Изчисляване на тръби за подово отопление: избор на тръби според параметрите, избор на стъпка на полагане + пример за изчисление

Въпреки сложността на монтажа, подовото отопление с помощта на водна верига се счита за един от най-рентабилните методи за отопление на помещение. За да може системата да работи възможно най-ефективно и да не създава неизправности, е необходимо правилно да се изчислят тръбите за подово отопление - да се определи дължината, стъпката на контура и оформлението на контура.

Удобството при използване на водно отопление до голяма степен зависи от тези показатели. Ще анализираме тези проблеми в нашата статия - ще ви кажем как да изберете най-добрия вариант на тръбата, като вземете предвид техническите характеристики на всеки сорт. Също така, след като прочетете тази статия, вие ще можете правилно да изберете стъпката на инсталиране и да изчислите необходимия диаметър и дължина на контура на топлия под за определена стая.

Параметри за изчисляване на топлинната верига

На етапа на проектиране е необходимо да се решат редица въпроси, които определят характеристики на дизайна подово отопление и режим на работа - изберете дебелината на замазката, помпата и друго необходимо оборудване.

Техническите аспекти на организацията на отоплителния клон до голяма степен зависят от предназначението му. В допълнение към целта, за точно изчисляване на кадрите от водната верига ще са необходими редица индикатори: покривна площ, плътност на топлинния поток, температура на топлоносителя, вид настилка.

Покритие на тръбите

При определяне на размерите на основата за полагане на тръби се взема предвид пространство, което не е затрупано с голямо оборудване и вградени мебели. Трябва да помислите за оформлението на предметите в стаята предварително.

Ако водният под се използва като основен доставчик на топлина, тогава неговият капацитет трябва да е достатъчен, за да компенсира 100% от топлинните загуби. Ако бобината е допълнение към радиаторната система, тогава тя трябва да покрива 30-60% от разходите за топлинна енергия в помещението

Топлинен поток и температура на охлаждащата течност

Плътността на топлинния поток е изчислен показател, характеризиращ оптималното количество топлинна енергия за отопление на помещение. Стойността зависи от редица фактори: топлопроводимостта на стените, подовете, зоната на остъкляването, наличието на изолация и интензивността на обмена на въздух. Въз основа на топлинния поток се определя стъпката на полагане на контура.

Максималният индикатор за температурата на охлаждащата течност е 60 ° C. Дебелината на замазката и подовото покритие обаче понижават температурата - всъщност на подовата повърхност се наблюдава около 30-35 ° C. Разликата между термичните индикатори на входа и изхода на веригата не трябва да надвишава 5 ° C.

Вид настилка

Довършването влияе върху производителността на системата. Оптимална топлопроводимост на керемиди и порцеланова керамика - повърхността се загрява бързо. Добър показател за ефективността на водната верига при използване на ламинат и линолеум без топлоизолационен слой. Най-ниската топлопроводимост на дървено покритие.

Степента на топлопреминаване също зависи от материала за пълнене. Системата е най-ефективна, когато се използва тежък бетон с естествен агрегат, например морски камъчета с фина фракция.

Циментово-пясъчният разтвор осигурява средно ниво на топлопреминаване при загряване на охлаждащата течност до 45 ° C. Ефективността на веригата спада значително, когато устройството е полусуха замазка

При изчисляване на тръби за топъл под трябва да се вземат предвид установените норми на температурния режим на покритието:

• 29 ° С - хол;
• 33 ° С - помещения с висока влажност;
• 35 ° С - зони за преминаване и студени зони - участъци по крайните стени.

Климатичните особености на региона ще играят важна роля за определяне на плътността на полагането на водната верига. При изчисляване на топлинните загуби трябва да се вземе предвид минималната температура през зимата.

Както показва практиката, предварителното затопляне на цялата къща ще помогне за намаляване на натоварването. Има смисъл първо да се изолира помещението и след това да се пристъпи към изчисляване на топлинните загуби и параметрите на тръбната верига.

Оценка на техническите свойства при избора на тръби

Поради нестандартните условия на работа се поставят високи изисквания към материала и размера на бобината на водния под:

• химическа инертностустойчивост на корозионни процеси;
• абсолютно гладко вътрешно покритиене са предразположени към образуване на варовикови израстъци;
• сила - отвътре охлаждащата течност постоянно действа върху стените, а отвън - замазка; тръбата трябва да издържа на налягане до 10 бара.

Желателно е нагревателният клон да има малка специфична гравитация. Торта с воден под вече оказва значително натоварване на тавана, а тежък тръбопровод само ще влоши ситуацията.

Според SNiP в затворени отоплителни системи използването на заварени тръби е забранено, независимо от вида на шева: спирален или прав

Три категории тръбни продукти отговарят на тези изисквания в една или друга степен: омрежен полиетилен, метал-пластмаса, мед.

Вариант №1 - Омрежен полиетилен (PEX)

Материалът има мрежеста широка клетъчна структура на молекулни връзки. Модифицираният от обикновен полиетилен се отличава с наличието както на надлъжни, така и на напречни връзки. Тази структура увеличава специфичната гравитация, механична якост и химическа устойчивост.

Водната верига от PEX тръби има няколко предимства:

• висока еластичност, което позволява полагане на бобина с малък радиус на огъване;
• безопасност - при нагряване материалът не отделя вредни компоненти;
• устойчивост на топлина: омекване - от 150 ° C, топене - 200 ° C, горене - 400 ° C;
• запазва структура с колебания на температурата;
• устойчивост на повреди - биологични разрушители и химикали.

Тръбопроводът запазва първоначалната си пропускателна способност - не се отлага утайка по стените. Прогнозният експлоатационен живот на PEX веригата е 50 години.

Недостатъците на омрежен полиетилен са: страх от слънчева светлина, отрицателното въздействие на кислорода при проникването му в структурата, необходимостта от твърдо фиксиране на намотката по време на монтажа

Има четири групи продукти:

1. PEX-a - пероксидно омрежване, Постигната е най-устойчивата и равномерна структура с плътност на връзката до 75%.
2. PEX-b - Силаново омрежване, Технологията използва силаниди - токсични вещества, които са неприемливи за домашна употреба. Производителите на водопроводни продукти го заменят с безопасен реагент. Тръбите с хигиенни сертификати са допустими за монтаж. Плътността на напречната връзка е 65-70%.
3. PEX-c - радиационен метод, Полиетиленът се облъчва с поток от гама лъчи или електрон. В резултат облигациите се кондензират до 60%. Недостатъци на PEX-c: опасна употреба, неравномерно омрежване.
4. PEX-d - азотиране, Реакцията за създаване на мрежата протича поради азотни радикали. Изходът е материал с плътност на напречната връзка около 60-70%.

Характеристиките на якостта на тръбите от PEX зависят от метода на омрежване на полиетилен.

Ако сте останали на омрежени полиетиленови тръби, препоръчваме ви да се запознаете правила за подреждане системи за подово отопление от тях.

Вариант №2 - метал-пластмаса

Лидерът на отдаване под наем на тръби за подреждане на подово отопление е металопластик. В структурно отношение материалът включва пет слоя.

Вътрешното покритие и външната обвивка - полиетилен с висока плътност, придаващ на тръбата необходимата гладкост и устойчивост на топлина. Междинен слой - алуминиево уплътнение

Металът увеличава силата на линията, намалява скоростта на термично разширение и действа като антидифузионна бариера - блокира притока на кислород към охлаждащата течност.

Характеристики на пластмасовите тръби:

• добра топлопроводимост;
• възможност за поддържане на дадена конфигурация;
• работна температура със запазване на свойствата - 110 ° С;
• ниска специфична гравитация;
• безшумно движение на охлаждащата течност;
• безопасност на употреба;
• устойчивост на корозия;
• продължителност на операцията - до 50 години.

Недостатъкът на композитните тръби е недопустимостта на огъване около оста. При многократно усукване съществува риск от повреда на алуминиевия слой. Препоръчваме ви да се запознаете правилна инсталационна технология пластмасови тръби, които ще помогнат да се избегнат повреди.

