Расчет тепла теплого пола для оптимизации системы отопления (видео)

Расчет тепла теплого пола: расчеты труб для водяного теплого пола (длина, диаметр, шаг)

Расчет теплого пола для оптимизации работы системы отопления

Расчет тепла теплого пола производят с учетом теплопотерь через ограждающие конструкции и полезной площади комнат. Ошибки в расчетах влияют на работу системы, увеличивают энергозатраты и расходы на содержание дома. Погрешности обусловлены применением укрупненных показателей. Эффективность утепления и герметичность конструкций (фундамент, несущие стены, перекрытия, кровля, стеклопакеты, входные двери) гарантирует экономный расход энергоресурсов в системе водяного теплого пола.

Назначение и расчет тепла теплого пола

Низконапорный нагревательный контур способен оптимизировать радиаторное отопление или обеспечить равноценный обогрев дома и снизить энергозатраты.

Нагревательный элемент и теплоноситель являются конструктивными особенностями, по которым различают водяной и электрический теплые полы. Рассчитать мощность электрического теплого пола можно с помощью онлайн-калькуляторов, которые размещаются на профильных сервисах в интернете. В этой статье мы более подробно рассмотрим назначение и расчет мощности водяных теплых полов.

Рекомендованная удельная мощность водяного теплого пола на единицу площади:

Конструктивные особенности жилого дома Мощность теплого пола, Вт/м² (мин/макс)
Дополнительное (комфортное) отопление
Год постройки здания — до 1996, климатический регион — европейская часть России 80/120
Год постройки здания — после 1996 (улучшенное наружное утепление, теплоизоляция подвала и кровли, стеклопакет), климатический регион — европейская часть России 50/80
В помещениях с деревянными полами (черновой пол и чистовой настил) 80/80
Лоджии (балконы), в которых предусмотрено двойное остекление и утепление 140/180
Основной обогрев дома
Кухни, жилые комнаты первого и второго этажа (не менее 3/4 отапливаемой площади) 150/∞

Тепло Q (Вт), которое вырабатывает 1 квадратный метр низконапорного водяного контура, составляет суммарный поток лучистой (≈ 4,9 Вт/м²) и конвективной (≈ 6,1 Вт/м²) энергии:

Q =

αл и αк — лучистый и конвективный потоки энергии, Вт/м²;

tпола — температура напольного покрытия, °C;

tок — температура стен и потолка, °C;

tвоздуха — температура в помещении, °C;

S — полезная площадь контура, м².

Схема 1. Расчет теплого водяного пола.

Пояснение к схемам 1 и 2 расчета теплого пола:

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

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

Обустройство стяжки для водяного теплого пола.

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

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

Температура теплоносителя

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

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

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

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

Основания теплого пола

Тип перекрытия влияет на материалы и выбор толщины слоев над и под трубой. Основа для теплых полов — цементные стяжки и настильные системы из полистирола или деревянных межтрубных досок. Алюминиевый профиль в реечных модулях служит как изоляция дерева от прямого контакта с нагревательным элементом и для крепежа труб.

Разводку труб контура на бетонных плитах перекрытия устраивают в теле бетонной стяжки. Объем материала и монтажные расчеты теплых полов определяют после предварительной разметки поверхности (гидравлическим или лазерным уровнем). План раскладки выполняют на бумаге (масштаб 1:50). От точности, с которой проводится вычисление, зависит расход материала и скорость выполнения работ.

В настильном варианте монтажа теплого пола в модульных плитах предусмотрены пазы для прокладки труб водяного пола.

Очищенную и обработанную полимерной грунтовкой поверхность, заблаговременно выравнивают, по грунтам и первым этажам делают гидроизоляцию. Оклеивают стены по периметру демпферной лентой на высоту, которая уйдет под стяжку (с небольшим запасом). Теплоизоляционный материал с фольгированным основанием экранирует удельный тепловой поток вверх в заданном направлении. Теплопотеря через фольгу не превышает 5%.

Арматуру укладывают поверх утеплителя, каркас придает жесткость стяжке и позволяет достигнуть правильной фиксации шага. Трубный контур выкладывают, крепят, испытывают контур под давлением и заливают раствором стяжки.

Теплый водяной пол смонтирован с использованием специальных матов.

Облегченные модульные системы применяют для деревянных конструкций (черновой пол или лаги), которые не обладают способностью к высоким статическим нагрузкам.

Расчеты труб для водяного теплого пола (длина, диаметр, шаг и способы укладки и трубы)

Ограниченная длина низконапорного отопительного контура связана эффектом «замкнутой петли», при котором потеря давления превышает 20 кПа (0,2 бара). Увеличение мощности насоса, в данном случае не выход — сопротивление будет возрастать пропорционально увеличению давления.

Теплые водяные полы лучше обустраивать в помещениях, где проживают постоянно, а не пользуются время от времени.

Расчетная длина труб для теплого пола определяется по формуле:

L = (S/a×1,1) + 2c, (м), где

L — длина контура, м;

S — площадь, контура, м²;

a — шаг укладки, м;

1,1 — увеличение размера шага на изгиб (запас);

2c — длина подводящих труб от коллектора до контура, м.

Обогревательный контур прокладывают, отступив 0,3 м от стен. Учитывают открытую площадь пола, которая передает равномерный поток излучения. Специалисты не рекомендуют монтировать отопительный контур в местах расстановки мебели. Длительная статическая нагрузка может стать причиной деформации труб.

