Расчет водяного теплого пола самым простым методом

Как сделать расчет теплого пола на примере водяной системы

На эффективность теплого пола оказывают влияние многие факторы. Без их учета даже при условии, что система правильно смонтирована, и для ее устройства применены самые современные материалы, реальная теплоэффективность не оправдает ожиданий.

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

Разработка проекта отопительной системы стоит недешево, поэтому многие домашние умельцы проводят вычисления самостоятельно. Согласитесь, идея сокращения расходов на обустройство теплого пола кажется очень заманчивой.

Мы подскажем вам, как создать проект, какие критерии учесть при выборе параметров отопительной системы и распишем пошаговую методику расчета. Для наглядности мы подготовили пример вычисления теплого пола.

Исходные данные для расчета

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

При расчете теплого пола необходимо исходить из следующих данных:

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

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

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

  • 29°С — жилая зона;
  • 33°С— ванна, помещения с бассейном и другие с высоким показателем влажности;
  • 35°С — пояса холода (у входных дверей, наружных стен и т.п.).

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

Проведя предварительные расчеты, можно выбрать оптимальную по личным ощущениям температуру теплоносителя, определить нагрузку на обогревательный контур и приобрести насосное оборудование, безукоризненно справляющееся со стимулированием движения теплоносителя. Его подбирают с запасом по расходу теплоносителя в 20%.

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

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

Определение параметров теплого пола

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

Итоговый результат расчетов перед устройством теплого пола водяного типа будет зависеть и от наличия дополнительных нагревательных приборов, включая тепловыделение проживающих в доме людей и домашних питомцев. Обязательно учитывают в расчете наличие инфильтрации.

Одним из важных параметров является конфигурация комнат, поэтому потребуется поэтажный план дома и соответствующие разрезы.

Методика расчета потерь тепла

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

Связь между этими двумя параметрами выражает формула:

Mп = 1,2 х Q, где

  • Mп — требуемая мощность контуров;
  • Q — потери тепла.

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

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

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

Q = 1/R*(tв-tн)*S х (1+∑b), где

  • R – термическое сопротивление материала, из которого изготовлена ограждающая конструкция;
  • S – площадь конструктивного элемента;
  • tв и tн — температура внутренняя и наружная соответственно, при этом второй показатель берут по наиболее низкому значению;
  • b — дополнительные потери тепла, связанные с ориентацией здания относительно сторон света.

Показатель термического сопротивления (R) находят, разделив толщину конструкции на коэффициент теплопроводности материала, из которого она изготовлена.

Значение коэффициента b зависит от ориентации дома:

  • 0,1 – север, северо-запад или северо-восток;
  • 0,05 – запад, юго-восток;
  • – юг, юго-запад.

Если рассмотреть вопрос на любом примере расчета водяного теплого пола, он становится более понятным.

Конкретный пример расчета

Допустим, стены дома для непостоянного проживания, толщиной 20 см, выполнены из газобетонных блоков. Суммарная площадь ограждающих стен с вычетом оконных и дверных проемов 60 м². Наружная температура -25°С, внутренняя +20°С, конструкция ориентирована на юго-восток.

Учитывая, что коэффициент теплопроводности блоков λ = 0,3 Вт/(м°*С), можно вычислить теплопотери через стены: R=0,2/0,3= 0,67 м²°С/Вт.

Наблюдаются потери тепла и через слой штукатурки. Если ее толщина 20 мм, то Rшт. = 0,02/0,3 = 0,07 м²°С/Вт. Сумма этих двух показателей даст значение потерь тепла через стены: 0,67+0,07 = 0,74 м²°С/Вт.

Имея все исходные данные, подставляют их в формулу и получают теплопотери комнаты с такими стенами: Q = 1/0,74*(20 — (-25)) *60*(1+0,05) = 3831,08 Вт.

