Расчет тепла теплого пола для оптимизации работы системы отопления

Расчет теплоотдачи теплого водяного пола и мощности

Сегодня для многих эквивалентом уюта и комфорта в помещении стал теплый водяной пол. Расчет его, как залог эффективной работы, зависит в основном от схемы, по которой система будет работать. Как известно, водяной пол может стать источником основного обогрева дома либо вспомогательным, чтобы обеспечить больший комфорт в помещении.

Напольное отопление дает возможность теплу одинаково распределяться по помещению – от пола до потолка, причем разница в температуре, как правило, составляет 2-4⁰С. Какой вариант отопления не предполагалось установить, необходим точный расчет теплого пола. Это связано с тем, что любая ошибка, допущенная при проектировании может обернуться массой неудобств и значительной потерей времени, так как непременно придется вскрывать стяжку.

Расчет тепловых потерь помещения

Работа любой системы отопления направлена на поддержание комфортной температуры в помещении. Поэтому на первом этапе необходимо рассчитать тепловые потери комнаты (здания). При этом учитывается наличие основной системы отопления.

teplyj-vodyanoj-pol-raschet-1

Правильная методика расчета теплого пола основана на определении тепловых потерь через наружные конструкции — стены и окна. Для предварительного расчета будут взяты именно они. Для этого понадобится значение коэффициента сопротивления теплопередачи материалов, из которых изготовлены конструкции.

teplyj-vodyanoj-pol-raschet-2

Предположим, что необходимо поддерживать температуру в помещении 25°С с учетом максимально низкой на улице – 35 °С. Наружная стена изготовлена из кирпича и ее толщина составляет 0,38 м. Тепловые потери рассчитываются по следующей формуле:

Где q – тепловые потери, Вт.

S – площадь отапливаемого помещения, м².

tв tн — температура в помещении и на улице, °С.

R – коэффициент сопротивления теплопередачи, м²*К/Вт.

Для комнаты общим объемом 50 м³ они составят:

При наличии основного радиаторного отопления большая часть этих потерь будет компенсироваться им – порядка 60%. Следовательно, для комнаты площадью 20 м² необходим расчет теплоотдачи теплого пола с минимальным показателем 1290*0,4= 516 Вт. Учитывая среднюю теплоемкость 80 Вт/м², можно вычислить, что для поддержания требуемой температуры нужно установить трубы на площадь около 6 м².

Методика расчета

Когда единственным источником тепла был выбран теплый водяной пол , расчет выполнить точно будет весьма непросто. Причина в следующем – при таком выборе приходится учитывать немало нюансов, включая нормативные документы, а также требуемые материалы. К тому для подобных расчетов необходима достаточно высокая степень технической грамотности, ведь от нее зависит качество полученной системы обогрева, а также финансовые затраты на ее устройство, текущее обслуживание и эксплуатацию. Во втором варианте, то есть установке системы дополнительного обогрева решить рассчитать ее не составит особого труда.

Схематически данную конструкцию можно описать, как магистраль трубопровода, помещенную между черновым полом и его покрытием. Таким образом, создание подобной конструкции сводится к укладке между основой и финишным покрытием трубной магистрали, по которой циркулирует теплоноситель. Она состоит из ряда компонентов:

  • теплоизоляционного слоя;
  • нагревательных труб;
  • коллекторов и шкафа;
  • запорной арматуры;
  • дополнительных элементов, используемых при присоединении конструкции к центральному отоплению, типа фитингов и крепежей.

Для расчета теплоотдачи должны быть собраны необходимые данные, в том числе о помещении. В частности, это касается:

  • вида и площади помещения;
  • запланированной температуры;
  • уровня теплопотерь;
  • типа покрытия пола.

Есть также несколько факторов, которые, возможно, могут показаться незначимыми, тем не менее они способны существенно отразиться на итоговых результатах расчетов, то есть теплоотдача водяного теплого пола окажется недостаточной. В расчетах принимают во внимание

  • этажность помещения – находится ли помещение на первом или и последнем этаже;
  • объем застекления, например, – эркер, балкона или эркера;
  • степень теплоизоляции – балкон, помещение с тонкими стенами;
  • некоторые особенности напольного материала – достаточная толщина либо высокий уровень теплоемкости.

В подобных случаях мощность системы обогрева должна быть увеличена и, как правило, возникается необходимость теплотехнического расчета.

Особое внимания требуют помещения с дощатыми либо паркетными полами. Это необходимо из-за низкой теплопроводности древесины в условиях стандартных значений удельной мощности, которая не позволяет получить требуемую температуру поверхности пола.

программа расчета

Выбираем материал изготовления труб, их диаметр

Важным этапом является выбор материала изготовления труб и их диаметр. Чаще всего используют конструкции из сшитого полиэтилена с воздухонепроницаемой защитной оболочкой.

teplyj-vodyanoj-pol-raschet-3

Они обладают хорошим показателем теплопроводности, достаточно прочны и гибки, что немаловажно для монтажа. Диаметр зависит от расчетной теплоемкости – при максимальном размере будет большая теплоотдача. Однако при этом следует учитывать, что теплоноситель будет остывать быстрее, чем в трубах меньшего диаметра. Для средней площади нагрева одного контура 20 м² можно выбрать трубу с сечением 16 мм.

Как рассчитать мощность: инструкция

схема

  • Расчет мощности начинается с самого простого – подготовки плана помещения, на котором отмечены места расположения дверей и окон.

Проще всего его чертить на миллиметровке, тем более , что рекомендованный масштаб равен 10 мм : 0,5 м.

план укладки труб

Шаг и диаметр труб. Максимальный КПД будет обеспечен только при выполнении определенных правил:

  1. наибольшая площадь обогрева равна 20 кв. м., поэтому в больших помещениях укладывают два контура при обязательном условии подключения к отдельному отводу;
  2. максимальная длина трубопровода одного круга контура составляет 100 м.

