Расчет теплого водяного пола, видео и этапы
Сейчас в бытовом строительстве часто стали использоваться водяные обогреваемые полы. Они не только придают обстановке в доме дополнительный уют и комфорт, но и дают возможность значительно сэкономить. Первое, что необходимо для того, чтобы смонтировать эффективный водяной теплый пол: расчет системы и ее проект.
Проектирование системы
Планирование системы устройства теплого водяного пола своими руками основано на просчете отопительных нагрузок по отдельным помещениям здания. Если этого не сделать, то возникают проблемы: слишком высокая или низкая температура воды на разных участках системы, трудности регулирования и поддержания нужной температуры и т.д.
Рекомендации по проектированию системы:
- Желательная протяженность контуров — от 60 до 80м, максимальная – 100м.
- Коллектор надо располагать по возможности в центре помещения.
- Не надо подсоединять к одному и тому же коллектору контуры, которые разнятся по длине более чем в 2 раза.
- Рекомендуемый шаг монтажа – центральные зоны – 30см, зоны по краям — 15см.
- Стандартное число рядов в краевых зонах – 6.
- Влажные помещения укладываются полностью шагом в 15см.
- При более двух коллекторах нужно ставить балансировочные клапаны.
- Предельное снижение давления на коллекторе, которое допускается – 20 кПа.
- Толщина теплоизолятора (полистирол) – первый этаж – 10см, последующие этажи – 3см.
- Расход воды в контурах – 0.03/0.07 литров в секунду
- Все помещения желательно регулировать по отдельности.
- Для бетонной водяной системы на больших площадях нужны деформационные швы.
Что нужно знать и иметь для правильного расчета и проекта:
- Все планы комнат.
- Конструкции наружных стен.
- Виды и размеры окон.
- Режим температур в помещениях.
- Места установки коллекторов.
- Место расположения и тип теплогенератора.
- Виды финишных напольных покрытий в помещениях.
- Разновидность системы – бетонная либо настильная.
- Нужно ли покомнатное регулирование температур.
Сложные вычисления, и теплотехнические тоже, необходимо делать в специальных компьютерных программах. Для уже эксплуатируемых домов рассчитывают коэффициент теплопередачи от ограждающих конструкций, где К= Вт/(м²·°С) на основании имеющихся данных. Часто применяется и величина, обратная этому показателю – сопротивление теплопередаче, где R=(м²·°С)/Вт.
Если дом лишь в проекте, по данным теплотехнического расчета делается вывод об энергосберегающих качествах конструкций, и необходимости их дополнительной теплоизоляции. По вычисленным величинам оценивается насколько «теплы» окна и стены. Чем выше показатель R, тем лучше сохраняется тепло в помещении. Для расчета водяных обогреваемых полов также важны показатели тепловых потерь в здании.
Расчет теплопотерь водяного пола
Теплопотери в помещениях можно просчитать по удельному тепловому потреблению (условному). Как пример: 80Вт/м² умножается на площадь постройки 100м², то есть тепловые потери составят 8кВт. Этот способ годен только для приблизительного определения теплового потребления домов в целом. При средних показателях удельных теплопотерь в здании в 80Вт, удельные тепловые потери отдельных помещений могут варьироваться от 20Вт до 300 Вт на кв. метр. Из-за этого теплопотери в каждой комнате надо определять, учитывая некоторые аспекты. А именно:
- Коэффициенты тепловой передачи у ограждающих конструкций и их площадь.
- Среднюю температуру наружного воздуха в зимнее время в вашем регионе.
- Режим температур воздуха в данном помещении.
- Есть ли механическая вентиляция.
- Кратность воздухообмена и температуры приточного воздуха.
- Присутствуют ли дополнительные тепловые источники в комнате.
На основании установленных теплопотерь, формы помещений и ваших пожеланий, на планах размечаются зоны полов, где будет уложена система. При обычных условиях теплые полы могут покрывать нагрузки примерно в 100 Вт/м². Когда данный показатель изменяется в ту или иную сторону, это зависит от таких факторов.
- Шага монтажа трубок и их диаметра.
- Температуры входящей и выходящей из контуров воды.
- Вида напольного покрытия.
- Вида теплоизоляции под системой.
- Материала и высоты стяжки.
- Режима температур воздуха в комнатах и т.д.
Водяной пол, как вспомогательная и основная система
Основное обогревание ложится на радиаторы. Тут нужно только поддерживать в системе температуру воды постоянной. Этот тип регулирования называется термостатическим. В этом случае, если водяной пол является основным, чтобы компенсировать тепловые потери комнаты, степень нагревания воды зависит от перепада температур снаружи здания.
