Автор: Прокладка водяного теплого пола без предварительных расчетов неосуществима. Чтобы получить длину труб, мощность всей отопительной системы и других нужных значений, потребуется в онлайн-калькулятор вводить только точные данные. О правилах и нюансах расчета можно узнать далее.
Общие данные для расчета
Первым параметром, который нужно учесть перед расчетами, является выбор варианта отопительной системы: будет ли она основной или вспомогательной. В первом случае она должна обладать большей мощностью, чтобы самостоятельно обогреть весь дом. Второй вариант применим для комнат с малой теплоотдачей радиаторов.
Температурный режим пола выбирается согласно строительным нормам:
- Поверхность пола жилого помещения должна нагреваться до 29 градусов.
- По краям комнаты пол может нагреваться до 35 градусов, чтобы компенсировать потери тепла сквозь холодные стены и от сквозняка, исходившего сквозь открывающиеся двери.
- В ванных комнатах и зонах с высокой влажностью оптимальная температура – 33 градуса.
В качестве вспомогательных параметров используется:
- Общая длина труб и их шаг (монтажное расстояние между трубами). Рассчитывается благодаря вспомогательному параметру в виде конфигурации и площади комнаты.
- Тепловые потери. Такой параметр учитывает теплопроводность материала, из которого построен дом, а также его степень изношенности.
- Напольное покрытие. Выбор напольного покрытия влияет на теплопроводящую способность пола. Оптимальным является использование кафеля и керамогранита, поскольку они имеют высокую теплопроводность и быстро прогреваются. При выборе линолеума или ламината стоит приобрести материал, не имеющий теплоизоляционной прослойки. От деревянного покрытия стоит отказаться, поскольку такой пол практически не будет нагреваться.
- Климат местности, в котором стоит постройка с системой теплого пола. Нужно учесть сезонную смену температур в этом крае и самую низкую температуру в зимний период.
Расчет трубы для теплого пола
Водяной теплый пол – соединение труб, которые подключаются к коллектору. Он может быть выполнен из металлопластиковых, медных или гофрированных труб. В любом случае, необходимо правильно определить его протяжность. Для этого предлагается использовать графический метод.
На миллиметровой бумаге в масштабе или в натуральную величину прочерчивают будущий контур «нагревательного элемента», предварительно выбрав тип укладки труб. Как правило, выбор делается в пользу одного из двух вариантов:
- Змейка. Выбирается для небольших жилых помещений, имеющих низкие тепловые потери. Труба располагается как вытянутая синусоида и вытягивается вдоль стены к коллектору. Минус такой укладки в том, что теплоноситель в трубе постепенно остывает, поэтому температура в начале и конце комнаты может сильно отличаться. Например, если длина трубы составляет 70 м, то разница может составить 10 градусов.
- Улитка. Такая схема предполагает, что труба изначально укладывается вдоль стенок, а затем изгибается на 90 градусов и закручивается. Благодаря такой укладке удается чередовать холодные и горячие трубы, получая равномерно прогревающуюся поверхность.
Выбрав тип укладки, при реализации схемы на бумаге учитываются следующие показатели:
- Шаг труб, допустимый в спирали, варьируется от 10 до 15 см.
- Длина труб в контуре не превышает 120 м. Чтобы определить точную длину (L), можно использовать формулу:
S – площадь, покрываемая контуром (м?);
N – шаг (м);
– коэффициент запаса на изгибы.
Стоит понимать, что труба должна располагаться цельным отрезком от выхода напорного коллектора и до «обратки».
Диаметр прокладываемых труб – 16 мм, а толщина стяжки не превышает 6 см. Встречаются также диаметры 20 и 25. В идеале, чем больше этот параметр, тем выше теплоотдача системы.
Температура теплоносителя и его скорость определяется исходя из усредненных значений:
- Расход воды в час при пропускном диаметре труб в 16 см может достигать от 27 до 30 л в час.
- Чтобы прогреть помещение до температуры от 25 до 37 градусов, нужно чтобы система сама нагревалась до 40-55 °С.
- Снизить температуру в контуре до 15 градусов поможет потеря давления в корпусе 13-15 кПа.
В результате применения графического метода будет известен вход и выход отопительной системы.
Расчет мощности водяного теплого пола
Его начинают так же, как и в предыдущей методике – с подготовки миллиметровой бумаги, только в этом случае на нее необходимо нанести не только контуры, но и расположение окон и дверей. Масштабирование прорисовки: 0,5 метра = 1 см.
Для этого стоит учесть несколько условий:
- Трубы должны обязательно располагаться вдоль окон, чтобы предупредить существенные теплопотери сквозь них.
- Максимальная площадь для обустройства теплого пола не должна превышать 20 м2. Если помещение больше, тогда его разбивают на 2 и более частей, и для каждой из них рассчитывают отдельный контур.
- Необходимо выдержать обязательную величину от стен к первой ветке контура в 25 см.
На выбор диметра труб будет влиять их расположение друг относительно друга, причем оно не должно превышать 50 см. Величина теплоотдачи на 1 м2 равная 50 Вт достигается при шаге труб в 30 см, если при расчете она получается больше, то необходимо уменьшать шаг труб.
Определить количество труб достаточно просто: предварительно измерить их протяженность, а затем умножить ее на масштабный коэффициент, к полученной длине добавить 2 м для подвода контура к стояку. Учитывая, что допустимая длина труб находится в пределах от 100 до 120 м, нужно общую длину разделить на выбранную протяженность одной трубы.
Примеры расчета водяного теплого пола
Далее вы сможете ознакомиться с двумя примерами расчета водяного теплого пола:
Пример 1
В комнате с длиной стен 4?6 м, мебель в которой занимает практически четвертую ее часть, теплый пол должен занимать не менее 17 м2. Для его выполнения применяются трубы диаметром 20 мм, которые укладываются как змейка. Между ними выдерживается шаг в 30 см. Укладка выполняется вдоль короткой стены.
Перед прокладкой труб необходимо прочертить схему их расположения на полу в наиболее подходящем масштабе. Всего в такой комнате поместиться 11 рядов труб, каждая из которых будет длиной в 5 м, всего получиться 55 м трубопровода. К полученной длине труб добавляется еще 2 м. Именно такое расстояние нужно выдержать до подсоединения к стояку. Общая длина труб будет составлять 57 м.
Если помещение очень холодное, то может потребоваться проложить двухконтурное отопление. Тогда следует запастись не менее 140 м труб, такая протяженность трубопровода поможет компенсировать сильное падение давления на выходе и на входе системы. Можно делать каждый контур разной длины, но отличие между ними не должно быть больше 15 метров. К примеру, один контур выполняется протяженностью 76 м, а второй – 64 м.
Расчет теплого пола можно проводить двумя методами:
L – длина трубопровода;
B – шаг укладки, измеряемый в метрах;
S – площадь отопления, в м2.
Во втором варианте применяются табличные данные, приведенные ниже. Их умножают на площадь контура.
| Шаг укладки, в метрах | Расход трубы на 1м 2 отапливаемой площади, в погонных метрах |
| 0,1 | 10 |
| 0,15 | 6,7 |
| 0,20 | 5 |
| 0,25 | 4 |
| 0,30 | 3,4 |
Пример 2
Требуется провести теплый пол в комнате с длиной стен 5х6 м, общая площадь которой составляет 30 м2. Чтобы система эффективно работала, она должна отапливать не менее 70% пространства, что составляет 21 м2. Будем считать, что средние теплопотери – около 80 Вт/м2. Так, удельными будут теплопотери 1680 Вт/м2 (21х80). Желательная температура в комнате – 20 градусов, при этом будут использоваться трубы с диаметром 20 мм. На них ложится 7 см стяжка и плитка. Зависимость между шагом, теплотой теплоносителя, плотностью теплового потока и диаметром труб представлена на схеме:
Так, если имеется 20 мм труба, для компенсации теплопотери 80 Вт/м2 потребуется 31,5 градусов при шаге 10 см и 33,5 градусов при шаге в 15 см.
Видео: Расчет теплого водяного пола
Из видео можно будет узнать теорию гидравлики, связанную с обустройством теплых полов, ее применение к вычислениям, пример расчета водяного теплого пола в специальной программе онлайн. Вначале будут рассмотрены простые цепи подключения труб для такого пола, а затем более сложные их варианты, при которых будет производиться расчет всех узлов системы отопления теплого пола:
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
| 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)
Николай Стрелковский главный редактор
Автор публикации 22.07.2015
Понравилась статья?
Сохраните, чтобы не потерять!
Запуск водяного теплого пола
Ввод водяного теплого пола в эксплуатацию состоит из нескольких этапов. Первым делом следует запустить циркуляцию воды по контурам и выгнать воздух. Для этого нужно:
- Если система и заполнена водой, то проверить, чтобы все краны были открыты, чтобы циркуляция была возможна не только внутри контура теплого пола, но и снаружи в системе, потому что смесительный клапан будет пытаться взять горячую воду из системы.
- Установить ручку или термоголовку смесительного клапана в положение минимальной температуры.
- Запустить циркуляционный насос контура теплого пола. При этом лучше, чтоб котел был отключен, т.к. котловой насос будет мешать работать.
- Если на торцевых элементах коллектора установлены ручные воздухоотводчики, то время от времени стравливать скопившийся воздух.
- Проверить по расходомерам, что циркуляция идет через все контуры. Часто от коллектора теплого пола на первом этаже ветка идет на второй этаж на санузел. Если нет врезки автоматического воздухоотводчика наверху, то воздух с нее выгнать будет сложно. Для этого нужно перекрыть остальные контура и установить насос на максимальную скорость, чтоб весь напор пустить наверх. Если это не сработает, нужно остановить насос и прогнать контур водопроводным давлением. Для этого закрыть кран подачи на коллектор, все контуры коллектора перекрыты, кроме верхнего, и резко открыть дренажный кран на обратном коллекторе. Выходящая под давлением вода вытеснит воздух, может понадобиться открыть подпитку системы от водопровода.
- Выпустить воздух из всей системы отопления. В нее попадет часть воздуха из контуров теплого пола.
На рисунках 1 и 2 соответственно показаны коллекторы без расходомеров и с расходомерами. На них цифрами обозначены соответствующие элементы:
Гидравлическое выравнивание водяного теплого пола
У нас есть система водяного отопления, в которую входят водяные теплые полы, устроенные на основе насосно-смесительного узла и обычного коллектора с расходомерами или без. Это надежная, безопасная, комфортная и хорошо управляемая система теплых полов. Для того, чтобы она стала таковой на деле, а не только на рекламных проспектах, ее нужно настроить.
Для водяного пола в частном доме лучше использовать коллекторы с расходомерами, в этом случае управлять системой будет гораздо проще. Если вы читаете эту статью, но у вас подобный теплый пол в квартире или доме с центральным отоплением, то обратите внимание на максимальное рабочее давление коллектора, который вы выбрали, обычно у коллекторов с расходомерами оно 6 бар. Для центральной системы этого может оказаться недостаточно.
Если у вас на коллекторе стоят сервоприводы, которые управляются автоматикой, то они и будут по необходимости регулировать расход теплоносителя. Тем не менее потребуется сделать предварительную настройку расхода в контурах. Если же у вас коллектор без приводов (в подавляющем большинстве случаев), то такая настройка является просто необходимой.
Расход теплоносителя через контур можно рассчитать по формуле:
Далее, для того, чтобы получить необходимый расчетный расход теплоносителя через контур, необходимо удельный расход Gуд ((л/ч)/м 2 ) умножить на площадь пола S (м 2 ), которую обслуживает данный контур.
Итак, максимально простой способ произвести гидравлическое выравнивание теплого пола – это:
- рассчитать расход воды через каждый контур, умножив площадь пола, по которой этот контур проходит, на 8,6; таким образом, получим расход в л/ч;
- включить насос теплого пола, выставить на нем первую скорость (для среднего частного дома);
- выставить термоголовку или ручку смесительного клапана в положение примерно 30 o C;
- убедиться, что вода свободно циркулирует по веткам и воздух выгнан;
- отрегулировать конура таким образом, чтобы на каждом расходомере добиться значений расхода, полученных в п.1;
Указанные действия обеспечат так называемую «преднастройку». Если все правильно рассчитано, то ее будет вполне достаточно. Но фактически в процессе эксплуатации внутрипольного отопления может понадобиться подрегулировать, основываясь на ощущениях комфорта. При настройке необходимо понимать, что контуры гидравлически взаимозависимы, «прикручивание» одного может повысить расход через другой. Также нужно быть готовым к тому, насос котла и насос теплого пола будут влиять друг на друга. Это не страшно, но, когда включается насос котла, производить настройку теплого пола невозможно, нужно подождать, пока он остановится.
Температурное выравнивание водяного теплого пола
С помощью водяного теплого пола можно регулировать температуру поверхности пола и температуру воздуха в помещении. В тех комнатах, в которых помимо теплого пола есть еще и радиаторы, лучше предоставить радиаторам возможность поддерживать температуру воздуха, а теплый пол будет обеспечивать комфортную температуру поверхности.
Необходимо помнить, что нормами ограничена температура поверхности греющих конструкций, в т.ч. для теплого пола в помещениях с постоянным пребыванием людей (спальня, гостинная и т.п.) температура поверхности не должна превышать 26-29 o C. В помещениях с временным пребыванием людей (ванная, коридор) – не более 35 o C. Фактически часто жители домов нарушают эти нормы по причине их не знания или неумения пользоваться системой. Кроме того, ограничение по температуре есть и у производителей напольный покрытий. Итак, если у вас не плитка, то стоит поднять этот вопрос и посмотреть в техническую документацию по напольному покрытию.
Температура поверхности теплого пола находится в сложной зависимости от температуры теплоносителя в подающем и обратном коллекторах, а также от расхода и удельной тепловой мощности, и, в особенности от конструкции пола и напольного покрытия. Выделим главное: при следующих расчетных или фактических показателях нужно опасаться повышения температуры поверхности пола выше нормы:
- температура воды в подающем коллекторе выше 45 o C;
- расчетная удельная тепловая мощность теплого пола больше 120 Вт/м 2
Свои индивидуальные параметры внутрипольного отопления вы сможете подобрать в онлайн-программе расчета теплого пола. Занесите свои исходные данные и попробуйте поэкспериментировать с показателями.
Итак, температурное регулирование водяного теплого пола возможно выполнять в ручном режиме с помощью термоголовки или поворотной ручки на смесительном клапане. При этом помним об ограничении температуры поверхности. Необходимо обратить внимание на то, что регулирование температуры теплоносителя в системе отопления в целом с помощью котла практически не влияет на контур теплого пола. Также возможно автоматическое регулирование как поверхности пола, так и температуры воздуха в помещении. Для этого применяется автоматика, основанная на сервоприводах, датчиках температуры воздуха, датчиках температуры пола и управляющих контроллерах.
Обсудить эту статью, оставить отзыв в Google+ | Вконтакте | Facebook