зависимость моности теплого пола от шага

  • Основные участки теплопотерь в помещении находятся в районе окон и дверей. Это обязательно учитывается при размещении трубопровода – трубу, которая отходит от стояка проводят по направлению окна. Далее, необходимо обеспечить отступ проложенных труб от стен на 20–25 см. Шаг, с которым укладывают трубы в контуре варьируется между 35 и 50 см. Выбор конкретного шага зависит от таких параметров, как диаметр и тип трубы. Получить количество требуемых для монтажа труб довольно просто: длину по чертежу перемножают с коэффициентом, переводящим масштабные единицы в реальные. Дополнительно нужно предусмотреть еще 2 м, необходимые для подводки контура к стояку.
Читайте также:
Расчет толщины фундамента

Для укладки труб в водяной отопительной системе используют две схемы:

  • змейка;
  • улитка (ракушка).

Сегодня для устройства водяной системы подогрева используют пять типов труб :

  • из пенопропилена – стоят совсем недорого, но имеют низкий уровень теплопроводности;
  • из металлопластика – самые популярные, так как обеспечивают наилучшее соотношение цены и качества;
  • из сшитого полиэтилена – достаточно удачно заменяют металлопластиковые;
  • из меди – наиболее дорогой вариант, но при этом и самые эффективные;

потери напора в металлопластиковой трубе

  • Следующим шагом рассчитывается количество теплоизоляции, чаще всего это фольгированный отражающий утеплитель. Его количество должно соответствовать площади помещения. При сложной поверхности, нужно будет подсчитать суммарную площадь отдельных участков.
  • Рассчитывается также количество песка и цемента, необходимого для заливки стяжки определенной толщины. Их берут в соотношении три к одному.

Изменяя шаг укладки в соответствии с площадью пола, можно добиться оптимального температурного режима. Однако, этого может быть недостаточно, чтобы сохранять комфортный микроклимат в помещении постоянно, особенно если дома есть дети. Поэтому обязательно должна быть предусмотрена регулировка температуры.

Программы для расчета характеристик

Специфика проектирования водяных теплых полов заключается не только в вычислении мощности, количества материалов, но и учета параметров теплоносителя. К ним относятся расчетная температура воды в обратной трубе, скорость ее прохождения и гидравлическое давление.

В интернете есть много примеров расчета систем http://webcala.net/tepliypol.php , однако, не всегда получается разобраться с нюансами самостоятельно. В этих случаях существенную помощь оказывают, выложенные в интернете программы расчета теплого водяного пола – онлайн калькуляторы. Принцип их работы заключается в подгонке гидравлических свойств под характеристики насоса, исходя из использованных значений параметров. Этот метод дает возможность маневрировать их возможными значениями.

Но для получения верной информации нужно знать исходные данные:

  1. Параметры помещения – общая квадратура или объем.
  2. Уровень температуры в комнате, которую должна поддерживать система обогрева.
  3. Степень нагрева теплоносителя при поступлении в распределительный коллектор. Для большинства случаев он не должен превышать 50°С.
  4. Температура воды в обратной трубе. Нужна для расчета теплоотдачи водяного теплого пола. Чем она выше – тем меньше энергии будет расходоваться на нагрев теплоносителя. Оптимальный показатель – до 40 — 50°С.
  5. Шаг укладки. Выбирается в зависимости от конфигурации помещения и общей площади нагрева.
  6. Виды покрытия. Обязательно нужно знать, какой декоративный материал будет устанавливаться поверх цементной стяжки (кафель, ламинат, паркет), толщину защитного бетонного слоя. Последний чаще всего делают до 5 см.
  7. Теплоизоляционный слой. Он нужен для максимальной теплоотдачи системы.

Хорошие онлайн калькуляторы показывают не только технические параметры, но и выполняют расчет стоимости водяного теплого пола.

teplyj-vodyanoj-pol-raschet-6

Рекомендуется использовать те ресурсы, где дается только количество материала без его стоимости. Таким образом, можно подставляя собственные значения получить несколько вариантов общей стоимости системы с учетом использования различных материалов.

После того как был произведен расчет мощности водяного теплого пола, можно приступить к выбору управляющих элементов – коллекторов и терморегуляторов.

Управляющие компоненты

Они необходимы для автоматического изменения режимов, согласно выставленным параметрам. Регулировка температуры теплого пола происходит с помощью нескольких элементов – смесительного клапана (двух или трехгодового), датчика температуры и наружного терморегулятора. Они подбираются согласно расчетным параметрам.

Диаметр коллектора должен быть способен пропускать определенный объем воды за промежуток времени. Для вычисления этого показателя также можно воспользоваться специализированными программами.

Как рассчитать мощность теплого пола, имея минимальный опыт в проведении подобных работ? Рекомендуется обратиться в специализированные компании, которые помимо вычислений смогут предоставить услуги монтажа. Основная проблема онлайн калькуляторов заключается в относительно большой погрешности, так как не учитываются многие сторонние факторы.

Только индивидуальный подход к решению этой проблемы позволит создать по-настоящему эффективный теплый водяной пол. Расчет системы профессионалами и правильный подбор материалов гарантирую безопасность и продолжительное время работы всей конструкции.

Расчет стоимости водяного теплого пола желательно доверить профессионалам, учитывая массу нюансов, которые возможны в каждом индивидуальном случае.

Калькулятор расчета водяного теплого пола

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

Расчет теплого пола

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

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

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

Читайте также:
Ремонт балконной плиты - виды разрушений, как устранить

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

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.

Температура в комнатах жилого дома

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).

Подбор удельной тепловой характеристики

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.

Читайте также:
Процесс монтажа реечного потолка — теория и практика

Удельная тепловая характеристика по объему

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.

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:

Как определить расход теплоносителя

  • 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.

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.

График шага укладки для ламината

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.

График шага укладки 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:

График шага укладки для линолеума

  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:

Как посчитать температуру теплоносителя

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.

График шага укладки для паркета

Проходя через толстый паркет, тепловой поток заметно уменьшается. На графике видно, что класть трубопроводы с большим интервалом нельзя

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.

Читайте также:
Обновляем интерьер без лишних затрат

Длина трубы и окончательные результаты

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

Как считается длина трубы в полу

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.

Труба протяженностью свыше 100 метров делится на 2 нагревательных секции

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.

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).

