Come fare un calcolo di un pavimento caldo usando l'esempio di un sistema idrico

L'efficacia di un pavimento caldo è influenzata da molti fattori. Senza tenerne conto, anche se il sistema è montato correttamente e per la sua installazione vengono utilizzati i materiali più moderni, la reale efficienza termica non sarà all'altezza delle aspettative.

Per questo motivo, i lavori di installazione devono essere preceduti da un calcolo competente del pavimento caldo e solo allora può essere garantito un buon risultato.

La progettazione di un sistema di riscaldamento non è economica, quindi molti artigiani domestici fanno i propri calcoli. D'accordo, l'idea di ridurre i costi di organizzazione di un pavimento caldo sembra molto allettante.

Ti diremo come creare un progetto, quali criteri considerare quando si scelgono i parametri del sistema di riscaldamento e scrivere una procedura di calcolo passo-passo. Per chiarezza, abbiamo preparato un esempio di calcolo di un pavimento caldo.

I dati iniziali per il calcolo

Inizialmente, un corso adeguatamente pianificato di progettazione e installazione alleggerirà sorprese e spiacevoli problemi in futuro.

Quando si calcola un pavimento caldo, è necessario procedere dai seguenti dati:

• materiale della parete e caratteristiche del design;
• la dimensione della stanza nel piano;
• tipo di finitura;
• progettazione di porte, finestre e loro posizionamento;
• disposizione degli elementi strutturali in pianta.

Per eseguire la progettazione competente, è necessario tenere conto del regime di temperatura stabilito e della possibilità della sua regolazione.

Per un calcolo approssimativo, si presume che 1 m² L'impianto di riscaldamento deve compensare una perdita di calore di 1 kW. Se viene utilizzato un circuito di riscaldamento dell'acqua come aggiunta al sistema principale, è necessario coprire solo una parte della perdita di calore

Ci sono raccomandazioni sulla temperatura del pavimento, che offre un soggiorno confortevole nelle camere per vari scopi:

• 29 ° C - zona giorno;
• 33 ° C- bagno, camere con piscina e altre con un indicatore di umidità elevata;
• 35 ° C - zone fredde (alle porte d'ingresso, pareti esterne, ecc.).

Il superamento di questi valori comporta il surriscaldamento del sistema stesso e del rivestimento di finitura con conseguente inevitabile danneggiamento del materiale.

Dopo i calcoli preliminari, è possibile scegliere la temperatura del portatore di calore ottimale per le sensazioni personali, determinare il carico sul circuito di riscaldamento e acquistare apparecchiature di pompaggio che affrontano perfettamente la stimolazione del movimento del refrigerante. È selezionato con un margine di portata del refrigerante del 20%.

Ci vuole molto tempo per riscaldare i massetti con una capacità superiore a 7 cm, pertanto, quando si installano sistemi idrici, cercano di non superare il limite specificato. La ceramica per pavimenti è considerata il rivestimento più adatto per i pavimenti ad acqua e il riscaldamento a pavimento non si adatta al parquet a causa della sua bassissima conduttività termica.

In fase di progettazione, si dovrebbe decidere se il riscaldamento a pavimento sarà il principale fornitore di calore o sarà utilizzato solo come aggiunta al ramo di riscaldamento del radiatore. La quota di perdite di energia termica che deve compensare dipende da questo. Può variare dal 30% al 60% con variazioni.

Il tempo per il riscaldamento del pavimento dell'acqua dipende dallo spessore degli elementi inclusi nel massetto. L'acqua come refrigerante è molto efficace, ma il sistema stesso è difficile da installare.

Determinazione dei parametri di un pavimento caldo

Lo scopo del calcolo è ottenere l'entità del carico termico. Il risultato di questo calcolo influenza i passi successivi. A sua volta, la temperatura media invernale in una regione specifica, la temperatura stimata all'interno delle stanze e il coefficiente di trasferimento del calore di soffitto, pareti, finestre e porte influenzano il carico termico.

