Методика расчета теплого водяного пола
Теплый водяной пол с теплоносителем от газового котла – самая экономичная система отопления загородного дома.
При правильном расчете теплого водяного пола и надлежащем утеплении дома водяной пол будет существенно превосходить по эффективности радиаторы.
Хотя в районах с суровым климатом устанавливают и радиаторы тоже.
При расчете теплых полов водяного отопления учитывается площадь комнаты, характеристики дома (материал, из которого он изготовлен, особенности утепления, конструктивные особенности окон), желательная температура пола, а также вид напольного покрытия.
Например, если покрытие будет выполняться из строганной доски, потребуется большая мощность системы, т.к. древесина очень плохо проводит тепло (подробно о том как сделать теплые водяные полы на деревянный пол ).
Общие рекомендации
Первым этапом следует составить тепловую карту дома. Для этого можно пригласить специалиста или воспользоваться калькулятором в интернете.
Если по итогам составления карты получается, что теплопотери на один квадрат площади больше 100 ватт, то сначала нужно утеплить дом (потолок, стены), и уже потом рассчитывать систему отопления.
Можно осуществить расчет водяного теплого пола своими руками. При проектировании учитывают следующее: под громоздкую мебель и стационарное оборудование теплые полы не кладут.
При этом система должна покрывать не меньше 70 процентов всей обогреваемой площади, иначе обогрев будет неэффективным (варианты устройства теплого водяного пола ).
Расчет мощности теплого пола водяного зависит от вида помещения:
- жилые комнаты, кухни – 110-150 ватт на квадрат;
- ванная – 140-150;
- остекленная лоджия или веранда – 140-180.
Для первых этажей рекомендуется добавлять к этим цифрам около 20 процентов.
Рассчитываем трубы
Для теплых полов используются следующие виды труб (более подробно о трубах для теплого водяного пола ):
- металлопластик – экономичный, экологически безопасный вариант. В конструкции теплых полов используется чаще всего;
- полипропилен. Трубы дешевые, хорошие эксплуатационные качества. Минус: большой радиус изгиба. При укладке змейкой трубы сечением 2 см расстояние между соседними витками превысит требуемый максимум 30 см;
- сшитый полиэтилен. Эксплуатационные свойства хорошие. Минусы: цена выше чем у двух предыдущих материалов; трубы слишком мягкие и гибкие, укладывать сложнее и дольше;
- медь. Прочный, стойкий к коррозии вариант. Труба хорошо гнется, можно уложить весь контур цельным куском, нет необходимости в сваривании участков. Минусы – дорого; медный пол сложно уложить дилетанту.
Сечение трубы обычно выбирают 16 миллиметров. При этом труба прогревает около 10 сантиметров с обеих сторон.
При расчете труб для водяного теплого пола следует учитывать: это не электрический кабель, который по всей протяженности греет одинаково. По мере удаления от котла теплоноситель остывает.
На эффективность контура влияет и гидравлическое сопротивление. Этим определяется максимально допустимая длина контура (100 метров).
Читайте также: Подбор насоса для теплого водяного пола
Предпочтительная схема укладки – спираль. При укладке змейкой учитывайте, что дальняя от коллектора часть контура будет греться хуже, чем ближняя. Компромиссный вариант – змейка угловая: труба поворачивает в обратном направлении после прохождения не одной стены, а двух, включая угол. При этой схеме первый виток следует располагать в самом холодном углу.
Независимо от размера комнат в каждой выполняют собственный контур. В первую очередь это касается помещений с различным температурным режимом (например, жилая комната и веранда будут отапливаться по-разному).
Требования к водяному контуру
- трубу кладут на расстоянии от стены до 25 сантиметров (не меньше 8).
- разница между длинами соседних витков – не больше 15 метров;
- длина контура – до 100 метров, обогреваемая площадь – до 20 квадратов. Если комната больше, укладывают 2, 3 и т.д. контуров;
- минимальное давление в коллекторе – 20 килопаскалей;
- расход воды в контуре – от 0,03 до 0,07 литров в секунду.
Расчет шага укладки водяного теплого пола осуществляется в зависимости от климата в районе и особенностей помещения. В любом случае шаг между витками должен быть не больше 30 сантиметров. Около 15 см, если температура зимой до -22, 10 сантиметров – если ниже. В местах наибольших теплопотерь шаг меньше.
Шаг укладки и расчет контуров водяного теплого пола – взаимозависимые характеристики. При шаге в 15 см максимальная площадь, которую обогревает контур – 12 метров, при 20 – 16, при 25 – 20, при 30 – 24.
