Методика расчета теплого водяного пола

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.

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.

Заметки юного инженера

Рубрики

я на youtube

Видеокурс по MagiCAD

Подписка на новости сайта

Свежие комментарии

  • Максим к записи Внимание, опрос!
  • 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
Читайте также:  Устройство полов: материалы и технологии, как делать гидроизоляцию, стяжку пола и основание под полы

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.

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)

Как сделать расчет водяного теплого пола?

Активные позиции в монтаже основательной системы сегодня занимают водяные теплые полы. В виду своих явных преимуществ, все больше застройщиков обращают внимание на эту систему. Прежде, чем приступить к монтажу, нужно сделать грамотный расчет теплого пола. Этому и будет посвящен данный материал.

Что такое водяной теплый пол?

Теплый водяной пол – это система труб, спрятанных под стяжкой, по которым циркулирует вода определенной температуры около +45°С. На сегодняшний день, это самая востребованная технология для отопления частных домов. Благодаря циркулированию воды внутри системы, обогрев получается равномерным и комфортным, в отличии от радиаторных распределителей тепла. Простота конструкции, независимость от сезонного отопления, скачки температуры и давления являются еще одним большим плюсом данной технологии. Отапливается такая система в основном с помощью газового котла. Но без проблем взаимодействует и с другими видами котлов.

Теплые полы монтируются из полиэтиленовых или металлопластиковых труб. Эти материалы достаточно гибкие и хорошо проводят тепло. За регулирование температуры в такой системе отвечают насос, коллектор и смеситель термостатического вида.

Преимущества водяного теплого пола:

  • совместимость со многими видами напольного покрытия – вы можете выбрать любое нужное вам покрытие, не беспокоясь о том, что система отопления повредит его;
  • экономия тепла – система производит обогрев снизу, благодаря этому весь холодный воздух поднимается вверх, что позволяет обогревать помещение без использования прочих источников тепла;
  • сезонные опции – в холодное время года, система выступает в роли отопительной конструкции, а в летнее время способна охлаждать помещение.

Однако, существуют особенности, с которыми необходимо ознакомиться перед установкой такой системы:

  • Дороже радиаторной системы. При устройстве дома теплым полом готовьтесь к повышенным тратам, которые не особо себя окупят, но при этом принесут много приятного в плане отопления.
  • Не везде справляется с прогревом. В большинстве случаев теплый пол проходит в качестве основного отопления, но есть помещения, где требуется дополнительный прибор отопления. Для выяснения этого факта и нужно делать расчет теплого пола.
  • Запрет на использование в многоквартирных домах. Но касается он в основном России. В других странах ограничений нет.

Данная технология более уместна на территории частного дома, нежели квартиры. Монтаж системы желательно доверить мастерам, так как есть вероятность образования протечек, которые проявляются не сразу. Некачественная сборка может доставить массу хлопот и нанести серьезный урон имуществу.

Расчет теплопотерь дома

Перед расчетом водяного теплого пола, нужно сначала рассчитать теплопотери дома. Теплопотери — это количество тепла, которое помещение теряет за единицу времени. Для снижения теплопотерь используются отопительные приборы, к примеру радиаторные обогреватели, отопительные трубы, а также теплый пол. Помимо этого, сократить теплопотери возможно при установке стеклопакетов и изоляции стен различными материалами, которые способны сохранить тепло внутри помещения.

Расчет теплопотерь — это важный параметр при проектировке жилого помещения. При этом необходимо учитывать:

  • площадь помещения;
  • площадь всех окон;
  • высоту потолка;
  • количество наружных стен;
  • температура с наружной стороны помещения;
  • тип окон;
  • теплоизоляцию стен;
  • тип помещения, находящегося выше.

В основном теплопотери зависят от разницы в температурах вне помещения и внутри него, а также в степени теплоизоляции окон, стен, перегородок. Для более точного расчета теплопотерь можно воспользоваться одним из множества онлайн-калькуляторов. Они довольно просты и понятны в использовании, достаточно ввести необходимые значения и расчет будет произведен автоматически. В таких калькуляторах возможно рассчитать теплопотери через окна, потолки, стены, пол. Это позволит получить детальную информацию, на основе которой следует рассчитывать мощность отопительного оборудования.

