Установка напольного подогрева с водяным контуром непроста, но считается одним из самых выгодных способов обогрева помещения.
Для бесперебойной работы системы необходимо правильно рассчитать трубы тёплого пола: определить длину, шаг петли и схему укладки контура.
Удобство пользования водяным отоплением во многом определяется этими показателями. В статье рассмотрим, как подобрать оптимальные трубы, учитывая технические характеристики каждого вида. После прочтения статьи вы сможете правильно выбрать шаг укладки и рассчитать необходимый диаметр и длину контура теплого пола для конкретного помещения.
Параметры для расчета теплового контура
На этапе разработки требуется разрешить ряд вопросов, которые определяют… конструктивные особенности Для теплых полов и режима работы потребуется выбрать толщину стяжки, насос и другую необходимую технику.
Техническая реализация системы отопления зависит от её целевого использования. Для определения необходимой длины труб водопроводной магистрали потребуются следующие данные: площадь отапливаемой поверхности, показатель тепловой нагрузки, температура теплоносителя, тип напольного покрытия.
Площадь покрытия трубами
При расчёте размеров площадки для укладки труб учитывается свободная зона без большого оборудования и встроенных шкафов. Нужно предусмотреть расположение вещей в комнате заранее.
Тепловой поток и температура теплоносителя
Тепловой поток — расчетный показатель оптимального количества тепла для отопления комнаты.
Его величина зависит от теплопроводности стен и перекрытий, площади остекления, наличия утепления и интенсивности воздухообмена. По тепловому потоку определяется шаг укладки петли.
Максимальная температура теплоносителя составляет 60 °С. Толщина стяжки и напольное покрытие снижают температуру, поэтому 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. Кафель и керамогранит обладают оптимальной теплопроводностью – поверхность быстро нагревается. При использовании ламината и линолеума без теплоизоляционной прослойки водяной контур демонстрирует хороший показатель КПД. Древесный пол имеет наименьшую теплопроводность.
Эффективность системы теплоотдачи также определяется материалом заливного раствора. Самым эффективным вариантом является использование тяжёлого бетона с естественным наполнителем, к примеру, мелкофракционной морской галькой.
При проектировании труб для тёплого пола необходимо учитывать установленные нормативы температурного режима покрытия.
- 29 °С – жилая комната;
- 33 °С – помещения повышенной влажности;
- 35 °С – проходные зоны и пояса холодных участков – размещены вдоль торцевых стен.
Климат региона влияет на плотность укладки водяного контура. При расчете теплопотерь необходимо учитывать минимальную зимнюю температуру.
Практика демонстрирует, что снижение нагрузки на систему отопления возможно благодаря предварительному утеплению всего дома. Рекомендуется сначала выполнить теплоизоляцию помещений, а затем произвести расчет теплопотерь и параметров трубного контура.
Показатели качества при подборе труб.
В связи с особыми условиями эксплуатации к материалу и конструкции водяного змеевика настила полового отопления предъявляются повышенные требования.
- химическая инертность, стойкость к коррозийным процессам;
- Внутренняя поверхность полностью гладкая. , не склонного к образованию известковых наростов;
- прочность Изнутри трубу отапливает теплоноситель, снаружи же – стяжка. Она способна выдержать давление до 10 Бар.
Рекомендуется, чтобы обогревающая часть системы имела малую долю в общей структуре.
**Важно:**
* Не использовано слово «они»
* Транслитерация отсутствует
Три вида трубного проката — сшитый полиэтилен, металлопластик и медь — по-разному отвечают перечисленным требованиям.
Вариант #1 — сшитый полиэтилен (PEX)
Материал характеризуется сетчатой, широкоячеистой структурой молекулярных связей. В отличие от обычного полиэтилена, модифицированный вид обладает как продольными, так и поперечными связями. Это строение увеличивает удельный вес, механическую прочность и химическую стойкость.
Водяные системы, созданные с использованием труб из PEX, имеют ряд преимуществ.
- высокая эластичностьТехнология, обеспечивающая возможность монтажа змеевика с малыми радиусами изгиба.
- безопасность При нагревании материал не образует опасных веществ.
- 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 исходный объём пропускаемой жидкости, на стенках не образуется отложения.
Ориентировочный срок службы PEX-контура составляет 50 лет.
Различают четыре группы изделий:
- PEX-a – пероксидная сшивкаПолучают самую прочную и равномерную структуру с прочностью связей до 75%.
- PEX-b – силановая сшивкаТехнология использует силуаниды, токсичные вещества, запрещённые для использования в быту. Производители труб для водопровода заменяют его безопасным реагентом. Допустимы трубы с гигиеническим сертификатом. Плотность сшивки – 65-70%.
