Метод расчета длины нагревательного кабеля и шага укладки теплого пола.
С появлением систем теплых полов задача грамотного обогрева помещений намного упростилась.
Применение таких систем в отоплении не только позволяет свести к минимуму расходы на приобретение и монтаж отопительных приборов, но и значительно расширить возможности авторского дизайна для помещений любого назначения.
Электрический теплый пол имеет несколько неоспоримых преимуществ перед другими системами, именно поэтому он пользуется наибольшей популярностью в отоплении помещений. Причем возможно два способа его применения – как основная система отопления и как элемент общей системы для создания большего комфорта в помещении.
Прежде чем приобретать и монтировать теплый пол, необходимо произвести правильный расчет необходимых параметров системы, чтобы найти компромисс между излишней генерацией тепла в помещении и тратой денег на приобретение расходных материалов. Это поможет сэкономить немалые средства на всех стадиях работы по монтажу.
В процессе расчета станет ясно какими характеристиками должен обладать теплый пол, его мощность, общая площадь и ширина шага укладки термоэлементов для разных помещений.
Внимание! При укладке систем теплого пола, необходимо помнить, что размещение нагревательных элементов под стационарной мебелью без ножек, а, следовательно, хорошей вентиляции, строго запрещено.
Это связано с тем, что без должного отвода тепла от поверхности пола, нагревательные элементы будут постоянно перегреваться и очень скоро выйдут из строя. Этот нюанс также следует учитывать при расчете :
При использовании данных систем как основного источника тепла в доме или квартире, необходимо помнить, что площадь, которую должен занимать пол с подогревом должна быть не менее 70 % от общего пространства любого помещения.
Если данный параметр не будет соблюдаться , велика вероятность что теплый пол не будет справляться со своей функцией.
Вычисляется общая мощность теплопотерь в данном помещении. Теплопотери присутствуют во всех без исключения строениях. Они зависят от:
При строительстве зданий с соблюдением всех требований по теплоизоляции конструкций примерная мощность теплопотерь рассчитана и составляет 100-130 Вт/м 2 для различных помещений в новых домах и 150-170 Вт/м 2 в старых обветшалых постройках.
При использовании теплого пола в качестве основного источника тепла , его мощность должна превосходить потери тепла в 1,5 раза. То есть, в случае с вышеописанной кухней, у которой теплопотери составляют, например, 1000 Вт, мощность источника тепла, в нашем случае теплого пола должна составлять: P = 1000 Вт * 1,5 = 1500 Вт.
С учетом того, что нагревательные элементы будут занимать всего 6 м 2 площади, получим: 1500 Вт / 6 м 2 = 250 Вт/м. Именно такой удельной мощностью должен обладать квадратный метр теплого пола. Приобретая материалы необходимо обязательно это учитывать .
Важно: при результате мощности теплого пола свыше 200 Вт/м 2 рекомендуется рассмотреть вариант использования дополнительной системы отопления.
Производители выпускают большой ассортимент различных нагревательных кабелей, отличающихся длиной, мощностью, поперечным сечением и, конечно, качеством. Для покупки необходимого количества кабеля для конкретного помещения рекомендуется воспользоваться формулой:
где L – это длина кабеля, S – площадь пола, который необходимо утеплить, Pп – мощность одного погонного метра кабеля.
Для описанного примера с кухней, в случае применения нагревательного кабеля мощностью 20 Вт/м , а такой тип кабеля есть у многих производителей, нам понадобится 75 погонных метров: L=1500 Вт/20 Вт/м = 75 м.
Кабель длиной 75 метров теперь необходимо правильно уложить на всю требуемую поверхность, площадью в 6 кв. м. Для этого нужно рассчитать шаг укладки (h) . Расчет производится по следующей формуле:
где Sу – площадь для укладки кабеля, L – длина кабеля. Итоговый результат : h = 6 м 2 *100/75 = 8 см.
То есть необходимо уложить нагревательный кабель таким образом, чтобы между его витками было расстояние в 8 сантиметров . Это вполне нормальная величина, хотя исходные данные о теплопотерях в примере были выдуманы.