Вариант №3 - медни тръби

Според техническите и експлоатационни характеристики, жълтият метал ще бъде най-добрият избор. Уместността му обаче е ограничена от високата цена.

В сравнение със синтетичните тръбопроводи медната верига печели по няколко начина: топлопроводимост, топлинна и физическа якост, неограничена променливост на огъване, абсолютна непроницаемост на газ

В допълнение към високата цена, медните тръбопроводи имат и допълнителен минус - сложност монтиране, За да огънете веригата, се нуждаете от машина за преса или бендър за тръби.

Вариант №4 - полипропилен и неръждаема стомана

Понякога отоплителен клон се създава от полипропиленови или неръждаеми гофрирани тръби. Първият вариант е достъпен, но доста твърд за огъване - минималният радиус от осем диаметра на продукта.

Това означава, че тръбите с размери 23 мм ще трябва да бъдат разположени на разстояние 368 мм една от друга - увеличената стъпка няма да осигури равномерно нагряване.

Корозионноустойчивите тръби се характеризират с висока топлопроводимост и добра гъвкавост. Минуси: крехкостта на гумените ленти, създаването на гофриране на силно хидравлично съпротивление

Възможни начини за полагане на контура

За да определите дебита на тръба за подреждане на топъл под, трябва да вземете решение за оформлението на водната верига. Основната задача на планирането на оформлението е да се осигури равномерно отопление, като се вземат предвид студените и неотопляеми зони на помещението.

Възможни са следните опции за оформление: змия, двойна змия и охлюв. Когато избирате схема, трябва да вземете предвид размера, конфигурацията на стаята и местоположението на външните стени

Метод №1 - змията

Топлоносителят се подава към системата по протежение на стената, преминава през намотката и се връща към разпределителен колектор, В този случай половината от стаята се загрява с гореща вода, а останалата част се охлажда.

При полагане със змия е невъзможно да се постигне равномерно загряване - температурната разлика може да достигне 10 ° C. Методът е приложим в тесни помещения.

Схемата на ъгловата змия е оптимална, ако е необходимо да изолирате студената зона в крайната стена или в коридора

Двойната змия позволява по-мек температурен преход. Предната и обратната вериги са успоредни една на друга.

Метод №2 - охлюв или спирала

Това се счита за оптималната схема, която осигурява равномерно нагряване на подовото покритие. Предните и обратните клони се подреждат последователно.

Допълнителен плюс на „черупките“ е инсталирането на отоплителна верига с плавен завой на завоя. Този метод е подходящ при работа с тръби с недостатъчна гъвкавост.

На големи площи се прилага комбинирана схема. Повърхността е разделена на сектори и за всеки се разработва отделна верига, която отива към общия колектор. В центъра на стаята тръбопроводът е положен с охлюв, а по външните стени - със змия.

На нашия сайт имаме още една статия, в която разгледахме подробно монтажни диаграми за окабеляване подово отопление и направи препоръки за избора на най-добрия вариант, в зависимост от характеристиките на конкретна стая.

Процедура за изчисляване на тръбата

За да не се объркаме в изчисленията, предлагаме разделянето на въпроса да се раздели на няколко етапа. На първо място, е необходимо да се оцени топлинната загуба на помещението, да се определи стъпката на инсталиране и след това да се изчисли дължината на отоплителния кръг.

Принципи на изграждане на схема

Започвайки изчисления и създавайки скица, трябва да се запознаете с основните правила за местоположението на водната верига:

1. Препоръчително е да полагате тръби по отвора на прозореца - това значително ще намали топлинните загуби на сградата.
2. Препоръчителната площ на покритие с една водна верига е 20 кв.м. м. В големите стаи е необходимо да се раздели пространството на зони и за всяка да се отдели отделен клон за отопление.
3. Разстоянието от стената до първия клон е 25 см. Допустимото стъпало на завоите на тръбите в центъра на помещението е до 30 см, по краищата и в студените зони - 10-15 см.
4. Определянето на максималната дължина на тръбата за топъл под трябва да се основава на диаметъра на намотката.

За верига с напречно сечение от 16 мм е допустимо не повече от 90 м, ограничението за тръбопровод с дебелина 20 мм е 120 м. Спазването на нормите ще осигури нормално хидравлично налягане в системата.

Таблицата показва прогнозния дебит на тръбата в зависимост от стъпката на контура. За получаване на актуализирани данни трябва да се вземат предвид маржът на завоите и разстоянието до колектора

Основна формула с обяснения

Изчисляването на дължината на контура на топлия под се извършва по формулата:

L = S / n * 1.1 + k,

когато:

• L - желаната дължина на отоплителната мрежа;
• S - покрита подова площ;
• п - стъпка на полагане;
• 1,1 - стандартна десет процента марж за завои;
• к - отдалеченост на колектора от пода - се отчита разстоянието до окабеляването на веригата на захранването и връщането.

Решаващо ще играе зоната на покритие и терена на завоите.

За по-голяма яснота, на хартия, трябва да съставите план на помещението, посочващ точните размери и да посочите преминаването на водната верига

Трябва да се помни, че поставянето на отоплителни тръби не се препоръчва под големи домакински уреди и вградени мебели. Параметрите на маркираните обекти трябва да бъдат извадени от общата площ.

За да изберете оптималното разстояние между клоните, е необходимо да се извършат по-сложни математически манипулации, опериращи с топлинните загуби на помещението.

Топлотехническо изчисление с определението на стъпката на веригата

Плътността на тръбите директно влияе на количеството топлинен поток, идващ от отоплителната система. За да се определи необходимото натоварване, е необходимо да се изчислят топлинните разходи през зимата.

Разходите за топлина чрез конструктивни елементи на сградата и вентилацията трябва да бъдат изцяло компенсирани от генерираната топлинна енергия на водния кръг

Мощността на отоплителната система се определя по формулата:

M = 1,2 * Q,

когато:

• М - производителност на веригата;
• Q - обща загуба на топлина в помещението.

Стойността на Q може да бъде разложена на компоненти: консумацията на енергия през обвивката на сградата и разходите, свързани с работата на вентилационната система. Нека да разберем как да изчислим всеки от показателите.

Загуба на топлина чрез строителни елементи

Необходимо е да се определи консумацията на топлинна енергия за всички ограждащи конструкции: стени, таван, прозорци, врати и др. Формулата за изчисление:

Q1 = (S / R) * Δt,

когато:

• S - площ на елемента;
• R - термично съпротивление;
• ATi, - разликата между температурата на закрито и на открито.

При определяне на Δt се използва индикаторът за най-студеното време на годината.

Топлинното съпротивление се изчислява, както следва:

R = A / Kt,

когато:

• А - дебелина на слоя, m;
• кт - коефициент на топлопроводимост, W / m * K.

За комбинираните строителни елементи съпротивлението на всички слоеве трябва да се сумира.

Коефициентът на топлопроводимост на строителни материали и нагреватели може да се вземе от указателя или вижте придружаващата документация за конкретен продукт

Повече стойности на коефициента на топлопроводимост за най-популярните строителни материали, които представихме в таблицата, съдържаща се в следващата статия.

Вентилационна загуба на топлина

За да се изчисли индикаторът, се използва формулата:

Q2 = (V * K / 3600) * C * P * Δt,

когато:

• V - обем на помещението, куб m;
• K - курс на въздушен обмен;
• C - специфична топлина на въздуха, J / kg * K;
• P - плътност на въздуха при нормална стайна температура - 20 ° C.

Множеството въздушен обмен в повечето стаи е равно на единица. Изключение правят къщите с вътрешна пароизолация - за да се поддържа нормален микроклимат, въздухът трябва да се обновява два пъти в час.

Специфичната топлина е референтен индикатор. При стандартна температура без налягане стойността е 1005 J / kg * K.

Таблицата показва зависимостта на плътността на въздуха от температурата на околната среда при атмосферно налягане - 1.0132 bar (1 Atm)

Обща загуба на топлина

Общото количество загуба на топлина в помещението ще бъде равно на: Q = Q1 * 1.1 + Q2, Коефициент 1.1 - увеличение на потреблението на енергия с 10% поради проникване на въздух през пукнатини, течове в строителни конструкции.

Умножавайки получената стойност с 1,2, получаваме необходимата мощност на топлия под, за да компенсираме топлинните загуби. Използвайки графика на зависимостта на топлинния поток от температурата на охлаждащата течност, можете да определите подходящата стъпка и диаметър на тръбата.

Вертикалната скала е средният температурен режим на водната верига, хоризонталният е показателят за производство на топлина от отоплителната система на 1 кв. Км. m

Данните са от значение за подово отопление върху пясъчно-циментова замазка с дебелина 7 мм, материалът за покритие е керамична плочка. За други условия е необходимо коригиране на стойностите, като се вземе предвид топлопроводимостта на покритието.

Например при килими температурата на охлаждащата течност трябва да се повиши с 4-5 ° C. Всеки допълнителен сантиметър замазка намалява пренасянето на топлина с 5-8%.

Избор на окончателна дължина на контура

Познавайки стъпката на полагане на завоите и покритата площ, е лесно да се определи скоростта на потока на тръбите. Ако получената стойност е по-голяма от допустимата стойност, тогава е необходимо да се оборудва няколко вериги.

Оптимално е, ако бримките са с еднаква дължина - не е необходимо да регулирате и балансирате нищо.На практика, обаче, по-често има нужда от разбиване на отоплителната магистрала на различни секции.

Разпространението на дължините на контурите трябва да остане в рамките на 30-40%. В зависимост от целта, формата на помещението може да се "играе" от стъпката на контура и диаметрите на тръбите

Конкретен пример за изчисляване на отоплителен клон

Да предположим, че искате да определите параметрите на термичната верига за къща с площ от 60 квадратни метра.

За изчислението се нуждаете от следните данни и характеристики:

• размери на стаята: височина - 2,7 м, дължина и ширина - съответно 10 и 6 м;
• къщата разполага с 5 металопластични прозорци от 2 квадратни метра. m;
• външни стени - газобетон, дебелина - 50 см, CT = 0.20 W / mK;
• допълнителна изолация на стените - полистирол 5 см, CT = 0,041 W / mK;
• материал на тавана - стоманобетонна плоча, дебелина - 20 см, CT = 1,69 W / mK;
• таванска изолация - полистиролни дъски с дебелина 5 см;
• размери на входната врата - 0,9 * 2,05 м, топлоизолация - полиуретанова пяна, слой - 10 см, CT = 0,035 W / mK.

На следващо място, ние разглеждаме стъпка по стъпка пример за изчислението.

Стъпка 1 - изчисляване на топлинните загуби чрез конструктивни елементи

Топлоустойчивост на стенните материали:

• газобетон: R1 = 0,5 / 0,20 = 2,5 кв.м * K / W;
• експандиран полистирол: R2 = 0,05 / 0,041 = 1,22 кв.м * К / Ш.

Топлинното съпротивление на стената като цяло е: 2,5 + 1,22 = 3,57 кв. m * K / W. Приемаме средната температура в къщата за +23 ° C, минималната на улицата 25 ° C със знак минус. Разликата е 48 ° C.

Изчисляване на общата площ на стената: S1 = 2,7 * 10 * 2 + 2,7 * 6 * 2 = 86,4 квадратни метра. м. От получения показател е необходимо да се извади стойността на прозорците и вратите: S2 = 86.4-10-1.85 = 74.55 кв. м.

Замествайки получените параметри във формулата, получаваме топлинни загуби на стената: Qc = 74,55 / 3,57 * 48 = 1002 W

По аналогия разходите за топлина се изчисляват през прозорци, врата и таван. За да се оценят загубите на енергия през таванското помещение, се отчита топлопроводимостта на материала на пода и изолацията

Общото термично съпротивление на тавана е: 0,2 / 1,69 + 0,05 / 0,041 = 0,118 + 1,22 = 1,338 кв. m * K / W. Топлинните загуби ще бъдат: Qп = 60 / 1,338 * 48 = 2152 W.