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

Для определения теплопотерь через потолок принимают его термическое сопротивление равным значению для планируемого или имеющегося вида утеплителя: R = 0,18/0,041 = 4,39 м²°С / Вт.

Площадь потолка идентична площади пола и равна 70 м². Подставив эти значения в формулу, получают потери тепла через верхнюю ограждающую конструкцию: Q пот. = 1/4,39*(20 — (-25))* 70* (1+0,05) = 753,42 Вт.

Чтобы определить потери тепла через поверхность окон, нужно подсчитать их площадь. При наличии 4-х окон шириной 1,5 м и высотой 1,4 м их общая площадь составит: 4*1,5*1,4 = 8,4 м².

Если производитель указывает отдельно тепловое сопротивление для стеклопакета и профиля — 0,5 и 0,56 м²°С/Вт соответственно, то Rокон = 0,5*90+0,56*10)/100 = 0,56 м²°С/Вт. Здесь 90 и 10 — доля, приходящаяся на каждый элемент окна.

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

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

В итоге теплопотери составят: Q = 3831,08 +753,42 + 708,75 + 212,95 + 7406,25 = Вт.

К этому результату добавляют еще 10% на инфильтрацию воздуха, тогда Q = 7406,25+740,6 = 8146,85 Вт.

Теперь можно определить и тепловую мощность пола: Mп = 1,*8146,85 = 9776,22 Вт или 9,8 кВт.

Необходимое тепло на нагрев воздуха

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

Для вычисления применяют формулу:

Qв. = c*m*(tв—tн), где

  • c = 0,28 кг⁰С и обозначает теплоемкость воздушной массы;
  • m символ обозначен массовый расход наружного воздуха в кг.

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

Если в здание поступает 400 м 3 /ч, то m=400*1,422 = 568,8 кг/ч. Qв. = 0,28*568,8*45 = 7166,88 Вт.

В этом случае необходимая тепловая мощность пола значительно увеличится.

Расчет необходимого количества труб

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

Дистанцию между трубами называют шагом. Выбирая этот параметр нужно удовлетворить два требования: ступня ноги не должна чувствовать разницы температуры на отдельных зонах пола, а использовать трубы нужно максимально эффективно.

Для пограничных зон пола рекомендуют применять шаг в 100 мм. На остальных участках можно сделать выбор шага в пределах от 150 до 300 мм.

Для подсчета длины трубы есть простая формула:

L = S/N*1.1, где

  • S – площадь контура;
  • N – шаг укладки;
  • 1,1 – запас на изгибы 10%.

К итоговому значению добавляют отрезок трубы, проложенной от коллектора до разводки теплого контура как на обратке, так и на подаче.

Пример расчета.

  • площадь – 10 м²;
  • расстояние до коллектора – 6 м;
  • шаг укладки – 0,15 м.

Решение задачи простое: 10/0,15*1,1+(6*2) = 85,3 м.

Используя металлопластиковые трубы длиной до 100 м, чаще всего выбирают диаметр 16 или 20 мм. При длине трубы 120-125 м сечение ее должно равняться 20 мм².

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

Вычисленное ранее значение — это протяженность трубы для пола в целом. Однако для полноты картины нужно выделить длину отдельного контура.

На этот параметр влияет гидравлическое сопротивление контура, определяемое диаметром выбранных труб и объемом воды подаваемой в единицу времени. Если этими факторами пренебречь, потери давления будут настолько большими, что никакой насос не заставит теплоноситель циркулировать.

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

Величиной диаметра коллектора и пропускной способностью узла смешения определяется допустимое число петель, подключенных к нему. В паспорте на узел смешения всегда можно найти величину тепловой нагрузки, на которую он рассчитан.

Допустим, коэффициент пропускной способности (Kvs) равен 2,23 м 3 /ч. При таком коэффициенте определенные модели насоса выдерживают нагрузку от 10 до 15 Вт.

