаг укладки в краевых зонах может быть меньше расстояний между трубами в центральной части комнаты. Подключение усилений краевой зоны необходимо для повышения мощности теплового потока.
Важно! Загиб труб на 90° в спиральной схеме подключения водяного теплого пола, снижает гидравлическое сопротивление меньше, в сравнении с укладкой петлями (змейкой).
В расчетах труб для водяного теплого пола используют диаметры 16, 20, 26, 32 мм.
Для систем теплых водяных полов применяют гофрированный, нержавеющий стальной, медный, металлопластиковый, сшитый полиэтиленовый трубопровод. Гофрировать трубу для теплых полов стали относительно недавно для того, чтобы облегчить монтаж конструкции и сократить расход на поворотные увеличения длины.
Полипропиленовый трубопровод обладает большим радиусом изгиба, поэтому в системах теплых полов применяется редко.
Напольные покрытия
Виды финишного напольного покрытия для теплых полов: , линолеум, кафель, керамическая и метлахская плитка, мрамор, гранит, базальт и керамогранит.
Деревянному напольному покрытию противопоказана постоянная влажность в помещении, поэтому его не используют в ванных комнатах с теплыми полами.
Таблица 4. Теплопроводность напольных покрытий:
| Тип материала | Толщина слоя δ, м | Плотность γ, кг/м³ | Коэффициент теплопроводности λ, Вт/(м °∁) |
| Линолеум утепленный | 0,007 | 1600 | 0,29 |
| Плитка кафельная, метлахская, керамическая | 0,015 | 1800 ÷ 2400 | 1,05 |
| Ламинат | 0,008 | 850 | 0,1 |
| Паркетная доска | 0,015 ÷ 0,025 | 680 | 0,15 |
| Утеплитель (урса) | 0,18 | 200 | 0,041 |
| Цементно-песчаная стяжка | 0,02 | 1800 | 0,76 |
| Железобетонная плита | 0,2 | 2500 | 1,92 |
Устройство водяного в бетонной стяжке с финальным покрытием кафельной плиткой
Насосное оборудование в расчетах теплого пола
Снижение температуры теплоносителя позволяет достигнуть эффективной работы циркуляционных насосов.
Нагревательный контур теплых полов расположен горизонтальной плоскости и охватывает большую площадь. Сила, которую циркуляционный насос придает потоку, расходуется на преодоление линейных и местных сопротивлений. Расчет насоса для теплых полов зависит от диаметра, шероховатости трубы, фитингов и длины контура.
Основной параметр расчета - производительность насоса в низконапорном контуре:
Н = (П×L + ΣК)/1000 , (м), где
Н - напор циркуляционного насоса, м;
П - гидравлическая потеря на погонном метре длины (паспортные данные от производителя), паскаль/метр;
L - максимальная протяженность труб в контуре, м;
K - коэффициент запаса мощности на местные сопротивления.
К = К1 + К2 +К3 , где
К1 - сопротивление на переходниках и тройниках, соединениях (1,2);
К2 - сопротивление на запорной арматуре (1,2);
К3 - сопротивление на смесительном узле в системе отопления (1,3).
Степень производительности, которой обладает циркуляционный насос, определяют по формуле:
G= Q/(1,16 ×∆t) , (м³/час), где
1,16 - удельная теплоемкость воды (Втч/кгС);
∆t - теплосъем в системе (для низконапорных контуров 5 ÷ 10°С).
Таблица 5. Зависимость мощности агрегата от площади отапливаемых помещений (для гидравлического расчета теплого пола):
| Площадь пола, м² | Производительность циркуляционного насоса для теплого пола, м³/ч | |
| 80 ÷ 120 | 1,5 | |
| 120 ÷ 160 | 2,0 | |
| 160 ÷ 200 | 2,5 | |
| 200 ÷ 240 | 3,0 | |
| 240 ÷ 280 | 4,0 | |
Полезный совет! Мощность агрегата состоит из суммы расходов всех контуров. На случай аномальных холодов необходимо предусмотреть запас производительности насоса 15 ÷ 20%.
Расчет стоимости теплых полов
И напольный гидравлический контур соединяет коллектор. Равномерный поток теплоносителя обеспечивает автоматическая регулировка, с помощью балансировочных и термостатических вентилей. Обратный клапан предохраняет насосно-смесительный блок.
