Предварительный расчет теплового контура напольного отопления

Новости

Блестящий выбор

Современные требования к металлическим изделиям, которые используются в строительстве (сантехнические приборы, фурнитура, кровельные материалы и т.д.) уходят намного дальше таких понятий, как прочность, надежность, долговечность. С каждым годом все более актуальными становятся вопросы дизайна, цвета, формы изделий.

Проектирование систем напольного отопления REHAU

Для эффективной разработки проекта требуются данные о типе здания и его назначении. В частности, необходимы планы этажей, пояснительные записки и другие сведения по объекту, позволяющие осуществлять грамотное проектирование.

Все системы напольного отопления сертифицированы и прошли теплотехнические испытания согласно DIN 1264. При проектировании и монтаже систем напольного отопления REHAU следует соблюдать требования DIN EN 1264, ч. 4, СНиП 41-01–2003.

Тепловая мощность системы отопления без учета теплопотерь через пол

Для укладки напольного отопления REHAU тепловая мощность системы отопления без учета теплопотерь через пол Qэф играет решающую роль. Она определяется как расчетная тепловая мощность системы отопления за вычетом расчетных теплопотерь через пол:
Qэф = Qco – QПл,
где Qco – расчетная тепловая мощность системы отопления согласно СНиП 41-01–2003, Вт; QПл – теплопотери через пол, Вт.

Если в многоэтажном здании устраивается система напольного отопления, то следует учитывать теплопотери через перекрытие в нижележащее помещение.

Удельная теплоотдача показывает отнесенную к 1 м² площади пола расчетную теплоотдачу, равную тепловой мощности системы отопления без учета теплопотерь через пол:
q = Qэф/АПл,
где q – удельная теплоотдача с поверхности пола, Вт/м2; АПл – площадь пола, м².

Удельная теплоотдача является основой для дальнейшего расчета системы напольного отопления REHAU.

Температура поверхности, согласно СНиП 41-01–2003, не должна быть выше 26 °C в зоне постоянного пребывания людей и 31 °С – в зоне их временного пребывания. Данные температуры поверхности учитывают при выборе плотности теплового потока. За счет этого ограничивается тепловая мощность системы напольного отопления.

От трубы до разных точек на поверхности стяжки будет разное расстояние и соответственно различная теплопроводность материала. Таким образом, температура поверхности пола над трубой выше, чем между трубами. При этом возникает так называемая неравномерность распределения температур по поверхности пола (рис. 2.134) , которая сильно зависит от шага укладки и должна быть минимизирована. Она определяется согласно DIN 1246 как разность: tПл макс. – tПл мин.

Средняя избыточная температура теплоносителя (Dtн) рассчитывается в зависимости от шага укладки и вида покрытия и определяется по формуле:
DtН = DTП – DTО /ln (DTН – DTВ)/(DTО – DTВ).

Теплоотдача поверхности пола складывается из теплового излучения и конвекции (теплоотдача к воздуху). Обе эти составляющие находятся с помощью общего коэффициента теплоотдачи aобщ. (Вт/м²·К), который рассчитывается как относительно постоянный, хотя зависит от многих факторов, особенно от температуры поверхности пола, температуры воздуха, подвижности воздуха вблизи поверхности пола (влияние воздухообмена), ориентации, числа и количества окон и наружных стен, типа покрытия пола (гладкое или шершавое), высоты помещения.

Общий коэффициент теплоотдачи приблизительно равен 11 Вт/м²·К. С помощью этого коэффициента можно определить удельную теплоотдачу пола qПл (Вт/м²):
qПл = aобщ. Dt ,
где Dt = tПл – tВ. Dt – превышение температуры пола над температурой воздуха в помещении; aобщ. – общий коэффициент теплоотдачи, Вт/м²·К; tПл – температура поверхности пола; tB – температура помещения.

Пример. Необходимо определить удельную температуру на поверхности пола при температуре воздуха в помещении 20 °С и средней температуре на поверхности пола 26 °С: aобщ. для этого случая может быть принят 11,1 Вт/м²·К, тогда: Dt = 26 – 20 = 6 °С.
Удельная теплоотдача на поверхности пола составит: qПл = 11,1•6 =66,6 Вт/м².

Перепад температур теплоносителя Dtp
Перепад температур между подающей и обратной магистралью согласно DIN EN 1246 для самого неблагоприятного помещения следует принимать 5 °С. Для остальных помещений, получающих ту же температуру подающей воды, он будет зависеть от расхода теплоносителя.

Определение потерь давления

Определение потерь давления ведется для подбора циркуляционного насоса. При этом в зависимости от тепловой нагрузки QОК и расчетного перепада температур между подающей и обратной магистралями рассчитывается массовый расход G по следующей зависимости:
G = (Aплq)/(DtpCв) [1 + Rверх/Rниз + (tвн – tниз)/(qRниз)];
Rверх = 1/a + Dli /li
при 1/a = 0,0093 м2·К/Вт;
Rниз + Rlпокр + Rlпотолка + Rlштукатурки + 1/aпотолка
при 1/aпотолка = 0,170 м²·К/Вт.

Удельная теплоемкость воды принимается равной 1,163 Вт/кг·°С. При определении потерь давления в качестве тепловой мощности принимается ее общее расчетное значение, которое должно быть подано в отопительный контур для покрытия всех теплопотерь (QОК, Вт).

Общая теплоотдача контура QОК (Вт) складывается из теплоотдачи отопительного регистра вверх (Qверх, Вт) + теплоотдачи отопительного регистра вниз Qниз (Вт) + теплоотдачи подводок к контуру Qподв (Вт) – теплоотдача транзитных подводок Qтранз (Вт).

Общее подведенное количество теплоты к отопительному контуру определяется и даже ограничивается следующими факторами: максимальной допустимой температурой поверхности согласно применяемому покрытию пола (сопротивление теплопроводности максимально Rпокр = 0,15 м²·К/Вт); максимальной температурой теплоносителя в подающей магистрали от теплогенератора (например, при применении теплового насоса); максимально допустимыми потерями давления, исходя из эффективной работы циркуляционного насоса.

Пример. Теплоотдача отопительного регистра вверх (Qверх) составляет 1133 Вт, вниз (Qниз) – 170 Вт; теплоотдача подводок к контуру Qподв достигает 70 Вт; при их отсутствии Qтранз = 0 Вт.
Общая теплоотдача контура QОК = 1133+170+70 = 1373 (Вт).
Расход теплоносителя G = QOK·0,86/(tn – tо), соответственно
GОK = 118 л/ч или 0,033 л/с.

Потери давления на трение при заданном расходе 0,033 л/с:
R = 0,9 мбар/м.

При общей длине контура 95 м они составят:
RL = LОKR,
где R = 0,9•95 = 85,5 мбар.

Общая потеря давления отопительного контура не должна быть более 300 мбар. Кроме того, скорость теплоносителя не должна превышать допустимого уровня, исходя из акустических соображений. В качестве ориентировочных величин можно рекомендовать: в жилищном строительстве V = 0,5 м/с, в промышленных зданиях V = 0,7 м/с.

Увязка потерь давления

Так как отдельные отопительные контуры могут иметь разные потери давления, то для равномерного распределения теплоносителя по контурам необходимо произвести гидравлическую увязку. Увязка осуществляется вентилями тонкой регулировки. В расчете потерь давления определяются величины предварительной установки вентилей, увязывающих потери давления отдельных контуров. В соответствии с номограммой определяются установочные значения для вентилей тонкой регулировки на распределительном коллекторе.

Пример. Самый неблагоприятный отопительный контур имеет общие потери давления Рмакс = 150 мбар, а регулируемый Робщ = 100 мбар при объемном расходе G = 100 л/ч.
Неувязка давления между этими контурами, которую следует погасить, составляет:
D = Рмакс – Робщ = 150 – 100 = 50 мбар.
По характеристике вентиля определяется величина установки вентилей тонкой регулировки на увязываемом контуре: D = 50 мбар и
G = 100 л/ч.

