Calcolo dei tubi per riscaldamento a pavimento: selezione dei tubi in base ai parametri, scelta della fase di posa + esempio di calcolo
Nonostante la complessità dell'installazione, il riscaldamento a pavimento mediante un circuito idraulico è considerato uno dei metodi più economici per riscaldare una stanza. Affinché il sistema funzioni nel modo più efficiente possibile e non causi malfunzionamenti, è necessario calcolare correttamente i tubi per il riscaldamento a pavimento: determinare la lunghezza, il passo del circuito e il layout del contorno.
Il comfort dell'uso del riscaldamento dell'acqua dipende in gran parte da questi indicatori. Analizzeremo questi problemi nel nostro articolo - ti diremo come scegliere la migliore opzione di tubo, tenendo conto delle caratteristiche tecniche di ogni varietà. Inoltre, dopo aver letto questo articolo, sarai in grado di scegliere correttamente la fase di installazione e calcolare il diametro e la lunghezza richiesti del contorno del pavimento caldo per una stanza particolare.
Il contenuto dell'articolo:
Parametri per il calcolo del circuito di calore
In fase di progettazione, è necessario risolvere una serie di problemi che determinano caratteristiche di design riscaldamento a pavimento e modalità di funzionamento: selezionare lo spessore del massetto, della pompa e delle altre attrezzature necessarie.
Gli aspetti tecnici dell'organizzazione del ramo del riscaldamento dipendono in gran parte dal suo scopo. Oltre allo scopo, per un calcolo accurato del metraggio del circuito dell'acqua, saranno necessari numerosi indicatori: area di copertura, densità del flusso di calore, temperatura del portatore di calore, tipo di pavimentazione.
Copertura del tubo
Quando si determinano le dimensioni della base per la posa dei tubi, viene preso in considerazione uno spazio che non è ingombra di grandi attrezzature e mobili incorporati. Devi pensare in anticipo alla disposizione degli oggetti nella stanza.
Flusso di calore e temperatura del liquido di raffreddamento
La densità del flusso di calore è un indicatore calcolato che caratterizza la quantità ottimale di energia termica per il riscaldamento di una stanza. Il valore dipende da una serie di fattori: la conduttività termica delle pareti, dei pavimenti, dell'area vetrata, la presenza di isolamento e l'intensità del ricambio d'aria. In base al flusso di calore, viene determinata la fase di posa del circuito.
L'indicatore massimo della temperatura del liquido di raffreddamento è di 60 ° C. Tuttavia, lo spessore del massetto e il rivestimento del pavimento riducono la temperatura - infatti, si osservano circa 30-35 ° C sulla superficie del pavimento. La differenza tra gli indicatori termici all'ingresso e all'uscita del circuito non deve superare i 5 ° C.
Tipo di pavimento
La finitura influisce sulle prestazioni del sistema. Conducibilità termica ottimale di piastrelle e gres porcellanato: la superficie si riscalda rapidamente. Un buon indicatore dell'efficienza del circuito idrico quando si utilizza un laminato e linoleum senza uno strato termoisolante. La più bassa conduttività termica di un rivestimento in legno.
Il grado di trasferimento del calore dipende anche dal materiale di riempimento. Il sistema è più efficace quando si utilizza calcestruzzo pesante con aggregato naturale, ad esempio ciottoli marini di frazione fine.
Nel calcolare i tubi per un pavimento caldo, è necessario tenere conto delle norme stabilite del regime di temperatura del rivestimento:
- 29 ° C - soggiorno;
- 33 ° C - locali ad alta umidità;
- 35 ° C - zone di passaggio e zone fredde - sezioni lungo le pareti terminali.
Le caratteristiche climatiche della regione svolgeranno un ruolo importante nel determinare la densità della posa del circuito idrico. Nel calcolare le perdite di calore, è necessario tenere conto della temperatura minima in inverno.
Come dimostra la pratica, il riscaldamento preliminare di tutta la casa contribuirà a ridurre il carico. Ha senso isolare prima la stanza, quindi procedere al calcolo della perdita di calore e dei parametri del circuito del tubo.
