Расчет мощности теплого пола: электронный и водяной варианты

Теплые полы получили широкое распространение благодаря своим преимуществам, которые становятся очевидными с первого использования, независимо от того, служат ли они дополнением к основной системе отопления или являются ее главным источником.

Чтобы выбрать подходящий теплый пол, нужно учесть его мощность, которую производитель устанавливает исходя из особенностей нагревательного элемента.

Средняя температура теплого пола

Несколько законов устанавливают предельно допустимые и оптимальные параметры микроклимата. СанПиН 1.2.3685-21 указывает, что допустимый показатель соответствует уровню, когда человеку становится некомфортно, но при этом нет угрозы для здоровья.

Лучший показатель — когда комфорт падает лишь на 20%. Человек в таком случае не прилагает больших усилий для поддержания температуры тела.

У оптимального параметра, заданного ГОСТом, четко определены пределы температурного диапазона.

• минимальная – +12 ℃;
• максимальная – +28 ℃.

Точная температура зависит от времени года и вида комнаты, что может быть спальней, гостиной, коридором или ванной.

В разработке СанПиНа приняли участие медики, имеющие знания в области человеческой физиологии, и определили оптимальную температуру для жилых помещений с учётом времени года.

• летом 22-25 ℃;
• зимой 20-22 ℃.

Теперь по типам помещения:

• спальня – 18-20 ℃;
• гостиная – 19-21 ℃;
• Ночью температура воздуха составит 18-20℃, днем – 20-23℃. Для младенцев минимальная рекомендуемая температура – не ниже +20℃.
• туалет – 19-21 ℃;
• ванная – 24-26 ℃;
• кухня – 19-21 ℃, если готовят часто, то 17-18 ℃.

В каждой комнате температура теплого пола может быть разной, но существует среднее значение по СНиПу: +26-27 °C. Это показатель ниже, чем у радиаторов, что и объясняет экономию при использовании тёплых полов. Европейцы же используют другие нормативы: +21-22 °C.

Что влияет на мощность теплого пола

Многие факторы определяют мощность теплого пола.

1. Климатические условия региона.
2. Утеплен ли дом или нет.
3. Количество окон в комнате.
4. Полы, нагретые с помощью специальных систем, могут выполнять роль основного источника тепла или выступать в качестве дополнения к нему.
5. Размеры помещения и его назначение.
6. Вид напольного покрытия.

В зависимости от местоположения, необходимая мощность теплых полов меняется: чем севернее, тем больше мощности требуется.

Теплоизоляция помещения

С теплоизоляцией ситуация сложнее. Основной фактор при выборе мощности отопления – теплопотери здания. Чем выше теплопотери, тем мощнее необходимо оборудование для обогрева, и больше придется тратить на энергоресурсы. Например, стены панельных домов имеют теплопотери до 50%, что несоответствует современным требованиям.

Рекомендуется теплоизолировать или увеличить толщину всех строительных конструкций дома. Первый способ проще в исполнении и экономичнее. Необходимо установить утеплённые входные двери и многокамерные пластиковые или деревянные окна.

Малый процент последнего вносит мало влияния на теплопотери, поскольку его вклад незначительный по отношению к остальным элементам строения. Значение этого показателя – 10% от общих потерь.

Является ли основным источником отопления

Для жилых помещений с теплыми полами как основным источником отопления рекомендуемая мощность составляет 160-200 Вт на м². В качестве дополнительной системы достаточно мощности 110-140 Вт. При наличии неотапливаемого пространства снизу мощность увеличивается до 130-160 Вт на квадратный метр. В влажных помещениях рекомендуемая мощность 160-180 Вт.

Некоторые упускают из виду один момент, указанный в СНиПах: если площадь для тёплых полов меньше 70% от общей площади помещения, такую систему отопления можно применять лишь как дополнительную.

Если площадь, занимаемая мебелью, равна 35%, то мощность теплого пола должна быть рассчитана с учетом указанного требования и находиться в диапазоне 110-140 Вт/м².

