Расчет контуров водяного теплого пола – Расчет трубы для теплого пола водяного, Ватт/М² тепловой и гидравлический

мощность, длина контура и возможные теплопотери

По теплому полу приятно ходить, нет дискомфорта от холода под ногами и духоты в верхней части помещения. Грамотно обустроенная система позволяет равномерно прогревать все зоны комнат, создавая уют и экономя средства на обогрев. Монтаж теплого пола относительно прост, но эффективность отопительного контура полностью зависит от правильности расчетов при подготовке проекта.

Требования для установки теплого пола

Чтобы теплый пол создавал нужный климат и не становился причиной неудобств или коммунальных аварий, помещение, в котором будет монтироваться этот отопительный контур, должно отвечать следующим требованиям:

• высота потолков от чернового пола должна быть такой, чтобы ее уменьшение на 20 см не вызывало дискомфорта;
• дверной проем должен иметь высоту не менее 2,1 м;
• черновой пол должен быть достаточно прочным, чтобы выдержать цементную стяжку, которой будет закрыт тепловой контур;
• если черновой пол уложен на грунт или под утепляемым помещением находится неотапливаемое, необходимо проложить дополнительный слой утеплителя с экранирующим покрытием;
• поверхность, на которой планируется монтаж теплового контура и всех составляющих “пирога” теплого пола, должна быть ровной и чистой.

Общие рекомендации

Если вышеперечисленные требования соблюдены, система “теплый пол” будет установлена без проблем. Однако ее эффективность зависит не только от размеров помещения, но и от других его особенностей, учесть которые поможет выполнение следующих рекомендаций:

• Стены являются основным источником теплопотерь, поэтому перед расчетом и монтажом отопительной системы необходимо хотя бы примерно рассчитать объем уходящего на обогрев улицы тепла. Если полученная цифра оказывается выше 100 Вт на квадратный метр, стены желательно утеплить, чтобы не переплачивать за отопление;
• Тепловой контур не должен попадать под места установки массивной мебели и тяжелого стационарного оборудования. Постоянное большое давление на пол приведет к повреждению труб или кабелей отопительной системы и выведет ее из строя.
• Для равномерного прогревания помещения необходимо, чтобы такие необогреваемые зоны занимали не более 30% площади пола. Поэтому перед проведением расчетов выполняют чертеж помещения в масштабе, и отмечают на этом чертеже места, которые следует оставить неотапливаемыми. Затем подсчитывается общая рабочая площадь – она должна составлять 70% или более от общей.
• Необходимо рассчитать оптимальную форму, протяженность и шаг теплового контура и его мощность, а также выполнить чертеж с указанием мест подключения к системе отопления, направления потока теплоносителя.

Способы установки системы «теплый пол»

Для правильного функционирования этой отопительной системы важна четкая последовательность слоев так называемого “пирога” теплого пола.

Тепловой контур укладывается на предварительно тепло- и гидроизолированную поверхность, а сверху заливается или засыпается цементной стяжкой, поверх которой укладывается финишное напольное покрытие. Вышеперечисленные слои – оболочка пирога – обязательны в обоих случаях. Они защищают систему от внешних воздействий и повышают ее КПД.

В качестве начинки, то есть рабочего органа системы, может выступать трубопровод, по которому пойдет горячая вода от котла, или греющий электрокабель.

В первом случае систему называют водяным полом, во втором – электрическим.

Установить теплый пол можно разными способами, возможны различные варианты конфигурации контура и крепления его элементов.

Обратите внимание! Способ крепления влияет только на удобство монтажа, а вот форма контура определяет равномерность прогрева помещения.

Конфигурации теплового контура

Трубы водяного пола или кабели электрического можно расположить двумя способами:

• змейкой – уложив греющий элемент параллельными линиями;
• улиткой – греющий элемент укладывается по спирали от стен к центру помещения.

Змейку укладывают тремя способами:

• прямым – параллельно одной из стен, начиная от самой холодной;
• угловым – от самого холодного угла к противоположному, оставив вдоль одной из стен пространство для отведения обратки;
• двойным – сначала прокладывается первая змейка с широким шагом, а затем, дойдя до противоположной стены или угла тепловой элемент разворачивается и возвращается обратно вдоль первого контура, таким образом, получается две параллельных змейки, одна из которых условно является подающей, а вторая отводящей.

Спираль улитки укладывается сходно с двойной змейкой: сначала подающая спираль с широким шагом, в центре выполняется S– или Z–образный разворот, затем между витками первой спирали прокладывается вторая – обратная.

