Cum se calculează un podea caldă folosind exemplul unui sistem de apă

Eficiența unei pardoseli calde este influențată de mulți factori. Fără a le ține cont, chiar dacă sistemul este montat corect și cele mai moderne materiale sunt utilizate pentru instalarea sa, eficiența termică reală nu va fi în conformitate cu așteptările.

Din acest motiv, lucrările de instalare trebuie să fie precedate de un calcul competent al podelei calde și numai atunci se poate garanta un rezultat bun.

Proiectarea unui sistem de încălzire nu este ieftină, așa că mulți meșteri de casă își fac propriile calcule. De acord, ideea de a reduce costurile amenajării unei pardoseli calde pare foarte tentantă.

Vă vom spune cum să creați un proiect, ce criterii trebuie să luați în considerare atunci când alegeți parametrii sistemului de încălzire și scrieți o procedură de calcul pas cu pas. Pentru claritate, am pregătit un exemplu de calcul al unei pardoseli calde.

Datele inițiale pentru calcul

Inițial, un curs de proiectare și instalare planificat corespunzător va scuti surprizele și problemele neplăcute în viitor.

Când se calculează un etaj cald, este necesar să se procedeze din următoarele date:

• material de perete și caracteristici de proiectare;
• dimensiunea camerei din plan;
• tipul finisajului;
• proiectarea ușilor, ferestrelor și amplasarea acestora;
• dispunerea elementelor structurale în plan.

Pentru a realiza proiectarea competentă, este necesar să se țină seama de regimul de temperatură stabilit și de posibilitatea reglării acestuia.

Pentru un calcul dur, se presupune că 1 m² Sistemul de încălzire trebuie să compenseze pierderea de căldură de 1 kW. Dacă un sistem de încălzire a apei este utilizat ca adaos la sistemul principal, atunci este necesar să acopere doar o parte din pierderea de căldură

Există recomandări cu privire la temperatura la podea, care oferă o ședere confortabilă în camere pentru diverse scopuri:

• 29 ° C - zona de locuit;
• 33 ° C- baie, camere cu piscină și altele cu indicator de umiditate ridicată;
• 35 ° C - zone reci (la uși de intrare, pereți exteriori etc.).

Depășirea acestor valori implică supraîncălzirea atât a sistemului, cât și a acoperirii de finisare, cu deteriorarea ulterioară inevitabilă a materialului.

După calcule preliminare, puteți alege temperatura purtătorului de căldură care este optimă pentru senzațiile personale, să determinați încărcarea pe circuitul de încălzire și să cumpărați echipamente de pompare care să facă față perfect stimulării mișcării lichidului de răcire. Este selectat cu o marjă a debitului de lichid de răcire de 20%.

Este nevoie de mult timp pentru încălzirea șapelor cu o capacitate mai mare de 7 cm. Prin urmare, atunci când instalați sisteme de apă, încearcă să nu depășească limita specificată. Ceramica pentru pardoseală este considerată a fi cea mai potrivită acoperire de pe pardoselile cu apă. Încălzirea în pardoseală nu se încadrează sub parchet din cauza conductivității termice ultra-scăzute.

În faza de proiectare, ar trebui să se decidă dacă încălzirea în pardoseală va fi principalul furnizor de căldură sau va fi utilizată doar ca adaos la ramura de încălzire a radiatorului. Ponderea pierderilor de energie termică pe care trebuie să le compenseze depinde de aceasta. Poate varia de la 30% la 60% cu variații.

Timpul de încălzire a podelei de apă depinde de grosimea elementelor incluse în șapă. Apa ca lichid de răcire este foarte eficientă, însă sistemul în sine este dificil de instalat.

Determinarea parametrilor unui podea cald

Scopul calculului este obținerea mărimii sarcinii de căldură. Rezultatul acestui calcul afectează etapele următoare. La rândul său, temperatura medie de iarnă într-o anumită regiune, temperatura estimată în interiorul camerelor și coeficientul de transfer de căldură al tavanului, pereților, ferestrelor și ușilor afectează încărcarea de căldură.