Valutazione delle proprietà tecniche nella scelta dei tubi
A causa di condizioni operative non standard, vengono richiesti elevati requisiti sul materiale e sulle dimensioni della batteria del pavimento ad acqua:
- inerzia chimicaresistenza ai processi di corrosione;
- rivestimento interno assolutamente liscionon incline alla formazione di escrescenze calcaree;
- forza - dall'interno, il refrigerante agisce costantemente sulle pareti e dall'esterno un massetto; il tubo deve resistere a una pressione fino a 10 bar.
È desiderabile che il ramo di riscaldamento abbia un piccolo peso specifico. Una torta sul fondo dell'acqua già porta un carico significativo sul soffitto e una conduttura pesante aggraverà solo la situazione.
Tre categorie di prodotti per tubi corrispondono a questi requisiti in un modo o nell'altro: polietilene reticolato, metallo-plastica, rame.
Opzione n. 1: polietilene reticolato (PEX)
Il materiale ha un'ampia struttura cellulare di legami molecolari. Modificato dal normale polietilene si distingue per la presenza di legamenti sia longitudinali che trasversali. Questa struttura aumenta il peso specifico, la resistenza meccanica e la resistenza chimica.
Il circuito idraulico dei tubi PEX presenta numerosi vantaggi:
- alta elasticità, permettendo di posare una bobina con un piccolo raggio di curvatura;
- sicurezza - quando riscaldato, il materiale non emette componenti dannosi;
- resistenza al calore: rammollimento - da 150 ° C, fusione - 200 ° C, combustione - 400 ° C;
- mantiene la struttura con sbalzi di temperatura;
- resistenza ai danni - distruttori biologici e prodotti chimici.
La pipeline mantiene la sua produzione originale - nessun sedimento si deposita sulle pareti. La durata stimata del circuito PEX è di 50 anni.
Esistono quattro gruppi di prodotti:
- PEX-a - reticolazione del perossido. Si ottiene la struttura più resistente e uniforme con una densità di legame fino al 75%.
- PEX-b - reticolazione silanica. La tecnologia utilizza silanidi, sostanze tossiche inaccettabili per l'uso domestico. I produttori di prodotti idraulici lo sostituiscono con un reagente sicuro. I tubi con un certificato igienico sono ammessi per l'installazione. La densità del reticolato è del 65-70%.
- PEX-c - metodo di radiazione. Il polietilene viene irradiato con un flusso di raggi gamma o elettrone. Di conseguenza, le obbligazioni sono condensate fino al 60%. Svantaggi di PEX-c: uso non sicuro, reticolazione irregolare.
- PEX-d - nitrurazione. La reazione alla creazione della rete procede a causa dei radicali azotati. L'output è un materiale con una densità del reticolato di circa il 60-70%.
Le caratteristiche di resistenza dei tubi PEX dipendono dal metodo di reticolazione del polietilene.
Se sei rimasto su tubi in polietilene reticolato, ti consigliamo di familiarizzare con regole di accordo sistemi di riscaldamento a pavimento di loro.
Opzione n. 2 - metallo-plastica
Il leader del noleggio di tubi per la sistemazione del riscaldamento a pavimento è il metallo-plastica. Strutturalmente, il materiale comprende cinque strati.
Il metallo aumenta la resistenza della linea, riduce la velocità di espansione termica e funge da barriera antidiffusione: blocca il flusso di ossigeno al liquido di raffreddamento.
Caratteristiche dei tubi di plastica:
- buona conducibilità termica;
- capacità di mantenere una data configurazione;
- temperatura di esercizio con conservazione delle proprietà - 110 ° С;
- basso peso specifico;
- movimento silenzioso del liquido di raffreddamento;
- sicurezza d'uso;
- resistenza alla corrosione;
- durata dell'operazione - fino a 50 anni.
Lo svantaggio dei tubi compositi è l'inammissibilità della flessione attorno all'asse. Con ripetute torsioni, sussiste il rischio di danneggiare lo strato di alluminio. Ti consigliamo di familiarizzare con corretta tecnologia di installazione tubi di plastica, che aiuteranno ad evitare danni.
Opzione n. 3: tubi di rame
In base alle caratteristiche tecniche e operative, il metallo giallo sarà la scelta migliore. Tuttavia, la sua rilevanza è limitata da costi elevati.
Oltre ai costi elevati, le tubazioni in rame presentano un'ulteriore meno complessità montaggio. Per piegare il circuito, è necessaria una macchina da stampa o curvatubi.
Opzione n. 4: polipropilene e acciaio inossidabile
A volte viene creato un ramo di riscaldamento da polipropilene o tubi corrugati in acciaio inossidabile. La prima opzione è conveniente, ma abbastanza rigida da piegare: il raggio minimo di otto diametri di prodotto.
Ciò significa che i tubi con una dimensione di 23 mm dovranno essere posizionati a una distanza di 368 mm l'uno dall'altro - un passo maggiore non garantirà un riscaldamento uniforme.
Modi possibili di posa del contorno
Al fine di determinare la portata di un tubo per la disposizione di un pavimento caldo, è necessario decidere il layout del circuito idraulico. Il compito principale della pianificazione del layout è garantire un riscaldamento uniforme, tenendo conto delle aree fredde e non riscaldate della stanza.
Metodo n. 1: il serpente
Il refrigerante viene fornito al sistema lungo la parete, passa attraverso la serpentina e ritorna collettore di distribuzione. In questo caso, metà della stanza viene riscaldata con acqua calda e il resto viene raffreddato.
Quando si posa con un serpente, è impossibile ottenere un riscaldamento uniforme - la differenza di temperatura può raggiungere i 10 ° C. Il metodo è applicabile in stanze strette.
Un doppio serpente consente una transizione di temperatura più mite. I circuiti avanti e indietro sono paralleli tra loro.
Metodo n. 2: lumaca o spirale
Questo è considerato lo schema ottimale che garantisce un riscaldamento uniforme del rivestimento del pavimento. I rami avanti e indietro sono impilati alternativamente.
Su grandi aree, viene implementato uno schema combinato. La superficie è divisa in settori e per ciascuno sviluppa un circuito separato che va al collettore comune. Al centro della stanza, la tubazione è disposta con una lumaca e lungo le pareti esterne - con un serpente.
Abbiamo un altro articolo sul nostro sito in cui abbiamo esaminato in dettaglio schemi elettrici di installazione riscaldamento a pavimento e raccomandazioni per la scelta dell'opzione migliore, a seconda delle caratteristiche di una particolare stanza.
Procedura di calcolo del tubo
Per non confonderci nei calcoli, proponiamo di dividere la soluzione della domanda in più fasi. Prima di tutto, è necessario valutare la perdita di calore della stanza, determinare la fase di installazione e quindi calcolare la lunghezza del circuito di riscaldamento.
Principi per la costruzione di un circuito
Iniziando i calcoli e creando uno schizzo, dovresti familiarizzare con le regole di base per la posizione del circuito idraulico:
- Si consiglia di posare i tubi lungo l'apertura della finestra: ciò ridurrà significativamente la perdita di calore dell'edificio.
- L'area di copertura consigliata con un circuito idraulico è di 20 mq. m. In grandi stanze è necessario dividere lo spazio in zone e per ciascuna disposizione un ramo di riscaldamento separato.
- La distanza dalla parete al primo ramo è di 25 cm.L'inclinazione consentita delle curve dei tubi al centro della stanza è fino a 30 cm, lungo i bordi e nelle zone fredde - 10-15 cm.
- La determinazione della lunghezza massima del tubo per un pavimento caldo dovrebbe essere basata sul diametro della bobina.
Per un circuito con una sezione trasversale di 16 mm, non sono ammessi più di 90 m, la restrizione per una tubazione con uno spessore di 20 mm è di 120 m. Il rispetto delle norme garantirà la normale pressione idraulica nel sistema.
