Одним из условий комфортного проживания в частном доме является наличие качественной отопительной системы. Чтобы достичь равномерного обогрева всех без исключения помещений, владельцы предпочитают устанавливать теплый водяной пол.
Конструкция проста в монтаже и достаточно практична в эксплуатации, а значит, с ее установкой можно справиться самостоятельно. Для того, чтобы оборудование работало эффективно и не возникало сбоев и неполадок, необходимо тщательно подойти к вопросу расчета трубы для теплого пола.
Все расчеты можно проводить с помощью специалиста или же воспользоваться представленными ниже рекомендациями.
Каким способом установить теплый пол?
Современный рынок предлагает огромный ассортимент труб для пола. Все они отличаются по длине, диаметру, а также форме. Чтобы все измерения были максимально точными, необходимо разобраться в схеме данной конструкции.
Наиболее популярными способами укладки являются: настильный и бетонный . В первом случае, пол представляет собой настил из полистирола или другого материала. Его преимущество заключается в быстром монтаже, так как он не предполагает заливки и дальнейшего высыхания.
Что же касается бетонного варианта, то он предполагает наличие стяжки, на нанесение и высыхание которой требуется большое количество времени. Трубы в данном случае монтируются по контуру. Стоимость приобретения труб напрямую зависит от выбранного вами материала.
Определяем длину трубы для теплого пола?
Прежде чем установить конструкцию следует точно подсчитать количество комплектующих материалов, в том числе и труб. Вначале, нужно разделить помещение на равноценные квадраты. Это легко провести при помощи миллиметровой бумаги. При нанесении чертежа не забывайте учитывать правильный масштаб.
Количество полученных квадратов будет напрямую зависеть не только от площади помещения, но и его геометрии.
При монтаже теплого пола длина одной трубы не должна превышать отметку в 120 м. И на это есть ряд объективных причин:
- теплоноситель, находясь в контуре, в процессе эксплуатации может влиять на стяжку и при неправильном монтаже повредить ее;
- разница температурного режима может повредить покрытие пола (паркет, линолеум и т.д.);
- распределяя поверхность на несколько зон, вы способствуете равномерному и эффективному размещению тепла и соответственно, самой воды.
Способы установки труб для теплого водяного пола
После разделения пространства на равные части, нужно спланировать способ укладки контура , всего выделяют несколько видов форм:
- змейкой;
- двойной змейкой (использование в монтаже двух труб);
- улиткой (укладка происходит к центру с помощью двойного изгиба);
- угловой змейкой (с угла комнаты выходят трубы).
В зависимости от выбранной формы укладки, следует рассчитать количество труб для теплого пола.
Укладка пола улиткой пользуется популярностью в больших по площади комнатах стандартной формы (в виде прямоугольника или квадрата). Так вы обеспечите распространение тепла по всему помещению.
Для длинной небольшой комнаты оптимальной станет расположение пола в виде змейки.
Расчет шага укладки теплого пола
При монтировке отопительной системы, нужно соблюдать определенный интервал между трубами. Этот показатель называется шагом и чем меньше его значение, тем больше понадобиться длина контура.
Оптимальный шаг считается с эффективным использованием трубы, при этом жильцы не должны чувствовать разницу между отдельными участками пола в помещении.
Ближе к краю шаг должен соответствовать 10 см, а ближе к центру с приблизительной разницей 5 см в большую сторону.
| Шаг, мм | Расход трубы на 1 м2, м.п. |
|---|---|
| 100 | 10 |
| 150 | 6,7 |
| 200 | 5 |
| 250 | 4 |
| 300 | 3,4 |
Максимальное значение шага не должно превышать интервал в 30 см, ведь не будет обеспечиваться необходимый уровень обогрева поверхности.
Расчет длины трубы для теплого водяного пола
Есть множество способов расчета длины контура, но наиболее простым является использование усредненного значения, которое составляет 5 м погонных изделия на 1 м 2 площади.
В этом случае шаг будет составлять оптимальное значение – 20 см. А быстро определить длину можно посредством формулы:
L=S/N*1,1 , где
L – необходимая длина трубы;
S – полезная площадь помещения;
N – шаг укладки труб;
1,1 – достаточный запас труб на подключение и повороты.