Принято считать, что теплый пол справится, если теплопотери не превышают 100 Вт на метр площади. Если данный показатель превышен, придется прибегать к установке дополнительного прибора отопления.

Детальный расчет водяного теплого пола

При составлении расчетов, обратите внимание, что максимально оптимальной температурой поверхности пола будет являться значение в 28 градусов. В случае превышения данного значения может появиться дискомфорт. В тех местах, где пол граничит с окнами или дверьми и наружными стенами, температура может быть выше до +35°С, а в ванных комнатах до +33°С.

Обращайте внимание так же на покрытие, которое собираетесь использовать, так как у каждого покрытия есть свое сопротивление теплопередачи. Рекомендованное значение не должно превышать 0,15 М2К/Вт

При расчете водяного теплого пола обращайте внимание, что максимальная температура теплоносителя не должна превышать значение в 55 градусов. Оптимальные потери на контуре составляют обычно 10 градусов. То есть если подача у вас составляет 50 градусов, то обратка будет в районе 40 градусов

Плотность потока тепла на 1 м 2 рассчитывается следующим образом:

Используя полученное значение плотности теплового потока (q), температуру помещения и температуру на поверхности пола, производим расчет необходимой разности температур носителя тепла и шага раскладывания трубы, используя соответствующую таблицу (приложены в примере). Далее, пользуясь формулами G=3,6*Q/4,187*(tz-tp ) и L=F/b рассчитываем необходимый расход воды через систему отопления пола и длину укладываемой трубы, где:

Пример расчета теплого пола

Путем расчета теплопотерь мы выяснили, что в конкретном помещении они составляют 1200 Вт. Так же нам известно, что мы хотим температуру в помещении 20 градусов. Полезная площадь теплого пола при этом составляет 20 квадратов. На полу будет лежать паркет. Термическое сопротивление паркета составляет 0.1 м2К/Вт.

Для начала давайте определим плотность теплового потока на один квадрат площади.

По расчетной таблице видно, что желаемую температуру в 20 градусов мы можем получить с шагом укладки 25 см. При этом температура поверхности пола составит 25,3 градуса.

Больше таблиц вы можете найти, как вариант, в книге «Металлополимерные трубы и фитинги» от компании Эгопласт.

Длину трубы определить не составит труда

Находим расход воды по формуле G=3,6*Q/4,187*(tz-tp ). Температура по таблице у нас равна 50/40.

Эти данные помогут при выставлении значений на расходомерах распределительного коллектора.

Для наших условий нужно разложить 80 метров трубы с шагом 25 см. Это идеальная длина контура. Если значение будет превышать 90-100 метров, желательно разделить помещение на два контура.

Можно ли без расчетов?

Расчеты делать не обязательно. Но рекомендуем все же сделать расчеты теплопотерь дома, чтобы убедиться, пройдет теплый пол или все таки нет. Если полы проходят, действуем по простому методу. Укладываем теплый пол с шагом 15 см, а в зонах наружных стен с шагом 10 см.

Далее устанавливаем комнатные термостаты, подключаем к сервоприводам на коллекторе и радуемся отличной регулируемой системой отопления.

Грамотный расчет теплого пола и основные правила проектирования

Создание теплого пола – это прекрасная возможность обеспечить комфортный микроклимат в собственном жилище. Популярность данной системы отопления (СО) обусловлена высокой доступностью современных материалов, благодаря которым монтаж системы может выполнить любой домашний мастер, знающий основы теплотехники и сантехнических работ.

Перед тем как приступить к созданию данной отопительной системы необходимо провести сложные вычисления и подготовительные работы. О том, как рассчитать теплый водяной пол и пойдет речь в этой публикации.

Расчет мощности водяных нагреваемых полов

Важно! Приведенная ниже методика достаточно сложна и требует определенных знаний, опыта и навыков проектирования. Заказывать расчет водяного теплого пола и отопления необходимо в специализированной организации. Все формулы и данная методика приведены в ознакомительных целях.

В интернете и специализированной литературе приведены масса способов расчета теплого пола, среди которых большинство публикаций, не внушающих доверия. Кроме того, практически каждый производитель данной продукции предлагает использовать в вычислениях данные и номограммы, которые противоречат логике и нормативным документам (в частности СП 60.13330.2012). Существует методика расчета водяного теплого пола, которой пользуются проектные организации.

