Как сделать расчет теплого пола на примере водяной системы

Правила установки

Многие после установки системы водяного отопления сталкиваются с большими трудностями. Поэтому перед началом работ следует ознакомиться с общими требованиями:

  1. По правилам безопасности, водяную отопительную конструкцию строго запрещено подключать к центральной отопительной системе.
  2. Устанавливать дополнительное оборудование стоит строго по соблюдение всех правил. Иначе при попадании воды или конденсата на электроприборы, замыкание проводки может привести к не поправимым последствиям, вплоть до выхода системы из строя.

Так же нельзя без разрешения соответствующих органов самостоятельно подключать систему к общим стоякам многоквартирных домов. Иначе административного штрафа не избежать.

Ознакомившись со всеми требующими данными, которые потребуются программе теплых полов, произвести итог не составит трудностей. Онлайн калькулятор имеет формулы для вычисления всех параметров, а так же и их характеристик. Благодаря которым вы воспользуетесь этими параметрами при установке системы или на наглядном примере увидите ошибки, которые совершили при предварительных подсчетах.

Длина контура

Для того чтобы отопительная система была более эффективной в обогреве помещения, оптимальная длинна контура не должна быть выше 80 метров. Так как только в этом случае конструкция создать нужную циркуляцию и давление в отопительной системе. Но как поступить, если при расчетах для помещения требуется 130 – 140 метров трубы? В этом случае, нужно будет сделать несколько контуров. Таким образом, если необходимо установить 160 метров трубы, тогда нужно ее разделить на 80 метров и сделать два отдельных контуров.

Они не обязательно должны быть одинаковыми по величине, так как, по мнению специалистов, разница может составлять до 14 метров.

Расчет трубы для теплого водяного пола зависит и от их моделей.

Модели труб для контуров

По рекомендациям специалистов, длина формы укладки трубопровода зависит от следующих моделей труб.

  1. Из металлопластиковых и полиэтиленовых с диаметром 16 миллиметров контур может достигать 100 метров.
  2. Предельная норма контура из полиэтиленовых труб в 18 миллиметров достигает 120 метров.
  3. Контур в 120 – 125 метров используется из пластиковых трубопроводов в 20 миллиметров.

Расчет трубы для теплого пола зависит не только от изготавливающего материала, но и от диаметра.

Водяной тёплый пол: расчёт мощности

Чтобы тёплые полы не стали для вас золотыми, необходимо правильно произвести расчёт их мощности, просчитать теплопотери помещения и качественно смонтировать тёплый пол.

Но для расчета необходимой мощности, нужно знать площадь помещения, материал стен, какие окна установлены, и какую в конечном счете температуру воздуха в помещении мы хотим получить. Также особое значение имеет мощность котла и материал из которого изготовлены трубы, которые будут использоваться для отопления.

Немаловажно и напольное покрытие, например, плитка обладает высокой теплопроводностью, в то время как деревянные покрытия наоборот. Далее подробно рассмотрим какие факторы влияют на расчёт теплового водяного пола

Существует два основных способа укладки труб: змейкой и спиралью.

Для равномерного прогрева дома трубы необходимо укладывать, соблюдая расстояние от 15 до 30 см. Если не соблюдать это правило и шаг между трубами сделать больше не удастся получить качественное и равномерное отопление. Длину труб рассчитывают следующим образом: 5 метров погонных труб на 1 м2 помещения, из этого следует что длина труб в одном контуре должна быть не более 100 метров.

Если площадь комнаты достаточно большая, то делают не один, а два и более контуров.

Если используется несколько контуров с системой тёплых полов, то длина трубы, не должна быть больше 15 метров.

К арматурной сетке, трубы крепятся при помощи хомутов или проволоки.

Теплоизоляция

Толщина теплоизоляции на первом этаже должна составлять не менее 10 см, на других этажах достаточно 5 см.

В качестве материала используют пенополистирол или минеральную вату. Концы труб необходимо подвести к распределительному коллектору. Число отводов должно быть равно числу контуров тёплого пола.

Также у коллектора должны быть регулировочные клапана, для того чтобы была возможность отрегулировать прогрев каждого контура отдельно.

Когда завершена установка система тёплого водяного пола, необходимо проверить на наличие дефектов. Проверку осуществляют под давлением 4-6 бар в течении суток. Если трубы не деформировали и не произошло утечек, тогда приступают к заливке стяжки, которую осуществляют под давлением. Толщина стяжки обычно составляет 10-12 см. В течении месяца нельзя укладывать напольное покрытие, это время необходимо, чтобы она окрепла.