Номограмма REHAU для расчета тепловой мощности

Составлена как комбинированная номограмма (рис. 2.135) . Верхняя часть – зависимость между удельной тепловой мощностью и средним расчетным избыточным перепадом температур. Нижняя часть – зависимость между шагом укладки труб и термическим сопротивлением покрытия пола. Обе части номограммы приведены к одной единой оси X с помощью специальной константы.

Температура горячей воды (tn) и температура на поверхности пола (tпл) представлены в зависимости от температуры воздуха в помещении tB в качестве избыточной температуры на поверхности пола tпл изб.

Граничные кривые t = 6K и t = 11К показывают максимально допустимую температуру на поверхности пола. С помощью номограммы для расчета тепловой мощности можно определить систему напольного отопления, исходя из удельной тепловой нагрузки и желаемой температуры воды в подающей магистрали или заданного шага укладки труб.

Пример расчета тепловой мощности с помощью номограммы. Предположим, что самым неблагоприятным помещением является ванная комната, поскольку из-за выпадения площади под ванной расчетная удельная тепловая нагрузка будет наибольшей и составит 100 Вт/м². В данном помещении, в любом случае, требуется запроектировать дополнительную площадь нагрева или поставить отопительный прибор. Контур 1С (жилая комната) выбран в качестве определяющего для принятия температуры воды в подающей магистрали.

Проведем в верхней части номограммы горизонтальную линию, соответствующую 46 Вт/м², а в нижней части этой номограммы горизонтальную линию, соответствующую термическому сопротивлению покрытия пола R = 0,100 м²·К/Вт. Из точки пересечения данной линии с шагом укладки труб 20 см проведем вертикальную линию до пересечения с линией постоянной удельной тепловой нагрузки 46 Вт/м² в верхней части номограммы. Через эту точку пересечения пройдет наклонная линия относительного избыточного перепада температур, равная 15 °С.

При температуре воздуха в помещении tB = 20 °C средняя температура теплоносителя tн ср составит 35 °С. При принятом перепаде температур для данного контура в 6 °С температура воды в подающей магистрали будет 38 °С.

Температура воды в контурах должна быть такой же, как и в подающей магистрали. Добиваются этого варьированием шага укладки труб в отдельных контурах.

С учетом принятых величин шага укладки труб, расчетной теплоотдачи, теплопроводности покрытия пола, температуры воды в подающей магистрали из номограммы можно определить расчетную избыточную температуру воды, а из нее соответствующий перепад температур для остальных отопительных контуров.

Например, при температуре воды в подающей магистрали 38 °С в помещении ванной комнаты (Dt = 5 °С) получаем непокрытую тепловую нагрузку 130 Вт (должна быть покрытой отопительным прибором).

Расчет теплого водяного пола

Статью опубликовал: Николай Стрелковский

Современная система тёплых водяных полов отождествляется с высоким уровнем уюта и комфорта. Такой пол эффективно обогревает помещение и не оказывает вредного воздействия на жизнь и здоровье жильцов. Подобные результаты могут быть достигнуты только при условии правильно выполненных расчётов и грамотно проведённых монтажных работах.

Расчет теплого пола водяного

Тёплый водяной пол может являться основным источником отопления жилого помещения или служить вспомогательным обогревательным элементом. Основные расчёты таких полов базируются на данных схемы работы: лёгкий подогрев поверхности для улучшения комфорта или обеспечение полноценным теплом всей площади помещения. Выполнение второго варианта предполагает более сложную конструкцию тёплого пола и надёжную систему регулировки.

График комфортных температурных условий

Данные для расчётов

Расчёты и проектирование базируются на нескольких характеристиках помещения, а также выборе варианта отопления — основное или дополнительное. Немаловажными показателями являются тип, конфигурация и площадь помещения, в котором запланирован монтаж такого вида отопительной системы. К оптимальному варианту относится использование поэтажного плана с указанием всех необходимых для расчётов параметров и размеров. Допускается самостоятельное выполнение максимально точных замеров.

График расчета теплого пола

Чтобы определиться с величиной теплопотерь, потребуется наличие следующих данных:

  • тип материалов, использованных в процессе строительства;
  • вариант остекления, включая тип профиля и стеклопакета;
  • температурные показатели в регионе проживания;
  • использование дополнительных источников обогрева;
  • точные размеры площади помещения;
  • предполагаемый температурный режим в помещении;
  • высота этажа.

Кроме того, учитывается толщина и изоляция пола, а также вид предполагаемого к использованию напольного покрытия, что оказывает непосредственное влияние на эффективность всей отопительной системы.

При выполнении расчётов следует принимать во внимание желаемую для обустраиваемого помещения температуру.

Расход трубы теплого пола в зависимости от шага петли

Шаг, ммРасход трубы на 1 м2, м п.
10010
1506,7
2005
2504
3003,4

Особенности проектирования

Все расчёты водяных тёплых полов должны быть произведены предельно тщательно. Любые недочёты при проектировании могут быть исправлены только в результате полного или частичного демонтажа стяжки, что способно не только повредить внутреннюю отделку в помещении, но и приведёт к значительным затратам времени, сил и средств.

Рекомендуемые температурные показатели поверхности пола в зависимости от вида помещения составляют:

  • жилое помещение — 29 °C;
  • участки около наружных стен — 35 °C;
  • ванные комнаты и зоны с высокой влажностью — 33 °C;
  • под напольное покрытие из паркета — 27 °C.

Короткие трубы предполагают использование более слабого циркуляционного насоса, что делает систему экономически выгодной. Контур с диаметром 1,6 см не должен быть длиннее 100 метров, а для труб с диаметром 2 см максимальная длина составляет 120 метров.

Таблица решений для выбора системы водяного теплого пола

Правила расчёта

Для выполнения системы отопления на площади 10 квадратных оптимальным вариантом будет:

  • использование 16 мм труб с длиной в 65 метров;
  • показатели расхода используемого в системе насоса не могут быть меньше двух литров в минуту;
  • контуры должны обладать равноценной длиной с разницей не более 20%;
  • оптимальный показатель расстояния между трубами составляет 15 сантиметров.

Следует учитывать, что разница между температурой поверхности и теплоносителя может составлять порядка 15 °C.

Оптимальный способ при укладке трубной системы представлен «улиткой». Именно такой вариант монтажа способствует максимально равномерному распределению тепла по всей поверхности и позволяет минимизировать гидравлические потери, что обусловлено плавными поворотами. При укладке труб в зоне наружных стен оптимальный шаг составляет десять сантиметров. Для выполнения качественного и грамотного крепления целесообразно проводить предварительную разметку.

Таблица теплопотребления различных частей здания

Расчёты труб и мощности

Полученные в результате замеров данные являются основой для расчёта мощности такого оборудования, как нагревательный тепловой насос, газовый или электрический котёл, а также позволяют определить расстояние между трубами при выполнении монтажных работ.

Крепление труб к арматурной сетке

Чтобы правильно рассчитать необходимую для укладки длину труб, следует определиться с видом и особенностями этих элементов:

  • нержавеющий гофрированный тип труб отличается эффективностью и качественной теплоотдачей;
  • медные трубы характеризуются высоким уровнем теплоотдачи и внушительной стоимостью;
  • сшитые полиэтиленовые трубы;
  • металлопластиковый вариант труб с идеальным соотношением качества и стоимости;
  • пенопропиленовые трубы с низкой теплопроводностью и доступной ценой.

Гофрированная труба для теплого пола – один из самых лучших вариантов для водяного подогрева пола

Значительно облегчить расчёты и сделать их максимально точными позволяет использование специальных компьютерных программ. Все расчёты должны выполняться с учётом способа монтажа и расстояния между трубами.

Основными показателями, характеризующими систему, являются:

  • необходимая длина нагревательного контура;
  • равномерность распределения выделяемой тепловой энергии;
  • величина допустимых пределов активной тепловой нагрузки.