Кроме того, к полученному значению также необходимо прибавить расстояние от коллектора до пола.
Определяем длину контура для теплого пола
Как говорилось выше, кроме рассмотренных значений нужно учитывать диаметр труб, а также материал, из которого они изготовлены.
Если вы остановили выбор на металлопластиковой конструкции, то при диаметре в 16 дюймов, общая длина отопительного контура должна быть менее 100 м . Идеальной, с точки зрения подобной схемы, является труба от 75 до 80 м.
Полиэтиленовые изделия с диаметром 18 мм, не должны превышать 120 м, но фактически значение варьируется в диапазоне от 90 до 100 м.
Лучшим выбором для приобретения станут металлопластиковые конструкции, которые отличаются высокой эффективностью и долговечностью эксплуатации.
Исходные данные:
Требуется обеспечить питание двух трансформаторов ТМ-4000/10 от подстанции. Линия состоит из двух групп одножильных кабелей АПвЭгП, группы могут быть расположены треугольником или в плоскости. Линия прокладывается в грунте (в траншее) и по территории предприятия по эстакаде. Расстояние между группами кабелей в траншее 200 мм, а на эстакаде равно диаметру группы кабелей, связанных в треугольник.
Линия имеет участок перехода в трубах длиной 20 м, проложенных в земле, каждый кабель в отдельной трубе. Расчетная температура воздуха 30 °С, грунта 20 °С. Глубина прокладки в земле 1 м, удельное тепловое сопротивление грунта 1 °К⋅м/Вт. Релейная защита отключает ток короткого замыкания через 0,2 с, величина тока короткого замыкания 24 кА.
Сечение токопроводящей жилы и марка кабеля выбраны по РД К28-003:2007 «Руководство по выбору, прокладке, монтажу, испытаниям и эксплуатации кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение от 6 до 35 кВ».
2. Расчетный ток кабельной линии в режиме допустимой перегрузки трансформатора на 40 % (послеаварийный режим) составит:
3. Определяем экономическое сечение, согласно ПУЭ раздел 1.3.25. Расчетный ток принимается для нормального режима работы, т.е. увеличение тока в послеаварийных и ремонтных режимах сети не учитывается:
где: Jэк =1,4 – нормированное значение экономической плотности тока (А/мм2) выбираем по ПУЭ таблица 1.3.36, с учетом что время использования максимальной нагрузки Тmax=4500 ч.
Сечение округляем до ближайшего стандартного 185 мм2.
Необходимо выбрать номинальное сечение жилы кабеля, допустимый ток для которого не менее 324 А.
Сечение 185 мм2 не проходить для кабелей, проложенных в земле для способа прокладки треугольником. В таблице 2.5 указан допустимый ток в земле 367 А, которому соответствует номинальное сечение алюминиевой жилы 240 мм2, а для кабеля сечением 185 указан 317 А < 323,3 А. Поэтому принимаем кабель сечением алюминиевой жилы 240 мм2.
4.1 Допустимый ток для заданных условий прокладки кабеля в траншее рассчитывается при помощи поправочных коэффициентов:
- к2=0,97 (табл.2.10);
- к3=1,18 (табл.2.12);
- к4=0,83 (табл.2.17).
т.е. сечения жилы 240 мм2 при выбранных условиях прокладки достаточно.
4.2 Для прокладки в плоскости допустимый ток для номинального сечения жилы 240 мм2 в земле 373 А. Допустимый ток для заданных условий прокладки кабеля в траншее определяется с учетом коэффициентов:
- к2=0,97 (табл.2.10);
- к3=1,18 (табл.2.12);
- к4=0,83 (табл.2.17)
4.3 Для участка кабеля, проложенного в отдельных трубах, допустимый ток составляет 351 А; поправочные коэффициенты:
- к2=0,97 (табл.2.11);
- к3=1,14 (табл.2.13);
- к4=0,85(табл.2.19)
4.4 Для кабеля, проложенного на воздухе (на эстакаде), допустимый ток составляет 502 А, поправочный коэффициент к5=1,00 (табл.2.21)
Таким образом, выбранное номинальное сечение 240 мм2 обеспечивает пропускную способность линии на всей длине трассы при выбранных видах прокладки.
