Cómo hacer un cálculo de un piso cálido usando el ejemplo de un sistema de agua

La efectividad de un piso cálido está influenciada por muchos factores. Sin tenerlos en cuenta, incluso si el sistema está montado correctamente y se utilizan los materiales más modernos para su instalación, la eficiencia del calor real no estará a la altura de las expectativas.

Por esta razón, el trabajo de instalación debe ir precedido de un cálculo competente del piso cálido, y solo así se puede garantizar un buen resultado.

Diseñar un sistema de calefacción no es barato, por lo que muchos artesanos del hogar hacen sus propios cálculos. De acuerdo, la idea de reducir el costo de organizar un piso cálido parece muy tentador.

Le diremos cómo crear un proyecto, qué criterios considerar al elegir los parámetros del sistema de calefacción y escribir un procedimiento de cálculo paso a paso. Para mayor claridad, hemos preparado un ejemplo de cálculo de un piso cálido.

Los datos iniciales para el cálculo.

Inicialmente, un curso de trabajo de diseño e instalación debidamente planificado aliviará sorpresas y problemas desagradables en el futuro.

Al calcular un piso cálido, es necesario proceder de los siguientes datos:

• material de pared y características de diseño;
• el tamaño de la habitación en el plan;
• tipo de acabado;
• diseño de puertas, ventanas y su colocación;
• diseño de elementos estructurales en planta.

Para llevar a cabo un diseño competente, es necesario tener en cuenta el régimen de temperatura establecido y la posibilidad de su ajuste.

Para un cálculo aproximado, se supone que 1 m² El sistema de calefacción debe compensar la pérdida de calor de 1 kW. Si se usa un circuito de calentamiento de agua como una adición al sistema principal, entonces se requiere que cubra solo una parte de la pérdida de calor

Hay recomendaciones sobre la temperatura en el piso, que proporcionan una estadía cómoda en las habitaciones para diversos fines:

• 29 ° C - sala de estar;
• 33 ° C- baño, habitaciones con piscina y otras con alto indicador de humedad;
• 35 ° C - zonas frías (en puertas de entrada, paredes externas, etc.).

Superar estos valores implica un sobrecalentamiento tanto del sistema en sí como del revestimiento de acabado con el consiguiente daño inevitable al material.

Después de los cálculos preliminares, puede elegir la temperatura del portador de calor que sea óptima para las sensaciones personales, determinar la carga en el circuito de calefacción y comprar equipos de bombeo que se adapten perfectamente a la estimulación del movimiento del refrigerante. Se selecciona con un margen de flujo de refrigerante del 20%.

Se tarda mucho tiempo en calentar las soleras con una capacidad de más de 7 cm. Por lo tanto, al instalar sistemas de agua, intentan no exceder el límite especificado. Se considera que la cerámica para pisos es el recubrimiento más adecuado para pisos de agua. La calefacción por suelo radiante no cabe debajo del parquet debido a su conductividad térmica ultrabaja.

En la etapa de diseño, se debe decidir si la calefacción por suelo radiante será el principal proveedor de calor o se utilizará solo como una adición a la rama de calefacción del radiador. La parte de las pérdidas de energía térmica que tiene que compensar depende de esto. Puede variar del 30% al 60% con variaciones.

El tiempo para calentar el piso de agua depende del grosor de los elementos incluidos en la regla. El agua como refrigerante es muy efectiva, pero el sistema en sí es difícil de instalar.

Determinación de los parámetros de un piso cálido.

El propósito del cálculo es obtener la magnitud de la carga de calor. El resultado de este cálculo afecta los siguientes pasos dados. A su vez, la temperatura promedio de invierno en una región específica, la temperatura estimada dentro de las habitaciones y el coeficiente de transferencia de calor del techo, paredes, ventanas y puertas afectan la carga de calor.

La causa de la pérdida de calor son paredes, ventanas y puertas mal aisladas de la casa. El mayor porcentaje de calor sale a través del sistema de ventilación y el techo (+)

El resultado final de los cálculos antes dispositivo de calefacción de piso El tipo de agua dependerá de la disponibilidad de aparatos de calefacción adicionales, incluida la disipación de calor de las personas que viven en la casa y las mascotas. Asegúrese de tener en cuenta el cálculo de la presencia de infiltración.

Uno de los parámetros importantes es la configuración de las habitaciones, por lo que necesita un plano de la casa y las secciones correspondientes.

Método para calcular la pérdida de calor.

Al definir este parámetro, descubrirá cuánto calor debe generar el piso para el bienestar de las personas en la habitación, puede levantar la caldera, la bomba y el piso según la potencia. En otras palabras: el calor emitido por los circuitos de calefacción debe compensar la pérdida de calor del edificio.