Cauza pierderii de căldură este pereții, geamurile, ușile casei slab izolate. Cel mai mare procent de căldură lasă prin sistemul de ventilație și pe acoperiș (+)

Rezultatul final al calculelor anterioare dispozitiv de încălzire a podelei tipul de apă va depinde de disponibilitatea aparatelor de încălzire suplimentare, inclusiv disiparea căldurii a persoanelor care locuiesc în casă și a animalelor de companie. Asigurați-vă că luați în considerare calculul prezenței infiltrării.

Unul dintre parametrii importanți este configurația camerelor, astfel încât aveți nevoie de un plan al casei și secțiunile corespunzătoare.

Metoda de calcul al pierderilor de căldură

După ce ați determinat acest parametru, veți afla câtă căldură trebuie să genereze podeaua pentru bunăstarea oamenilor din cameră, puteți ridica centrala, pompa și pardoseala în funcție de putere. Cu alte cuvinte: căldura emisă de circuitele de încălzire ar trebui să compenseze pierderea de căldură a clădirii.

Relația dintre acești doi parametri este exprimată prin formula:

Mp = 1,2 x Qunde

• Pt - putere buclă necesară;
• Q - pierderi de căldură.

Pentru a determina al doilea indicator, sunt realizate măsurători și calcule ale zonei ferestrelor, ușilor, podelelor, pereților exteriori. Întrucât podeaua va fi încălzită, nu este luată în considerare această structură de împrejmuire. Măsurătorile se fac pe exterior cu captarea colțurilor clădirii.

Calculul va ține cont atât de grosimea, cât și de coeficientul de conductivitate termică a fiecăreia dintre structuri. Valori normative coeficientul de conductibilitate termică (λ) pentru materialele cele mai utilizate pot fi luate din tabel.

Din tabel puteți lua valoarea coeficientului pentru calcul. Este important să aflați valoarea rezistenței termice a materialului de la furnizor dacă geamurile sunt din metal-plastic (+)

Calculul pierderilor de căldură se realizează separat pentru fiecare element al clădirii, folosind formula:

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

• R - rezistența termică a materialului din care este realizată structura de închidere;
• S - zona elementului structural;
• tv și tn - temperatura este internă și, respectiv, externă, în timp ce al doilea indicator este luat la cea mai mică valoare;
• b - pierderi suplimentare de căldură asociate cu orientarea clădirii în raport cu punctele cardinale.

Indicele de rezistență termică (R) se găsește prin împărțirea grosimii structurii la coeficientul de conductivitate termică a materialului din care este fabricată.

Valoarea coeficientului b depinde de orientarea casei:

• 0,1 - nord, nord-vest sau nord-est;
• 0,05 - vest, sud-est;
• 0 - sud, sud-vest.

Dacă luați în considerare problema cu privire la orice exemplu de calcul al unei încălziri prin pardoseală cu apă, aceasta devine mai înțeleasă.

Exemplu de calcul concret

Să zicem că pereții casei pentru reședința nepermanentă, de 20 cm grosime, sunt construite din blocuri de beton aerat. Suprafața totală a pereților închizători minus deschiderile ferestrei și ușilor este de 60 m². Temperatura exterioară este de -25 ° С, internă + 20 ° С, construcția este orientată spre sud-est.

Având în vedere că conductivitatea termică a blocurilor este λ = 0,3 W / (m ° * C), putem calcula pierderea de căldură prin pereți: R = 0,2 / 0,3 = 0,67 m² ° C / W.

Pierderea de căldură este observată și prin stratul de stuc. Dacă grosimea sa este de 20 mm, atunci Rpcs. = 0,02 / 0,3 = 0,07 m² ° C / W. Suma acestor doi indicatori va oferi valoarea pierderii de căldură prin pereți: 0,67 + 0,07 = 0,74 m² ° C / W.