Читайте также:
Полезные статьи о декоративной штукатурке

При большой площади помещения отопительный контур разбивают на сектора. Основные правила зонирования — соотношение длин сторон 1/2, обогрев площади одного сектора не более 30 м² и соблюдение одинаковых длины и диаметра для цепей одного коллектора.

Температура теплоносителя в контуре теплого пола зависит от тепловой нагрузки, шага укладки, диаметра труб, толщины стяжки и материала напольного покрытия.

Соотношение длин и диаметров труб контура:

Диаметр, мм Материал трубы Рекомендованная длина контура, м
16 металлопластик 80 ÷ 100
18 сшитый полиэтилен 80 ÷ 120
20 металлопластик 120 ÷ 150

Диаметр и шаг трубной раскладки зависит от тепловой нагрузки, назначения, размера и геометрии комнаты. Зона распространения тепла пропорциональна радиусу трубы. Труба обогревает участок пола в каждую сторону от центра трубы. Сбалансированный шаг труб: Dy 16 мм — 0,16 м; 20 мм — 0,2 м; 26 мм — 0,26 м; 32 мм — 0,32 м.

Конструкция металлопластиковых труб для теплого водяного пола.

В паспортных данных изделий указывают максимальную пропускную способность труб, на основании которой вычисляют линейное изменение давления. Оптимальное значение скорости теплоносителя в трубах водяного отопления 0,15 ÷ 1 м/с.

Зависимость шага от площади и нагрузки сектора:

Диаметр, мм Расстояние по осям (шаг труб), м Оптимальная нагрузка, Вт/м² Общая (или разбитая на участки) полезная площадь помещения, м²
16 0,15 80 ÷ 180 12
20 0,20 50 ÷ 80 16
26 0,25 20
32 0,30 меньше 50 24

Варианты укладки труб: простые, угловые или двойные петли (змейки), спирали (улитки). Для узких коридоров и помещений неправильной формы используют укладку змейкой. Большие площади разбивают на сектора. Допускается комбинированная укладка: в краевой зоне труба выкладывается змейкой, в основной части — улиткой.

По периметру, ближе к наружной стене и возле оконных проемов, проходит подача контура. Шаг укладки в краевых зонах может быть меньше расстояний между трубами в центральной части комнаты. Подключение усилений краевой зоны необходимо для повышения мощности теплового потока.

В расчетах труб для водяного теплого пола используют диаметры 16, 20, 26, 32 мм.

Укладка труб водяного теплого пола по спиральной схеме снижает гидравлическое сопротивление.

Для систем теплых водяных полов применяют гофрированный, нержавеющий стальной, медный, металлопластиковый, сшитый полиэтиленовый трубопровод. Гофрировать трубу для теплых полов стали относительно недавно для того, чтобы облегчить монтаж конструкции и сократить расход на поворотные увеличения длины.

Полипропиленовый трубопровод обладает большим радиусом изгиба, поэтому в системах теплых полов применяется редко.

Гофрированная труба из нержавеющей стали для обустройства водяного теплого пола.

Напольные покрытия

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

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

Теплопроводность напольных покрытий:

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

Насосное оборудование в расчетах теплого пола

Снижение температуры теплоносителя позволяет достигнуть эффективной работы циркуляционных насосов.

Нагревательный контур теплых полов расположен горизонтальной плоскости и охватывает большую площадь. Сила, которую циркуляционный насос придает потоку, расходуется на преодоление линейных и местных сопротивлений. Расчет насоса для теплых полов зависит от диаметра, шероховатости трубы, фитингов и длины контура.

Схема подключения системы отопления с теплым водяным полом.

Основной параметр расчета — производительность насоса в низконапорном контуре:

Н = (П×L + ΣК)/1000, (м), где

Н — напор циркуляционного насоса, м;

П — гидравлическая потеря на погонном метре длины (паспортные данные от производителя), паскаль/метр;

L — максимальная протяженность труб в контуре, м;

K — коэффициент запаса мощности на местные сопротивления.

К = К1 + К2 +К3, где

К1 — сопротивление на переходниках и тройниках, соединениях (1,2);

К2 — сопротивление на запорной арматуре (1,2);

К3 — сопротивление на смесительном узле в системе отопления (1,3).

Напорная характеристика циркуляционного насоса.

Степень производительности, которой обладает циркуляционный насос, определяют по формуле:

G= Q/(1,16 ×∆t), (м³/час), где

Q — тепловая нагрузка отопительного контура (Вт);

1,16 — удельная теплоемкость воды (Втч/кгС);

∆t — теплосъем в системе (для низконапорных контуров 5 ÷ 10°С).

Коллекторный шкаф с подключенной системой теплого пола.

Зависимость мощности агрегата от площади отапливаемых помещений (для гидравлического расчета теплого пола):

Площадь пола, м² Производительность циркуляционного насоса для теплого пола, м³/ч
80 ÷ 120 1,5
120 ÷ 160 2,0
160 ÷ 200 2,5
200 ÷ 240 3,0
240 ÷ 280 4,0

Расчет стоимости теплых полов

Газовый котел и напольный гидравлический контур соединяет коллектор. Равномерный поток теплоносителя обеспечивает автоматическая регулировка, с помощью балансировочных и термостатических вентилей. Обратный клапан предохраняет насосно-смесительный блок.

Элементы комплектации теплого пола:

Название позиции Размер и единица измерения Цена за единицу товара (руб.)
Гидроизоляция рулон (1,5×50 м) от 2000
Демпферная лента 25 м от 500
Экранирующая теплоизоляция (пенополистирол) 1100×800×38 мм 769
Труба 16 ÷ 20 мм 50 ÷ 80
Бетонная стяжка:
цемент
сухие смеси
50 кг
25 кг
125
200
Коллекторная группа в сборе 2 выхода 4600
Насосно-смесительный узел: термостатическая головка балансировочный и термостатический клапаны, циркуляционный насос комплект от 20000

Общую стоимость теплого пола определяет площадь помещения, комплектация оборудования, качество материала и способ производства работ. Пакетное формирование теплого пола обеспечивает совместимость элементов и эффективный прогрев в диапазонах температурного режима. Заводская комплектация снижает стоимость материалов в 1,5-2 раза.

Элементы комбинированной системы отопления.

Хозяин дома может сделать расчет водяных теплых полов, своими руками смонтировать систему, если обладает достаточным запасом знаний в теплотехнике, гидравлике, материаловедении и опытом выполнения сантехнических работ. Масса положительных примеров из жизни вдохновляет. Однако, каждый должен носить «свой портфель», собственный дом — не плацдарм для экспериментов.

Читайте также:
Подключение гараж к электросети: какой автомат, кабель и счетчик выбрать

Видео: расчет теплоотдачи теплого пола, методика + программа

Расчет теплого водяного пола

Автор: 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, мм Расход трубы на 1 м2, м п.
100 10
150 6,7
200 5
250 4
300 3,4

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)

Понравилась статья?
Сохраните, чтобы не потерять или поделитесь с друзьями!

Расчет тепла теплого пола для оптимизации работы системы отопления

Расчет тепла теплого пола производят с учетом теплопотерь через ограждающие конструкции и полезной площади комнат. Ошибки в расчетах влияют на работу системы, увеличивают энергозатраты и расходы на содержание дома. Погрешности обусловлены применением укрупненных показателей. Эффективность утепления и герметичность конструкций (фундамент, несущие стены, перекрытия, кровля, стеклопакеты, входные двери) гарантирует экономный расход энергоресурсов в системе водяного теплого пола.

Скрупулезный расчет проекта теплого пола повышает энергоэффективность всей системы отопления и снижает затраты на её обслуживание

Назначение и расчет тепла теплого пола

Низконапорный нагревательный контур способен оптимизировать радиаторное отопление или обеспечить равноценный обогрев дома и снизить энергозатраты.

Нагревательный элемент и теплоноситель являются конструктивными особенностями, по которым различают водяной и электрический теплые полы. Рассчитать мощность электрического теплого пола можно с помощью онлайн-калькуляторов, которые размещаются на профильных сервисах в интернете. В этой статье мы более подробно рассмотрим назначение и расчет мощности водяных теплых полов.

Таблица 1. Рекомендованная удельная мощность водяного теплого пола на единицу площади:

Конструктивные особенности жилого дома Мощность теплого пола, Вт/м? (мин/макс)
Дополнительное (комфортное) отопление
Год постройки здания — до 1996, климатический регион — европейская часть России 80/120
Год постройки здания — после 1996 (улучшенное наружное утепление, теплоизоляция подвала и кровли, стеклопакет), климатический регион — европейская часть России 50/80
В помещениях с деревянными полами (черновой пол и чистовой настил) 80/80
Лоджии (балконы), в которых предусмотрено двойное остекление и утепление 140/180
Основной обогрев дома
Кухни, жилые комнаты первого и второго этажа (не менее 3/4 отапливаемой площади) 150/?

Теплоотдача системы отопления с использованием радиаторов и теплого пола

Тепло Q (Вт), которое вырабатывает 1 квадратный метр низконапорного водяного контура, составляет суммарный поток лучистой (? 4,9 Вт/м?) и конвективной (? 6,1 Вт/м?) энергии:

Q =

[ ?л?(tпола ? tок) + ?к?(tпола ? tвоздуха) ]? S, (Вт), где

?л и ?к — лучистый и конвективный потоки энергии, Вт/м?;

tпола — температура напольного покрытия, °C;

tок — температура стен и потолка, °C;

tвоздуха — температура в помещении, °C;

S — полезная площадь контура, м?.

Схема 1. Расчет теплого водяного пола

Пояснение к схемам 1 и 2 расчета теплого пола:

Схема 2. Устройство стяжки в системе водяного теплого пола

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

Q = (?л + ?к) ? S ?(tпола ? tвоздуха), (Вт);

tпола = Q/[(?л + ?к) ? S] + tвоздуха, (°C);

при S = 1м?, tпола = Q/(?л + ?к) + tвоздуха, (°C).

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

?t = tпола ? tвоздуха =1°C;

Q =(?л + ?к) ? S??t = (4,9 + 6,1) ? 1? 1 = 11 (Вт).

Обустройство стяжки для водяного теплого пола

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

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

Температура теплоносителя

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

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

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

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

Основания теплого пола

Тип перекрытия влияет на материалы и выбор толщины слоев над и под трубой. Основа для теплых полов — цементные стяжки и настильные системы из полистирола или деревянных межтрубных досок. Алюминиевый профиль в реечных модулях служит как изоляция дерева от прямого контакта с нагревательным элементом и для крепежа труб.

Разводку труб контура на бетонных плитах перекрытия устраивают в теле бетонной стяжки. Объем материала и монтажные расчеты теплых полов определяют после предварительной разметки поверхности (гидравлическим или лазерным уровнем). План раскладки выполняют на бумаге (масштаб 1:50). От точности, с которой проводится вычисление, зависит расход материала и скорость выполнения работ.

В настильном варианте монтажа теплого пола в модульных плитах предусмотрены пазы для прокладки труб водяного пола

Очищенную и обработанную полимерной грунтовкой поверхность, заблаговременно выравнивают, по грунтам и первым этажам делают гидроизоляцию. Оклеивают стены по периметру демпферной лентой на высоту, которая уйдет под стяжку (с небольшим запасом). Теплоизоляционный материал с фольгированным основанием экранирует удельный тепловой поток вверх в заданном направлении. Теплопотеря через фольгу не превышает 5%.

Арматуру укладывают поверх утеплителя, каркас придает жесткость стяжке и позволяет достигнуть правильной фиксации шага. Трубный контур выкладывают, крепят, испытывают контур под давлением и заливают раствором стяжки.

Теплый водяной пол смонтирован с использованием специальных матов

Облегченные модульные системы применяют для деревянных конструкций (черновой пол или лаги), которые не обладают способностью к высоким статическим нагрузкам.

Расчеты труб для водяного теплого пола (длина, диаметр, шаг и способы укладки и трубы)

Ограниченная длина низконапорного отопительного контура связана эффектом «замкнутой петли», при котором потеря давления превышает 20 кПа (0,2 бара). Увеличение мощности насоса, в данном случае не выход — сопротивление будет возрастать пропорционально увеличению давления.

Теплые водяные полы лучше обустраивать в помещениях, где проживают постоянно, а не пользуются время от времени

Расчетная длина труб для теплого пола определяется по формуле:

L = (S/a?1,1) + 2c, (м), где

L — длина контура, м;

S — площадь, контура, м?;

a — шаг укладки, м;

1,1 — увеличение размера шага на изгиб (запас);

2c — длина подводящих труб от коллектора до контура, м.

Схема обустройства теплого водяного пола в бетонной стяжке

Обогревательный контур прокладывают, отступив 0,3 м от стен. Учитывают открытую площадь пола, которая передает равномерный поток излучения. Специалисты не рекомендуют монтировать отопительный контур в местах расстановки мебели. Длительная статическая нагрузка может стать причиной деформации труб.

При большой площади помещения отопительный контур разбивают на сектора. Основные правила зонирования — соотношение длин сторон 1/2, обогрев площади одного сектора не более 30 м? и соблюдение одинаковых длины и диаметра для цепей одного коллектора.

Температура теплоносителя в контуре теплого пола зависит от тепловой нагрузки, шага укладки, диаметра труб, толщины стяжки и материала напольного покрытия

Таблица 2. Соотношение длин и диаметров труб контура:

Диаметр, мм Материал трубы Рекомендованная длина контура, м
16 металлопластик 80 ? 100
18 сшитый полиэтилен 80 ? 120
20 металлопластик 120 ? 150

Диаметр и шаг трубной раскладки зависит от тепловой нагрузки, назначения, размера и геометрии комнаты. Зона распространения тепла пропорциональна радиусу трубы. Труба обогревает участок пола в каждую сторону от центра трубы. Сбалансированный шаг труб: Dy 16 мм — 0,16 м; 20 мм — 0,2 м; 26 мм — 0,26 м; 32 мм — 0,32 м.

Конструкция металлопластиковых труб для теплого водяного пола

В паспортных данных изделий указывают максимальную пропускную способность труб, на основании которой вычисляют линейное изменение давления. Оптимальное значение скорости теплоносителя в трубах водяного отопления 0,15 ? 1 м/с.

Таблица 3. Зависимость шага от площади и нагрузки сектора:

Диаметр, мм Расстояние по осям (шаг труб), м Оптимальная нагрузка, Вт/м? Общая (или разбитая на участки) полезная площадь помещения, м?
16 0,15 80 ? 180 12
20 0,20 50 ? 80 16
26 0,25 20
32 0,30 меньше 50 24

Варианты укладки труб: простые, угловые или двойные петли (змейки), спирали (улитки). Для узких коридоров и помещений неправильной формы используют укладку змейкой. Большие площади разбивают на сектора. Допускается комбинированная укладка: в краевой зоне труба выкладывается змейкой, в основной части — улиткой.

Варианты укладки труб водяного теплого пола

По периметру, ближе к наружной стене и возле оконных проемов, проходит подача контура. Шаг укладки в краевых зонах может быть меньше расстояний между трубами в центральной части комнаты. Подключение усилений краевой зоны необходимо для повышения мощности теплового потока.

В расчетах труб для водяного теплого пола используют диаметры 16, 20, 26, 32 мм.

Укладка труб водяного теплого пола по спиральной схеме снижает гидравлическое сопротивление

Для систем теплых водяных полов применяют гофрированный, нержавеющий стальной, медный, металлопластиковый, сшитый полиэтиленовый трубопровод. Гофрировать трубу для теплых полов стали относительно недавно для того, чтобы облегчить монтаж конструкции и сократить расход на поворотные увеличения длины.

Полипропиленовый трубопровод обладает большим радиусом изгиба, поэтому в системах теплых полов применяется редко.

Гофрированная труба из нержавеющей стали для обустройства водяного теплого пола

Напольные покрытия

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

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

Таблица 4. Теплопроводность напольных покрытий:

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

Теплый водяной пол в бетонной стяжке с финальным покрытием кафельной плиткой

Насосное оборудование в расчетах теплого пола

Снижение температуры теплоносителя позволяет достигнуть эффективной работы циркуляционных насосов.

Нагревательный контур теплых полов расположен горизонтальной плоскости и охватывает большую площадь. Сила, которую циркуляционный насос придает потоку, расходуется на преодоление линейных и местных сопротивлений. Расчет насоса для теплых полов зависит от диаметра, шероховатости трубы, фитингов и длины контура.

Схема подключения системы отопления с теплым водяным полом

Основной параметр расчета — производительность насоса в низконапорном контуре:

Н = (П?L + ?К)/1000, (м), где

Н — напор циркуляционного насоса, м;

П — гидравлическая потеря на погонном метре длины (паспортные данные от производителя), паскаль/метр;

L — максимальная протяженность труб в контуре, м;

K — коэффициент запаса мощности на местные сопротивления.

К = К1 + К2 +К3, где

К1 — сопротивление на переходниках и тройниках, соединениях (1,2);

К2 — сопротивление на запорной арматуре (1,2);

К3 — сопротивление на смесительном узле в системе отопления (1,3).

Напорная характеристика циркуляционного насоса

Степень производительности, которой обладает циркуляционный насос, определяют по формуле:

G= Q/(1,16 ??t), (м?/час), где

Q — тепловая нагрузка отопительного контура (Вт);

1,16 — удельная теплоемкость воды (Втч/кгС);

?t — теплосъем в системе (для низконапорных контуров 5 ? 10°С).

Коллекторный шкаф с подключенной системой теплого пола

Таблица 5. Зависимость мощности агрегата от площади отапливаемых помещений (для гидравлического расчета теплого пола):

Площадь пола, м? Производительность циркуляционного насоса для теплого пола, м?/ч
80 ? 120 1,5
120 ? 160 2,0
160 ? 200 2,5
200 ? 240 3,0
240 ? 280 4,0

Пример схемы разводки теплого водяного пола по секторам

Расчет стоимости теплых полов

Газовый котел и напольный гидравлический контур соединяет коллектор. Равномерный поток теплоносителя обеспечивает автоматическая регулировка, с помощью балансировочных и термостатических вентилей. Обратный клапан предохраняет насосно-смесительный блок.

Таблица 6. Элементы комплектации теплого пола:

Название позиции Размер и единица измерения Цена за единицу товара (руб.)
Гидроизоляция рулон (1,5?50 м) от 2000
Демпферная лента 25 м от 500
Экранирующая теплоизоляция (пенополистирол) 1100?800?38 мм 769
Труба 16 ? 20 мм 50 ? 80
Бетонная стяжка:
цемент
сухие смеси
50 кг
25 кг
125
200
Коллекторная группа в сборе 2 выхода 4600
Насосно-смесительный узел: термостатическая головка балансировочный и термостатический клапаны, циркуляционный насос комплект от 20000

Общую стоимость теплого пола определяет площадь помещения, комплектация оборудования, качество материала и способ производства работ. Пакетное формирование теплого пола обеспечивает совместимость элементов и эффективный прогрев в диапазонах температурного режима. Заводская комплектация снижает стоимость материалов в 1,5-2 раза.

Элементы комбинированной системы отопления

Хозяин дома может сделать расчет водяных теплых полов, своими руками смонтировать систему, если обладает достаточным запасом знаний в теплотехнике, гидравлике, материаловедении и опытом выполнения сантехнических работ. Масса положительных примеров из жизни вдохновляет. Однако, каждый должен носить «свой портфель», собственный дом — не плацдарм для экспериментов.

Расчет теплого пола – эффективное противостояние холоду

Центральное отопление, как уже давно доказано, прогревает помещения недостаточно хорошо, на удалении от радиаторов температура оказывается низкой, из-за чего расчет теплого пола выглядит более практичным решением.

На чем строится расчет теплого пола?

Новый дом почти готов (не важно, многоквартирный или частный), а значит, скоро играть новоселье. Однако если зайти в незаконченные помещения, чувствуется, как от стен и пола исходит холод, и даже древесина, пока она сырая, не торопится порадовать свойственным ей теплом. Если заранее не позаботиться об эффективном отоплении, даже после того, как будут вставлены рамы, настелены полы и наклеены обои, в комнатах будет промозгло и неуютно, а зимой еще и холодно. А значит, самое время задуматься об источнике тепла. Центральное отопление обогревает лишь отдельные участки комнат, температура в которых из-за этого неравномерна. Поэтому, возможно, кому-то нелишним покажется расчет теплого пола.

Калькулятор тёплого пола

Существует несколько видов таких обогревательных систем: водяные, электрические кабельные и инфракрасные на основе сверхтонких пленок, также работающие от электроэнергии. Тот или иной вариант устанавливается в зависимости от того, какого рода у вас жилье. В квартире теплый пол используется в качестве основного источника отопления крайне редко, чаще данная система монтируется для повышения уюта в отдельных помещениях. Кухня, ванная комната, лоджия – в этих местах дополнительный обогрев обеспечивает комфорт. Вычисление электрического теплого пола делается для свободных от мебели участков, поскольку на него нежелательна постоянная нагрузка, грозящая кабелям перегревом. Для совсем маленьких локальных площадей, например, только перед душевой кабиной или под письменным столом, идеально подходит инфракрасная пленка.