5. Допустимый односекундный ток короткого замыкания для выбранного сечения жилы кабеля 22,7 кА (табл.2.25); соответствующий допустимый ток короткого замыкания продолжительностью 0,2 с составит.
Несмотря на сложность монтажа, напольный подогрев с помощью водяного контура считается одним из наиболее рентабельных методов отопления помещения. Чтобы система функционировала максимально эффективно и не давала сбоев, надо правильно выполнить расчет труб для теплого пола – определить длину, шаг петли и схему укладки контура.
От этих показателей во многом зависит комфортность пользования водяным обогревом. Именно эти вопросы мы будем разбирать в нашей статье – расскажем, как подобрать оптимальный вариант труб, учитывая технические характеристики каждой разновидности. Также после прочтения этой статьи вы сможете правильно выбрать шаг укладки и рассчитать необходимый диаметр и длину контура теплого пола для конкретного помещения.
На стадии проектирования необходимо решить ряд вопросов, определяющих теплого пола и режим эксплуатации – подобрать толщину стяжки, насос и другое необходимое оборудование.
Технические аспекты организации отопительной ветки во многом зависят от ее назначения. Помимо назначения, для точного расчета метража водяного контура понадобится ряд показателей: площадь покрытия, плотность теплового потока, температура теплоносителя, вид напольного покрытия.
Площадь покрытия трубами
При определении габаритов основания под укладку труб в учет берется пространство, не загроможденное крупной техникой и встроенной мебелью. Необходимо заранее продумать компоновку предметов в помещении.
Если водяной пол используется как основной поставщик тепла, то его мощности должно хватать для возмещения 100% тепловых потерь. Если змеевик – дополнение к радиаторной системе, то он обязан покрывать 30-60% издержек теплоэнергии помещения
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.
Вид напольного покрытия
Финишная отделка влияет на эффективность системы. Оптимальная теплопроводность у кафеля и керамогранита – поверхность быстро нагревается. Хороший показатель КПД водяного контура при использовании ламината и линолеума без теплоизоляционной прослойки. Наименьшая теплопроводность у деревянного покрытия.
Степень теплоотдачи зависит и от материала заливки. Максимально эффективна система при использовании тяжелого бетона с природным заполнителем, например, морской галькой мелкой фракции.
Цементно-песчаный раствор обеспечивает средний уровень теплоотдачи при разогреве теплоносителя до 45 °С. КПД контура существенно падает при устройстве полусухой стяжки
При расчете труб для теплого пола следует учесть установленные нормы температурного режима покрытия:
- 29 °С – жилая комната;
- 33 °С – помещения повышенной влажности;
- 35 °С – проходные зоны и пояса холода – участки вдоль торцевых стен.
Немаловажное значение для определения плотности укладки водяного контура отыграют климатические особенности региона. При расчете теплопотерь надо учитывать минимальную температуру зимой.
Как показывает практика, сократить нагрузку поможет предварительное утепление всего дома. Есть смысл сначала теплоизолировать помещение, а после приступать к расчету теплопотерь и параметров трубного контура.
Оценка технических свойств при выборе труб
Ввиду нестандартных условий эксплуатации к материалу и типоразмеру змеевика водяного пола предъявляются высокие требования:
- химическая инертность , стойкость к коррозийным процессам;
- наличие абсолютно гладкого внутреннего покрытия , не склонного к образованию известковых наростов;
- прочность – изнутри на стенки постоянно воздействует теплоноситель, а снаружи – стяжка; труба должна выдерживать напор до 10 Бар.
Желательно, чтоб отопительная ветвь имела небольшой удельный вес. Пирог водяного пола и без того оказывает существенную нагрузку на перекрытие, а тяжелый трубопровод только усугубит ситуацию.
Согласно СНиП в закрытых отопительных системах запрещено применение сварных труб независимо от вида шва: спирального или прямого
К перечисленным требованиям в той или иной мере соответствуют три категории трубного проката: сшитый полиэтилен, металлопластик, медь.