Исходные данные

Для проведения вычислений необходимо иметь следующие данные:

  • Температура на подаче в системе теплый пол (ТП) tп ;
  • Температура в обратке ТП tо;
  • Предполагаемая температура воздуха в отапливаемом помещении tв;
  • Температура в помещении ниже расчетного tниз ;
  • Внутренний диаметр трубопровода, из которого изготовлен змеевик ТП Dв;
  • Наружный диаметр трубопровода, из которого изготовлен змеевик ТП Dн;
  • Коэффициент теплопроводности трубопровода λтр ;
  • Теплоотдача поверхности, находящейся под ТП (нижележащая, горизонтальная) αн;
    (определяется по СНиП 23-02-2003 и СП 23-101-2004).
  • Коэффициент теплоотдачи от теплоносителя к внутренней стенке трубы αвн;
  • Коэффициент теплоотдачи пола αп ;(как правило, данное значение находится в пределах 10-12 Вт/м 2 К);
  • Термосопротивление материалов пола, находящихся над змеевиком водяного ТП.

Исходные данные для удобства вычислений необходимо скомпоновать в таблицу:

Далее, суммируя теплопроводность (по таблицам) материалов, используемых в стяжке, необходимо рассчитать термическое сопротивление над змеевиком и под трубопроводом теплого пола. Например:

Для удобства дальнейших расчетов составляем таблицу, например:

Методика расчета

  1. Вычисляем среднюю температуру теплоносителя по формуле
  2. Производим расчет термического сопротивления материалов над трубами
  3. Считаем термосопротивление материалов под змеевиком
  4. Производим вычисления угла между поверхностью полового покрытия и плоскостью максимального термосопротивления
  5. Задаем шаг укладки трубопровода
  6. Рассчитываем максимальное термосопротивление слоев стяжки (над змеевиком)
  7. Производим расчет соотношения тепловых потоков над и под трубопроводом
  8. Вычисляем мощность теплового потока, направленного вверх
  9. Считаем мощность теплового потока, направленного вниз
  10. Рассчитываем суммарную мощность тепловых потоков
  11. Высчитываем тепловой поток, на 1 м водяного ТП
  12. Производим расчет максимальной температуры ТП
  13. Производим расчет минимальной температуры ТП
  14. Рассчитываем средний температурный показатель теплого пола, который должен быть меньше или равен нормам, определенным СП 60.13330.2012 п. 6.4.8

Подобная методика заложена в некоторые программы для расчета теплого пола, распространяемые на платной основе.

Упрощенная методика

Совет: как видно из приведенного выше примера, точный расчет водяного ПТ – это очень сложный процесс, который лучше доверить профессионалам.

Упрощенный метод основан на следующем алгоритме: теплоотдача теплого пола должна компенсировать или превышать не более чем на 25% теплопотери помещения. Для расчета теплых полов по площади помещения, необходимо иметь данные о теплопотерях, запланированной температуре и некоторым особенностям строения напольного покрытия.

  1. Первое, что нужно сделать – это составить план-схему отапливаемых помещений с подробным обозначением оконных и дверных проемов
  2. Вычисляем потребность тепла для каждого помещения. Для этого рассчитываем теплопотери помещения.

Производим расчет необходимой мощности теплого пола на 1 м 2 по формуле:

где: Q — суммарный показатель теплопотерь; F – площадь, которая отведена под укладку змеевика ТП.

На основании полученных данных о мощности ТП, выбираем шаг трубопровода (расстояние между витками).

Важно! Следует знать, что шаг укладки трубопровода соответствует определенной тепловой нагрузке: 15 см – от 80 Вт/м 2 ; 20 см — от 50 — 80 Вт/м 2 ; 30 см – до 50 Вт/м 2 .

Имея необходимые значения шага, по таблице можно определить диаметр трубопровода, рекомендованную среднюю температуру теплоносителя.

Представленная выше таблица позволяет сделать расчет длины трубы для теплого пола, зная его необходимое количество (при выбранном диаметре) на 1 м 2 отапливаемой площади.