- PEX-c – радиационный методПолиэтилен обрабатывается гамма-лучами или электронами, что приводит к увеличению плотности связей на 60%. К недостаткам PEX-с относятся опасность использования и неравномерность сшивания.
- PEX-d – азотированиеРеакция образования сетки происходит благодаря радикалам азота. В результате образуется материал с плотностью сшивки около 60-70%.
Прочность труб из PEX определяется способом сшивания полиэтилена.
Если выбрали трубы из сшитого полиэтилена, познакомьтесь с… правилами обустройства системы теплого пола из них.
Вариант #2 — металлопластик
Металлопластик лидирует среди материалов труб для тёплых полов. В его составе — пять слоёв.
Металл повышает прочность трубопровода, уменьшает коэффициент теплового расширения и служит препятствием для диффузии — блокирует доступ 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.
Изделия из композитных материалов не подлежат изгибу вдоль оси. Повторяющееся скручивание может привести к деформации алюминиевого слоя. правильной технологией монтажа Установка металлопластиковых труб предохранит от повреждений.
Вариант #3 — трубы из меди
По эксплуатационным качествам желтый металл лучше всех других, но его стоимость высока.
Кроме высоких расходов медные трубы имеют и другой недостаток — сложность монтажа. монтажа. Для сгибания контура понадобится пресс-машина или трубогиб.
Вариант #4 — полипропилен и нержавейка
Для отопительной ветки иногда используют полипропиленовые или нержавеющие гофрированные трубы. Полипропилен доступен по цене, но имеет ограниченную гибкость – минимальный радиус изгиба составляет восемь диаметров трубы.
Трубы диаметром 23 мм должны быть размещены с шагом 368 мм, чтобы обеспечить равномерный обогрев. Увеличение расстояния между трубами не гарантирует этого.
Возможные способы укладки контура
Чтобы рассчитать длину труб для тёплого пола, нужно выбрать схему расположения водяного контура. Главная цель планировки укладки – равномерный нагрев сообразно холодным и не отапливаемым участкам комнаты.
Способ #1 — змейка
Поток теплоносителя направляется вдоль стены к системе, движется по змеевику и возвращается обратно. распределительному коллекторуВ данном варианте половину комнаты обогревает горячая вода, а другая половина охлаждается.
В узких комнатах при укладке трубок змейкой обеспечить равномерный нагрев не получится, разность температур может составлять до 10 градусов Цельсия.
Двухтрубная змеечная система обеспечивает плавный переход температур за счет параллельного расположения прямого и обратного контуров.
Способ #2 — улитка или спираль
Эта схема признана наилучшей для достижения равномерного нагрева пола. Прямые и обратные ветви прокладывают поочередно.
На обширных площадях применяют комбинированную схему. Площадь разбивают на секторы, для каждого из которых разрабатывают отдельный контур, ведущий к общему коллектору. Трубопровод в центре помещения укладывают по спирали, а вдоль внешних стен – зигзагом.
На нашем сайте есть отдельная публикация, посвященная подробному изучению … монтажные схемы укладки Специалисты изучили характеристики теплых полов и предложили советы по подбору наилучшего решения, исходя из индивидуальных условий комнаты.
Методика расчета труб
Для избежания ошибок в расчётах рекомендуем разбить решение задачи на несколько шагов. Вначале необходимо оценить теплопотери помещения, затем определить шаг укладки, а после этого рассчитать длину отопительного контура.
Принципы построения схемы
Перед началом расчетов и разработки эскизов изучите основы размещения водной линии.
- Трубы следует располагать вдоль оконных проемов, чтобы уменьшить тепловые потери сооружения.
- Рекомендуемая площадь, которую один контур может отапливать, равна 20 квадратных метрам. В больших помещениях требуется разделить пространство на зоны и для каждой протянуть отдельный обогревательный участок.
- Расстояние от стены до первой ветки составляет 25 сантиметров. Шаг витков труб в центре помещения не должен превышать 30 сантиметров, по краям и в холодных зонах – 10-15 сантиметров.
- Максимальная длина трубы для теплого пола зависит от диаметра змеевика.
Для контура сечением 16 мм максимально допустимая длина составляет 90 метров, а для трубопровода толщиной 20 мм – 120 метров. При соблюдении этих норм будет обеспечиваться нормальное гидравлическое давление в системе.
Базовая формула с пояснениями
Формула для расчета длины контура тёплого пола выглядит следующим образом:
L=S/n*1,1+k,
Где:
- L — искомая протяженность отопительной магистрали;
- S – покрываемая площадь пола;
- n – шаг укладки;
- 1,1 – обычный показатель резерва десяти процентов для прогибания.