La causa della perdita di calore sono pareti, finestre, porte della casa scarsamente isolate. La più grande percentuale di calore esce attraverso il sistema di ventilazione e il tetto (+)

Il risultato finale dei calcoli prima dispositivo di riscaldamento a pavimento il tipo di acqua dipenderà dalla disponibilità di ulteriori apparecchi di riscaldamento, compresa la dissipazione del calore delle persone che vivono in casa e degli animali domestici. Assicurati di tenere conto del calcolo della presenza di infiltrazioni.

Uno dei parametri importanti è la configurazione delle stanze, quindi è necessaria una pianta della casa e le sezioni corrispondenti.

Metodo per il calcolo della perdita di calore

Definendo questo parametro, scoprirai quanto calore deve generare il pavimento per il benessere delle persone nella stanza, puoi raccogliere la caldaia, la pompa e il pavimento in base alla potenza. In altre parole: il calore emesso dai circuiti di riscaldamento dovrebbe compensare la perdita di calore dell'edificio.

La relazione tra questi due parametri è espressa dalla formula:

Mp = 1,2 x Qdove

• Mp - potenza del circuito richiesta;
• Q - perdita di calore.

Per determinare il secondo indicatore, vengono rilevate misure e calcoli dell'area di finestre, porte, pavimenti, pareti esterne. Poiché il pavimento verrà riscaldato, l'area di questa struttura chiusa non verrà presa in considerazione. Le misure vengono effettuate all'esterno con la cattura degli angoli dell'edificio.

Il calcolo terrà conto sia dello spessore che del coefficiente di conducibilità termica di ciascuna delle strutture. Valori normativi coefficiente di conducibilità termica (λ) per i materiali più comunemente usati possono essere presi dalla tabella.

Dalla tabella puoi prendere il valore del coefficiente per il calcolo. È importante scoprire il valore della resistenza termica del materiale dal fornitore se le finestre sono in metallo-plastica (+)

Il calcolo della perdita di calore viene eseguito separatamente per ciascun elemento dell'edificio, utilizzando la formula:

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

• R - resistenza termica del materiale di cui è realizzata la struttura di chiusura;
• S - area dell'elemento strutturale;
• tv e tn - la temperatura è interna ed esterna, rispettivamente, mentre il secondo indicatore è preso al valore più basso;
• B - ulteriore perdita di calore associata all'orientamento dell'edificio rispetto ai punti cardinali.

L'indice di resistenza termica (R) si trova dividendo lo spessore della struttura per il coefficiente di conducibilità termica del materiale da cui è realizzato.

Il valore del coefficiente b dipende dall'orientamento della casa:

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

Se si considera il problema su qualsiasi esempio di calcolo di un riscaldamento a pavimento ad acqua, diventa più chiaro.

Esempio di calcolo concreto

Diciamo che le pareti della casa per residenza non permanente, spesse 20 cm, sono fatte di blocchi di cemento cellulare. La superficie totale delle pareti chiuse meno le finestre e le aperture delle porte è di 60 m². La temperatura esterna è -25 ° С, interna + 20 ° С, la costruzione è orientata a sud-est.

Dato che la conducibilità termica dei blocchi è λ = 0,3 W / (m ° * C), possiamo calcolare la perdita di calore attraverso le pareti: R = 0,2 / 0,3 = 0,67 m² ° C / W.

La perdita di calore si osserva anche attraverso lo strato di stucco. Se il suo spessore è di 20 mm, quindi Rpcs. = 0,02 / 0,3 = 0,07 m² ° C / O La somma di questi due indicatori fornirà il valore della perdita di calore attraverso le pareti: 0,67 + 0,07 = 0,74 m² ° C / W.

Avendo tutti i dati iniziali, sostituiscili nella formula e ottieni la perdita di calore della stanza con tali pareti: Q = 1 / 0,74 * (20 - (-25)) * 60 * (1 + 0,05) = 3831,08 W.