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

Эти показатели максимальные, и применить их можно только теоретически, а в действительности цифру нужно уменьшить минимум на 2, тогда 18 – 2 = 16 контуров.

Нужно при подборе смесительного узла (коллектора) смотреть, есть ли у него такое количество выводов.

Проверка правильности подбора диаметра труб

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

υ = 4*Q*10ᶾ/n*d²

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

Дополнительная информация по расчету труб теплого пола приведена в этой статье.

Рассчитываем циркуляционный насос

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

На напор оказывают влияние гидравлические потери:

∆ h = L*Q²/k1, где

  • L — длина контура;
  • Q — расход воды л/сек;
  • k1 — коэффициент, характеризующий потери в системе, показатель можно взять из справочных таблиц по гидравлике или из паспорта на оборудование.
Читайте также:  Расчет объема в секциях популярных радиаторов отопления

Зная величину напора, вычисляют расход в системе:

Q = k*√H, где

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

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

Рекомендации по выбору толщины стяжки

В справочниках можно найти сведения о том, что минимальная толщина стяжки составляет 30 мм. Когда помещение довольно высокое, под стяжку подкладывают утеплитель, повышающий эффективность использования тепла, отдаваемого отопительным контуром.

Самым популярным материалом для подложки является экструдированный пенополистирол. У него сопротивление теплопередачи значительно ниже, чем у бетона.

При устройстве стяжки, чтобы уравновесить линейные расширения бетона, периметр помещения оформляют демпферной лентой. Важно правильно выбрать ее толщину. Специалисты советуют при площади помещения, не превышающей 100 м², устраивать 5 мм компенсирующий слой.

Если значения площади больше за счет длины, превышающей 10 м, толщину высчитывают по формуле:

b = 0,55*L, где

L – это длина комнаты в м.

Выводы и полезное видео по теме

О расчете и монтаже теплого гидравлического пола этот видеоматериал:

В видео предоставлены практичные рекомендации по укладке пола. Информация поможет избежать ошибок, которые обычно допускают любители:

Расчет делает возможным спроектировать систему «теплый пол» с оптимальными эксплуатационными показателями. Допустимо смонтировать отопление, пользуясь паспортными данными и рекомендациями.

Оно будет работать, но профессионалы советуют все таки потратить время на расчет, чтобы в итоге система расходовала меньше энергии.

Имеете опыт в проведении расчета теплого пола и подготовки проекта отопительного контура? Или остались вопросы по теме? Пожалуйста, делитесь своим мнением и оставляйте комментарии.

Как рассчитать тёплый водяной пол самостоятельно: подробная инструкция

Такой расчёт для каждой квартиры или дома делается сугубо индивидуально. Так как на мощность влияет множество факторов: теплопотери помещения, температура воздуха, которая комфортна для проживания, при температуре поверхности пола, которую создают тёплые полы.

Водяной тёплый пол: расчёт мощности

Водяной пол используют чаще как обособленный способ обогрева дома, реже его комбинируют с другим видом отопления.

Чтобы тёплые полы не стали для вас золотыми, необходимо правильно произвести расчёт их мощности, просчитать теплопотери помещения и качественно смонтировать тёплый пол.

Но для расчета необходимой мощности, нужно знать площадь помещения, материал стен, какие окна установлены, и какую в конечном счете температуру воздуха в помещении мы хотим получить. Также особое значение имеет мощность котла и материал из которого изготовлены трубы, которые будут использоваться для отопления.

Немаловажно и напольное покрытие, например, плитка обладает высокой теплопроводностью, в то время как деревянные покрытия наоборот. Далее подробно рассмотрим какие факторы влияют на расчёт теплового водяного пола.

Расчёт тёплого водяного пола: шаг укладки

Существует два основных способа укладки труб: змейкой и спиралью.