За да се изчисли изтичането на топлина през прозорците, е необходимо да се определи среднопретеглената стойност на топлинното съпротивление на материали: прозорец с двоен стъклопакет - 0,5 и профил - 0,56 кв. m * K / W, съответно.

Rо = 0,56 * 0,1 + 0,5 * 0,9 = 0,56 кв.м * К / Ш. Тук 0,1 и 0,9 са дяловете на всеки материал в структурата на прозореца.

Загуба на топлина на прозореца: Qо = 10 / 0,56 * 48 = 857 W.

Като се вземе предвид топлоизолацията на вратата, нейната топлинна устойчивост ще бъде: Rd = 0,1 / 0,035 = 2,86 кв. m * K / W. Qd = (0.9 * 2.05) / 2.86 * 48 = 31 W.

Общите загуби на топлина през ограждащите елементи са равни: 1002 + 2152 + 857 + 31 = 4042 W. Резултатът трябва да се увеличи с 10%: 4042 * 1.1 = 4446 вата.

Стъпка 2 - топлина за отопление + общи загуби на топлина

Първо, изчисляваме консумацията на топлина за загряване на входящия въздух. Обем на стаята: 2,7 * 10 * 6 = 162 куб. м. Съответно загубата на топлинна вентилация ще бъде: (162 * 1/3600) * 1005 * 1,19 * 48 = 2583 W.

Според тези параметри на помещението, общите разходи за топлина ще бъдат: Q = 4446 + 2583 = 7029 W.

Стъпка 3 - необходимата мощност на топлинния кръг

Изчисляваме оптималната мощност на контура, необходима за компенсиране на топлинните загуби: N = 1,2 * 7029 = 8435 W.

По-нататък: q = N / S = 8435/60 = 141 W / кв.м.

Въз основа на необходимите характеристики на отоплителната система и активната площ на помещението е възможно да се определи плътността на топлинния поток на 1 кв. m

Стъпка 4 - определяне на стъпката на полагане и дължината на контура

Получената стойност се сравнява с графика на зависимостта. Ако температурата на охлаждащата течност в системата е 40 ° C, тогава е подходяща схема със следните параметри: стъпка - 100 mm, диаметър - 20 mm.

Ако водата циркулира в багажника, загрята до 50 ° C, тогава интервалът между клоните може да бъде увеличен до 15 cm и може да се използва тръба с напречно сечение 16 mm.

Ние считаме дължината на контура: L = 60 / 0,15 * 1,1 = 440 m.

Отделно е необходимо да се вземе предвид разстоянието от колекторите до топлинната система.

Както се вижда от изчисленията, за подреждането на водния под ще трябва да се направят най-малко четири отоплителни бримки. И как правилно да полагаме и закрепваме тръбите, както и други тайни на монтажа, ние прегледани тук.

Изводи и полезно видео по темата

Визуалните видео прегледи ще ви помогнат да направите предварително изчисление на дължината и стъпката на термичната верига.

Избор на най-ефективно разстояние между клоните на системата за подово отопление:

Ръководство за това как да разберете дължината на контура на експлоатирано подово отопление:

Методът на изчисление не може да се нарече прост. В същото време трябва да се вземат предвид много фактори, влияещи върху параметрите на веригата.Ако смятате да използвате водния под като единствен източник на топлина, тогава е по-добре да поверите тази работа на професионалисти - грешките на етапа на планиране могат да бъдат скъпи.

Изчислете сами необходимите кадри от тръби за топъл под и техния оптимален диаметър? Може би все още имате въпроси, които не засегнахме в тази статия? Попитайте ги с нашите експерти в секцията за коментари.

Ако се специализирате в изчисляването на тръби за монтиране на воден под, и имате какво да добавите към горния материал, моля, напишете коментарите си по-долу под статията.