Расположение водяных контуров в одноэтажном доме

На плане схематично показана укладка трубопроводов самым эффективным способом — улиткой. Деформационные швы устраиваются между плитами и на входах в комнаты

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.

Виды электрических теплых полов

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.

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).

Читайте также:
Сливная яма для бани

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.

Расчет тепла теплого пола для оптимизации работы системы отопления

Расчет отопления теплых полов определяет теплопотребление жилого дома согласно нормативным документам о тепловой защите зданий и строительной теплотехнике:

Q = (αл + αк) × S ×(tпола − tвоздуха), (Вт);

tпола = Q/[(αл + αк) × S] + tвоздуха, (°C);

при S = 1м², tпола = Q/(αл + αк) + tвоздуха, (°C).

При нагреве температуры помещения на 1 градус, тепло от поверхности пола передается воздуху:

∆t = tпола − tвоздуха =1°C;

Q =(αл + αк) × S×∆t = (4,9 + 6,1) × 1× 1 = 11 (Вт).

Обустройство стяжки для водяного теплого пола

Идеальные условия, при которых теплоотдача водяного контура на одном квадратном метре теплого пола, для нагрева воздуха в комнате на 1°C составляет 11 Вт/м². Чем выше температура в помещении, тем быстрее прогреется комната и меньше расход энергии теплоносителя. Система теплых полов предпочтительна для того, чтобы отапливать жилые утепленные дома, с постоянным проживанием. Среднее допустимое значение теплопотерь 65 Вт/м².

Для расчета теплоотдачи теплого пола существуют специальные программы, которые можно найти на ресурсах в сети. Для прояснения вопроса предлагаем ознакомится с видео «Расчет теплоотдачи теплого пола».

Методика расчета

Когда единственным источником тепла был выбран теплый водяной пол, расчет выполнить точно будет весьма непросто. Причина в следующем – при таком выборе приходится учитывать немало нюансов, включая нормативные документы, а также требуемые материалы. К тому для подобных расчетов необходима достаточно высокая степень технической грамотности, ведь от нее зависит качество полученной системы обогрева, а также финансовые затраты на ее устройство, текущее обслуживание и эксплуатацию. Во втором варианте, то есть установке системы дополнительного обогрева решить рассчитать ее не составит особого труда.

Схематически данную конструкцию можно описать, как магистраль трубопровода, помещенную между черновым полом и его покрытием. Таким образом, создание подобной конструкции сводится к укладке между основой и финишным покрытием трубной магистрали, по которой циркулирует теплоноситель. Она состоит из ряда компонентов:

  • теплоизоляционного слоя;
  • нагревательных труб;
  • коллекторов и шкафа;
  • запорной арматуры;
  • дополнительных элементов, используемых при присоединении конструкции к центральному отоплению, типа фитингов и крепежей.

Для расчета теплоотдачи должны быть собраны необходимые данные, в том числе о помещении. В частности, это касается:

  • вида и площади помещения;
  • запланированной температуры;
  • уровня теплопотерь;
  • типа покрытия пола.

Есть также несколько факторов, которые, возможно, могут показаться незначимыми, тем не менее они способны существенно отразиться на итоговых результатах расчетов, то есть теплоотдача водяного теплого пола окажется недостаточной. В расчетах принимают во внимание

  • этажность помещения – находится ли помещение на первом или и последнем этаже;
  • объем застекления, например, – эркер, балкона или эркера;
  • степень теплоизоляции – балкон, помещение с тонкими стенами;
  • некоторые особенности напольного материала – достаточная толщина либо высокий уровень теплоемкости.

В подобных случаях мощность системы обогрева должна быть увеличена и, как правило, возникается необходимость теплотехнического расчета.

Особое внимания требуют помещения с дощатыми либо паркетными полами. Это необходимо из-за низкой теплопроводности древесины в условиях стандартных значений удельной мощности, которая не позволяет получить требуемую температуру поверхности пола.

Теплоотдача водяного пола

Напольные покрытия

Виды финишного напольного покрытия для теплых полов: наливная поверхность, линолеум, ламинат или паркет, кафель, керамическая и метлахская плитка, мрамор, гранит, базальт и керамогранит.

Деревянному напольному покрытию противопоказана постоянная влажность в помещении, поэтому его не используют в ванных комнатах с теплыми полами.

Таблица 4. Теплопроводность напольных покрытий:

Тип материала Толщина слоя δ, м Плотность γ, кг/м³ Коэффициент теплопроводности λ, Вт/(м °∁)
Линолеум утепленный 0,007 1600 0,29
Плитка кафельная, метлахская, керамическая 0,015 1800 ÷ 2400 1,05
Ламинат 0,008 850 0,1
Паркетная доска 0,015 ÷ 0,025 680 0,15
Утеплитель (урса) 0,18 200 0,041
Цементно-песчаная стяжка 0,02 1800 0,76
Железобетонная плита 0,2 2500 1,92

Устройство водяного теплого пола в бетонной стяжке с финальным покрытием кафельной плиткой

Выбираем материал изготовления труб, их диаметр

Важным этапом является выбор материала изготовления труб и их диаметр. Чаще всего используют конструкции из сшитого полиэтилена с воздухонепроницаемой защитной оболочкой.

Они обладают хорошим показателем теплопроводности, достаточно прочны и гибки, что немаловажно для монтажа. Диаметр зависит от расчетной теплоемкости – при максимальном размере будет большая теплоотдача. Однако при этом следует учитывать, что теплоноситель будет остывать быстрее, чем в трубах меньшего диаметра. Для средней площади нагрева одного контура 20 м² можно выбрать трубу с сечением 16 мм.

Несколько советов

Прежде чем осуществлять расчет потребности теплоотдачи, нужно учесть некоторые моменты. Первоначально нужно определить максимальную теплопроводность материалом, которые расположены выше трубы, пленок и кабелей, выступающих в качестве нагревательных элементов. Эффективность теплоотдачи зависит по прямо пропорциональному закону от тепловой мощности, по обратно пропорциональному от сопротивления покрытия.