Важно! Чем более холодная погода, тем сильнее должна быть прогрета вода в системе теплого пола, и наоборот.
Обычно используются такие методы подключения систем:
- прямо от низкотемпературных котлов;
- от высокотемпературных котлов через смесительно-регулировочные узлы либо смесительные (трехходовые) клапаны.
Теплые полы — это низкотемпературный тип отопительной системы. В теории можно подстроить котёл на минимальное нагревание и добиться необходимого тепла. Но, есть один аспект. В обычных нагревательных котлах при эксплуатации их в низкотемпературных диапазонах, КПД резко падает. Иными словами — та экономия, которой вы хотели, делая проект энергосберегающей системы обогреваемого пола, теряет весь смысл. Вследствие этого, вам необходимо иное решение. Некоторые современные теплогенераторы могут подавать воду с нужной пониженной температурой. В них встроен режим эксплуатации на подачу теплоносителя, нагретого до +30/50°.
И если такой котёл оборудован циркуляционным насосом, а вода греется до одной и той же температуры для всех контуров, вы получите самый низкозатратный метод обогрева здания водяными полами. Если режима низких температур у котла нет, придётся использовать смесительный трёхходовой клапан. Ведь температура воды в системе обогреваемых полов не такая как в радиаторном аналоге. Смесительный узел можно оснастить термостатом, при помощи которого и задавать нужное значение температур.
Важно! Если в вашем доме есть сильно отличающиеся по взаимодействию с теплыми полами покрытия, например – дощатые и из керамической плитки, то для таких комнат надо будет монтировать отдельные контуры.
В силу различной теплопроводности данных материалов, необходима разная температура воды при одних и тех же показателях температуры внешнего воздуха. Следует также помнить, что есть покрытия, которые очень плохо или вообще не совместимы с обычными водяными теплыми полами. Например – уложенная паркетная доска или штучный паркет. Под него необходимо обустраивать другие виды напольных систем. Вы можете сделать под такое покрытие пленочный теплый пол своими руками.
Комбинированная система водяного пола
Часто полностью оборудовать отопительную систему, основанную только на тёплых полах, бывает невозможно. Есть комнаты с усиленными тепловыми потерями и участки, где элементы системы разместить нельзя. Из-за этого приходится комбинировать две системы. Но это не значит, что возникает нужда в двух разных котлах. Применяется один, эксплуатируемый в высокотемпературном режиме.
При этом подсоединять тёплые полы к обратке от радиаторов нельзя. С подобной схемой трудно управлять процессом. Вы не сможете рассчитать, каков будет режим температур воды в обратке при температуре снаружи в -5°, а какой при -10° либо при -25°. Из-за этого контуры радиаторов и теплых полов надо разделять, а подачу производить через обычный трехходовой кран. Одним циркуляционным насосом вам обойтись, также не получится. Объединить в одной системе два очень разных конструктивно контура вы не сможете. Систему нельзя будет нормально сбалансировать.
Для балансировки в таких случаях применяется смесительно-регулировочный узел. Он представляет собой регулирующий клапан и циркуляционный насос. Последний постоянно прогоняет теплоноситель в контуре, а клапан осуществляет его подпитку нагретой водой так, чтобы удерживать температуру подачи на нужном уровне.
Отличия водяного теплого пола
Главный вопрос устраиваемого теплого водяного пола своими руками – теплый ли на самом деле? Ведь каждый из отопительных контуров обладает большой протяжённостью. Из-за этого гидравлическое сопротивление в системе часто достигает внушительной величины. Чтобы она функционировала, можно либо на каждом из этажей установить по отдельному насосу с небольшой мощностью либо поставить через промежуточный коллектор один, но мощный насос.
Выбор насоса производится, исходя из того расчёта, сколько теплоносителя и с каким давлением необходимо закачивать. При этом простое подсчитывание количества метров не даст точную цифру гидравлического сопротивления в системе. На неё оказывают влияние длина и диаметр труб, число разветвителей и вентилей, метод монтажа и число изгибов в магистрали. Как уже писалось, в профессиональном проекте данный показатель вычисляется в специальных компьютерных программах. Но, существует и другой подход. Есть штатное оборудование с заранее известными техническими характеристиками. Исходя из необходимых параметров, гидравлические свойства системы подгоняются под показатели насоса, при этом можно маневрировать разными параметрами системы.
Расчет количества труб в погонных метрах
Выполнив все расчеты, вы завели в проекте воду с заданными гидравлическими качествами на этаж. Что делать далее? Зная, что все контуры в силу разных объемов обогреваемых комнат, отличны по длине, нужно добиться одинакового гидравлического давления по всем участкам системы. Но напор насоса является величиной постоянной.
Если в различные по своей длине трубки подавать одинаковый объем воды, она в большем по длине контуре, отдав основанию тепловую энергию, на выходе окажется существенно холоднее, чем в контуре коротком. Поэтому могут появиться четко выраженные хорошо нагретые и совсем холодные участки. Самый плохой вариант, когда вода вообще не течет в более длинный контур, который обладает большим гидравлическим сопротивлением. Теплоноситель начинает движение по меньшему по длине пути и с меньшим сопротивлением.
Точный расчет по обустройству водяного теплого пола производится после всех приведенных в статье этапов. Но, приблизительно узнать количество необходимых материалов вы можете и заранее. Это нужно для того, чтобы вы знали масштабы своих финансовых затрат. Возьмем для примера комнату площадью 10м², в которой нужно поддерживать температуру в +20°. Вдоль стен, где будет стоять мебель (одна стенка 5м и две стенки по 2м), надо оставить краевые участки, шириной в 30см. Высчитываем рабочую площадь системы:10-0,3·(5+2+2) = 8.3м².
Теперь надо определить тепловые потери комнаты. Они зависят от объема остекления, свойств утепления конструкций, потолочной высоты и пр. Разброс данного показателя может быть от 20 Вт/м² для домов с высокоэффективными ограждающими конструкциями и стеклопакетами, до 300 Вт/м² для зданий с тонкими стенами и большим числом проемов.
Схема расчета такова: чем выше тепловые потери, тем меньше нужен шаг укладки (или больший диаметр) труб для обустройства водяного пола. Если взять усредненную величину в 80 Вт/м², то приблизительные варианты выбора трубного диаметра и их шага в зависимости от средних показателей температуры воды, а также необходимое количество труб, можно узнать из сводных таблиц соответствующих СНиПов. При этом учитывайте, что температура у ног должна быть около +24°, а у головы +20°.
Видео расчета теплого водяного пола
Читаем дальше — узнаём больше!
Оценка: 2.7 из 5
Голосов: 272
strofix.ru
Расчет теплого водяного пола: теплоотдача, мощность и стоимость
Сегодня для многих эквивалентом уюта и комфорта в помещении стал теплый водяной пол. Расчет его, как залог эффективной работы, зависит в основном от схемы, по которой система будет работать. Как известно, водяной пол может стать источником основного обогрева дома либо вспомогательным, чтобы обеспечить больший комфорт в помещении.
Напольное отопление дает возможность теплу одинаково распределяться по помещению – от пола до потолка, причем разница в температуре, как правило, составляет 2-4⁰С. Какой вариант отопления не предполагалось установить, необходим точный расчет теплого пола. Это связано с тем, что любая ошибка, допущенная при проектировании может обернуться массой неудобств и значительной потерей времени, так как непременно придется вскрывать стяжку.
Расчет тепловых потерь помещения
Работа любой системы отопления направлена на поддержание комфортной температуры в помещении. Поэтому на первом этапе необходимо рассчитать тепловые потери комнаты (здания). При этом учитывается наличие основной системы отопления.
Правильная методика расчета теплого пола основана на определении тепловых потерь через наружные конструкции — стены и окна. Для предварительного расчета будут взяты именно они. Для этого понадобится значение коэффициента сопротивления теплопередачи материалов, из которых изготовлены конструкции.
Предположим, что необходимо поддерживать температуру в помещении 25°С с учетом максимально низкой на улице – 35 °С. Наружная стена изготовлена из кирпича и ее толщина составляет 0,38 м. Тепловые потери рассчитываются по следующей формуле:
prestigpol.ru
Расчет водяного теплого пола: примеры самостоятельного расчета
Расчет водяного теплого пола предполагает вычисление мощности отопительного контура, достаточной для нивелирования тепловых потерь жилища. Попутно в процессе расчетов определяются и геометрические параметры контура – длина и диаметр труб, а равно и скорость циркуляции теплоносителя в системе.
Итогом расчетов будет формирование схемы укладки контура на полу отапливаемого помещения и составление сметы процесса обустройства «теплого» пола. Проще говоря: рассчитав пол, мы вычислим схему укладки и метраж труб нагревательного контура, попутно определив еще и объемы бетонной стяжки, погонаж демпферной прокладки и прочие параметры.
Водяной теплый пол
Словом, без точного расчета строительство такой отопительной системы попросту невозможно. Поэтому в данной статье мы познакомим вас с процессом расчета мощности, гидравлики и геометрии теплого пола.
Вводные данные
Любой расчет начинается с определения типа будущей системы отопления. Ведь теплый пол может работать и в формате основного отопления, и в роли контура комбинированной системы, где помимо него есть еще и традиционная разводка с радиаторами. Разумеется, оба случая требуют совершенно разного подхода к процессу проектирования.
В первом случае нужно рассчитать полноценную систему отопления, способную компенсировать все тепловые потери жилища. А во втором – рассчитать контур, нагревающий пол в «зоне комфорта» до температуры 35-37 градусов Цельсия. То есть мощность систем будет абсолютно разной.
Кроме того в расчетах придется учесть следующие нюансы:
Преимущества водяного теплого пола
- Климатические данные – эта информация пригодится для определения среднегодовой и пиковой температуры.
- Планы строения – они пригодятся для определения площади и объема отапливаемых помещений.
- Сведения о теплостойкости строительных материалов – они пригодятся в процессе определения тепловых потерь жилища.
Помимо этого нужно обратить внимание на расположение и габариты окон, схему расстановки предметов меблировки и напольного текстиля (ковров, паласов и прочего).
В итоге, перед началом расчетов необходимо подготовить план отапливаемого помещения и собрать климатические данные и оценить степень утепления жилища.
Расчет мощности теплого пола
Суть расчета мощности сводится к сопоставлению тепловых потерь дома, расположенного в определенной климатической зоне с энергией, вырабатываемой отопительным контуром. Причем энергия и потери связаны следующей формулой:
Мп=1,2Q
Где Мп – это искомая тепловая мощность пола, Q – это тепловые потери, а 1,2 – это максимальное значение коэффициента запаса, которое изменяется в пределах от 1 до 1,2.
Таким образом, для определения мощности пола нам нужно всего лишь вычислить тепловые потери, определяемые по следующей формуле:
Q=(V*Pt*k)/860
Где V – это объем отапливаемого помещения (площадь, умноженная на высоту потолков), Pt – это разница температур в доме и за его стенами (вычисляется исходя из комфортных 20 градусов Цельсия и температуре самого сильного заморозка), а k – это коэффициент «теплостойкости» жилища (обычно он равен 1,5-2).
Схема укладки слоев теплого пола
Впрочем, если такой пример расчета теплого пола по мощность с помощью формул покажется сложным, то вместо вычислений можно просто воспользоваться специальной программой ( ПО Valtec или его аналоги). Для вычисления мощности в данном случае придется указать температуру самого жестокого заморозка, длину и ширину отапливаемой зоны, месторасположение дома (по области и городу), высоту потолков и тип основного строительного материала жилища (древесина, кирпич и так далее) с толщиной стен.
Итоги работы программы не будут отличаться от «формульных» вычислений.
Расчёт трубы для тёплого пола
Трубы для пола можно рассчитать исходя из ожидаемой мощности системы отопления, сопоставив площадь «развертки» нагревательного элемента (трубы) с температурой теплоносителя.
Однако эта схема сулит долгие вычисления, в которых используются табличные коэффициенты и переменные. Поэтому в большинстве случаев расчет труб проводится «графически».
То есть, на миллиметровой бумаге, поверх эскиза жилища, или прямо на полу отапливаемой зоны вычерчивается контур будущего «нагревательного элемента» (трубы), выстраиваемый по следующим правилам:
Трубы для пола
- Максимальная длинна трубы в нагревательном контуре – 100-120 метров. Причем труба должна выйти из напорного коллектора и войти в обратку без стыков и разрывов в теле арматуры (цельным мерным отрезком).
- Шаг размещения труб в спирали контура – 10-15 сантиметров.
- Диаметр трубы – 16 миллиметров. По этому параметру определяется и толщина стяжки – 6 сантиметров.
Температуру теплоносителя в системе и его скорость определяют по усредненным величинам:
- 40-55 градусам Цельсия — этого достаточно для прогрева зоны отопления до 25-37 °С.
- 13-15 кПа — такая потеря давления в контуре обеспечит снижение температуры теплоносителя на выходе из контура на 5-15 °С.
- 27-30 литрам в час — это оптимальный расход теплоносителя в контуре с пропускным диаметром 16 миллиметров.
В финале «графического» расчета отопительного контура нужно определить месторасположение выхода из коллектора системы отопления и входа в обратку.
Ну а смета системы отопления «теплый пол» считается исходя из погонажа труб и объема бетонной стяжки.
Кроме того ее дополняют и расходы на термоизоляционную подложку и облицовочную отделку стяжки, рассчитываемые по общей площади теплого пола.
canalizator-pro.ru