Расчет длины теплого водяного пола выполняется по формуле:
где S – обогреваемая площадь в кв. м, a – шаг укладки, 1,1 – десятипроцентный запас на повороты. К полученной цифре следует добавить 4 метра (по два на подключение прямой трубы и обратки к коллектору).
Для каждого контура эта цифра считается отдельно. Контур желательно выполнить единой трубой. Суммарная длина труб – это сумма длин контуров.
Характеристики насоса
Расчет насоса для теплого водяного пола выполняется по формуле:
Q = 0,86P/(t1 — t2),
где Р – необходимая мощность контура в киловаттах, а (t1 — t2) – дельта температур подающей и обратной труб.
Для каждого контура выводится своя цифра. Их сумма – необходимая производительность насоса. Для дома в переделах 120 метров получается 1,5, если площадь вдвое больше – 3 и т.д.
Примечание: данная формула подходит для воды. Если теплоноситель – антифриз, поправочный коэффициент будет другой.
Напор рассчитывают по формуле:
Н = (R х L + K)/1000,
где Н – напор, R – гидравлическое сопротивление, L – длина самого большого контура, К – коэффициент запаса мощности.
Насос выбирают с определенным запасом мощности. Например, если вы берете трехскоростную модель, ориентируйтесь на показатели средней скорости.
Читайте также: Устройство пирога теплого водяного пола
Остальные материалы
Кроме труб и силовых агрегатов для монтажа пола потребуются гидроизолирующая пленка и утеплитель (выбор комплектующих для теплого водяного пола ). Рекомендуется фольгированный ЭППС, можно купить готовые маты. Нежелательно использование минваты из-за ее гигроскопичности.
Толщина теплоизоляции варьируется от 2 сантиметров (на перекрытии второго этажа) до 25 (монтаж пола по грунту или над холодным подвалом).
Расчет материалов для теплого водяного пола производится с учетом толщины слоя пирога (на эту величину сократится высота помещения).
Вот примерные цифры, в зависимости от слоя утеплителя:
- утеплитель 3 сантиметра: общая толщина пирога – 9,5;
- 8 – 14,5;
- 9 – 15,5 и т.д.
При монтаже (водяные теплые полы — технология монтажа ) под стяжку потребуется демпферная лента. Если хотя бы одна стена длиннее 8 метров, перпендикулярно ей посередине комнаты выполняют дополнительный демпферный шов.
В этом случае водяные контуры располагают по обе стороны от шва. Для стяжки (от чего зависит толщина стяжки для водяного теплого пола ) также потребуются цемент и песок один к трем (можно приобрести готовую сухую смесь), желательно добавить в раствор пластификатор.
Арматурная сетка: одна нужна для крепления трубы, одна – для армирования стяжки. Если вы используете в качестве утеплителя профильные маты (маты с бобышками), для крепления сетка не нужна, только для стяжки.
Крепеж производится скобками, хомутами, клипсами. Число зависит от мягкости трубы: чем она мягче, тем меньше шаг крепления, тем больше потребуется крепежных элементов. Средний интервал между скобками – 1 метр.
Коллектор. Для каждого контура на гребенке должно быть два штуцера. Плюс два патрубка для прямой и обратной трубы от котла, они имеют большее сечение и располагаются отдельно. Рекомендуется приобретать гребенку сразу со всем необходимым: регуляторы расхода, манометр, воздушный клапан. Если площадь дома очень большая, есть второй/третий этаж, коллекторов устанавливают больше одного.
Смеситель необходим во всех случаях: если котел обслуживает и радиаторы тоже, и если в системе один источник обогрева – теплый пол. Вода в контуре пола не должна быть горячее 50 градусов, котел подает более горячую.
Также для монтажа потребуются рулетка и сварочный аппарат (либо утюг для полипропилена).
Заключение
Ничего сложного в методике расчета теплого водяного пола нет. Если хотите побыстрее – воспользуйтесь сетевым калькулятором.
В интернете есть специализированные программы – «Комплекс Valtek» и др.
С их помощью, частично меняя параметры, можно подобрать необходимое сочетание шага и сечения трубы, материала изготовления, рекомендуемых характеристик напольного покрытия, стяжки, утеплителя.
В следующих статьях вы можете узнать:
Видео о расчете водяного теплого пола и монтаже.
Калькулятор расчета длины контура водяного теплого пола
Подогрев поверхности пола – это один из наиболее эффективных и рентабельных способов отопления помещений. Если судить с позиций эксплуатационных расходов, то водяной «теплый пол» выглядит предпочтительнее, особенно в том случае, если в доме уже имеется система водяного отопления. Поэтому, несмотря на достаточно высокую сложность монтажа и отладки водяного подогрева, часто выбирают именно его.