Formula di base con spiegazioni
Il calcolo della lunghezza del contorno del pavimento caldo viene eseguito secondo la formula:
L = S / n * 1,1 + k,
dove:
- L - la lunghezza desiderata della rete di riscaldamento;
- S - superficie coperta;
- n - fase di posa;
- 1,1 - margine standard del dieci percento per le curve;
- k - lontananza del collettore dal pavimento - viene presa in considerazione la distanza dal cablaggio del circuito sull'alimentazione e sul ritorno.
Crucial giocherà l'area di copertura e l'intonazione dei turni.
Va ricordato che il posizionamento di tubi di riscaldamento non è raccomandato in grandi elettrodomestici e mobili da incasso. I parametri degli oggetti contrassegnati devono essere sottratti dall'area totale.
Per scegliere la distanza ottimale tra i rami, è necessario eseguire manipolazioni matematiche più complesse, operando con le perdite di calore della stanza.
Calcolo termotecnico con la definizione del passo del circuito
La densità dei tubi influenza direttamente la quantità di flusso di calore proveniente dal sistema di riscaldamento. Per determinare il carico richiesto, è necessario calcolare i costi del calore in inverno.
La potenza del sistema di riscaldamento è determinata dalla formula:
M = 1,2 * Q,
dove:
- M - prestazioni del circuito;
- Q - perdita di calore generale della stanza.
Il valore di Q può essere scomposto in componenti: consumo di energia attraverso l'involucro dell'edificio e i costi associati al funzionamento del sistema di ventilazione. Scopriamo come calcolare ciascuno degli indicatori.
Perdita di calore attraverso elementi di costruzione
È necessario determinare il consumo di energia termica per tutte le strutture di chiusura: pareti, soffitto, finestre, porte, ecc. La formula di calcolo:
Q1 = (S / R) * Δt,
dove:
- S - area dell'elemento;
- R - resistenza termica;
- At - la differenza tra la temperatura interna ed esterna.
Nel determinare Δt, viene utilizzato l'indicatore per il periodo più freddo dell'anno.
La resistenza termica è calcolata come segue:
R = A / Kt,
dove:
- la - spessore dello strato, m;
- kt - coefficiente di conducibilità termica, W / m * K.
Per elementi di costruzione combinati, è necessario sommare la resistenza di tutti gli strati.
Altri valori del coefficiente di conducibilità termica per i materiali da costruzione più popolari che abbiamo presentato nella tabella contenuta nel prossimo articolo.
Perdita di calore per ventilazione
Per calcolare l'indicatore, viene utilizzata la formula:
Q2 = (V * K / 3600) * C * P * Δt,
dove:
- V - volume della stanza, cubo m;
- K - tasso di cambio aereo;
- C - calore specifico dell'aria, J / kg * K;
- P - densità dell'aria a temperatura ambiente normale - 20 ° C.
La molteplicità dello scambio d'aria nella maggior parte delle stanze è uguale a una. L'eccezione sono le case con barriera al vapore interna - per mantenere un normale microclima, l'aria deve essere aggiornata due volte all'ora.
Il calore specifico è un indicatore di riferimento. Alla temperatura standard senza pressione, il valore è 1005 J / kg * K.
Perdita di calore totale
La quantità totale di perdita di calore nella stanza sarà pari a: Q = Q1 * 1.1 + Q2. Coefficiente 1.1 - un aumento del consumo di energia del 10% a causa dell'infiltrazione di aria attraverso crepe, perdite nelle strutture degli edifici.
Moltiplicando il valore ottenuto per 1,2, otteniamo la potenza richiesta del pavimento caldo per compensare la perdita di calore. Utilizzando un grafico della dipendenza del flusso di calore dalla temperatura del liquido di raffreddamento, è possibile determinare la fase e il diametro del tubo appropriati.
I dati sono rilevanti per il riscaldamento a pavimento su un massetto di cemento sabbia di 7 mm di spessore, il materiale di rivestimento è in piastrelle di ceramica. Per altre condizioni, è necessaria una regolazione dei valori tenendo conto della conducibilità termica della finitura.
Ad esempio, durante la moquette, la temperatura del liquido di raffreddamento deve essere aumentata di 4-5 ° C. Ogni centimetro aggiuntivo di massetto riduce il trasferimento di calore del 5-8%.