Вид напольного покрытия

Выбор мощности тёплого пола зависит от материала напольной отделки. Теплопроводность облицовки влияет на мощность. Например, у керамической плитки она равна 0,5-0,9 Вт/м К, у линолеума – 0,2, у ламината – 0,1.

Чем выше значение, тем активнее материал проводит тепловую энергию, тем лучше функционирует отопление. По этой причине мощность должна быть пониже. В этом отношении выигрывает керамическая плитка. ламинат.

Тип и размер помещения

Мощность, рассчитанная на единицу площади (1 м²) с учётом типа помещения.

• Жилье с кухней на первом этаже дома — 140-150.
• Жилье и кухни на втором этаже и выше занимают площадь 120-130 квадратных метров.
• ванные и туалеты – 140-150;
• остекленные лоджии и балконы – 180-190.

Указанные показатели мощности не учитывают тепловые потери.
Для определения точного параметра рекомендуется обращение к специалистам с соответствующим оборудованием.

Вид монтажа

Независимо от вида теплого пола его укладывают на подготовленную поверхность. Поверхность должна быть ровной, отремонтированной и утепленной. Для водяного варианта добавляется еще один слой — гидроизоляционный в виде мембраны, уложенной на основание.

Монтаж системы отопления выполняется тремя способами.

1. На нагревательный элемент устанавливается керамическая плитка с применением клея.
2. Нагревательный элемент покрывают цементно-песчаной стяжкой. Толщина стяжки влияет на время прогрева. Вследствие этого некоторое время наблюдается перерасход энергии.
3. Сухая технология используется при отделке напольного основания ламинатом. Ламинат непосредственно укладывается на отопительную систему только если это инфракрасный пленочный пол. В остальных случаях устанавливают плоскую твердую прослойку из фанеры, ОСП или ДСП. Можно также уложить нагревательный элемент в штробы, предварительно сделанные в полу — это более дешевый вариант.

Тип терморегулятора

Главное свойство терморегулятора – регулируемая мощность, изменяющаяся от 3 до 3,5 киловатт. Посмотреть точный показатель можно в инструкции.

Настройка термостата основывается на общей мощности, необходимой для функционирования всего тёплого пола.

Общая площадь, покрытая нагревательным элементом, равна 20 квадратным метрам. Удельная мощность теплых полов, заявленная в паспорте, составляет 120 ватт для дополнительного обогрева и 180 ватт для основного источника тепла.

Теперь можно определить суммарную мощность.

• 20х120=2400 Вт или 2,4 кВт;
• 20х180=360 Вт или 3,6 кВт.

Терморегулятор с коммутируемым показателем, равным 3,35 кВт, пригоден для установки в системы теплых полов, функционирующих как вспомогательный источник тепла.

Как вычислить производительность водяного тёплого пола.

Определить мощность теплого водяного пола легко. Для этого достаточно четырёх данных:

• Поверхность с установленным нагревательным элементом.
• расход теплоносителя;
• Каким интервалом располагается нагревательный элемент?
• тепловые потери помещения.

Составление плана

При установке в комнатах систем теплых полов водяного или стержневого инфракрасного типа составление плана не требуется. Это обусловлено тем, что пластиковые трубы и карбоновые стержни без проблем переносят нагрузки от тяжелой мебели, музыкальных инструментов и бытовой напольной техники.

Если будут применяться другие типы: кабельный, кабельный на матах, пленочный инфракрасный, необходим план. На листе бумаги в масштабе рисуется комната с точным расположением мебели и других тяжелых предметов. Все свободное от них пространство должно быть покрыто нагревательным элементом.

Определение площади

С водяными и стержневыми вариантами всё понятно: они охватывают всё напольное основание с отступом от стен в пределах 10-15 см. С остальными тремя вариантами придётся потрудиться. Для этого нанесенный на бумагу план, точнее свободную от мебели поверхность, надо разделить на правильные фигуры. Проще всего если это будут прямоугольники, площадь которых равна произведению их сторон. Площади всех фигур складываются, получается площадь под отопление.

