Теплоотдача теплого водяного пола на м2

[ αл×(tпола − tок) + αк×(tпола − tвоздуха) ]× S, (Вт), где αл и αк — лучистый и конвективный потоки энергии, Вт/м²;

tпола — температура напольного покрытия, °C;

tок — температура стен и потолка, °C;

tвоздуха — температура в помещении, °C;

S — полезная площадь контура, м².

Читайте также:  Марка рубероида для гидроизоляции пола

Схема 1. Расчет теплого водяного пола

Пояснение к схемам 1 и 2 расчета теплого пола:

• 1 — плита перекрытия;
• 2 — утеплитель (пенополистирол);
• 3 — стяжка (готовая сухая смесь или цементно-песчаный раствор);
• 4 — труба;
• 5 — компенсационная самоклеющаяся лента;
• 6 — арматурный каркас или сетка (крепление);
• 7 — подложка пол ламинат или слой клея под плитку;
• 8 — чистовое напольное покрытие;
• 9 — гидроизоляция;
• 10 — стена.

• а — шаг трубы (0,15 ÷0,3 м);
• b — отступ от несущей стены (0,3 м);
• с — толщина утеплителя (0,02÷0,1 м);
• f — толщина арматурной сетки (0,04 ÷ 0,1м);
• d — общая толщина стяжки (0,03 ÷0,07 м);
• r, Dy — толщина стенки и внутренний диаметр трубы;
• g — толщина стяжки над трубой (0,3 м);
• k — толщина подложки или слоя плиточного клея (0, 005 ÷0,01 м);
• h — толщина напольного покрытия (0,015 ÷ 0,025 м).

Схема 2. Устройство стяжки в системе водяного теплого пола

Расчет отопления теплых полов определяет теплопотребление жилого дома согласно нормативным документам о тепловой защите зданий и строительной теплотехнике:

Q = (αл + αк) × S ×(tпола − tвоздуха), (Вт);

tпола = Q/[(αл + αк) × S] + tвоздуха, (°C);

при S = 1м², tпола = Q/(αл + αк) + tвоздуха, (°C).

При нагреве температуры помещения на 1 градус, тепло от поверхности пола передается воздуху:

∆t = tпола − tвоздуха =1°C;

Q =(αл + αк) × S×∆t = (4,9 + 6,1) × 1× 1 = 11 (Вт).

Обустройство стяжки для водяного теплого пола

Идеальные условия, при которых теплоотдача водяного контура на одном квадратном метре теплого пола, для нагрева воздуха в комнате на 1°C составляет 11 Вт/м². Чем выше температура в помещении, тем быстрее прогреется комната и меньше расход энергии теплоносителя. Система теплых полов предпочтительна для того, чтобы отапливать жилые утепленные дома, с постоянным проживанием. Среднее допустимое значение теплопотерь 65 Вт/м².

Читайте также:  Ремонт паркета

Для расчета теплоотдачи теплого пола существуют специальные программы, которые можно найти на ресурсах в сети. Для прояснения вопроса предлагаем ознакомится с видео «Расчет теплоотдачи теплого пола».

Температура теплоносителя

Температура теплоносителя в контуре зависит от тепловой нагрузки, шага укладки, диаметра труб, толщины стяжки и материала напольного покрытия. Минимальные температурные значения в контуре принимают для паркетной доски и мелкоштучных изделий из дерева. Кафельная, метлахская, керамическая плитка, керамогранит, мрамор выдерживают максимально разрешенную температуру теплоносителя (55°C). Низконапорные схемы отопления, которые применяют на практике, имеют рабочий диапазон — 45/35°C.

Санитарные нормы определяют комфортный (26°C) и допустимый предел температур для ступни человека:

• 28°C в жилых комнатах для постоянного пребывания;
• 35°C по периметру несущих стен жилого дома;
• 33°C для кухонных помещений, ванн и санитарных комнат.

Согласно санитарным нормам температура теплоносителя в ванной комнате должна быть 33 градуса

Методика расчета

Когда единственным источником тепла был , расчет выполнить точно будет весьма непросто. Причина в следующем – при таком выборе приходится учитывать немало нюансов, включая нормативные документы, а также требуемые материалы. К тому для подобных расчетов необходима достаточно высокая степень технической грамотности, ведь от нее зависит качество полученной системы обогрева, а также финансовые затраты на ее устройство, текущее обслуживание и эксплуатацию. Во втором варианте, то есть установке системы дополнительного обогрева решить рассчитать ее не составит особого труда.