Având toate datele inițiale, înlocuiți-le în formulă și obțineți pierderea de căldură a încăperii cu astfel de pereți: Q = 1 / 0,74 * (20 - (-25)) * 60 * (1 + 0,05) = 3831,08 W.

În același mod, pierderile de căldură sunt calculate prin structurile de închidere rămase: ferestre, uși și acoperișuri.

Căldura furnizată de circuitele de încălzire poate să nu fie suficientă pentru a încălzi aerul din casă la valoarea dorită dacă puterea lor este subestimată. Cu o putere în exces, va exista o revărsare de lichid de răcire

Pentru a determina pierderea de căldură prin tavan, luați rezistența sa termică egală cu valoarea pentru tipul de izolație planificat sau existent: R = 0,18 / 0,041 = 4,39 m² ° C / W.

Suprafața tavanului este identică cu cea a podelei și este de 70 m². Substituind aceste valori în formulă, pierderea de căldură este obținută prin structura de închidere superioară: sudoarea Q. = 1 / 4,39 * (20 - (-25)) * 70 * (1 + 0,05) = 753,42 W.

Pentru a determina pierderea de căldură prin suprafața ferestrelor, trebuie să calculați zona acestora. Dacă există 4 ferestre cu lățimea de 1,5 m și o înălțime de 1,4 m, suprafața lor totală va fi: 4 * 1,5 * 1,4 = 8,4 m².

Dacă producătorul indică separat rezistența termică a geamului și profilului cu geam termopan - respectiv 0,5 și 0,56 m² ° C / W, atunci Rokon = 0,5 * 90 + 0,56 * 10) / 100 = 0,56 m² ° C / Tues. Aici 90 și 10 sunt acțiunile atribuite fiecărui element de fereastră.

Pe baza datelor obținute, continuă calculele: fereastra Q = 1 / 0,56 * (20 - (-25)) * 8,4 * (1 + 0,05) = 708,75 wați.

Ușa exterioară are o suprafață de 0,95 * 2,04 = 1,938 m². Apoi 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.

Deoarece ușile exterioare se deschid frecvent, se pierde multă căldură prin ele. Prin urmare, este important să se asigure închiderea lor strânsă

Drept urmare, pierderile de căldură vor fi: Q = 3831,08 +753,42 + 708,75 + 212,95 + 7406,25 = W.

La acest rezultat se adaugă 10% suplimentar pentru infiltrarea aerului, apoi Q = 7406,25 + 740,6 = 8146,85 wați.

Acum puteți determina puterea termică a podelei: Mp = 1, * 8146.85 = 9776,22 W sau 9,8 kW.

Căldura necesară pentru încălzirea aerului

Dacă casa echipat cu sistem de ventilațieatunci o parte din căldura generată de sursă ar trebui cheltuită pentru încălzirea aerului care vine din exterior.

Pentru calcul, aplicați formula:

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

• c = 0,28 kg⁰⁰ și indică capacitatea de căldură a masei de aer;
• m Simbolul indică debitul masic al aerului exterior în kg.

Ultimul parametru este obținut prin înmulțirea volumului total de aer egal cu volumul tuturor camerelor, cu condiția ca aerul să fie actualizat în fiecare oră cu o densitate care variază în funcție de temperatură.

Graficul arată dependența densității aerului de temperatura sa.Datele sunt necesare pentru a calcula cantitatea de căldură necesară pentru încălzirea masei de aer care intră în casă ca urmare a ventilației forțate (+)

Dacă clădirea intră la 400 m³/ h, apoi m = 400 * 1.422 = 568,8 kg / h. QB. = 0,28 * 568,8 * 45 = 7166,88 wați.

În acest caz, puterea termică necesară a podelei va crește semnificativ.

Calcularea numărului necesar de conducte

Pentru dispozitivul podelei cu încălzire cu apă, diferit metode de așezare a conductelorcaracterizate prin forma lor: un șarpe din trei specii - șarpele propriu-zis, unghiular, dublu și melc. Într-un circuit montat, se poate găsi o combinație de forme diferite. Uneori, un melc este ales pentru zona etajului central și una dintre speciile de șarpe este selectată pentru margini.