Таблица 6. Элементы комплектации теплого пола:
| Название позиции | Размер и единица измерения | Цена за единицу товара (руб.) |
| Гидроизоляция | рулон (1,5×50 м) | от 2000 |
| Демпферная лента | 25 м | от 500 |
| Экранирующая теплоизоляция (пенополистирол) | 1100×800×38 мм | 769 |
| Труба | 16 ÷ 20 мм | 50 ÷ 80 |
| Бетонная стяжка: цемент сухие смеси | 50 кг 25 кг | 125 200 |
| Коллекторная группа в сборе | 2 выхода | 4600 |
| Насосно-смесительный узел: термостатическая головка балансировочный и термостатический клапаны, циркуляционный насос | комплект | от 20000 |
Общую стоимость теплого пола определяет площадь помещения, комплектация оборудования, качество материала и способ производства работ. Пакетное формирование теплого пола обеспечивает совместимость элементов и эффективный прогрев в диапазонах температурного режима. Заводская комплектация снижает стоимость материалов в 1,5-2 раза.
Хозяин дома может сделать расчет водяных теплых полов, своими руками смонтировать систему, если обладает достаточным запасом знаний в теплотехнике, гидравлике, материаловедении и опытом выполнения сантехнических работ. Масса положительных примеров из жизни вдохновляет. Однако, каждый должен носить «свой портфель», собственный дом - не плацдарм для экспериментов.
Без предварительных расчетов неосуществима. Чтобы получить длину труб, мощность всей отопительной системы и других нужных значений, потребуется в онлайн-калькулятор вводить только точные данные. О правилах и нюансах расчета можно узнать далее.
Общие данные для расчета
Первым параметром, который нужно учесть перед расчетами, является выбор варианта отопительной системы: будет ли она основной или вспомогательной. В первом случае она должна обладать большей мощностью, чтобы самостоятельно обогреть весь дом. Второй вариант применим для комнат с малой теплоотдачей радиаторов.Температурный режим пола выбирается согласно строительным нормам:
- Поверхность пола жилого помещения должна нагреваться до 29 градусов.
- По краям комнаты пол может нагреваться до 35 градусов, чтобы компенсировать потери тепла сквозь холодные стены и от сквозняка, исходившего сквозь открывающиеся двери.
- В ванных комнатах и зонах с высокой влажностью оптимальная температура – 33 градуса.
Если обустройство теплого пола осуществляется под низом паркетной доски, то нужно учесть, что температура не должна превышать 27 градусов, иначе напольное покрытие быстро испортиться.
В качестве вспомогательных параметров используется:
- Общая длина труб и их шаг (монтажное расстояние между трубами) . Рассчитывается благодаря вспомогательному параметру в виде конфигурации и площади комнаты.
- Тепловые потери . Такой параметр учитывает теплопроводность материала, из которого построен дом, а также его степень изношенности.
- Напольное покрытие . Выбор напольного покрытия влияет на теплопроводящую способность пола. Оптимальным является использование кафеля и керамогранита, поскольку они имеют высокую теплопроводность и быстро прогреваются. При выборе линолеума или ламината стоит приобрести материал, не имеющий теплоизоляционной прослойки. От деревянного покрытия стоит отказаться, поскольку такой пол практически не будет нагреваться.
- Климат местности , в котором стоит постройка с системой теплого пола. Нужно учесть сезонную смену температур в этом крае и самую низкую температуру в зимний период.
Большая часть тепла жилья уходит через его тонкие стены и некачественные материалы оконной конструкции. Перед тем как выполнить рассматриваемую систему отопления, есть смысл утеплить сам дом, а затем уже рассчитывать его теплопотери. Это существенно снизит энергозатраты его владельца.
Расчет трубы для теплого пола
Водяной теплый пол – соединение труб, которые подключаются к коллектору. Он может быть выполнен из металлопластиковых, медных или гофрированных труб. В любом случае, необходимо правильно определить его протяжность. Для этого предлагается использовать графический метод.На миллиметровой бумаге в масштабе или в натуральную величину прочерчивают будущий контур «нагревательного элемента», предварительно выбрав тип укладки труб. Как правило, выбор делается в пользу одного из двух вариантов:
- Змейка . Выбирается для небольших жилых помещений, имеющих низкие тепловые потери. Труба располагается как вытянутая синусоида и вытягивается вдоль стены к коллектору. Минус такой укладки в том, что теплоноситель в трубе постепенно остывает, поэтому температура в начале и конце комнаты может сильно отличаться. Например, если длина трубы составляет 70 м, то разница может составить 10 градусов.
- Улитка . Такая схема предполагает, что труба изначально укладывается вдоль стенок, а затем изгибается на 90 градусов и закручивается. Благодаря такой укладке удается чередовать холодные и горячие трубы, получая равномерно прогревающуюся поверхность.
Выбрав тип укладки, при реализации схемы на бумаге учитываются следующие показатели:
- Шаг труб, допустимый в спирали, варьируется от 10 до 15 см.
- Длина труб в контуре не превышает 120 м. Чтобы определить точную длину (L), можно использовать формулу:
L = S/N * 1,1 , где
S – площадь, покрываемая контуром (м?);
N – шаг (м);
1,1 – коэффициент запаса на изгибы.Стоит понимать, что труба должна располагаться цельным отрезком от выхода напорного коллектора и до «обратки».
- Диаметр прокладываемых труб – 16 мм, а толщина стяжки не превышает 6 см. Встречаются также диаметры 20 и 25. В идеале, чем больше этот параметр, тем выше теплоотдача системы.
- Расход воды в час при пропускном диаметре труб в 16 см может достигать от 27 до 30 л в час.
- Чтобы прогреть помещение до температуры от 25 до 37 градусов, нужно чтобы система сама нагревалась до 40-55 °С.
- Снизить температуру в контуре до 15 градусов поможет потеря давления в корпусе 13-15 кПа.
Расчет мощности водяного теплого пола
Его начинают так же, как и в предыдущей методике – с подготовки миллиметровой бумаги, только в этом случае на нее необходимо нанести не только контуры, но и расположение окон и дверей. Масштабирование прорисовки: 0,5 метра = 1 см.Для этого стоит учесть несколько условий:
- Трубы должны обязательно располагаться вдоль окон, чтобы предупредить существенные теплопотери сквозь них.
- Максимальная площадь для обустройства теплого пола не должна превышать 20 м2. Если помещение больше, тогда его разбивают на 2 и более частей, и для каждой из них рассчитывают отдельный контур.
- Необходимо выдержать обязательную величину от стен к первой ветке контура в 25 см.
Определить количество труб достаточно просто: предварительно измерить их протяженность, а затем умножить ее на масштабный коэффициент, к полученной длине добавить 2 м для подвода контура к стояку. Учитывая, что допустимая длина труб находится в пределах от 100 до 120 м, нужно общую длину разделить на выбранную протяженность одной трубы.
Параметр подложки под теплый пол определяется исходя из площади комнаты, которая получается после умножения длины и ширины помещения. В случае если комната имеет сложную конфигурацию для получения точного результата, его необходимо разбить на сегменты и рассчитать площадь каждого из них.
Примеры расчета водяного теплого пола
Далее вы сможете ознакомиться с двумя примерами расчета водяного теплого пола:Пример 1
В комнате с длиной стен 4?6 м, мебель в которой занимает практически четвертую ее часть, теплый пол должен занимать не менее 17 м2. Для его выполнения применяются трубы диаметром 20 мм, которые укладываются как змейка. Между ними выдерживается шаг в 30 см. Укладка выполняется вдоль короткой стены.Перед прокладкой труб необходимо прочертить схему их расположения на полу в наиболее подходящем масштабе. Всего в такой комнате поместиться 11 рядов труб, каждая из которых будет длиной в 5 м, всего получиться 55 м трубопровода. К полученной длине труб добавляется еще 2 м. Именно такое расстояние нужно выдержать до подсоединения к стояку. Общая длина труб будет составлять 57 м.
Если помещение очень холодное, то может потребоваться проложить двухконтурное отопление. Тогда следует запастись не менее 140 м труб, такая протяженность трубопровода поможет компенсировать сильное падение давления на выходе и на входе системы. Можно делать каждый контур разной длины, но отличие между ними не должно быть больше 15 метров. К примеру, один контур выполняется протяженностью 76 м, а второй – 64 м.
Расчет теплого пола можно проводить двумя методами:
- Для первого способа применяется формула:
L = S ? 1,1 / B , где
L – длина трубопровода;
B – шаг укладки, измеряемый в метрах;
S – площадь отопления, в м2. - Во втором варианте применяются табличные данные, приведенные ниже. Их умножают на площадь контура.
Пример 2
Требуется провести теплый пол в комнате с длиной стен 5х6 м, общая площадь которой составляет 30 м2. Чтобы система эффективно работала, она должна отапливать не менее 70% пространства, что составляет 21 м2. Будем считать, что средние теплопотери – около 80 Вт/м2. Так, удельными будут теплопотери 1680 Вт/м2 (21х80). Желательная температура в комнате – 20 градусов, при этом будут использоваться трубы с диаметром 20 мм. На них ложится 7 см стяжка и плитка. Зависимость между шагом, теплотой теплоносителя, плотностью теплового потока и диаметром труб представлена на схеме:
Так, если имеется 20 мм труба, для компенсации теплопотери 80 Вт/м2 потребуется 31,5 градусов при шаге 10 см и 33,5 градусов при шаге в 15 см.
Температура на поверхности пола на 6 градусов меньше, нежели температура воды в трубах, что обусловлено наличием стяжки и покрытия.
Видео: Расчет теплого водяного пола
Из видео можно будет узнать теорию гидравлики, связанную с обустройством теплых полов, ее применение к вычислениям, пример расчета водяного теплого пола в специальной программе онлайн. Вначале будут рассмотрены простые цепи подключения труб для такого пола, а затем более сложные их варианты, при которых будет производиться расчет всех узлов системы отопления теплого пола:При самостоятельном вычислении могут возникнуть погрешности. Чтобы избежать их и проверить правильность расчетов, следует воспользоваться компьютерными программами, в которых заложены поправочные коэффициенты. Для вычисления теплого пола нужно выбрать интервал прокладки труб, их диаметр, а также материал. Погрешность вычислений онлайн-программой не превышает 15%.
Для большинства загородных домов, дач и домовладений в частном секторе одним из удобных и эффективных способов отопления является теплый пол. Технология оказалась настолько удобна и практична, что с каждым днем растет число сторонников этой системы отопления. Основная причина такой популярности – простота конструкции, высокая эффективность и не настолько сложный монтаж, как кажется на первый взгляд. Правильно сделанный расчет позволит добиться не только эффективной работы подобной системы обогрева жилых помещений, но и позволит вам надолго забыть о хлопотах, связанных с эксплуатацией самой конструкции.
Имея поверхностные инженерные познания и навыки можно воспользоваться для расчетов калькулятором, который за вас все сделает сам, выдав окончательные технологические параметры. Постараемся найти ответ на вопрос, как рассчитать самостоятельно теплый водяной пол для своей квартиры, дома или санузла, не прибегая к услугам профессионалов. Какие для этого используются методики?
Особенности системы отопления теплый пол. Значение расчетов
Как рассчитать водяной пол, если у вас не частный дом, а городская квартира в многоэтажном жилом доме? Каким образом сделать подобную систему отопления, если вас интересует только сезонный обогрев и на ограниченном пространстве? Эти и многие другие вопросы приходится решать обывателям, когда речь заходит о реализации желания сделать у себя дома эффективное и качественное отопление.
Начнем с того, что напольное отопление в корне отличается от традиционного радиаторного способа обогрева. Тепло в данном случае равномерно распределяется по всему внутреннему пространству помещения, подымаясь теплыми воздушными потоками от пола к потолку. Воздух в помещении прогревается практически равномерно. Такая схема обогрева может использовать в качестве основного варианта отопления или быть в качестве вспомогательного, второстепенного источника тепла в доме.
К примеру: очень актуально отопление по схеме «теплый пол» для ванных комнат, помещений в которых проживают и находятся маленькие дети.
На заметку: разница температуры воздуха у пола и под потолком составляет не более 2-4 0 С. В помещении, отапливаемом теплыми полами, отсутствуют холодные углы.
Еще на стадии проектирования важное место занимают расчеты вашей системы отопления. Любая ошибка, допущенная в расчетах чревата бытовыми неудобствами и дополнительными расходами, которые возникнут при устранении технических недочетов.
В чем особенность методики расчета. Что лучше, считать вручную или использовать калькулятор
Технологические расчеты на стадии проектирования позволяют не только получить представление о том, как будет вести себя в действии система отопления, но и дадут вам реальное представление о том, с чем вам придется столкнуться. Можно заранее подсчитать количество расходного материала, получить готовую схему отопления. Подсчеты делаются вручную или на калькуляторе, которым можно воспользоваться прямо сейчас.
Если вы определились в принципе, водный теплый пол станет для вас основным источником тепла в доме, точность расчетов в данной ситуации должна быть идеальной. Почему?
Все дело в том, что такой выбор ставит перед вами массу нюансов, включая подготовку нормативных документов, а так же подбор необходимых для монтажа материалов. Здесь ставки очень высоки. От правильности расчетов зависит ваш комфорт в доме и благосостояние, поэтому проект и все гидравлические и тепловые расчеты лучше доверить специализированной компании.
Второй вариант, когда теплый пол для вас является вспомогательным вариантом, выглядит гораздо проще и привлекательнее. Рассчитать такую конструкцию можно самостоятельно, используя собственные знания, советы профессионалов или взяв на вооружение онлайн калькулятор. При вводе данных для автоматического расчета учитывается масса нюансов. Следует ввести данные об этажности здания, о типе и площади жилого помещения. Нередко требуется другая техническая информация и другие технологические параметры.