Схематически данную конструкцию можно описать, как магистраль трубопровода, помещенную между черновым полом и его покрытием. Таким образом, создание подобной конструкции сводится к укладке между основой и финишным покрытием трубной магистрали, по которой циркулирует теплоноситель. Она состоит из ряда компонентов:

• теплоизоляционного слоя;
• нагревательных труб;
• коллекторов и шкафа;
• запорной арматуры;
• дополнительных элементов, используемых при присоединении конструкции к центральному отоплению, типа фитингов и крепежей.

Для расчета теплоотдачи должны быть собраны необходимые данные, в том числе о помещении. В частности, это касается:

• вида и площади помещения;
• запланированной температуры;
• уровня теплопотерь;
• типа покрытия пола.

Есть также несколько факторов, которые, возможно, могут показаться незначимыми, тем не менее они способны существенно отразиться на итоговых результатах расчетов, то есть теплоотдача водяного теплого пола окажется недостаточной. В расчетах принимают во внимание

• этажность помещения – находится ли помещение на первом или и последнем этаже;
• объем застекления, например, – эркер, балкона или эркера;
• степень теплоизоляции – балкон, помещение с тонкими стенами;
• некоторые особенности напольного материала – достаточная толщина либо высокий уровень теплоемкости.

В подобных случаях мощность системы обогрева должна быть увеличена и, как правило, возникается необходимость теплотехнического расчета.

Особое внимания требуют помещения с дощатыми либо паркетными полами. Это необходимо из-за низкой теплопроводности древесины в условиях стандартных значений удельной мощности, которая не позволяет получить требуемую температуру поверхности пола.

В интернете есть много примеров расчета систем https://webcala.net/tepliy_pol.php , однако, не всегда получается разобраться с нюансами самостоятельно. В этих случаях существенную помощь оказывают, выложенные в интернете программы расчета теплого водяного пола – онлайн калькуляторы. Принцип их работы заключается в подгонке гидравлических свойств под характеристики насоса, исходя из использованных значений параметров. Этот метод дает возможность маневрировать их возможными значениями.

Основания теплого пола

Тип перекрытия влияет на материалы и выбор толщины слоев над и под трубой. Основа для теплых полов — цементные стяжки и настильные системы из полистирола или деревянных межтрубных досок. Алюминиевый профиль в реечных модулях служит как изоляция дерева от прямого контакта с нагревательным элементом и для крепежа труб.

Статья по теме:

Читайте также:  Технология сухой стяжки пола от Knauf

Водяной тёплый пол своими руками, видео и описание процесса. Описание процесса монтажа водяного теплого пола. Его достоинства и недостатки в отличии от других видов напольных отопительных систем. Выбор материалов. Видео-уроки.

Разводку труб контура на бетонных плитах перекрытия устраивают в теле бетонной стяжки. Объем материала и монтажные расчеты теплых полов определяют после предварительной разметки поверхности (гидравлическим или лазерным уровнем). План раскладки выполняют на бумаге (масштаб 1:50). От точности, с которой проводится вычисление, зависит расход материала и скорость выполнения работ.

В настильном варианте монтажа теплого пола в модульных плитах предусмотрены пазы для прокладки труб водяного пола

Очищенную и обработанную полимерной грунтовкой поверхность, заблаговременно выравнивают, по грунтам и первым этажам делают гидроизоляцию. Оклеивают стены по периметру демпферной лентой на высоту, которая уйдет под стяжку (с небольшим запасом). Теплоизоляционный материал с фольгированным основанием экранирует удельный тепловой поток вверх в заданном направлении. Теплопотеря через фольгу не превышает 5%.

Арматуру укладывают поверх утеплителя, каркас придает жесткость стяжке и позволяет достигнуть правильной фиксации шага. Трубный контур выкладывают, крепят, испытывают контур под давлением и заливают раствором стяжки.

Теплый водяной пол смонтирован с использованием специальных матов

Облегченные модульные системы применяют для деревянных конструкций (черновой пол или лаги), которые не обладают способностью к высоким статическим нагрузкам.

Программы для расчета характеристик

Специфика проектирования водяных теплых полов заключается не только в вычислении мощности, количества материалов, но и учета параметров теплоносителя. К ним относятся расчетная температура воды в обратной трубе, скорость ее прохождения и гидравлическое давление.

В интернете есть много примеров расчета систем , однако, не всегда получается разобраться с нюансами самостоятельно. В этих случаях существенную помощь оказывают, выложенные в интернете программы расчета теплого водяного пола – онлайн калькуляторы. Принцип их работы заключается в подгонке гидравлических свойств под характеристики насоса, исходя из использованных значений параметров. Этот метод дает возможность маневрировать их возможными значениями.

Но для получения верной информации нужно знать исходные данные:

1. Параметры помещения – общая квадратура или объем.
2. Уровень температуры в комнате, которую должна поддерживать система обогрева.
3. Степень нагрева теплоносителя при поступлении в распределительный коллектор. Для большинства случаев он не должен превышать 50°С.
4. Температура воды в обратной трубе. Нужна для расчета теплоотдачи водяного теплого пола. Чем она выше – тем меньше энергии будет расходоваться на нагрев теплоносителя. Оптимальный показатель – до 40 — 50°С.
5. Шаг укладки. Выбирается в зависимости от конфигурации помещения и общей площади нагрева.
6. Виды покрытия. Обязательно нужно знать, какой декоративный материал будет устанавливаться поверх цементной стяжки (кафель, ламинат, паркет), толщину защитного бетонного слоя. Последний чаще всего делают до 5 см.
7. Теплоизоляционный слой. Он нужен для максимальной теплоотдачи системы.

Хорошие онлайн калькуляторы показывают не только технические параметры, но и выполняют расчет стоимости водяного теплого пола.

Совет

Рекомендуется использовать те ресурсы, где дается только количество материала без его стоимости. Таким образом, можно подставляя собственные значения получить несколько вариантов общей стоимости системы с учетом использования различных материалов.

После того как был произведен расчет мощности водяного теплого пола, можно приступить к выбору управляющих элементов – коллекторов и терморегуляторов.

Напольные покрытия

Виды финишного напольного покрытия для теплых полов: наливная поверхность, линолеум, ламинат или паркет, кафель, керамическая и метлахская плитка, мрамор, гранит, базальт и керамогранит.

Деревянному напольному покрытию противопоказана постоянная влажность в помещении, поэтому его не используют в ванных комнатах с теплыми полами.

Таблица 4. Теплопроводность напольных покрытий:

Тип материалаТолщина слоя δ, мПлотность γ, кг/м³Коэффициент теплопроводности λ, Вт/(м °∁)Линолеум утепленный0,00716000,29Плитка кафельная, метлахская, керамическая0,0151800 ÷ 24001,05Ламинат0,0088500,1Паркетная доска0,015 ÷ 0,0256800,15Утеплитель (урса)0,182000,041Цементно-песчаная стяжка0,0218000,76Железобетонная плита0,225001,92

Устройство водяного теплого пола в бетонной стяжке с финальным покрытием кафельной плиткой

Коэффициент Rtb (м 2 K/Вт)

Это коэффициент теплового сопротивления слоя, расположенного над трубами «теплого пола» и верхом напольного покрытия. Чем больше теплопроводность стяжки и напольного покрытия, тем меньше будет значение коэффициента Rtb. Рекомендуется ограничивать этот коэффициент максимальным значением 0,20 м 2 K/Вт. Коэффициент Rt представляет собой сопротивление теплопередаче напольного покрытия — оно имеет наибольшую долю в общем тепловом сопротивлении Rtb. Поэтому рекомендуется использовать напольные покрытия, обладающие высокой теплопроводностью. Ниже приводится перечень некоторых напольных покрытий с соответствующими значениями Rt.

Примечание. При использовании паркета в сочетании с «теплым полом» проверьте возможность его использования и наличие особых требований. Рекомендуется ограничивать температуру на поверхности паркета до 27 °C.

Насосное оборудование в расчетах теплого пола

Снижение температуры теплоносителя позволяет достигнуть эффективной работы циркуляционных насосов.

Нагревательный контур теплых полов расположен горизонтальной плоскости и охватывает большую площадь. Сила, которую циркуляционный насос придает потоку, расходуется на преодоление линейных и местных сопротивлений. Расчет насоса для теплых полов зависит от диаметра, шероховатости трубы, фитингов и длины контура.

Читайте также:  Как сделать плавающий пол своими руками

Схема подключения системы отопления с теплым водяным полом

Основной параметр расчета — производительность насоса в низконапорном контуре:

Н = (П×L + ΣК)/1000, (м), где

Н — напор циркуляционного насоса, м;

П — гидравлическая потеря на погонном метре длины (паспортные данные от производителя), паскаль/метр;

L — максимальная протяженность труб в контуре, м;

K — коэффициент запаса мощности на местные сопротивления.

К = К1 + К2 +К3, где

К1 — сопротивление на переходниках и тройниках, соединениях (1,2);

К2 — сопротивление на запорной арматуре (1,2);

К3 — сопротивление на смесительном узле в системе отопления (1,3).

Напорная характеристика циркуляционного насоса

Степень производительности, которой обладает циркуляционный насос, определяют по формуле:

G= Q/(1,16 ×∆t), (м³/час), где

Q — тепловая нагрузка отопительного контура (Вт);

1,16 — удельная теплоемкость воды (Втч/кгС);

∆t — теплосъем в системе (для низконапорных контуров 5 ÷ 10°С).

