Розрахунок тепла теплої підлоги для оптимізації системи опалення

Розрахунок тепла теплої підлоги для оптимізації роботи системи опалення

Розрахунок тепла теплої підлоги виробляють з урахуванням тепловтрат через огороджувальні конструкції і корисної площі кімнат. Помилки в розрахунках впливають на роботу системи, збільшують енерговитрати та витрати на утримання будинку. Похибки обумовлені застосуванням укрупнених показників. Ефективність утеплення і герметичність конструкцій (фундамент, несучі стіни, перекриття, покрівля, склопакети, вхідні двері) гарантує економну витрату енергоресурсів в системі водяного теплої підлоги.

Скрупульозний розрахунок проекту теплої підлоги підвищує енергоефективність всієї системи опалення і знижує витрати на її обслуговування

Призначення і розрахунок тепла теплої підлоги

Низьконапірний нагрівальний контур здатний оптимізувати радіаторне опалення або забезпечити рівноцінний обігрів будинку і знизити енерговитрати.

Нагрівальний елемент і теплоносій є конструктивними особливостями, за якими розрізняють водяний і електричний теплі підлоги. Розрахувати потужність електричного теплого статі можна за допомогою онлайн-калькуляторів, які розміщуються на профільних сервіси в інтернеті. У цій статті ми більш детально розглянемо призначення та розрахунок потужності водяних теплих підлог.

Таблиця 1. Рекомендована питома потужність водяного теплої підлоги на одиницю площі:

Конструктивні особливості житлового домаМощность теплої підлоги, Вт/м2 (хв/макс)Додаткове (комфортний) отоплениеГод спорудження будівлі — до 1996, кліматичний регіон — європейська частина России80/120Год спорудження будівлі — після 1996 (покращене зовнішнє утеплення, теплоізоляція підвалу і покрівлі, склопакет), кліматичний регіон — європейська частина России50/80В приміщеннях з дерев’яними підлогами (чорнова підлога і чистової настил)80/80Лоджии (балкони), в яких передбачено подвійне скління і утепление140/180Основной обігрів домаКухни, житлові кімнати першого і другого поверху (не менше 3/4 опалювальної площі)150/∞

Тепловіддача системи опалення з використанням радіаторів та теплої підлоги

Тепло Q (Вт), яке виробляє 1 квадратний метр низьконапірного водяного контуру, становить сумарний потік променистої (≈ 4,9 Вт/м2) і конвективної (≈ 6,1 Вт/м2) енергії:

Q =

[ ал×(tпола − tок) + ак×(tпола − tвоздуха) ]× S, (Вт), де

ал і ак — променистий і конвективний потоки енергії, Вт/м2;

tпола — температура підлогового покриття, °C;

tок — температура стін і стелі, °C;

tвоздуха — температура в приміщенні, °C;

S — корисна площа контуру, м2.

Схема 1. Розрахунок теплої водяної підлоги

Пояснення до схеми 1 і 2 розрахунку теплої підлоги:

• 1 — плита перекриття;
• 2 — утеплювач (пінополістирол);
• 3 — стяжка (готова суха суміш або цементно-піщаний розчин);
• 4 — труба;
• 5 — компенсаційна самоклеюча стрічка;
• 6 — арматурний каркас або сітка (кріплення);
• 7 — підкладка підлога ламінат або шар клею під плитку;
• 8 — чистове покриття;
• 9 — гідроізоляція;
• 10 — стіна.

• а — крок труби (0,15 ÷0,3 м);
• b — відступ від несучої стіни (0,3 м);
• з — товщина утеплювача (0,02÷0,1 м);
• f — товщина арматурної сітки (0,04 ÷ 0,1 м);
• d — загальна товщина стяжки (0,03 ÷0,07 м);
• r, Dy — товщина стінки і внутрішній діаметр труби;
• g — товщина стяжки над трубою (0,3 м);
• k — товщина підкладки або шару плиткового клею (0, 005 ÷0,01 м);
• h — товщина підлогового покриття (0,015 ÷ 0,025 м).