Вариант #1 – сшитый полиэтилен (PEX)
Материал имеет сетчатую широкоячеистую структуру молекулярных связей. От обычного полиэтилена модифицированный отличается наличием как продольных, так и поперечных связок. Такое строение повышает удельный вес, механическую прочность и химическую стойкость.
Водяной контур из PEX-труб обладает рядом преимуществ:
- высокая эластичность , позволяющая укладывать змеевик с малым радиусом загиба;
- безопасность – при нагреве материал не выделяет вредных компонентов;
- термостойкость : размягчение – от 150 °С, плавление – 200 °С, горение – 400 °С;
- сохраняет структуру при температурных колебаниях;
- устойчивость к повреждениям – биологическим разрушителям и химическим реагентам.
Трубопровод сохраняет первоначальную пропускную способность – на стенках не откладывается осадок. Ориентировочный срок службы PEX-контура – 50 лет.
К недостаткам сшитого полиэтилена можно отнести: боязнь солнечных лучей, негативное воздействие кислорода при его проникновении вовнутрь структуры, необходимость жесткой фиксации змеевика при укладке
Различают четыре группы изделий:
- PEX-a – пероксидная сшивка . Достигается наиболее прочная и равномерная структура с плотностью связей до 75%.
- PEX-b – силановая сшивка . В технологии используются силаниды – токсичные вещества, недопустимые к бытовому использованию. Производители водопроводной продукции заменяют его безопасным реагентом. К установке допустимы трубы с гигиеническим сертификатом. Плотность сшивки – 65-70%.
- PEX-c – радиационный метод . Полиэтилен подвергается облучению потоком гамма-лучей или электроном. В результате связи уплотняются до 60%. Недостатки PEX-с: небезопасность применения, неравномерность сшивки.
- PEX-d – азотирование . Реакция по созданию сетки протекает за счет радикалов азота. На выходе получается материал с плотностью сшивки порядка 60-70%.
Прочностные характеристики PEX-труб зависят от метода сшивки полиэтилена.
Если вы остановились на трубах из сшитого полиэтилена, рекомендуем ознакомиться с системы теплого пола из них.
Вариант #2 – металлопластик
Лидер трубного проката для обустройства теплых полов – металлопластик. Конструктивно материал включает пять слоев.
Внутреннее покрытие и внешняя оболочка – полиэтилен высокой плотности, придающей трубе необходимую гладкость и термостойкость. Промежуточный слой – алюминиевая прокладка
Металл увеличивает прочность магистрали, снижает показатель температурного расширения и выступает антидиффузным барьером – перекрывает поступление кислорода к теплоносителю.
Особенности металлопластиковых труб:
- хорошая теплопроводность;
- способность удерживать заданную конфигурацию;
- рабочая температура с сохранением свойств – 110 °С;
- малый удельный вес;
- бесшумность перемещения теплоносителя;
- безопасность применения;
- коррозийная стойкость;
- длительность эксплуатации – до 50 лет.
Недостаток композитных труб – недопустимость изгибания касательно оси. При многократном скручивании есть риск повреждения алюминиевой прослойки. Рекомендуем ознакомиться с металлопластиковых труб, что поможет избежать повреждений.
Вариант #3 – трубы из меди
По технико-эксплуатационным характеристикам желтый металл станет лучшим выбором. Однако его востребованность ограничивается высокой стоимостью.
По сравнению с синтетическими трубопроводами медный контур выигрывает по нескольким пунктам: теплопроводность, термическая и физическая прочность, неограниченная вариативность изгиба, абсолютная непроницаемость для газов
Кроме дороговизны, медному пайпингу присущ дополнительный минус – сложность . Для сгибания контура понадобится пресс-машина или .
Вариант #4 – полипропилен и нержавейка
Иногда отопительную ветку создают из полипропиленовых или нержавеющих гофрированных труб. Первый вариант доступен по цене, но довольно жесткий на изгиб – минимальный радиус от восьми диаметров изделия.
Это значит, что трубы типоразмером в 23 мм придется располагать друг от друга на дистанции 368 мм - увеличенный шаг укладки не обеспечит равномерность обогрева.