Для равномерного прогрева дома трубы необходимо укладывать, соблюдая расстояние от 15 до 30 см. Если не соблюдать это правило и шаг между трубами сделать больше не удастся получить качественное и равномерное отопление. Длину труб рассчитывают следующим образом: 5 метров погонных труб на 1 м2 помещения, из этого следует что длина труб в одном контуре должна быть не более 100 метров.

Если площадь комнаты достаточно большая, то делают не один, а два и более контуров.

Важно учитывать, что если вы делаете шаг трубы 25-30 см, то там, где располагаются окна и двери его сокращают до минимальной дистанции равной пятнадцати сантиметров.

Расчёт тёплого водяного пола: температура

Если используется несколько контуров с системой тёплых полов, то длина трубы, не должна быть больше 15 метров.

К арматурной сетке, трубы крепятся при помощи хомутов или проволоки.

Теплоизоляция

Это именно тот пункт, который заслуживает особого внимания. Ведь если теплоизоляция плохая, то теплопотери составляют около 20%.

Толщина теплоизоляции на первом этаже должна составлять не менее 10 см, на других этажах достаточно 5 см.

В качестве материала используют пенополистирол или минеральную вату. Концы труб необходимо подвести к распределительному коллектору. Число отводов должно быть равно числу контуров тёплого пола.

Также у коллектора должны быть регулировочные клапана, для того чтобы была возможность отрегулировать прогрев каждого контура отдельно.

Проверка тёплого водяного пола

Когда завершена установка система тёплого водяного пола, необходимо проверить на наличие дефектов. Проверку осуществляют под давлением 4-6 бар в течении суток. Если трубы не деформировали и не произошло утечек, тогда приступают к заливке стяжки, которую осуществляют под давлением. Толщина стяжки обычно составляет 10-12 см. В течении месяца нельзя укладывать напольное покрытие, это время необходимо, чтобы она окрепла.

Расчёт тёплых полов на онлайн калькуляторе

Произвести расчёт мощности тёплого водяного пола возможно на онлайн калькуляторе. Расчеты будут иметь небольшую погрешность, но общая картина о предстоящих работ станет ясна.

Скачайте бесплатную программу для расчета теплого пола – valtec.rar

Впервые сталкиваясь с темой ремонта, достаточно сложно разобраться со всеми системами расчета. Но ведь очень важно подобрать правильно материалы, рассчитать их количество, от этого зависит качество и долговечность ремонта.


Калькулятор расчета водяного теплого пола

Информация по назначению калькулятора

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

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

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

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

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

Общие сведения по результатам расчетов

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

Калькулятор работает в тестовом режиме. Дата добавления калькулятора 11.03.2018

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)

Расчет водяного теплого пола

Внешне теплый пол кажется довольно простой конструкцией, но тем не менее, без правильного расчета собрать ее нельзя. Во время вычислений станет ясно, какое количество теплоносителя потребуется и сколько нужно труб. Разберемся, как рассчитать теплый водяной пол и что для этого требуется знать.

Расчет труб

Практика показывает, что предельная длина рукава, требуемая для формирования линий теплого пола не должна быть больше 110 — 120 п.м.

Количество материала напрямую связано с тем, какой способ сборки будет использован при монтаже отопительной системы.

В комнатах с большой площадью, которые обладают квадратной или прямоугольной формой, имеет смысл применять такой метод укладки, как «улитка». Он обеспечит равномерный нагрев, в комнате станет тепло и комфортно. Если помещение отличается большой длиной, то допустимо применять «змейку».

Для того, чтобы жилец не чувствовал разницы между зонами напольного покрытия, требуется укладывать трубы с определенным расстоянием между ними. У границы помещения она может составлять 100 мм. Далее расстояние можно увеличивать с шагом в 50 мм. Но следует учесть, что дистанция между трубами не должна быть более, чем 300 мм. Иначе по такому покрытию будет неприятно ходить.

Для того, чтобы узнать, как рассчитать водяной теплый пол, не нужны какие-то схемы или таблицы, все довольно просто.