La relación entre estos dos parámetros se expresa mediante la fórmula:

Mp = 1.2 x Qdonde

• Mp - potencia de bucle requerida;
• Q - pérdida de calor

Para determinar el segundo indicador, se realizan mediciones y cálculos del área de ventanas, puertas, pisos, paredes externas. Como el piso se calentará, no se tiene en cuenta el área de esta estructura envolvente. Las mediciones se realizan en el exterior con la captura de las esquinas del edificio.

El cálculo tendrá en cuenta tanto el espesor como el coeficiente de conductividad térmica de cada una de las estructuras. Valores normativos coeficiente de conductividad térmica (λ) para los materiales más utilizados se pueden tomar de la tabla.

De la tabla puede tomar el valor del coeficiente para el cálculo. Es importante averiguar el valor de la resistencia térmica del material del proveedor si las ventanas están hechas de metal-plástico (+)

El cálculo de la pérdida de calor se realiza por separado para cada elemento del edificio, utilizando la fórmula:

Q = 1 / R * (tv-tn) * S x (1 + ∑b)donde

• R - resistencia térmica del material del que está hecha la estructura envolvente;
• S - área del elemento estructural;
• tv y tn - la temperatura es interna y externa, respectivamente, mientras que el segundo indicador se toma en el valor más bajo;
• b - pérdida de calor adicional asociada con la orientación del edificio en relación con los puntos cardinales.

El índice de resistencia térmica (R) se encuentra dividiendo el grosor de la estructura por el coeficiente de conductividad térmica del material del que está hecho.

El valor del coeficiente b depende de la orientación de la casa:

• 0,1 - norte, noroeste o noreste;
• 0,05 - oeste, sureste;
• 0 - sur, suroeste.

Si considera el problema en cualquier ejemplo de cálculo de un suelo radiante, se vuelve más comprensible.

Ejemplo de cálculo concreto

Digamos que las paredes de la casa para residencia no permanente, de 20 cm de espesor, están hechas de bloques de hormigón celular. El área total de los muros de cerramiento menos las aberturas de ventanas y puertas es de 60 m². La temperatura exterior es de -25 ° С, interna + 20 ° С, la construcción está orientada hacia el sureste.

Dado que la conductividad térmica de los bloques es λ = 0.3 W / (m ° * C), podemos calcular la pérdida de calor a través de las paredes: R = 0.2 / 0.3 = 0.67 m² ° C / W.

La pérdida de calor también se observa a través de la capa de estuco. Si su grosor es de 20 mm, entonces Rpcs. = 0.02 / 0.3 = 0.07 m² ° C / W. La suma de estos dos indicadores dará el valor de la pérdida de calor a través de las paredes: 0.67 + 0.07 = 0.74 m² ° C / W.

Teniendo todos los datos iniciales, sustitúyalos en la fórmula y obtenga la pérdida de calor de la habitación con tales paredes: Q = 1 / 0.74 * (20 - (-25)) * 60 * (1 + 0.05) = 3831.08 W.

Del mismo modo, las pérdidas de calor se calculan a través de las estructuras de cerramiento restantes: ventanas, puertas y techos.

El calor proporcionado por los circuitos de calefacción puede no ser suficiente para calentar el aire dentro de la casa al valor deseado si se subestima su potencia. Con exceso de energía, habrá un desbordamiento de refrigerante

Para determinar la pérdida de calor a través del techo, tome su resistencia térmica igual al valor para el tipo de aislamiento planificado o existente: R = 0.18 / 0.041 = 4.39 m² ° C / W.

El área del techo es idéntica al área del piso y es de 70 m². Sustituyendo estos valores en la fórmula, la pérdida de calor se obtiene a través de la estructura envolvente superior: Q sudor. = 1 / 4.39 * (20 - (-25)) * 70 * (1 + 0.05) = 753.42 W.

Para determinar la pérdida de calor a través de la superficie de las ventanas, debe calcular su área. Si hay 4 ventanas con un ancho de 1.5 my una altura de 1.4 m, su área total será: 4 * 1.5 * 1.4 = 8.4 m².

Si el fabricante indica por separado la resistencia térmica para la ventana y el perfil de doble acristalamiento - 0.5 y 0.56 m² ° C / W, respectivamente, entonces Rokon = 0.5 * 90 + 0.56 * 10) / 100 = 0.56 m² ° C / Mar Aquí 90 y 10 son las acciones atribuibles a cada elemento de ventana.

Con base en los datos obtenidos, continúan los cálculos adicionales: ventana Q = 1 / 0.56 * (20 - (-25)) * 8.4 * (1 + 0.05) = 708.75 vatios.

La puerta exterior tiene un área de 0.95 * 2.04 = 1.938 m². Entonces 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.