Нержавеющие трубы отличаются высокой теплопроводностью и хорошей гибкостью. Минусы: недолговечность уплотнительных резинок, создание гофрой сильного гидравлического сопротивления
Возможные способы укладки контура
Для того чтобы определить расход трубы на обустройство теплого пола, следует определиться со схемой размещения водного контура. Основная задача планирования раскладки – обеспечение равномерного обогрева с учетом холодных и неотапливаемых зон помещения.
Возможны следующие варианты раскладки: змейкой, двойной змейкой и улиткой. При выборе схемы надо учитывать размеры, конфигурацию помещения и расположение наружных стен
Способ #1 – змейка
Теплоноситель подается к системе вдоль стены, проходит по змеевику и возвращается к . В этом случае половина помещения прогревается горячей водой, а остаток – охлажденной.
При укладке змейкой невозможно добиться равномерности обогрева – разница температур может достигать 10 °С. Метод применим в узких помещениях.
Схема угловой змейки оптимально подходит, если необходимо максимально утеплить холодную зону у торцевой стены или в прихожей
Двойная змейка позволяет достичь более мягкого перехода температур. Прямой и обратный контур идет параллельно друг другу.
Способ #2 – улитка или спираль
Это считается оптимальной схемой, обеспечивающей равномерность нагрева напольного покрытия. Прямые и обратные ветки укладываются попеременно.
Дополнительный плюс «ракушки» – монтаж нагревательного контура с плавным поворотом загиба. Этот способ актуален при работе с трубами недостаточной гибкости
На больших площадях реализуют комбинированную схему. Поверхность делят на секторы и под каждый разрабатывают отдельный контур, идущий к общему коллектору. По центру помещения трубопровод выкладывается улиткой, а вдоль наружных стен – змейкой.
У нас на сайте есть другая статья, в которой мы детально рассмотрели теплого пола и привели рекомендации по выбору оптимального варианта в зависимости от особенностей конкретного помещения.
Методика расчета труб
Чтобы не запутаться в вычислениях, предлагаем разделить решение вопроса на несколько этапов. Прежде всего, надо оценить теплопотери помещения, определить шаг укладки, а потом и рассчитать длину отопительного контура.
Принципы построения схемы
Приступая к расчетам и созданию эскиза, следует ознакомиться с базовыми правилами расположения водного контура:
- Желательно укладывать трубы вдоль оконного проема – это значительно снизит теплопотери здания.
- Рекомендованная площадь покрытия одним водным контуром – 20 кв. м. В больших помещениях необходимо делить пространство на зоны и для каждой прокладывать отдельную отопительную ветку.
- Дистанция от стены к первой ветке – 25 см. Допустимый шаг витков труб в центре помещения – до 30 см, по краям и в холодных зонах – 10-15 см.
- Определение максимальной длины трубы для теплого пола должно основываться на диаметре змеевика.
Для контура сечением 16 мм допустимо не больше 90 м, ограничение для трубопровода толщиной 20 мм – 120 м. Соблюдение норм обеспечит нормальное гидравлическое давление в системе.
В таблице приведен ориентировочный расход трубы, зависимо от шага петли. Для получения уточненных данных следует учесть запас на повороты и расстояние до коллектора
Базовая формула с пояснениями
Расчет длины контура теплого пола выполняется по формуле:
L=S/n*1,1+k ,
- L – искомая протяженность отопительной магистрали;
- S – покрываемая площадь пола;
- n – шаг укладки;
- 1,1 – стандартный коэффициент десятипроцентного запаса на изгибы;
- k – удаленность коллектора от пола – учитываются расстояние до разводки контура на подаче и обратке.
Решающее значение отыграет площадь покрытия и шаг витков.
Для наглядности на бумаге надо составить план помещения с указанием точных размеров и обозначить прохождение водного контура
Следует помнить, что размещение отопительных труб не рекомендовано под крупной бытовой техникой и встроенной мебелью. Параметры обозначенных предметов надо вычесть из общей площади.
Чтобы подобрать оптимальную дистанцию между ветками необходимо провести более сложные математические манипуляции, оперируя теплопотерями помещения.