Прямая и угловая змейки просты в монтаже и удобны для выравнивания температуры воздуха в помещении, имеющем с одной стороны холодную зону, а с другой – примыкание к отапливаемым помещениям.

Двухконтурные конфигурации – двойная змейка и улитка – обеспечивают равномерный прогрев пола, что позволяет ходить по нему босиком, не ощущая дискомфорта.

Способы фиксации теплового контура

Чтобы при заливании теплого пола цементным раствором или засыпании сухой стяжкой тепловой контур не деформировался, нагревательный элемент фиксируют на подготовленной поверхности.

Применяют два способа:

• Укладывание на специальный экранированный утеплитель для тёплого пола, на котором заводским методом или при монтаже нанесена разметка и уложена армирующая сетка. В этом случае протягивают тепловой контур, ориентируясь по размеченным клеткам. Для фиксации применяют хомуты, которые втыкают непосредственно в утеплитель или прикрепляют к армирующей сетке, либо поверх утеплителя укладывают монтажные планки с пазами для фиксации. Этот способ дешев, но требует дополнительных трудозатрат на установку хомутов. Минусом является низкая тепло– и звукоизоляция, из-за чего требуется проведение дополнительных изоляционных мероприятий, особенно в многоэтажных домах.
• Использование профилированных матов с бобышками – выступающими частями, расширяющимися сверху. Бобышки расположены таким образом, что на матах можно протянуть тепловой контур любой конфигурации. Для фиксации достаточно вжать трубу или кабель между бобышками, а расширенная верхняя часть будет надежно удерживать греющий элемент в заданном положении. Такие маты дороже простых фольгированных утеплителей, но обеспечивают и необходимый уровень изоляции, и защиту теплоэлемента от повреждений.

Методика расчетов

Теплый пол обеспечит комфорт в помещении только в одном случае – если будет давать тепло в необходимом и достаточном количестве, не перегревая одни участки и не оставляя другие холодными.

Чтобы получить такую эффективную систему, нужно провести расчеты:

• теплопотерь помещения,
• необходимой мощности теплового контура,
• длины шага змейки или улитки,
• общей длины контура.

Как рассчитать теплопотери

Эффективность отопительной системы не в последнюю очередь зависит от особенностей отапливаемого помещения: наличия окон и выходящих на улицу или в холодные помещения дверей, количества внешних стен и их расположения относительно солнца и ветра, состояния несущих конструкций и их теплопроводности. Все эти мелочи в сумме дают теплопотери, то есть часть полезной мощности будет уходить на обогрев не дома или квартиры, а улицы. Но какая часть?

Ответить на этот вопрос сможет только специалист – проведя осмотр, замеры и расчеты, он составит тепловую карту помещения и вычислит уровень теплопотери.

Если полученная при расчете теплопотерь цифра ниже 100 Вт на квадратный метр, можно смело приступать к расчету теплого пола и его установке – система справится с обогревом и создаст нужный климат практически без потерь.

Это важно! При более высоком уровне теплопотерь до расчета и монтажа теплого пола потребуется исправить дефекты теплоизоляции и провести работы по утеплению помещения. Пренебрежение этим этапом приведет к тому, что на обогрев будет тратиться много энергии и денег, а создать уют так и не получится.

Самостоятельное вычисление теплопотерь тоже возможно, хотя результат будет очень приблизительным. Общую картину он все же прояснит, сэкономив при этом финансы. Для расчета используют средние значения теплопотери квадратного метра стены, учитывая уровень ее теплоизоляции и наличие окон.

Особенности помещения	Объем теплопотери, Вт/кв.м
Качественное утепление стен, качественный стеклопакет или отсутствие окон	40
Небольшая теплоизоляция, обычные окна	70-80
Дом старой застройки, без дополнительного утепления, вне зависимости от наличия окон	100
Новостройка или новый коттедж без утепления или с панорамными окнами	300

Чуть точнее, но без вызова специалиста, можно рассчитать теплопотери при помощи онлайн-калькуляторов.

В них для вычисления теплопотерь необходимо указать материал и толщину стен, наличие и размеры окон и дверей и другие особенности помещения. Но получить точный результат без специального оборудования и знаний практически невозможно.

Расчет мощности

Этот параметр рассчитывают для определения количества тепла, которое должен выделить тепловой контур, чтобы обогреть конкретное помещение. И в этом случае точные расчеты провести могут только специалисты, но здесь точность уже не настолько важна.

Обычно теплый пол оснащают устройствами, которые позволяют регулировать уровень нагрева, поэтому для выполнения чертежа и проекта своими руками обычно пользуются средними значениями.