Схема 2. Пристрій стяжки в системі водяного теплої підлоги

Розрахунок опалення теплих підлог визначає теплоспоживання житлового будинку згідно з нормативними документами про тепловий захист будівель та будівельної теплотехніки:

Q = (ал + ак) × S ×(tпола − tвоздуха), (Вт);

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

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

При нагріванні температури приміщення на 1 градус, тепло від поверхні підлоги передається повітрю:

∆t = tпола − tвоздуха =1°C;

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

Облаштування стяжки для водяної теплої підлоги

Ідеальні умови, при яких тепловіддача водяного контуру на одному квадратному метрі теплої підлоги, для нагріву повітря в кімнаті на 1°C становить 11 Вт/м2. Чим вище температура в приміщенні, тим швидше прогріється кімната і менше витрата енергії теплоносія. Система теплих підлог краща для того, щоб опалювати житлові утеплені будинки, з постійним проживанням. Середнє припустиме значення тепловтрат 65 Вт/м2.

Для розрахунку тепловіддачі теплої підлоги існують спеціальні програми, які можна знайти на ресурсах в мережі. Для прояснення питання пропонуємо ознайомитись з відео «Розрахунок тепловіддачі теплої підлоги».

Температура теплоносія

Температура теплоносія в контурі залежить від теплового навантаження, кроку укладання, діаметра труб, товщини стяжки і матеріалу підлогового покриття. Мінімальні температурні значення в контурі приймають для паркетної дошки і дрібноштучних виробів з дерева. Кахельна, метлахская, керамічна плитка, керамограніт, мармур витримують максимально дозволену температуру теплоносія (55°C). Низьконапірні схеми опалення, які застосовують на практиці, мають робочий діапазон — 45/35°C.

Санітарні норми визначають комфортний (26°C) і допустима межа температур для ступні людини:

• 28°C у житлових кімнатах для постійного перебування;
• 35°C по периметру несучих стін житлового будинку;
• 33°C для кухонних приміщень, ванн і санітарних кімнат.

Згідно санітарним нормам температура теплоносія у ванній кімнаті повинна бути 33 градуси

Основи теплої підлоги

Тип перекриття впливає на матеріали і вибір товщини шарів над і під трубою. Основа для теплої підлоги — цементні стяжки і настильні системи з полістиролу або дерев’яних межтрубных дощок. Алюмінієвий профіль в рейкових модулях служить як ізоляція дерева від прямого контакту з нагрівальним елементом і для кріплення труб.

Стаття по темі:

Водяна тепла підлога своїми руками, відео і опис процесу. Опис процесу монтажу теплої підлоги. Його переваги та недоліки у відмінності від інших видів підлогових опалювальних систем. Вибір матеріалів. Відео-уроки.

Розводку труб контуру на бетонних плитах перекриття влаштовують в тілі бетонної стяжки. Обсяг матеріалу і монтажні розрахунки теплих підлог визначають після попередньої розмітки поверхні (гідравлічним або лазерним рівнем). План розкладки виконують на папері (масштаб 1:50). Від точності, з якою проводиться обчислення, залежить витрата матеріалу і швидкість виконання робіт.

У настильном варіанті монтажу теплої підлоги в модульних плитах передбачені пази для прокладки труб водяного статі

Очищену і оброблену полімерної грунтовкою поверхня, завчасно вирівнюють, по грунтах і першим поверхами роблять гідроізоляцію. Обклеюють стіни по периметру демпферної стрічкою на висоту, яка піде під стяжку (з невеликим запасом). Теплоізоляційний матеріал з фольгованим підставою екранує питома теплової потік вгору в заданому напрямку. Тепловтрата через фольгу не перевищує 5%.

Арматуру укладають поверх утеплювача, каркас додає жорсткість стяжці і дозволяє досягти правильної фіксації кроку. Трубний контур викладають, кріплять, відчувають контур під тиском і заливають розчином стяжки.

Теплий водяний підлогу змонтований з використанням спеціальних матів

Полегшені модульні системи застосовують для дерев’яних конструкцій (чорнова підлога лаги чи), які не володіють здатністю до високих статичних навантажень.

Розрахунки труб для водяної теплої підлоги (довжина, діаметр, крок і способи укладання та труби)

Обмежена довжина низьконапірного опалювального контуру пов’язана ефектом «замкнутої петлі», при якому втрата тиску перевищує 20 кПа (0,2 бар). Збільшення потужності насоса, в даному випадку не вихід — спротив буде зростати пропорційно збільшенню тиску.

Теплі водяні підлоги краще облаштовувати в приміщеннях, де проживають постійно, а не користуються час від часу

Розрахункова довжина труб для теплої підлоги визначається за формулою:

L = (S/a×1,1) + 2c (м), де

L — довжина контуру, м;

S — площа контуру, м2;

a — крок укладання, м;

1,1 — збільшення розміру кроку на вигин (запас);

2c — довжина підвідних труб від колектора до контуру, м.