Калькулятор расчета длины контура водяного теплого пола
Работа над водяным «теплым полом» начинается с его проектирования и проведения расчетов. И одним из важнейших параметров станет длина труб в прокладываемом контуре. Дело здесь не только, да и не столько в расходах на материал – важно добиться того, чтобы длина контура не превышала допустимых максимальных значений, иначе работоспособность и эффективность системы – не гарантируется. Помочь с необходимыми вычислениями сможет калькулятор расчета длины контура водяного теплого пола, размещенный ниже.
Несколько необходимых разъяснений по работе с калькулятором — приведены под ним.
Калькулятор расчета длины контура водяного теплого пола
Пояснения по проведению расчетов длины контура
Существует немало схем укладки труб контуров водяного «теплого пола». Одним из основополагающих параметров является шаг укладки, то есть расстояние между соседними параллельными петлями, как показано на иллюстрации.
Иллюстрация наглядно показывает, что такое шаг укладки.
Очевидно, что чем меньше шаг, тем больше будет теплоотдача от уложенного контура. Но одновременно с этим будет расти и длина трубы, необходимая для реализации такой схемы.
Обычно шаг выбирается от 100 мм (в том случае, если «теплый пол» становится основным источником обогрева помещений) до 300 мм (если он будет лишь «помощником» главной системе отопления). Меньше 100 мм сделать шаг практически невозможно по технологическим соображениям (труба на малом радиусе изгиба может переломиться), а свыше 300 – неизбежно появится эффект «зебры», то есть чередование теплых и холодных полос на поверхности пола.
Калькулятор поможет определить длину контура при выбранном шаге укладки для конкретной площади участка, на котором будет производиться монтаж. При этом учитывается еще один скрытый коэффициент – на изгиб труб.
В том случае, если длина контура с трубой диаметром 16 мм превышает 70÷80 мм, а диаметром 20 мм – 100 ÷ 120 м, придется или увеличивать шаг укладки, или делить участок на два (или больше) контура приблизительно одинаковой длины. В противном случае не исключен эффект «закрытой петли», при котором циркуляционный насос просто не в силах будет преодолеть гидравлическое сопротивление труб, и движение теплоносителя по ним прекратится.
Нередко при составлении монтажных схем используют неравномерный шаг укладки, например, уплотняя его к холодным стенам или разрежая на участках, не требующих сильного подогрева. В этом случае придется провести расчет для каждого участка с определенным шагом укладки отдельно, а затем – суммировать результат.
Конечный результат выдается в метрах. ВАЖНО. он не учитывает участка контура до соединения с коллектором, если последний расположен на некотором удалении от обогреваемой площади.
Система водяного «теплого пола»
Сложность монтажа и высокая стоимость первоначальных вложений должны окупиться простотой в эксплуатации и экономичностью работы подобной системы. Как выполняется расчет и монтаж водяного «теплого пола» — в специальной публикации нашего портала.
Расчёт водяного тёплого пола
Теплый пол – это система, состоящая из элементов трубопровода в который подается горячая вода или пар, в результате чего происходит передача тепла поверхности, в которую он встроен. Таким образом, поверхность теплого пола становиться нагревательным прибором, который эффективно отапливает помещение. Согласно историческим данным, такой способ обогрева использовался еще во времена Древнего Рима. Вначале это было привилегией только для людей богатого сословия, а позже доступно и другим, например в общественных банях. Наибольшее распространение это получило в холодных частях империи. Как правило, использовалась система каналов, в которые подавался горячий воздух, вырабатываемый печами.
Преимущества теплого пола
Нередко еще можно встретить отопление жилых домов и дачных домиков по старинке, где обогревательным элементом является печь или камин. Именно так создавали комфорт в зимние дни наши предки. Позже появились отопительные приборы – батареи, которые прогревались паром, горячей водой или электричеством. Такой способ значительно лучше распределяет тепло в помещении в сравнении с печкой, но имеет свои недостатки. Нагретый воздух поднимается к верху и, нагревая потолок, уже менее теплым, опускается в низ. Теряется значительная часть энергии. А у поверхности пола возникают сквозняки и холодная температура. Особенно это неприемлемо для детских комнат.
Хорошим решением стало использование поверхности пола в качестве нагревательного элемента. Тепло распространяется равномерно и у поверхности всегда теплее, что особо благоприятно для детей и пожилых людей. Особенно это выгодно для обогрева санузлов, ванных и душевых комнат, где необходимо создать комфорт на небольшом участке поверхности. Теплый пол также широко используется в прихожих, где в сырую погоду он используется для просушивания обуви.
Рассмотрим более подробно, что собой представляет расчет водяного теплого пола.
Исходные данные для расчета
Для того, чтобы рассчитать теплоемкость системы водяного пола достаточной мощности необходимо:
- Определить значение желаемой температуры воздуха в помещении.
- Установить значение температуры помещения, находящегося на нижнем уровне.
- Установить температуру воды подающего трубопровода отопительной системы.
- Установить температуру воды обратного трубопровода отопительной системы.
- Знать внутренний и внешний диаметр труб, используемых в системе подогрева пола.
- Теплопроводность материала, из которого изготовлены трубы для теплого пола.
- Коэффициент теплопередачи поверхности под системой теплоносителя обогрева и поверхности, покрывающей теплопровод.
- Значение коэффициента внутренней теплоотдачи в системе обогрева.
- Значение термического сопротивления рассчитанного согласно конструкции теплого пола.
Ниже приведены коэффициенты для расчёта согласно СНиП.
Таблица 1. Теплоотдача внутренней поверхности
Что необходимо учесть перед расчетом
Необходимо помнить, что допуская не точности и небрежность невозможно рассчитать систему подогрева пола достаточной мощности. Это приведет к недостаточному прогреванию помещения или поверхности. Следовательно, для устранения ошибок расчета, придется демонтировать собранную систему и производить монтаж после уточненных расчетов. А это неминуемо повлечет неоправданные дополнительные расходы.
Важно выбрать оптимальную длину закладываемых труб. Чем меньше их длина, тем меньшее необходимо рабочее давление в системе для эффективной циркуляции теплоносителя. В таком случае можно применять менее мощный циркуляционный насос и, следовательно, меньшей стоимости.
Расчет вручную
Для того чтобы рассчитать водяной теплый пол необходимой тепловой мощности предлагается пошаговая инструкция:
Первый шаг – необходимо произвести расчет термосопротивление слоев над трубами согласно конструкции по формуле
Второй шаг – определить среднюю температуру теплоносителя
Третий шаг – термосопротивление приведенное над системой подогрева
Четвертый шаг – термосопротивление приведенное под системой подогрева
Пятый шаг – угловое значение линии термосопротивления и поверхности пола
где В – значение шага между трубами, см (обычно это – 0,10 м; 0,15 м; 0,20 м; 0,25 м),
– общая толщина поверхности над трубами, м.
Шестой шаг – расчет тепловых потоков
Седьмой шаг – термосопротивление трубных стенок приведенное
Восьмой шаг – расчет теплового потока направленного вверх
Девятый шаг – расчет теплового потока направленного вниз
Десятый шаг – значение теплового потока суммарного можно вычислить по формуле
Одиннадцатый шаг – суммарный поток, приходящийся на квадратный метр теплого пола, вычисляется по формуле
Двенадцатый шаг – расчет температуры пола максимальной
Тринадцатый шаг – для расчета максимального значения температуры поверхности используется формула
Четырнадцатый шаг – для расчета минимального значения температуры поверхности используется формула
Пятнадцатый шаг – для расчета средней температуры используют формулу
Расчет с помощью программного калькулятора
Для облегчения процесса расчета тепловой мощности водяного пола, а также во избежание ошибок в расчетах, разумно воспользоваться программными калькуляторами.
Программный калькулятор – это специальная программа, разработанная для упрощения процедуры расчетов теплых полов. В сети интернет имеется множество ресурсов, где имеется онлайн программа расчета теплого пола. Пример такой возможности представлен на рисунке ниже.
Достаточно внести необходимые коэффициенты, дать требуемые значения температуры, тип покрытия и через короткое время программа выдаст готовый результат. Рекомендуется использовать калькуляторы для расчета теплых полов особенно если делается это впервые, или еще недостаточно практических навыков.
- Несомненно, лучший вариант доверить расчет и монтаж системы водяного теплого пола специалистам. Если есть необходимость произвести данные виды расчетов и монтажа самостоятельно, обязательно используйте онлайн ресурсы для расчета системы. Существует достаточно много ресурсов, где программа для расчета может быть скопирована или установлена на персональный компьютер.
- В строениях с плохой изоляцией, старой и ветхой постройки, целесообразнее использовать систему подогрева поверхности пола как основную.
- Техническая грамотность специалиста при выполнении расчетов и монтажа системы может значительно снизить расходы.
- Не забывайте, что ошибки при расчетах повлекут ненужные перерасходы средств и времени.
Источники: http://ks5.ru/otoplenie/teply-pol/vodyanoy/raschet.html, http://stroyday.ru/kalkulyatory/obshhestroitelnye-voprosy/kalkulyator-rascheta-dliny-kontura-vodyanogo-teplogo-pola.html, http://profpoly.ru/teplye-poly/raschyot-vodyanogo-tyoplogo-pola.html
