Como fazer um cálculo de piso quente usando o exemplo de um sistema de água

A eficácia de um piso quente é influenciada por muitos fatores. Sem levar em consideração, mesmo que o sistema esteja montado corretamente e os materiais mais modernos sejam usados ​​para sua instalação, a eficiência térmica real não corresponderá às expectativas.

Por esse motivo, o trabalho de instalação deve ser precedido por um cálculo competente do piso quente, e somente assim é possível garantir um bom resultado.

Projetar um sistema de aquecimento não é barato; muitos artesãos fazem seus próprios cálculos. Concordo, a idéia de reduzir o custo de organizar um piso quente parece muito tentadora.

Diremos a você como criar um projeto, quais critérios considerar ao escolher os parâmetros do sistema de aquecimento e anote um procedimento de cálculo passo a passo. Para maior clareza, preparamos um exemplo de cálculo de piso quente.

Os dados iniciais para o cálculo

Inicialmente, um curso de projeto e instalação adequadamente planejado aliviará surpresas e problemas desagradáveis ​​no futuro.

Ao calcular um piso quente, é necessário proceder a partir dos seguintes dados:

• material de parede e recursos de design;
• o tamanho da sala no plano;
• tipo de acabamento;
• concepção de portas, janelas e sua colocação;
• layout de elementos estruturais no plano.

Para executar um projeto competente, é necessário levar em consideração o regime de temperatura estabelecido e a possibilidade de seu ajuste.

Para um cálculo aproximado, assume-se que 1 m² O sistema de aquecimento deve compensar a perda de calor de 1 kW. Se um circuito de aquecimento de água for usado como um complemento ao sistema principal, será necessário cobrir apenas parte da perda de calor

Existem recomendações sobre a temperatura no piso, proporcionando uma estadia confortável nos quartos para diversos fins:

• 29 ° C - área de estar;
• 33 ° C- banho, quartos com piscina e outros com indicador de alta umidade;
• 35 ° C - zonas frias (nas portas de entrada, paredes externas, etc.).

Exceder esses valores implica superaquecimento do sistema em si e do revestimento final, com subsequentes danos inevitáveis ​​ao material.

Após cálculos preliminares, você pode escolher a temperatura do transportador de calor ideal para sensações pessoais, determinar a carga no circuito de aquecimento e adquirir equipamento de bombeamento que lide perfeitamente com a estimulação do movimento do líquido de refrigeração. É selecionado com uma margem de vazão de refrigerante de 20%.

Leva muito tempo para aquecer mesas com capacidade superior a 7 cm, portanto, ao instalar sistemas de água, eles tentam não exceder o limite especificado. A cerâmica do piso é considerada o revestimento mais adequado para pisos de água.O aquecimento do piso não se encaixa no parquet devido à sua condutividade térmica ultrabaixa.

Na fase de projeto, deve-se decidir se o aquecimento do piso será o principal fornecedor de calor ou será usado apenas como uma adição ao ramo de aquecimento do radiador. A parcela de perdas de energia térmica que ele precisa compensar depende disso. Pode variar de 30% a 60% com variações.

O tempo para aquecer o fundo da água depende da espessura dos elementos incluídos na mesa. A água como refrigerante é muito eficaz, mas o sistema em si é difícil de instalar.

Determinação de parâmetros de um piso quente

O objetivo do cálculo é obter a magnitude da carga de calor. O resultado deste cálculo afeta os próximos passos dados. Por sua vez, a temperatura média do inverno em uma região específica, a temperatura estimada dentro dos quartos e o coeficiente de transferência de calor do teto, paredes, janelas e portas afetam a carga de calor.

A causa da perda de calor é paredes mal isoladas, janelas, portas da casa. A maior porcentagem de calor sai pelo sistema de ventilação e pelo teto (+)

O resultado final dos cálculos antes dispositivo de aquecimento de piso o tipo de água dependerá da disponibilidade de aparelhos de aquecimento adicionais, incluindo dissipação de calor de pessoas que moram na casa e animais de estimação. Certifique-se de levar em consideração o cálculo da presença de infiltração.

Um dos parâmetros importantes é a configuração dos cômodos, portanto é necessário uma planta baixa da casa e as seções correspondentes.

Método para calcular a perda de calor

Ao definir esse parâmetro, você descobrirá quanto calor o piso deve gerar para o bem-estar das pessoas na sala, poderá pegar a caldeira, a bomba e o piso de acordo com a potência. Em outras palavras: o calor liberado pelos circuitos de aquecimento deve compensar a perda de calor do edifício.

