Jak wykonać obliczenie ciepłej podłogi na przykładzie systemu wodnego

Na skuteczność ciepłej podłogi wpływa wiele czynników. Bez ich uwzględnienia, nawet jeśli system zostanie prawidłowo zamontowany i do jego instalacji zostaną użyte najnowocześniejsze materiały, rzeczywista wydajność cieplna nie spełni oczekiwań.

Z tego powodu prace instalacyjne muszą być poprzedzone kompetentnym obliczeniem ciepłej podłogi, i tylko wtedy można zagwarantować dobry wynik.

Projektowanie systemu grzewczego nie jest tanie, dlatego wielu rzemieślników domowych wykonuje własne obliczenia. Zgadzam się, pomysł obniżenia kosztów aranżacji ciepłej podłogi wydaje się bardzo kuszący.

Powiemy Ci, jak stworzyć projekt, jakie kryteria wziąć pod uwagę przy wyborze parametrów systemu grzewczego i zapisać procedurę obliczania krok po kroku. Dla jasności przygotowaliśmy przykład obliczenia ciepłej podłogi.

Wstępne dane do obliczeń

Początkowo właściwie zaplanowany przebieg prac projektowych i instalacyjnych uwolni niespodzianki i nieprzyjemne problemy w przyszłości.

Przy obliczaniu ciepłej podłogi konieczne jest przejście od następujących danych:

• materiał ścian i cechy konstrukcyjne;
• wielkość pokoju w planie;
• rodzaj wykończenia;
• projektowanie drzwi, okien i ich umiejscowienie;
• układ elementów konstrukcyjnych w planie.

Aby przeprowadzić właściwy projekt, należy wziąć pod uwagę ustalony reżim temperatury i możliwość jego dostosowania.

Dla przybliżonych obliczeń przyjmuje się, że 1 m² System grzewczy musi kompensować straty ciepła 1 kW. Jeśli obieg ogrzewania wody jest używany jako dodatek do głównego systemu, wówczas wymagane jest pokrycie tylko części strat ciepła

Istnieją zalecenia dotyczące temperatury na podłodze, zapewniające komfortowy pobyt w pokojach do różnych celów:

• 29 ° C - część dzienna;
• 33 ° C- łazienka, pokoje z basenem i inne ze wskaźnikiem wysokiej wilgotności;
• 35 ° C - strefy zimne (przy drzwiach wejściowych, ścianach zewnętrznych itp.).

Przekroczenie tych wartości pociąga za sobą przegrzanie zarówno samego systemu, jak i powłoki wykończeniowej, a następnie nieuchronne uszkodzenie materiału.

Po wstępnych obliczeniach możesz wybrać temperaturę nośnika ciepła, która jest optymalna dla osobistych odczuć, określić obciążenie obwodu grzewczego i kupić sprzęt pompujący, który doskonale radzi sobie z stymulowaniem przepływu chłodziwa. Jest wybierany z marginesem natężenia przepływu chłodziwa wynoszącym 20%.

Podgrzewanie jastrychów o pojemności ponad 7 cm zajmuje dużo czasu, dlatego instalując systemy wodne starają się nie przekraczać określonego limitu. Ceramika podłogowa jest uważana za najodpowiedniejszą powłokę na podłogach wodnych. Ogrzewanie podłogowe nie jest instalowane pod parkietem ze względu na bardzo niskie przewodnictwo cieplne.

Na etapie projektowania należy zdecydować, czy ogrzewanie podłogowe będzie głównym dostawcą ciepła, czy będzie wykorzystywane jedynie jako dodatek do gałęzi ogrzewania grzejnikowego. Od tego zależy udział strat energii cieplnej, które musi zrekompensować. Może wahać się od 30% do 60% z różnymi wariantami.

Czas podgrzewania podłogi wodnej zależy od grubości elementów zawartych w jastrychu. Woda jako czynnik chłodzący jest bardzo skuteczna, ale sam system jest trudny do zainstalowania.

Określenie parametrów ciepłej podłogi

Celem obliczeń jest uzyskanie wielkości obciążenia cieplnego. Wynik tego obliczenia wpływa na kolejne podjęte kroki. Z kolei średnia temperatura zimowa w danym regionie, szacunkowa temperatura w pomieszczeniach oraz współczynnik przenikania ciepła sufitu, ścian, okien i drzwi wpływają na obciążenie cieplne.