Читайте также:
Отделка окна сайдингом, установка околооконной планки, обшивка арочных проемов

Статья по теме: Отделка ванных комнат и туалетов: фото примеры

Все трубы и материалы, которые будут расположены ниже уровня нагревательного элемента должны отличаться высокой теплоизоляцией. Это исключит возможные потери тепла через покрытия. Если монтаж и расчет осуществлены правильно, то теплоизоляция будет блокировать передачу тепла и отражать тепловое излучение.

Необходимость в тепловой мощности определяется теплоизоляцией и ее качеством. Предпочтительно придерживаться нормативов, которые будут гарантировать высокие эксплуатационные характеристики и комфорт.

Помните о том, что, если вы выбрали теплый пол, не стоит загромождать его массивными мебельными конструкциями. Это не принесет должного результата обогрева, а также возможен перегрев и порча мебели под воздействием температур.

Пример укладки теплого пола в кухне

Как рассчитать мощность: инструкция

  • Расчет мощности начинается с самого простого – подготовки плана помещения, на котором отмечены места расположения дверей и окон.

Проще всего его чертить на миллиметровке, тем более , что рекомендованный масштаб равен 10 мм : 0,5 м.

Шаг и диаметр труб. Максимальный КПД будет обеспечен только при выполнении определенных правил:

  1. наибольшая площадь обогрева равна 20 кв. м., поэтому в больших помещениях укладывают два контура при обязательном условии подключения к отдельному отводу;
  2. максимальная длина трубопровода одного круга контура составляет 100 м.
  • Основные участки теплопотерь в помещении находятся в районе окон и дверей. Это обязательно учитывается при размещении трубопровода – трубу, которая отходит от стояка проводят по направлению окна. Далее, необходимо обеспечить отступ проложенных труб от стен на 20–25 см. Шаг, с которым укладывают трубы в контуре варьируется между 35 и 50 см. Выбор конкретного шага зависит от таких параметров, как диаметр и тип трубы. Получить количество требуемых для монтажа труб довольно просто: длину по чертежу перемножают с коэффициентом, переводящим масштабные единицы в реальные. Дополнительно нужно предусмотреть еще 2 м, необходимые для подводки контура к стояку.

Для укладки труб в водяной отопительной системе используют две схемы:

  • змейка;
  • улитка (ракушка).

Сегодня для устройства водяной системы подогрева используют пять типов труб:

  • из пенопропилена – стоят совсем недорого, но имеют низкий уровень теплопроводности;
  • из металлопластика – самые популярные, так как обеспечивают наилучшее соотношение цены и качества;
  • из сшитого полиэтилена – достаточно удачно заменяют металлопластиковые;
  • из меди – наиболее дорогой вариант, но при этом и самые эффективные;

В последнее время появился ее один довольно эффективный вариант – нержавеющие гофрированные трубы.

  • Следующим шагом рассчитывается количество теплоизоляции, чаще всего это фольгированный отражающий утеплитель. Его количество должно соответствовать площади помещения. При сложной поверхности, нужно будет подсчитать суммарную площадь отдельных участков.
  • Рассчитывается также количество песка и цемента, необходимого для заливки стяжки определенной толщины. Их берут в соотношении три к одному.

Изменяя шаг укладки в соответствии с площадью пола, можно добиться оптимального температурного режима. Однако, этого может быть недостаточно, чтобы сохранять комфортный микроклимат в помещении постоянно, особенно если дома есть дети. Поэтому обязательно должна быть предусмотрена регулировка температуры.

Температура теплоносителя

Температура теплоносителя в контуре зависит от тепловой нагрузки, шага укладки, диаметра труб, толщины стяжки и материала напольного покрытия. Минимальные температурные значения в контуре принимают для паркетной доски и мелкоштучных изделий из дерева. Кафельная, метлахская, керамическая плитка, керамогранит, мрамор выдерживают максимально разрешенную температуру теплоносителя (55°C). Низконапорные схемы отопления, которые применяют на практике, имеют рабочий диапазон — 45/35°C.

Санитарные нормы определяют комфортный (26°C) и допустимый предел температур для ступни человека:

  • 28°C в жилых комнатах для постоянного пребывания;
  • 35°C по периметру несущих стен жилого дома;
  • 33°C для кухонных помещений, ванн и санитарных комнат.

Согласно санитарным нормам температура теплоносителя в ванной комнате должна быть 33 градуса

Программы для расчета характеристик

Специфика проектирования водяных теплых полов заключается не только в вычислении мощности, количества материалов, но и учета параметров теплоносителя. К ним относятся расчетная температура воды в обратной трубе, скорость ее прохождения и гидравлическое давление.

В интернете есть много примеров расчета систем , однако, не всегда получается разобраться с нюансами самостоятельно. В этих случаях существенную помощь оказывают, выложенные в интернете программы расчета теплого водяного пола – онлайн калькуляторы. Принцип их работы заключается в подгонке гидравлических свойств под характеристики насоса, исходя из использованных значений параметров. Этот метод дает возможность маневрировать их возможными значениями.

Но для получения верной информации нужно знать исходные данные:

  1. Параметры помещения – общая квадратура или объем.
  2. Уровень температуры в комнате, которую должна поддерживать система обогрева.
  3. Степень нагрева теплоносителя при поступлении в распределительный коллектор. Для большинства случаев он не должен превышать 50°С.
  4. Температура воды в обратной трубе. Нужна для расчета теплоотдачи водяного теплого пола. Чем она выше – тем меньше энергии будет расходоваться на нагрев теплоносителя. Оптимальный показатель – до 40 — 50°С.
  5. Шаг укладки. Выбирается в зависимости от конфигурации помещения и общей площади нагрева.
  6. Виды покрытия. Обязательно нужно знать, какой декоративный материал будет устанавливаться поверх цементной стяжки (кафель, ламинат, паркет), толщину защитного бетонного слоя. Последний чаще всего делают до 5 см.
  7. Теплоизоляционный слой. Он нужен для максимальной теплоотдачи системы.
Читайте также:
Потолок в прихожей — 130 фото с лучшими вариантами отделки в современном интерьере!

Хорошие онлайн калькуляторы показывают не только технические параметры, но и выполняют расчет стоимости водяного теплого пола.