Особенности строения, в котором располагается отапливаемое помещение	Общая площадь строения, кв.м	Необходимая мощность, Вт/кв.м
многоквартирный дом	любая	100
частный дом	до 150	120
	150-300	100
	300-500	90

Для получения необходимой мощности теплового контура число из правого столбца умножают на площадь помещения, в котором планируется обустройство теплого пола.

Вычисление длины шага

Расчет расстояния между соседними параллельными участками теплового элемента  необходим для того, чтобы:

• обеспечить равномерное нагревание помещения,
• предотвратить соприкосновение труб или кабелей друг с другом,
• не оставлять на полу непрогретых зон, чтобы было комфортно ходить по напольному покрытию даже босиком.

Минимальный шаг между линиями теплового элемента – 10 см, такое расстояние достаточно для соблюдения техники безопасности и необходимо для усиленного обогрева наиболее холодных зон – вдоль внешних стен, под окнами и около выходящих в холодные помещения или на улицу дверей.

Постепенно шаг увеличивается на 5-10 см – для удобства дальнейших расчетов и монтажа.

Самое большое расстояние между трубами оставляется в центре помещения – здесь необходимо не менее 15 см, но не более 30. Такой шаг предотвратит появление перегретой зоны и не оставит полосок холода на полу.

Как рассчитать длину контура

При прокладывании теплого пола в основном используют длинномерные трубы и кабели, позволяющие протянуть линию нужной геометрии с минимальным использованием соединительных элементов. Чтобы не ошибиться при покупке расходных материалов, необходимо рассчитать общую длину теплового контура. Это самый простой из расчетов, но для его выполнения важно подготовить точный чертеж с нанесением всех линий и указанием расстояний.

Расчет можно выполнить одним из следующих методов:

• По среднему значению – на каждый квадратный метр пола в среднем укладывается 5 погонных метров трубы или кабеля. Таким образом нужно умножить площадь, занимаемую тепловым контуром, на 5.
• По среднему шагу – площадь помещения делится на среднее значение шага в метрах и прибавляется 10% на углы и повороты. Так, если у стены расстояние между параллельными линиями 10 см, а в центре – 30 см, то средний шаг составит 0,2 м.
• По ширине помещения – ее умножают на количество шагов и прибавляют длину комнаты на повороты. Этот способ подходит только для укладки змейкой.

Обратите внимание! Оптимальной длиной трубопровода теплого водяного пола является 80-120 м – вода успевает прогреть помещение, не остывая до критической температуры, при которой упадет давление в отопительной системе. Если расчетная длина оказывается больше, лучше выполнить два примерно одинаковых тепловых контура вместо одного и подключить их к системе отопления параллельно.

infotruby.ru

укладка и расчет оптимального значения

Прокладка труб обогрева под покрытием пола считается одним из лучших вариантов отопления дома или квартиры. Они потребляют меньше ресурсов для поддержания указанной температуры в комнате, превышают стандартные настенные радиаторы по уровню надежности, равномерно распределяют тепло в помещении, а не создают отдельные «холодные» и «горячие» зоны.

Длина контура водяного теплого пола — важнейший параметр, который необходимо определить до начала монтажных работ. От него зависит будущая мощность системы, уровень нагрева, выбор комплектующих и конструктивных узлов.

Варианты укладки

Строителями используются четыре распространенных схемы укладки труб, каждая из которых лучше подходит для использования в помещении различной формы. От их «рисунка» в немалой степени зависит максимальная длина контура теплого пола. Это:

• «Змейка». Последовательная укладка, где горячая и холодна линия, идут друг за другом. Подходит для помещений вытянутой формы с разделением на зоны различной температуры.
• «Двойная змейка». Применяется в прямоугольных комнатах, но без зонирования. Обеспечивает равномерное прогревание площади.
• «Угловая змейка». Последовательная система для помещения с равной длиной стен и наличием зоны низкого прогревания.
• «Улитка». Сдвоенная система прокладывания, подходящая для приближенных к квадрату форм комнат без холодных участков.

Выбранный вариант укладки оказывает влияние на максимальную длину водяного пола, потому что меняется количество петель труб и радиус изгиба, который также «съедает» определенный процент материала.

Расчет длины

Максимальная длина трубы теплого пола для каждого контура рассчитывается отдельно. Чтобы получить необходимое значение понадобится следующая формула:

Ш*(Д/Шу)+Шу*2*(Д/3)+К*2

Значения указываются в метрах и означают следующее:

• Ш — ширина комнаты.
• Д — длина помещения.
• Шу — «шаг укладки» (расстояние между петлями).
• К — расстояние от коллектора до точки соединения с контурами.

Полученная в результате вычислений длина контура теплого пола дополнительно увеличивается на 5%, куда входит небольшой запас на нивелирование ошибок, изменение радиуса сгибания трубы и соединение с фитингами.

В качестве примера расчета максимальной длины трубы для теплого пола на 1 контур возьмем помещение в 18 м2 со сторонами в 6 и 3 м. Расстояние до коллектора составляет 4 м, а шаг укладки 20 см, получается следующее:

3*(6/0,2)+0,2*2*(6/3)+4*2=98,8

К результату добавляется 5%, что составляет 4,94 м и рекомендуемая длина контура водяного теплого пола увеличивается до 103,74 м, которые округляются до 104 м.

Зависимость от диаметра труб

Второй по важности характеристикой является диаметр используемой трубы. Она напрямую влияет на максимальное значение длины, количество контуров в помещении и мощность насоса, который отвечает за циркуляцию теплоносителя.

В квартирах и домах со средним размером комнат используются трубы 16, 18 или 20 мм. Оптимальным для жилых помещений является первое значение, оно сбалансировано в плане затрат и производительности. Максимальная длина контура водяного теплого пола 16 трубой составляет 90-100 м в зависимости от выбора материала трубы. Превышать этот показатель не рекомендуется, потому что может образоваться так называемый эффект «запертой петли», когда, вне зависимости от мощности насоса движение теплоносителя в коммуникации прекращается из-за высокого сопротивления жидкости.

Чтобы выбрать оптимальное решение и учесть все нюансы, лучше обратиться к нашему специалисту за консультацией.

Количество контуров и мощность

Монтаж системы отопления должен соответствовать следующим рекомендациям:

• Одна петля на помещение небольшой площади или часть большого, растягивать контур на несколько комнат нерационально.
• Один насос на коллектор, даже если заявленной мощности достаточно на обеспечение двух «гребенок».
• При максимальной длине трубы теплого пола 16 мм в 100 м коллектор устанавливается не более чем на 9 петель.

Если максимальная длина петли теплого пола 16 трубы превышает рекомендованное значение, то помещение разбивается на отдельные контуры, которые соединяются в одну отопительную сеть коллектором. Чтобы обеспечить равномерное распределение теплоносителя по всей системе, специалисты советуют не превышать разницу между отдельными петлями в 15 м, иначе меньший контур прогреется гораздо сильнее, чем больший.

Но что делать, если длина контура теплого пола 16 мм трубы различается на значение, которое превышает 15м? Поможет балансировочная арматура, которая изменяет циркулирующее по каждой петле количество теплоносителя. С ее помощью разница длин может составлять почти два раза.

Температура в комнатах

Также длина контуров теплого пола для 16 трубы оказывает влияние на уровень нагрева. Для поддержания комфортной среды в помещении нужна определенная температура. Для этого прокачиваемая в системе вода нагревается до 55-60 °C. Превышение этого показателя может пагубно сказаться на целостности материала инженерных коммуникаций. В зависимости от назначения комнаты в среднем получаем:

• 27-29 °C для жилых комнат;
• 34-35 °C в коридорах, прихожих и проходных помещениях;
• 32-33 °C в комнатах с повышенной влажностью.

В соответствии с максимальной длиной контура теплого пола 16 мм в 90-100 м разница на «входе» и «выходе» смесительного котла не должна превышать 5 °C, иное значение свидетельствует о теплопотере на отопительной магистрали.

pol-hot.ru

как рассчитать мощность и длину контура

Во избежание ненужных расходов и технологических ошибок, которые могут привести к частичной или полной переделке системы своими руками, расчет водяного теплого пола производится заранее, перед началом укладки. Необходимы следующие вводные данные:

• Материалы, из которых построено жилье;
• Наличие других источников отопления;
• Площадь помещения;
• Наличие наружного утепления и качество остекления;
• Региональное расположение дома.

Также нужно определить, какая максимальная температура воздуха в комнате требуется для комфорта жильцов. В среднем рекомендуется делать проектирование контура водяного пола из расчета 30-33 °С. Однако такие высокие показатели в процессе эксплуатации могут и не понадобиться, человек максимально комфортно себя чувствует при температуре до 25 градусов.

В случае, когда в доме используются дополнительные источники тепла (кондиционер, центральное или автономное отопление и т.д.), расчет теплого пола можно ориентировать на средние максимальные показатели 25-28 °С.

Совет! Настоятельно не рекомендуется подключать теплые водяные полы своими руками напрямую через центральную систему отопления. Желательно использовать теплообменник. Идеальный вариант – полностью автономное отопление и подключение теплых полов через коллектор к котлу.