Przyczyną utraty ciepła są słabo izolowane ściany, okna, drzwi domu. Największy procent ciepła opuszcza system wentylacyjny i dach (+)

Ostateczny wynik obliczeń wcześniej urządzenie do ogrzewania podłogowego rodzaj wody będzie zależeć od dostępności dodatkowych urządzeń grzewczych, w tym odprowadzania ciepła przez osoby mieszkające w domu i zwierzęta domowe. Pamiętaj, aby wziąć pod uwagę obliczenie obecności infekcji.

Jednym z ważnych parametrów jest konfiguracja pomieszczeń, więc potrzebujesz planu domu i odpowiednich sekcji.

Metoda obliczania strat ciepła

Określając ten parametr, dowiesz się, ile ciepła musi wytworzyć podłoga dla dobrego samopoczucia ludzi w pomieszczeniu, możesz podnieść kocioł, pompę i podłogę odpowiednio do mocy. Innymi słowy: ciepło wydzielane przez obiegi grzewcze powinno kompensować straty ciepła w budynku.

Zależność między tymi dwoma parametrami wyraża wzór:

Mp = 1,2 x Qgdzie

• Mp - wymagana moc pętli;
• Q - utrata ciepła.

Aby określić drugi wskaźnik, wykonuje się pomiary i obliczenia powierzchni okien, drzwi, podłóg, ścian zewnętrznych. Ponieważ podłoga zostanie podgrzana, powierzchnia tej otaczającej konstrukcji nie jest brana pod uwagę. Pomiary są wykonywane na zewnątrz z uchwyceniem narożników budynku.

Obliczenia uwzględniają zarówno grubość, jak i współczynnik przewodności cieplnej każdej z konstrukcji. Wartości normatywne współczynnik przewodzenia ciepła (λ) dla najczęściej używanych materiałów można pobrać z tabeli.

Z tabeli można pobrać wartość współczynnika do obliczeń. Ważne jest, aby dowiedzieć się o wartości odporności termicznej materiału od dostawcy, jeśli okna są wykonane z metalu-tworzywa sztucznego (+)

Obliczenia strat ciepła przeprowadza się osobno dla każdego elementu budynku, stosując wzór:

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

• R - odporność termiczna materiału, z którego wykonana jest konstrukcja otaczająca;
• S. - powierzchnia elementu konstrukcyjnego;
• tv i tn - temperatura jest odpowiednio wewnętrzna i zewnętrzna, podczas gdy drugi wskaźnik przyjmuje się przy najniższej wartości;
• b - dodatkowe straty ciepła związane z orientacją budynku w stosunku do punktów kardynalnych.

Wskaźnik oporu cieplnego (R) oblicza się, dzieląc grubość konstrukcji przez współczynnik przewodności cieplnej materiału, z którego jest wykonana.

Wartość współczynnika b zależy od orientacji domu:

• 0,1 - północ, północny zachód lub północny wschód;
• 0,05 - zachód, południowy wschód;
• 0 - południe, południowy zachód.

Jeśli weźmiesz pod uwagę problem na dowolnym przykładzie obliczania wodnego ogrzewania podłogowego, staje się on bardziej przejrzysty.

Konkretny przykład obliczeniowy

Powiedzmy, że ściany domu na pobyt stały o grubości 20 cm są wykonane z bloczków z betonu komórkowego. Łączna powierzchnia otaczających ścian minus otwory w oknach i drzwiach wynosi 60 m². Temperatura zewnętrzna wynosi -25 ° С, wewnętrzna + 20 ° С, konstrukcja jest zorientowana na południowy wschód.

Biorąc pod uwagę, że przewodność cieplna bloków wynosi λ = 0,3 W / (m ° * C), możemy obliczyć straty ciepła przez ściany: R = 0,2 / 0,3 = 0,67 m² ° C / W.

Utratę ciepła obserwuje się również przez warstwę sztukaterii. Jeśli jego grubość wynosi 20 mm, to Rpcs. = 0,02 / 0,3 = 0,07 m² ° C / W. Suma tych dwóch wskaźników da wartość strat ciepła przez ściany: 0,67 + 0,07 = 0,74 m² ° C / W.