Теоретически на один кв. м пола требуется уложить 5 п.м. трубы. Такой метод подсчета можно отнести к самому простому. При этом алгоритме шаг принимают до 200 мм. Размер сечения рукава трубы можно определить, используя следующее выражение L = S / N * 1,1 – в ней учтены S – площадь помещения, N – шаг между рукавами, 1,1 — резерв рукава для выполнения изгибов. Разберем простой пример.

  • Площадь комнаты 15 кв.м.
  • Дистанция между распределителем (коллектором) и полом — 4 м.
  • Дистанция между рукавами 150 мм.

В итоге 15 / 0,15 * 1,1 + (4 * 2) = 118 м.

Подсчитывая размер трубопровода, надо учитывать параметры рукава и сырья, из которого они произведены. Для рукавов из металлопластика и размером 16 мм, предельная длина контура не более 100 п.м. Некоторые мастера полагают, что разумная длина лежит в интервале 75 — 80.

Трубы из сшитого полиэтилена, применяемые для формирования отопительного комплекса, и с размером сечения 18 мм, должны иметь длину не более 120 п. м.

Подбор материала выполняют, учитывая площадь комнаты. Необходимо помнить о том, что качество изготовления влияет на продолжительность эксплуатации. Как показывает многолетний опыт монтажа отопительного комплекса, оптимальным решением будет применение металлопластика.

Расчет мощности

Перед началом расчета характеристик водяного теплого пола, требуется подготовить схему комнаты. Для этого рисуют на бумаге с миллиметровой разметкой в масштабе 500 мм в 1 см. На плане надо указать размещение проемов и их размеров.

На следующем необходимо просчитать шаг размещения труб и их диаметры. Для этого приема следующие условия – предельная поверхность обогрева не может быть больше 20 кв. м. Если площадь комнаты превышает указанные параметры, то необходимо монтировать два тепловых контура. При этом требуется помнить что, в одном контуре не может быть уложено более 100 п. м. Каждый из них должен быть подключен к отдельному отводу.

Пример плана укладки теплого пола.

В ходе выполнения расчета такой системы отопления требуется учесть основные тепловые потери. Как правило “мостики холода”, то есть места, где тепло покидает помещение, расположены рядом с окнами и дверьми. А значит, расстояние от трубопровода до стены не должно быть более 250 мм.

Один элемент контура может располагаться не дальше, чем 500 мм. Это определяется диаметром трубы. Для расчета количества труб требуется замерить их длину и увеличить на коэффициент. К полученным данным имеет смысл добавить 2 метра, необходимые для подведения контура к стояку.

Чтобы рассчитать количество рукавов, надо замерить их длину и результат умножить на индекс, позволяющий преобразить чертежные размеры в фактические. К полученному итогу добавляется 2 м, которые нужны для подведения к стояку.

На втором этапе можно подсчитать объем подложки. Для этого надо вычислить площадь обогреваемого помещения, т. е. перемножить длину на ширину.

В случае сложной конфигурации основания, можно получить неточные итоги. Для расчета надо будет разбить помещение на квадраты и после этого приниматься за вычисления.

Расчет всех нужных параметров для выполнения монтажа нельзя назвать сложным. Однако несведущему человеку лучше не испытывать судьбу и тщательно выполнять все требования руководства по эксплуатации, поставляемому к каждому набору.

Но если исходя из площади пола в комнате, вы захотите сменить шаг, чтобы достигнуть чуть лучшего температурного режима, то этого будет мало. Имеется настройка параметров, которые отвечают за оптимальный микроклимат.

Расчет теплопотерь

После определения этой характеристики можно будет узнать, какое количество тепла должен будет генерировать водяной пол, чтобы в комнате была нормальная температура. После этого подбирает требуемое оборудование – котел, насос и арматура.

Можно сказать и так – выяснить, какой объем тепла необходим, можно из компенсации теплопотерь здания.