Расчёт тёплых полов на онлайн калькуляторе

Произвести расчёт мощности тёплого водяного пола возможно на онлайн калькуляторе. Расчеты будут иметь небольшую погрешность, но общая картина о предстоящих работ станет ясна.

Экономия за счет отопления теплым полом

Подогрев пола позволит нам наслаждаться высоким уровнем комфорта при низкой температуре воды в системе. Поскольку вся поверхность пола становится излучающей поверхностью, можно дать потребителю такое же чувство благополучия, даже если температура воздуха будет примерно на 2 ° C ниже. Потребитель чувствует, что он живет в среде, которая нагревается до 20 ° C – 21 ° C, на самом деле термометр показывает только 18 ° C. От окружающей среды меньше рассеивается тепло, что дает нам очень интересное энергосбережение, которое соответствует новым стандартам, которые касаются экономии энергии.

Такая низкая температура воды на входе также позволит использовать альтернативные источники энергии (солнечная энергия с использованием емкостей для хранения, энергия, вырабатываемая тепловыми насосами или извлечение из промышленных процессов).
Изолирующая панель или системная плата ударной пластины выполняют важную функцию в звукоизоляции, поскольку она поглощает шум между различными этажами. Таким образом, если мы сравним эту систему с традиционной системой радиатора с точки зрения начальных затрат, мы должны принять к сведению этот важный компонент.

Пример приблизительного расчёта

Предположим, необходимо сделать тёплый пол в комнате размером 5х6 м, общей площадью 30 м2. Часть пола заставлена мебелью и техникой. Считается, что обогреваемая площадь для эффективной работы системы не может быть меньше 70%, так что примем за активную площадь это значение. Оно составит 21 м2.

Дом имеет небольшие теплопотери, среднее значение которых 80 Вт/ м2, следовательно, удельные теплопотери комнаты составят 21х80=1680 Вт/ м2. Желаемая температура в комнате – 20 C°. Планируется использовать трубы диаметром 20 мм, на которые будет уложена стяжка толщиной 7 см и плитка. Если стяжка толще, то нужно знать, что каждый её сантиметр уменьшает плотность теплового потока на 5-8%.

На графике показана зависимость между температурой теплоносителя, плотностью теплопотока, шагом и диаметром труб.

На графике показана зависимость между температурой теплоносителя, плотностью теплопотока, шагом и диаметром труб

Как следует из данных графика, труба 20 мм ,чтобы компенсировать теплопотери 80 Вт/ м2, требует при шаге 10 см температуры воды 31,5 C°, с шагом в 15 см она становится уже 33,5 C°, а шагу 20 см нужна вода 36,5 C°. Стяжка и покрытие приведут к тому, что температура на поверхности пола будет на 6-7 градусов ниже, чем вода в трубах, а эти значения укладываются в норму для жилого помещения.

Предположим, было принято решение укладывать трубы с шагом в 15 см. При этом на 1 м2 требуется 6,7 м.п. трубы, следовательно, площади в 21 м2 нужно 140,7 метра труб. Так как для трубы с диаметром 20 мм максимальная длина контура ограничена и составляет 120 м, придётся делать два контура длиной 71 м, чтобы образовался ещё и запас для подводки к коллектору и погрешностей.

Помимо труб и коллектора для этой комнаты нужно будет вычислить:

  • цену гидроизоляции под стяжку. Её должно быть столько, чтобы она покрыла всю комнату с нахлёстом на стыках и запасом на стены;
  • стоимость утеплителя. Это может быть пеноплекс, полистирол или специальные маты для водяного пола. К счастью, их количество вычислить легко: на упаковке обычно указывается, какую площадь можно покрыть её содержимым.
  • стоимость демпферной ленты, длина которой буде равна периметру комнаты;
  • цену армирующей сетки на всю площадь пола;
  • стоимость материалов для стяжки. Это может быть как готовая смесь, так и песок и цемент отдельно. Иногда к ним добавляют пластификатор;
  • стоимость фитингов и крепежа для труб.

Как правило, одной комнатой при установке водяного тёплого пола не ограничиваются, так что придётся выполнить такие расчёты для всех комнат, и уже исходя из этих данных подбирать газовый котёл и насос.

Любые самостоятельные расчёты носят приблизительный характер, если, конечно, организатор ремонта не обладает глубокими познаниями в физике. Но даже несмотря на это лучше выполнить эти вычисления. Во-первых, это даст хотя бы поверхностное представление о грядущих расходах. Они будут довольно ощутимыми, так что желательно заранее определиться, по карману ли в данный момент такой ремонт. Во-вторых, расчёты позволят лучше понять суть предстоящих работ, что поможет на чём-то сэкономить и проконтролировать нерадивых рабочих.

