Как рассчитать водяной теплый пол?

Основные расчёты

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

Проведение расчетов основных параметров контура

Чтобы уложить контур труб с оптимальным шагом (а от этого впоследствии и будет зависеть его общая длина), необходимо для начала выяснить, какая теплоотдача ожидается от системы. Лучше всего это показывает удельная плотность теплового потока g, рассчитанная на единицу площади пола (Вт/м²). С этого и начнем.

Как определиться с длиной контура?

Вопрос кажется совершенно несложным. Дело в том, что в интернете можно отыскать массу рекомендаций по этому поводу – и от производителей труб, и от опытных мастеров, и от, скажем честно, абсолютных дилетантов, которые просто «передирают» информацию с других ресурсов, особо не вдаваясь в тонкости.

Так, в инструкциях по монтажу, которыми производители часто сопровождают свои изделия, можно встретить установленный предел длины контура для трубы 16 мм достигает 100 метров. В других публикациях показывается граница в 80 метров. Опытные установщики рекомендуют ограничиться длиной в 60÷70 метров.

Казалось бы, чего еще нужно?

Но дело в том, что показатель длины контура, тем более с размытым определением «максимальной длины», очень сложно рассматривать в отрыве от других параметров системы. Выложить контур «на глазок», просто чтобы не превысить рекомендуемых границ – дилетантский подход. И при таком отношении вполне можно вскорости столкнуться с глубокими разочарованиями в работе системы. Стало быть, лучше оперировать не абстрактной «допустимой» длиной контура, а оптимальной, соответствующей конкретным условиям.

А она зависит (если точнее – не столь зависит, сколько тесно взаимосвязана) от массы других параметров системы. Сюда можно отнести площадь помещения, его предназначение, расчётный уровень его теплопотерь, ожидаемую температуру в комнате – всё это позволит определиться с шагом укладки контура. И только потом можно будет судить о его получающейся длине.

Вот и постараемся «распутать этот клубок» чтобы прийти к оптимальной длине контура. А затем – проверим правильность наших расчетов.

Калькулятор определения гидравлического сопротивления контура теплого пола

Если рассчитанное значение получилось меньше рекомендуемого предела, то длина контура — вполне устраивает.

Кстати, при подключении нескольких контуров к одному коллектору, если они немного различаются длиной, именно применением схем укладки «улитки» или «змейки» можно примерно выровнять их гидравлическое сопротивление. Так система станет проще в отладке – разброс потерь напора в контурах на одной гребенке стараются выдерживать минимальным.

Калькулятор расчета длины контура водяного «теплого пола»

Важен еще один нюанс. Иногда на отдельных участках делают уплотнение шага укладки. В таком случае для этих участков можно просчитать длину трубы отдельно (исходя из площади), а потом просто просуммировать результаты.

Конкретный пример расчета отопительной ветки

https://www.youtube.com/watch?v=tqmDowcXyOg

Предположим, что требуется определить параметры теплового контура для дома площадью 60 квадратных метров.

Для расчета понадобятся следующие данные и характеристики:

  • габариты помещения: высота – 2,7 м, длина и ширина – 10 и 6 м соответственно;
  • в доме 5 металлопластиковых окна по 2 кв. м;
  • внешние стены – газобетон, толщина – 50 см, Кт=0,20 Вт/мК;
  • дополнительное утепление стен – пеноплистирол 5 см, Кт=0,041 Вт/мК;
  • материал потолочного перекрытия – ж/б плита, толщина – 20 см, Кт=1,69 Вт/мК;
  • утепление чердака – плиты пенополистирола толщиной 5 см;
  • габариты входной двери – 0,9*2,05 м, теплоизоляция – пенополиуретан, слой – 10 см, Кт=0,035 Вт/мК.

Далее рассмотрим пошаговый пример выполнения расчета.