Теплотехнический расчет с определением шага контура
Плотность размещения труб напрямую влияет на величину теплопотока, исходящего от отопительной системы. Для определения требуемой нагрузки необходимо рассчитать издержки тепла зимой.
Тепловые издержки через конструктивные элементы здания и вентиляцию должны полностью компенсироваться выработанной теплоэнергией водяного контура
Мощность отопительной системы определяется формулой:
M=1,2*Q ,
- М – производительность контура;
- Q – общие теплопотери помещения.
Величину Q можно разложить на составляющие: расход энергии через ограждающие конструкции и издержки, обусловленные работой вентсистемы. Разберемся, как рассчитать каждый из показателей.
Теплопотери через элементы здания
Необходимо определить расход теплоэнергии для всех ограждающих конструкций: стен, потолка, окон, дверей и т. д. Расчетная формула:
Q1=(S/R)*Δt ,
- S – площадь элемента;
- R – термическое сопротивление;
- Δt – разница между температурой внутри помещения и на улице.
При определении Δt используется показатель для наиболее холодного времени года.
Термическое сопротивление высчитывается следующим образом:
R=A/Кт ,
- А – толщина слоя, м;
- Кт – коэффициент теплопроводности, Вт/м*К.
Для комбинированных элементов сооружения сопротивление всех слоев надо просуммировать.
Коэффициент теплопроводности стройматериалов и утеплителей можно взять из справочника или посмотреть в сопроводительной документации к конкретному изделию
Больше значений коэффициента теплопроводности для самых популярных стройматериалов мы привели в таблице, содержащейся .
Вентиляционные теплопотери
Для расчета показателя используется формула:
Q2=(V*K/3600)*C*P*Δt ,
- V – объем помещения, куб. м;
- K – кратность воздухообмена;
- C – удельная теплоемкость воздуха, Дж/кг*К;
- P – плотность воздуха при нормальной комнатной температуре – 20 °С.
Кратность воздухообмена большинства помещений приравнивается единице. Исключение составляют дома с внутренней пароизоляцией – для поддержания нормального микроклимата воздух должен обновляться дважды в час.
Удельная теплоемкость – справочный показатель. При стандартной температуре без давления величина составляет 1005 Дж/кг*К.
В таблице приведена зависимость плотности воздуха от окружающей температуры в условиях атмосферного давления – 1,0132 бара (1 Атм)
Суммарные теплопотери
Итоговое количество теплопотерь помещения будет равно: Q=Q1*1,1+Q2 . Коэффициент 1,1 – увеличение энергозатрат на 10% в связи с инфильтрацией воздуха через щели, неплотности строительных конструкций.
Умножив полученное значение на 1,2, получим требуемую мощность теплого пола для возмещения теплопотерь. Используя график зависимости теплового потока от температуры теплоносителя можно определить подходящий шаг и диаметр трубы.
Вертикальная шкала – средний температурный режим водяного контура, горизонтальная – показатель выработки теплоэнергии отопительной системой из расчета на 1 кв. м
Данные актуальны для теплых полов на песчано-цементной стяжке толщиной 7 мм, материал покрытия – керамическая плитка. Для других условий требуется корректировка значений с учетом теплопроводности финишной отделки.
Например, при настиле ковролина значение температуры теплоносителя следует повысить на 4-5 °C. Каждый дополнительный сантиметр стяжки понижает отдачу тепла на 5-8%.
Окончательный выбор длины контура
Зная шаг укладки витков и покрываемую площадь несложно определить расход труб. Если полученная величина больше допустимого значения, то необходимо обустраивать несколько контуров.
Оптимально, если петли имеют одинаковую длину – не надо ничего настраивать и балансировать. Однако на практике чаще возникает необходимость разрыва отопительной магистрали на разные участки.
Разброс длин контуров должен оставаться в пределах 30-40%. Зависимо от назначения, формы помещения можно «играть» шагом петли и диаметрами труб
Конкретный пример расчета отопительной ветки
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.