Следует учитывать, что при значительной площади отапливаемого помещения допускается увеличивать шаг укладки с одновременным увеличением температурного режима теплоносителя. Возможный диапазон шага при укладке составляет от пяти до шестидесяти сантиметров.

Наиболее распространённые соотношения расстояний и тепловых нагрузок:

  • расстояние в 15 сантиметров соответствует теплоносителю от 800 Вт на 10 м²;
  • расстояние в 20 сантиметров соответствует теплоносителю от 500 до 800 Вт на 10 м²;
  • расстояние в 30 сантиметров соответствует теплоносителю до 500 Вт на 10 м².

Чтобы точно знать, достаточно ли использовать систему как единственный источник обогрева или же «тёплые полы» могут служить исключительно дополнением к основному отоплению, необходимо выполнить черновой, предварительный расчёт.

Схема подключения водяного теплого пола к котлу

Черновые расчёты теплового контура

Чтобы определить плотность эффективного теплового потока, отдаваемого м² тёплых полов, необходимо воспользоваться формулой:

g (Вт/м²) = Q (Вт) / F (м²)

  • g — показатель плотности теплового потока;
  • Q — суммарный показатель теплопотерь в помещении;
  • F — предполагаемая к обустройству площадь пола.

Для вычислений величины Q учитывается площадь всех окон, средняя высота потолков в помещении, теплоизоляционные характеристики полов, стен и кровли. При выполнении напольного отопления в качестве дополнительного, суммарный объём теплопотерь целесообразно определять в форме процентного соотношения.

При расчётах величины F учёту подлежит только участок пола, участвующий в процессе обогрева помещения. На участках расположения предметов интерьера и мебели следует оставлять свободные зоны шириной порядка 50 сантиметров.

Для определения средней температуры теплоносителя в условиях нагревательного контура используется формула:

ΔТ (°С) = (TR + TO) / 2

  • TR — температурный показатель на участке входа в нагревательный контур;
  • ТО — температурный показатель на участке выхода из нагревательного контура.

Рекомендуемые температурные параметры в °С на вход и выход для стандартного теплоносителя составляют: 55—45, 50—40, 45—35, 40—30. Следует учитывать, что температурный показатель на подачу не может быть выше 55 °С, с условием температуры на обратный контур с разницей в 5 °С.

В соответствии с полученными величинами g и ΔТ выполняется подбор диаметра и шага для монтажа труб. Удобно использовать специальную таблицу.

Таблицы расчета теплового потока для теплого пола в зависимости от материала напольного покрытия

Таблицы расчета теплового потока для теплого пола в зависимости от материала напольного покрытия

Таблицы расчета теплового потока для теплого пола в зависимости от материала напольного покрытия

Таблицы расчета теплового потока для теплого пола в зависимости от материала напольного покрытия

На следующем этапе производится расчёт приблизительной длины задействованных в системе труб. С этой целью необходимо разделить показатель площади обогреваемого пола в м² на расстояние между уложенными трубами в метрах. К полученному показателю следует прибавить запас длины на выполнение загибов и подключение к длине прибавляется длина на загибы труб и длина на подключение к системе коллекторов.

При известной длине и диаметре труб легко высчитывается показатель объёма и скорость теплоносителя, оптимальная величина которого составляет 0,15—1 метр в секунду. При более высоких значениях скорости движения следует увеличить показатель диаметра используемых труб.

Правильный выбор насоса, используемого в отопительном контуре, базируется на величине расхода теплоносителя с запасом в двадцать процентов. Такое увеличение показателя соответствует параметрам гидравлического сопротивления в трубной системе. Подбор наноса для циркуляции нескольких отопительных систем заключается в соответствии показателей мощности этого оборудования с общим расходом всех используемых отопительных контуров.

Расчет стоимости теплого пола

Советы и рекомендации

Чтобы получить максимально точные расчёты, целесообразно обратиться за консультацией профессионалов, специализирующихся на выполнении монтажа внутренних инженерных коммуникаций.

Допускается использование онлайн-калькулятора, который облегчит расчёты, но даст весьма приблизительные вычисления, представляющие общую информацию о масштабах предстоящих монтажных работ.

Пример расчета водяного теплого пола

Для обогрева старых и ветхих сооружений, не обладающих качественным утеплением, нецелесообразно использовать систему тёплых водяных полов в качестве единственного отопительного элемента, что обусловлено низкой степенью эффективности и высоким уровнем энергозатрат.

Уровень технической грамотности всех выполненных расчётов оказывает непосредственное влияние на качественные характеристики монтируемой отопительной системы. Правильные расчёты позволяют оптимизировать финансовые затраты не только на процесс установки водяного обогрева полов, но и минимизировать расходы во время эксплуатации и обслуживания всей отопительной системы.

Видео – Расчет теплого пола водяного (часть 1)

Видео – Расчет теплого пола водяного (часть 2)

F.A.Q. о котлах и отоплении

Предварительный расчет теплового контура напольного отопления

Ответ

Система водяного напольного отопления.

Напольное отопление обеспечивает наиболее комфортные условия – тепловые потоки равномерно распределены по всей площади помещения, температура равномерно понижается по высоте помещения, что соответствует условиям комфортности, принятым по СНиП (см. рис. 1).

– график идеальной темпиратуры воздуха

– график темпиратуры воздуха для систем теплого пола

– график темпиратуры воздуха для систем радиаторного отопления

Способность труб гнуться обеспечивает легкость и простоту монтажа греющего контура; низкий коэффициент шероховатости, отсутствие коррозии и зарастания сечения позволяют избежать больших потерь напора (что особенно важно при большой протяженности греющего контура); эти качества делают применение металлополимерных труб для систем напольного отопления незаменимыми (см. рис. 2).

Система отопления пола может устанавливаться в качестве основной или в сочетании с другими системами отопления.

Расчет системы отопления пола

Расчет систем напольного отопления включает выбор схемы раскладки, выбор и устройство теплоизоляции, расчет теплового контура.

Выбор схемы раскладки

Для монтажа систем напольного отопления можно выбрать следующие схемы раскладки:

  • спиральную – наиболее распространена в жилищном строительстве, (углы поворота трубы в системе составляют 90°, что облегчает монтаж);
  • раскладку рядами – наиболее применима при отоплении больших площадей, (при монтаже после каждого поворота труба меняет направление на 180°);
  • Раскладку “петлями” – применяется в тех случаях, когда шаг между рядами составляет меньше 5хD.

Рис. 3. Примеры раскладки трубы в системе отопления пола.

При расчете шага раскладки труб необходимо учитывать температуру в каждом помещении, уменьшая шаг раскладки в зонах пониженной температуры (см. рис. 4).

Рис. 4. Схемы раскладки труб с учетом расчетных температур.

1. Рабочий кабинет

2. Туалетная комната

4. Гостинная комната

1b, 4b – зона пониженной температуры.

Выбор теплоизоляции

Эффективность работы системы напольного отопления во многом зависит от правильного выбора теплоизоляции. Необходимо свести к минимуму потери тепла через перекрытие и через боковые стены.

В качестве изолирующего материала можно использовать пенополистирол, пробковый утеплитель и другие виды теплоизоляции. Для теплоизоляции необходимо применять материалы, имеющие алюминиевое покрытие или использовать алюминиевую фольгу.

Предварительный расчет теплового контура напольного отопления

При определении количества тепла необходимо учитывать тот фактор, что наиболее комфортная температура на поверхности пола считается от +26 до +31°С.

Температура пола в зонах, граничащих с окнами или дверью, может достигать +35 °С, в ванных комнатах и бассейнах +33 °С.

Другим фактором, влияющим на расчет необходимого количества тепла, является покрытие пола, поэтому при расчете необходимо учитывать, что такие покрытия как паркет, ковровое покрытие, плитка и др. имеют различное термическое сопротивление.

Термическое сопротивление покрытия не должно превышать 0,15 м 2 К/Вт. В противном случае покрытие будет играть роль теплоизолирующего слоя.

При определении шага раскладки труб необходимо учесть, чтобы разница температуры на поверхности пола не превышала 5°С в соответствии с условиями комфортности.