Mając wszystkie początkowe dane, zastąp je wzorem i uzyskaj straty ciepła w pomieszczeniu o takich ścianach: Q = 1 / 0,74 * (20 - (-25)) * 60 * (1 + 0,05) = 3831.08 W.

W ten sam sposób straty ciepła są obliczane przez pozostałe otaczające konstrukcje: okna, drzwi i pokrycia dachowe.

Ciepło dostarczane przez obwody grzewcze może być niewystarczające do ogrzania powietrza w domu do pożądanej wartości, jeśli ich moc jest niedoszacowana. Przy nadmiarze mocy nastąpi przelew płynu chłodzącego

Aby określić straty ciepła przez sufit, należy przyjąć jego opór cieplny równy wartości planowanego lub istniejącego rodzaju izolacji: R = 0,18 / 0,041 = 4,39 m² ° C / W.

Powierzchnia sufitu jest identyczna z powierzchnią podłogi i wynosi 70 m². Podstawiając te wartości do wzoru, straty ciepła uzyskuje się poprzez górną otaczającą strukturę: pot Q. = 1 / 4,39 * (20 - (-25)) * 70 * (1 + 0,05) = 753,42 W.

Aby określić straty ciepła przez powierzchnię okien, musisz obliczyć ich powierzchnię. Jeśli są 4 okna o szerokości 1,5 mi wysokości 1,4 m, ich łączna powierzchnia wyniesie: 4 * 1,5 * 1,4 = 8,4 m².

Jeśli producent osobno wskazuje opór cieplny okna i profilu z podwójnymi szybami - odpowiednio 0,5 i 0,56 m² ° C / W, wówczas Rokon = 0,5 * 90 + 0,56 * 10) / 100 = 0,56 m² ° C / Wt Tutaj 90 i 10 to akcje przypisane do każdego elementu okna.

Na podstawie uzyskanych danych kontynuowane są dalsze obliczenia: okno Q = 1 / 0,56 * (20 - (-25)) * 8,4 * (1 + 0,05) = 708,75 wata.

Zewnętrzne drzwi mają powierzchnię 0,95 * 2,04 = 1,938 m². Następnie 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.

Ponieważ drzwi zewnętrzne często się otwierają, tracą przez nie dużo ciepła. Dlatego ważne jest, aby zapewnić ich szczelne zamknięcie

W rezultacie straty ciepła będą wynosić: Q = 3831,08 +753,42 + 708,75 + 212,95 + 7406,25 = W.

Do tego wyniku dodaje się dodatkowe 10% na infiltrację powietrza, a następnie Q = 7406,25 + 740,6 = 8146,85 watów.

Teraz możesz określić moc cieplną podłogi: Mp = 1, * 8146,85 = 9776.22 W lub 9,8 kW.

Niezbędne ciepło do podgrzania powietrza

Jeśli dom wyposażony w system wentylacji, wówczas pewna część ciepła wytwarzanego przez źródło powinna zostać wydana na ogrzewanie powietrza pochodzącego z zewnątrz.

Do obliczeń zastosuj wzór:

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

• c = 0,28 kg⁰С i oznacza pojemność cieplną masy powietrza;
• m Symbol wskazuje masowe natężenie przepływu powietrza zewnętrznego w kg.

Ostatni parametr jest uzyskiwany przez pomnożenie całkowitej objętości powietrza równej objętości wszystkich pomieszczeń, pod warunkiem, że powietrze jest aktualizowane co godzinę przez gęstość, która zmienia się w zależności od temperatury.

Wykres pokazuje zależność gęstości powietrza od jego temperatury.Dane są niezbędne do obliczenia ilości ciepła wymaganej do podgrzania masy powietrza wchodzącego do domu w wyniku wymuszonej wentylacji (+)

Jeśli budynek wejdzie 400 m³/ h, a następnie m = 400 * 1.422 = 568,8 kg / h. Qc. = 0,28 * 568,8 * 45 = 7166,88 watów.

W takim przypadku wymagana moc cieplna podłogi znacznie wzrośnie.

Obliczanie wymaganej liczby rur

Do urządzenia podłogowego z ogrzewaniem wodnym inne metody układania rurcharakteryzujące się kształtem: wąż trzech gatunków - węża rzeczywistego, kanciastego, podwójnego i ślimaka. W jednym zamontowanym obwodzie można znaleźć kombinację różnych kształtów. Czasami ślimak wybiera się na środkową strefę podłogi, a jeden z gatunków węży wybiera się na brzegach.