Коллекторный шкаф с подключенной системой теплого пола

Таблица 5. Зависимость мощности агрегата от площади отапливаемых помещений (для гидравлического расчета теплого пола):

Площадь пола, м²Производительность циркуляционного насоса для теплого пола, м³/ч80 ÷ 1201,5120 ÷ 1602,0160 ÷ 2002,5200 ÷ 2403,0240 ÷ 2804,0

Полезный совет! Мощность агрегата состоит из суммы расходов всех контуров. На случай аномальных холодов необходимо предусмотреть запас производительности насоса 15 ÷ 20%.

Пример схемы разводки теплого водяного пола по секторам

Расчет мощности электрического теплого пола

В зависимости от назначения помещения, где монтируется электрический теплый пол — потребляемая мощность нагревательного контура может отличаться. Например, она всегда больше на застекленной лоджии, чем в гостиной. Удельная мощность, измеряемая в Вт/м² составляет:

• для кухни и жилых помещений – 110 -150 Вт/м²;
• для ванной комнаты – 140 — 150 Вт/м²;
• для застекленной лоджии – 140 — 180 Вт/м².

Данные величины приведены с 30% запасом мощности.

При выборе системы электрического обогрева потребителю необходимо знать, как рассчитать мощность теплого пола на один «квадрат» нагревательного элемента. Только тогда система способна выполнить свое назначение.

Если пол с обогревом является единственным источником теплоснабжения в доме, тогда нормативная мощность эквивалентна 150 — 180 Вт/м². В противном случае данный показатель должен составлять 110 — 140 Вт/м².

От чего зависит потребляемая мощность

1. Климат и сопутствующие факторы: в какую сторону смотрят окна, среднегодовые температуры, скорость ветра и т.д.
2. Из каких материалов сделан дом. Теплопроводность различна: у дерева 0,1-0,2, у кирпича 0,35-0,7, у пенобетона 0,1-0,3, у ж/б 1,7. Чем выше коэффициент, тем холоднее постройка.
3. Теплоизоляция. Теплопроводность основного материала компенсируется укладкой утеплителей (а у каркасных домов утеплитель и есть основной материал стен). Теплоизолирующие материалы – минвата и ППС. Толщина слоя рассчитывается в зависимости от климата в районе. Утепление – залог того, что отопительные приборы в доме будут обогревать внутренние помещения, а не улицу.
4. Герметичность, утепление окон и дверных проемов.
5. Утечка тепла через вентиляционные каналы.
6. Теплоизоляция самого пола. Под нагревательным элементом должен располагаться утеплитель (в составе кабельных матов или сам по себе) и отражающий слой (фольга, металлические пластины). Только при наличии этих элементов все тепло останется в комнате, а не утечет в подвал.
7. Покрытие пола. Самая высокая теплопроводность у керамической плитки, самая низкая – у древесных материалов.
8. Вид пола (см ниже).

Основной и дополнительный обогрев

Если теплый пол в здании будет служить единственным источником тепла, то такую систему называют основной. В этом случае очень важно, чтобы она могла полностью справляться со своей главной задачей — поддержанием заданной температуры воздуха в помещении в холодное время года. Для такого обогрева удельная мощность отопления должна составлять около 155-185 Вт/м2.

Рисунок 2. Таблица расчета мощности нагревательных элементов.

Если отопительный пол устанавливается в здании, в котором уже смонтирован источник тепла (индивидуальное газовое отопление, центральное отопление и др.), то в этом случае он будет использоваться для поддержания комфортной температуры в доме, то есть будет дополнительным отоплением. Например, такой пол очень часто монтируется не во всем доме, а только в некоторых помещениях (ванная, кухня), чтобы кафель на полу не был холодным. Тогда удельное значение должно быть приблизительно 120-150 Вт/м2.

Вам может быть интересно: Уход за полом: как защитить ламинат от воды

При выборе элементов электрического пола нужно учитывать тот факт, что нагревательные элементы маркируются показателем погонной мощности, то есть на 1 м (например, 15 Вт/м). Человек, который ни разу не сталкивался с монтажом отопительных систем, при покупке электрического кабеля, сопоставив погонное и удельное значение, просит определенную длину кабеля. Но при покупке кабеля опираться на погонное значение не следует.

Нагревательные элементы выпускаются в виде секций, готовых к монтажу, у которых мощность является фиксированной. Эти секции нельзя соединять и разъединять между собой, поэтому главной величиной, которую нужно учитывать при покупке кабеля, является именно расчетная.

В наше время существует достаточно большой спектр кабельных систем отопления, поэтому при выборе требуемого кабеля проблем возникнуть не должно. Для расчета мощности нагревательных элементов можно воспользоваться таблицей, представленной на рис. 2.