При проектировании системы напольного отопления необходимо учитывать, что максимальная температура теплоносителя на входе в систему не должна превышать +55°С. Оптимальное падение температуры теплоносителя после прохождения греющего контура составляет 10°С. Рекомендуемые температуры теплоносителя на входе и выходе системы tz/tp-55/45°С, 50/40°С, 45/35°С, 40/30°С.

Определение плотности теплового потока на 1 м 2 теплого пола.

где:
Q – суммарные теплопотери помещения, (Вт);
F – площадь пола, (м 2 ) ;
q – плотность теплового потока, (Вт/м 2 ).

Исходя из плотности теплового потока на 1 м 2 (q), определяемого по формуле (1), температуры в помещении (ti) и требуемой температуры поверхности пола (tf), подбираем рекомендуемую разность температур теплоносителя (ts) и необходимый шаг раскладки трубы (b) (по табл. 5.1 5.2 5.3 5.4 ). Затем по формулам (2) и (3) находим необходимый расход воды через систему напольного отопления и длину укладываемой трубы.

Необходимый расход воды через систему напольного отопления:

Длина укладываемой трубы:

где: G – расход воды, (л/час);
tz – температура на входе в систему, (°С) ;
tp – температура на выходе из системы, (°С);
b – шаг раскладки трубы, (м);
F – площадь пола, (м 2 ).

Пример предварительного расчета

Исходные данные:
Теплопотери помещения Q = 1200 Вт
Температура в помещении ti= 20°С
Площадь пола F = 20 м 2 , покрытие – ковер
Из табл.3 – Rw = 0,1 м 2 К/Вт

Требуется рассчитать длину трубы 16х2 мм, потери напора в ней (DPтр.) и шаг раскладки (b).

Расчет:
1. Определяем плотность теплового потока на 1 м 2 помещения:

q = 1200/20 = 60 Вт/м 2

2. Из табл. 5.3 мы видим, что получить величину q при температуре помещения t = 20°С мы можем при раскладке трубы с шагом 0,25 м , при этом температура пола составит 25,3°С, а температура теплоносителя на входе и выходе tz / tp составит соответственно 50/40
3. Определяем длину трубы (3):

L = 20 / 0,25 = 80 м

4. Определяем расход воды через систему напольного отопления (2):

G = 3,6*1200 / 4,187 (50 – 40) = 103,2 кг/ч = 0,0287 л/с = 0,0000287 м 3 /с

5. По расходу воды (G) и площади сечения трубы (d), определяем скорость течения воды (V) в трубах:

6. Определяем потерю напора (DPтр.) по рис 3.4 (раздел “Гидравлический расчет”) при V=0,25 м/с и G= 103,2 кг/ч, получаем потерю напора на одном метре трубы равную 1 мБар, тогда на всем трубопроводе DPтр. = 80 мБар.

Таким образом, для устройства отопления пола в помещении площадью 20 м 2 с использованием металлополимерных труб диаметром 16х2 мм необходимо 80 м труб с шагом раскладки 0,25 м

Методические рекомендации по расчётам для обустройства теплого пола

По теплому полу приятно ходить, нет дискомфорта от холода под ногами и духоты в верхней части помещения. Грамотно обустроенная система позволяет равномерно прогревать все зоны комнат, создавая уют и экономя средства на обогрев. Монтаж теплого пола относительно прост, но эффективность отопительного контура полностью зависит от правильности расчетов при подготовке проекта.

Требования для установки теплого пола

Чтобы теплый пол создавал нужный климат и не становился причиной неудобств или коммунальных аварий, помещение, в котором будет монтироваться этот отопительный контур, должно отвечать следующим требованиям:

  • высота потолков от чернового пола должна быть такой, чтобы ее уменьшение на 20 см не вызывало дискомфорта;
  • дверной проем должен иметь высоту не менее 2,1 м;
  • черновой пол должен быть достаточно прочным, чтобы выдержать цементную стяжку, которой будет закрыт тепловой контур;
  • если черновой пол уложен на грунт или под утепляемым помещением находится неотапливаемое, необходимо проложить дополнительный слой утеплителя с экранирующим покрытием;
  • поверхность, на которой планируется монтаж теплового контура и всех составляющих “пирога” теплого пола, должна быть ровной и чистой.

Общие рекомендации

Если вышеперечисленные требования соблюдены, система “теплый пол” будет установлена без проблем. Однако ее эффективность зависит не только от размеров помещения, но и от других его особенностей, учесть которые поможет выполнение следующих рекомендаций:

  • Стены являются основным источником теплопотерь, поэтому перед расчетом и монтажом отопительной системы необходимо хотя бы примерно рассчитать объем уходящего на обогрев улицы тепла. Если полученная цифра оказывается выше 100 Вт на квадратный метр, стены желательно утеплить, чтобы не переплачивать за отопление;
  • Тепловой контур не должен попадать под места установки массивной мебели и тяжелого стационарного оборудования. Постоянное большое давление на пол приведет к повреждению труб или кабелей отопительной системы и выведет ее из строя.
  • Для равномерного прогревания помещения необходимо, чтобы такие необогреваемые зоны занимали не более 30% площади пола. Поэтому перед проведением расчетов выполняют чертеж помещения в масштабе, и отмечают на этом чертеже места, которые следует оставить неотапливаемыми. Затем подсчитывается общая рабочая площадь – она должна составлять 70% или более от общей.
  • Необходимо рассчитать оптимальную форму, протяженность и шаг теплового контура и его мощность, а также выполнить чертеж с указанием мест подключения к системе отопления, направления потока теплоносителя.

Способы установки системы «теплый пол»

Для правильного функционирования этой отопительной системы важна четкая последовательность слоев так называемого “пирога” теплого пола.

Тепловой контур укладывается на предварительно тепло- и гидроизолированную поверхность, а сверху заливается или засыпается цементной стяжкой, поверх которой укладывается финишное напольное покрытие. Вышеперечисленные слои – оболочка пирога – обязательны в обоих случаях. Они защищают систему от внешних воздействий и повышают ее КПД.

В качестве начинки, то есть рабочего органа системы, может выступать трубопровод, по которому пойдет горячая вода от котла, или греющий электрокабель.

В первом случае систему называют водяным полом, во втором – электрическим.

Установить теплый пол можно разными способами, возможны различные варианты конфигурации контура и крепления его элементов.

Обратите внимание! Способ крепления влияет только на удобство монтажа, а вот форма контура определяет равномерность прогрева помещения.

Конфигурации теплового контура

Трубы водяного пола или кабели электрического можно расположить двумя способами:

  • змейкой – уложив греющий элемент параллельными линиями;
  • улиткой – греющий элемент укладывается по спирали от стен к центру помещения.

Змейку укладывают тремя способами:

  • прямым – параллельно одной из стен, начиная от самой холодной;
  • угловым – от самого холодного угла к противоположному, оставив вдоль одной из стен пространство для отведения обратки;
  • двойным – сначала прокладывается первая змейка с широким шагом, а затем, дойдя до противоположной стены или угла тепловой элемент разворачивается и возвращается обратно вдоль первого контура, таким образом, получается две параллельных змейки, одна из которых условно является подающей, а вторая отводящей.

Спираль улитки укладывается сходно с двойной змейкой: сначала подающая спираль с широким шагом, в центре выполняется S– или Z–образный разворот, затем между витками первой спирали прокладывается вторая – обратная.

Прямая и угловая змейки просты в монтаже и удобны для выравнивания температуры воздуха в помещении, имеющем с одной стороны холодную зону, а с другой – примыкание к отапливаемым помещениям.

Двухконтурные конфигурации – двойная змейка и улитка – обеспечивают равномерный прогрев пола, что позволяет ходить по нему босиком, не ощущая дискомфорта.

Способы фиксации теплового контура

Чтобы при заливании теплого пола цементным раствором или засыпании сухой стяжкой тепловой контур не деформировался, нагревательный элемент фиксируют на подготовленной поверхности.