В случае выбора теплого пола в качестве основного или вспомогательного источника обогрева, необходимо тщательно произвести расчет необходимой мощности, из нее длины кабеля и шага укладки. Это позволит избежать ненужных затрат , а также не допустить ситуации, когда мощности отопительной системы будет недостаточно, и появится необходимость все переделывать в самый неподходящий момент.
Расчет теплого электрического пола Devi от компании ООО Электроконтроль смотрите на видео:
Первым этапом следует составить тепловую карту дома. Для этого можно пригласить специалиста или воспользоваться калькулятором в интернете.
Если по итогам составления карты получается, что теплопотери на один квадрат площади больше 100 ватт, то сначала нужно утеплить дом (потолок, стены), и уже потом рассчитывать систему отопления.
Можно осуществить расчет водяного теплого пола своими руками. При проектировании учитывают следующее: под громоздкую мебель и стационарное оборудование теплые полы не кладут.
При этом система должна покрывать не меньше 70 процентов всей обогреваемой площади, иначе обогрев будет неэффективным ().
Расчет мощности теплого пола водяного зависит от вида помещения:
Сечение трубы обычно выбирают 16 миллиметров. При этом труба прогревает около 10 сантиметров с обеих сторон.
При расчете труб для водяного теплого пола следует учитывать: это не электрический кабель, который по всей протяженности греет одинаково. По мере удаления от котла теплоноситель остывает.
На эффективность контура влияет и гидравлическое сопротивление. Этим определяется максимально допустимая длина контура (100 метров).
Предпочтительная схема укладки – спираль. При укладке змейкой учитывайте, что дальняя от коллектора часть контура будет греться хуже, чем ближняя. Компромиссный вариант – змейка угловая: труба поворачивает в обратном направлении после прохождения не одной стены, а двух, включая угол. При этой схеме первый виток следует располагать в самом холодном углу.
Независимо от размера комнат в каждой выполняют собственный контур. В первую очередь это касается помещений с различным температурным режимом (например, жилая комната и веранда будут отапливаться по-разному).
Расчет шага укладки водяного теплого пола осуществляется в зависимости от климата в районе и особенностей помещения. В любом случае шаг между витками должен быть не больше 30 сантиметров. Около 15 см, если температура зимой до -22, 10 сантиметров – если ниже. В местах наибольших теплопотерь шаг меньше.
Шаг укладки и расчет контуров водяного теплого пола – взаимозависимые характеристики. При шаге в 15 см максимальная площадь, которую обогревает контур – 12 метров, при 20 – 16, при 25 – 20, при 30 – 24.
Расчет длины теплого водяного пола выполняется по формуле:
где S – обогреваемая площадь в кв. м, a – шаг укладки, 1,1 – десятипроцентный запас на повороты. К полученной цифре следует добавить 4 метра (по два на подключение прямой трубы и обратки к коллектору).
Для каждого контура эта цифра считается отдельно. Контур желательно выполнить единой трубой. Суммарная длина труб – это сумма длин контуров.
Расчет насоса для теплого водяного пола выполняется по формуле:
Q = 0,86P/(t1 - t2),
где Р – необходимая мощность контура в киловаттах, а (t1 - t2) – дельта температур подающей и обратной труб.
Для каждого контура выводится своя цифра. Их сумма – необходимая производительность насоса. Для дома в переделах 120 метров получается 1,5, если площадь вдвое больше – 3 и т.д.
Примечание: данная формула подходит для воды. Если теплоноситель – антифриз, поправочный коэффициент будет другой.
Напор рассчитывают по формуле:
Н = (R х L + K)/1000,
где Н – напор, R – гидравлическое сопротивление, L – длина самого большого контура, К – коэффициент запаса мощности.
Насос выбирают с определенным запасом мощности. Например, если вы берете трехскоростную модель, ориентируйтесь на показатели средней скорости.
Кроме труб и силовых агрегатов для монтажа пола потребуются гидроизолирующая пленка и утеплитель (). Рекомендуется фольгированный ЭППС, можно купить готовые маты. Нежелательно использование минваты из-за ее гигроскопичности.
Толщина теплоизоляции варьируется от 2 сантиметров (на перекрытии второго этажа) до 25 (монтаж пола по грунту или над холодным подвалом).
Расчет материалов для теплого водяного пола производится с учетом толщины слоя пирога (на эту величину сократится высота помещения).
Вот примерные цифры, в зависимости от слоя утеплителя:
Видео о расчете водяного теплого пола и монтаже.
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.
Современная система тёплых водяных полов отождествляется с высоким уровнем уюта и комфорта. Такой пол эффективно обогревает помещение и не оказывает вредного воздействия на жизнь и здоровье жильцов. Подобные результаты могут быть достигнуты только при условии правильно выполненных расчётов и грамотно проведённых монтажных работах.
Тёплый водяной пол может являться основным источником отопления жилого помещения или служить вспомогательным обогревательным элементом. Основные расчёты таких полов базируются на данных схемы работы: лёгкий подогрев поверхности для улучшения комфорта или обеспечение полноценным теплом всей площади помещения. Выполнение второго варианта предполагает более сложную конструкцию тёплого пола и надёжную систему регулировки.
Расчёты и проектирование базируются на нескольких характеристиках помещения, а также выборе варианта отопления - основное или дополнительное. Немаловажными показателями являются тип, конфигурация и площадь помещения, в котором запланирован монтаж такого вида отопительной системы. К оптимальному варианту относится использование поэтажного плана с указанием всех необходимых для расчётов параметров и размеров. Допускается самостоятельное выполнение максимально точных замеров.
Чтобы определиться с величиной теплопотерь, потребуется наличие следующих данных:
Кроме того, учитывается толщина и изоляция пола, а также вид предполагаемого к использованию напольного покрытия, что оказывает непосредственное влияние на эффективность всей отопительной системы.
При выполнении расчётов следует принимать во внимание желаемую для обустраиваемого помещения температуру.
Расход трубы теплого пола в зависимости от шага петли
Шаг, мм | Расход трубы на 1 м2, м п. |
---|---|
100 | 10 |
150 | 6,7 |
200 | 5 |
250 | 4 |
300 | 3,4 |
Все расчёты водяных тёплых полов должны быть произведены предельно тщательно. Любые недочёты при проектировании могут быть исправлены только в результате полного или частичного демонтажа стяжки, что способно не только повредить внутреннюю отделку в помещении, но и приведёт к значительным затратам времени, сил и средств.
Короткие трубы предполагают использование более слабого циркуляционного насоса, что делает систему экономически выгодной. Контур с диаметром 1,6 см не должен быть длиннее 100 метров, а для труб с диаметром 2 см максимальная длина составляет 120 метров.
Для выполнения системы отопления на площади 10 квадратных оптимальным вариантом будет:
Следует учитывать, что разница между температурой поверхности и теплоносителя может составлять порядка 15 °C.
Оптимальный способ при укладке трубной системы представлен «улиткой». Именно такой вариант монтажа способствует максимально равномерному распределению тепла по всей поверхности и позволяет минимизировать гидравлические потери, что обусловлено плавными поворотами. При укладке труб в зоне наружных стен оптимальный шаг составляет десять сантиметров. Для выполнения качественного и грамотного крепления целесообразно проводить предварительную разметку.
Полученные в результате замеров данные являются основой для расчёта мощности такого оборудования, как нагревательный тепловой насос, газовый или электрический котёл, а также позволяют определить расстояние между трубами при выполнении монтажных работ.
Значительно облегчить расчёты и сделать их максимально точными позволяет использование специальных компьютерных программ. Все расчёты должны выполняться с учётом способа монтажа и расстояния между трубами.
Основными показателями, характеризующими систему, являются:
Следует учитывать, что при значительной площади отапливаемого помещения допускается увеличивать шаг укладки с одновременным увеличением температурного режима теплоносителя. Возможный диапазон шага при укладке составляет от пяти до шестидесяти сантиметров.
Наиболее распространённые соотношения расстояний и тепловых нагрузок:
Чтобы точно знать, достаточно ли использовать систему как единственный источник обогрева или же «тёплые полы» могут служить исключительно дополнением к основному отоплению, необходимо выполнить черновой, предварительный расчёт.
Чтобы определить плотность эффективного теплового потока, отдаваемого м² тёплых полов, необходимо воспользоваться формулой:
g (Вт/м²) = Q (Вт) / F (м²)
Для вычислений величины Q учитывается площадь всех окон, средняя высота потолков в помещении, теплоизоляционные характеристики полов, стен и кровли. При выполнении напольного отопления в качестве дополнительного, суммарный объём теплопотерь целесообразно определять в форме процентного соотношения.
При расчётах величины F учёту подлежит только участок пола, участвующий в процессе обогрева помещения. На участках расположения предметов интерьера и мебели следует оставлять свободные зоны шириной порядка 50 сантиметров.
Для определения средней температуры теплоносителя в условиях нагревательного контура используется формула:
ΔТ (°С) = (TR + TO) / 2
Рекомендуемые температурные параметры в °С на вход и выход для стандартного теплоносителя составляют: 55-45, 50-40, 45-35, 40-30. Следует учитывать, что температурный показатель на подачу не может быть выше 55 °С, с условием температуры на обратный контур с разницей в 5 °С.
В соответствии с полученными величинами g и ΔТ выполняется подбор диаметра и шага для монтажа труб. Удобно использовать специальную таблицу.
На следующем этапе производится расчёт приблизительной длины задействованных в системе труб. С этой целью необходимо разделить показатель площади обогреваемого пола в м² на расстояние между уложенными трубами в метрах. К полученному показателю следует прибавить запас длины на выполнение загибов и подключение к длине прибавляется длина на загибы труб и длина на подключение к системе коллекторов.
При известной длине и диаметре труб легко высчитывается показатель объёма и скорость теплоносителя, оптимальная величина которого составляет 0,15-1 метр в секунду. При более высоких значениях скорости движения следует увеличить показатель диаметра используемых труб.
Правильный выбор насоса, используемого в отопительном контуре, базируется на величине расхода теплоносителя с запасом в двадцать процентов. Такое увеличение показателя соответствует параметрам гидравлического сопротивления в трубной системе. Подбор наноса для циркуляции нескольких отопительных систем заключается в соответствии показателей мощности этого оборудования с общим расходом всех используемых отопительных контуров.
Чтобы получить максимально точные расчёты, целесообразно обратиться за консультацией профессионалов, специализирующихся на выполнении монтажа внутренних инженерных коммуникаций.
Допускается использование онлайн-калькулятора, который облегчит расчёты, но даст весьма приблизительные вычисления, представляющие общую информацию о масштабах предстоящих монтажных работ.
Для обогрева старых и ветхих сооружений, не обладающих качественным утеплением, нецелесообразно использовать систему тёплых водяных полов в качестве единственного отопительного элемента, что обусловлено низкой степенью эффективности и высоким уровнем энергозатрат.
Уровень технической грамотности всех выполненных расчётов оказывает непосредственное влияние на качественные характеристики монтируемой отопительной системы. Правильные расчёты позволяют оптимизировать финансовые затраты не только на процесс установки водяного обогрева полов, но и минимизировать расходы во время эксплуатации и обслуживания всей отопительной системы.
Уютный частный дом – это мечта каждого человека. Но как сделать его таким? Вариантов может быть много: стандартная система отопления, кондиционеры или модный сегодня теплый пол. Но любая из них требует разработки предварительного проекта.
Если вы решили остановиться на последнем варианте, то предварительно придется произвести расчет водяного теплого пола и только затем приступать к его монтажу. Как это сделать, и какие данные потребуются, будем уточнять вместе.