Связь между этими характеристиками определяют по формуле расчета теплого водяного пола:

(1) Mп = 1,2 х Q, где:

  • Mп — требуемая мощность отопительной системы;
  • Q — совокупные утраты тепла.

Для подсчета потерь надо проделать следующие манипуляции – выполнить замеры и узнать габариты проемов, потолочных перекрытий и стен с внешней стороны строения. Пол не нужно включать в расчет, так как он будет обогреваться.

Для проведения вычислений необходимо определить индекс теплопроводности материалов, из которых произведены строительные конструкции. Для получения данных об этих коэффициентах потребуется использовать справочники.

Расчет должен быть выполнен для каждого компонента сооружения отдельно. Здесь подойдет следующее выражение:

(2) Q = 1/R*(tв-tн)*S х (1+∑b), в которой:

  • R – термосопротивление материала для конструкции;
  • S – ее площадь;
  • tв и tн — температура внутренняя и внешняя, при этом внешняя должна приниматься по самому малому уровню;
  • b — утраты тепла, которые связаны с расположением как здание в пространстве.

Характеристику термосопротивления можно вычислить самостоятельно. Для этого надо поделить толщину конструкции на коэффициент теплопроводности материала изготовления. Величина b сопряжена с тем, как именно располагает дом – 0,1 – север, северо-запад или северо-восток; 0,05 – запад, юго-восток; 0 – юг, юго-запад.

Образец расчета

Предположим, что стены собраны из пеноблоков, толщина которых составляет 200 мм. Совокупная площадь конструкции 60 кв. м. Температура на улице лежит на уровне – 25, в помещении + 20, здание сориентировано на юго-восток.

Зная коэффициент теплопроводности пенобетона – 0,3 Вт/(м*С), теперь можно рассчитать размер тепловых потерь через стеновую конструкцию R=0,2/0,3= 0,67 м2С/Вт.

Нельзя забывать и то, что существуют тепловые потери через внешнюю отделку здания, например, штукатурку. Если она составляет 20 мм, то соответственно Rшт. = 0,02/0,3 = 0,07 м2С/Вт. Для получения совокупных тепловых потерь одной стены требуется сложить R и Rш. В итоге получим 0,67+0,07 = 0,74 м2С/Вт. По этому алгоритму проводят расчет размера тепловых потерь через остальные домовые конструкции. Сумма полученных результатов покажет тепловые потери всего дома. С применением формулы (1) получают требуемую мощность теплого водяного пола.

При планировании ремонта можно выполнить ручной расчет, но необходимо подойти к снятию размеров со всей серьезностью.

Какие данные потребуются

Для совершения подсчетов теплого водного пола потребуется информация о материалах, из которых возведено здание и разумеется, параметры системы отопления, то есть данные о рабочих температурах и давлении. Кроме перечисленных параметров учитывают размер сечения рукава и конфигурацию сборки системы трубопровода.

Расчет на 10 м кв.

Для вычисления параметров на десять кв. м. потребуется разделить полученный итоговый результат на площадь всех помещений, обогреваемых с использованием теплого водного пола и перемножить на 10.

Проектирование водяных полов: особенности

При выполнении своими руками расчета, надо помнить о некоторых тонкостях. План теплого водного пола имеет смысл создавать для помещений с размером более 20 квадратных метров. Кроме этого, в многоквартирных сооружениях укладывать водные полны недопустимо. Это запрещено строительными нормами.

Так как в доме имеется несколько комнат с разной площадью, длина трубопровода в каждой комнате будет отличаться от другой. Поэтому требуется обеспечить равное давление теплоносителя по всей системе отопления. При этом учитывается, что давление, нагнетаемое насосом, всегда имеет постоянную величину. Это приводит к тому, что теплоноситель, подаваемый в более длинный участок системы отопления, будет быстрее остывать. В результате, финишное покрытие начнет неравномерно прогреваться.