Рекомендуется использовать те ресурсы, где дается только количество материала без его стоимости. Таким образом, можно подставляя собственные значения получить несколько вариантов общей стоимости системы с учетом использования различных материалов.

После того как был произведен расчет мощности водяного теплого пола, можно приступить к выбору управляющих элементов – коллекторов и терморегуляторов.

Факторы

Давайте разобьем задачу на составляющие.

  1. Потребность помещения в тепле. Она определяется площадью, качеством теплоизоляции и климатической зоной.
  2. Затем нам нужно выяснить, на какую удельную мощность отопления в пересчете на квадрат площади обогреваемой поверхности стоит рассчитывать.

Обратите внимание: в холодном климате нередки ситуации, когда низкотемпературное отопление в принципе не может обеспечить нужный тепловой поток. В этом случае теплый пол сочетается с радиаторным отоплением. Среди прочего, при монтаже водяного теплого пола это решает проблему слишком горячей для низкотемпературного отопления подачи: оно получает теплоноситель из обратного трубопровода радиаторного контура.

  1. Наконец, нам предстоит выяснить, можно ли покрыть потребность помещения в тепле за счет .

Управляющие компоненты

Они необходимы для автоматического изменения режимов, согласно выставленным параметрам. Регулировка температуры теплого пола происходит с помощью нескольких элементов – смесительного клапана (двух или трехгодового), датчика температуры и наружного терморегулятора. Они подбираются согласно расчетным параметрам.

Диаметр коллектора должен быть способен пропускать определенный объем воды за промежуток времени. Для вычисления этого показателя также можно воспользоваться специализированными программами.

Как рассчитать мощность теплого пола, имея минимальный опыт в проведении подобных работ? Рекомендуется обратиться в специализированные компании, которые помимо вычислений смогут предоставить услуги монтажа. Основная проблема онлайн калькуляторов заключается в относительно большой погрешности, так как не учитываются многие сторонние факторы.

Только индивидуальный подход к решению этой проблемы позволит создать по-настоящему эффективный теплый водяной пол. Расчет системы профессионалами и правильный подбор материалов гарантирую безопасность и продолжительное время работы всей конструкции.

Расчет стоимости водяного теплого пола желательно доверить профессионалам, учитывая массу нюансов, которые возможны в каждом индивидуальном случае.

Краевая зона

Это зона, в которой трубы укладываются с уменьшенным шагом укладки. Это делается для повышения температуры пола, а значит, и теплоотдачи «теплого пола». Краевая зона, как правило, применяется в районе тепловых мостов внешних стен (например, у окон и дверей) с целью компенсации больших теплопотерь на этих участках. Краевую зону рекомендуется устраивать с помощью отдельной петли. Ширина поверхности краевой зоны не должна превышать 1 м от наружной стены. В современном жилищном строительстве, где жилые помещения должны соответствовать высоким теплоизоляционным и энергетическим требованиям, устройство краевых зон обычно не требуется.

  • В современном строительстве и реконструкции тепловые мосты отсутствуют.
  • Температура пола ограничена.
  • При использовании низкотемпературных источников шаг укладки обычно сводится к минимуму.

Теплоизоляция пола

Теплоизоляция пола – это теплоизоляция, расположенная под слоем стяжки. Она должна соответствовать установленным требованиям и быть сплошной. Если ниже расположено отапливаемое помещение, обычно достаточным является сопротивление теплопередаче изоляции 0,75 м 2 K/Вт. Если расположенное ниже помещение не отапливается или при непосредственном контакте с землей сопротивление теплопередаче должно составлять не менее 1,25 м 2 K/Вт. Если температура среды ниже стяжки равна температуре наружного воздуха, сопротивление теплопередаче изоляции должно составлять не менее 2,0 м 2 K/Вт.

Расчет тепла теплого пола и дополнительная информация о системе

Широкий ассортимент напольных покрытий позволяет решить практически любые задачи в плане дизайна помещений, а специальные системы отопления дают возможность сделать покрытия комфортными в эксплуатации. Поэтому предлагается рассмотреть, как ведется расчет тепла теплого пола, выступающего в качестве эффективного способа обогрева.

Расчет тепла теплого пола

При дополнительном отоплении даже кафель становится приятным на ощупь

Рассмотрение основных разновидностей систем

Передача тепла напольному покрытию может осуществляться за счет электрического воздействия или нагретого до определенной температуры теплоносителя. В связи с этим выделяют две основные категории систем. Классификация также иногда производится в зависимости от применяемых элементов.

Водяные конструкции

Теплые полы такого типа в основном устраиваются в частных строениях, так как в квартирах подключиться к центральному отоплению вполне проблематично. Однако при установке отдельного котла такой вариант все же возможен, хотя и является достаточно дорогостоящим.

Укладка составных частей водяной конструкции в деревянных полах

Укладка составных частей водяной конструкции в деревянных полах

Система с теплоносителем предполагает наличие трубопроводов и точки смешивания рабочей жидкости. В качестве базовых элементов выступают полиэтиленовые или металлопластиковые трубы. Они могут быть уложены между лагами деревянного пола или встроены в цементно-песчаную стяжку.

Схема расположения компонентов при внедрении в стяжку

Схема расположения компонентов при внедрении в стяжку

Преимущества подобных конструкций:

  • высокий уровень безопасности;
  • компактность размещения;
  • эффективность обогрева;
  • простота эксплуатации.

Обратите внимание! Создавать промежуточные соединения в контуре запрещено. Всего должно быть два места стыковки. Одно из них следует расположить на подаче теплоносителя, а другое – на возврате.

Наглядная схема подключения к отопительному агрегату

Наглядная схема подключения к отопительному агрегату

Электрические аналоги

Работа системы базируется на принципе отдачи тепла посредством проводника электрического тока или инфракрасного излучения. В ее состав входит терморегулятор с датчиком, который производит включение и отключение оборудования по заданной программе.

Демонстрируется процесс укладки электрических матов

Демонстрируется процесс укладки электрических матов

Существуют следующие разновидности базовых элементов:

  • отдельные кабели;
  • готовые маты;
  • пленка с инфракрасным излучением.

Полезная информация! При необходимости системы могут быть снабжены дистанционным управлением для более комфортной эксплуатации. Многие производители для этих целей разработали особые модули.

Так монтируются элементы пленочного типа

Так монтируются элементы пленочного типа

Читайте также:
Поклейка обоев под покраску

Грамотный расчет тепла теплого пола водяного типа

Качество обогрева будет зависеть от правильности расчетов теплоотдачи теплого пола, поэтому вычисления должны производиться в обязательном порядке. Постоянными величинами будут:

  • температура рабочей среды внутри трубы – 45-50 градусов;
  • температурный режим комфортного проживания – 18-22 градуса.

Колебания температур при изменении высоты

Колебания температур при изменении высоты

Эффективный теплый пол: расчет мощности системы

Осуществляя расчет водяных теплых полов своими руками на подготовительном этапе, следует определить базовые параметры и назначение помещения, а также характеристики заградительных конструкций. При этом должны быть хорошо известны коэффициенты тепловых потерь применяемых материалов.

Пример проектирования обогревательной системы

Пример проектирования обогревательной системы

Для вычисления тепловой нагрузки на каждую петлю контура, потери давления, а также скорости движения рабочей среды потребуется узнать большое количество коэффициентов непосредственно в точном виде. Чтобы упростить расчеты предлагается принять мощность системы равной максимальным потерям тепла.

Использовать можно такую формулу:

Q = (V*Pt*K)/860, где:

Q – тепловые потери;

V – объем помещения;

Pt – разница между уличной и внутренней температурой;

K – коэффициент, определяющий теплостойкость (обычно его значение варьируется в пределах 1,5-2).

Таблица для вычисления теплового потока для напольных покрытий

Таблица для вычисления теплового потока для напольных покрытий

Обратите внимание! При расчетах тепла теплого пола, выступающего в роли дополнительного источника обогрева, незначительные ошибки вряд ли приведут к серьезным последствиям, чего не скажешь о системе, выполняющей функции основного отопления.

Грамотный расчет трубы для теплого пола в помещении

После вычисления мощности необходимо определиться с расчетом трубы водяного теплого пола. Протяженность трубопроводов будет зависеть от схемы укладки и расстояния между основными элементами.

Наибольшей популярностью пользуются два варианта укладки

Наибольшей популярностью пользуются два варианта укладки

При вычислениях длины применима следующая формула:

L = S/N*1,1, где:

S – квадратура помещения;

N – расстояние между контурами;

1,1 – запас на повороты.

Расстояние между трубопроводами должно быть одинаковым

Расстояние между трубопроводами должно быть одинаковым

Обратите внимание! Шаг укладки во многом зависит от диаметра используемой трубы. Чаще всего он варьируется в пределах 15-30 см. При проведении работ не рекомендуется выходить за рамки этого диапазона.

Вычисления для насосного оборудования

Сделав расчет тепла теплого пола, можно приступать к вычислениям, необходимым для выбора насоса, способного обеспечить оптимальное движение теплоносителя. Произвести вычисление базовых параметров можно самостоятельно по специальной формуле:

Q = 0,86*Ph/Th, где:

Q – объем рабочей жидкости (куб. м/ч);

0,86 – преобразующий коэффициент;

Ph – мощность одного контура;

Th – разница температур на входе и выходе.

Коллектор со смесительным узлом и циркуляционным насосом

Коллектор со смесительным узлом и циркуляционным насосом

Статья по теме:

Монтажные схемы водяных теплых полов в частном доме. Какие существуют схемы теплых полов? В чем преимущества каждого вида? Какая подойдет именно вам? Читайте!

Наиболее подходящие напольные покрытия

Теплый пол может устраиваться с применением различных напольных покрытий. Однако для каждого помещения выбор должен делаться после ознакомления с эксплуатационными особенностями.

Керамическая плитка больше подходит для ванных комнат, так как способна выдерживать воздействие влажной среды. Чаще всего заливается стяжка, в которую внедряются трубопроводы или кабели системы, а сверху укладывается кафель. При наличии дополнительного обогрева плитка теряет свой главный недостаток – холодную поверхность.

Проводение работы по устройству обогрева пола в ванной комнате

Проведение работы по устройству обогрева пола в ванной комнате

Для кухни неплохим вариантом отделки пола может стать линолеум. Он часто выбирается вместе с пленочным полом , выделяющим инфракрасное излучение. Элементы в данном случае размещаются сверху стяжки. На них укладывается фанера, ДСП или ОСП. Сверху расстилается линолеум.

Таким же образом создается обогревательная система в комбинации с ламинатом. Однако подкладывать дополнительную основу не требуется. Панели могут монтироваться поверх пленки.

Пример укладки панелей ламината поверх пленочного пола

Пример укладки панелей ламината поверх пленочного пола

При необходимости можно внедрить дополнительное отопление непосредственно под ковролин. Однако его лучше использовать в спальне для увеличения теплового эффекта. Основной минус покрытия – сложность в удалении загрязнений.

Из чего складывается цена

Стоимость теплых полов существенно варьируется, так как существует много вариантов их устройства. Однако необходимо понимать, из чего складывается конечная цена.

Совокупные затраты на обогревательные системы теплых полов за пятилетку

Совокупные затраты на обогревательные системы теплых полов за пятилетку

  • Основные компоненты в виде труб, электрических кабелей, матов, регуляторов и пленочных фрагментов.
  • Отражающий материал, укладывающийся под тепловой источник.
  • Устройство стяжки или другого основания.
  • Напольное покрытие, выступающее в качестве финишной отделки помещения.

Устройство системы в деревянном доме без цементно-песчаной стяжки

Устройство системы в деревянном доме без цементно-песчаной стяжки

К сведению! Стоимость комплектов электрических систем, как правило, колеблется в пределах 2-5 тысяч рублей за квадратный метр.

Подведение итогов

Только правильный расчет тепла теплого пола позволит создать по-настоящему эффективную и функциональную систему обогрева напольного покрытия в квартире или частном доме. Ошибки при вычислениях могут сделать конструкцию малополезной или слишком энергозатратной.