A relação entre esses dois parâmetros é expressa pela fórmula:

Pm = 1,2 x Qonde

• MP - potência de loop necessária;
• Q - perda de calor.

Para determinar o segundo indicador, são feitas medições e cálculos da área de janelas, portas, pisos e paredes externas. Como o piso será aquecido, a área dessa estrutura de fechamento não é levada em consideração. As medidas são feitas no exterior com a captura dos cantos do edifício.

O cálculo levará em consideração a espessura e o coeficiente de condutividade térmica de cada uma das estruturas. Valores normativos coeficiente de condutividade térmica (λ) para os materiais mais usados ​​pode ser retirado da tabela.

Na tabela, você pode obter o valor do coeficiente para o cálculo. É importante descobrir o valor da resistência térmica do material do fornecedor se as janelas são feitas de metal-plástico (+)

O cálculo da perda de calor é realizado separadamente para cada elemento do edifício, usando a fórmula:

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

• R - resistência térmica do material de que é feita a estrutura envolvente;
• S - área do elemento estrutural;
• tv e tn - a temperatura é interna e externa, respectivamente, enquanto o segundo indicador é considerado o valor mais baixo;
• b - perda de calor adicional associada à orientação do edifício em relação aos pontos cardeais.

O índice de resistência térmica (R) é encontrado dividindo a espessura da estrutura pelo coeficiente de condutividade térmica do material a partir do qual é feita.

O valor do coeficiente b depende da orientação da casa:

• 0,1 - norte, noroeste ou nordeste;
• 0,05 - oeste, sudeste;
• 0 - sul, sudoeste.

Se você considerar o problema em qualquer exemplo de cálculo de aquecimento do piso de água, ele se tornará mais compreensível.

Exemplo de cálculo concreto

Digamos que as paredes da casa para residência não permanente, com 20 cm de espessura, sejam feitas de blocos de concreto aerados. A área total das paredes fechadas menos as aberturas de janelas e portas é de 60 m². A temperatura externa é de -25 ° C, interna + 20 ° C, a construção é orientada para o sudeste.

Dado que a condutividade térmica dos blocos é λ = 0,3 W / (m ° * C), podemos calcular a perda de calor através das paredes: R = 0,2 / 0,3 = 0,67 m² ° C / W.

A perda de calor também é observada através da camada de estuque. Se sua espessura for 20 mm, então Rpcs. = 0,02 / 0,3 = 0,07 m² ° C / W. A soma desses dois indicadores fornecerá o valor da perda de calor através das paredes: 0,67 + 0,07 = 0,74 m² ° C / W.

Tendo todos os dados iniciais, substitua-os na fórmula e obtenha a perda de calor de uma sala com essas paredes: Q = 1 / 0,74 * (20 - (-25)) * 60 * (1 + 0,05) = 3831,08 W.

Da mesma forma, as perdas de calor são calculadas através das estruturas anexas restantes: janelas, portas e coberturas.

O calor fornecido pelos circuitos de aquecimento pode não ser suficiente para aquecer o ar dentro da casa até o valor desejado se sua energia for subestimada. Com excesso de energia, haverá um excesso de líquido de refrigeração

Para determinar a perda de calor no teto, considere sua resistência térmica igual ao valor para o tipo de isolamento planejado ou existente: R = 0,18 / 0,041 = 4,39 m² ° C / W.

A área do teto é idêntica à área do piso e tem 70 m². Substituindo esses valores na fórmula, a perda de calor é obtida através da estrutura superior: Q suor. = 1 / 4,39 * (20 - (-25)) * 70 * (1 + 0,05) = 753,42 W.

Para determinar a perda de calor através da superfície das janelas, você precisa calcular sua área. Se houver 4 janelas com uma largura de 1,5 me uma altura de 1,4 m, sua área total será: 4 * 1,5 * 1,4 = 8,4 m².

Se o fabricante indicar separadamente a resistência térmica para a janela e o perfil de vidro duplo - 0,5 e 0,56 m² ° C / W, respectivamente, Rokon = 0,5 * 90 + 0,56 * 10) / 100 = 0,56 m² ° C / Ter Aqui 90 e 10 são as ações atribuíveis a cada elemento da janela.

Com base nos dados obtidos, outros cálculos continuam: Janela Q = 1 / 0,56 * (20 - (-25)) * 8,4 * (1 + 0,05) = 708,75 watts.

A porta externa possui uma área de 0,95 * 2,04 = 1,938 m². Então 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 as portas externas se abrem com frequência, muito calor é perdido através delas. Portanto, é importante garantir seu fechamento apertado

Como resultado, as perdas de calor serão: Q = 3831,08 +753,42 + 708,75 + 212,95 + 7406,25 = W.