„Melcul” este o alegere rațională pentru camerele mari, cu geometrie simplă. În camerele care sunt foarte alungite sau au o formă complexă, este mai bine să folosiți un „șarpe” (+)

Distanța dintre conducte se numește pas. Atunci când alegeți acest parametru, trebuie îndeplinite două cerințe: piciorul piciorului nu trebuie să simtă diferența de temperatură în zonele individuale ale podelei, iar conductele trebuie utilizate cât mai eficient.

Pentru zonele de delimitare a podelei, este recomandat un pas de 100 mm. În alte zone, puteți face o selecție de trepte în intervalul de la 150 la 300 mm.

Izolația podelei este importantă. La parter, grosimea sa trebuie să atingă cel puțin 100 mm. În acest scop, se utilizează vată minerală sau spumă de polistiren extrudat.

Pentru a calcula lungimea conductei, există o formulă simplă:

L = S / N * 1.1unde

• S - zona conturului;
• N - etapa de punere;
• 1,1 - marja de îndoire cu 10%.

La valoarea finală, adăugați o bucată de țeavă pusă de la colector la cablarea circuitului cald atât la întoarcere, cât și la alimentare.

Exemplu de calcul.

Valori inițiale:

• zona - 10 m²;
• distanța colectorului - 6 m;
• terenul de așezare - 0,15 m.

Soluția problemei este simplă: 10 / 0,15 * 1,1 + (6 * 2) = 85,3 m.

Folosind conducte metal-plastic de până la 100 m lungime, cel mai adesea alege un diametru de 16 sau 20 mm. Cu o lungime a conductei de 120-125 m, secțiunea sa ar trebui să fie de 20 mm².

Designul cu un singur circuit este potrivit numai pentru camerele cu o suprafață mică. Podeaua din camerele mari este împărțită în mai multe circuite în raport de 1: 2 - lungimea structurii ar trebui să depășească lățimea de 2 ori.

Valoarea calculată anterior este lungimea conducte pentru podea în general. Cu toate acestea, pentru a completa imaginea, trebuie să evidențiați lungimea unui contur separat.

Acest parametru este afectat de rezistența hidraulică a circuitului, determinată de diametrul conductelor selectate și de volumul de apă furnizat pe unitatea de timp. Dacă acești factori sunt neglijați, pierderea de presiune va fi atât de mare încât nici o pompă nu va face circulația lichidului de răcire.

Determinarea debitului conductei în funcție de etapa de așezare selectată

Contururi de aceeași lungime - acesta este un caz ideal, dar rareori întâlnit în practică, deoarece suprafața spațiilor pentru scopuri diferite este foarte diferită și pur și simplu nu este practic să aducem lungimea contururilor la o singură valoare. Profesioniștii permit o diferență de lungime a conductei de la 30 la 40%.

Valoarea diametrului colectorului și debitul unității de amestec determină numărul admisibil de bucle conectate la acesta. În pașaportul către unitatea de amestecare, puteți găsi întotdeauna valoarea sarcinii de căldură pentru care este proiectată.

Presupunem raportul de lățime de bandă (Kvs) este de 2,23 m³/ h Cu acest coeficient, anumite modele de pompă pot rezista la o încărcare de 10 până la 15 wați.

Pentru a determina numărul de circuite, trebuie să calculați sarcina termică a fiecăruia. Dacă suprafața ocupată de podeaua încălzită este de 10 m², iar transferul de căldură este de 1 m², atunci indicatorul Kvs este de 80 wați, apoi 10 * 80 = 800 wați. Aceasta înseamnă că unitatea de amestecare va putea furniza 15.000 / 800 = 18.8 camere sau circuite cu o suprafață de 10 m².

Acești indicatori sunt maximi și pot fi aplicați doar teoretic, dar în realitate cifra trebuie redusă cu cel puțin 2, apoi 18 - 2 = 16 contururi.