- k Расстояние от коллектора до пола определяется исходя из отдаленности разводки контура как подачи, так и обратки.
Важно значение площади, которую покрывает конструкция, и шага её витков.
Важно учитывать, что установка отопительных труб под крупной бытовой техникой и встроенной мебелью не рекомендуется. Площадь этих предметов следует исключить при расчёте общей площади.
Для определения идеальной дистанции между ветвями нужно выполнить расчеты, основываясь на тепловых потерях здания.
Расчет теплотехники с определением расстояния между элементами контура.
Площадь установки труб прямо сказывается на количестве выделяемого тепла системой отопления. Чтобы вычислить необходимую мощность, нужно определить затраты тепла в зимний период.
Энергия нагрева рассчитывается по формуле:
M=1,2*Q,
Где:
- М – производительность контура;
- Q – общие теплопотери помещения.
Размер Q определяется двумя компонентами: расходом энергии через ограждающие конструкции и затратами, связанными с функционированием системы вентиляции. Рассмотрим, как вычислить каждый параметр.
Теплопотери через элементы здания
Требуется вычислить расход теплоэнергии на все ограждающие конструкции – стены, потолок, окна, двери и прочее. Формула расчёта:
Q1=(S/R)*Δt,
Где:
- S – площадь элемента;
- R – термическое сопротивление;
- Δt Разница температур внутри здания и снаружи.
При расчёте Δt принимают во внимание показатели самого холодного периода года.
Для расчёта термического сопротивления применяется следующая формула.
R=A/Кт,
Где:
- А – толщина слоя, м;
- Кт – коэффициент теплопроводности, Вт/м*К.
Для составных строительных конструкций суммируются сопротивления всех слоёв.
Более подробные значения коэффициента теплопроводности распространенных строительных материалов указаны в прилагаемой таблице. в следующей статье.
Вентиляционные теплопотери
Для расчета показателя используется формула:
Q2=(V*K/3600)*C*P*Δt,
Где:
- V – объем помещения, куб. м;
- K – кратность воздухообмена;
- C – удельная теплоемкость воздуха, Дж/кг*К;
- P Воздух при норме температуры, равной двадцати градусам Цельсия, имеет плотность двадцать градусов Цельсия.
Большинство помещений характеризуются кратностью воздухообмена, равной единице. Вышеуказанное не относится к домам с внутренней пароизоляцией, где для сохранения комфортного микроклимата необходима замена воздуха дважды за час.
Удельная теплоемкость — это значение, обратившись к которому можно получить информацию о необходимом количестве тепла для нагрева единицы массы вещества на один градус Цельсия при отсутствии давления. В стандартных условиях эта величина равна 1005 Дж/кг*К.
Суммарные теплопотери
В итоге потери тепла от помещения составят: Q=Q1*1,1+Q2Коэффициент 1,1 указывает на рост энергопотребления на 10 процентов из-за проникновения воздуха сквозь зазоры и негерметичность строительных элементов.
Умножая полученное значение на 1,2, получают требуемую мощность теплого пола для компенсации теплопотерь. С помощью графика зависимости теплового потока от температуры теплоносителя определяют подходящий шаг и диаметр трубы.
Информация применима к теплым полам с песчано-цементной стяжкой семи миллиметров, покрытием из керамической плитки. В других случаях следует уточнить значения, принимая во внимание теплопроводность финишного покрытия.
При укладывании ковролина температуру теплоносителя рекомендуется увеличить на 4-5 градусов Цельсия. Каждая добавочная сантиметровая величина стяжки уменьшает отдачу тепла на 5-8 процентов.
Окончательный выбор длины контура
Зная шаг укладки витков и площадь покрытия, легко рассчитать расход труб. При превышении полученной величины допустимого значения требуется устройство нескольких контуров.
Лучше всего, когда петли равной длины – настройки и балансировки не требуются. Но в реальности чаще бывает нужно разделить отопительную магистраль на части.
Пример расчета отопительной системы.
Допустим, нужно вычислить характеристики теплового контура жилья площадью 60 квадратных метров.
Для расчёта потребуются следующие данные и характеристики.
- Высота комнаты составляет 2,7 метра, а длина и ширина равны 10 и 6 метрам соответственно.
- в доме 5 металлопластиковых окна по 2 кв. м;
- В качестве наружных стен применяется газобетон толщиной 50 сантиметров с коэффициентом теплопроводности 0,20 Вт/(м*К).
- Для дополнительного утепления стен используется пенопласт толщиной 5 см с коэффициентом теплопроводности 0,041 Вт/(м*К).