Um adicional de 10% para a infiltração de ar é adicionado a este resultado, então Q = 7406,25 + 740,6 = 8146,85 watts.

Agora você pode determinar a potência térmica do piso: Mp = 1, * 8146,85 = 9776,22 W ou 9,8 kW.

O calor necessário para aquecer o ar

Se a casa equipado com sistema de ventilação, então parte do calor gerado pela fonte deve ser gasto no aquecimento do ar proveniente de fora.

Para o cálculo, aplique a fórmula:

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

• c = 0,28 kg⁰С e denota a capacidade de calor da massa de ar;
• m O símbolo indica a vazão mássica do ar externo em kg.

O último parâmetro é obtido pela multiplicação do volume total de ar igual ao volume de todas as salas, desde que o ar seja atualizado a cada hora por uma densidade que varia dependendo da temperatura.

O gráfico mostra a dependência da densidade do ar em sua temperatura.Os dados são necessários para calcular a quantidade de calor necessária para aquecer a massa de ar que entra na casa como resultado da ventilação forçada (+)

Se o edifício entrar 400 m³/ h, então m = 400 * 1.422 = 568,8 kg / h. Qc. = 0,28 * 568,8 * 45 = 7166,88 watts.

Nesse caso, a energia térmica necessária do piso aumentará significativamente.

Cálculo do número necessário de tubos

Para o dispositivo do piso com aquecimento de água, diferentes métodos de colocação de tuboscaracterizado por sua forma: uma cobra de três espécies - a cobra real, angular, dupla e caracol. Em um circuito montado, uma combinação de diferentes formas pode ser encontrada. Às vezes, um caracol é escolhido para a zona central do piso e uma das espécies de cobras é selecionada para as bordas.

"Caracol" é uma escolha racional para salas grandes com geometria simples. Em salas muito alongadas ou com uma forma complexa, é melhor usar uma "cobra" (+)

A distância entre os tubos é chamada de passo. Ao escolher este parâmetro, dois requisitos devem ser atendidos: o pé do pé não deve sentir a diferença de temperatura em zonas individuais do piso e os tubos devem ser usados ​​da maneira mais eficiente possível.

Para áreas de contorno do piso, recomenda-se um passo de 100 mm. Em outras áreas, você pode fazer uma escolha do tom na faixa de 150 a 300 mm.

O isolamento do piso é importante. No térreo, sua espessura deve atingir pelo menos 100 mm. Para este fim, é utilizada lã mineral ou espuma de poliestireno extrudido.

Para calcular o comprimento do tubo, existe uma fórmula simples:

L = S / N * 1,1onde

• S - área do contorno;
• N - passo de postura;
• 1,1 - margem de flexão de 10%.

Para o valor final, adicione um pedaço de tubo colocado do coletor à fiação do circuito quente, tanto no retorno quanto no fluxo.

Exemplo de cálculo.

Valores iniciais:

• a área - 10 m²;
• distância do coletor - 6 m;
• arremesso - 0,15 m.

A solução para o problema é simples: 10 / 0,15 * 1,1 + (6 * 2) = 85,3 m.

Utilizando tubos de metal-plástico com até 100 m de comprimento, geralmente escolhe um diâmetro de 16 ou 20 mm. Com um comprimento de tubo de 120-125 m, sua seção transversal deve ser de 20 mm².

O design de circuito único é adequado apenas para salas com uma área pequena. O piso em salas grandes é dividido em vários circuitos na proporção de 1: 2 - o comprimento da estrutura deve exceder a largura em 2 vezes.

O valor calculado anteriormente é o comprimento canos para o chão em geral No entanto, para concluir a imagem, você precisa destacar o comprimento de um contorno separado.

Este parâmetro é afetado pela resistência hidráulica do circuito, determinada pelo diâmetro dos tubos selecionados e pelo volume de água fornecido por unidade de tempo. Se esses fatores forem negligenciados, a perda de pressão será tão grande que nenhuma bomba fará com que o refrigerante circule.

Determinação da vazão do tubo, dependendo da etapa de assentamento selecionada

Contornos do mesmo comprimento - este é um caso ideal, mas raramente encontrado na prática, porque a área das instalações para diferentes finalidades é muito diferente e simplesmente não é prático trazer o comprimento dos contornos para um valor. Profissionais permitem uma diferença no comprimento do tubo de 30 a 40%.

O valor do diâmetro do coletor e o rendimento da unidade de mistura determina o número permitido de loops conectados a ele. No passaporte para a unidade de mistura, você sempre pode encontrar o valor da carga de calor para a qual foi projetada.