Применяют два способа:

  • Укладывание на специальный экранированный утеплитель для тёплого пола, на котором заводским методом или при монтаже нанесена разметка и уложена армирующая сетка. В этом случае протягивают тепловой контур, ориентируясь по размеченным клеткам. Для фиксации применяют хомуты, которые втыкают непосредственно в утеплитель или прикрепляют к армирующей сетке, либо поверх утеплителя укладывают монтажные планки с пазами для фиксации. Этот способ дешев, но требует дополнительных трудозатрат на установку хомутов. Минусом является низкая тепло– и звукоизоляция, из-за чего требуется проведение дополнительных изоляционных мероприятий, особенно в многоэтажных домах.
  • Использование профилированных матов с бобышками – выступающими частями, расширяющимися сверху. Бобышки расположены таким образом, что на матах можно протянуть тепловой контур любой конфигурации. Для фиксации достаточно вжать трубу или кабель между бобышками, а расширенная верхняя часть будет надежно удерживать греющий элемент в заданном положении. Такие маты дороже простых фольгированных утеплителей, но обеспечивают и необходимый уровень изоляции, и защиту теплоэлемента от повреждений.

Методика расчетов

Теплый пол обеспечит комфорт в помещении только в одном случае – если будет давать тепло в необходимом и достаточном количестве, не перегревая одни участки и не оставляя другие холодными.

Чтобы получить такую эффективную систему, нужно провести расчеты:

  • теплопотерь помещения,
  • необходимой мощности теплового контура,
  • длины шага змейки или улитки,
  • общей длины контура.

Как рассчитать теплопотери

Эффективность отопительной системы не в последнюю очередь зависит от особенностей отапливаемого помещения: наличия окон и выходящих на улицу или в холодные помещения дверей, количества внешних стен и их расположения относительно солнца и ветра, состояния несущих конструкций и их теплопроводности. Все эти мелочи в сумме дают теплопотери, то есть часть полезной мощности будет уходить на обогрев не дома или квартиры, а улицы. Но какая часть?

Ответить на этот вопрос сможет только специалист – проведя осмотр, замеры и расчеты, он составит тепловую карту помещения и вычислит уровень теплопотери.

Если полученная при расчете теплопотерь цифра ниже 100 Вт на квадратный метр, можно смело приступать к расчету теплого пола и его установке – система справится с обогревом и создаст нужный климат практически без потерь.

Это важно! При более высоком уровне теплопотерь до расчета и монтажа теплого пола потребуется исправить дефекты теплоизоляции и провести работы по утеплению помещения. Пренебрежение этим этапом приведет к тому, что на обогрев будет тратиться много энергии и денег, а создать уют так и не получится.

Самостоятельное вычисление теплопотерь тоже возможно, хотя результат будет очень приблизительным. Общую картину он все же прояснит, сэкономив при этом финансы. Для расчета используют средние значения теплопотери квадратного метра стены, учитывая уровень ее теплоизоляции и наличие окон.

Особенности помещенияОбъем теплопотери, Вт/кв.м
Качественное утепление стен, качественный стеклопакет или отсутствие окон40
Небольшая теплоизоляция, обычные окна70-80
Дом старой застройки, без дополнительного утепления, вне зависимости от наличия окон100
Новостройка или новый коттедж без утепления или с панорамными окнами300

Чуть точнее, но без вызова специалиста, можно рассчитать теплопотери при помощи онлайн-калькуляторов. В них для вычисления теплопотерь необходимо указать материал и толщину стен, наличие и размеры окон и дверей и другие особенности помещения. Но получить точный результат без специального оборудования и знаний практически невозможно.

Расчет мощности

Этот параметр рассчитывают для определения количества тепла, которое должен выделить тепловой контур, чтобы обогреть конкретное помещение. И в этом случае точные расчеты провести могут только специалисты, но здесь точность уже не настолько важна.

Обычно теплый пол оснащают устройствами, которые позволяют регулировать уровень нагрева, поэтому для выполнения чертежа и проекта своими руками обычно пользуются средними значениями.

Особенности строения, в котором располагается отапливаемое помещениеОбщая площадь строения, кв.мНеобходимая мощность, Вт/кв.м
многоквартирный домлюбая100
частный домдо 150120
150-300100
300-50090

Для получения необходимой мощности теплового контура число из правого столбца умножают на площадь помещения, в котором планируется обустройство теплого пола.

Вычисление длины шага

Расчет расстояния между соседними параллельными участками теплового элемента необходим для того, чтобы:

  • обеспечить равномерное нагревание помещения,
  • предотвратить соприкосновение труб или кабелей друг с другом,
  • не оставлять на полу непрогретых зон, чтобы было комфортно ходить по напольному покрытию даже босиком.

Минимальный шаг между линиями теплового элемента – 10 см, такое расстояние достаточно для соблюдения техники безопасности и необходимо для усиленного обогрева наиболее холодных зон – вдоль внешних стен, под окнами и около выходящих в холодные помещения или на улицу дверей.

Постепенно шаг увеличивается на 5-10 см – для удобства дальнейших расчетов и монтажа.

Самое большое расстояние между трубами оставляется в центре помещения – здесь необходимо не менее 15 см, но не более 30. Такой шаг предотвратит появление перегретой зоны и не оставит полосок холода на полу.

Как рассчитать длину контура

При прокладывании теплого пола в основном используют длинномерные трубы и кабели, позволяющие протянуть линию нужной геометрии с минимальным использованием соединительных элементов. Чтобы не ошибиться при покупке расходных материалов, необходимо рассчитать общую длину теплового контура. Это самый простой из расчетов, но для его выполнения важно подготовить точный чертеж с нанесением всех линий и указанием расстояний.

Расчет можно выполнить одним из следующих методов:

  • По среднему значению – на каждый квадратный метр пола в среднем укладывается 5 погонных метров трубы или кабеля. Таким образом нужно умножить площадь, занимаемую тепловым контуром, на 5.
  • По среднему шагу – площадь помещения делится на среднее значение шага в метрах и прибавляется 10% на углы и повороты. Так, если у стены расстояние между параллельными линиями 10 см, а в центре – 30 см, то средний шаг составит 0,2 м.
  • По ширине помещения – ее умножают на количество шагов и прибавляют длину комнаты на повороты. Этот способ подходит только для укладки змейкой.

Обратите внимание! Оптимальной длиной трубопровода теплого водяного пола является 80-120 м – вода успевает прогреть помещение, не остывая до критической температуры, при которой упадет давление в отопительной системе. Если расчетная длина оказывается больше, лучше выполнить два примерно одинаковых тепловых контура вместо одного и подключить их к системе отопления параллельно.

Расчёт тёплого пола по потерям тепла, определение метража труб и других данных

Отправим материал на почту

Проекты домов с котельной

  • 5 комнат
  • 2 санузла
  • 144² Общая площадь

  • 3 комнаты
  • 1 санузел
  • 110.11² Общая площадь

  • 6 комнат
  • 2 санузла
  • 187² Общая площадь

  • 1 комната
  • 2 санузла
  • 81.5² Общая площадь
  • 12 x 10м Площадь застройки

  • 5 комнат
  • 3 санузла
  • 352² Общая площадь

  • 5 комнат
  • 2 санузла
  • 179² Общая площадь
  • 8 x 9м Площадь застройки

  • 8 комнат
  • 4 санузла
  • 305.5² Общая площадь
  • 14 x 14м Площадь застройки

  • 4 комнаты
  • 1 санузел
  • 207² Общая площадь
  • 15 x 16м Площадь застройки

  • 4 комнаты
  • 2 санузла
  • 196.9² Общая площадь
  • 10 x 10м Площадь застройки

  • 3 комнаты
  • 3 санузла
  • 252² Общая площадь

  • 5 комнат
  • 2 санузла
  • 209² Общая площадь

  • 5 комнат
  • 3 санузла
  • 173.9² Общая площадь
  • 14 x 9м Площадь застройки

  • 4 комнаты
  • 2 санузла
  • 140² Общая площадь

  • 4 комнаты
  • 2 санузла
  • 186² Общая площадь
  • 10 x 10м Площадь застройки

  • 5 комнат
  • 2 санузла
  • 189² Общая площадь

  • 4 комнаты
  • 2 санузла
  • 14 x 11м Площадь застройки

  • 5 комнат
  • 1 санузел
  • 216.5² Общая площадь
  • 13 x 14м Площадь застройки

  • 6 комнат
  • 2 санузла
  • 208² Общая площадь

  • 5 комнат
  • 2 санузла
  • 243.3² Общая площадь

  • 1 комната
  • 2 санузла
  • 47.7² Общая площадь

Водяной тёплый пол в последние годы все чаще выбирают в качестве альтернативы радиаторам отопления. Таким образом, решаются основные проблемы частных домов – холодные полы и скопление тёплого воздуха под потолком. Но, чтобы система функционировала нормально и перекрывала все теплопотери, необходим профессиональный расчёт тёплого пола на этапе его проектирования. Он достаточно сложен и лучше, чтобы выполняли его специалисты. Но при желании это можно сделать и самостоятельно.

Что потребуется для расчёта

Чтобы в доме было тепло, система отопления должна возмещать все потери тепла через ограждающие конструкции, окна и двери, вентиляционную систему. Поэтому основные параметры, которые потребуются для расчётов, это:

  • размеры дома;
  • материалы стен и потолка;
  • размеры, количество и конструкции окон и дверей;
  • мощность вентиляции (объем воздухообмена) и т.п.

Также нужно учитывать особенности климата в регионе (минимальную зимнюю температуру) и желаемую температуру воздуха в каждой комнате.

Эти данные позволят рассчитать необходимую тепловую мощность системы, которая является основным параметром для определения мощности насоса, температуры теплоносителя, длины и сечения труб и т.д.

Поможет выполнить теплотехнический расчёт трубы для тёплого пола калькулятор, размещённый на сайтах многих строительных компаний, оказывающих услуги по его монтажу.

Обратите внимание! Если водяной тёплый пол будет использоваться как дополнительный, а не основной источник тепла, полученные значения мощности уменьшают до определённой доли.

Основные расчёты

Выполнить расчёт трубы для тёплого пола, выбрать насос и коллектор для системы отопления коттеджа поможет определение требуемой мощности системы.

Расчёт теплопотерь

Требуемая мощность тепловых контуров (М) зависит от потерь тепла (Q) и определяется по формуле:

М = Q×1,2

Тепло уходит через наружные стены, перекрытия, окна.

На заметку! Так как в нашем случае пол будет отапливаться, теплопотери через него не учитываются.

Чтобы определить потери, нужно знать значения термических сопротивлений (R) всех конструкций. Вычислить их легко, если разделить толщину стены или другой конструкции на коэффициент теплопроводности, свой для каждого материала. Он находится по таблице:

МатериалыКоэффициент теплопроводности, Вт/(м°*С)
Железобетон1,7
Силикатный кирпич0,7
Керамический кирпич0,44
Газобетон и пенобетон0,26
Керамзитобетон0,4
Дерево0,18
Минеральная вата0,055
Пенополистирол0,038

Например, если дом построен из бруса толщиной 20 см, то термическое сопротивление наружных стен вычисляется так:

0,2/0,18 = 1,11 м²°С/Вт

Если стены утеплены минеральной ватой, расчёт нужно выполнить и для неё, и для материала фасадной отделки. Сложность расчётов заключается ещё и в том, что потери тепла считаются индивидуально для каждой конструкции: из площади стен вычитают площадь проёмов, определяют тепловое сопротивление стеклопакетов и оконных профилей, учитывают мощность, необходимую для нагрева воздуха, поступающего внутрь через вентканалы и т.д.

Именно поэтому правильнее будет довериться специалистам. Но особо экономные и располагающие временем домовладельцы могут воспользоваться следующей формулой:

Q = 1/R х (Тв – Тн) х S,

где S – это площадь конструкции, а Тв и Тн – температура внутри помещения и снаружи (минимальная).

Покажем на примере, как рассчитать тёплый пол. Допустим, что площадь внешних стен в комнате нашего дома из бруса 50 м², минимальная зимняя температура на улице -30°, а внутри должна быть +24°. Тогда:

Q = 1/1,11 х (24 – (-30)) х 50 = 2432 Вт

Но это ещё не все, следует учесть ориентацию комнаты по стороне света. Если она выходит на юг, оставляем значение без изменений, если на север, умножаем на коэффициент 1,1, на запад или восток – 1,05.

Затем по той же формуле отдельно вычисляем потери тепла через окна, складывая их площадь, через входную дверь, потолок, вентиляционную систему (по объёму воздуха в единицу времени). И суммируем все результаты. И так по каждой комнате, особенно если в них предполагается поддерживать разную температуру.

Предположим, что в итоге у нас получилось 12500 Вт. Умножаем на 1,2 и получаем требуемую мощность системы 15000 Вт или 15 кВт.

Подбор насоса и коллектора

Оборудование подбирается в соответствии с мощностью тёплого пола, определённого по потерям тепла. При выборе нужно делать запас в 15-20%, чтобы гарантировать работу системы в нормальном режиме. В нашем случае потребуется оборудование мощностью 18 кВт.

Но узел смешения должен иметь необходимое количество выходов, равное количеству контуров тёплого пола.

Расчёт длины труб и числа контуров

Расход трубы на тёплый пол на м2 зависит от схемы укладки и шага между трубами. Как правило, его выбирают в пределах 15-30 см, уменьшая до 10 см в холодных зонах: вдоль наружных стен, у входной двери.

Проще посчитать требуемую длину трубы на один контур, разделив площадь обогрева (S) на шаг укладки (N), и добавив 10% на изгибы:

L = S/N х 1.1

Это важно! Не забывайте добавлять длину трубы для подачи и обратки от коллектора до контура.

Можно проверить расчёт по таблице, показывающей расход трубы в зависимости от шага укладки.

  • Если результат получился меньше 100 м, можно использовать трубы диаметром 16 или 18 мм.
  • Если 100-120 м, сечение увеличивают до 20 мм.
  • Если больше 120 м, то в помещении укладывают 2 или 3 контура, разбивая его на примерно равные части.
  • В идеале все контуры в доме должны быть одной длины, но на практике добиться этого трудно, поэтому допускается разница в 30-40%.

Видео описание

Как выбрать форму укладки и разбить помещение на контуры, можно узнать, посмотрев видео:

Количество контуров определяется исходя из теплоотдачи каждого. Например, вы решили ориентироваться на комнату площадью 12 м², расстояние от которой до коллектора 5 м. Длина труб в этом случае при шаге 20 см получится 76 м:

12/0,2 х 1,1 + 2 х 5 = 76

Если теплоотдача 1 м² 80 Вт, то всей комнаты – 12 х 80 = 960 Вт. А ваше оборудование мощностью 15 кВт сможет «потянуть» 15000/960 = 15,6 контуров такой длины. Это в теории – в реальности лучше уменьшить их на 2. Получаем 13 контуров и подбираем коллектор с таким же количеством выходов.

Или подбираем другие варианты, меняя шаг укладки, длину контура, диаметр труб.

Заключение

Если вы решили обогревать этим способом только входную зону и ванную, можно использовать самостоятельные вычисления или калькулятор тёплого пола водяного – длина трубы, её сечение и прочие параметры в этом случае не столь принципиальны. Но проект отопления целого коттеджа лучше поручить опытным специалистам, которые учтут все теплопотери и смогут выбрать оптимальную схему.

Как самостоятельно рассчитать водяные и электрические теплые полы

Устройство напольного обогрева квартиры либо частного дома начинается с расчетов. Трубы или греющие кабели нужно правильно выбрать по удельной тепловой мощности и уложить с определенным шагом. Практика показывает: целиком полагаться на опыт наемных строителей нельзя, схему укладки лучше разработать самостоятельно. Как рассчитать электрический и водяной теплый пол доступными методами, рассказывается в дальнейшей инструкции.

