Создание теплого пола – это прекрасная возможность обеспечить комфортный микроклимат в собственном жилище. Популярность данной системы отопления (СО) обусловлена высокой доступностью современных материалов, благодаря которым монтаж системы может выполнить любой домашний мастер, знающий основы теплотехники и сантехнических работ.
Перед тем как приступить к созданию данной отопительной системы необходимо провести сложные вычисления и подготовительные работы. О том, как рассчитать теплый водяной пол и пойдет речь в этой публикации.
Расчет мощности водяных нагреваемых полов
Важно! Приведенная ниже методика достаточно сложна и требует определенных знаний, опыта и навыков проектирования. Заказывать расчет водяного теплого пола и отопления необходимо в специализированной организации. Все формулы и данная методика приведены в ознакомительных целях.
В интернете и специализированной литературе приведены масса способов расчета теплого пола, среди которых большинство публикаций, не внушающих доверия. Кроме того, практически каждый производитель данной продукции предлагает использовать в вычислениях данные и номограммы, которые противоречат логике и нормативным документам (в частности ). Существует методика расчета водяного теплого пола, которой пользуются проектные организации.
Исходные данные
Для проведения вычислений необходимо иметь следующие данные:
- Температура на подаче в системе теплый пол (ТП) t п;
- Температура в обратке ТП t о;
- Предполагаемая температура воздуха в отапливаемом помещении t в;
- Температура в помещении ниже расчетного t низ;
- Внутренний диаметр трубопровода, из которого изготовлен змеевик ТП D в;
- Наружный диаметр трубопровода, из которого изготовлен змеевик ТП D н;
- Коэффициент теплопроводности трубопровода λ тр;
- Теплоотдача поверхности, находящейся под ТП (нижележащая, горизонтальная) α н;
(определяется по СНиП 23-02-2003 и СП 23-101-2004). - Коэффициент теплоотдачи от теплоносителя к внутренней стенке трубы α вн;
- Коэффициент теплоотдачи пола α п;(как правило, данное значение находится в пределах 10-12 Вт/м 2 К);
- Термосопротивление материалов пола, находящихся над змеевиком водяного ТП.
Исходные данные для удобства вычислений необходимо скомпоновать в таблицу:
Далее, суммируя теплопроводность (по таблицам) материалов, используемых в стяжке, необходимо рассчитать термическое сопротивление над змеевиком и под трубопроводом теплого пола. Например:
Для удобства дальнейших расчетов составляем таблицу, например:
Методика расчета
Подобная методика заложена в некоторые программы для расчета теплого пола, распространяемые на платной основе.
Упрощенная методика
Совет: как видно из приведенного выше примера, точный расчет водяного ПТ – это очень сложный процесс, который лучше доверить профессионалам.
Упрощенный метод основан на следующем алгоритме: теплоотдача теплого пола должна компенсировать или превышать не более чем на 25% теплопотери помещения. Для расчета теплых полов по площади помещения, необходимо иметь данные о теплопотерях, запланированной температуре и некоторым особенностям строения напольного покрытия.
- Первое, что нужно сделать – это составить план-схему отапливаемых помещений с подробным обозначением оконных и дверных проемов
- Вычисляем потребность тепла для каждого помещения. Для этого рассчитываем теплопотери помещения.
Имея необходимые значения шага, по таблице можно определить диаметр трубопровода, рекомендованную среднюю температуру теплоносителя.
Представленная выше таблица позволяет сделать расчет длины трубы для теплого пола, зная его необходимое количество (при выбранном диаметре) на 1 м 2 отапливаемой площади.
Совет: При самостоятельном проектировании данной СО следует знать, что длина трубопровода в одном контуре не должна превышать 100 пг.м. Например, для обогрева комнаты, площадью 20 м 2 необходимо 200 п.м. трубы, диаметром 16 мм. Для корректной работы данной СО необходимо создать минимум 2 отдельных контура по 100 п.м каждый.
Выбираем тип укладки змеевика. Как правило, при самостоятельном создании «теплых полов» применяют две основные схемы укладки: «змейкой» или «улиткой». Расположение трубопровода зависит от участков с наибольшими теплопотерями. Такими участками являются пол возле входа и оконных проемов. Выбирайте схему, трубопровод в которых в данных участках будет иметь наибольшую температуру.
Если возникает сложность на данном этапе, то наиболее простой метод расчета трубы для теплого пола – калькулятор, который можно найти на специализированных порталах.
Выбор трубы. Как правило, для создания данной СО применяют трубы из: металлопластика, пропилена и сшитого полиэтилена.
Совет: Профессионалы рекомендуют обратить внимание на трубопровод из сшитого полиэтилена, который имеет наименьший коэффициент линейного расширения, чем представленные аналоги. Если выбор пал на пропилен, то для теплого пола применяйте только армированные марки данного материала.
где:
G – производительность насоса л/ч;
0,86 – коэффициент для перевода Вт/ч в ккал/ч.
Δt – разница температур между подачей и обраткой.
Производим расчет необходимой мощности теплого пола на 1 м 2 по формуле:
где: Q — суммарный показатель теплопотерь; F – площадь, которая отведена под укладку змеевика ТП.
На основании полученных данных о мощности ТП, выбираем шаг трубопровода (расстояние между витками).
Важно! Следует знать, что шаг укладки трубопровода соответствует определенной тепловой нагрузке: 15 см – от 80 Вт/м 2 ; 20 см — от 50 — 80 Вт/м 2 ; 30 см – до 50 Вт/м 2 .
Расчет электрического теплого пола
Чаще всего, при самостоятельном обустройстве электрических нагреваемых полов, возникает потребность в расчете резистивных (кабельных) изделий.
- Вычисляем теплопотери помещения, чтобы знать, сколько тепла следует подать в комнату для создания комфортного микроклимата.
- Составляет план-схему для выяснения площади, на которой будет располагаться греющий кабель.
Выбираем шаг укладки (от 10 до 30 см.)
Важно! Чем больше шаг, чем менее равномерно будет прогреваться пол. Возможно появления «тепловой зебры».
- Рассчитываем необходимую длину кабеля используя формулу: L=S/Dx1,1 где: S – площадь нагрева; D – шаг укладки; 1,1 – поправка на изгибы.
Сегодня, большинство производителей данной продукции указывают мощность кабеля на определенный его отрезок. Например, кабель DTIP – 18 продается отрезками по 22 метра и имеет маркировку: 220/230; 360/395. Первые две цифры – напряжение питания; вторые – мощность отрезка при 220/230 V. В маркировке есть цифра 18, которая указывает на мощность 1 п.м кабеля – 18 Вт. Проверить данное утверждение легко: 395/22= 17,95 на 1 метр погонный изделия.
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.
Теплый водяной пол – это система труб, спрятанных под стяжкой, по которым циркулирует вода определенной температуры окало +35°С. На сегодняшний день, это самая востребованная технология для отопления частных домов. И это неспроста — благодаря циркулированию воды внутри системы, обогрев получается равномерным и комфортным, в отличие 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.
Такая конструкция состоит из полиэтиленовых или металлопластиковых труб. Именно 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 некоторые нюансы, 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 как таковых ограничений нет.
Исходя из всего этого, можно сделать вывод — данная технология более уместна на территории частного дома, нежели квартиры. Монтаж данной 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 самого теплого пола, нужно сначала рассчитать теплопотери вашего 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 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 более детальную информацию на основе которой следует рассчитывать мощность отопительного оборудования.
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 теплого пола так же 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:
Q=Q/F, где: Q – суммарное значение теплопотерь в помещении, (Вт); F - площадь пола, (м 2); q - плотность потока тепла, (Вт/м 2).
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*(t z -t p) и L=F/b рассчитываем необходимый расход воды через систему отопления пола и длину укладываемой трубы, где:
G – количество расходуемой воды, (л/час); tz – входная температура, (°С); tp – выходная температура, (°С); b - шаг раскладывания трубы, (м); F - площадь пола, (м 2).
Пример расчета теплого пола
Итак, допустим, 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.
В целом, задача ясна. Для начала давайте определим плотность теплового потока на один квадрат площади.
Q=1200/20= 60 Вт/м2
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
L=20/0,25=80 метров
Находим расход воды по формуле G=3,6*Q/4,187*(t z -t p). Температура по таблице у нас равна 50/40.
G=3,6*1200/4,187*(50-40)=103,2 кг/ч=0.0287 л/с=0,0000287 м3/с
Эти данные помогут при выставлении значений на расходомерах распределительного коллектора.
Собственно, выяснили, что для наших условий нужно разложить 80 метров трубы с шагом 25 см. Это как раз идеальная длина контура. Если значение будет превышать 90-100 метров, желательно разделить помещение на два контура.
Можно ли без расчетов?
В целом, расчеты делать не обязательно. Но рекомендуем все же сделать расчеты теплопотерь, 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.
Видео по расчету теплого пола в программе Valtec
Уютный частный дом – это мечта каждого человека. Но как сделать его таким? Вариантов может быть много: стандартная система отопления, кондиционеры или модный сегодня теплый пол. Но любая из них требует разработки предварительного проекта.
Если вы решили остановиться на последнем варианте, то предварительно придется произвести расчет водяного теплого пола и только затем приступать к его монтажу. Как это сделать, и какие данные потребуются, будем уточнять вместе.
Правильный расчет
Если вы решили установить такую систему в своем доме, то учтите, что она требует точных цифр, для того чтобы действительно соответствовать названию.Это необходимо потому, что каждый контур пола имеет значительную протяженность, а, следовательно, и приличное гидравлическое сопротивление.
Чтобы она успешно функционировала, придется поставить на каждом этаже небольшой насос или один, но очень мощный на всю систему.
Для его правильного выбора нужно учитывать:
- Количество теплоносителя
- Требуемое давление
При этом, производя расчеты, необходимо учитывать не только метраж, но и другие важные показатели, оказывающие влияние:
- Диаметр труб
- Количество разветвлений и вентилей
- Метод монтажа
Есть и другие возможности получить ответ на вопрос как правильно рассчитать водяной теплый пол. Вычисления выполняются с применением специальных программ. В этом случае гидравлические свойства подгоняются в зависимости от параметров под характеристики насоса. При использовании данного метода можно маневрировать различными параметрами системы.
Мощность пола – пошаговая инструкция
Чтобы результат соответствовал ожиданиям, необходимо прежде, чем осуществлять монтаж, произвести необходимые расчеты. Для этого вам понадобиться лист миллиметровой бумаги, карандаш и некоторые подсказки.
Итак, расчет мощности теплого водяного пола следует начинать с выполнения на бумаге плана комнаты, с расположением окон и дверей в масштабе 1 см=0,5 м.
Следующим этапом станут вычисления шага расположения и диаметра труб. Они выполняются с учетом следующих условий:
- Максимальная площадь обогрева – не более 20 м², большое помещение делится пополам и для каждой из частей рассчитывается свой контур
- Их подключение выполняется к отдельному отводу
- Один круг не может быть более 100 м
Производя расчет водяного теплого пола обязательно нужно учитывать, что основные места теплопотерь – это участки возле окон и дверей. Следовательно, труба должна располагается вдоль окна. Расстояние от стен до трубы не может быть более 25 см.
Один элемент от другого в контуре может располагаться не более чем через 50 см, на это расстояние оказывает влияние диаметр.
Чтобы рассчитать количество труб необходимо измерить их длину и полученное значение умножить на коэффициент (позволяет переводить размеры чертежа в реальные). К полученному значению прибавляется 2 м нужные на подводку к стояку.
Следующим этапом будет расчет количество подложки. Для этого необходимо узнать площадь помещения, умножив его ширину на длину.
В случае сложной поверхности данная формула даст не совсем точные результаты. Так как для применяется песок и цемент, то и их количество необходимо рассчитать. Оно будет зависеть от толщины стяжки.
Нюансы в расчетах мощности
Определение всех необходимых значений для монтажа теплого водяного пола не является сложным. Однако не специалисту в этой области лучше не рисковать и выполнять все согласно инструкции, прилагаемой к каждому комплекту.
Но если, исходя из площади пола в помещении, вы решите изменить шаг укладки, чтобы достичь наилучшего температурного режима, то одного этого будет мало.Существуют еще такие понятия как настройка и регулировка, от которых и зависит микроклимат в помещении.
Эти показатели являются даже более важными, чем шаг укладки труб. Особое внимание на них следует обращать в случае, если в доме постоянно проживают дети, чтобы создать комфортный для них температурный режим.
При расчетах учитывают также высоту и длину всей конструкции. Первый показатель включает в себя сумму высот всех слоев, при этом самыми мощными будут:
- Система водяных труб
- Стяжка
Длина – это метраж всех входящих в систему труб.
При проведении вычислений также учитываются и такие аспекты как этаж, на котором размещается помещение, объем его застекления, свойства ограждающих конструкций, вид напольных покрытий, наличие и тип подложки.
Для каждого из этих случаев может потребоваться увеличение мощности системы и проведение дополнительного теплотехнического расчета.
Основной или дополнительный источник тепла
Теплый пол водяной, расчет которого был рассмотрен выше, имеет массу выгодных отличий от традиционных отопительных систем. Он нагревает весь воздух, в отличие от приборов, вызывающих его движение и рождающих конвекционные потоки.
Работа системы основана на перекачке горячей воды по трубопроводу, при этом ее максимальный предел – это 50º С и этого вполне достаточно для поддержания комфортного микроклимата в помещении.
Такой обогрев не причиняет ожогов и не иссушает воздух, а теплоотдача водяного пола достаточно высокая.
Он может применяться как основной или дополнительный источник тепла. Каким ему быть зависит от характеристик помещения и в первую очередь от его теплопотерь. Если они незначительные, то можно использовать систему в качестве основной, при больших значениях она не оправдает затрат и может применяться только как
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.
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.