К водяному отоплению лучше всего привязывать теплый пол в частном доме, если вы хотите отказаться от радиаторов. С этого варианта и начнем. Площадь помещения вам известна, на меблировку не обращаем внимания. Металлопластиковую трубу можно брать от 16 до 20 миллиметров диаметром, в зависимости от того, какой длины будет контур, и какой мощности вы хотите купить насос. О зависимости напора воды от количества витков трубы мы поговорим далее, пока же сообщим один нюанс, который многими выясняется на опыте. Чем длиннее труба, тем больше в ней сопротивление подающемуся от насоса напору, это так называемые потери давления. Оптимальна длина контура – 80 метров для диаметра 16 миллиметров и 100 для диаметра 20, но в идеале, во избежание больших потерь, должно быть 65 и 75 метров соответственно.

Как рассчитать теплый пол правильно?

Задача – обеспечить качественный водяной обогрев гостиной. Казалось бы, проложенные в толще пола трубы с такой задачей не справятся, и это верно, но только в том случае, если протягивать единый контур на все помещение. Если оно очень большое, лучше разбить комнату на 4 части и в каждой сформировать отдельные витки, объединив на входе с помощью коллекторной распределительной системы. Тем самым мы снимаем нагрузку на каждый контур, делая сопротивление воды незначительным. Остается только определить, какую номинальную мощность должен иметь насос, чтобы получился качественный обогрев.

Возможны две схемы подключения к компрессору контура и котла – параллельная и последовательная. В первом случае от насоса поток под давлением идет одновременно и на котел, и на витки, проложенные в цементной стяжке. Логично, что мощность дробится, на замкнутую циркуляцию воды через котел и на подачу ее к контуру. Намного эффективнее последовательное подключение, когда весь нагретый поток под давлением от котла подается на теплый пол. Насос необходим циркуляционный, выдающий расход 2.5 м 2 в час, напор при этом необходим порядка 6 метров (на такую высоту компрессор способен поднять столб воды). Однако, как уже было сказано, при неправильном планировании контура мощность может оказаться значительно ниже из-за сопротивления. Поэтому старайтесь придерживаться приведенных выше параметров соотношения диаметра трубы и ее длины.

Перед тем, как рассчитать теплый пол, измерьте отведенную под него площадь, соблюдая дистанцию от стен в пределах 25 сантиметров. Шаг между витками должен быть не менее 20 сантиметров, в результате на 1 квадрат ляжет труба общей длиной 5 погонных метров.

Также не рекомендуется делать шаг слишком большим, предел – 30 сантиметров, превышение этого значения приведет к тому, что в стяжке между витками появится перепад температур до 4 °С. Чтобы контур укладывать ровно, расчерчиваем помещение продольными и поперечными линиями (должно быть четное количество) с требуемым отступом от стен, для начала эту операцию лучше проделать с планом комнаты. Витки двух отдельных контуров могут лежать на разных участках пола, разделенные демпферной лентой, или располагаться на одной площади, чередованием петель. В последнем случае шаг между трубами одного контура удваивается, чтобы в промежутках легли витки второго.

Калькулятор теплого пола с электропитанием

Вернемся к кабельному варианту. Здесь не должно быть даже мельчайших ошибок, поскольку в отношении водяной системы они грозят лишь небольшой утечкой, которую можно устранить до укладки стяжки, а вот с электричеством шутки плохи. Сравним достоинства и недостатки первого и второго. К положительным сторонам водяного контура можно отнести следующие:

  • Отсутствие каких-либо источников тепла в зоне видимости;
  • Отопление обширных помещений при небольших затратах средств;
  • Большая экономия при установке;
  • Долговечность службы системы;
  • Высокий КПД при правильном выполнении монтажа.

Есть и оборотная сторона медали:

  • Вероятность протечки и трудности при ее обнаружении;
  • Сложность осуществления монтажа без навыков;
  • В квартире падение давления в общем стояке и охлаждение отопительной системы у соседей;
  • Сложность регулировки температурного режима;
  • Сложность получения разрешения на монтаж в соответствующих инстанциях.

Что касается электрических вариантов, будь то проложенный кабель или инфракрасная пленка, здесь тоже не обошлось без своих плюсов и минусов. Так, например, список достоинств:

  • Отсутствие в зоне видимости источников тепла;
  • Легкость регулировки температурного режима;
  • Относительная простота монтажа без специальных технических средств (для инфракрасной пленки);
  • Прогрев всего помещения без потерь тепла;
  • Простота обнаружения повреждений.

Из недостатков электрических систем можно назвать такие:

  • Большие расходы для поддержки работоспособности теплого пола;
  • Наличие электромагнитных полей вокруг обогревающих контуров.

Выбор сделан в пользу обогревательной системы, являющейся потребителем тока. По стоимости кабельный вариант намного дешевле матов с инфракрасными проводниками. Однако выполнение монтажа первого типа требует заливки цементной стяжки толщиной порядка 5 сантиметров, в то время как сверхтонкая пленка скрывается под трехмиллиметровым слоем плиточного клея, на который укладывается облицовка. Разметка на полу выполняется почти одинаково, в том смысле, что необходимо взять план комнаты, заранее распределить на нем тяжелую мебель и только потом чертить схему расположения нагревательных контуров.

Для домов с деревянными полами, из-за низкой теплопроводности древесины, лучше укладывать сверхтонкую пленку поверх теплоотражающего покрытия, настелив сверху фанеру, ковролан, линолеум или просто ковер. Если вы решили укладывать кабель, нужно покупать специальный, излучающий тепло при пропускании через него тока, причем обязательно экранированный. Монтаж можно выполнять только при наличии заземления и устройства защитного отключения в электрическом щитке.

Шаг между витками допускается в пределах 5-15 сантиметров, с учетом удаления от стен на 20 сантиметров, а длина кабеля в комплекте обычно уже бывает отмерена под определенную площадь. Ориентироваться лучше по мощности системы P, исходя из того, что на квадратный метр необходимо 120 Вт для комфортного дополнительного обогрева и 140 – для основного. Калькулятор теплого пола выглядит следующим образом: P . S . 1.2, здесь последняя цифра – коэффициент запаса. Допустим, если площадь помещения S равна 9 квадратным метрам, то мощность системы для основного обогрева будет 140 . 9 . 1.2 = 1.5 кВт (округляем в меньшую сторону).

Расчёт тёплого пола по потерям тепла, определение метража труб и других данных

Отправим материал на почту

  • Что потребуется для расчёта
  • Основные расчёты
  • Расчёт теплопотерь
  • Подбор насоса и коллектора
  • Расчёт длины труб и числа контуров
  • Заключение
  • 4 комнаты
  • 2 санузла
  • 222.9² Общая площадь
  • 13 x 11м Площадь застройки

  • 7 комнат
  • 2 санузла
  • 272.4² Общая площадь

  • 3 комнаты
  • 2 санузла
  • 144² Общая площадь
  • 8 x 9м Площадь застройки

  • 4 комнаты
  • 1 санузел
  • 150² Общая площадь
  • 13 x 12м Площадь застройки

  • 4 комнаты
  • 2 санузла
  • 230² Общая площадь
  • 12 x 12м Площадь застройки

  • 4 комнаты
  • 2 санузла
  • 151² Общая площадь
  • 11 x 8м Площадь застройки

  • 5 комнат
  • 4 санузла
  • 294.4² Общая площадь
  • 14 x 24м Площадь застройки

  • 5 комнат
  • 2 санузла
  • 146.4² Общая площадь

  • 4 комнаты
  • 2 санузла
  • 197² Общая площадь
  • 13 x 9м Площадь застройки

  • 4 комнаты
  • 2 санузла
  • 184.59² Общая площадь

  • 4 комнаты
  • 2 санузла
  • 158² Общая площадь
  • 7 x 11м Площадь застройки

  • 5 комнат
  • 2 санузла
  • 156.9² Общая площадь

  • 4 комнаты
  • 2 санузла
  • 117² Общая площадь

  • 5 комнат
  • 3 санузла
  • 193.3² Общая площадь

  • 5 комнат
  • 2 санузла
  • 158.6² Общая площадь
  • 14 x 10м Площадь застройки

  • 9 комнат
  • 5 санузлов
  • 292.7² Общая площадь

  • 3 комнаты
  • 2 санузла
  • 166.3² Общая площадь
  • 15 x 12м Площадь застройки

  • 5 комнат
  • 3 санузла
  • 151.1² Общая площадь

  • 5 комнат
  • 2 санузла
  • 167² Общая площадь
  • 17 x 11м Площадь застройки

  • 6 комнат
  • 2 санузла
  • 212² Общая площадь
  • 12 x 11м Площадь застройки

Водяной тёплый пол в последние годы все чаще выбирают в качестве альтернативы радиаторам отопления. Таким образом, решаются основные проблемы частных домов – холодные полы и скопление тёплого воздуха под потолком. Но, чтобы система функционировала нормально и перекрывала все теплопотери, необходим профессиональный расчёт тёплого пола на этапе его проектирования. Он достаточно сложен и лучше, чтобы выполняли его специалисты. Но при желании это можно сделать и самостоятельно.

Что потребуется для расчёта

Чтобы в доме было тепло, система отопления должна возмещать все потери тепла через ограждающие конструкции, окна и двери, вентиляционную систему. Поэтому основные параметры, которые потребуются для расчётов, это:

  • размеры дома;
  • материалы стен и потолка;
  • размеры, количество и конструкции окон и дверей;
  • мощность вентиляции (объем воздухообмена) и т.п.

Также нужно учитывать особенности климата в регионе (минимальную зимнюю температуру) и желаемую температуру воздуха в каждой комнате.

Эти данные позволят рассчитать необходимую тепловую мощность системы, которая является основным параметром для определения мощности насоса, температуры теплоносителя, длины и сечения труб и т.д.

Поможет выполнить теплотехнический расчёт трубы для тёплого пола калькулятор, размещённый на сайтах многих строительных компаний, оказывающих услуги по его монтажу.

Обратите внимание! Если водяной тёплый пол будет использоваться как дополнительный, а не основной источник тепла, полученные значения мощности уменьшают до определённой доли.

Основные расчёты

Выполнить расчёт трубы для тёплого пола, выбрать насос и коллектор для системы отопления коттеджа поможет определение требуемой мощности системы.

Расчёт теплопотерь

Требуемая мощность тепловых контуров (М) зависит от потерь тепла (Q) и определяется по формуле:

М = Q×1,2

Тепло уходит через наружные стены, перекрытия, окна.

На заметку! Так как в нашем случае пол будет отапливаться, теплопотери через него не учитываются.

Чтобы определить потери, нужно знать значения термических сопротивлений (R) всех конструкций. Вычислить их легко, если разделить толщину стены или другой конструкции на коэффициент теплопроводности, свой для каждого материала. Он находится по таблице:

Материалы Коэффициент теплопроводности, Вт/(м°*С)
Железобетон 1,7
Силикатный кирпич 0,7
Керамический кирпич 0,44
Газобетон и пенобетон 0,26
Керамзитобетон 0,4
Дерево 0,18
Минеральная вата 0,055
Пенополистирол 0,038

Например, если дом построен из бруса толщиной 20 см, то термическое сопротивление наружных стен вычисляется так:

0,2/0,18 = 1,11 м²°С/Вт

Если стены утеплены минеральной ватой, расчёт нужно выполнить и для неё, и для материала фасадной отделки. Сложность расчётов заключается ещё и в том, что потери тепла считаются индивидуально для каждой конструкции: из площади стен вычитают площадь проёмов, определяют тепловое сопротивление стеклопакетов и оконных профилей, учитывают мощность, необходимую для нагрева воздуха, поступающего внутрь через вентканалы и т.д.

Именно поэтому правильнее будет довериться специалистам. Но особо экономные и располагающие временем домовладельцы могут воспользоваться следующей формулой:

Q = 1/R х (Тв – Тн) х S,

где S – это площадь конструкции, а Тв и Тн – температура внутри помещения и снаружи (минимальная).

Покажем на примере, как рассчитать тёплый пол. Допустим, что площадь внешних стен в комнате нашего дома из бруса 50 м², минимальная зимняя температура на улице -30°, а внутри должна быть +24°. Тогда:

Q = 1/1,11 х (24 – (-30)) х 50 = 2432 Вт

Но это ещё не все, следует учесть ориентацию комнаты по стороне света. Если она выходит на юг, оставляем значение без изменений, если на север, умножаем на коэффициент 1,1, на запад или восток – 1,05.

Затем по той же формуле отдельно вычисляем потери тепла через окна, складывая их площадь, через входную дверь, потолок, вентиляционную систему (по объёму воздуха в единицу времени). И суммируем все результаты. И так по каждой комнате, особенно если в них предполагается поддерживать разную температуру.

Предположим, что в итоге у нас получилось 12500 Вт. Умножаем на 1,2 и получаем требуемую мощность системы 15000 Вт или 15 кВт.

Подбор насоса и коллектора

Оборудование подбирается в соответствии с мощностью тёплого пола, определённого по потерям тепла. При выборе нужно делать запас в 15-20%, чтобы гарантировать работу системы в нормальном режиме. В нашем случае потребуется оборудование мощностью 18 кВт.

Но узел смешения должен иметь необходимое количество выходов, равное количеству контуров тёплого пола.

Расчёт длины труб и числа контуров

Расход трубы на тёплый пол на м2 зависит от схемы укладки и шага между трубами. Как правило, его выбирают в пределах 15-30 см, уменьшая до 10 см в холодных зонах: вдоль наружных стен, у входной двери.

Проще посчитать требуемую длину трубы на один контур, разделив площадь обогрева (S) на шаг укладки (N), и добавив 10% на изгибы:

L = S/N х 1.1

Это важно! Не забывайте добавлять длину трубы для подачи и обратки от коллектора до контура.

Можно проверить расчёт по таблице, показывающей расход трубы в зависимости от шага укладки.

  • Если результат получился меньше 100 м, можно использовать трубы диаметром 16 или 18 мм.
  • Если 100-120 м, сечение увеличивают до 20 мм.
  • Если больше 120 м, то в помещении укладывают 2 или 3 контура, разбивая его на примерно равные части.
  • В идеале все контуры в доме должны быть одной длины, но на практике добиться этого трудно, поэтому допускается разница в 30-40%.

Видео описание

Как выбрать форму укладки и разбить помещение на контуры, можно узнать, посмотрев видео:

Количество контуров определяется исходя из теплоотдачи каждого. Например, вы решили ориентироваться на комнату площадью 12 м², расстояние от которой до коллектора 5 м. Длина труб в этом случае при шаге 20 см получится 76 м:

12/0,2 х 1,1 + 2 х 5 = 76

Если теплоотдача 1 м² 80 Вт, то всей комнаты – 12 х 80 = 960 Вт. А ваше оборудование мощностью 15 кВт сможет «потянуть» 15000/960 = 15,6 контуров такой длины. Это в теории – в реальности лучше уменьшить их на 2. Получаем 13 контуров и подбираем коллектор с таким же количеством выходов.

Или подбираем другие варианты, меняя шаг укладки, длину контура, диаметр труб.

Заключение

Если вы решили обогревать этим способом только входную зону и ванную, можно использовать самостоятельные вычисления или калькулятор тёплого пола водяного – длина трубы, её сечение и прочие параметры в этом случае не столь принципиальны. Но проект отопления целого коттеджа лучше поручить опытным специалистам, которые учтут все теплопотери и смогут выбрать оптимальную схему.

Как правильно и корректно сделать расчет тепла теплого пола

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

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

Конструкция системы теплого водяного пола

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

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

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

Действует она следующим образом:

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

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

Данные, необходимые для проектировки устройства теплых полов:

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

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

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

Как подобрать трубы для теплого пола, читайте здесь.

Расчет мощности

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

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

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

Мп = 1,2 * Q, в которой

Мп – это тепловая мощность;

Q – потери тепла при эксплуатации;

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

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

Q = (V * Pt * k) / 860

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

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

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

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

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

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

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

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

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

L = S / N * 1,1, где:

L – длина трубы;

S – площадь отапливаемого помещения;

N – шаг укладки;

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

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

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

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

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

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

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

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

Способы укладки труб

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

Змейка

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

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

Зигзаг

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

Спираль или улитка

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

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

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

Дополнительные работы

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

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

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

Их плюсы:

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

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

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

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

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

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.

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

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