Совет: При самостоятельном проектировании данной СО следует знать, что длина трубопровода в одном контуре не должна превышать 100 пг.м. Например, для обогрева комнаты, площадью 20 м 2 необходимо 200 п.м. трубы, диаметром 16 мм. Для корректной работы данной СО необходимо создать минимум 2 отдельных контура по 100 п.м каждый.

Выбираем тип укладки змеевика. Как правило, при самостоятельном создании «теплых полов» применяют две основные схемы укладки: «змейкой» или «улиткой». Расположение трубопровода зависит от участков с наибольшими теплопотерями. Такими участками являются пол возле входа и оконных проемов. Выбирайте схему, трубопровод в которых в данных участках будет иметь наибольшую температуру.

Если возникает сложность на данном этапе, то наиболее простой метод расчета трубы для теплого пола – калькулятор, который можно найти на специализированных порталах.

Выбор трубы. Как правило, для создания данной СО применяют трубы из: металлопластика, пропилена и сшитого полиэтилена.

Совет: Профессионалы рекомендуют обратить внимание на трубопровод из сшитого полиэтилена, который имеет наименьший коэффициент линейного расширения, чем представленные аналоги. Если выбор пал на пропилен, то для теплого пола применяйте только армированные марки данного материала.

Последнее, что следует рассчитать – это производительность циркуляционного насоса. Делается это по формуле:

где:
G – производительность насоса л/ч;
0,86 – коэффициент для перевода Вт/ч в ккал/ч.
Δt – разница температур между подачей и обраткой.

Расчет электрического теплого пола

Чаще всего, при самостоятельном обустройстве электрических нагреваемых полов, возникает потребность в расчете резистивных (кабельных) изделий.

  1. Вычисляем теплопотери помещения, чтобы знать, сколько тепла следует подать в комнату для создания комфортного микроклимата.
  2. Составляет план-схему для выяснения площади, на которой будет располагаться греющий кабель.

Выбираем шаг укладки (от 10 до 30 см.)

Важно! Чем больше шаг, чем менее равномерно будет прогреваться пол. Возможно появления «тепловой зебры».

Сегодня, большинство производителей данной продукции указывают мощность кабеля на определенный его отрезок. Например, кабель DTIP – 18 продается отрезками по 22 метра и имеет маркировку: 220/230; 360/395. Первые две цифры – напряжение питания; вторые – мощность отрезка при 220/230 V. В маркировке есть цифра 18, которая указывает на мощность 1 п.м кабеля – 18 Вт. Проверить данное утверждение легко: 395/22= 17,95 на 1 метр погонный изделия.

Как самостоятельно выполнить расчеты для монтажа теплого пола?

Обе основные разновидности тёплых полов (ТП) – водяные и электрические, могут выступать как в качестве дополнительного (комфортного), так и являться основным (рабочим) источником обогрева помещений. Второй метод отопления предусматривает несколько более развитую и сложную конструкцию системы. Помимо стандартных способов контроля температуры и регулировки, в ней также могут предусматриваться различные режимы: день-ночь, зима-лето, программирование на день-неделю, отложенный старт и т.п. Тем не менее, несмотря на то, что задачи рабочего отопления более значимые, расчет теплого пола для обеих систем осуществляется по похожим методикам и может быть вполне выполнен самостоятельно.

Основные параметры для проектирования ТП

Расположение нагревательных элементов, влияющих на удельную мощность теплового пола на 1м 2 , проектируют, основываясь на теплофизических характеристиках строения. В этом достаточно сложном процессе, приходится учитывать множество различных факторов, в том числе:

  • региональные тепловые стандарты – минимальную наружную температуру воздуха в наиболее холодный период года;
  • среднюю температуру в каждой из комнат и их расположение;
  • особенности строительных конструкций – материал и толщину стен, пола и потолка или межэтажных перекрытий;
  • количество и тип окон, их общую площадь, коэффициент теплопотерь, во многом зависящий от разновидности установленных стеклопакетов;
  • позиционирование здания относительно сторон света;
  • высоту помещений, а также ряд других.

Предложенный перечень параметров, оказывающий влияние на расчет теплых полов, далеко не полный – опытный специалист теплотехник укажет еще с десяток важных теплофизических характеристик.