При проектировании теплого водяного пола требуется помнить и то, что из-за большого размера давления в длинный трубопровод теплоноситель может вообще не поступать, так как будет уходить в трубы меньшего размера. Поэтому на этапе планирования требуется установка распределительного устройства.

В ходе проектирования создают план разбивки основания на несколько зон, особенно для помещений с большими площадями. Разделение позволить спланировать размещение температурных швов. Размер одной зоны не должен превышать 40 кв. м. Этот шов необходим для компенсирования теплового расширения основания. Кстати, такая разбивка необходима для помещений, которые имеют Г- или П-образную форму, вне зависимости от их размеров. При формировании схемы монтажа указывают наличие температурных швов. Также отдельно прописывается и то, что во время монтажа трубопроводов при переходе через температурный шов укладывают в защитный гофрированный кожух.

Еще одна особенность, которую требуется указать – тип применяемой стяжки. Кроме этого, в ходе расчетов учитывается температура поверхности труб. Это поможет определиться с типам финишного покрытия. У каждого из них имеется свой температурный предел, например, паркет не может быть нагрет выше 25 градусов.

Кстати, некоторые специалисты рекомендуют при создании системы отопления для комнат с небольшой площадью применять теплый пол, работающий от электричества, поскольку его проще монтировать.

Заметки юного инженера

Рубрики

я на youtube

Видеокурс по MagiCAD

Подписка на новости сайта

Свежие комментарии

  • Станислав к записи Уроки Magicad. Выпуск 1. Автоматические выноски
  • Владислав к записи Отзывы
  • Бывалый к записи Забудьте все, что вы проходили в университете…или на работе вас всему научат
  • Виктор к записи Методика расчета водяного теплого пола
  • данил к записи Стадия Р «Отопление» . Инструкция к выполнению

Методика расчета водяного теплого пола

В просторах всемирной паутины очень много информации о водяном теплом поле: схемы укладки, подходящий материал труб и прочее. Казалось бы, что всего этого предостаточно для проектирования без забот. Только вот методика расчета водяного теплого пола у каждого производителя своя, а порой тот же самый производитель предлагает пользоваться очень странными номограммами, не внушающими доверия. Опять же, что же делать, если производитель еще не выбран заказчиком, а теплоотдачу теплого пола и остальные характеристики мы должны рассчитать. Излазив интернет в свое время вдоль и поперек, не нашла ни одной более менее адекватной методики расчета.

К счастью, методика нашлась, посоветовали мне ее коллеги. С радостью привожу ее на блоге.

Исходные данные для расчета:

  1. Температура в подающем трубопроводе системы теплого пола tп, о С;
  2. Температура в обратном трубопроводе системы теплого пола tо, о С;
  3. Температура воздуха в рассчитываемом помещении tв, о С;
  4. Температура в нижележащем помещении tниз, о С;
  5. Внутренний диаметр труб теплого пола Dв, м;
  6. Наружный диаметр труб теплого пола Dн, м;
  7. Коэффициент теплопроводности материала труб λтр, Вт/мК;
  8. Коэффициент теплоотдачи нижележащей горизонтальной поверхности αн, Вт/м 2 К;
    (определяется по СП 50.13330.2012 “Тепловая защита зданий” табл. 4 и 6, данные таблицы приведены ниже под номером 1 и 2)
  9. Коэффициент внутренней теплоотдачи (от теплоносителя к внутренней стенке трубы) αвн, Вт/м 2 К;
  10. Коэффициент теплоотдачи пола αп, Вт/м 2 К (обычно принимается 10-12 Вт/м 2 К);

А также необходимо знать конструкцию пола, для того чтобы посчитать термическое сопротивление слоев над трубами R в , м 2 К/Вт, и под трубами R н , м 2 К/Вт, которое находится по несложной формуле:

Таблица 1 — Коэффициент теплоотдачи нижележащей поверхности α н (по СП 50.13330.2012 )

Внутренняя поверхность ограждения

Коэффициент теплоотдачи, Вт/(м ·°С)

1. Стен, полов, гладких потолков, потолков с выступающими ребрами при отношении высоты ребер к расстоянию между гранями соседних ребер h/a 0,3

4. Зенитных фонарей

Примечание — Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций животноводческих и птицеводческих зданий следует принимать в соответствии с СНиП 2.10.03.