- Потолочное перекрытие выполнено из железобетонной плиты толщиной 20 сантиметров с теплопроводностью 1,69 Вт/(м*К).
- Утепление чердака выполняется с помощью плит пенополистирола, имеющих толщину 5 сантиметров.
- Размеры входной двери составляют 0,9 на 2,05 метра. Теплоизоляцию выполнено из пенополиуретана толщиной 10 сантиметров с коэффициентом теплопроводности 0,035 ватт на метр-кельвин.
Рассмотрим следующий шаг-за-шагом пример расчёта.
Расчет потерь тепла по прочностным элементам — первый этап.
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.
Тепловое сопротивление стены равно сумме составляющих: 2,5 + 1,22 = 3,57 квадратных метра*градуса Цельсия на ватт. Средняя температура внутри помещения равна +23 градуса Цельсия, а минимальная за пределами дома -25 градусов Цельсия. Разница между показателями составляет 48 градусов Цельсия.
Общая площадь стены равна 86,4 квадратных метра (S1 = 2,7 * 10 * 2 + 2,7 * 6 * 2). Из полученной величины нужно вычесть площадь окон и двери: S2 = 86,4 — 10 — 1,85 = 74,55 квадратных метра.
В результате подстановки значений в формулу получаем стеновые теплопотери: Qc = 74,55 / 3,57 * 48 = 1002 Вт.
Итоговое термическое сопротивление потолка равно 1,338 квадратных метров*градус Цельсия/ватт. Теплопотери составят 2152 ватт.
Для расчета потерь тепла через окна нужно найти среднее значение теплового сопротивления стекол (0,5 кв. м*К/Вт) и профилей (0,56 кв. м*К/Вт).
Ró = 0,56 * 0,1 + 0,5 * 0,9 = 0,56 квадратных метров киловатта на ватт.
Теплопотери окна: Qо=10/0,56*48=857 Вт.
Тепловое сопротивление двери с учетом теплоизоляции будет равным 2,86 квадратных метров * К / Ватт (Rд=0,1/0,035=2,86 кв. м*К/Вт). Мощность тепла, проходящая через дверь, составит 31 Ватт (Qд=(0,9*2,05)/2,86*48=31 Вт).
Теплопотери через ограждающие элементы составляют: 1002 + 2152 + 857 + 31 = 4042 Вт. Повышение на 10% дает: 4042 * 1,1 = 4446 Вт.
Шаг 2 — тепло на обогрев + общие теплопотери
Рассчитаем расход тепла на обогрев подаваемого воздуха.
Объем помещения — 2,7 * 10 * 6 = 162 куб. м. Вентиляционные теплопотери составят: (162 * 1/3600) * 1005 * 1,19 * 48 = 2583 Вт.
Суммарные тепловые затраты по этим характеристикам помещения будут составлять 7029 Вт.
Шаг 3 — необходимая мощность теплового контура
Оптимальная мощность контура для компенсации тепловых потерь составляет 8435 ватт (1.2 * 7029 = 8435).
Далее: q=N/S=8435/60=141 Вт/кв.м.
Четвертый шаг — выявление размера шага укладки и длины контура.
Сравним полученное значение с графиком зависимости. При температуре теплоносителя 40 градусов Цельсия подойдёт контур с шагом 100 мм и диаметром 20 мм.
При температуре воды в магистрали 50°С расстояние между ветками возможно увеличить до 15 см, применяя трубу сечением 16 мм.
Считаем длину контура: L=60/0,15*1,1=440 м.
Важно учитывать разницу в расстоянии между коллекторами и тепловой системой.
Расчеты показывают необходимость установки не менее четырех петель отопления при устройстве водяного пола. Правильное укладывание и закрепление труб, а также другие монтажные секреты … рассмотрели здесь.
Выводы и полезное видео по теме
Видеообзоры позволят оценить примерную длину и шаг теплового контура.
Оптимальное расстояние между трубами напольного отопления.
Инструкция по определению длины рабочей петли теплых водяных полов.
Расчет методики не прост. Необходимо принимать во внимание много факторов, оказывающих влияние на параметры контура. При использовании водяного пола как единственного источника тепла лучше поручить выполнение работ специалистам – погрешности на стадии проектирования могут быть весьма затратны. .
Рассчитали ли вы длину труб для теплого пола и определили подходящий диаметр? Есть еще непонятные моменты? Уточните у наших специалистов, оставив комментарий.
Если вы занимаетесь расчетом труб для теплых водяных полов и хотите внести свой вклад в данную статью, напишите свои замечания под текстом.