Com es fa un càlcul d’un sòl càlid mitjançant l’exemple d’un sistema d’aigua

L’efectivitat d’un sòl càlid està influenciada per molts factors. Sense tenir-los en compte, encara que el sistema estigui correctament muntat i s’utilitzin els materials més moderns per a la seva instal·lació, l’eficiència de calor real no complirà les expectatives.

Per aquest motiu, els treballs d’instal·lació han d’anar precedits d’un càlcul competent del sòl càlid, i només llavors es pot garantir un bon resultat.

Dissenyar un sistema de calefacció no és barat, per la qual cosa molts artesans de casa fan els seus propis càlculs. Estic d’acord, la idea de reduir el cost de l’organització d’un pis càlid sembla molt temptadora.

Us expliquem com crear un projecte, quins criteris cal considerar a l’hora d’escollir els paràmetres del sistema de calefacció i anotarem un procediment de càlcul pas a pas. Per a més claredat, hem preparat un exemple de càlcul d’un sòl càlid.

Les dades inicials del càlcul

Inicialment, un curs de disseny i instal·lació adequadament planificat alleujarà les sorpreses i problemes desagradables en el futur.

Per calcular un sòl càlid, cal procedir de les dades següents:

• característiques de material i disseny de parets;
• la mida de l'habitació del pla;
• tipus d'acabat;
• disseny de portes, finestres i la seva col·locació;
• disposició dels elements estructurals en pla.

Per dur a terme un disseny competent, cal tenir en compte el règim de temperatura establert i la possibilitat del seu ajustament.

Per a un càlcul aproximat, se suposa que 1 m² El sistema de calefacció ha de compensar una pèrdua de calor d’1 kW. Si s'utilitza un circuit de calefacció d'aigua com a addició al sistema principal, només s'ha de cobrir una part de la pèrdua de calor

Hi ha recomanacions sobre la temperatura al sòl, proporcionant una estada còmoda a les habitacions amb diversos propòsits:

• 29 ° C - zona d’estar;
• 33 ° C- bany, habitacions amb piscina i altres amb un indicador d’humitat elevat;
• 35 ° C - zones fredes (a portes d’entrada, parets exteriors, etc.).

Superar aquests valors comporta un sobreescalfament tant del propi sistema com del revestiment d’acabats amb un posterior dany inevitable al material.

Després de càlculs previs, podeu triar la temperatura del transportador de calor que sigui òptima per a les sensacions personals, determinar la càrrega al circuit de calefacció i comprar equips de bombament que afrontin perfectament l'estimulació del refrigerant. Es selecciona amb un marge de cabal del líquid refrigerant del 20%.

Es necessita molt temps per escalfar les massisses amb una capacitat superior als 7 cm. Per tant, en instal·lar sistemes d’aigua, s’intenta no superar el límit especificat. Es considera que la ceràmica del sòl és el revestiment més adequat en els sòls d’aigua i la calefacció per terra no s’adapta a parquet per la seva conductivitat tèrmica ultra baixa.

En la fase de disseny, s'ha de decidir si la calefacció per terra radiant serà el principal proveïdor de calor o s'utilitzarà només com a complement de la branca de calefacció del radiador. La part de les pèrdues d’energia tèrmica que ha de compensar depèn d’això. Pot variar del 30% al 60% amb variacions.

El temps per escalfar el sòl d’aigua depèn del gruix dels elements inclosos al parament. L’aigua com a refrigerant és molt eficaç, però el sistema en si és difícil d’instal·lar.

Determinació dels paràmetres d’un sòl càlid

L’objectiu del càlcul és obtenir la magnitud de la càrrega de calor. El resultat d’aquest càlcul afecta els propers passos realitzats. Al seu torn, la temperatura mitjana d'hivern en una regió específica, la temperatura estimada a les habitacions i el coeficient de transferència de calor del sostre, parets, finestres i portes afecten la càrrega de calor.

La causa de la pèrdua de calor són parets, finestres i portes de la casa mal aïllades. El major percentatge de calor surt a través del sistema de ventilació i del sostre (+)

El resultat final dels càlculs anteriors aparell de calefacció per terra el tipus d’aigua dependrà de la disponibilitat d’aparells de calefacció addicionals, inclosa la dissipació de calor de les persones que viuen a la casa i de les mascotes. Assegureu-vos de tenir en compte el càlcul de la presència d'infiltració.

Un dels paràmetres importants és la configuració de les habitacions, per la qual cosa es necessita un plànol de la casa i les seccions corresponents.

Mètode per calcular la pèrdua de calor

Definint aquest paràmetre, descobrireu quanta calor ha de generar el sòl per al benestar de les persones a l’habitació, podeu recollir la caldera, la bomba i el sòl segons la potència. Dit d’una altra manera: la calor que produeixen els circuits de calefacció ha de compensar la pèrdua de calor de l’edifici.

La relació entre aquests dos paràmetres s'expressa mitjançant la fórmula:

Mp = 1,2 x Qon

• Mp - Potència de bucle necessària;
• P - pèrdua de calor.

Per determinar el segon indicador, es realitzen mesures i càlculs de l’àrea de finestres, portes, terres, parets exteriors. Com que el sòl s’escalfarà, no es té en compte la zona d’aquesta tancament. Es fan mesures a l’exterior amb la captura de les cantonades de l’edifici.

El càlcul tindrà en compte tant el gruix com el coeficient de conductivitat tèrmica de cadascuna de les estructures. Valors normatius coeficient de conductivitat tèrmica (λ) per als materials més utilitzats es poden treure de la taula.

Des de la taula podeu agafar el valor del coeficient per al càlcul. És important esbrinar el valor de la resistència tèrmica del material del proveïdor si les finestres estan fabricades amb metall-plàstic (+)

El càlcul de la pèrdua de calor es realitza per separat per a cada element de l’edifici, mitjançant la fórmula:

Q = 1 / R * (tv-tn) * S x (1 + ∑b)on

• R - resistència tèrmica del material del qual està feta l'estructura de tancament;
• S - àrea de l’element estructural;
• televisió i tn - la temperatura és interna i externa, respectivament, mentre que el segon indicador es pren en el valor més baix;
• b - pèrdua de calor addicional associada a l’orientació de l’edifici respecte als punts cardinals.

L’índex de resistència tèrmica (R) es troba dividint el gruix de l’estructura pel coeficient de conductivitat tèrmica del material a partir del qual està fabricat.

El valor del coeficient b depèn de l'orientació de la casa:

• 0,1 - nord, nord-oest o nord-est;
• 0,05 - oest, sud-est;
• 0 - sud, sud-oest.

Si teniu en compte el problema en qualsevol exemple de càlcul d'una calefacció per terra, es torna a entendre.

Exemple de càlcul concret

Diguem que les parets de la casa per a residència no permanent, de 20 cm de gruix, són de blocs de formigó airejat. La superfície total dels murs tancats menys les obertures de les finestres i portes és de 60 m². La temperatura exterior és de -25 ° С, la interna + 20 ° С, la construcció està orientada al sud-est.

Tenint en compte que la conductivitat tèrmica dels blocs és λ = 0,3 W / (m ° * C), podem calcular la pèrdua de calor a través de les parets: R = 0,2 / 0,3 = 0,67 m² ° C / W.

La pèrdua de calor també s’observa a través de la capa d’estuc. Si el seu gruix és de 20 mm, llavors Rpcs. = 0,02 / 0,3 = 0,07 m² ° C / W. La suma d’aquests dos indicadors donarà el valor de pèrdua de calor a les parets: 0,67 + 0,07 = 0,74 m² ° C / W.

Tenint totes les dades inicials, substituïu-les per la fórmula i obteniu la pèrdua de calor de l’habitació amb parets d’aquest tipus: Q = 1 / 0,74 * (20 - (-25)) * 60 * (1 + 0,05) = 3831,08 W.

De la mateixa manera, les pèrdues de calor es calculen mitjançant les estructures de tancament restants: finestres, portes i cobertes.

Pot ser que la calor que proporcionen els circuits de calefacció no sigui suficient per escalfar l’aire de la casa fins al valor desitjat si la seva potència està menystinguda. Amb un excés de potència, es produirà un desbordament de refrigerant

Per determinar la pèrdua de calor a través del sostre, cal fer-ne la resistència tèrmica igual al valor del tipus d’aïllament previst o existent: R = 0,18 / 0,041 = 4,39 m² ° C / W.

La superfície del sostre és idèntica a la de la superfície i té 70 m². Substituint aquests valors en la fórmula, la pèrdua de calor s’obté a través de l’estructura del tancament superior: Q suor. = 1 / 4,39 * (20 - (-25)) * 70 * (1 + 0,05) = 753,42 W.

Per determinar la pèrdua de calor a la superfície de les finestres, cal calcular-ne l’àrea. Si hi ha 4 finestres amb una amplada d’1,5 m i una alçada d’1,4 m, la seva superfície total serà: 4 * 1,5 * 1,4 = 8,4 m².

Si el fabricant indica per separat la resistència tèrmica de la finestra i el perfil de doble vidre: 0,5 i 0,56 m² ° C / W, respectivament, llavors Rokon = 0,5 * 90 + 0,56 * 10) / 100 = 0,56 m² ° C / Dim Aquí es mostren 90 i 10 accions atribuïbles a cada element de finestra.

A partir de les dades obtingudes, continuen els càlculs següents: finestra Q = 1 / 0,56 * (20 - (-25)) * 8,4 * (1 + 0,05) = 708,75 watts.

La porta exterior té una superfície de 0,95 * 2,04 = 1,938 m². Després Rdv. = 0,06 / 0,14 = 0,43 m² ° C / W. Q dv. = 1 / 0.43 * (20 - (-25)) * 1.938 * (1 + 0.05) = 212,95 W.

Com que les portes exteriors s’obren freqüentment, es perd molta calor a través d’elles. Per tant, és important garantir el tancament ajustat

Com a resultat, les pèrdues de calor seran: Q = 3831,08 +753,42 + 708,75 + 212,95 + 7406,25 = W.

A aquest resultat s’afegeix un 10% addicional d’infiltració d’aire, després Q = 7406,25 + 740,6 = 8146,85 watts.

Ara podeu determinar la potència tèrmica del sòl: Mp = 1, * 8146,85 = 9776,22 W o 9,8 kW.

La calor necessària per escalfar l’aire

Si la casa equipat amb sistema de ventilacióAleshores, part de la calor generada per la font s’hauria de gastar per escalfar l’aire que surt de fora.

Per al càlcul, apliqueu la fórmula:

Qc = c * m * (tv - tn)on

• c = 0,28 kg⁰⁰ i denota la capacitat de calor de la massa d’aire;
• m El símbol indica el cabal de massa d'aire exterior en kg.

L’últim paràmetre s’obté multiplicant el volum total d’aire igual al volum de totes les habitacions, sempre que l’aire s’actualitzi cada hora per una densitat que variï amb la temperatura.

El gràfic mostra la dependència de la densitat de l’aire de la seva temperatura.Les dades són necessàries per calcular la quantitat de calor necessària per escalfar la massa d’aire que entra a la casa com a resultat de la ventilació forçada (+)

Si l’edifici entra a 400 m³/ h, llavors m = 400 * 1.422 = 568,8 kg / h. Qc = 0,28 * 568,8 * 45 = 7166,88 watts.

En aquest cas, la potència tèrmica necessària del sòl augmentarà significativament.

Càlcul del nombre necessari de canonades

Per a l’aparell del sòl amb calefacció d’aigua, diferent mètodes de posada de canonadescaracteritzat per la seva forma: una serp de tres espècies: la serp real, angular, doble i caragol. En un circuit muntat es pot trobar una combinació de diferents formes. De vegades es tria un caragol per a la zona del pis central i es selecciona una de les espècies de serps per a les vores.

El "caragol" és una elecció racional per a les sales grans amb una geometria senzilla. A les habitacions molt allargades o que tenen una forma complexa, és millor utilitzar una "serp" (+)

La distància entre les canonades s'anomena pas. A l’hora d’escollir aquest paràmetre, s’han de complir dos requisits: el peu del peu no ha de sentir la diferència de temperatura en zones individuals del sòl i s’ha d’utilitzar les canonades de la manera més eficaç possible.

Per a zones del límit del sòl, es recomana un pas de 100 mm. En altres zones, podeu fer una tria de pitch entre els 150 i els 300 mm.

L’aïllament del sòl és important. A la planta baixa, el seu gruix hauria d’arribar als 100 mm com a mínim. Per a aquest propòsit s’utilitza llana mineral o escuma de poliestirè extruït.

Per calcular la longitud de la canonada, hi ha una fórmula senzilla:

L = S / N * 1.1on

• S - zona del contorn;
• N - pas posat;
• 1,1 - marge de flexió del 10%.

Al valor final afegiu un tros de canonada extreta del col·lector al cablejat del circuit càlid tant a la tornada com al cabal.

Exemple de càlcul.

Valors inicials:

• la zona - 10 m²;
• distància del col·leccionista - 6 m;
• terreny de joc - 0,15 m.

La solució al problema és senzilla: 10 / 0,15 * 1,1 + (6 * 2) = 85,3 m.

Utilitzant canonades de plàstic metàl·lic de fins a 100 m de longitud, la majoria de vegades tria un diàmetre de 16 o 20 mm. Amb una longitud de canonada de 120-125 m, la seva secció ha de ser de 20 mm².

El disseny d’un sol circuit només s’adapta a habitacions amb una àrea reduïda. El pis de les grans sales està dividit en diversos circuits en una proporció d’1: 2; la longitud de l’estructura hauria de superar l’amplada en dues vegades.

El valor prèviament calculat és la longitud canonades per al terra en general. Tot i això, per completar la imatge, heu de ressaltar la longitud d'un contorn independent.

Aquest paràmetre es veu afectat per la resistència hidràulica del circuit, determinada pel diàmetre de les canonades seleccionades i pel volum d’aigua subministrada per unitat de temps. Si es descuiden aquests factors, la pèrdua de pressió serà tan gran que cap bomba farà que circuli el refrigerant.

Determinació del cabal de canonada en funció del pas establert

Contorns de la mateixa longitud: aquest és un cas ideal, però rarament es troba en la pràctica, ja que l’àrea dels locals amb propòsits diferents és molt diferent i, senzillament, no és pràctic portar la longitud dels contorns a un valor. Els professionals permeten una diferència de longitud de la canonada del 30 al 40%.

El valor del diàmetre del col·lector i el rendiment de la unitat de mescla determinen el nombre admissible de bucles connectats a ell. Al passaport de la unitat de mescla, sempre podeu trobar el valor de la càrrega de calor per a la qual està dissenyat.

Suposem la relació d'ample de banda (Kvs) està a 2,23 m³/ h Amb aquest coeficient, certs models de bombes poden suportar una càrrega de 10 a 15 watts.

Per determinar el nombre de circuits, cal calcular la càrrega tèrmica de cadascun. Si la superfície ocupada pel sòl climatitzat és de 10 m² i la transferència de calor és d’1 m², l’indicador Kvs és de 80 watts, llavors 10 * 80 = 800 watts. Això significa que la unitat de mescla podrà proporcionar 15.000 / 800 = 18,8 habitacions o circuits amb una superfície de 10 m².

Aquests indicadors són màxims i només es poden aplicar teòricament, però en realitat cal reduir almenys 2, després 18 - 2 = 16 contorns.

Necessitat de selecció unitat de mescla (col·leccionista) mira si té tantes conclusions.

Comprovació de la correcció de la selecció del diàmetre de les canonades

Per comprovar si la secció de canonades ha estat seleccionada correctament, podeu utilitzar la fórmula:

υ = 4 * Q * 10ᶾ / n * d²

Quan la velocitat correspon al valor trobat, la secció de canonada està seleccionada correctament. Els documents normatius permeten una velocitat màxima de 3 m / s. amb un diàmetre de fins a 0,25 m, però el valor òptim és de 0,8 m / s., ja que amb un augment del seu valor, l'efecte de soroll a la canonada augmenta.

Podeu obtenir informació addicional sobre el càlcul de canonades de sòl radiant aquest article.

Calculem la bomba de circulació

Cal que el sistema sigui econòmic agafeu la bomba de circulacióproporcionant la pressió necessària i el cabal òptim en els circuits. En els passaports de les bombes solen indicar la pressió en el circuit de la longitud més llarga i el flux total de refrigerant a totes les llaçades.

La pressió està influenciada per pèrdues hidràuliques:

∆ h = L * Q² / k1on

• L - la longitud del contorn;
• P - consum d’aigua l / s;
• k1 - coeficient que caracteritza les pèrdues del sistema, l'indicador es pot extreure de les taules de referència hidràuliques o del passaport d'equips.

Sabent la pressió, calculeu el cabal al sistema:

Q = k * √Hon

k És el coeficient de flux. Els professionals accepten el consum per cada 10 m² de la casa en un rang de 0,3-0,4 l / s.

Entre els components d’un sòl d’aigua tèbia, es dóna un paper especial a la bomba de circulació. Només una unitat la potència del qual sigui un 20% superior a la velocitat de flux real del refrigerant pot superar la resistència de les canonades

Les xifres relacionades amb la pressió i els cabals indicats al passaport no es poden prendre literalment: aquesta és la màxima, però de fet estan influenciades per la longitud i la geometria de la xarxa. Si la pressió és massa alta, redueix la longitud del circuit o augmenta el diàmetre de les canonades.

Consells per escollir el gruix del cargol

Als directoris podeu trobar informació que el gruix mínim del cargol és de 30 mm. Quan l’habitació és força alta, es col·loca un escalfador sota el massís, fet que augmenta l’eficiència d’utilitzar la calor donada pel circuit de calefacció.

El material de substrat més popular és escuma de poliestirè extruït. La seva resistència a la transferència de calor és significativament inferior a la del formigó.

A l’hora d’instal·lar cargols, per tal d’equilibrar l’expansió lineal del formigó, el perímetre de l’habitació es forma amb una cinta d’amortidor. És important triar el seu gruix correctament. Els experts aconsellen que, amb una superfície no superior a 100 m², organitzeu una capa de compensació de 5 mm.

Si l’àrea és més gran a causa de la longitud superior a 10 m, el gruix es calcula mitjançant la fórmula:

b = 0,55 * Lon

L - aquesta és la longitud de l’habitació en m.

Conclusions i vídeo útil sobre el tema

Sobre el càlcul i la instal·lació d’un sòl hidràulic càlid, aquest vídeo:

El vídeo ofereix recomanacions pràctiques per posar-hi el pis. La informació ajudarà a evitar errors que els amants solen cometre:

El càlcul permet dissenyar un sistema de "sòl calent" amb un rendiment òptim. És permès instal·lar calefacció mitjançant dades i recomanacions del passaport.

Funcionarà, però els professionals aconsellen que es dediqui tot el temps al càlcul, de manera que al final el sistema consumeixi menys energia.

Tens experiència a l’hora de calcular un sòl càlid i preparar un projecte de circuit de calefacció? O teniu preguntes sobre el tema? Compartiu la vostra opinió i deixeu comentaris.