Шаг 1 - расчет теплопотерь через конструктивные элементы
Термическое сопротивление стеновых материалов:
- газобетон: R1=0,5/0,20=2,5 кв.м*К/Вт;
- пенополистирол: R2=0.05/0.041=1.22 кв.м*К/Вт.
Термосопротивление стены в целом составляет: 2,5+1,22=3,57 кв. м*К/Вт. Среднюю температуру в доме принимаем за +23 °C, минимальную на улице 25 °C со знаком минус. Разница показателей – 48 °C.
Вычисление общей площади стены: S1=2,7*10*2+2,7*6*2=86,4 кв. м. От полученного показателя необходимо отнять величину окон и двери: S2=86,4-10-1,85=74,55 кв. м.
Подставляя полученные показатели в формулу, получим стеновые теплопотери: Qc=74,55/3,57*48=1002 Вт
По аналогии рассчитываются тепловые издержки через окна, дверь и потолок. Для оценки энергетических потерь через чердак учитывают теплопроводность материала перекрытия и утеплителя
Итоговое термическое сопротивление потолка равно: 0,2/1,69+0,05/0,041=0,118+1,22=1,338 кв. м*К/Вт. Теплопотери составят: Qп=60/1,338*48=2152 Вт.
Rо=0,56*0,1+0,5*0,9=0,56 кв.м*К/Вт. Здесь 0,1 и 0,9 – доля каждого материала в оконной конструкции.
Теплопотери окна: Qо=10/0,56*48=857 Вт.
С учетом теплоизоляции двери ее тепловое сопротивление составит: Rд=0,1/0,035=2,86 кв. м*К/Вт. Qд=(0,9*2,05)/2,86*48=31 Вт.
Итого теплопотери через ограждающие элементы равны: 1002+2152+857+31=4042 Вт. Результат надо увеличить на 10%: 4042*1,1=4446 Вт.
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.
По данным параметрам помещения, суммарные тепловые издержки составят: Q=4446+2583=7029 Вт.
Шаг 3 - необходимая мощность теплового контура
Рассчитываем оптимальную мощность контура, необходимую для возмещения теплопотерь: N=1.2*7029=8435 Вт.
Исходя из требуемой производительности системы отопления и активной площади помещения, можно определить плотность потока тепла на 1 кв. м
Шаг 4 - определение шага укладки и длины контура
Полученное значение сравниваем с графиком зависимости. Если температура теплоносителя в системе составляет 40 °C, то подойдет контур с параметрами: шаг – 100 мм, диаметр – 20 мм.
Если в магистрали циркулирует вода, разогретая до 50 °C, то интервал между ветками можно увеличить до 15 см и использовать трубу сечением 16 мм.
Считаем длину контура: L=60/0,15*1,1=440 м.
Отдельно необходимо учесть расстояние от коллекторов до тепловой системы.
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.
Сегодня система теплого пола стала очень популярной. Такое дополнительное оборудование позволяет повысить комфортабельность проживания и снизить расходы на отопление. Существует несколько разновидностей подобных систем, это и водяное отопление, и электрические нагревательные элементы, и инфракрасные излучатели. При монтаже каждой разновидности могут возникнуть свои специфические вопросы. Например, при создании водяного теплого пола стоит заранее узнать количество труб, которые потребуются для монтажа. В этой статье и пойдет речь о том, как рассчитать трубу для теплого пола.
Выбор материала
Первым делом стоит выбрать подходящие именно для ваших условий трубы. В продаже есть несколько вариантов таких конструкций. А именно трубы из:
- меди;
- металлопластика;
- полипропилена;
- сшитого полиэтилена.
У каждого материала есть свои преимущества и недостатки. Наиболее дорогим вариантом установки являются трубы из меди. Это, пожалуй, самый существенный их недостаток. В остальном медные трубы отвечают самым завышенным требованиям. Именно их чаще всего используют в системах теплого пола в Западной Европе. Медь обладает долгим сроком службы и прекрасной теплопроводностью. При покупке таких труб стоит помнить, что для монтажа требуется большой опыт и наличие специального оборудования.
Металлопластиковые изделия стоят гораздо дешевле. При этом у таких труб также высокий показатель теплопроводности и прочности. Благодаря наличию алюминиевого слоя, они способны выдержать большие механические нагрузки.