Тем не менее, первоочередная задача подобного проектирования заключается в подборе такой теплопроизводительности ТП, которая гарантированно сможет компенсировать все энергетические потери отапливаемого здания. Нельзя также забывать, что рекомендуется увеличивать вычисленную теоретическую мощность на 10-15% для того, чтобы тепловая установка не работала на пределе своих возможностей.

Независимо от того, будет ли выполняться расчет теплых полов своими руками либо силами профильных специалистов, во всех случаях отталкиваются от требований ГОСТ Р 55656-2013 «Энергетические характеристики зданий. Расчет использования энергии для отопления помещений». Ниже приводится упрощенная методика для самостоятельного проектирования небольшой квартирной установки обогрева полов.

Проектируем водяной тёплый пол

Как было сказано выше – одним из основных показателей для проектирования греющей системы является плотность эффективного потока тепловой энергии, производимой 1 м 2 ТП (g, Вт/м 2 ) – удельная мощность теплого пола. Она должна полностью компенсировать теплопотери помещения – Q, Вт.

где F, м 2 – полезная площадь пола, которая будет использована под отопление. Она принимается, как общая площадь помещения за вычетом мест, где будет установлена мебель, а также свободной зоны 20-30 см от стен и мебели.

Величина Q учитывает множество параметров, частично приведенных в предыдущем разделе. Для её точного вычисления можно пользоваться методикой предложенной в справочном пособии Е. Г. Малявиной «Теплопотери здания», требующей углубленного подхода. Однако на практике частнику проще будет принять некие усредненные величины теплопотерь типовых зданий. Например, комната 18 м 2 с одной наружной стеной и окном, а также потолками до 3 м, будет иметь примерные теплопотери 1800 Вт. Данный показатель справедлив для расчета теплого пола в помещениях многоквартирного дома, построенного в умеренной климатической зоне. А вот для частного дома его уже придется увеличить в 1,2-1,5 раза. Также увеличиваются значения теплопотерь, если установлены большие окна, комната угловая, тонкие стены и т.д.

Удельная теплоотдача теплого пола должна находиться в определенных пределах. Ведь его перегрев приводит к дискомфорту жильцов, разрушению строительно-отделочных материалов. Так, максимальная температура поверхности напольного покрытия (tf, 0 С) рекомендуется:

  • + 29°С – для жилых помещений (спальни, гостиной, кабинета);
  • + 33°С – для помещений с повышенной влажностью (санузла, кухни);
  • + 35°С – для участков возле внешних стен.

Табличный подбор шага укладки трубопроводов

Зная плотность эффективного потока тепловой энергии (g, Вт/м 2 ), тип используемого покрытия (его сопротивление теплопередаче – Rw, м 2 * О С/ Вт или м 2 *К/Вт), рекомендуемую температуру поверхности пола для данного помещения (tf, 0 С), а также градиент рабочих температур теплоносителя (tz/tp, 0 С/ 0 С), можно по таблицам 1-3 подобрать шаг трубы (b, м).

Вычисляем количество и диаметр трубопроводов

Расчет длины трубы для теплого пола выполняем по формуле:

  • L – искомая длина трубопровода, м;
  • F – полезная площадь пола отапливаемого помещения, м 2 ;
  • b – шаг (частота прокладки) витков, м;
  • N – расстояние от коллектора, расположенного на стене, до уровня пола, м;
  • 1,1 – коэффициент запаса труб на повороты.

Расход трубы также можно прикинуть, воспользовавшись таблицей 4.

Шаг, ммРасход трубы, м/м 2
10010
1506,7
2005
2504
3003,4

Профессиональный расчет теплого водяного пола также включает подбор внутреннего диаметра (D, м) трубопроводов. Он должен соответствовать целому ряду параметров таким, как гидравлическое сопротивление системы, техническим возможностям циркуляционного насоса, требуемым для прокачки объемам теплоносителя и другим. Тем не менее, практически для любой небольшой индивидуальной тепловой установки обогрева полов, можно смело брать, например, металлопластиковую трубу Ø 16 мм, у которой внутренний Ø 12 мм. При этом следует учитывать, что рекомендуемая длина отопительного контура в этом случае не должна превышать 100 м (максимум 120 м). Если же расчет трубы для теплого пола требует большего её метража, то тогда контур необходимо разбить на два и более.