„Ślimak” to racjonalny wybór do dużych pomieszczeń o prostej geometrii. W pokojach, które są bardzo wydłużone lub mają skomplikowany kształt, lepiej jest użyć „węża”

Odległość między rurami nazywa się krokiem. Wybierając ten parametr, muszą być spełnione dwa wymagania: stopa stopy nie powinna odczuwać różnicy temperatur w poszczególnych strefach podłogi, a rury powinny być stosowane tak wydajnie, jak to możliwe.

Dla obszarów granicznych podłogi zaleca się podziałkę 100 mm. W innych obszarach można wybrać podziałkę w zakresie od 150 do 300 mm.

Ważna jest izolacja podłogi. Na parterze jego grubość powinna osiągnąć co najmniej 100 mm. W tym celu stosuje się wełnę mineralną lub wytłaczaną piankę polistyrenową.

Aby obliczyć długość rury, istnieje prosta formuła:

L = S / N * 1.1gdzie

• S. - obszar konturu;
• N. - krok układania;
• 1,1 - marża na zginanie 10%.

Do końcowej wartości dodaj kawałek rury ułożonej z kolektora do okablowania ciepłego obwodu zarówno na powrocie, jak i na zasilaniu.

Przykład obliczeniowy

Wartości początkowe:

• obszar - 10 m²;
• odległość kolektora - 6 m;
• r. boisko - 0,15 m.

Rozwiązanie problemu jest proste: 10 / 0,15 * 1,1 + (6 * 2) = 85,3 m.

Używając rur metalowo-plastikowych o długości do 100 m, najczęściej wybieraj średnicę 16 lub 20 mm. Przy długości rury 120-125 m jej przekrój powinien wynosić 20 mm².

Konstrukcja jednoprzewodowa nadaje się tylko do pomieszczeń o małej powierzchni. Podłoga w dużych pokojach jest podzielona na kilka obwodów w stosunku 1: 2 - długość konstrukcji powinna przekraczać szerokość 2 razy.

Wcześniej obliczona wartość to długość rury do podłogi ogólnie. Aby jednak ukończyć obraz, musisz podświetlić długość osobnego konturu.

Na ten parametr ma wpływ opór hydrauliczny obwodu, określony przez średnicę wybranych rur i objętość dostarczanej wody na jednostkę czasu. Jeśli te czynniki zostaną pominięte, strata ciśnienia będzie tak duża, że ​​żadna pompa nie spowoduje cyrkulacji chłodziwa.

Określenie prędkości przepływu rury w zależności od wybranego etapu układania

Kontury o tej samej długości - jest to idealny przypadek, ale rzadko spotykany w praktyce, ponieważ powierzchnia pomieszczeń do różnych celów jest bardzo różna i po prostu nie jest praktyczne doprowadzenie długości konturów do jednej wartości. Specjaliści pozwalają na różnicę długości rur od 30 do 40%.

Wartość średnicy kolektora i przepustowość zespołu mieszającego określa dopuszczalną liczbę podłączonych do niego pętli. W paszporcie do urządzenia mieszającego zawsze możesz znaleźć wartość obciążenia cieplnego, do którego jest przeznaczony.

Załóżmy współczynnik przepustowości (Kvs) wynosi 2,23 m³/ h Przy tym współczynniku niektóre modele pomp mogą wytrzymać obciążenie od 10 do 15 watów.

Aby określić liczbę obwodów, musisz obliczyć obciążenie termiczne każdego z nich. Jeśli powierzchnia zajmowana przez ogrzewaną podłogę wynosi 10 m², a przenoszenie ciepła wynosi 1 m², wówczas wskaźnik Kvs wynosi 80 watów, a następnie 10 * 80 = 800 watów. Oznacza to, że jednostka mieszająca będzie w stanie zapewnić 15 000/800 = 18,8 pokoi lub obwodów o powierzchni 10 m².

Wskaźniki te są maksymalne i można je stosować tylko teoretycznie, ale w rzeczywistości liczba ta musi zostać zmniejszona o co najmniej 2, a następnie 18 - 2 = 16 konturów.