Como las puertas exteriores se abren con frecuencia, se pierde mucho calor a través de ellas. Por lo tanto, es importante asegurar su cierre hermético

Como resultado, las pérdidas de calor serán: Q = 3831.08 +753.42 + 708.75 + 212.95 + 7406.25 = W.

Se agrega un 10% adicional para la infiltración de aire a este resultado, luego Q = 7406.25 + 740.6 = 8146.85 vatios.

Ahora puede determinar la potencia térmica del piso: Mp = 1, * 8146.85 = 9776.22 W o 9.8 kW.

El calor necesario para calentar el aire.

Si la casa equipado con sistema de ventilación, entonces parte del calor generado por la fuente debe gastarse en calentar el aire que viene del exterior.

Para el cálculo, aplique la fórmula:

Qc. = c * m * (tv - tn)donde

• c = 0.28 kg⁰С y denota la capacidad calorífica de la masa de aire;
• m El símbolo indica el caudal másico del aire exterior en kg.

El último parámetro se obtiene multiplicando el volumen total de aire igual al volumen de todas las habitaciones, siempre que el aire se actualice cada hora por una densidad que varía según la temperatura.

El gráfico muestra la dependencia de la densidad del aire con su temperatura.Los datos son necesarios para calcular la cantidad de calor requerida para calentar la masa de aire que ingresa a la casa como resultado de la ventilación forzada (+)

Si el edificio entra a 400 m³/ h, entonces m = 400 * 1.422 = 568.8 kg / h. Qc. = 0.28 * 568.8 * 45 = 7166.88 vatios.

En este caso, la potencia térmica requerida del piso aumentará significativamente.

Cálculo del número requerido de tuberías.

Para el dispositivo del piso con calentamiento de agua, diferentes métodos de colocación de tuberíascaracterizados por su forma: una serpiente de tres especies: la serpiente real, angular, doble y caracol. En un circuito montado, se puede encontrar una combinación de diferentes formas. A veces se elige un caracol para la zona del piso central y una de las especies de serpientes se selecciona para los bordes.

"Caracol" es una opción racional para habitaciones grandes con geometría simple. En habitaciones que son muy alargadas o tienen una forma compleja, es mejor usar una "serpiente" (+)

La distancia entre las tuberías se llama escalón. Al elegir este parámetro, se deben cumplir dos requisitos: el pie del pie no debe sentir la diferencia de temperatura en las zonas individuales del piso, y las tuberías deben usarse de la manera más eficiente posible.

Para áreas límite del piso, se recomienda un paso de 100 mm. En otras áreas, puede elegir un paso en el rango de 150 a 300 mm.

El aislamiento del piso es importante. En la planta baja, su grosor debe alcanzar al menos 100 mm. Para este propósito, se utiliza lana mineral o espuma de poliestireno extruido.

Para calcular la longitud de la tubería, hay una fórmula simple:

L = S / N * 1.1donde

• S - área del contorno;
• N - paso de colocación;
• 1,1 - margen de flexión del 10%.

Al valor final, agregue un trozo de tubería tendido desde el colector al cableado del circuito caliente tanto en el retorno como en el suministro.

Ejemplo de cálculo

Valores iniciales:

• el area - 10 m²;
• distancia del colector - 6 m;
• terreno de juego - 0,15 m.

La solución al problema es simple: 10 / 0.15 * 1.1 + (6 * 2) = 85.3 m.

Usando tubos de metal y plástico de hasta 100 m de longitud, elija con mayor frecuencia un diámetro de 16 o 20 mm. Con una longitud de tubería de 120-125 m, su sección transversal debe ser de 20 mm².

El diseño de circuito único solo es adecuado para habitaciones con un área pequeña. El piso de las habitaciones grandes se divide en varios circuitos en una proporción de 1: 2: la longitud de la estructura debe exceder el ancho en 2 veces.

El valor calculado previamente es la longitud. tuberías para el piso en general Sin embargo, para completar la imagen, debe resaltar la longitud de un contorno separado.

Este parámetro se ve afectado por la resistencia hidráulica del circuito, determinada por el diámetro de las tuberías seleccionadas y el volumen de agua suministrada por unidad de tiempo. Si se descuidan estos factores, la pérdida de presión será tan grande que ninguna bomba hará que circule el refrigerante.

Determinación del caudal de la tubería según el paso de colocación seleccionado

Contornos de la misma longitud: este es un caso ideal, pero rara vez se encuentra en la práctica, porque el área de las instalaciones para diferentes propósitos es muy diferente y simplemente no es práctico llevar la longitud de los contornos a un valor. Los profesionales permiten una diferencia en la longitud de la tubería del 30 al 40%.

El valor del diámetro del colector y el rendimiento de la unidad de mezcla determina el número permisible de bucles conectados a él. En el pasaporte a la unidad de mezcla, siempre puede encontrar el valor de la carga de calor para la que está diseñado.

Suponga la relación de ancho de banda (Kvs) es 2.23 m³/ h Con este coeficiente, ciertos modelos de bombas pueden soportar una carga de 10 a 15 vatios.

Para determinar el número de circuitos, debe calcular la carga térmica de cada uno. Si el área ocupada por el piso calentado es de 10 m², y la transferencia de calor es de 1 m², entonces el indicador Kvs es de 80 vatios, entonces 10 * 80 = 800 vatios. Esto significa que la unidad de mezcla podrá proporcionar 15,000 / 800 = 18.8 cuartos o circuitos con un área de 10 m².

Estos indicadores son máximos y se pueden aplicar solo teóricamente, pero en realidad la cifra debe reducirse al menos en 2, luego 18-2 = 16 contornos.

Necesidad de selección unidad de mezcla (colector) A ver si tiene tantas conclusiones.

Comprobación de la correcta selección del diámetro de las tuberías.

Para verificar si la sección de tubería se seleccionó correctamente, puede usar la fórmula:

υ = 4 * Q * 10ᶾ / n * d²

Cuando la velocidad corresponde al valor encontrado, la sección de tubería se selecciona correctamente. Los documentos reglamentarios permiten una velocidad máxima de 3 m / s. con un diámetro de hasta 0.25 m, pero el valor óptimo es 0.8 m / s., ya que con un aumento en su valor, aumenta el efecto de ruido en la tubería.

Se proporciona información adicional sobre el cálculo de las tuberías de calefacción por suelo radiante en este articulo.

Calculamos la bomba de circulación.

Para que el sistema sea económico, necesita recoger la bomba de circulaciónproporcionando la presión necesaria y el caudal óptimo en los circuitos. En los pasaportes de las bombas generalmente se indica la presión en el circuito de la longitud más larga y el caudal total del refrigerante en todos los circuitos.

La presión está influenciada por las pérdidas hidráulicas:

∆ h = L * Q² / k1donde

• L - la longitud del contorno;
• Q - consumo de agua l / s;
• k1 - coeficiente que caracteriza las pérdidas en el sistema, el indicador puede tomarse de las tablas de referencia hidráulicas o del pasaporte del equipo.

Conociendo la presión, calcule el flujo en el sistema:

Q = k * √Hdonde

k Es el coeficiente de flujo. Los profesionales aceptan el consumo por cada 10 m² de la casa en el rango de 0.3-0.4 l / s.

Entre los componentes de un piso de agua tibia, se le da un papel especial a la bomba de circulación. Solo una unidad cuya potencia es un 20% más alta que la velocidad de flujo real del refrigerante puede superar la resistencia en las tuberías

Las cifras relacionadas con la presión y los caudales indicados en el pasaporte no se pueden tomar literalmente; este es el máximo, pero de hecho, se ven afectados por la longitud y la geometría de la red. Si la presión es demasiado alta, reduzca la longitud del circuito o aumente el diámetro de las tuberías.

Consejos para elegir el grosor de la regla

En los directorios puede encontrar información de que el grosor mínimo de la regla es de 30 mm. Cuando la habitación es bastante alta, se coloca un calentador debajo de la regla, lo que aumenta la eficiencia del uso del calor emitido por el circuito de calefacción.

El material de sustrato más popular es espuma de poliestireno extruido. Su resistencia a la transferencia de calor es significativamente menor que la del hormigón.

Al instalar soleras, para equilibrar la expansión lineal del hormigón, el perímetro de la habitación se forma con una cinta amortiguadora. Es importante elegir su grosor correctamente. Los expertos aconsejan que con un área de habitación que no exceda los 100 m², coloque una capa de compensación de 5 mm.

Si el área es mayor debido a que la longitud excede los 10 m, el espesor se calcula mediante la fórmula:

b = 0.55 * Ldonde

L - esta es la longitud de la habitación en m.

Conclusiones y video útil sobre el tema.

Sobre el cálculo e instalación de un piso hidráulico cálido, este video:

El video ofrece recomendaciones prácticas para colocar el piso. La información ayudará a evitar los errores que los amantes suelen cometer:

El cálculo permite diseñar un sistema de "piso cálido" con un rendimiento óptimo. Está permitido instalar calefacción utilizando los datos y recomendaciones del pasaporte.

Funcionará, pero los profesionales aconsejan de todos modos dedicar tiempo al cálculo, de modo que al final el sistema consuma menos energía.

¿Tiene experiencia en calcular un piso cálido y preparar un proyecto de circuito de calefacción? ¿O tienes preguntas sobre el tema? Por favor comparta su opinión y deje comentarios.