Таблица 2 — Коэффициент теплоотдачи нижележащей поверхности α н ( по СП 50.13330.2012 )

Наружная поверхность ограждающих конструкций

Коэффициент теплоотдачи, Вт/(м 2 ·°С)

Наружных стен, покрытий, перекрытий над проездами и над холодными (без ограждающих стенок) подпольями в Северной строительно-климатической зоне

Перекрытий над холодными подвалами, сообщающимися с наружным воздухом; перекрытий над холодными (с ограждающими стенками) подпольями и холодными этажами в Северной строительно-климатической зоне

Перекрытий чердачных и над неотапливаемыми подвалами со световыми проемами в стенах

Перекрытий над неотапливаемыми подвалами без световых проемов в стенах, расположенных выше уровня земли, и над неотапливаемыми техническими подпольями, расположенными ниже уровня земли

1. Средняя температура теплоносителя tср, о С:

2. Приведенное термическое сопротивление над трубамиRвв, м 2 К/Вт:

3. Приведенное термическое сопротивление под трубамиRнн, м 2 К/Вт:

4. Угол между поверхностью пола и линией максимального термического сопротивления (вверх), градусы:

где В – шаг укладки труб, см (задаемся шагом 0,10/0,15/0,20/0,25 м);

– суммарная толщина слоев над трубами, м;

5. Максимальное термическое сопротивление слоев труб над трубой Rвmax, , м 2 К/Вт:

6. Отношение тепловых потоков «низ/верх»:

7. Приведенное термическое сопротивление стенок трубы Rтр, м 2 К/Вт:

8. Тепловой поток по направлению вверх qв , Вт/м 2 :

. Именно это число участвует при получении общей теплоотдачи пола. Умножив данное число на полезную площадь пола, мы получим количество тепла, отдаваемое теплым полом.

9. Тепловой поток по направлению вниз qн , Вт/м 2 :

10. Суммарный удельный тепловой поток qa, Вт/м 2 :

11. Суммарный тепловой поток на погонный метр теплого пола ql, Вт/м:

12. Максимальная температура пола tпmax, o C:

13. Минимальная температура пола tпmin, o C:

14. Средняя температура пола tпср, o C:

Данная температура должна быть меньше либо равна нормируемой.

Средняя температура пола нормируется СП 60.13330.2012 “Отопление, Вентиляция и Кондиционирование” пункт 6.4.8: « Среднюю температуру поверхности строительных конструкций со встроенными нагревательными элементами в расчетных условиях следует принимать не выше, °С:

26 — для полов помещений с постоянным пребыванием людей;

23 — для полов детских учреждений согласно СП 118.13330;

31 — для полов помещений с временным пребыванием людей, а также для обходных дорожек, скамей крытых плавательных бассейнов;

по расчету — для потолков согласно 5.8.

Температура поверхности пола по оси нагревательного элемента в детских учреждениях, жилых зданиях и плавательных бассейнах не должна превышать 35 °С. Ограничения температуры поверхности пола не распространяются на встроенные в перекрытие или пол одиночные трубы систем отопления.»

Если температура получилась больше, чем нормируемая, то задаемся шагом побольше и проделываем расчет сначала. Если и это не помогает, то есть еще такие варианты:

– уменьшить температуру теплоносителя;

-изменить конструкцию пола над трубами, а именно увеличить Rв, м 2 К/Вт Для удобства подбора шага и других параметров советую вам завести табличку в Excel с расчетом.

Ссылка на основную публикацию