Allo stesso modo, le perdite di calore vengono calcolate attraverso le restanti strutture di chiusura: finestre, porte e coperture.

Il calore fornito dai circuiti di riscaldamento potrebbe non essere sufficiente per riscaldare l'aria all'interno della casa al valore desiderato se la loro potenza è sottovalutata. Con una potenza in eccesso, ci sarà un trabocco di liquido di raffreddamento

Per determinare la perdita di calore attraverso il soffitto, prendere la sua resistenza termica uguale al valore per il tipo di isolamento previsto o esistente: R = 0,18 / 0,041 = 4,39 m² ° C / W.

La superficie del soffitto è identica alla superficie ed è di 70 m². Sostituendo questi valori nella formula, la perdita di calore si ottiene attraverso la struttura di chiusura superiore: sudore Q. = 1 / 4,39 * (20 - (-25)) * 70 * (1 + 0,05) = 753,42 W.

Per determinare la perdita di calore attraverso la superficie delle finestre, è necessario calcolare la loro area. Se ci sono 4 finestre con una larghezza di 1,5 me un'altezza di 1,4 m, la loro superficie totale sarà: 4 * 1,5 * 1,4 = 8,4 m².

Se il produttore indica separatamente la resistenza termica per la finestra e il profilo con vetrocamera - 0,5 e 0,56 m² ° C / W, rispettivamente, quindi Rokon = 0,5 * 90 + 0,56 * 10) / 100 = 0,56 m² ° C / Tues. Qui 90 e 10 sono le quote attribuibili a ciascun elemento della finestra.

Sulla base dei dati ottenuti, ulteriori calcoli continuano: Q finestra = 1 / 0,56 * (20 - (-25)) * 8,4 * (1 + 0,05) = 708,75 watt.

La porta esterna ha una superficie di 0,95 * 2,04 = 1,938 m². Quindi 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.

Poiché le porte esterne si aprono frequentemente, attraverso loro si perde molto calore. Pertanto, è importante garantire la loro chiusura serrata

Di conseguenza, le perdite di calore saranno: Q = 3831.08 +753.42 + 708.75 + 212.95 + 7406.25 = W.

A questo risultato viene aggiunto un ulteriore 10% per l'infiltrazione dell'aria, quindi Q = 7406,25 + 740,6 = 8146,85 watt.

Ora puoi determinare la potenza termica del pavimento: Mp = 1, * 8146,85 = 9776,22 W o 9,8 kW.

Il calore necessario per il riscaldamento dell'aria

Se la casa dotato di sistema di ventilazione, quindi parte del calore generato dalla fonte dovrebbe essere speso per riscaldare l'aria proveniente dall'esterno.

Per il calcolo, applicare la formula:

QB. = c * m * (tv - tn)dove

• c = 0,28 kg⁰С e indica la capacità termica della massa d'aria;
• m Il simbolo indica la portata massica dell'aria esterna in kg.

L'ultimo parametro si ottiene moltiplicando il volume totale di aria pari al volume di tutte le stanze, a condizione che l'aria venga aggiornata ogni ora per una densità che varia con la temperatura.

Il grafico mostra la dipendenza della densità dell'aria dalla sua temperatura.I dati sono necessari per calcolare la quantità di calore richiesta per riscaldare la massa d'aria che entra nella casa a causa della ventilazione forzata (+)

Se l'edificio entra a 400 m³/ h, quindi m = 400 * 1.422 = 568,8 kg / h. QB. = 0,28 * 568,8 * 45 = 7166,88 watt.

In questo caso, la potenza termica richiesta del pavimento aumenterà in modo significativo.

Calcolo del numero richiesto di tubi

Per il dispositivo del pavimento con riscaldamento dell'acqua, diverso metodi di posa dei tubicaratterizzato dalla loro forma: un serpente di tre specie: il serpente reale, angolare, doppio e lumaca. In un circuito montato, è possibile trovare una combinazione di forme diverse. A volte viene scelta una lumaca per la zona del pavimento centrale e una delle specie di serpente viene selezionata per i bordi.

"Snail" è una scelta razionale per grandi ambienti con geometria semplice. In stanze molto allungate o di forma complessa, è meglio usare un "serpente" (+)

La distanza tra i tubi si chiama passo. Quando si sceglie questo parametro, devono essere soddisfatti due requisiti: il piede del piede non deve avvertire la differenza di temperatura nelle singole zone del pavimento e i tubi devono essere utilizzati nel modo più efficiente possibile.

Per le aree di confine del pavimento, si consiglia un passo di 100 mm. In altre aree, è possibile effettuare una scelta del passo nell'intervallo da 150 a 300 mm.

L'isolamento del pavimento è importante. Al piano terra, il suo spessore dovrebbe raggiungere almeno 100 mm. A tale scopo viene utilizzata lana minerale o schiuma di polistirene estruso.

Per calcolare la lunghezza del tubo, esiste una formula semplice:

L = S / N * 1.1dove

• S - area del contorno;
• N - fase di posa;
• 1,1 - margine per la flessione del 10%.

Al valore finale aggiungere un pezzo di tubo posato dal collettore al cablaggio del circuito caldo sia sul ritorno che sul flusso.

Esempio di calcolo

Valori iniziali:

• la zona - 10 m²;
• distanza del collettore - 6 m;
• posa in opera - 0,15 m.

La soluzione al problema è semplice: 10 / 0,15 * 1,1 + (6 * 2) = 85,3 m.

Utilizzando tubi di metallo-plastica lunghi fino a 100 m, il più delle volte si sceglie un diametro di 16 o 20 mm. Con una lunghezza del tubo di 120-125 m, la sezione trasversale dovrebbe essere di 20 mm².

Il design a circuito singolo è adatto solo per ambienti con una piccola area. Il pavimento in grandi stanze è diviso in diversi circuiti in un rapporto di 1: 2 - la lunghezza della struttura dovrebbe superare la larghezza di 2 volte.

Il valore calcolato in precedenza è la lunghezza tubi per il pavimento in generale. Tuttavia, per completare l'immagine, è necessario evidenziare la lunghezza di un contorno separato.

Questo parametro è influenzato dalla resistenza idraulica del circuito, determinata dal diametro dei tubi selezionati e dal volume di acqua fornito per unità di tempo. Se questi fattori vengono trascurati, la perdita di pressione sarà così grande che nessuna pompa farà circolare il liquido di raffreddamento.

Determinazione della portata del tubo in base alla fase di posa selezionata

Contorni della stessa lunghezza - questo è un caso ideale, ma raramente si incontra nella pratica, perché l'area dei locali per scopi diversi è molto diversa e semplicemente non è pratico portare la lunghezza dei contorni a un valore. I professionisti consentono una differenza nella lunghezza del tubo dal 30 al 40%.

Il valore del diametro del collettore e la portata dell'unità di miscelazione determinano il numero consentito di circuiti collegati ad esso. Nel passaporto per l'unità di miscelazione, è sempre possibile trovare il valore del carico termico per cui è progettato.

Assumi rapporto larghezza di banda (Kvs) è 2,23 m³/ h Con questo coefficiente, alcuni modelli di pompe possono sopportare un carico da 10 a 15 watt.

Per determinare il numero di circuiti, è necessario calcolare il carico termico di ciascuno. Se l'area occupata dal pavimento riscaldato è di 10 m² e il trasferimento di calore è di 1 m², l'indicatore Kvs è 80 watt, quindi 10 * 80 = 800 watt. Ciò significa che l'unità di miscelazione sarà in grado di fornire 15 000/800 = 18,8 locali o circuiti con una superficie di 10 m².

Questi indicatori sono massimi e possono essere applicati solo teoricamente, ma in realtà la cifra deve essere ridotta di almeno 2, quindi 18 - 2 = 16 contorni.

Necessità di selezione unità di miscelazione (collettore) vedere se ha così tante conclusioni.