Помимо металлопластика подойдут: медь, ПВХ, сшитый полиэтилен. Они обладают схожими гидравлическими параметрами, поэтому их диаметры подбираются аналогично.

Расчет электрического теплого пола

Основой для расчета электрического теплого пола является полезная площадь помещения, которая будет использована для установки нагревательных элементов. Для того чтобы ее определить следует на лист бумаги (лучше использовать с миллиметровой разметкой) нанести общий план комнаты, а также отметить расположение стационарной мебели в масштабе. Ниже представлен подобный примерный план с размещением стационарной и передвижной мебели, а также элементов электрического ТП.

Для электрического теплого пола существует правило. Если он используется в качестве комфортного обогрева, то им достаточно покрыть 50% площади. Если его планируется использовать в качестве основного отопления, то площадь пола, выполняющая функцию обогрева, должна составлять не менее 70-80%.

Рассмотрим, как рассчитать электрический теплый пол для оборудования различных типов:

  • резистивного кабеля (одинаковый способ расчета для одно- и двухпроводного);
  • электрических матов;
  • инфракрасного пленочного нагревателя;
  • стержневого инфракрасного нагревателя.

Основные расчетные показатели

Любое проектирование теплого пола основывается на главных расчетных показателях электрических систем независимо от типа нагревательного элемента. К ним относятся установленная и удельная мощность:

  • установленная мощность (Вт), в случае если электрический тёплый пол используется в качестве основного источника нагрева, должна полностью перекрывать величину теплопотерь помещения. Кроме того, рекомендуется разработка ТП с запасом не менее 25-30% (в зависимости от качества утепления помещения);
  • удельная мощность (Вт/м 2 ) рассчитывается, как отношение установленной мощности к площади обогрева помещения – РУДУСТ/SОБОГ.

Таблица 5. Нормативы соотношения удельной мощности электрического тёплого пола для помещений определенного назначения и погонной мощности нагревательного кабеля.

Теплый пол: расчет резистивного греющего кабеля

Обычный не зональный резистивный греющий кабель нельзя разрезать на куски. Следовательно, необходимо подбирать уже готовую его модель для каждого конкретного помещения. К примеру, кухня имеет площадь 12 м 2 , но с учетом расставленной мебели полезная площадь пола, которую можно использовать для нагрева, сокращается до 9м 2 . Берем данные из таблицы 5 и видим, что удельная мощность электрического тёплого пола для помещения этого типа составляет 100-150 Вт/м 2 . Следовательно, принимаем усредненное значение 130 Вт/м 2 .

Осуществляем расчёт мощности теплого пола по формуле Руст=130*9=1170 Вт. В обязательном порядке сверяем полученное значение с теплопотерями помещения (Q), нахождение которых объяснялось в разделе «Проектируем водяной теплый пол». Установленная мощность должна быть выше теплопотерь не менее чем на 30%. Следовательно, Руст = 1521 Вт.

Далее обращаемся к таблице погонной мощности резистивного кабеля выбранного производителя, например, DEVI (табл. 6).

Таблица 6. Модельный ряд резистивных кабелей DEVITLEX.

Из таблицы выбираем подходящую нам модель изделия – DSIG 20 длиной 91 м.

Осуществляем расчет шага укладки кабеля по формуле:

  • H – шаг укладки, см;
  • S – площадь помещения, м 2 ;
  • L – длина кабеля, м.

Подставляем данные и получаем: Н=9×100/91=9,89 см. Округляем до 10 см.

Для упрощения инсталляции кабеля, как правило, используется специальная монтажная лента с шагом крепежей 2,5 см. Она идеально подходит для наших учетных данных.

Важно! У «топовых» производителей комплектов для электроподогрева напольных покрытий на официальных сайтах размещены пользовательские он-лайн калькуляторы. С их помощью можно выполнить быстрый упрощенный расчет электрического теплого пола, тем самым облегчив себе нахождение требуемого количества кабеля.

Греющий мат

Греющие маты являются разновидностью системы из резистивных кабелей. Для простоты укладки они уже прикреплены к армирующей сетке. Часто, маты используются в качестве дополнительного источника отопления обогрева «комфорт», например на той же кухне. Поэтому подобная система может рассчитываться по пониженной удельной мощности РУД=100 Вт/м 2 , тогда РУСТ=900 Вт (без коэффициента запаса принятого для полноценного рабочего отопления). Из таблицы 7 моделей продукции того же производителя выбираем модель греющего мата – DTVF 20 длиной 20 м, которую рекомендуется укладывать на площади до 10 м 2 , что полностью нам подходит.

Таблица 7. Нагревательные маты DEVI.

Существует множество способов укладки греющих матов, при этом для их кабелей не требуется выполнять расчёт шага, так как резистивный элемент уже закреплен на армирующей сетке. Если помещение имеет сложную конфигурацию либо расстановка мебели требует расположение нагревателей под углами или радиально, особых проблем с монтажом также не предвидится. Его некоторые варианты представлены на рисунке ниже.

ИК пленочный теплый пол

Рассчитать теплый пол пленочного инфракрасного (ИК) типа можно исходя из площади обогреваемого помещения. Принимаются во внимание все уже вышеописанные принципы, касающиеся теплопотерь и назначения обустраиваемого обогрева – рабочего или комфортного. Дальше остается лишь подбирать требуемую по теплопроизводительности продукцию, ориентируясь на её техническое описание.

Однако, выполняя расчёт мощности теплого пола ИК типа следует придерживаться следующих правил:

  1. Греющую пленку необходимо устанавливать только на свободные от мебели места.
  2. Минимально необходимая дистанция от нагревательного элемента до внешних и внутренних стен составляет 200м.
  3. Укладка большинства моделей пленочных полов осуществляется только сухим способом под ламинат, ковролин или линолеум (напольные покрытия должны иметь маркировку пригодности использования для тёплых полов).
  4. Под бетонную стяжку или плиточный клей рекомендуется применение специальных ИК плёнок с перфорацией и усиленными характеристиками электробезопасности.
  5. Допускается раскраивать нагревательную пленку только с определенным шагом. В расчетах также следует учитывать, что ее невозможно расположить под углом, как нагревательный мат.

Важно! В обязательном порядке создается раскладка теплого пола, учитывающая план установки стационарной мебели и расположения нагревательных элементов. ИК пленочные системы особенно чувствительны к локальному перегреву в местах затрудненного теплоотвода.

Расчет стержневого теплого пола

Стержневой ИК теплый пол относится к саморегулирующемуся типу, поэтому его расчет, как и укладка, заметно упрощаются по сравнению с ИК пленкой. Ведь его можно устанавливать по всей площади помещения, отрезая куски нагревательного мата в соответствие с геометрическими параметрами помещения.

Выбор дорогих стержневых систем оправдан, если в будущем предполагается частая перестановка мебели либо иных массивных предметов. В случае повышении температуры напольного покрытия, на этом локальном участке мощность, потребляемая отдельным нагревательным элементом, снижается до 1,5 раз.

Расчёт мощности стержневой ИК системы осуществляется с учетом того, что обогреваемая площадь соответствует общей площади помещения. Следовательно, теплоотдача теплого пола ориентируется исключительно на тепловые потери комнаты. Выбрав у производителя перечень моделей с соответствующей удельной мощностью, необходимо осуществить расчет матов по длине. Ширина мата имеет стандартное значение для всего модельного ряда. Определив площадь помещения, а также зная необходимые допуски при размещении нагревателей – 15 см до стены, 10 см между матами (данные параметры могут незначительно изменяться в зависимости от рекомендации производителя), можно вычислить длину мата и выполнить подбор его модели.

Заключение

Производители предлагают множество он-лайн калькуляторов и программ расчета теплого пола, которые значительно облегчают его проектирование. Собранные на основе их рекомендаций греющие системы, безусловно, обеспечат необходимый уровень отопления, но сделают это с большим запасом. Напротив, ручной расчет, учитывающий множество индивидуальных особенностей проектируемой тепловой установки, а также принимающий разумные запасы по производительности, позволит сэкономить на закупках оборудования для монтажа теплого пола.

Добавить комментарий