Potrzeba wyboru jednostka mieszająca (kolektor) sprawdzić, czy ma tak wiele wniosków.

Sprawdzanie poprawności wyboru średnicy rur

Aby sprawdzić, czy przekrój rury został poprawnie wybrany, możesz użyć wzoru:

υ = 4 * Q * 10ᶾ / n * d²

Gdy prędkość odpowiada znalezionej wartości, odcinek rury jest wybierany poprawnie. Dokumenty prawne dopuszczają maksymalną prędkość 3 m / s. o średnicy do 0,25 m, ale optymalna wartość wynosi 0,8 m / s., ponieważ wraz ze wzrostem jej wartości zwiększa się hałas w rurociągu.

Dodatkowe informacje na temat obliczania rur do ogrzewania podłogowego podano w ten artykuł.

Obliczamy pompę obiegową

Aby system był ekonomiczny, potrzebujesz podnieś pompę cyrkulacyjnązapewnienie niezbędnego ciśnienia i optymalnego natężenia przepływu w obwodach. W paszportach pomp zwykle wskazują ciśnienie w obwodzie o największej długości i całkowite natężenie przepływu chłodziwa we wszystkich pętlach.

Na ciśnienie wpływają straty hydrauliczne:

∆ h = L * Q² / k1gdzie

• L. - długość konturu;
• Q - zużycie wody l / s;
• k1 - współczynnik charakteryzujący straty w systemie, wskaźnik można pobrać z hydraulicznych tabel referencyjnych lub z paszportu sprzętu.

Znając ciśnienie, obliczyć przepływ w systemie:

Q = k * √Hgdzie

k Jest współczynnikiem przepływu. Specjaliści akceptują zużycie na każde 10 m² domu w zakresie 0,3-0,4 l / s.

Spośród elementów dna ciepłej wody szczególną rolę odgrywa pompa obiegowa. Tylko jednostka, której moc jest o 20% wyższa niż faktyczne natężenie przepływu chłodziwa, może pokonać opór w rurach

Liczb odnoszących się do ciśnienia i prędkości przepływu wskazanych w paszporcie nie można brać dosłownie - jest to wartość maksymalna, ale w rzeczywistości zależy od długości i geometrii sieci. Jeśli ciśnienie jest zbyt wysokie, zmniejsz długość obwodu lub zwiększ średnicę rur.

Wskazówki dotyczące wyboru grubości jastrychu

W katalogach można znaleźć informację, że minimalna grubość jastrychu wynosi 30 mm. Gdy pomieszczenie jest dość wysokie, pod jastrychem umieszczany jest grzejnik, co zwiększa efektywność wykorzystania ciepła oddawanego przez obwód grzewczy.

Najpopularniejszym materiałem podłoża jest wytłaczana pianka polistyrenowa. Jego odporność na przenikanie ciepła jest znacznie niższa niż w przypadku betonu.

Podczas instalowania jastrychów, aby zrównoważyć liniowe rozszerzanie się betonu, obwód pomieszczenia tworzy się za pomocą taśmy tłumiącej. Ważne jest, aby poprawnie wybrać jego grubość. Eksperci doradzają, aby przy powierzchni pomieszczenia nieprzekraczającej 100 m² ułożyć warstwę wyrównującą 5 mm.

Jeśli powierzchnia jest większa z powodu długości przekraczającej 10 m, grubość jest obliczana według wzoru:

b = 0,55 * L.gdzie

L. - jest to długość pokoju wm.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

O obliczeniu i instalacji ciepłej podłogi hydraulicznej, ten film wideo:

Film zawiera praktyczne zalecenia dotyczące układania podłogi. Informacje pomogą uniknąć błędów, które zwykle popełniają kochankowie:

Obliczenia umożliwiają zaprojektowanie systemu „ciepłej podłogi” o optymalnej wydajności. Dozwolone jest instalowanie ogrzewania przy użyciu danych paszportowych i zaleceń.

Będzie działać, ale profesjonaliści i tak radzą, aby poświęcać czas na obliczenia, aby ostatecznie system zużywał mniej energii.

Czy masz doświadczenie w obliczaniu ciepłej podłogi i przygotowaniu projektu obiegu grzewczego? Lub masz pytania na ten temat? Podziel się swoją opinią i zostawiaj komentarze.