Видео: расчёт системы отопления программой Валтекс

Как правильно и корректно сделать расчет тепла теплого пола

Использование теплых полов в качестве основного или дополнительного источника обогрева дома или квартиры – популярное «новшество», пришедшее в нашу страну относительно недавно. По сравнению с традиционными методами этот способ отопления является более эффективным и экономичным.

Но, для того чтобы такая система работала «как часы», с максимальной теплоотдачей, до начала монтажа важно произвести грамотный расчет тепла теплого пола, с учетом особенностей его строения и функционирования.

Конструкция системы теплого водяного пола

Полы водяного типа имеют достаточно простую конструкцию. Говоря простым языком, они представляют собой бетонные плиты, с нагревательным элементом внутри, функцию которого выполняют трубы, наполненные горячей водой. Теплоноситель поступает в трубопровод из разводки основной отопительной системы и, после прохождения полного цикла, возвращается обратно. То есть, условно можно сказать, что теплый пол – это тот же отопительный радиатор, только горизонтального типа, смонтированный на основании помещения и защищенный от нагрузок и повреждений при эксплуатации бетонной стяжкой.

Читайте также:
Прокладка трубопроводов: закрытый и открытый способы и типы прокладки труб

Такая система состоит из нескольких слоев, следующих друг за другом. Это:

плитка с подогревом

  1. Основание, предварительно выровненное и подготовленное соответствующим образом.
  2. Гидроизоляция оклеечного или обмазочного типа. В первом случае ее функцию выполняют материалы на битумной основе с полимерными добавками, армированные стеклохолстом или полиэстером. Вторая группа представлена мастиками битумно-резинового, битумно-полимерного или цементно-полимерного типа.
  3. Теплоизоляционный слой. Для его создания используется пенопласт или ЭППС (экструдированный пенополистирол). Толщина этой «прослойки» определяется расчетным методом.
  4. Рулонная изоляция с отражающей поверхностью (экранирующая подложка).
  5. Трубы, входящие в комплект системы теплого пола.
  6. Бетонная стяжка, изготовленная с добавлением пластифицирующего состава и дополнительно укрепленная при помощи армированной сетки с ячейками 100 х 100 мм, из проволоки с сечением 3-4 мм.
  7. Финишное напольное покрытие.

как распределяется тепло по трубам

Действует она следующим образом:

  • По напорной трубе теплоноситель (вода), нагретый до оптимальной температуры, поступает в контур теплого пола.
  • Пройдя по системе трубопровода, он передает свое тепло стяжке, нагревая ее до температуры примерно в 27-36 С⁰.
  • Остывшая вода перемещается к обратке, по которой она стекает в котел, где вновь происходит ее нагревание.

То есть, по сути, одним из основных элементов обогревающей конструкции является теплоизоляция. Соответственно, производя расчет теплого водяного пола, необходимо правильно подобрать ее толщину.

Для «холодных оснований», располагающихся над неотапливаемым подвалом или грунтом, она должна составлять не менее 50 мм при плотности теплоизолятора в 25 кг/м³.

Данные, необходимые для проектировки устройства теплых полов:

  • План квартиры или дома (со всеми этажами).
  • Информация о типе и составе стен, окон и дверей.
  • Указания относительно температурного режима, планируемого в помещении.
  • Сведения о месте установки отопительного котла и его расположении относительно уровня пола.
  • Количество отводов и стояков внутри дома.

На основе этих показателей производится расчет отопления теплыми полами. В первую очередь для этого составляется план-проект, включающий следующую информацию:

  • Количество радиаторов отопления, подключенных к системе, их тип и места размещения.
  • Схема будущего расположения трубопровода с диаметром труб и длинами прямых участков.
  • Схема раскладки труб с указанием расстояний между ними и температуры теплоносителя (эти два пункта можно совместить).
  • Данные о мощности радиаторов, входящих в систему.
  • Информация о настройке ее автоматической части.

Очень важно выбирать качественные и надежные материалы, например, маты для теплого пола.

Как подобрать трубы для теплого пола, читайте здесь.

Расчет мощности

После составления плана и проекта отопительной системы производится расчет мощности теплого пола. Этот показатель будет зависеть от следующих факторов:

  • Площади и типа обогреваемого помещения.
  • Особенностей его конструкции и характера будущей эксплуатации.

В соответствии с этими показателями нужно подбирать мощность источника тепла. Она рассчитывается по следующей формуле:

Мп = 1,2 * Q, в которой

Мп – это тепловая мощность;

безопасность подогрева

Q – потери тепла при эксплуатации;

1,2 – коэффициент запаса, изменяющийся от 1 до 1,2 единиц.

То есть, для того, чтобы произвести гидравлический расчет теплого пола, необходимо определить размер теплопотерь, возникающих при его эксплуатации. Они равны:

Q = (V * Pt * k) / 860

V – объем помещения (его находят путем умножения площади на высоту потолков);

Pt – разница температур внутри и снаружи помещения (для ее определения за основу берут +20 С⁰ — комфортную для человека температуру в помещении и наименьшее отрицательное значение, характерное для данной климатической зоны в зимний период, например -30 С⁰ и т.п).

K – коэффициент теплостойкости дома (от 1,5 до 2).

Здесь необходимо помнить о том, что в случае, если величина теплопотерь на 1 кв.м площади превышает 100 Вт, помещение нуждается в дополнительном утеплении. Это связано с тем, что плохая теплоизоляция может приводить к потерям тепла до 80 Вт на кв. м.

Тем же, кому эти расчеты кажутся слишком сложными, может помочь специальная программа расчета теплого водяного пола, которую можно найти в интернете. Пример: http://teplo-info.com/otoplenie/raschet_teplogo_pola_online и т.д.

Выполнение основных проектных расчетов и подбор материала при укладке пола лучше доверить квалифицированным специалистам в этой области. Это же касается и расчета электрического теплого пола.

Кроме мощности отопительной системы и качества теплоизоляции дома, тепло в нем будет зависеть и от других факторов, например:

  • Толщины и типа изоляции пола.
  • Разновидности напольного покрытия.
  • Количества окон в помещении и способа их остекления.
  • Расположения помещения относительно других комнат в доме и т.д.