Определение длины контура «тёплого пола»

Если с шагом укладки контура есть определенность, то несложно просчитать и его длину. Поможет в этом размешенный ниже калькулятор. В программу вычислений уже заложен коэффициент, учитывающий изгибы труб. Кроме того, калькулятор одновременно выдает еще и значение общего объема теплоносителя в контуре – тоже немаловажная величина для последующих этапов проектирования всей системы.

Определение падения напора в рассчитываемом контуре

Чтобы система теплого пола работала эффективно, поддавалась корректной настройке, необходимо в контурах обеспечивать падение давления (иными словами – гидравлическое сопротивление) не более чем на 20 кПа (0,02 МПа или 0,2 бар). Это – верхний предел, а в идеале следует стремиться и даже к более низкому показателю – порядка 15 кПа.

То есть рассчитанную длину контура следует проверить и на это соответствие. Но при этом принимается в расчет не только длина самой трубы, но еще и повороты. Причем, изгибы на 180 градусов (свойственные «змейке») дают гораздо большее сопротивление, чем на 90 градусов (преобладающие в «улитке»).

Надо полагать, раз определились с шагом, то можно уже более точно составить и схему раскладки контура. То есть количество поворотов просчитать нетрудно. Ну а потом – воспользоваться нашим калькулятором.

Определение расхода теплоносителя в контуре и скорости потока

Теперь осталось проверить, каковы будут показатели расхода теплоносителя в контуре и, соответственно, его скорости.

https://www.youtube.com/watch?v=

Расход – это тот объем теплоносителя, который должен пройти в единицу времени через контур, чтобы обеспечить «доставку» требуемого количества тепловой энергии. Определившись с ним, и зная геометрические параметры трубы, несложно найти скорость потока.

Скорость потока теплоносителя необходимо выдерживать в диапазоне от 0,15 до 1 м/с. Слишком маленькая скорость приведет к тому, что жидкость будет попросту быстро остывать в трубах, не завершив цикла циркуляции, и работа теплого пола станет неэффективной, с явным чередованием теплых и остывших зон. С чрезмерным ростом скорости резко возрастает гидравлическое сопротивление, повышаются нагрузки на циркуляционный насос.

Многие мастера рекомендуют вообще ограничиваться скоростью до 0,5 м/с, мотивируя это тем, что при больших показателях может появиться шум, особенно на зауженных штуцерах соединительных фитингов. Это нельзя считать обязательным требованием, но прислушаться к нему не помешает.

Подсчитать обе величины поможет расположенный ниже калькулятор.

Обратите внимание – одной из исходных величин является перепад температур на подаче и обратке коллектора. Хотя мы выше говорили о температурных режимах с «дельтой» в 10 градусов (что вполне допустимо), стремиться желательно к 5÷7 градусам. Так, без изменения средней температуры в контуре, его работа станет наиболее эффективной, экономичной, прогрев поверхности получится полностью равномерным.

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.

Пояснения по выполнению расчета

Вначале программа запрашивает общие данные о помещении и о системе «теплого пола».

  • Первым делом необходимо указать площадь помещения (участка помещения), в котором будет укладываться контур. Кроме того, если контур укладывается не полностью по всей комнате, следует указать так называемую активную площадь, то есть только того участка, который отведен «тёплому полу».
  • Следующий параметр – это процентная доля участия «теплого пола» в общем процессе восполнения тепловых потерь, если его работа планируется совместно с «классическими» отопительными приборами.

Далее, запрашиваются данные, которые помогают оценить объемы тепловых потерь помещения.

  • Высота потолков.
  • Количество внешних стен, то есть контактирующих с улицей или неотапливаемыми помещениями.
  • Свои поправки может внести тепло солнечных лучей – это зависит от расположения внешних стен относительно сторон света.
  • Для местностей, где явно выражено преобладание направления зимних ветров, модно указать расположение внешних стен относительно направления ветра.
  • Минимальный уровень температуры в самую холодную декаду внесет коррективы на климатические особенности региона. Важно – температуры должны быть именно нормальными, не выходящими за среднестатистические нормы для данного региона.
  • Под полноценным утеплением понимается система термоизоляции, выполненная в полном объеме на основании проведенных теплотехнических расчетов. Если допущены упрощения, то следует принимать значение «средней степени утепленности».
  • Соседство помещения сверху и снизу позволит оценить степень теплопотерь через полы и перекрытия.
  • Качество, количество и размеры окон также напрямую влияют на общий объем тепловых потерь
  • Если в помещении есть дверь, выходящая на улицу или в неотапливаемое помещение, и ею регулярно пользуются, то это лишняя лазейка для холода, которая требует определённой компенсации.