Nevoie de selecție unitate de amestecare (colector) vezi dacă are atâtea concluzii.

Verificarea corectitudinii selectării diametrului conductelor

Pentru a verifica dacă secțiunea de țeavă a fost selectată corect, puteți utiliza formula:

υ = 4 * Q * 10ᶾ / n * d²

Când viteza corespunde valorii găsite, secțiunea de țeavă este selectată corect. Documentele de reglementare permit o viteză maximă de 3 m / s. cu un diametru de până la 0,25 m, dar valoarea optimă este de 0,8 m / s., deoarece, odată cu creșterea valorii sale, efectul de zgomot în conductă crește.

Informații suplimentare privind calculul conductelor de încălzire în pardoseală sunt prezentate acest articol.

Calculăm pompa de circulație

Pentru ca sistemul să fie economic, aveți nevoie ridicați pompa de circulațieasigurând presiunea necesară și debitul optim în circuite. În pașapoartele pompelor indică, de regulă, presiunea în circuitul de cea mai lungă lungime și debitul total al lichidului de răcire în toate buclele.

Presiunea este influențată de pierderile hidraulice:

∆ h = L * Q² / k1unde

• L - lungimea conturului;
• Q - consum de apă l / s;
• k1 - coeficientul care caracterizează pierderile din sistem, indicatorul poate fi preluat din tabelele de referință hidraulice sau din pașaportul echipamentului.

Cunoscând presiunea, calculați debitul în sistem:

Q = k * √Hunde

k Este coeficientul de curgere. Profesioniștii acceptă consumul pentru fiecare 10 m² de casă în intervalul 0,3-0,4 l / s.

Printre componentele unui podea cu apă caldă, un rol deosebit este acordat pompei de circulație. Doar o unitate a cărei putere este cu 20% mai mare decât debitul real al lichidului de răcire poate depăși rezistența în conducte

Cifrele referitoare la presiunea și debitele indicate în pașaport nu pot fi luate literal - aceasta este valoarea maximă, dar de fapt sunt influențate de lungimea și geometria rețelei. Dacă presiunea este prea mare, reduceți lungimea circuitului sau creșteți diametrul conductelor.

Sfaturi pentru alegerea grosimii sapa

În directoare puteți găsi informații conform cărora grosimea minimă a șapa este de 30 mm. Când încăperea este destul de ridicată, un încălzitor este plasat sub șapă, ceea ce crește eficiența utilizării căldurii emise de circuitul de încălzire.

Cel mai popular material de substrat este spumă de polistiren extrudat. Rezistența sa la transfer de căldură este semnificativ mai mică decât cea a betonului.

La instalarea șapelor, pentru a echilibra expansiunea liniară a betonului, perimetrul camerei este format cu o bandă de amortizare. Este important să alegeți corect grosimea acesteia. Experții recomandă ca, cu o suprafață de cameră care să nu depășească 100 m², să aranjați un strat compensator de 5 mm.

Dacă suprafața este mai mare datorită lungimii care depășește 10 m, grosimea este calculată după formula:

b = 0,55 * Lunde

L - aceasta este lungimea camerei în m.

Concluzii și video util pe această temă

Despre calculul și instalarea unui podea hidraulică caldă, această înregistrare video:

Videoclipul oferă recomandări practice pentru stabilirea podelei. Informațiile vor ajuta la evitarea greșelilor pe care iubitorii le fac de obicei:

Calculul face posibilă proiectarea unui sistem „podea caldă” cu performanțe optime. Este permisă instalarea încălzirii folosind datele și recomandările pașaportului.

Va funcționa, dar profesioniștii sfătuiesc la fel să petreacă timp pentru calcul, astfel încât, în final, sistemul consumă mai puțină energie.

Aveți experiență în calcularea unei pardoseli calde și pregătirea unui proiect de circuit de încălzire? Sau aveți întrebări despre subiect? Vă rugăm să vă împărtășiți părerea și să lăsați comentarii.