Как уложить кабель теплого пола, определение шага

Если речь идет о нагревательном кабеле, то незачем мудрить с «улиткой» — в этом случае просто укладывайте змейкой, выдерживая выбранный шаг. Но вот выбрать расстояние между двумя греющими проводами на полу — непросто.

Как рассчитать шаг? Если подогрев пола будет служить только для комфорта (есть еще радиаторы), то, особо не мучаясь, можете выбрать шаг укладки кабеля теплого пола в диапазоне 20-30 см. Если сверху будет укладываться плитка, то лучше шаг взять 20 см — она теплоемкая и, чтобы ногам было тепло, нагревать ее нужно сильнее. Ламинат или линолеум не выносят высоких температур, их нагревать можно только до 26-27°C. Потому тут шаг выбираете 25-30 см. А вообще, при укладке кабельного пола расстояние между витками кабеля еще зависит от мощности нагревательного кабеля. Под плитку берут более мощные нагреватели, под ламинат и линолеум — менее производительные.

Основные схемы укладки «змейка» и некоторые варианты греющего кабеля

Если подогрев пола планируется как основное отопление, необходим хоть приблизительный расчет. Всего несколько простых действий:

  • Вычисляете отапливаемую площадь. Это общая площадь комнаты за вычетом тех мест, где обогрев не нужен: под мебелью и техникой. На это есть две причины. Первая: не все кабели нормально переносят запирание (когда на них ставят что-то). Вторая: подогревать шкаф или, скажем стиральную машинку совсем ни к чему.
  • Знаете потери тепла в этом помещении. Если не знаете, их можно рассчитать, ищите в статье «Как рассчитать количество секций радиаторов для дома и квартиры». Вам нужен метод расчета теплопотерь по объему помещения и корректировка результатов.
  • Теперь можете определить, какая тепловая мощность должна сниматься с каждого «квадрата» отапливаемой площади для восполнения всех потерь тепла. Для этого теплопотери делите на отапливаемую площадь.
  • Если кабель уже купили, вы знаете его тепловую мощность (есть в паспортных данных). Если не знаете или не купили пока кабель — найдите на сайте производителя. Теперь считаете, сколько метров вам нужно расположить на одном квадрате площади. Для этого цифру, найденную в предыдущем пункте — необходимую мощность с отапливаемого «квадрата» — делите на мощность кабеля. Получаете длину, которую нужно уложить на одном квадрате отапливаемой площади. Обычно это 4-6 метров. В зависимости от полученного значения и определяете шаг укладки кабеля теплого пола. Например, уложить нужно 4 метра. Это значит, что шаг укладки — 20 см.

Основные расчёты

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

Расчёт теплопотерь

Требуемая мощность тепловых контуров (М) зависит от потерь тепла (Q) и определяется по формуле:

М = Q×1,2

Тепло уходит через наружные стены, перекрытия, окна.

Чтобы определить потери, нужно знать значения термических сопротивлений (R) всех конструкций. Вычислить их легко, если разделить толщину стены или другой конструкции на коэффициент теплопроводности, свой для каждого материала. Он находится по таблице:

МатериалыКоэффициент теплопроводности, Вт/(м°*С)
Железобетон1,7
Силикатный кирпич0,7
Керамический кирпич0,44
Газобетон и пенобетон0,26
Керамзитобетон0,4
Дерево0,18
Минеральная вата0,055
Пенополистирол0,038

Например, если дом построен из бруса толщиной 20 см, то термическое сопротивление наружных стен вычисляется так:

0,2/0,18 = 1,11 м²°С/Вт

Если стены утеплены минеральной ватой, расчёт нужно выполнить и для неё, и для материала фасадной отделки. Сложность расчётов заключается ещё и в том, что потери тепла считаются индивидуально для каждой конструкции: из площади стен вычитают площадь проёмов, определяют тепловое сопротивление стеклопакетов и оконных профилей, учитывают мощность, необходимую для нагрева воздуха, поступающего внутрь через вентканалы и т.д.


Термическое сопротивление стены складывается из сопротивлений всех её слоёв Источник www.bazalt-most.ru

Именно поэтому правильнее будет довериться специалистам. Но особо экономные и располагающие временем домовладельцы могут воспользоваться следующей формулой:

Q = 1/R х (Тв – Тн) х S,

где S – это площадь конструкции, а Тв и Тн – температура внутри помещения и снаружи (минимальная).