Можно вычислить площадь всего помещения, а потом — каждую мебельную единицу и другие предметы по отдельности. Все площади предметов сложить и от результата общего показателя отнять полученную сумму.

Расчет теплопотерь

Существует формула для расчета тепловых потерь: Q = ST/R.

• S – площадь комнаты;
• Температурное отклонение от наружной среды.
• R – тепловое сопротивление с единицей измерения м² К/Вт.

Последняя характеристика – это не теплопроводность.

По данной формуле определяется количество тепла, которое теряют строительные конструкции: стены, пол, потолок, окна и двери. Затем полученные результаты складываются.

К примеру:

• высота потолка – 3 м;
• ширина комнаты – 5 м;
• ее длина – 10 м;
• окна размерами 1,5х1,4 м;
• температура внутри комнаты +20 ℃, снаружи -20 ℃.

Первым шагом является расчет площади каждой строительной конструкции.

• стены: (5+10+5+10)х3=90 м²;
• пол и потолок по отдельности: 5х10=50 м²;
• окно: 1,5х1,4=2,1 м².

Общая площадь строительных конструкций: 192 м².

Коэффициент теплового расширения — величина справочная. Зависит от толщины используемых материалов и их теплопроводности. Например, полы из цементной стяжки толщиной 10 см и утеплителя – минеральной ваты – 5 см:

• R стяжки: 0,1/1,75=0,057 м² К/Вт;
• R минваты: 0,05/0,037=1,35.
• общий R – 1,4 м² К/Вт.

Все строительные конструкции рассчитывают таким образом, а полученные значения суммируют.

Можно подсчитать теплопотери каждой конструкции по отдельности. Полы:

Q=90х40/1,4=2571 Вт или 2,57 кВт.

Суммирование значений тепловых потерь каждой строительной конструкции дает единый показатель.

Расход теплоносителя

Расчет предназначен исключительно для системы теплых полов с водяным контуром. Цель расчета — подобрать подходящий циркуляционный насос для подачи горячей воды по трубам системы.

Для этого используется формула: G=0,86Q/∆t, где:

• 0,86 – теплоемкость воды;
• Q – мощность тепловая в Вт;
• Разница температур между обратным и подающим контурами выражается как ∆t.

Шаг укладки и длина контура

Обсуждаем водяной и электрический кабельный тёплый пол. Электрический имеет большее разнообразие вариантов, определяемое мощностью на 1 м².

К примеру:

• Шаг заложения кабеля составляет 7,5 см, при этом необходим кабель мощностью 130 Вт.
• шаг 12 см – 150-160 Вт;
• шаг 15 см – 180-200 Вт.

При использовании напольного отопления в качестве дополнительного источника тепла мощность можно снизить. Аналогичное уменьшение возможно при монтаже нагревательного элемента под керамическую плитку непосредственно на клей.

С трубами ситуация другая. Зависимость здесь не от мощности, а от диаметра. Например, 16-миллиметровая:

• 16 мм диаметр труба укладывается с шагом 15 см;
• При значительных потерях тепла комната может требовать меньший шаг укладки, равный 10 см.
• Шаг увеличения возможно довести до 20 сантиметров при условии, что напольное отопление не является главным источником тепла.

Для промышленных объектов можно использовать более крупный размер трубы.

Чтобы вычислить протяженность водяного контура, применяют формулу F=S/h, в которой:

• S – площадь обогрева;
• h – шаг укладки нагревательного элемента.

При длине трубного контура более 100 метров необходимо разделить его на части, к каждой из которых подключают терморегулятор, термодатчик и циркуляционный насос.

Мощность пола

В водяных тёплых полах значение не велико: от 40 до 150 ватт на каждый квадратный метр площади. Важно, чтобы теплоноситель распределялся равномерно по всему контуру.

Существует показатель – плотность теплового водного потока. При выборе циркуляционного насоса именно его учитывают. Для расчета применяют формулу Q=q/S, где:

• q – теплопотери;
• S – обогреваемая площадь.