Assuma a taxa de largura de banda (Kvs) é 2,23 m³/ h Com esse coeficiente, certos modelos de bomba podem suportar uma carga de 10 a 15 watts.

Para determinar o número de circuitos, você precisa calcular a carga térmica de cada um. Se a área ocupada pelo piso aquecido for de 10 m² e a transferência de calor for de 1 m², o indicador Kvs é de 80 watts, então 10 * 80 = 800 watts. Isso significa que a unidade de mistura poderá fornecer 15.000 / 800 = 18,8 quartos ou circuitos com uma área de 10 m².

Esses indicadores são máximos e podem ser aplicados apenas teoricamente, mas, na realidade, o número precisa ser reduzido em pelo menos 2, depois em 18 - 2 = 16 contornos.

Necessidade de seleção unidade de mistura (coletor) veja se ele tem tantas conclusões.

Verificando a exatidão da seleção do diâmetro dos tubos

Para verificar se a seção do tubo foi selecionada corretamente, você pode usar a fórmula:

u = 4 * Q * 10ᶾ / n * d²

Quando a velocidade corresponde ao valor encontrado, a seção do tubo é selecionada corretamente. Os documentos regulamentares permitem uma velocidade máxima de 3 m / s. com um diâmetro de até 0,25 m, mas o valor ideal é de 0,8 m / s. Uma vez que, com um aumento em seu valor, o efeito do ruído na tubulação aumenta.

Informações adicionais sobre o cálculo de tubos de aquecimento por piso radiante são fornecidas em este artigo.

Nós calculamos a bomba de circulação

Para que o sistema seja econômico, você precisa pegue a bomba de circulaçãofornecendo a pressão necessária e a vazão ideal nos circuitos. Nos passaportes das bombas geralmente indicam a pressão no circuito de maior comprimento e a vazão total do líquido de arrefecimento em todos os circuitos.

A pressão é influenciada por perdas hidráulicas:

∆ h = L * Q² / k1onde

• L - o comprimento do contorno;
• Q - consumo de água l / s;
• k1 - coeficiente que caracteriza perdas no sistema, o indicador pode ser obtido nas tabelas de referência hidráulicas ou no passaporte do equipamento.

Conhecendo a pressão, calcule o fluxo no sistema:

Q = k * √Honde

k É o coeficiente de fluxo. Os profissionais aceitam o consumo para cada 10 m² da casa na faixa de 0,3-0,4 l / s.

Entre os componentes de um piso de água quente, é dada uma função especial à bomba de circulação. Somente uma unidade cuja potência seja 20% maior que a vazão real do líquido de refrigeração pode superar a resistência nos tubos

Os valores relativos às taxas de pressão e vazão indicadas no passaporte não podem ser calculados literalmente - esse é o máximo, mas, na verdade, são influenciados pelo comprimento e geometria da rede. Se a pressão estiver muito alta, reduza o comprimento do circuito ou aumente o diâmetro dos tubos.

Dicas para escolher a espessura da mesa

Nos diretórios, você encontra informações de que a espessura mínima da mesa é de 30 mm. Quando a sala está bastante alta, um aquecedor é colocado sob a mesa, o que aumenta a eficiência do uso do calor liberado pelo circuito de aquecimento.

O material de substrato mais popular é espuma de poliestireno extrudado. Sua resistência à transferência de calor é significativamente menor que a do concreto.

Ao instalar mesas, para equilibrar a expansão linear do concreto, o perímetro da sala é formado com uma fita de amortecedor. É importante escolher sua espessura corretamente. Os especialistas aconselham que, com uma área da sala que não exceda 100 m², organize uma camada compensadora de 5 mm.

Se a área for maior devido ao comprimento superior a 10 m, a espessura é calculada pela fórmula:

b = 0,55 * Londe

L - este é o comprimento da sala em m.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Sobre o cálculo e a instalação de um piso hidráulico quente, este vídeo:

O vídeo fornece recomendações práticas para colocar o chão. As informações ajudarão a evitar erros que os amantes geralmente cometem:

O cálculo permite projetar um sistema de "piso quente" com desempenho ideal. É permitido instalar o aquecimento usando dados e recomendações do passaporte.

Funcionará, mas os profissionais aconselham o mesmo a dedicar tempo ao cálculo, para que, no final, o sistema consuma menos energia.

Você tem experiência no cálculo de piso quente e na preparação de um projeto de circuito de aquecimento? Ou tem perguntas sobre o tópico? Por favor, compartilhe sua opinião e deixe comentários.