Расчет мощности

КПД системы напрямую зависит от материала труб, по которым будет двигаться теплоноситель. Используют 3 разновидности:

• Медные;
• Полиэтиленовые или из сшитого полипропилена;
• Металлопластиковые.

У медных труб максимальная теплоотдача, но довольно высокая стоимость. Полиэтиленовые и полипропиленовые трубы обладают низкой теплопроводностью, но стоят относительно дешево. Оптимальный вариант в соотношении цены и качества – металлопластиковые трубы. У них низкий расход теплоотдачи и приемлемая цена.

Опытные специалисты в первую очередь принимают во внимание следующие параметры:

1. Определение значения желаемой t в помещении.
2. Правильно посчитать теплопотери дома. Для этого можно использовать программы-калькуляторы либо пригласить специалиста, но возможно произвести и приблизительный подсчёт теплопотерь самостоятельно. Простой способ, как рассчитать теплый водяной пол и теплопотери в помещении — усредненное значение теплопотерь в помещении — 100 Вт на 1 кв. метр, с учетом высоты потолка не более 3х метров и отсутствия прилегающих неотапливаемых помещений. Для угловых комнат и тех, в которых есть два или более окон – теплопотери рассчитываются исходя из значения 150 Вт на 1 кв. метр.
3. Вычисление сколько будет теплопотерь контура на каждый м2 отапливаемой водяной системой площади.
4. Определение расхода тепла на м2, исходя из декоративного материала покрытия (например, у керамики теплоотдача выше, чем у ламината).
5. Вычисление температуры поверхности с учетом теплопотерь, теплоотдачи, желаемой температуры.

В среднем, требуемая мощность на каждые 10 м2 площади укладки должна быть около 1,5 кВт. При этом нужно учесть пункт 4 в вышеперечисленном списке. Если дом хорошо утеплен, окна из качественного профиля, то на теплоотдачу можно выделить 20% мощности.

Соответственно, при площади помещения 20 м2, расчет будет происходить по следующей формуле: Q = q*x*S.

3кВт*1,2=3,6кВт, где

Q – требуемая мощность обогрева,

q = 1,5 кВт = 0,15 кВт — это константа на каждые 10м2,

x = 1,2 — это усредненный коэффициент теплопотери,

S – площадь помещения.

Внимание! Вышеуказанная формула как рассчитать теплый пол – максимально упрощенная, так как не принимаются во внимание, что давление в системе тоже может снижаться.

Перед началом монтажа системы своими руками, рекомендуется составить план-схему, точно указать расстояние между стенами и наличие других источников тепла в доме. Это позволит максимально точно рассчитать мощность водяного пола. Если площадь помещения не позволяет использовать один контур, то правильно планировать систему с учетом установки коллектора. Кроме того, потребуется монтировать своими руками шкаф для устройства и определить его местоположение, расстояние до стен и т.д.

Сколько метров оптимальная длина контура

h3_2

Часто встречается информация, что максимальная длина одного контура – 120 м. Это не вполне соответствует истине, так как параметр напрямую зависит от диаметра трубы:

• 16 мм – max L 90 метр.
• 17 мм – max L 100 метр.
• 20 мм – max L 120 метр.

Соответственно, чем больше диаметр трубопровода, тем меньше гидравлическое сопротивление и давление. А значит – длиннее контур. Однако опытные мастера рекомендуют не «гнаться» за максимальной длиной и выбирать трубы D 16 мм.

Также нужно учесть, что толстые трубы D 20 мм проблематично гнуть, соответственно петли укладки будут больше рекомендуемого параметра. А это означает низкий уровень КПД системы, т.к. расстояние между витками будет большое, в любом случае придется делать квадратный контур улитки.

Если одного контура не достаточно на обогрев большого помещения, то лучше монтировать своими руками двухконтурный пол. При этом настоятельно рекомендуется делать одинаковую длину контуров, чтобы прогрев площади поверхности был равномерным. Но если разницы в размерах все-таки не избежать – допускается погрешность в 10 метров. Расстояние между контурами равно рекомендуемому шагу.

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.

Сколько градусов допускается при перепадах температуры

Проектирование системы кроме потерь тепла и давления подразумевает температурные перепады. Максимальный перепад – 10 градусов. Но рекомендуется ориентироваться на 5 °С для равномерной работы системы. Если заданная комфортная температура поверхности пола – 30 °С, то прямой трубопровод должен подавать около 35 °С.

Давление и температура, а также их потери, проверяются при опрессовке (проверке системы перед финишной заливкой чистовой стяжки). Если проектирование произведено верно, то заданные параметры будут точны с погрешностью не более 3-5%. Чем выше будет перепад t, тем выше расход мощности пола.

domotopim.ru