Verifica della corretta selezione del diametro dei tubi

Per verificare se la sezione del tubo è stata selezionata correttamente, è possibile utilizzare la formula:

υ = 4 * Q * 10ᶾ / n * d²

Quando la velocità corrisponde al valore trovato, la sezione del tubo è selezionata correttamente. I documenti normativi consentono una velocità massima di 3 m / s. con un diametro fino a 0,25 m, ma il valore ottimale è 0,8 m / s., poiché con un aumento del suo valore, l'effetto del rumore nella tubazione aumenta.

Ulteriori informazioni sul calcolo dei tubi del riscaldamento a pavimento sono fornite in questo articolo.

Calcoliamo la pompa di circolazione

Perché il sistema sia economico, è necessario raccogliere la pompa di circolazionefornendo la pressione necessaria e la portata ottimale nei circuiti. Nei passaporti delle pompe di solito indicano la pressione nel circuito della lunghezza più lunga e il flusso totale di refrigerante in tutti i circuiti.

La pressione è influenzata da perdite idrauliche:

∆ h = L * Q² / k1dove

• L - la lunghezza del contorno;
• Q - consumo acqua l / s;
• k1 - coefficiente che caratterizza le perdite nel sistema, l'indicatore può essere prelevato dalle tabelle di riferimento idrauliche o dal passaporto dell'attrezzatura.

Conoscendo la pressione, calcola il flusso nel sistema:

Q = k * √Hdove

k È il coefficiente di flusso. I professionisti accettano il consumo per ogni 10 m² della casa nell'intervallo 0,3-0,4 l / s.

Tra i componenti di un pavimento di acqua calda, un ruolo speciale è dato alla pompa di circolazione. Solo un'unità la cui potenza è superiore del 20% rispetto alla portata effettiva del liquido di raffreddamento può superare la resistenza nei tubi

Le cifre relative alla pressione e alle portate indicate nel passaporto non possono essere prese alla lettera: si tratta del massimo, ma in realtà sono influenzate dalla lunghezza e dalla geometria della rete. Se la pressione è troppo elevata, ridurre la lunghezza del circuito o aumentare il diametro dei tubi.

Suggerimenti per la scelta dello spessore del massetto

Nelle directory è possibile trovare informazioni che lo spessore minimo del massetto è di 30 mm. Quando la stanza è abbastanza alta, un riscaldatore viene posizionato sotto il massetto, il che aumenta l'efficienza dell'utilizzo del calore emesso dal circuito di riscaldamento.

Il materiale di supporto più popolare è schiuma di polistirene estruso. La sua resistenza al trasferimento di calore è significativamente inferiore a quella del calcestruzzo.

Durante l'installazione dei massetti, al fine di bilanciare l'espansione lineare del calcestruzzo, il perimetro della stanza è formato con un nastro smorzatore. È importante scegliere correttamente il suo spessore. Gli esperti consigliano che con un'area della stanza non superiore a 100 m², disporre uno strato di compensazione di 5 mm.

Se l'area è più grande a causa della lunghezza superiore a 10 m, lo spessore viene calcolato con la formula:

b = 0,55 * Ldove

L - questa è la lunghezza della stanza in m.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Informazioni sul calcolo e l'installazione di un pavimento idraulico caldo questo video:

Il video fornisce consigli pratici per la posa del pavimento. Le informazioni aiuteranno a evitare errori che gli amanti commettono di solito:

Il calcolo consente di progettare un sistema a "pavimento caldo" con prestazioni ottimali. È consentito installare il riscaldamento utilizzando i dati e le raccomandazioni del passaporto.

Funzionerà, ma i professionisti consigliano comunque di dedicare tempo al calcolo, in modo che alla fine il sistema consumi meno energia.

Hai esperienza nel calcolo di un pavimento caldo e nella preparazione di un progetto di circuito di riscaldamento? O hai domande sull'argomento? Si prega di condividere la tua opinione e lasciare commenti.