Calcularea conductelor pentru încălzirea în pardoseală: selectarea conductelor în funcție de parametri, alegerea treptei de instalare + exemplul de calcul
În ciuda complexității instalației, încălzirea prin pardoseală folosind un circuit de apă este considerată una dintre cele mai eficiente metode de încălzire a unei încăperi. Pentru ca sistemul să funcționeze cât mai eficient și să nu producă defecțiuni, este necesar să se calculeze corect conductele pentru încălzirea în pardoseală - să se determine lungimea, pasul buclei și modelul de așezare a circuitului.
Confortul utilizării încălzirii cu apă depinde în mare măsură de acești indicatori. Vom analiza aceste probleme în articolul nostru - vă vom spune cum să alegeți cea mai bună opțiune de țeavă, ținând cont de caracteristicile tehnice ale fiecărui soi. De asemenea, după citirea acestui articol, veți putea alege corect pasul de instalare și calculați diametrul și lungimea necesară a conturului podelei calde pentru o anumită încăpere.
Conținutul articolului:
Parametri pentru calculul circuitului de căldură
În faza de proiectare, este necesar să se rezolve o serie de probleme care determină caracteristici de proiectare regim de încălzire în pardoseală și regim de funcționare - selectați grosimea șapa, pompa și alte echipamente necesare.
Aspectele tehnice ale organizării filialei de încălzire depind în mare măsură de scopul acesteia. Pe lângă acest scop, pentru un calcul precis al materialelor din circuitul apei, vor fi necesare o serie de indicatori: zona de acoperire, densitatea fluxului de căldură, temperatura purtătorului de căldură, tipul de pardoseală.
Acoperirea conductelor
La determinarea dimensiunilor bazei pentru așezarea țevilor, se ia în considerare un spațiu care nu este aglomerat cu echipamente mari și mobilier încorporat. Trebuie să vă gândiți la aspectul articolelor din cameră în avans.
Fluxul de căldură și temperatura lichidului de răcire
Densitatea fluxului de căldură este un indicator calculat care caracterizează cantitatea optimă de energie termică pentru încălzirea unei încăperi. Valoarea depinde de o serie de factori: conductivitatea termică a pereților, podelelor, a zonei de geam, prezența izolației și intensitatea schimbului de aer. Pe baza fluxului de căldură, se determină etapa de depunere a buclelor.
Indicatorul maxim al temperaturii lichidului de răcire este de 60 ° C. Cu toate acestea, grosimea șapă și acoperirea podelei scad temperatura - de fapt, se observă aproximativ 30-35 ° C pe suprafața podelei. Diferența dintre indicatorii termici de la intrarea și ieșirea circuitului nu trebuie să depășească 5 ° C.
Tipul podelei
Finisarea afectează performanța sistemului. Conductivitate termică optimă a plăcilor și gresiei din porțelan - suprafața se încălzește rapid. Un bun indicator al eficienței circuitului de apă atunci când utilizați un strat laminat și linoleum fără un strat termoizolant. Cea mai mică conductivitate termică a unui strat de lemn.
Gradul de transfer de căldură depinde și de materialul de umplere. Sistemul este cel mai eficient atunci când folosiți beton greu cu agregat natural, de exemplu pietricele marine cu fracțiuni fine.
La calcularea conductelor pentru o pardoseală caldă, trebuie luate în considerare normele stabilite privind regimul de temperatură al acoperirii:
- 29 ° C - camera de zi;
- 33 ° C - spații cu umiditate ridicată;
- 35 ° C - zone de trecere și zone reci - secțiuni de-a lungul pereților de capăt.
Caracteristicile climatice ale regiunii vor juca un rol important în determinarea densității stratului de apă. La calcularea pierderilor de căldură, trebuie să se țină seama de temperatura minimă pe timpul iernii.
După cum arată practica, încălzirea preliminară a întregii case va ajuta la reducerea încărcăturii. Are sens să izolăm mai întâi camera, apoi să procedăm la calcularea pierderilor de căldură și a parametrilor circuitului conductelor.
Evaluarea proprietăților tehnice la alegerea conductelor
Datorită condițiilor de funcționare non-standard, cerințele mari sunt plasate pe materialul și dimensiunea bobinei de podea:
- inerție chimicărezistența la procesele de coroziune;
- acoperire interioară absolut netedănu este predispus la formarea creșterilor calcaroase;
- putere - din interior, lichidul de răcire acționează constant pe pereți, iar din exterior, o șapă; conducta trebuie să reziste la o presiune de până la 10 bar.
Este de dorit ca ramura de încălzire să aibă o gravitate specifică mică. Un tort cu podea cu apă are deja o sarcină semnificativă pe tavan, iar o conductă grea nu va face decât să agraveze situația.
Trei categorii de produse din țeavă corespund într-o măsură sau alta la aceste cerințe: polietilenă reticulată, metal-plastic, cupru.
Opțiunea nr. 1 - Polietilenă reticulată (PEX)
Materialul are o structură celulară cu plasă largă de legături moleculare. Modificat din polietilenă obișnuită se distinge prin prezența atât a ligamentelor longitudinale, cât și a celor transversale. Această structură crește gravitatea specifică, rezistența mecanică și rezistența chimică.
Circuitul de apă din conductele PEX prezintă mai multe avantaje:
- elasticitate ridicată, care permite așezarea unei bobine cu o rază de curbare mică;
- siguranță - atunci când este încălzit, materialul nu emite componente nocive;
- rezistență la căldură: înmuiere - de la 150 ° C, topire - 200 ° C, ardere - 400 ° C;
- păstrează structura cu fluctuații de temperatură;
- rezistență la deteriorare - distrugătoare și substanțe chimice biologice.
Conducta își păstrează debitul inițial - niciun sediment nu este depus pe pereți. Durata de viață estimată a circuitului PEX este de 50 de ani.
Există patru grupe de produse:
- PEX-a - reticulare cu peroxid. Se obține cea mai durabilă și uniformă structură cu o densitate a legăturii de până la 75%.
- PEX-b - Silane reticulare. Tehnologia utilizează silanide - substanțe toxice care sunt inacceptabile pentru uz casnic. Producătorii de produse sanitare îl înlocuiesc cu un reactiv sigur. Este permisă instalarea conductelor cu certificat igienic. Densitatea reticulării este de 65-70%.
- PEX-c - metoda de radiație. Polietilena este iradiată cu un flux de raze gamma sau electron. Drept urmare, legăturile sunt condensate până la 60%. Dezavantaje PEX-c: utilizare nesigură, reticulare neuniformă.
- PEX-d - nitrurare. Reacția de creare a rețelei are loc datorită radicalilor de azot. Producția este un material cu o densitate de reticulare de aproximativ 60-70%.
Caracteristicile de rezistență ale conductelor PEX depind de metoda de reticulare a polietilenei.
Dacă ați rămas pe conducte de polietilenă reticulate, vă recomandăm să vă familiarizați reguli de aranjare sisteme de încălzire prin pardoseală a acestora.
Opțiunea # 2 - metal-plastic
Liderul de închiriere a conductelor pentru amenajarea încălzirii în pardoseală este metal-plastic. Structurala, materialul include cinci straturi.
Metalul mărește rezistența liniei, reduce rata de expansiune termică și acționează ca o barieră anti-difuzie - blochează fluxul de oxigen la lichidul de răcire.
Caracteristici ale conductelor de plastic:
- conductivitate termică bună;
- capacitatea de a menține o configurație dată;
- temperatura de operare cu conservarea proprietăților - 110 ° С;
- gravitație specifică scăzută;
- mișcare zgomotoasă a lichidului de răcire;
- siguranța utilizării;
- rezistență la coroziune;
- durata operației - până la 50 de ani.
Dezavantajul conductelor compozite este inadmisibilitatea îndoirii în jurul axei. În cazul răsucirii repetate, există riscul de deteriorare a stratului de aluminiu. Vă recomandăm să vă familiarizați tehnologie de instalare adecvată tevi de plastic, care vor ajuta la evitarea avariei.
Opțiunea nr. 3 - țevi de cupru
Conform caracteristicilor tehnice și operaționale, metalul galben va fi cea mai bună alegere. Cu toate acestea, relevanța sa este limitată de costurile ridicate.
În plus față de costurile ridicate, conductele de cupru au un plus de complexitate montare. Pentru a îndoi circuitul, aveți nevoie de o mașină de presare sau țeavă îndoită.
Opțiunea nr. 4 - polipropilenă și oțel inoxidabil
Uneori, o ramură de încălzire este creată din conducte din polipropilenă sau inox ondulate. Prima opțiune este accesibilă, dar destul de rigidă la îndoire - raza minimă de opt diametre de produs.
Aceasta înseamnă că conductele cu o dimensiune de 23 mm trebuie să fie amplasate la o distanță de 368 mm una de cealaltă - un pas crescut nu va asigura încălzirea uniformă.
Moduri posibile de stabilire a conturului
Pentru a determina debitul unei conducte pentru amenajarea unei pardoseli calde, ar trebui să decideți modul de dispunere a circuitului de apă. Sarcina principală a planificării machetei este de a asigura încălzirea uniformă, ținând cont de zonele reci și neîncălzite ale încăperii.
Metoda # 1 - șarpele
Lichidul de răcire este furnizat sistemului de-a lungul peretelui, trece prin bobină și revine la galeria de distribuție. În acest caz, jumătate din cameră este încălzită cu apă caldă, iar restul este răcit.
Atunci când vă așezați cu un șarpe, este imposibil de realizat o încălzire uniformă - diferența de temperatură poate ajunge la 10 ° C. Metoda este aplicabilă în camerele înguste.
Un șarpe dublu permite o tranziție mai ușoară a temperaturii. Circuitele înainte și invers sunt paralele între ele.
Metoda 2 - melc sau spirală
Aceasta este considerată schema optimă care asigură încălzirea uniformă a pardoselii. Ramurile înainte și invers sunt stivuite alternativ.
Pe suprafețe mari, este pusă în aplicare o schemă combinată. Suprafața este împărțită în sectoare și pentru fiecare dezvoltă un circuit separat care merge către colectorul comun. În centrul camerei, conducta este așezată cu un melc, iar de-a lungul pereților exteriori - cu un șarpe.
Avem un alt articol pe site-ul nostru în care am examinat în detaliu diagrame de instalare a cablurilor încălzirea în pardoseală și a făcut recomandări pentru alegerea celei mai bune opțiuni, în funcție de caracteristicile unei anumite camere.
Procedura de calcul a conductelor
Pentru a nu vă confunda în calcule, vă propunem să împărțiți soluția întrebării în mai multe etape. În primul rând, este necesar să evaluați pierderea de căldură a încăperii, să determinați etapa de instalare și apoi să calculați lungimea circuitului de încălzire.
Principiile construirii unui circuit
Începând calculele și creând o schiță, ar trebui să vă familiarizați cu regulile de bază pentru amplasarea circuitului de apă:
- Este recomandabil să așezați conducte de-a lungul deschiderii ferestrei - acest lucru va reduce semnificativ pierderea de căldură a clădirii.
- Zona de acoperire recomandată cu un circuit de apă este de 20 mp. m. În încăperi mari este necesar să împărțiți spațiul în zone și pentru fiecare așeză o ramură separată de încălzire.
- Distanța de la perete până la prima ramură este de 25 cm. Pasul admis al virajelor conductelor din centrul camerei este de până la 30 cm, de-a lungul marginilor și în zonele reci - 10-15 cm.
- Determinarea lungimii maxime a conductei pentru o pardoseală caldă trebuie să se bazeze pe diametrul bobinei.
Pentru un circuit cu o secțiune transversală de 16 mm, nu este mai mare de 90 m, restricția pentru o conductă cu o grosime de 20 mm este de 120 m. Respectarea normelor va asigura presiunea hidraulică normală în sistem.
Formula de bază cu explicații
Calculul lungimii conturului podelei calde se realizează după formula:
L = S / n * 1,1 + k,
în cazul în care:
- L - lungimea dorită a rețelei de încălzire;
- S - suprafața acoperită;
- n - etapa de punere;
- 1,1 - marja standard de zece procente pentru coturi;
- k - distanța colectorului de la podea - se ține seama de distanța până la cablarea circuitului de alimentare și retur.
Crucial va juca zona de acoperire și gradul de întoarcere.
Trebuie amintit faptul că amplasarea țevilor de încălzire nu este recomandată sub aparate electrocasnice mari și mobilier încorporat. Parametrii obiectelor marcate trebuie scăzute din suprafața totală.
Pentru a alege distanța optimă între ramuri, este necesar să se efectueze manipulări matematice mai complexe, care operează cu pierderile de căldură ale încăperii.
Calcul termotehnic cu definiția pasului circuitului
Densitatea conductelor afectează direct cantitatea de flux de căldură provenită din sistemul de încălzire. Pentru a determina sarcina necesară, este necesar să se calculeze costurile de căldură pe timpul iernii.
Puterea sistemului de încălzire este determinată de formula:
M = 1,2 * Q,
în cazul în care:
- M - performanța circuitului;
- Q - pierderea generală de căldură a încăperii.
Valoarea Q poate fi descompusă în componente: consumul de energie prin plicul clădirii și costurile asociate cu funcționarea sistemului de ventilație. Să ne dăm seama cum să calculăm fiecare dintre indicatori.
Pierderea de căldură prin elementele de construcție
Este necesar să se determine consumul de energie termică pentru toate structurile închise: pereți, tavan, ferestre, uși etc. Formula de calcul:
Q1 = (S / R) * Δt,
în cazul în care:
- S - zona elementului;
- R - rezistenta termica;
- At - diferența dintre temperatura interioară și exterioară.
Când se determină Δt, se folosește indicatorul pentru perioada cea mai rece a anului.
Rezistența termică se calculează după cum urmează:
R = A / Kt,
în cazul în care:
- A - grosimea stratului, m;
- kt - coeficientul de conductivitate termică, W / m * K
Pentru elementele de construcție combinate, trebuie să se rezume rezistența tuturor straturilor.
Mai multe valori ale coeficientului de conductivitate termică pentru cele mai populare materiale de construcție prezentate în tabelul conținut în articolul următor.
Pierdere de căldură de ventilație
Pentru a calcula indicatorul, se folosește formula:
Q2 = (V * K / 3600) * C * P * Δt,
în cazul în care:
- V - volumul camerei, cub m;
- K - cursul de schimb aerian;
- C - căldură specifică de aer, J / kg * K;
- P - densitatea aerului la temperatura camerei normale - 20 ° C.
Multiplitatea schimbului de aer în majoritatea camerelor este egală cu una. Excepție sunt casele cu barieră interioară de vapori - pentru a menține un microclimat normal, aerul trebuie actualizat de două ori pe oră.
Căldura specifică este un indicator de referință. La temperatura standard fără presiune, valoarea este 1005 J / kg * K.
Pierderea totală de căldură
Cantitatea totală de pierderi de căldură în cameră va fi egală cu: Q = Q1 * 1.1 + Q2. Coeficient 1.1 - o creștere a consumului de energie cu 10% datorită infiltrării aerului prin fisuri, scurgerilor în structurile clădirii.
Înmulțind valoarea obținută cu 1,2, obținem puterea necesară a podelei calde pentru a compensa pierderea de căldură. Folosind un grafic al dependenței fluxului de căldură de temperatura lichidului de răcire, puteți determina pasul și diametrul conductei.
Datele sunt relevante pentru încălzirea în pardoseală pe o șapă de ciment cu nisip de 7 mm grosime, materialul de acoperire este faianță ceramică. Pentru alte condiții, este necesară o ajustare a valorilor, ținând cont de conductivitatea termică a finisajului.
De exemplu, la covoare, temperatura lichidului de răcire trebuie crescută cu 4-5 ° C. Fiecare centimetru suplimentar de șapă reduce transferul de căldură cu 5-8%.
Selectarea lungimii conturului final
Cunoscând gradul de așezare a virajelor și zona acoperită, este ușor să determinați debitul conductelor. Dacă valoarea obținută este mai mare decât valoarea admisă, atunci este necesar să echipezi mai multe circuite.
În mod optim, dacă buclele au aceeași lungime - nu trebuie să ajustați și să echilibrați nimic.Cu toate acestea, în practică, este mai des nevoia de a rupe rețeaua de încălzire în diferite secțiuni.
Un exemplu specific de calcul al unei ramuri de încălzire
Să presupunem că doriți să determinați parametrii circuitului termic pentru o casă cu o suprafață de 60 de metri pătrați.
Pentru calcul, aveți nevoie de următoarele date și caracteristici:
- dimensiunile camerei: înălțime - 2,7 m, lungime și lățime - respectiv 10 și 6 m;
- casa are 5 ferestre din metal-plastic de 2 mp. m;
- pereți externi - beton aerat, grosime - 50 cm, CT = 0,20 W / mK;
- izolație suplimentară pentru pereți - polistiren 5 cm, CT = 0,041 W / mK;
- material pentru tavan - placă de beton armat, grosime - 20 cm, CT = 1,69 W / mK;
- izolație mansardă - plăci de polistiren grosime de 5 cm;
- dimensiunile ușii din față - 0,9 * 2,05 m, izolație termică - spumă poliuretanică, strat - 10 cm, CT = 0,035 W / mK.
În continuare, luăm în considerare un exemplu pas cu pas al calculului.
Pasul 1 - calculul pierderilor de căldură prin elemente structurale
Rezistența termică a materialelor de perete:
- beton aerat: R1 = 0,5 / 0,20 = 2,5 mp * K / W;
- polistiren expandat: R2 = 0,05 / 0,041 = 1,22 mp * K / W.
Rezistența termică a peretelui în ansamblu este: 2,5 + 1,22 = 3,57 sq. m * K / W Luăm temperatura medie în casă ca +23 ° C, minimul pe stradă 25 ° C cu un semn minus. Diferența este de 48 ° C.
Calcularea suprafeței totale a peretelui: S1 = 2,7 * 10 * 2 + 2,7 * 6 * 2 = 86,4 metri pătrați. m. Din indicatorul obținut este necesară scăderea valorii ferestrelor și ușilor: S2 = 86.4-10-1.85 = 74,55 mp. m.
Substituind parametrii obținuți în formulă, obținem pierderi de căldură la perete: Qc = 74,55 / 3,57 * 48 = 1002 W
Rezistența termică totală a tavanului este: 0,2 / 1,69 + 0,05 / 0,041 = 0,118 + 1,22 = 1,338 mp. m * K / W Pierderile de căldură vor fi: Qп = 60 / 1.338 * 48 = 2152 W.
Pentru a calcula scurgerea de căldură prin ferestre, este necesar să se determine valoarea medie ponderată a rezistenței termice a materialelor: fereastră cu geam termopan - 0,5 și profil - 0,56 mp. m * K / W, respectiv.
R = 0,56 * 0,1 + 0,5 * 0,9 = 0,56 mp * K / W. Aici, 0,1 și 0,9 sunt cotele fiecărui material din structura ferestrei.
Pierderea căldurii ferestrei: Q = 10 / 0,56 * 48 = 857 W
Ținând cont de izolarea termică a ușii, rezistența termică a acesteia va fi: Rd = 0,1 / 0,035 = 2,86 mp. m * K / W Qd = (0,9 * 2,05) / 2,86 * 48 = 31 W.
Pierderile totale de căldură prin elementele de închidere sunt egale: 1002 + 2152 + 857 + 31 = 4042 W. Rezultatul trebuie crescut cu 10%: 4042 * 1,1 = 4446 wați.
Pasul 2 - căldură pentru încălzire + pierdere generală de căldură
În primul rând, calculăm consumul de căldură pentru încălzirea aerului care intră. Volumul camerei: 2,7 * 10 * 6 = 162 cu. m. În consecință, pierderea de căldură de ventilație va fi: (162 * 1/3600) * 1005 * 1.19 * 48 = 2583 W.
Conform acestor parametri ai camerei, costurile totale de căldură vor fi: Q = 4446 + 2583 = 7029 W.
Pasul 3 - puterea necesară a circuitului de căldură
Calculăm puterea optimă de buclă necesară pentru a compensa pierderea de căldură: N = 1,2 * 7029 = 8435 W.
Mai departe: q = N / S = 8435/60 = 141 W / mp
Pasul 4 - determinarea pasului și a lungimii conturului
Valoarea rezultată este comparată cu graficul de dependență. Dacă temperatura lichidului de răcire din sistem este de 40 ° C, atunci este potrivit un circuit cu următorii parametri: pas - 100 mm, diametru - 20 mm.
Dacă apa circulă în portbagaj, încălzită la 50 ° C, atunci intervalul dintre ramuri poate fi crescut până la 15 cm și se poate folosi o conductă cu secțiune transversală de 16 mm.
Considerăm lungimea conturului: L = 60 / 0,15 * 1,1 = 440 m.
Separat, este necesar să se țină seama de distanța de la colectoare la sistemul termic.
După cum se poate observa din calcule, pentru amenajarea fundului de apă va trebui să facă cel puțin patru bucle de încălzire. Și cum să așezați și să fixați corect conductele, precum și alte secrete de instalare, noi revizuit aici.
Concluzii și video util pe această temă
Recenziile video vizuale vor ajuta la realizarea unui calcul preliminar al lungimii și a pasului circuitului termic.
Alegerea celei mai eficiente distanțe între ramurile sistemului de încălzire prin pardoseală:
Un ghid despre cum puteți afla lungimea buclei de încălzire în pardoseală exploatată:
Metoda de calcul nu poate fi numită simplă. În același timp, ar trebui să se țină seama de mulți factori care afectează parametrii circuitului.Dacă intenționați să folosiți podeaua de apă ca singură sursă de căldură, atunci este mai bine să încredințați această lucrare profesioniștilor - greșelile din etapa de planificare pot fi costisitoare.
Calculați materialul necesar de țevi pentru o podea caldă și diametrul optim al acestora? Poate mai aveți întrebări pe care nu le-am atins în acest articol? Cereți-le experților noștri din secțiunea de comentarii.
Dacă vă specializați în calculul conductelor pentru amenajarea unui podea încălzită cu apă și aveți ceva de adăugat la materialul de mai sus, vă rugăm să scrieți comentariile dvs. mai jos în articol.
Ei bine, totul este descris, în mod competent. Dar vreau să avertizez pe toți cei care vor face o pardoseală caldă, este necesar să alegeți corect podeaua. Nu știam, nu am citit nicăieri și am cumpărat cele mai obișnuite gresie. Și a început să crape. Pe măsură ce podeaua caldă începe să funcționeze, noi fisuri. Tulburarea este continuă. Poate cineva povestea mea va avertiza și va ajuta să nu greșească.
Alo Motivul nu este în dale. Cel mai probabil, nu ați așteptat să se usuce complet șapa sau gresia după instalare. Când porniți TP, uscarea accelerează, țiglă se trage și, în consecință, se crăpa. Temperatura tp nu este suficientă pentru a rupe plăcile ceramice. Aici fie versiunea mea, fie versiunea cu plăci defecte. Nu există produse speciale pentru TP.
Păcat că această notă nu mi-a atras atenția atunci când urma să facă un etaj cald în casa sa de țară. Nu avea încredere într-o echipă foarte bună de muncitori și și-au construit o ramură de încălzire din oțel inoxidabil. Și acum totul este așa cum este descris cu tine - căldura este distribuită inegal în camere, deoarece conductele sunt departe unul de celălalt. Va trebui să o refac.