Selezione della lunghezza del contorno finale
Conoscendo il passo della posa delle spire e l'area coperta, è facile determinare la portata dei tubi. Se il valore ottenuto è maggiore del valore consentito, è necessario dotare diversi circuiti.
In modo ottimale, se i loop hanno la stessa lunghezza, non è necessario regolare e bilanciare nulla.Tuttavia, in pratica, più spesso è necessario suddividere la conduttura del riscaldamento in diverse sezioni.
Un esempio specifico di calcolo di un ramo di riscaldamento
Supponiamo di voler determinare i parametri del circuito termico per una casa con una superficie di 60 metri quadrati.
Per il calcolo, sono necessari i seguenti dati e caratteristiche:
- dimensioni della stanza: altezza - 2,7 m, lunghezza e larghezza - 10 e 6 m, rispettivamente;
- la casa ha 5 finestre in metallo-plastica di 2 metri quadrati. m;
- pareti esterne - calcestruzzo cellulare, spessore - 50 cm, CT = 0,20 W / mK;
- isolamento addizionale delle pareti - polistirolo 5 cm, CT = 0,041 W / mK;
- materiale del soffitto - lastra di cemento armato, spessore - 20 cm, CT = 1,69 W / mK;
- isolamento sottotetto - pannelli in polistirolo spessore 5 cm;
- dimensioni della porta d'ingresso - 0,9 * 2,05 m, isolamento termico - schiuma poliuretanica, strato - 10 cm, CT = 0,035 W / mK.
Successivamente, consideriamo un esempio dettagliato del calcolo.
Passaggio 1: calcolo della perdita di calore attraverso elementi strutturali
Resistenza termica dei materiali delle pareti:
- calcestruzzo aerato: R1 = 0,5 / 0,20 = 2,5 mq * K / W;
- polistirene espanso: R2 = 0,05 / 0,041 = 1,22 mq * K / W.
La resistenza termica del muro nel suo insieme è: 2,5 + 1,22 = 3,57 sq. m * K / W. Prendiamo la temperatura media in casa come +23 ° C, il minimo sulla strada 25 ° C con un segno meno. La differenza è di 48 ° C.
Calcolo dell'area totale della parete: S1 = 2,7 * 10 * 2 + 2,7 * 6 * 2 = 86,4 metri quadrati. m. Dall'indicatore ottenuto è necessario sottrarre il valore di finestre e porte: S2 = 86.4-10-1.85 = 74.55 sq. m.
Sostituendo i parametri ottenuti nella formula, otteniamo perdite di calore a parete: Qc = 74,55 / 3,57 * 48 = 1002 W
La resistenza termica totale del soffitto è: 0,2 / 1,69 + 0,05 / 0,041 = 0,118 + 1,22 = 1,3338 mq. m * K / W. Le perdite di calore saranno: Qп = 60 / 1.338 * 48 = 2152 W.
Per calcolare la perdita di calore attraverso le finestre, è necessario determinare il valore medio ponderato della resistenza termica dei materiali: finestra a doppi vetri - 0,5 e profilo - 0,56 sq. m * K / W, rispettivamente.
R = 0,56 * 0,1 + 0,5 * 0,9 = 0,56 mq * K / O Qui, 0,1 e 0,9 sono le condivisioni di ciascun materiale nella struttura della finestra.
Perdita di calore della finestra: Q = 10 / 0,56 * 48 = 857 W.
Tenendo conto dell'isolamento termico della porta, la sua resistenza termica sarà: Rd = 0.1 / 0.035 = 2.86 sq. m * K / W. Qd = (0.9 * 2.05) / 2.86 * 48 = 31 W.
Le perdite di calore totali attraverso gli elementi di chiusura sono uguali: 1002 + 2152 + 857 + 31 = 4042 W. Il risultato deve essere aumentato del 10%: 4042 * 1,1 = 4446 watt.