Покажем на примере, как рассчитать тёплый пол. Допустим, что площадь внешних стен в комнате нашего дома из бруса 50 м², минимальная зимняя температура на улице -30°, а внутри должна быть +24°. Тогда:

Q = 1/1,11 х (24 – (-30)) х 50 = 2432 Вт

Но это ещё не все, следует учесть ориентацию комнаты по стороне света. Если она выходит на юг, оставляем значение без изменений, если на север, умножаем на коэффициент 1,1, на запад или восток – 1,05.

Затем по той же формуле отдельно вычисляем потери тепла через окна, складывая их площадь, через входную дверь, потолок, вентиляционную систему (по объёму воздуха в единицу времени). И суммируем все результаты. И так по каждой комнате, особенно если в них предполагается поддерживать разную температуру.


Подробный план дома с размерами упростит задачу Источник 2.bp.blogspot.com

Предположим, что в итоге у нас получилось 12500 Вт. Умножаем на 1,2 и получаем требуемую мощность системы 15000 Вт или 15 кВт.

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.

Как правильно рассчитать теплый водяной пол в доме

  1. Климатические характеристики места, где стоит ваш дом (по соответствующим таблицам).
  2. План помещения (можно эскиз).
  3. Перечень и толщина материалов, используемых в ограждающих конструкциях (стены, перекрытие и т.п.).
  4. Тип остекления в помещении, где будут проводиться работы, так как это основной источник теплопотерь.
  5. Какую температуру в помещении вы планируете обеспечить.
  6. Тип напольного покрытия.
  7. Теплоизоляция полов (материал и толщина), а также бетонной стяжки.
  8. Стационарно расположенная мебель (газовая плита, шкаф-купе и т.п.).

В зависимости от назначения вашего помещения необходимо ориентироваться на максимально допустимую температуру, определённую СНиП:

  • Рабочие комнаты – 21 – 27 град;
  • Жилые – 29 град;
  • Коридор – 30 град;
  • Ванная комната – 33 град.

Требования к температуре теплоносителя

Температура поступающего в тёплые полы теплоносителя 40 – 55 град. (max 60). Перепад между подачей и обраткой не должен выходить за диапазон 5 – 15 градусов.

Объясняется это тем, что при значении менее 5 град. расход теплоносителя значительно увеличивается, приводя к существенным потерям напора. А при значениях выше 15 град. получаем чувствительный перепад температур на поверхности полов.

Выбор отопительных труб и расчет их длины

Расчёт труб для водяного пола в одной петле (контуре) проводится с учётом их выбранного диаметра и составляет при диаметрах:

  • 16 мм – до 90 м;
  • 17 мм – до 100 м;
  • 20 мм – до 120 м.

Разброс по длине определяется разными показателями тепловой нагрузки и гидравлического сопротивления. Расчёт монтажа водяных тёплых полов показывает, что в небольших помещениях обогрев выполняется одним уложенным контуром. В больших – двумя и более (чтобы не превысить максимально разрешённую длин труб).

В последнем случае необходимо стремиться к тому, чтобы длина всех укладываемых контуров была примерно одинаковой. (Под длиной понимается вся труба, считая от коллектора), с максимальным разбросом до 10 м.

Задаваемый шаг раскладки

Расчёт тёплого водяного пола своими руками предусматривает выбор величины шага, который определяется тепловой нагрузкой, длиной контура и ещё целым рядом параметров.

  • Если речь идёт о краевых зонах, то шаг принимается равным 10 – 15 см. При этом стандартом определено, что к указанной зоне относится до 6 рядов;
  • Санузел (все варианты) – шаг 150 мм;
  • Зоны, относящиеся к центральным – 20 – 30 см.

Подбор диаметра

Расчёт трубы для тёплого водяного пола начинается с выбора диаметра. Оптимальным диаметром для помещений жилых, площадь которых составляет более 50 кв. м является 16 мм. В частном доме это обеспечивает наиболее приемлемое соотношение трёх базовых показателей: цена / простота монтажа / объём потребного теплоносителя.

Достаточно часто применяют 18 мм трубы. Но существенной разницы в качестве работы обустроенной системы это не даёт, а расходы на приобретение материалов возрастают многократно.

Расчёт тёплого водяного пола свидетельствует о том, что трубы в 20 мм принимают гораздо больше теплоносителя, что автоматически требует использования более мощного источника его прогрева. А согнуть такую трубу с шагом даже в 150 мм практически невозможно. Увеличение шага снижает количество тепла на единицу площади.