Итоговое значение удельной плотности теплового потока калькулятор покажет в ваттах на квадратный метр.

Расчет удельной плотности теплового потока «теплого пола»

Рассчитать эту величину, в принципе, несложно – надо лишь разделить потребное количество тепловой энергии, необходимое для восполнения теплопотерь помещения, на площадь «тёплого пола». Имеется в виду не вся площадь комнаты, а именно «активная», то есть задействованная в системе подогрева, на которой будет проводиться раскладка контура.

Безусловно, если «теплый пол» будет работать в связке с обычной системой отопления, то это тоже сразу учитывается – берется лишь планируемая процентная доля от общей тепловой мощности. Например, для обогрева комнаты (восполнения теплопотерь) требуется 1.5 кВт, и при этом доля участия «теплого пола» подразумевается в 60 %. Значит, при расчете удельной плотности теплового потока оперируем значением 1,5 кВт × 0,6 = 0,9 кВт

Откуда взять показатель общей необходимой мощности для восполнения тепловых потерь? Встречается немало рекомендаций исходить из соотношения 1 кВт энергии на 10 м² площади помещения. Однако, такой подход получается уж слишком приближенным, не учитывающим массу важных внешних факторов и особенностей комнаты. Поэтому лучше провести более тщательный расчет. Не пугайтесь – с нашим калькулятором это особого труда не представит.

Тепловой поток и температура теплоносителя

Плотность теплового потока – это расчетный показатель, характеризующий оптимальное количество теплоэнергии для отопления комнаты. Величина зависит от ряда факторов: теплопроводности стен, перекрытий, площади остекления, наличия утепления и интенсивности воздухообмена. Исходя из теплового потока, определяется шаг укладки петли.

Максимальный показатель температуры теплоносителя – 60 °С. Однако толщина стяжки и напольное покрытие сбивают температуру – по факту на поверхности пола наблюдается около 30-35 °С. Разница между термопоказателями на входе и выходе контура не должна превышать 5 °С.

Цены на теплый пол caleo

теплый пол caleo

Шаг 2 — тепло на обогрев общие теплопотери

Сначала вычислим расход тепла на обогрев поступающего воздуха. Объем помещения: 2,7*10*6=162 куб. м. Соответственно вентиляционные теплопотери составят: (162*1/3600)*1005*1,19*48=2583 Вт.

https://www.youtube.com/watch?v=-JSEBUJGkZs

По данным параметрам помещения, суммарные тепловые издержки составят: Q=4446 2583=7029 Вт.

Выводы и полезное видео по теме

Наглядные видеообзоры помогут сделать предварительный расчет длины и шага теплового контура.

Выбор наиболее эффективного расстояния между ветками напольной системы отопления:

Пособие о том, как узнать длину петли эксплуатируемого теплого пола:

Методику расчета нельзя назвать простой. Одновременно следует учитывать множество факторов, влияющих на параметры контура. Если водяной пол планируется использовать как единственный источник тепла, то эту работу лучше доверить профессионалам – ошибки на этапе планирования могут дорого обойтись.

Подсчитываете необходимый метраж труб для теплого пола и их оптимальный диаметр самостоятельно? Может у вас остались вопросы, которые мы не затронули в этом материале? Задавайте их нашим экспертам в блоке комментариев.

Если вы специализируетесь на расчете труб для обустройства водяного теплого пола и у вас есть, что добавить к изложенному выше материалу, пишите, пожалуйста, свои замечания ниже под статьей.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
MoskvaTeplo.ru