Passaggio 2: riscaldamento per riscaldamento + perdita di calore generale
Innanzitutto, calcoliamo il consumo di calore per il riscaldamento dell'aria in ingresso. Volume della stanza: 2,7 * 10 * 6 = 162 cu. Di conseguenza, la perdita di calore per ventilazione sarà: (162 * 1/3600) * 1005 * 1,19 * 48 = 2583 W.
In base a questi parametri della stanza, i costi termici totali saranno: Q = 4446 + 2583 = 7029 W.
Passaggio 3: la potenza richiesta del circuito di calore
Calcoliamo la potenza del circuito ottimale necessaria per compensare la perdita di calore: N = 1,2 * 7029 = 8435 W.
Inoltre: q = N / S = 8435/60 = 141 W / sq.m.
Passaggio 4: determinazione del passo di posa e della lunghezza del contorno
Il valore risultante viene confrontato con il grafico delle dipendenze. Se la temperatura del liquido di raffreddamento nel sistema è di 40 ° C, è adatto un circuito con i seguenti parametri: passo - 100 mm, diametro - 20 mm.
Se l'acqua circola nel tronco, riscaldata a 50 ° C, l'intervallo tra i rami può essere aumentato a 15 cm e può essere utilizzato un tubo con una sezione trasversale di 16 mm.
Consideriamo la lunghezza del contorno: L = 60 / 0,15 * 1,1 = 440 m.
Separatamente, è necessario tenere conto della distanza tra i collettori e il sistema termico.
Come si può vedere dai calcoli, per la disposizione del pavimento dell'acqua dovrà fare almeno quattro circuiti di riscaldamento. E come posare e fissare correttamente i tubi, così come altri segreti dell'installazione, noi recensito qui.
Conclusioni e video utili sull'argomento
Le revisioni video visive aiuteranno a fare un calcolo preliminare della lunghezza e del passo del circuito termico.
Scelta della distanza più efficace tra i rami del sistema di riscaldamento a pavimento:
Una guida su come scoprire la lunghezza del circuito di un riscaldamento a pavimento sfruttato:
Il metodo di calcolo non può essere definito semplice. Allo stesso tempo, dovrebbero essere presi in considerazione molti fattori che influenzano i parametri del circuito.Se hai intenzione di utilizzare il fondo d'acqua come unica fonte di calore, questo lavoro è meglio lasciare ai professionisti: gli errori in fase di pianificazione possono essere costosi.
Calcola tu stesso il metraggio richiesto dei tubi per un pavimento caldo e il loro diametro ottimale? Forse hai ancora domande che non abbiamo toccato in questo articolo? Chiedi loro ai nostri esperti nella sezione commenti.
Se sei specializzato nel calcolo di tubi per la sistemazione di un pavimento riscaldato ad acqua e hai qualcosa da aggiungere al materiale sopra, scrivi i tuoi commenti qui sotto sotto l'articolo.
Bene, tutto è descritto, con competenza. Ma voglio avvertire tutti coloro che stanno per realizzare un pavimento caldo, è necessario scegliere correttamente il pavimento stesso. Non lo sapevo, non leggevo da nessuna parte e ho comprato le piastrelle per pavimento più ordinarie. E cominciò a incrinarsi. Mentre il pavimento caldo inizia a funzionare, nuove crepe. Il disturbo è continuo. Forse qualcuno che la mia storia avvertirà e aiuterà a non commettere errori.
Ciao Il motivo non è nelle piastrelle. Molto probabilmente, non hai aspettato che il massetto o la colla per piastrelle si asciugassero completamente dopo l'installazione. Quando si accende TP, l'asciugatura accelera, la piastrella si tira e, di conseguenza, si incrina. La temperatura tp non è sufficiente per rompere le piastrelle di ceramica. Qui o la mia versione o la versione con tessere difettose. Non ci sono prodotti speciali per TP.
È un peccato che questa nota non abbia attirato la mia attenzione quando stava per fare un pavimento caldo nella sua casa di campagna. Non si fidava di un ottimo team di operai e costruirono un ramo di riscaldamento in acciaio inossidabile. E ora tutto è come descritto con te: il calore viene distribuito in modo non uniforme nelle stanze, perché i tubi sono distanti tra loro. Dovrà rifarlo.