Если вы решили установить такую систему в своем доме, то учтите, что она требует точных цифр, для того чтобы действительно соответствовать названию.Это необходимо потому, что каждый контур пола имеет значительную протяженность, а, следовательно, и приличное гидравлическое сопротивление.
Чтобы она успешно функционировала, придется поставить на каждом этаже небольшой насос или один, но очень мощный на всю систему.
Для его правильного выбора нужно учитывать:
При этом, производя расчеты, необходимо учитывать не только метраж, но и другие важные показатели, оказывающие влияние:
Есть и другие возможности получить ответ на вопрос как правильно рассчитать водяной теплый пол. Вычисления выполняются с применением специальных программ. В этом случае гидравлические свойства подгоняются в зависимости от параметров под характеристики насоса. При использовании данного метода можно маневрировать различными параметрами системы.
Чтобы результат соответствовал ожиданиям, необходимо прежде, чем осуществлять монтаж, произвести необходимые расчеты. Для этого вам понадобиться лист миллиметровой бумаги, карандаш и некоторые подсказки.
Итак, расчет мощности теплого водяного пола следует начинать с выполнения на бумаге плана комнаты, с расположением окон и дверей в масштабе 1 см=0,5 м.
Следующим этапом станут вычисления шага расположения и диаметра труб. Они выполняются с учетом следующих условий:
Производя расчет водяного теплого пола обязательно нужно учитывать, что основные места теплопотерь – это участки возле окон и дверей. Следовательно, труба должна располагается вдоль окна. Расстояние от стен до трубы не может быть более 25 см.
Один элемент от другого в контуре может располагаться не более чем через 50 см, на это расстояние оказывает влияние диаметр.
Чтобы рассчитать количество труб необходимо измерить их длину и полученное значение умножить на коэффициент (позволяет переводить размеры чертежа в реальные). К полученному значению прибавляется 2 м нужные на подводку к стояку.
Следующим этапом будет расчет количество подложки. Для этого необходимо узнать площадь помещения, умножив его ширину на длину.
В случае сложной поверхности данная формула даст не совсем точные результаты. Так как для применяется песок и цемент, то и их количество необходимо рассчитать. Оно будет зависеть от толщины стяжки.
Определение всех необходимых значений для монтажа теплого водяного пола не является сложным. Однако не специалисту в этой области лучше не рисковать и выполнять все согласно инструкции, прилагаемой к каждому комплекту.
Но если, исходя из площади пола в помещении, вы решите изменить шаг укладки, чтобы достичь наилучшего температурного режима, то одного этого будет мало.Существуют еще такие понятия как настройка и регулировка, от которых и зависит микроклимат в помещении.
Эти показатели являются даже более важными, чем шаг укладки труб. Особое внимание на них следует обращать в случае, если в доме постоянно проживают дети, чтобы создать комфортный для них температурный режим.
При расчетах учитывают также высоту и длину всей конструкции. Первый показатель включает в себя сумму высот всех слоев, при этом самыми мощными будут:
Длина – это метраж всех входящих в систему труб.
При проведении вычислений также учитываются и такие аспекты как этаж, на котором размещается помещение, объем его застекления, свойства ограждающих конструкций, вид напольных покрытий, наличие и тип подложки.
Для каждого из этих случаев может потребоваться увеличение мощности системы и проведение дополнительного теплотехнического расчета.
Теплый пол водяной, расчет которого был рассмотрен выше, имеет массу выгодных отличий от традиционных отопительных систем. Он нагревает весь воздух, в отличие от приборов, вызывающих его движение и рождающих конвекционные потоки.
Работа системы основана на перекачке горячей воды по трубопроводу, при этом ее максимальный предел – это 50º С и этого вполне достаточно для поддержания комфортного микроклимата в помещении.
Такой обогрев не причиняет ожогов и не иссушает воздух, а теплоотдача водяного пола достаточно высокая.
Он может применяться как основной или дополнительный источник тепла. Каким ему быть зависит от характеристик помещения и в первую очередь от его теплопотерь. Если они незначительные, то можно использовать систему в качестве основной, при больших значениях она не оправдает затрат и может применяться только как