Производительность котла

В домах обычно устанавливают один котел, поэтому его производительность рассчитывается с учетом работы всех отопительных приборов, в том числе теплых полов. Для этого складываются мощности каждого помещения.

К полученному значению прибавляют ещё 15%. Это резерв, который покрывает затраты ресурса котла при работе на максимальной мощности.

Для упрощения подсчетов можно руководствоваться правилом: на каждый квадратный метр площади приходится 10 ватт тепловой энергии. Например, дом площадью 100 кв.м будет отапливаться котлом мощностью 10 киловатт.

Циркуляционный насос

Длина контура теплого пола влияет на необходимую мощность насоса. Для расчета можно использовать формулу Q=0,86 P/∆t, в которой:

• 0,86 – теплопроводность воды;
• Р – мощность котла в кВт;
• Разница температур между подачей и обраткой составляет ∆t.

Определим мощность электротеплого пола.

Для расчета электрического теплого пола следует предварительно установить параметры системы отопления.

1. Теплый пол В качестве основного или дополнительного источника тепла предполагается использовать тепловую установку, мощность которой составит 150-200 Вт/м² или 110-150 Вт/м².
2. Какова величина теплопотерь? При значении свыше 100 Вт/м² его применение как основного не допускается.
3. Электрические теплые полы устанавливают исключительно на пустой площади, освобожденной от мебели.

Формула расчета мощности P=PнS, где:

• Pн – мощность нагревательного элемента;
• Площадь помещения, свободного от мебели, напольных бытовых приборов и напольных музыкальных инструментов.

Производитель указывает первую характеристику в маркировке изделия. На фотографии показано, что мощность кабеля составляет 24 Вт/м, как указано – 24W/M.

Зная расстояние между кабелями, можно рассчитать тепловое выделение на площади одного квадратного метра. Например, при шаге 15 см на одном квадратном метре размещается шесть контуров. В итоге общая мощность составит 24х6=144 Вт/м².

Последний параметр и обогреваемая площадь позволяют рассчитать необходимую мощность электрического теплого пола. Для этого необходимо умножить эти характеристики.

Какой пол выбирать для системы отопления?

Что касается квартир, то в них предусмотрен только теплый пол электрического типа. Подключение водяного отопления к дому запрещено. Возможна установка отдельного котла или сложного водораспределительного узла. Но это сложно, невыгодно и трудоемко. Поэтому применяется только электрический тип.

В частном доме можно установить любой из перечисленных вариантов. Водяной предпочтительнее, так как подключение его к отопительному котлу осуществляется через распределитель теплоносителя.

Определяем температурный режим в помещении

Согласно нормативам, измерение температуры в комнате выполняется в шести точках: на высоте 20 см и 150 см от пола, а также в двух противоположных углах и посередине помещения. В каждой из точек замеры проводятся в течение 10 минут.

Вычисляют средний показатель из трёх измерений на высоте 20 см, а так же на высоте 150 см. Температура первого измерения должна быть в диапазоне от +27°C, второго – не ниже +18 °C.

Как сократить расходы потребления

Снизить потребление электроэнергии Для этого потребуется выполнить несколько важных задач.

1. Утеплять все конструкции здания, выбирая изоляцию по толщине и коэффициенту теплопроводности.
2. Установка окон и дверей с повышенным уровнем теплоизоляции.
3. Для отделки пола применять материалы с высоким показателем теплопроводности.
4. Настройку температуры на терморегуляторе следует учитывать время суток.
5. Введите в дом двухуровневую тарификацию, которая дает возможность пользоваться электричеством в ночное время по цене вдвое ниже.

При принятии решения о монтаже теплых полов дома или квартиры необходимо предварительно рассчитать их мощность. В противном случае, а также при выборе «на глаз», высока вероятность перерасхода энергии, что приведет к неудобному микроклимату в комнатах.

Видео об энергопотреблении теплых полов.

Поделитесь опытом выбора теплого пола по мощности в комментариях, если у вас уже есть таковой.
Сохраните материал в закладках для удобного использования формул расчётов.