Следующим шагом проектирования отопительной системы данного является расчет шага труб для теплого пола. От этого зависит равномерность обогрева помещения и требуемая длина трубопровода.

Расчет длины теплого пола можно произвести самостоятельно, взяв за основу данные о необходимой мощности отопительной системы, сопоставив площадь трубопровода с температурой теплоносителя, курсирующего в системе, по формуле:

L = S / N * 1,1, где:

L – длина трубы;

S – площадь отапливаемого помещения;

N – шаг укладки;

1,1 – запас трубопровода в 10 % (на повороты).

Производя расчет трубы для теплого пола, таким образом, к полученному значению нужно также добавить длину трубы до коллектора, включая раздачу и обратку.

Читайте также:
Расчет толщины фундамента

Кроме того, расчет теплого пола по площади производится графическим методом.

Для этого на листе миллиметровой бумаги, положенной поверх эскиза-проекта дома, размечается расположение отопительного контура в соответствии со следующими нормами и правилами:

  • Длина трубы в контуре отопления не должна превышать 120 м. При этом на ее выходе из напорного коллектора и входе в обратку не должно быть стыков и разрывов.
  • Трубы в спирали контура должны располагаться с шагом 10-15 см.
  • Толщина стяжки должна соответствовать диаметру трубы. То есть для трубопровода в 16 мм слой заливки должен составлять 6 см.

В среднем, расход трубы на 1 кв. м площади составляет около 5 погонных метров при расстоянии между витками в 20-30 см. То есть на помещение размером 20 кв. м понадобится около 100 м труб. Чтобы облегчить расчеты, можно использовать специальный калькулятор для расчета теплого пола в интернете.

Температура теплоносителя в системе и скорость его движения определяются по усредненным значениям:

  • Для прогрева поверхности до оптимальных 25 – 37 ⁰С его температура должна составлять 40-55 ⁰С.
  • При этом теплоноситель должен двигаться со скоростью 27-30 л/ч (для контура с диаметром 16 мм).

Шаг укладки труб определяется в соответствии с составленным проектом. Для краевых участков он должен составлять 10 см, для всей остальной поверхности пола – 15, 20, 25 см, но не более 30 см. Для проведения точных расчетов также существует программа для расчета теплого пола, которую можно найти на специализированных сайтах в сети Интернет.

Способы укладки труб

Определившись с количеством труб и их диаметром, можно переходить к следующему важному моменту: выбору способа их укладки.

Змейка

Его используют в комнатах с внутренними стенами, с утепленной наружной стеной. С гидравлической точки зрения этот способ наиболее экономичен. Основной недостаток такой раскладки — большая разница температур в начальной и конечной точках трубопровода. Это связано с тем, что подача горячей воды производится с одной стороны, то есть в конце комнаты остывший теплоноситель будет двигаться к обратке, и температура там будет ниже.

Кроме того, этот вариант раскладки труб является достаточно трудоемким. Довольно часто он производится с шагом труб от 20 см и выше из-за того, что согнуть их для меньшего шага очень сложно, особенно, если речь идет о трубе диаметром 18-20 мм. Рациональнее всего использовать такое расположение труб в санитарных зонах, где необходимо обходить сантехнические приборы и устройства, а также для выравнивания смежных зон отопительных контуров.

способы укладки водяного пола

Зигзаг

Этот способ имеет тот же недостаток, что и предыдущий: неравномерность прогрева в разных точках комнаты. Поэтому, при его использовании, необходимы насосные установки усиленной мощности, прокачивающие воду в системе с большой скоростью.

Спираль или улитка

При таком способе раскладка труб производится от периметра помещения к центру. Таким образом, достигается равномерный прогрев всей поверхности, что делает эксплуатацию теплого пола максимально удобной и комфортной. При укладке спиралью трубы можно разложить на поверхности с любым шагом, начиная от 10 см. Этот способ подходит для помещений любого назначения и площади.

Оцените преимущества электрического котла для отопления частного дома в нашей статье.

Один из наиболее экономических вариантов котла индукционный. Как выбрать, что учитывать и на что обратить внимание читайте в нашей статье.

Дополнительные работы

Для того чтобы пол работал с максимальной производительностью, необходимо обеспечить его тщательную теплоизоляцию, так как, при ее отсутствии, потери тепла могут составлять 15-20 % . Для создания теплоизоляционного слоя используют следующие материалы:

  • Минеральная вата.
  • Пенобетон.
  • Стекловата.
  • Техническая пробка.
  • Пенополистирол.

При наличии под основанием пола неотапливаемого помещения толщина слоя теплоизоляции должна составлять 20-25 см.

В последнее время распространение получили специальные маты для теплоизоляции, представляющие собой плиты, минимальная плотность которых составляет не менее 25 кг/м 3 . Благодаря их использованию тепло при обогреве распространяется в «правильном» направлении: снизу вверх. Самой популярной разновидностью изделий этого типа являются маты из пенополистирола, изготовленные методом гидропеллентной штамповки.

Их плюсы:

  • Высокая плотность (40 кг/м 3 ).
  • Наличие верхней рельефной структуры, в которую удобно крепить трубы с диаметром 18 мм.
  • Простота монтажа за счет присутствия замкового соединения, как в ламинате.
  • Отличные теплоизоляционные и шумоизоляционные качества.

До начала монтажа также производится расчет стоимости теплого пола, позволяющий оценить величину финансовых затрат на весь комплекс работ по устройству отопительной системы водяного или электрического типа.

Таким образом, для того чтобы теплые полы выполняли свои функции в полной мере и работали эффективно и экономично, необходимо составить соответствующие проекты и сделать нужные расчеты.

Эту работу можно доверить квалифицированным специалистам, которые будут заниматься дальнейшим монтажом системы отопления или выполнить ее самостоятельно, произведя расчет теплого пола водяного, используя калькулятор онлайн.

В любом случае, грамотно сделанные расчеты позволят сэкономить немало средств, которые придется потратить на будущую эксплуатацию теплых полов, и значительно повысят их энергоотдачу.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: