Расчет водяного теплого пола. Расчет укладки водяного теплого пола


Расчет водяного теплого пола

Для установки водяного тёплого пола в своем доме первым делом необходим расчет проекта и материалов. При расчете теплого водяного пола важно учесть тепловые нагрузки, которые реально сможет выдержать покрытие. Если такая система будет спроектирована неправильно, то велика вероятность возникновения таких проблем, как слишком высокая или низкая температура, сложность в регулировке режима температуры и т.п.

Что нужно учесть

Эти рекомендации помогут вам самостоятельно сделать проект водяного теплого пола:

  • Протяженность контуров в оптимальном раскладе должна быть 60-80 метров. Максимально она может достигать 100 метров.
  • Предпочтительно, чтобы коллектор находился в центре помещения.
  • Не рекомендуется подсоединять контуры, имеющие различную длину (особенно если один в два раза длиннее), к одному коллектору.
  • В центре шаг монтажа должен составлять 30 см, а по краям 15 см.
  • Если получается так, что в помещении будет два или больше коллектора, то нужна установка дополнительных балансировочных клапанов.
  • 6 – это стандартное количество рядов в зонах по краям.
  • Если в помещении повышенная влажность, то вся площадь должна монтажироваться с шагом в 15 см.
  • Минимально допустимое давление в коллекторе 20 кПа.
  • На первом этаже теплоизолятор с использованием полистирола должен быть толщиной 10 см, а все, что находятся выше первого этажа – 3 см.
  • Норма показателя расхода воды в контурах составляет 0,03-0,07 Л/сек.
  • Предпочтительно, чтобы каждое помещение регулировалось отдельно.
  • Важно не забывать, что если водяной пол монтируется в помещении большой площади, то должны использоваться деформационные швы.

Что нужно знать

Чтобы сделать правильные расчеты проекта водяного теплого пола необходимо знать:

  • планировку каждой комнаты. То есть план должен быть у вас на руках.
  • конструкцию внешних стен.
  • информацию о размерах и видах окон в помещениях.
  • режим температуры в помещении.
  • места расположения коллекторов.
  • где будет стоять тепловой генератор, а также определить его тип.
  • виды покрытий, во всех помещениях, где планируется теплый пол.
  • вид системы, это может быть, к примеру, настильная или бетонная.
  • о необходимости регулирования температуры пола в каждой комнате по отдельности.

Во время составления проекта укладки водяного теплого пола, важно сделать теплотехнический расчет. Данные вычисления производятся при помощи компьютерных программ.

polgid.ru

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:

  1. Все планы комнат.
  2. Конструкции наружных стен.
  3. Виды и размеры окон.
  4. Режим температур в помещениях.
  5. Места установки коллекторов.
  6. Место расположения и тип теплогенератора.
  7. Виды финишных напольных покрытий в помещениях.
  8. Разновидность системы – бетонная либо настильная.
  9. 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:

  1. прямо от низкотемпературных котлов;
  2. 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 5Голосов: 231

strofix.ru

как рассчитать мощность и длину контура

Во избежание ненужных расходов и технологических ошибок, которые могут привести к частичной или полной переделке системы своими руками, расчет водяного теплого пола производится заранее, перед началом укладки. Необходимы следующие вводные данные:

  • Материалы, из которых построено жилье;
  • Наличие других источников отопления;
  • Площадь помещения;
  • Наличие наружного утепления и качество остекления;
  • Региональное расположение дома.

Также нужно определить, какая максимальная температура воздуха в комнате требуется для комфорта жильцов. В среднем рекомендуется делать проектирование контура водяного пола из расчета 30-33 °С. Однако такие высокие показатели в процессе эксплуатации могут и не понадобиться, человек максимально комфортно себя чувствует при температуре до 25 градусов.

В случае, когда в доме используются дополнительные источники тепла (кондиционер, центральное или автономное отопление и т.д.), расчет теплого пола можно ориентировать на средние максимальные показатели 25-28 °С.

Совет! Настоятельно не рекомендуется подключать теплые водяные полы своими руками напрямую через центральную систему отопления. Желательно использовать теплообменник. Идеальный вариант – полностью автономное отопление и подключение теплых полов через коллектор к котлу.

Расчет мощности

КПД системы напрямую зависит от материала труб, по которым будет двигаться теплоноситель. Используют 3 разновидности:

  • Медные;
  • Полиэтиленовые или из сшитого полипропилена;
  • Металлопластиковые.

У медных труб максимальная теплоотдача, но довольно высокая стоимость. Полиэтиленовые и полипропиленовые трубы обладают низкой теплопроводностью, но стоят относительно дешево. Оптимальный вариант в соотношении цены и качества – металлопластиковые трубы. У них низкий расход теплоотдачи и приемлемая цена.

Опытные специалисты в первую очередь принимают во внимание следующие параметры:

  1. Определение значения желаемой t в помещении.
  2. Правильно посчитать теплопотери дома. Для этого можно использовать программы-калькуляторы либо пригласить специалиста, но возможно произвести и приблизительный подсчёт теплопотерь самостоятельно. Простой способ, как рассчитать теплый водяной пол и теплопотери в помещении — усредненное значение теплопотерь в помещении — 100 Вт на 1 кв. метр, с учетом высоты потолка не более 3х метров и отсутствия прилегающих неотапливаемых помещений. Для угловых комнат и тех, в которых есть два или более окон – теплопотери рассчитываются исходя из значения 150 Вт на 1 кв. метр.
  3. Вычисление сколько будет теплопотерь контура на каждый м2 отапливаемой водяной системой площади.
  4. Определение расхода тепла на м2, исходя из декоративного материала покрытия (например, у керамики теплоотдача выше, чем у ламината).
  5. Вычисление температуры поверхности с учетом теплопотерь, теплоотдачи, желаемой температуры.

В среднем, требуемая мощность на каждые 10 м2 площади укладки должна быть около 1,5 кВт. При этом нужно учесть пункт 4 в вышеперечисленном списке. Если дом хорошо утеплен, окна из качественного профиля, то на теплоотдачу можно выделить 20% мощности.

Соответственно, при площади помещения 20 м2, расчет будет происходить по следующей формуле: Q = q*x*S.

3кВт*1,2=3,6кВт, где

Q – требуемая мощность обогрева,

q = 1,5 кВт = 0,15 кВт — это константа на каждые 10м2,

x = 1,2 — это усредненный коэффициент теплопотери,

S – площадь помещения.

Внимание! Вышеуказанная формула как рассчитать теплый пол – максимально упрощенная, так как не принимаются во внимание, что давление в системе тоже может снижаться.

Перед началом монтажа системы своими руками, рекомендуется составить план-схему, точно указать расстояние между стенами и наличие других источников тепла в доме. Это позволит максимально точно рассчитать мощность водяного пола. Если площадь помещения не позволяет использовать один контур, то правильно планировать систему с учетом установки коллектора. Кроме того, потребуется монтировать своими руками шкаф для устройства и определить его местоположение, расстояние до стен и т.д.

Сколько метров оптимальная длина контура

h3_2

Часто встречается информация, что максимальная длина одного контура – 120 м. Это не вполне соответствует истине, так как параметр напрямую зависит от диаметра трубы:

  • 16 мм – max L 90 метр.
  • 17 мм – max L 100 метр.
  • 20 мм – max L 120 метр.

Соответственно, чем больше диаметр трубопровода, тем меньше гидравлическое сопротивление и давление. А значит – длиннее контур. Однако опытные мастера рекомендуют не «гнаться» за максимальной длиной и выбирать трубы D 16 мм.

Также нужно учесть, что толстые трубы D 20 мм проблематично гнуть, соответственно петли укладки будут больше рекомендуемого параметра. А это означает низкий уровень КПД системы, т.к. расстояние между витками будет большое, в любом случае придется делать квадратный контур улитки.

Если одного контура не достаточно на обогрев большого помещения, то лучше монтировать своими руками двухконтурный пол. При этом настоятельно рекомендуется делать одинаковую длину контуров, чтобы прогрев площади поверхности был равномерным. Но если разницы в размерах все-таки не избежать – допускается погрешность в 10 метров. Расстояние между контурами равно рекомендуемому шагу.

Гидравлический шаг между витками

От величины шага витка зависит равномерность прогревания поверхности. Обычно используют 2 вида укладки трубы: змейкой или улиткой.

Змейку предпочтительно делать в помещениях с минимальными теплопотерями и небольшой площадью. Например, в ванной или коридоре (так как они находятся в частном доме или квартире внутри без контакта с наружной средой). Оптимальный шаг петли для змейки – 15-20 см. При таком виде укладки потери давления составляют примерно 2500 Па.

Петли улитки применяют в просторных комнатах. Такой способ экономит длину контура и дает возможность равномерно обогреть комнату, как посередине, так и ближе к наружным стенам. Шаг петли рекомендуется в пределах 15-30 см. Специалисты утверждают, что идеальное расстояние шага – 15 см. Потери давления в улитке – 1600 Па. Соответственно, такой вариант укладки своими руками выгоднее в плане экономичности мощности системы (можно покрыть меньшую полезную площадь). Вывод: улитка эффективнее, в ней меньше падает давление, соответственно выше КПД.

Общее правило для обеих схем — ближе к стенам шаг нужно уменьшать до 10 см. Соответственно, от середины помещения петли контура постепенно уплотняют. Минимальное расстояние укладки до наружной стены 10-15 см.

Еще один важный момент — нельзя укладывать трубу сверху швов бетонных плит. Нужно так составить схему, чтобы соблюдалось одинаковое расположение петли между стыками плиты по обе стороны. Для монтажа своими руками можно начертить схему предварительно на черновой стяжке мелом.

Сколько градусов допускается при перепадах температуры

Проектирование системы кроме потерь тепла и давления подразумевает температурные перепады. Максимальный перепад – 10 градусов. Но рекомендуется ориентироваться на 5 °С для равномерной работы системы. Если заданная комфортная температура поверхности пола – 30 °С, то прямой трубопровод должен подавать около 35 °С.

Давление и температура, а также их потери, проверяются при опрессовке (проверке системы перед финишной заливкой чистовой стяжки). Если проектирование произведено верно, то заданные параметры будут точны с погрешностью не более 3-5%. Чем выше будет перепад t, тем выше расход мощности пола.

domotopim.ru