Дополнительные расчеты

Рассмотрим, как происходит расчет гидравлический. Он необходим для выяснения мощности приобретаемого насоса. Потери для прямой трубы длиной 10 м, диаметром 16 мм и толщиной стенок 2 мм составят 1600 Па. Повороты на 180 градусов – по 40 Па каждый. Тогда для помещения площадью 18 м2 с длиной и шириной стен 5,6 и 3 м соответственно при монтаже системы водяного пола змейкой гидравлические потери составят 18 680 Па. Цифра получилась путем следующих вычислений: значение ширины комнаты 3 делятся на шаг 0,15. Получается 20 прямых участков трубы. Потери всех прямых участков: 20х5,6х160 = 17 920 Па. На поворотах ГП составят 19х40 = 760 Па. Таким образом, сложив 760 и 17 920 Па, получаем значение 18 680 Па.

Коллектор с установленным насосом

Значит, чтобы система работала правильно, потребуется, чтобы через 1 м ее длины проходило не менее 2,4 л/час теплоносителя. Точно рассчитать производительность можно так: расход теплоносителя РТН = 0,86хМК/РТ, где МК – мощность контура в кВт, РТ – разница температур в подающем и приемном участке трубы. Исходя из выше проведенных расчетов, для той комнаты пригодится насос, который сможет перекачивать 0,172 м3/час (0, 86х2/10).

Что нужно учесть при монтаже теплого пола

  • Нагревательные кабели не устанавливаются под мебелью и стационарными предметами
  • Необходимо соблюдать монтажный интервал в расчетных пределах и минимальный радиус изгиба
  • Нельзя допускать пересечения нагревательных кабелей друг с другом
  • Кабель должен находиться в равномерной и однородной среде по всей его длине
  • Во избежание перегрева, кабель нельзя устанавливать внутри теплоизоляционного слоя
  • Во избежание физических повреждений, кабель укладывается только на очищенную поверхность
  • Нагревательный кабель не должен проходить через подвижный шов, изломы или монтироваться в зонах возможного перегрева. Расстояние до источников тепла, например, камина, печи в сауне и т.п. должно быть не менее 0,5 м
  • Возможность использования нагревательного кабеля с материалами покрытия пола регламентируется их производителями
  • Резистивный нагревательный кабель нельзя укорачивать или наращивать
  • Во всех зонах необходимо использовать устройство защитного отключения на 30 мA
  • Угол установки гофро-трубки под датчик на стене должен быть таким, чтобы датчик было легко извлечь в случае его выхода из строя. Датчик устанавливается посередине между витками кабеля
  • Монтажный интервал может быть меньше в зонах максимальных теплопотерь, например, окон, но не менее 2-х радиусов изгиба
  • Нельзя включать кабель до окончательного высыхания стяжки или выравнивающего раствора. Точные сроки регламентируются производителями. Для бетонной стяжки этот срок составляет около 30 дней, для выравнивающего раствора или клея — до 14 дней.

Выберите тип напольного покрытия:*

* Каждому типу напольного покрытия соответствует определенный интервал удельных мощностей (от и до включительно).

Укажите размеры помещения (м / м2) :*Длина×ШиринаилиПлощадь Площадь обогрева не должна превышать 15м2Поля обязательны для заполненияУкажите площадь меньшего размера. Если Вам необходимо обогреть площадь больше чем 15 м2, то разделите ее на 2-3 части которые будут меньше 15 м2 и подберите для каждой подходящий вариант нагревательного мата.Укажите площадь меньшего размера. Если Вам необходимо обогреть площадь больше чем 15 м2, то разделите ее на 2-3 части которые будут меньше 15 м2 и подберите для каждой подходящий вариант нагревательной пленки.Длина×ШиринаилиПлощадь Площадь обогрева не должна превышать 50м2Поля обязательны для заполненияУкажите площадь меньшего размера. Если Вам необходимо обогреть площадь больше чем 50 м2, то разделите ее на 2-3 части которые будут меньше 50 м2 и подберите для каждой подходящий вариант греющего кабеля.Для чего это нужно

Расчет теплопотерь дома

Перед расчетом водяного теплого пола, нужно сначала рассчитать теплопотери 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 в 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 детальную информацию, на основе которой следует рассчитывать мощность отопительного оборудования.

Принято считать, что теплый пол справится, если теплопотери не превышают 100 Вт на метр площади. Если данный показатель превышен, придется прибегать к установке дополнительного прибора отопления.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий