Výpočet potrubí pro podlahové vytápění: výběr potrubí podle parametrů, volba kroku pokládky + příklad výpočtu

Navzdory složitosti instalace je podlahové vytápění vodním okruhem považováno za jeden z nejhospodárnějších způsobů vytápění místnosti. Aby systém fungoval co nejefektivněji a nezpůsoboval závady, je nutné správně vypočítat potrubí pro podlahové vytápění - určete délku, rozteč smyček a vzor pokládky okruhu.

Komfort používání ohřevu vody do značné míry závisí na těchto indikátorech. Budeme analyzovat tyto problémy v našem článku - řekneme vám, jak vybrat nejlepší možnost potrubí, s přihlédnutím k technickým vlastnostem každé odrůdy. Po přečtení tohoto článku budete také moci správně zvolit instalační krok a vypočítat požadovaný průměr a délku obrysu teplé podlahy pro konkrétní místnost.

Parametry pro výpočet topného okruhu

Ve fázi návrhu je nutné vyřešit řadu otázek, které určují designové funkce podlahové vytápění a provozní režim - zvolte tloušťku potěru, čerpadla a dalšího potřebného vybavení.

Technické aspekty organizace odvětví vytápění do značné míry závisí na jeho účelu. Kromě účelu, pro přesný výpočet záběru vodního okruhu, bude zapotřebí řada indikátorů: oblast pokrytí, hustota tepelného toku, teplota teplonosného média, typ podlahy.

Potrubí pokrytí

Při určování rozměrů základny pro pokládku trubek se bere v úvahu prostor, který není přeplněn velkým vybavením a vestavěným nábytkem. Musíte si předem rozmyslet rozložení položek v místnosti.

Pokud se vodní dno používá jako hlavní dodavatel tepla, měla by jeho kapacita postačovat k vyrovnání 100% tepelných ztrát. Pokud je cívka doplňkem radiátorového systému, musí pokrýt 30-60% nákladů na tepelnou energii místnosti

Tepelný tok a teplota chladicí kapaliny

Hustota tepelného toku je vypočítaný ukazatel charakterizující optimální množství tepelné energie pro vytápění místnosti. Hodnota závisí na mnoha faktorech: tepelná vodivost stěn, podlah, zasklení, přítomnost izolace a intenzita výměny vzduchu. Na základě tepelného toku je stanoven krok pokládání smyčky.

Maximální ukazatel teploty chladicí kapaliny je 60 ° C. Tloušťka potěru a podlahová krytina však snižují teplotu - ve skutečnosti je na povrchu podlahy pozorováno asi 30-35 ° C. Rozdíl mezi tepelnými indikátory na vstupu a výstupu okruhu by neměl překročit 5 ° C.

Druh podlahy

Dokončení ovlivňuje výkon systému. Optimální tepelná vodivost dlaždic a porcelánové kameniny - povrch se rychle zahřívá. Dobrý indikátor účinnosti vodního okruhu při použití laminátu a linolea bez tepelně izolační vrstvy. Nejnižší tepelná vodivost dřevěného povlaku.

Stupeň přenosu tepla také závisí na materiálu náplně. Systém je nejúčinnější při použití těžkého betonu s přírodním kamenivem, například mořských oblázků jemné frakce.

Malty z cementového písku poskytují průměrnou úroveň přenosu tepla při zahřívání chladicí kapaliny na 45 ° C. Účinnost obvodu výrazně klesá, když je zařízení polosuché potěry

Při výpočtu potrubí pro teplou podlahu je třeba zohlednit stanovené normy teplotního režimu nátěru:

• 29 ° C - obývací pokoj;
• 33 ° C - prostory s vysokou vlhkostí;
• 35 ° C - průchodové zóny a studené zóny - průřezy podél čelních stěn.

Klimatické vlastnosti regionu budou hrát důležitou roli při určování hustoty pokládání vodního okruhu. Při výpočtu tepelných ztrát je třeba brát v úvahu minimální teplotu v zimě.

Jak ukazuje praxe, předběžné oteplování celého domu pomůže snížit zatížení. Má smysl nejprve izolovat místnost a poté přistoupit k výpočtu tepelných ztrát a parametrů potrubí.

Posouzení technických vlastností při výběru potrubí

Vzhledem k nestandardním provozním podmínkám jsou kladeny vysoké nároky na materiál a velikost vodní cívky:

• chemická inertnostodolnost proti korozním procesům;
• absolutně hladký vnitřní povlaknení náchylný k tvorbě vápenatých výrůstků;
• trvanlivost - zevnitř chladivo neustále působí na stěny a z vnějšku potěr; potrubí musí odolat tlaku až 10 barů.

Je žádoucí, aby topná větev měla malou měrnou hmotnost. Koláč z vodní hladiny již na strop působí značné zatížení a těžký plynovod situaci jen zhorší.

Podle SNiP v uzavřených topných systémech je použití svařovaných trubek zakázáno, bez ohledu na typ švu: spirálová nebo rovná

Tři kategorie výrobků z trubek odpovídají těmto požadavkům v jednom nebo druhém stupni: zesítěný polyethylen, kov-plast, měď.

Varianta č. 1 - Zesítěný polyetylen (PEX)

Materiál má síťovou strukturu molekulárních vazeb široké sítě. Modifikovaný od běžného polyethylenu se vyznačuje přítomností jak podélných, tak příčných vazů. Tato struktura zvyšuje měrnou hmotnost, mechanickou pevnost a chemickou odolnost.

Vodní okruh z PEX trubek má několik výhod:

• vysoká elasticita, umožňující položení cívky s malým poloměrem ohybu;
• bezpečnost - při zahřátí materiál nevyzařuje škodlivé složky;
• tepelná odolnost: změkčení - od 150 ° C, tání - 200 ° C, spalování - 400 ° C;
• zachovává strukturu s kolísáním teploty;
• odolnost proti poškození - biologické torpédoborce a chemikálie.

Potrubí si zachovává svůj původní výkon - na stěnách se neusadí žádný sediment. Odhadovaná životnost obvodu PEX je 50 let.

Nevýhody zesítěného polyethylenu jsou: strach ze slunečního záření, negativní dopad kyslíku, když proniká do struktury, potřeba pevné fixace cívky během instalace

Existují čtyři skupiny produktů:

1. PEX-a - peroxidové zesíťování. Dosáhne se nejodolnější a jednotné struktury s hustotou vazby až 75%.
2. PEX-b - Silanové zesíťování. Tato technologie používá silanidy - toxické látky, které jsou nepřijatelné pro domácí použití. Výrobci instalatérských výrobků jej nahrazují bezpečným činidlem. Trubky s hygienickým certifikátem jsou přípustné pro instalaci. Hustota zesítění je 65-70%.
3. PEX-c - radiační metoda. Polyethylen je ozářen proudem gama paprsku nebo elektronem. Výsledkem je kondenzace vazeb až do 60%. Nevýhody PEX-c: nebezpečné použití, nerovnoměrné zesítění.
4. PEX-d - nitridace. Reakce na vytvoření sítě probíhá kvůli dusíkovým radikálům. Výstupem je materiál s hustotou zesítění asi 60-70%.

Charakteristiky pevnosti trubek PEX závisí na metodě zesítění polyethylenu.

Pokud jste zůstali na zesítěných polyetylenových trubkách, doporučujeme se s nimi seznámit pravidla uspořádání podlahové vytápění z nich.

Varianta č. 2 - kov-plast

Vedoucí půjčovny potrubí pro uspořádání podlahového vytápění je kov-plast. Strukturálně obsahuje materiál pět vrstev.

Vnitřní povlak a vnější plášť - polyethylen o vysoké hustotě, což trubce poskytuje potřebnou hladkost a tepelnou odolnost. Mezivrstva - hliníkové těsnění

Kov zvyšuje pevnost vedení, snižuje rychlost tepelné roztažnosti a působí jako bariéra proti difúzi - blokuje tok kyslíku do chladicího média.

Vlastnosti plastových trubek:

• dobrá tepelná vodivost;
• schopnost držet danou konfiguraci;
• provozní teplota se zachováním vlastností - 110 ° С;
• nízká měrná hmotnost;
• nehlučný pohyb chladicí kapaliny;
• bezpečnost používání;
• odolnost proti korozi;
• doba provozu - až 50 let.

Nevýhodou kompozitních trubek je nepřípustnost ohybu kolem osy. Při opakovaném kroucení hrozí riziko poškození hliníkové vrstvy. Doporučujeme, abyste se seznámili správná instalační technologie plastové trubky, které vám pomohou zabránit poškození.

Možnost č. 3 - měděné trubky

Podle technických a provozních charakteristik bude žlutý kov tou nejlepší volbou. Jeho význam je však omezen vysokými náklady.

Ve srovnání se syntetickými plynovody měděný obvod vyhrává několika způsoby: tepelná vodivost, tepelná a fyzická síla, neomezená variabilita ohybu, absolutní nepropustnost pro plyny

Měděné potrubí má kromě vysokých nákladů další mínus - složitost montáž. K ohnutí obvodu potřebujete lis nebo stroj ohýbačka trubek.

Varianta č. 4 - polypropylen a nerezová ocel

Někdy je topná větev vytvořena z polypropylenových nebo nerezových vlnitých trubek. První možnost je cenově dostupná, ale docela rigidní, aby se ohýbala - minimální poloměr osmi průměrů produktu.

To znamená, že trubky o velikosti 23 mm budou muset být umístěny ve vzdálenosti 368 mm od sebe - větší stoupání nezajistí rovnoměrné zahřívání.

Trubky odolné vůči korozi se vyznačují vysokou tepelnou vodivostí a dobrou flexibilitou. Nevýhody: křehkost gumových pásků, vytvoření zvlnění silného hydraulického odporu

Možné způsoby položení obrysu

Aby bylo možné určit průtokovou rychlost potrubí pro uspořádání teplé podlahy, měli byste se rozhodnout o rozvržení vodního okruhu. Hlavním úkolem plánování rozvržení je zajistit rovnoměrné vytápění s ohledem na chladné a nevytápěné oblasti místnosti.

Jsou možné následující možnosti rozvržení: had, dvojitý had a šnek. Při výběru schématu musíte vzít v úvahu velikost, konfiguraci místnosti a umístění vnějších stěn

Metoda # 1 - had

Chladivo je přiváděno do systému podél stěny, prochází cívkou a vrací se zpět rozvodné potrubí. V tomto případě se polovina místnosti zahřeje horkou vodou a zbytek se zchladí.

Při pokládání hadem nelze dosáhnout rovnoměrného zahřátí - teplotní rozdíl může dosáhnout 10 ° C. Metoda je použitelná v úzkých místnostech.

Schéma úhlového hada je optimální, pokud je nutné izolovat chladnou zónu na čelní stěně nebo na chodbě

Dvojitý had umožňuje mírnější přechod teploty. Obvody vpřed a vzad jsou vzájemně rovnoběžné.

Metoda # 2 - šnek nebo spirála

Toto je považováno za optimální schéma, které zajišťuje rovnoměrné vytápění podlahové krytiny. Přední a zadní větve jsou střídavě naskládány.

Další výhodou „skořápek“ je instalace topného okruhu s hladkým otočením ohybu. Tato metoda je relevantní při práci s trubkami nedostatečné flexibility.

Na velkých plochách je implementováno kombinované schéma. Povrch je rozdělen do sektorů a pro každý z nich je vytvořen samostatný obvod, který vede ke společnému kolektoru. Ve středu místnosti je potrubí rozloženo šnekem a podél vnějších stěn - hadem.

Na našem webu máme další článek, ve kterém jsme podrobně prozkoumali instalační schémata zapojení podlahové vytápění a doporučení pro výběr nejlepší možnosti v závislosti na vlastnostech konkrétní místnosti.

Postup výpočtu potrubí

Abychom nebyli ve výpočtech zmateni, navrhujeme rozdělit řešení otázky do několika fází. Nejprve je nutné vyhodnotit tepelné ztráty v místnosti, určit instalační krok a poté vypočítat délku topného okruhu.

Zásady konstrukce obvodu

Počínaje výpočty a vytvářením náčrtu byste se měli seznámit se základními pravidly pro umístění vodního okruhu:

1. Je vhodné pokládat potrubí podél okenního otvoru - výrazně se tím sníží tepelné ztráty budovy.
2. Doporučená oblast pokrytí jedním vodním okruhem je 20 m2. m. Ve velkých místnostech je nutné prostor rozdělit na zóny a pro každou položit samostatnou topnou větev.
3. Vzdálenost od stěny k první větvi je 25 cm. Přípustná rozteč závitů trubek ve středu místnosti je až 30 cm, podél okrajů a studených zón - 10 - 15 cm.
4. Určení maximální délky potrubí pro teplou podlahu by mělo být založeno na průměru cívky.

U okruhu s průřezem 16 mm není přípustné více než 90 m, omezení pro potrubí o tloušťce 20 mm je 120 m. Dodržování norem zajistí normální hydraulický tlak v systému.

Tabulka ukazuje odhadovaný průtok potrubí v závislosti na kroku smyčky. Chcete-li získat aktualizovaná data, je třeba vzít v úvahu rozpětí a vzdálenost od kolektoru

Základní vzorec s vysvětlením

Výpočet délky obrysu teplé podlahy se provádí podle vzorce:

L = S / n * 1,1 + k,

Kde:

• L - požadovanou délku topného potrubí;
• S - krytá podlahová plocha;
• n - pokládací krok;
• 1,1 - standardní desetiprocentní marže pro ohyby;
• k - odlehlost kolektoru od podlahy - je zohledněna vzdálenost k zapojení obvodu na přívodu a zpětném toku.

Rozhodující bude hrát oblast pokrytí a výšku zatáček.

Pro srozumitelnost je třeba na papíře vypracovat plán místnosti s uvedením přesných rozměrů a vyznačením průchodu vodním okruhem

Je třeba mít na paměti, že umístění topných trubek se nedoporučuje u velkých domácích spotřebičů a vestavěného nábytku. Parametry označených objektů musí být odečteny od celkové plochy.

Pro výběr optimální vzdálenosti mezi větvemi je nutné provádět složitější matematické manipulace, pracující s tepelnými ztrátami místnosti.

Termotechnický výpočet s definicí kroku obvodu

Hustota potrubí přímo ovlivňuje množství tepelného toku přicházejícího z topného systému. Pro stanovení požadovaného zatížení je nutné vypočítat náklady na teplo v zimě.

Náklady na teplo prostřednictvím konstrukčních prvků budovy a větrání musí být plně kompenzovány generovanou tepelnou energií vodního okruhu

Výkon topného systému je určen vzorcem:

M = 1,2 * Q,

Kde:

• M - výkon obvodu;
• Q - obecná tepelná ztráta místnosti.

Hodnota Q může být rozložena na komponenty: spotřeba energie přes plášť budovy a náklady spojené s provozem ventilačního systému. Pojďme na to, jak vypočítat každý z ukazatelů.

Tepelné ztráty stavebními prvky

Je nutné stanovit spotřebu tepelné energie pro všechny obvodové konstrukce: stěny, strop, okna, dveře atd. Vzorec výpočtu:

Q1 = (S / R) * Δt,

Kde:

• S - plocha prvku;
• R - tepelný odpor;
• Δt - rozdíl mezi teplotou uvnitř a venku.

Při určování Δt se použije ukazatel nejchladnější doby roku.

Tepelný odpor se počítá takto:

R = A / Kt,

Kde:

• A - tloušťka vrstvy, m;
• Ct - koeficient tepelné vodivosti, W / m * K.

U kombinovaných stavebních prvků je třeba sčítat odpor všech vrstev.

Koeficient tepelné vodivosti stavebních materiálů a ohřívačů lze získat z adresáře nebo v průvodní dokumentaci ke konkrétnímu výrobku

Další hodnoty koeficientu tepelné vodivosti pro nejoblíbenější stavební materiály, které jsme prezentovali v tabulce, obsahovaly v dalším článku.

Tepelné ztráty ventilace

Pro výpočet indikátoru se používá vzorec:

Q2 = (V * K / 3600) * C * P * Δt,

Kde:

• V - objem místnosti, krychle m;
• K - směnný kurz vzduchu;
• C - měrné teplo vzduchu, J / kg * K;
• P - hustota vzduchu při normální pokojové teplotě - 20 ° C

Mnohonásobnost výměny vzduchu ve většině pokojů je rovná jedné. Výjimkou jsou domy s vnitřní parotěsnou zábranou - aby se udržela normální mikroklima, musí být vzduch aktualizován dvakrát za hodinu.

Referenční ukazatel je měrné teplo. Při standardní teplotě bez tlaku je hodnota 1005 J / kg * K.

Tabulka ukazuje závislost hustoty vzduchu na okolní teplotě za atmosférického tlaku - 1,0132 bar (1 Atm)

Celkové tepelné ztráty

Celkové množství tepelné ztráty v místnosti se bude rovnat: Q = Q1 * 1,1 + Q2. Koeficient 1.1 - zvýšení spotřeby energie o 10% v důsledku infiltrace vzduchu trhlinami, úniky stavebních konstrukcí.

Vynásobením získané hodnoty 1,2 získáme potřebný výkon teplé podlahy pro kompenzaci tepelných ztrát. Pomocí grafu závislosti tepelného toku na teplotě chladicí kapaliny můžete určit příslušný krok a průměr potrubí.

Svislá stupnice je průměrný teplotní režim vodního okruhu, horizontální je ukazatel produkce tepla topným systémem na 1 km čtvereční. m

Údaje jsou relevantní pro podlahové vytápění na cementotěrovém potěru o tloušťce 7 mm, nátěrový materiál je keramická dlažba. Pro jiné podmínky je nutné upravit hodnoty s ohledem na tepelnou vodivost povrchové úpravy.

Například při koberci by měla být teplota chladicí kapaliny zvýšena o 4 až 5 ° C. Každý další centimetr potěru snižuje přenos tepla o 5-8%.

Konečný výběr délky obrysu

Znáte-li rozteč pokládání zatáček a zakrytou oblast, je snadné určit průtokovou rychlost potrubí. Pokud je získaná hodnota větší než přípustná hodnota, je nutné vybavit několik obvodů.

Optimálně, pokud jsou smyčky stejné délky - nemusíte nic upravovat a vyvažovat.V praxi je však častěji potřeba rozdělit topné potrubí do různých sekcí.

Rozpětí délek obrysů by mělo zůstat v rozmezí 30-40%. Podle účelu lze tvar místnosti „hrát“ podle rozteče smyček a průměrů potrubí

Konkrétní příklad výpočtu topné větve

Předpokládejme, že chcete určit parametry tepelného okruhu pro dům o rozloze 60 metrů čtverečních.

K výpočtu potřebujete následující data a charakteristiky:

• rozměry místnosti: výška - 2,7 m, délka a šířka - 10 a 6 m;
• Dům má 5 metal-plastových oken o rozloze 2m2. m;
• obvodové stěny - pórobeton, tloušťka - 50 cm, CT = 0,20 W / mK;
• dodatečná izolace na stěnu - polystyren 5 cm, CT = 0,041 W / mK;
• materiál stropu - železobetonová deska, tloušťka - 20 cm, CT = 1,69 W / mK;
• izolace podkroví - desky z polystyrenu tl. 5 cm;
• rozměry předních dveří - 0,9 * 2,05 m, tepelná izolace - polyuretanová pěna, vrstva - 10 cm, CT = 0,035 W / mK.

Dále uvažujeme podrobný příklad výpočtu.

Krok 1 - výpočet tepelné ztráty konstrukčních prvků

Tepelný odpor materiálů stěn:

• pórobeton: R1 = 0,5 / 0,20 = 2,5 m2 * K / W;
• expandovaný polystyren: R2 = 0,05 / 0,041 = 1,22 m2 * K / W.

Tepelný odpor stěny jako celku je: 2,5 + 1,22 = 3,57 sq. m * K / W. Průměrnou teplotu v domě bereme jako +23 ° C, minimum na ulici 25 ° C se znaménkem minus. Rozdíl je 48 ° C.