Обратите внимание! Полипропиленовые трубы редко используют для монтажа системы теплого пола. Они, хотя и обладают хорошей теплопроводностью и стоят недорого, плохо гнутся. Поэтому сделать эффективную систему из таких изделий весьма проблематично.
Сшитый полиэтилен тоже можно часто встретить при монтаже теплых полов. Такие трубы стоят недорого, прекрасно проводят тепло и долговечны. Единственным недостатком является необходимость их прочной фиксации на месте. Если этого не сделать, то труба может выгнуться до своего первоначального состояния.
Производим расчеты
Первый вариант может иметь две разновидности. В первом случае труба укладывается змейкой.
Обратите внимание! «Змейка» позволяет немного сэкономить на трубах, но при этом нагрев комнаты будет неравномерным. Сначала нагреется пол с одной стороны, и постепенно тепло будет продвигаться дальше. К тому же вода, продвигаясь по трубам, будет остывать. Это значит, что с одной стороны пол будет всегда чуть прохладнее.
Более эффективная укладка – это двойная спираль. В этом случае трубы укладываются парой, та по которой поступает горячая вода, и та по которой будет отводиться остывший теплоноситель. Такой способ позволяет нагревать пол по всей комнате до одинаковых температур.
Обратите внимание! При укладке труб по системе «спираль» нагрев комнаты будет происходить с ее краев к середине. Такой метод считается наиболее эффективным.
Какой бы способ не был выбран, чтобы правильно рассчитать метраж необходимых труб, нужно начертить схему. На бумаге в масштабе рисуется будущая система. Наносятся контуры комнаты и линии, по которым в дальнейшем будут укладываться трубы. При этом нужно учитывать расположение крупных элементов мебели, под ними укладывать теплый пол не рекомендуется. Также стоит учесть, что укладывать трубы нужно с отступом от стен не менее 20 см.
Для правильного расчета необходимо знать еще один параметр – это расстояние между трубами или шаг. Этот параметр будет зависеть от диаметра и теплопроводности труб, а также от температуры подаваемого теплоносителя. Первые два показателя можно узнать в магазине, где будут приобретаться трубы. Второй показатель будет зависеть от используемого котла. Также выбор шага определяется от необходимой температуры в комнате. Если нужно чтобы было значительно теплее, то шаг делается меньше, и наоборот.
Делая расчеты, нельзя забывать о том, что длина одного контура не должна превышать 60‒70 метров. В противном случае эффективность системы значительно снизится.
Обратите внимание! Если площадь комнаты довольно большая, и метраж труб будет больше 70 метров, то требуется создать дополнительные контуры (один или два, в зависимости от площади). Лучше, чтобы они были одинаковой длины.
Сделав правильный чертеж будущей системы (с учетом отступа от стен и будущей расстановки крупных элементов мебели), можно точно рассчитать необходимое количество труб. Но всегда стоит брать с запасом. При любой работе неизбежны небольшие недочеты и огрехи. Лучше сделать десятипроцентный запас, чем затем бегать по магазинам в поисках подходящей трубы.
Видео
Дополнительные технологические нюансы рассмотрены ниже:
Подогрев поверхности пола – это один из наиболее эффективных и рентабельных способов отопления помещений. Если судить с позиций эксплуатационных расходов, то водяной «теплый пол» выглядит предпочтительнее, особенно в том случае, если в доме уже имеется система водяного отопления. Поэтому, несмотря на достаточно высокую сложность монтажа и отладки водяного подогрева, часто выбирают именно его.
Работа над водяным «теплым полом» начинается с его проектирования и проведения расчетов. И одним из важнейших параметров станет длина труб в прокладываемом контуре. Дело здесь не только, да и не столько в расходах на материал – важно добиться того, чтобы длина контура не превышала допустимых максимальных значений, иначе работоспособность и эффективность системы – не гарантируется. Помочь с необходимыми вычислениями сможет калькулятор расчета длины контура водяного теплого пола, размещенный ниже.
Несколько необходимых разъяснений по работе с калькулятором - приведены под ним.