Важливо! Корисна площа приміщення враховує площу контуру з додаванням половини кроку труби.

Схема облаштування теплої водяної підлоги в бетонній стяжці

Опалювальний контур прокладають, відступивши 0,3 м від стін. Враховують відкриту площу підлоги, яка передає рівномірний потік випромінювання. Фахівці не рекомендують монтувати опалювальний контур в місцях розміщення меблів. Тривале статичне навантаження може стати причиною деформації труб.

При великій площі приміщення опалювальний контур розбивають на сектори. Основні правила зонування — співвідношення довжин сторін 1/2, обігрів площі одного сектора не більше 30 м2 і дотримання однакових довжини та діаметру для ланцюгів одного колектора.

Температура теплоносія в контурі теплої підлоги залежить від теплового навантаження, кроку укладання, діаметра труб, товщини стяжки і матеріалу підлогового покриття

Таблиця 2. Співвідношення довжин і діаметрів труб контуру:

Діаметр, ммМатериал трубыРекомендованная довжина контуру, м16металлопластик80 ÷ 10018сшитый полиэтилен80 ÷ 12020металлопластик120 ÷ 150

Діаметр і крок трубної розкладки залежить від теплового навантаження, призначення, розміру і геометрії кімнати. Зона поширення тепла пропорційна радіусу труби. Труба обігріває ділянку підлоги в кожну сторону від центру труби. Збалансований крок труб: Dy 16 мм — 0,16 м; 20 мм — 0,2 м; 26 мм — 0,26 м; 32 мм — 0,32 м.

Конструкція металопластикових труб для теплої водяної підлоги

У паспортних даних виробів вказують максимальну пропускну здатність труб, на підставі якої обчислюють лінійне зміна тиску. Оптимальне значення швидкості теплоносія в трубах водяного опалення 0,15 ÷ 1 м/с.

Таблиця 3. Залежність кроку від площі і навантаження сектора:

Діаметр, ммРасстояние по осях (крок труб), мОптимальная навантаження, Вт/м2Общая (або розбита на ділянки) корисна площа приміщення, м2160,1580 ÷ 18012200,2050 ÷ 8016260,2520320,30 менше 5024

Варіанти укладання труб: прості, або подвійні кутові петлі (змійки), спіралі (равлики). Для вузьких коридорів і приміщень неправильної форми використовують укладання змійкою. Великі площі розбивають на сектори. Допускається комбіноване укладання: у крайовій зоні труба викладається змійкою, в основній частині — равликом.

Варіанти укладання труб водяного теплої підлоги

По периметру, ближче до зовнішньої стіни і біля віконних отворів, проходить подача контуру. Крок укладання в крайових зонах може бути менше відстаней між трубами в центральній частині кімнати. Підключення посилень крайової зони необхідно для підвищення потужності теплового потоку.

Важливо! Загин труб на 90° в спіральної схемою підключення водяної теплої підлоги, знижує гідравлічний опір менше, в порівнянні з укладанням петлями (змійкою).

У розрахунках труб для водяної теплої підлоги використовують діаметри 16, 20, 26, 32 мм.

Укладання труб водяного теплої підлоги по спіральній схемі зменшує гідравлічний опір

Для систем теплих водяних підлог застосовують гофрований, нержавіючий сталевий, мідний, металопластиковий, зшитий поліетиленовий трубопровід. Гофрировать трубу для теплої підлоги стали відносно недавно для того, щоб полегшити монтаж конструкції і скоротити витрати на поворотні збільшення довжини.

Поліпропіленовий трубопровід володіє великим радіусом вигину, тому в системах теплих підлог застосовується рідко.

Гофрована труба з нержавіючої сталі для облаштування теплої підлоги

Підлогові покриття

Види фінішного підлогового покриття для теплих підлог: наливна поверхню, лінолеум, ламінат або паркет, кахель, керамічна і метлахская плитка, мармур, граніт, базальт і керамограніт.

Дерев’яного підлогового покриття протипоказана постійна вологість в приміщенні, тому його не використовують у ванних кімнатах з теплими підлогами.

Таблиця 4. Теплопровідність підлогових покриттів:

Тип материалаТолщина шару δ, мПлотность γ, кг/м3Коэффициент теплопровідності λ, Вт/(м °∁)Лінолеум утепленный0,00716000,29 кахельна Плитка, метлахская, керамическая0,0151800 ÷ 24001,05Ламинат0,0088500,1 Паркетна доска0,015 ÷ 0,0256800,15 Утеплювач (урса)0,182000,041 Цементно-піщана стяжка0,0218000,76 Залізобетонна плита0,225001,92

Пристрій теплої підлоги в бетонній стяжці з фінальним покриттям кахельною плиткою

Насосне обладнання в розрахунках теплої підлоги

Зниження температури теплоносія дозволяє досягти ефективної роботи циркуляційних насосів.

Нагрівальний контур теплої підлоги розташований горизонтальній площині і охоплює велику площу. Сила, яку циркуляційний насос надає потоку, витрачається на подолання лінійних і місцевих опорів. Розрахунок насоса для теплих підлог залежить від діаметра, шорсткості труби, фітингів та довжини контуру.

Схема підключення системи опалення з водяним теплою підлогою

Основний параметр розрахунку — продуктивність насоса в низконапорном контурі:

Н = (П×L + ΣК)/1000, (м), де

Н — напір циркуляційного насоса, м;

П — гідравлічна втрата на погонному метрі довжини (паспортні дані від виробника), паскаль/метр;

L — максимальна довжина труб у контурі, м;

K — коефіцієнт запасу потужності на місцеві опори.

К = К1 + К2 +К3, де

К1 — опір на перехідниках і трійниках, з’єднаннях (1,2);

К2 — опір на запірній арматурі (1,2);

К3 — опір на смесительном сайті в системі опалення (1,3).

Напірна характеристика циркуляційного насоса

Ступінь продуктивності, якою володіє циркуляційний насос, визначають за формулою:

G= Q/(1,16 ×∆t), (м3/год), де

Q — теплове навантаження опалювального контуру (Вт);

1,16 — питома теплоємність води (Втч/кгС);

∆t — знімання у системі (для низьконапірних контурів 5 ÷ 10°С).

Колекторний шафа з підключеною системою теплої підлоги

Таблиця 5. Залежність потужності агрегату від площі опалювальних приміщень (для гідравлічного розрахунку теплої підлоги):

Площа підлоги, м2Производительность циркуляційного насоса для теплої підлоги, м3/ч80 ÷ 1201,5120 ÷ 1602,0160 ÷ 2002,5200 ÷ 2403,0240 ÷ 2804,0

Корисна порада! Потужність агрегату складається із суми витрат всіх контурів. На випадок аномальних холодів необхідно передбачити запас продуктивності насоса 15 ÷ 20%.

Приклад схеми розводки теплої водяної підлоги за секторами

Розрахунок вартості теплих підлог

Газовий підлоговий котел і гідравлічний контур з’єднує колектор. Рівномірний потік теплоносія забезпечує автоматичне регулювання, за допомогою балансувальних і термостатичних вентилів. Зворотний клапан запобігає насосно-змішувальний блок.

Таблиця 6. Елементи комплектації теплої підлоги:

Назва позицииРазмер і одиниця измеренияЦена за одиницю товару (руб.)Гидроизоляциярулон (1,5×50 м)від 2000Демпферная лента25 моп 500Экранирующая теплоізоляція (пінополістирол)1100×800×38 мм769Труба16 ÷ 20 мм50 ÷ 80Бетонная стяжка:
цемент
сухі смеси50 кг
25 кг125
200Коллекторная група в сборе2 выхода4600Насосно-змішувальний вузол: термостатична головка балансувальний і термостатичний клапани, циркуляційний насоскомплектот 20000

Загальну вартість теплої підлоги визначає площу приміщення, комплектація обладнання, якість матеріалу і спосіб виробництва робіт. Пакетне формування теплої підлоги забезпечує сумісність елементів і ефективний прогрів в діапазонах температурного режиму. Заводська комплектація знижує вартість матеріалів в 1,5-2 рази.

Елементи комбінованої системи опалення

Господар будинку може зробити розрахунок водяних теплих підлог, своїми руками змонтувати систему, якщо володіє достатнім запасом знань теплотехніки, гідравліки, матеріалознавстві і досвідом виконання сантехнічних робіт. Маса позитивних прикладів з життя надихає. Однак, кожен повинен носити «свій портфель», власний будинок — не плацдарм для експериментів.

Артем Іванов 2017-09-25T10:23:04+00:00 Опалення| ОЦІНИТЕ
МАТЕРІАЛ Завантаження… ПОДІЛІТЬСЯ
У СОЦСЕТЯХFacebookTwitterOkGoogle+PinterestVk