На чем базируется методика расчетов вручную
Первый и основной аспект, на котором надо сосредоточить внимание: схема вашей системы отопления. Обычно водный пол – это трубопровод, уложенный особым способом на пол и покрытый сверху стяжкой или наборной конструкцией, поэтому в большинстве случаев ваша схема будет иметь следующий вид:
- теплоизоляционный слой;
- нагревательный водяной контур;
- коллектор;
- набор запорной арматуры, включающий входные и выходные вентили, кран подачи водопроводной воды и спускной клапан;
- фитинги, крепежные элементы, используемые при монтаже конструкции.
После того, как вы имеет представление о том, какая в вашем доме, берутся в расчет технологические параметры. Сюда следует отнести:
- площадь отапливаемого помещения;
- оптимальный температурный режим в помещении;
- масштабы тепловых потерь в жилом помещении;
- тип напольного покрытия.
На заметку: тем, кто собирается оборудовать в своей квартире теплый пол, необходимо учесть второстепенные факторы. Сюда относятся степень остекления квартиры, уровень теплоизоляции помещений, толщина стяжки и высота потолков. Без учета этих данных ваша система отопления будет не до конца просчитанной. В дальнейшем, уже в процессе обогрева помещения вы можете столкнуться с рядом вопросов, которые потребуют от вас дополнительных сил и затрат, связанных с устранением проблемы.
Здесь уместно будет отметить следующий аспект. Особое внимание необходимо уделить деревянным полам или напольным покрытиям из паркетной доски. Древесины имеет слабую теплопроводность, в отличие от бетонной стяжки и кафеля, поэтому необходимо рассчитывать систему отопления с удвоенной мощностью.
Как самостоятельно рассчитываются отдельные элементы отопительной системы
Для начала представим вашему вниманию простую и понятную схему – рисунок, на которой изображено расположение водяных контуров в жилых помещениях.
Рассчитывать мощность следует начинать с элементарных, простых шагов. План расположения водяного отопительного контура станет основной для последующих расчетов. На схеме обычно указывается так же расположение оконных и дверных проемов.
Такие схемы выполняются на миллиметровой бумаге, в масштабе 10 мм соответствует 0,5 м.
Важно! Ваша схема расположения водяного контура пригодится вам или другим обитателем жилья при проведении капитального ремонта. Отсутствие информации о том, как расположен трубопровод отопительной системы, может привести к непреднамеренному обрыву водяной трубы.
Перед тем как составлять схему расположения трубопровода во всех помещениях, обратите внимание на шаг, с которым будет осуществляться монтаж водяного контура и диаметр трубы. данные станут определяющими для достижения максимально возможно КПД вашей системы отопления.
Важно помнить! Эффективная площадь обогрева при использовании теплого пола не должна превышать 20 м 2 . Большие помещения нуждаются в укладке двух и более водяных контуров, каждый из которых будет иметь свой отдельный вход и выход. Для большей эффективности работы отопительной системы допустимая длина водяного контура не должна превышать 100 метров.
Для определения полезной отапливаемой площади следует отталкиваться от шага. Обычно применяются следующие соотношения:
- при шаге 15 см – полезная площадь не должна превышать 12 кв. метров;
- при шаге 20 см – не более 16 м 2 ;
- при шаге 25 см — не более 20 м 2 ;
- шаг в 30 см позволяет эффективно отапливать помещение площадью в 25 м 2 .
По мнению экспертов , указанную площадь лучше заведомо уменьшить на 1,5-2 кв. метра, если длина трубы от места подключения превышает 15 м. Разбивая водяной контур на отельные участки, старайтесь сделать их примерно одинаковыми. В крайнем случае, допускается превышение длины одного контура над другим на 20-30%, не более.
Как подсчитать шаг водяной трубы и ее длину
Одним из важных элементов при монтаже водяных полов является шаг трубы. Водяной отопительный контур укладывается только на основании проектных данных и с учетом сделанных расчетов. Здесь срабатывают четкие правила и стандарты:
- краевые зоны – шаг равен 10 см;
- остальные зоны шаг трубы варьируется с разностью в 5 см, т.е. другими словами 15, 20 и 25 см. Но не более 30 см.
Наибольшие тепловые потери происходят в местах расположения окон и дверей. Труба, которая укладывается на пол, должны располагаться на расстоянии 20-25 см от стены. Шаг, который используется для укладки трубы, варьируется в пределах 15-30 см. Определиться заранее, какой шаг будет лучше в каждом конкретной случае, можно только имея под рукой трубу. Ее диаметр и тип материала является в данном случае ключевым.
Для справки: ограничения связанны с особенностью восприятия человеческой ступни тепла, исходящего от пола. Чем больше шаг трубы, тем больше ощущаемая разница температуру на участках пола.
Длина отопительной водяного контура рассчитывается по простой формуле: L = S/N х 1,1
S – это площадь помещения, в котором предполагается уложить трубопровод;
N – это шаг при монтаже трубы;
1,1 – это запас трубы с учетом поворотов.
Получив результат, добавьте к нему 2 метра трубы, необходимые на подводку водяного контура к коллектору, на подключение подачи и обратки.
Например: рассчитываем длину трубы для комнаты в 12 м 2 . Расстояние от коллектора до теплого пола у нас составляет 7 метров. Шаг. Трубы, используемый в данном случае составляет 15 см. В итоге получаем: 12 / 0,15 х 1,1 + (7 х 2) = 102 м.
В итоге
В заключении можно сказать о том, что каждый технический нюанс, параметр является важным для точности расчетов. Перед тем как приступать к закупке оборудования и расходных материалов, сделайте нехитрые расчеты. Это можно сделать вручную, самостоятельно или прибегнув к помощи электронного калькулятора.
Важно для себя усвоить простую истину, какой теплый пол вам нужен, как основная система отопления или как вспомогательное средство обогрева. Берите во внимание мощность источника тепла, площадь помещений, необходимые температурные параметры. Все перечисленные данные и другие, технологические параметры помогут вам с высокой точностью получить готовые расчетные данные, на которые вы сможете опираться при монтаже теплого пола у себя дома.
Первым этапом следует составить тепловую карту дома. Для этого можно пригласить специалиста или воспользоваться калькулятором в интернете.
Если по итогам составления карты получается, что теплопотери на один квадрат площади больше 100 ватт, то сначала нужно утеплить дом (потолок, стены), и уже потом рассчитывать систему отопления.
Можно осуществить расчет водяного теплого пола своими руками. При проектировании учитывают следующее: под громоздкую мебель и стационарное оборудование теплые полы не кладут.
При этом система должна покрывать не меньше 70 процентов всей обогреваемой площади, иначе обогрев будет неэффективным ().
Расчет мощности теплого пола водяного зависит от вида помещения:
- жилые комнаты, кухни – 110-150 ватт на квадрат;
- ванная – 140-150;
- остекленная лоджия или веранда – 140-180.
Рассчитываем трубы
- металлопластик – экономичный, экологически безопасный вариант. В конструкции теплых полов используется чаще всего;
- полипропилен . Трубы дешевые, хорошие эксплуатационные качества. Минус: большой радиус изгиба. При укладке змейкой трубы сечением 2 см расстояние между соседними витками превысит требуемый максимум 30 см;
- сшитый полиэтилен . Эксплуатационные свойства хорошие. Минусы: цена выше чем у двух предыдущих материалов; трубы слишком мягкие и гибкие, укладывать сложнее и дольше;
- медь . Прочный, стойкий к коррозии вариант. Труба хорошо гнется, можно уложить весь контур цельным куском, нет необходимости в сваривании участков. Минусы – дорого; медный пол сложно уложить дилетанту.
Сечение трубы обычно выбирают 16 миллиметров. При этом труба прогревает около 10 сантиметров с обеих сторон.
При расчете труб для водяного теплого пола следует учитывать: это не электрический кабель, который по всей протяженности греет одинаково. По мере удаления от котла теплоноситель остывает.
На эффективность контура влияет и гидравлическое сопротивление. Этим определяется максимально допустимая длина контура (100 метров).
Предпочтительная схема укладки – спираль. При укладке змейкой учитывайте, что дальняя от коллектора часть контура будет греться хуже, чем ближняя. Компромиссный вариант – змейка угловая: труба поворачивает в обратном направлении после прохождения не одной стены, а двух, включая угол. При этой схеме первый виток следует располагать в самом холодном углу.
Независимо от размера комнат в каждой выполняют собственный контур. В первую очередь это касается помещений с различным температурным режимом (например, жилая комната и веранда будут отапливаться по-разному).
Требования к водяному контуру
- трубу кладут на расстоянии от стены до 25 сантиметров (не меньше 8).
- разница между длинами соседних витков – не больше 15 метров;
- длина контура – до 100 метров, обогреваемая площадь – до 20 квадратов. Если комната больше, укладывают 2, 3 и т.д. контуров;
- минимальное давление в коллекторе – 20 килопаскалей;
- расход воды в контуре – от 0,03 до 0,07 литров в секунду.
Расчет шага укладки водяного теплого пола осуществляется в зависимости от климата в районе и особенностей помещения. В любом случае шаг между витками должен быть не больше 30 сантиметров. Около 15 см, если температура зимой до -22, 10 сантиметров – если ниже. В местах наибольших теплопотерь шаг меньше.
Шаг укладки и расчет контуров водяного теплого пола – взаимозависимые характеристики. При шаге в 15 см максимальная площадь, которую обогревает контур – 12 метров, при 20 – 16, при 25 – 20, при 30 – 24.
Расчет длины теплого водяного пола выполняется по формуле:
где S – обогреваемая площадь в кв. м, a – шаг укладки, 1,1 – десятипроцентный запас на повороты. К полученной цифре следует добавить 4 метра (по два на подключение прямой трубы и обратки к коллектору).
Для каждого контура эта цифра считается отдельно. Контур желательно выполнить единой трубой. Суммарная длина труб – это сумма длин контуров.
Характеристики насоса
Расчет насоса для теплого водяного пола выполняется по формуле:
Q = 0,86P/(t1 - t2),
где Р – необходимая мощность контура в киловаттах, а (t1 - t2) – дельта температур подающей и обратной труб.
Для каждого контура выводится своя цифра. Их сумма – необходимая производительность насоса. Для дома в переделах 120 метров получается 1,5, если площадь вдвое больше – 3 и т.д.
Примечание: данная формула подходит для воды. Если теплоноситель – антифриз, поправочный коэффициент будет другой.
Напор рассчитывают по формуле:
Н = (R х L + K)/1000,
где Н – напор, R – гидравлическое сопротивление, L – длина самого большого контура, К – коэффициент запаса мощности.
Насос выбирают с определенным запасом мощности. Например, если вы берете трехскоростную модель, ориентируйтесь на показатели средней скорости.
Остальные материалы
Кроме труб и силовых агрегатов для монтажа пола потребуются гидроизолирующая пленка и утеплитель (). Рекомендуется фольгированный ЭППС, можно купить готовые маты. Нежелательно использование минваты из-за ее гигроскопичности.
Толщина теплоизоляции варьируется от 2 сантиметров (на перекрытии второго этажа) до 25 (монтаж пола по грунту или над холодным подвалом).
Расчет материалов для теплого водяного пола производится с учетом толщины слоя пирога (на эту величину сократится высота помещения).
Вот примерные цифры, в зависимости от слоя утеплителя:
- утеплитель 3 сантиметра: общая толщина пирога – 9,5;
- 8 – 14,5;
- 9 – 15,5 и т.д.
Видео о расчете водяного теплого пола и монтаже.
Создание теплого пола – это прекрасная возможность обеспечить комфортный микроклимат в собственном жилище. Популярность данной системы отопления (СО) обусловлена высокой доступностью современных материалов, благодаря которым монтаж системы может выполнить любой домашний мастер, знающий основы теплотехники и сантехнических работ.
Перед тем как приступить к созданию данной отопительной системы необходимо провести сложные вычисления и подготовительные работы. О том, как рассчитать теплый водяной пол и пойдет речь в этой публикации.
Расчет мощности водяных нагреваемых полов
Важно! Приведенная ниже методика достаточно сложна и требует определенных знаний, опыта и навыков проектирования. Заказывать расчет водяного теплого пола и отопления необходимо в специализированной организации. Все формулы и данная методика приведены в ознакомительных целях.
В интернете и специализированной литературе приведены масса способов расчета теплого пола, среди которых большинство публикаций, не внушающих доверия. Кроме того, практически каждый производитель данной продукции предлагает использовать в вычислениях данные и номограммы, которые противоречат логике и нормативным документам (в частности ). Существует методика расчета водяного теплого пола, которой пользуются проектные организации.
Исходные данные
Для проведения вычислений необходимо иметь следующие данные:
- Температура на подаче в системе теплый пол (ТП) t п;
- Температура в обратке ТП t о;
- Предполагаемая температура воздуха в отапливаемом помещении t в;
- Температура в помещении ниже расчетного t низ;
- Внутренний диаметр трубопровода, из которого изготовлен змеевик ТП D в;
- Наружный диаметр трубопровода, из которого изготовлен змеевик ТП D н;
- Коэффициент теплопроводности трубопровода λ тр;
- Теплоотдача поверхности, находящейся под ТП (нижележащая, горизонтальная) α н;
(определяется по СНиП 23-02-2003 и СП 23-101-2004). - Коэффициент теплоотдачи от теплоносителя к внутренней стенке трубы α вн;
- Коэффициент теплоотдачи пола α п;(как правило, данное значение находится в пределах 10-12 Вт/м 2 К);
- Термосопротивление материалов пола, находящихся над змеевиком водяного ТП.
Исходные данные для удобства вычислений необходимо скомпоновать в таблицу:
Далее, суммируя теплопроводность (по таблицам) материалов, используемых в стяжке, необходимо рассчитать термическое сопротивление над змеевиком и под трубопроводом теплого пола. Например:
Для удобства дальнейших расчетов составляем таблицу, например:
Методика расчета
Подобная методика заложена в некоторые программы для расчета теплого пола, распространяемые на платной основе.
Упрощенная методика
Совет: как видно из приведенного выше примера, точный расчет водяного ПТ – это очень сложный процесс, который лучше доверить профессионалам.
Упрощенный метод основан на следующем алгоритме: теплоотдача теплого пола должна компенсировать или превышать не более чем на 25% теплопотери помещения. Для расчета теплых полов по площади помещения, необходимо иметь данные о теплопотерях, запланированной температуре и некоторым особенностям строения напольного покрытия.
- Первое, что нужно сделать – это составить план-схему отапливаемых помещений с подробным обозначением оконных и дверных проемов
- Вычисляем потребность тепла для каждого помещения. Для этого рассчитываем теплопотери помещения.
Имея необходимые значения шага, по таблице можно определить диаметр трубопровода, рекомендованную среднюю температуру теплоносителя.
Представленная выше таблица позволяет сделать расчет длины трубы для теплого пола, зная его необходимое количество (при выбранном диаметре) на 1 м 2 отапливаемой площади.
Совет: При самостоятельном проектировании данной СО следует знать, что длина трубопровода в одном контуре не должна превышать 100 пг.м. Например, для обогрева комнаты, площадью 20 м 2 необходимо 200 п.м. трубы, диаметром 16 мм. Для корректной работы данной СО необходимо создать минимум 2 отдельных контура по 100 п.м каждый.
Выбираем тип укладки змеевика. Как правило, при самостоятельном создании «теплых полов» применяют две основные схемы укладки: «змейкой» или «улиткой». Расположение трубопровода зависит от участков с наибольшими теплопотерями. Такими участками являются пол возле входа и оконных проемов. Выбирайте схему, трубопровод в которых в данных участках будет иметь наибольшую температуру.
Если возникает сложность на данном этапе, то наиболее простой метод расчета трубы для теплого пола – калькулятор, который можно найти на специализированных порталах.
Выбор трубы. Как правило, для создания данной СО применяют трубы из: металлопластика, пропилена и сшитого полиэтилена.
Совет: Профессионалы рекомендуют обратить внимание на трубопровод из сшитого полиэтилена, который имеет наименьший коэффициент линейного расширения, чем представленные аналоги. Если выбор пал на пропилен, то для теплого пола применяйте только армированные марки данного материала.
где:
G – производительность насоса л/ч;
0,86 – коэффициент для перевода Вт/ч в ккал/ч.
Δt – разница температур между подачей и обраткой.
Производим расчет необходимой мощности теплого пола на 1 м 2 по формуле:
где: Q — суммарный показатель теплопотерь; F – площадь, которая отведена под укладку змеевика ТП.
На основании полученных данных о мощности ТП, выбираем шаг трубопровода (расстояние между витками).
Важно! Следует знать, что шаг укладки трубопровода соответствует определенной тепловой нагрузке: 15 см – от 80 Вт/м 2 ; 20 см — от 50 — 80 Вт/м 2 ; 30 см – до 50 Вт/м 2 .
Расчет электрического теплого пола
Чаще всего, при самостоятельном обустройстве электрических нагреваемых полов, возникает потребность в расчете резистивных (кабельных) изделий.
- Вычисляем теплопотери помещения, чтобы знать, сколько тепла следует подать в комнату для создания комфортного микроклимата.
- Составляет план-схему для выяснения площади, на которой будет располагаться греющий кабель.
Выбираем шаг укладки (от 10 до 30 см.)
Важно! Чем больше шаг, чем менее равномерно будет прогреваться пол. Возможно появления «тепловой зебры».
- Рассчитываем необходимую длину кабеля используя формулу: L=S/Dx1,1 где: S – площадь нагрева; D – шаг укладки; 1,1 – поправка на изгибы.
Сегодня, большинство производителей данной продукции указывают мощность кабеля на определенный его отрезок. Например, кабель DTIP – 18 продается отрезками по 22 метра и имеет маркировку: 220/230; 360/395. Первые две цифры – напряжение питания; вторые – мощность отрезка при 220/230 V. В маркировке есть цифра 18, которая указывает на мощность 1 п.м кабеля – 18 Вт. Проверить данное утверждение легко: 395/22= 17,95 на 1 метр погонный изделия.