Выясняем потребную тепловую мощность

Для расчета всех параметров будущего теплого пола – водяного или электрического – надо определить, сколько Ватт теплоты подать на обогрев конкретного помещения. Предлагаем посчитать требуемую мощность отопления простейшим способом – по площади либо объему комнаты.

Совет. Монтаж напольных греющих контуров – удовольствие недешевое. Цена работ с учетом материалов и комплектующих колеблется в диапазоне 5—8 у. е. за квадратный метр (без установки и подключения котла). Если вы планируете нанимать бригаду мастеров и не располагаете проектом системы отопления, требуйте выполнения всех расчетов от исполнителей, потом сравните результаты.

В качестве примера используем планировку небольшого одноэтажного дома 100 м² (по наружному обмеру), показанную на чертеже. Заметьте, угловые комнаты со световыми проемами и внешними стенами потеряют гораздо больше тепла зимой, нежели внутренние – коридор, санузел и прихожая. Нюанс учтен в предлагаемой методике:

  1. Путем обмеров и перемножения длин выясните квадратуру каждого помещения.
  2. Площади комнат с одной наружной стенкой и световым проемом умножьте на 0.1 кВт. К данной категории относятся и центральные помещения (в примере – прихожая, ванна и коридор).
  3. На обогрев комнат, расположенных в углах здания, потребуется выделить больше тепловой энергии. Квадратуру помещения с двумя внешними стенами и окном следует помножить на 0.12 кВт (кухня и детская).
  4. Если в угловой комнате присутствует 2 и более оконных проема, площадь умножается на 0.13 кВт (гостиная и спальня на планировке).

Результаты вычислений – это требуемая теплоотдача отопительных контуров либо радиаторов в киловаттах отдельно по каждому помещению. С полученными цифрами можно переходить к следующему этапу расчета.

Примечание. Указанные величины справедливы для средней полосы РФ и Республики Беларусь. Для жилищ, расположенных на юге, значения тепловой мощности необходимо умножить на коэффициент 0.7. В северных регионах к результатам применяется повышающий коэффициент 1.5—2.

Вышеописанная методика не годится для комнат с потолками 3 и более метров. В подобных случаях потребное количество теплоты считается по объему помещений, умножаемому на 35, 40 или 45 Вт в зависимости от расположения внутри здания. Подробно расчет нагрузки на систему отопления изложен в отдельной статье.

Определение теплоотдачи отопления по объему комнат с потолками 3 м и выше

Расчет водяных греющих контуров

Выяснив, какую мощность теплового потока обязан выдавать теплый пол в каждой комнате, рассчитайте его основные параметры в следующем порядке:

  1. Определите расход теплоносителя, обеспечивающий необходимую теплоотдачу контуров. Узнайте и откорректируйте температуру поверхности напольного покрытия.
  2. Вычислите шаг укладки петель, а также температуру теплоносителя в подающей и обратной линии.
  3. Выясните длину трубы в контуре.

Прежде чем сделать дальнейшие расчеты, хотим предостеречь от использования теплых полов в качестве основной и единственной системы отопления. По мнению многих экспертов, в том числе Владимира Сухорукова, напольный обогрев должен работать совместно с обычными батареями по таким причинам:

  • водяные контуры прогревают приличную массу бетонной стяжки, а потому довольно инертны и медленно реагируют на изменение температуры теплоносителя;
  • радиаторы хорошо поддаются ручной и автоматической регулировке, быстро реагируют на рост или падение температуры сетевой воды;
  • чтобы отопить объем комнаты без батарей, трубы должны разогреть поверхность до 28—33 °С, создавая ощущение духоты в комнате;
  • соответственно, теплоноситель придется нагреть до 50—55 °С, экономичный температурный график водяных полов – 45—35 °С.

Оптимальный вариант отопления — напольный обогрев + радиаторная система

Отсюда рекомендация. Теплые полы стоит рассчитывать под максимально комфортную температуру поверхности +26 °С и дополнительно смонтировать радиаторную сеть, способную функционировать автономно, отдельно от напольного отопления. Она догреет воздух до желаемой температуры и станет ее поддерживать в автоматическом режиме.

Если вы решите не монтировать батареи конвекционного отопления из-за повышения стоимости строительства, все равно можете пользоваться изложенным далее расчетом, дабы выяснить метраж контуров, диаметр и шаг укладки трубопроводов. Пояснения нашего эксперта касательно установки радиаторов:

Расход теплоносителя и температура покрытия

Предлагаемая расчетная методика основана на графическом способе решения. Но объем воды, проходящей через контур в течение 1 часа, нужно знать для правильной настройки ротаметров распределительного коллектора, выполнения гидравлического расчета и подбора циркуляционного насоса по производительности.

Расход отопительной воды считается по формуле:

  • G – искомое значение расхода, единицы измерения – кг/ч;
  • Q – тепловая мощность, расходуемая на обогрев помещения (посчитана в предыдущем разделе), Вт;
  • Δt – разница температур теплоносителя в подающей и обратной ветке, для греющего пола обычно принимается равной 10 °С.

Пример. На обогрев гостиной площадью 15.75 м² понадобится 15.75 х 130 = 2048 Вт теплоты. Часовой расход нагретой воды составит G = 0.86 х 2048 / 10 = 176.13 кг/ч.

Чтобы выяснить температуру поверхности полов, необходимо знать тип покрытия, поскольку плитка, линолеум и деревянный паркет (ламинат) пропускают тепловой поток по-разному. Предположим, в упомянутой гостиной планируется стелить линолеум, тогда обращаемся к номограмме, где отражены такие параметры:

  • перепад между средней температурой теплоносителя и воздухом гостиной;
  • удельная теплоотдача с 1 м² полов;
  • соответствующая ей температура поверхности;
  • графики для шага раскладки труб от 10 до 35 см.

Алгоритм такой: находим теплоотдачу на квадратный метр, ведем горизонтальную линию и узнаем нагрев поверхности

Чтобы определить степень нагрева покрытия, выбираем номограмму, составленную для линолеума. Смотрим на удельную теплоотдачу – в гостиной она равна более 120 Вт/м², что соответствует температуре 31 °С. Ранее мы договорились, что данный показатель слишком велик и принимаем к расчету оптимальное значение – 26 °С. Тогда удельная тепловая мощность q составит 68 Вт/м².

Недостаток теплоты, возмещаемой радиаторами, посчитать нетрудно. В нашем примере найденное значение q умножаем на площадь гостиной, полученную цифру отнимаем от рассчитанного ранее показателя мощности: 2048 Вт — 68 Вт/м² х 15.75 м² = 977 Вт.

Соответственно, изменится количество теплоносителя, потребляемого напольной системой. Расход уменьшится до 0.86 х 1071 / 10 = 92,1 кг/ч.

Примечание. Аналогичные готовые графики составлены для других типов покрытий – плитки из керамогранита, ламината и толстого паркета, номограммы приведены по ходу статьи. Расчеты напольного отопления, устраиваемого в деревянных перекрытиях «сухим» способом, выполняйте по графикам для керамической плитки.

Шаг укладки и температура воды

Для напольного отопления частных домов и квартир принято укладывать трубы из металлопластика либо сшитого полиэтилена диаметром 16 х 2 мм (Ду10). Приведенные номограммы разработаны именно под эти полимерные материалы.

Выбор шага раскладки произведем на примере гостиной одноэтажного дома:

  1. Используя ту же номограмму, составленную для синтетического покрытия (линолеума), выбираем график с интервалом 15 см.
  2. Из точки пересечения графика с зеленой линией опускаемся на шкалу перепадов температур, получаем tп = 19 °С.
  3. Находим значение средней температуры теплоносителя tср по формуле:

Здесь обозначение tв показывает желаемую температуру воздуха в гостиной, принимаем +22 °С. Считаем tср: 19 + 22 = 41 °С. Зная, что разность температур между подачей и обраткой Δt равна 10 градусов, несложно выяснить температурный график: 41 ± 5 = 46/36 °С.