Výpočet celkové plochy stěny: S1 = 2,7 * 10 * 2 + 2,7 * 6 * 2 = 86,4 metrů čtverečních. m. Ze získaného ukazatele je třeba odečíst hodnotu oken a dveří: S2 = 86,4-10-1,85 = 74,55 sq. m

Nahrazením získaných parametrů do vzorce získáme tepelné ztráty stěny: Qc = 74,55 / 3,57 * 48 = 1002 W

Analogicky se náklady na teplo vypočítávají prostřednictvím oken, dveří a stropu. Při posuzování energetických ztrát v podkroví se bere v úvahu tepelná vodivost podlahového materiálu a izolace

Celkový tepelný odpor stropu je: 0,2 / 1,69 + 0,05 / 0,041 = 0,118 + 1,22 = 1,338 sq. m * K / W. Tepelné ztráty budou: Qп = 60/1 338 * 48 = 2152 W.

Pro výpočet úniku tepla okny je nutné stanovit váženou průměrnou hodnotu tepelného odporu materiálů: dvojsklo - 0,5 a profil - 0,56 sq. m * K / W, resp.

R® = 0,56 * 0,1 + 0,5 * 0,9 = 0,56 m2 * K / W. Zde jsou 0,1 a 0,9 podíly každého materiálu ve struktuře okna.

Tepelná ztráta okna: Q® = 10 / 0,56 * 48 = 857 W.

S ohledem na tepelnou izolaci dveří bude její tepelný odpor: Rd = 0,1 / 0,035 = 2,86 sq. m * K / W. Qd = (0,9 * 2,05) / 2,86 * 48 = 31 W.

Celkové tepelné ztráty uzavíracími prvky jsou stejné: 1002 + 2152 + 857 + 31 = 4042 W. Výsledek musí být zvýšen o 10%: 4042 * 1,1 = 4446 wattů.

Krok 2 - teplo pro vytápění + obecné tepelné ztráty

Nejprve vypočítáme spotřebu tepla pro ohřev přiváděného vzduchu. Objem místnosti: 2,7 * 10 * 6 = 162 cu. m. Podle toho bude ztráta ventilačního tepla: (162 * 1/3600) * 1005 * 1,19 * 48 = 2583 W.

Podle těchto parametrů místnosti budou celkové náklady na teplo: Q = 4446 + 2583 = 7029 W.

Krok 3 - požadovaný výkon topného okruhu

Vypočítáme optimální výkon smyčky potřebný pro kompenzaci tepelných ztrát: N = 1,2 * 7029 = 8435 W.

Dále: q = N / S = 8435/60 = 141 W / m2.

Na základě požadovaného výkonu topného systému a aktivní plochy místnosti je možné stanovit hustotu tepelného toku na 1 sq. m

Krok 4 - stanovení rozteče pokládky a délky obrysu

Výsledná hodnota je porovnána s grafem závislosti. Pokud je teplota chladicí kapaliny v systému 40 ° C, je vhodný obvod s následujícími parametry: rozteč - 100 mm, průměr - 20 mm.

Pokud voda cirkuluje v kufru zahřátém na 50 ° C, lze interval mezi větvemi zvětšit na 15 cm a lze použít trubku o průřezu 16 mm.

Uvažujeme délku obrysu: L = 60 / 0,15 * 1,1 = 440 m.

Odděleně je třeba vzít v úvahu vzdálenost od kolektorů k tepelnému systému.

Jak je patrné z výpočtů, pro uspořádání vodní hladiny bude nutné provést alespoň čtyři topné smyčky. A jak správně položit a upevnit potrubí a další tajemství instalace, my Recenze zde.

Závěry a užitečné video na toto téma

Vizuální video recenze pomohou provést předběžný výpočet délky a stoupání tepelného okruhu.

Výběr nejúčinnější vzdálenosti mezi větvemi systému podlahového vytápění:

Průvodce, jak zjistit délku smyčky využívaného podlahového vytápění:

Metodu výpočtu nelze nazvat jednoduchou. Současně je třeba zohlednit mnoho faktorů ovlivňujících parametry obvodu.Pokud plánujete používat vodní dno jako jediný zdroj tepla, je lepší tuto práci svěřit odborníkům - chyby ve fázi plánování mohou být drahé.

Vypočítejte si potřebné záběry trubek pro teplou podlahu a jejich optimální průměr sami? Možná máte stále otázky, na které jsme se v tomto článku nedotkli? Zeptejte se našich odborníků v sekci komentáře.

Pokud se specializujete na výpočet trubek pro aranžování podlah vytápěných vodou a máte co dodat k výše uvedenému materiálu, napište prosím do článku své připomínky.