Обратите внимание: если взять больший интервал между греющими трубопроводами (например, 20 см), то теплоноситель понадобится греть сильнее. В подающей линии придется держать 48 °С, в обратной — 38 °С.

Сделанный расчет температурного графика поможет верно подобрать трехходовой смесительный клапан, который нужно установить на коллекторе водяного теплого пола. При охлаждении обратной воды из контуров до 36 градусов он станет подмешивать горячий теплоноситель от газового (или другого) котла. По достижении 46 °С клапан перекроет подачу, а насос заставит воду вращаться по контурам, пока она снова не остынет.

Длина трубы и окончательные результаты

Обозначив интервал укладки петель латинской буквой b и переведя единицы в метры, рассчитайте длину трубы по формуле:

Буквой F обозначается площадь комнаты в квадратных метрах. Длина трубы в гостиной из нашего примера составит L = 15.75 м² / 0.15 м = 105 м. Здесь мы сталкиваемся со следующей проблемой: чтобы бетонный монолит прогревался равномерно, протяженность контура не должна превышать 100 м, а гидравлическое сопротивление – 20 кПа. В гостиную требуется положить 105 м плюс длина подводок, чтобы подключить нагревательный контур к гребенке.

Важный момент. Перед выполнением расчетов набросайте схему с планом дома и отведите место шкафу с коллектором. На чертеже гребенка стоит в коридоре – расстояние до всех помещений примерно одинаковое.

Как решить вопрос с большой протяженностью трубы:

  1. Разбить площадь гостиной на 2 греющих контура одинаковых размеров.
  2. Длину одного трубопровода определить с учетом подключения к коллектору – (105 + 5) / 2 = 55 м.
  3. Сделать между двумя монолитами деформационный шов, позволяющий плитам расширяться от нагрева, не разрушая друг друга.

Трубы, проходящие стык двух стяжек, необходимо защищать футлярами

Чтобы правильно залить 2 плиты с деформационным швом, внимательно изучите представленную схему. Основание и утепление пенопластом у монолитов общее, разделяется лишь верхняя часть «пирога» — стяжка с трубами внутри.

Совет. Если длина контуров не превышает 60 метров, вместо дополнительного насоса и трехходового клапана рекомендуется поставить на гребенку теплых полов термоголовки RTL. Элемент ограничивает движение обратного потока, пока температура теплоносителя не достигнет расчетной (в данном примере – 36 °С).

Остается рассчитать параметры напольных контуров в остальных комнатах одноэтажного дома. Предположим, что спальня и детская застелена ламинатом, кухня – керамической плиткой. Пользуясь номограммами для указанных покрытий, выполняем расчеты, результаты заносим в общую таблицу.

Примечание. Температура напольного покрытия в детской ограничена на уровне 24 °С по требованиям санитарных нормативов. Предложенная расчетная методика опубликована в книге В. В. Покотилова «Системы водяного отопления», изданной в 2008 г.

Санузел лучше подогревать резистивным кабелем либо матами, поскольку в данном помещении жильцы пребывают не постоянно. Как рассчитываются электрический нагрев пола, читаем ниже. Если подобные вычисления кажутся вам слишком сложными, воспользуйтесь программами от ведущих производителей отопительного оборудования – Valtec, Herz Armaturen. Инструкция по применению показана на видео:

Особенности электрических напольных систем

Технология подготовки и раскладки электронагревательных элементов отличаются от устройства водяных контуров и зависит от типа выбранных нагревательных элементов:

  • резистивные кабели, углеродные стержни и кабельные маты допускается укладывать «сухим» (прямо под покрытие) и «мокрым» способом (под стяжку либо плиточный клей);
  • карбоновые инфракрасные пленки, показанные на фото, лучше использовать в качестве подложки под покрытие без заливки стяжки, хотя некоторые производители допускают укладку под кафельную плитку.

Для справки. Саморегулирующиеся стержневые системы представляют собой карбоновые нагревательные элементы, соединенные параллельно двумя проводниками. В случае перегорания одного стержня оставшиеся элементы увеличат мощность нагрева и продолжат отапливать комнату.

Электронагревательным элементам присущи 3 особенности:

  • равномерная теплоотдача по всей длине;
  • интенсивностью нагрева и температурой поверхности управляет терморегулятор, ориентирующийся на показания датчиков;
  • нетерпимость к перегреву.

Последнее свойство – самое неприятное. Если на участке контура заставить полы мебелью без ножек или стационарной бытовой техникой, нарушится теплообмен с окружающим воздухом. Кабельные и пленочные системы станут перегреваться и прослужат недолго. Все нюансы данной проблемы освещены в очередном видео:

Саморегулирующиеся стержни спокойно переносят подобные вещи, но здесь начинает влиять другой фактор – покупать и закладывать дорогие карбоновые нагреватели под мебель нерационально.

Подбор кабельных и пленочных нагревателей

В связи с перечисленными моментами расчет электрического подогрева несколько упрощается, параметры кабельного теплого пола определяются следующим образом:

  1. Вычислите количество теплоты, нужное для отопления конкретного помещения (смотри раздел первый).
  2. Нарисуйте планировку комнаты с расположением стационарной мебели и бытовой техники. Чертеж делайте в масштабе к реальным размерам шкафов, стиральных машин и так далее.
  3. Посчитайте свободную площадь комнаты, отняв квадратуру занятых участков.
  4. Найденное ранее количество тепла следует распределить на оставшуюся площадь. Разделите потребную мощность на квадратуру свободного участка – получите теплоотдачу с 1 м².
  5. Резистивные кабели и маты с тепловой мощностью 9—25 Вт/м. п. продаются фиксированной длины. Выберите по каталогу производителя нагревательный элемент по требуемой теплоотдаче.
  6. Квадратуру свободного участка поделите на длину выбранного изделия – узнаете шаг раскладки кабеля.

Схема напольного электрообогрева ванной

Пример расчета санузла одноэтажного дома площадью 6 м², из которых 2.5 м² заняты ванной, раковиной и шкафчиком. Квадратура свободного участка – 3.5 м², потребная тепловая мощность – 600 Вт. По каталогу известного бренда Devi выбираем двухжильный греющий кабель марки DEVIflex 18T длиной 37 метров с теплоотдачей 622 Вт. Делим 3,5 м² на 37 м, получаем шаг укладки 0.095 м, округленно – 10 см.

Примечание. Еще проще подбирать кабельные маты – производитель указывает площадь, занимаемую нагревательным элементом. Для санузла подходит изделие мощностью 635 Вт марки DEVImat 200T, рассчитанное на квадратуру 3.45 м. кв.

Аналогичным образом рассчитываются и подбираются пленочные нагреватели, закладываемые под напольное покрытие. Маленький нюанс: при монтаже карбоновой пленки либо резистивного кабеля в жилых комнатах делается минимальный отступ от перегородок 150 мм. Эти полосы вдоль стен тоже придется отнять от общей квадратуры. На лоджиях, балконах и ванных комнатах этот отступ принимается равным шагу укладки (в примере – 10 см).

Заключение

В приведенной расчетной методике не упоминается об утеплении «пирога» теплого пола со стороны грунта либо перекрытия. Причина проста: теплоизоляция должна присутствовать в любом случае, на земле – 10 см пенопласта или плотной минеральной ваты, по перекрытию – 20 мм экструдированного пенополистирола. Точный расчет материала и толщины утеплителя – обширная тема для отдельной публикации.

Если ход вычислений показался вам чересчур сложным, попробуйте использовать онлайн-средства – калькуляторы, выкладываемые на различных сайтах. Но помните – результаты подсчетов необходимо проверять с помощью специализированных программ либо предложенным графическим способом. Пример работы с программным комплексом от бренда Herz Armaturen представлен на видео.

Читайте также:  Виды труб, их достоинства и недостатки.
Ссылка на основную публикацию