Výpočet potrubí pre podlahové vykurovanie: výber potrubí podľa parametrov, výber kroku kladenia + príklad výpočtu
Napriek zložitosti inštalácie je podlahové vykurovanie pomocou vodného okruhu považované za jeden z najhospodárnejších spôsobov vykurovania miestnosti. Aby systém fungoval čo najefektívnejšie a nespôsoboval funkčné poruchy, je potrebné správne vypočítať rúry pre podlahové kúrenie - určiť dĺžku, rozstup slučiek a usporiadanie okruhu.
Komfort ohrevu vody do veľkej miery závisí od týchto ukazovateľov. Budeme analyzovať tieto problémy v našom článku - povieme vám, ako si vybrať tú najlepšiu možnosť potrubia, berúc do úvahy technické charakteristiky každej odrody. Po prečítaní tohto článku budete tiež môcť správne zvoliť krok inštalácie a vypočítať požadovaný priemer a dĺžku obrysu teplej podlahy pre konkrétnu miestnosť.
Obsah článku:
Parametre na výpočet tepelného okruhu
Vo fáze návrhu je potrebné vyriešiť niekoľko problémov, ktoré určujú konštrukčné prvky podlahové kúrenie a prevádzkový režim - zvoľte hrúbku poteru, čerpadla a iného potrebného vybavenia.
Technické aspekty organizácie kúrenárskeho odvetvia do veľkej miery závisia od jeho účelu. Okrem účelu, na presný výpočet záznamu vodného okruhu, bude potrebný rad ukazovateľov: oblasť pokrytia, hustota tepelného toku, teplota nosiča tepla, typ podlahy.
Potrubie pokrytie
Pri určovaní rozmerov podstavca na ukladanie rúrok sa berie do úvahy priestor, ktorý nie je preplnený veľkými zariadeniami a zabudovaným nábytkom. Musíte si premyslieť usporiadanie predmetov v miestnosti vopred.
Tepelný tok a teplota chladiacej kvapaliny
Hustota tepelného toku je vypočítaný ukazovateľ charakterizujúci optimálne množstvo tepelnej energie na vykurovanie miestnosti. Hodnota závisí od mnohých faktorov: tepelná vodivosť stien, podláh, zasklenia, prítomnosť izolácie a intenzita výmeny vzduchu. Na základe tepelného toku sa určuje krok položenia slučky.
Maximálny ukazovateľ teploty chladiacej kvapaliny je 60 ° C. Hrúbka poteru a podlahová krytina však znižujú teplotu - v skutočnosti je na povrchu podlahy pozorované približne 30 - 35 ° C. Rozdiel medzi tepelnými indikátormi na vstupe a na výstupe okruhu by nemal prekročiť 5 ° C.
Druh podlahy
Dokončenie ovplyvňuje výkon systému. Optimálna tepelná vodivosť dlaždíc a porcelánovej kameniny - povrch sa rýchlo zahrieva. Dobrý ukazovateľ účinnosti vodného okruhu pri použití laminátu a linolea bez tepelnoizolačnej vrstvy. Najnižšia tepelná vodivosť dreveného náteru.
Stupeň prenosu tepla tiež závisí od plniaceho materiálu. Systém je najúčinnejší pri použití ťažkého betónu s prírodným kamenivom, napríklad morských kamienkov jemnej frakcie.
Pri výpočte potrubí pre teplú podlahu by sa mali zohľadniť stanovené normy teplotného režimu náteru:
- 29 ° C - obývacia izba;
- 33 ° C - priestory s vysokou vlhkosťou;
- 35 ° C - prechodové zóny a studené zóny - rezy pozdĺž čelných stien.
Klimatické vlastnosti regiónu budú hrať dôležitú úlohu pri určovaní hustoty vodného toku. Pri výpočte tepelných strát by sa mala zohľadniť minimálna teplota v zime.
Ako ukazuje prax, predbežné zahriatie celého domu pomôže znížiť zaťaženie. Má zmysel najprv izolovať miestnosť a potom pristúpiť k výpočtu tepelných strát a parametrov potrubného okruhu.
Posúdenie technických vlastností pri výbere rúr
Z dôvodu neštandardných prevádzkových podmienok sú kladené vysoké nároky na materiál a veľkosť vodnej špirály:
- chemická inertnosťodolnosť proti korózii;
- úplne hladký vnútorný povlaknie sú náchylné na tvorbu vápenatých výrastkov;
- pevnosť - z vnútornej strany chladivo neustále pôsobí na steny a zvonka na poter; Potrubie musí odolať tlaku až 10 bar.
Je žiaduce, aby vyhrievacia vetva mala malú špecifickú hmotnosť. Koláč s vodnou podlahou už značne zaťažuje strop a ťažký plynovod situáciu len zhorší.
Tri kategórie výrobkov z rúr zodpovedajú týmto požiadavkám do jedného alebo druhého stupňa: zosieťovaný polyetylén, kov-plast, meď.
Možnosť č. 1 - Zosieťovaný polyetylén (PEX)
Materiál má sieťovú štruktúru molekulárnych väzieb širokých oká. Modifikovaný z bežného polyetylénu sa vyznačuje prítomnosťou tak pozdĺžnych, ako aj priečnych väzov. Táto štruktúra zvyšuje špecifickú hmotnosť, mechanickú pevnosť a chemickú odolnosť.
Vodný okruh z rúr PEX má niekoľko výhod:
- vysoká elasticitaumožnenie položenia cievky s malým polomerom ohybu;
- bezpečnosť - pri zahrievaní materiál nevypúšťa škodlivé komponenty;
- tepelná odolnosť: zmäkčenie - od 150 ° C, topenie - 200 ° C, spaľovanie - 400 ° C;
- zachováva štruktúru s kolísaním teploty;
- odolnosť proti poškodeniu - biologické ničiče a chemikálie.
Potrubie si zachováva svoju pôvodnú priepustnosť - na stenách sa neukladajú žiadne usadeniny. Odhadovaná životnosť obvodu PEX je 50 rokov.
Existujú štyri skupiny produktov:
- PEX-a - peroxidové zosieťovanie, Dosiahne sa najtrvanlivejšia a najhomogénnejšia štruktúra s hustotou spojenia až 75%.
- PEX-b - Silanové zosieťovanie, Táto technológia využíva silanidy - toxické látky, ktoré sú neprijateľné pre domáce použitie. Výrobcovia inštalatérskych výrobkov ich nahrádzajú bezpečným reagentom. Rúry s hygienickým certifikátom sú prípustné pre inštaláciu. Hustota sieťovania je 65 až 70%.
- PEX-c - metóda žiarenia, Polyetylén sa ožaruje prúdom gama žiarenia alebo elektrónom. Výsledkom je kondenzácia väzieb až do 60%. Nevýhody PEX-c: nebezpečné použitie, nerovnomerné zosieťovanie.
- PEX-d - nitridácia, Reakcia na vytvorenie siete prebieha v dôsledku dusíkových radikálov. Výstupom je materiál so sieťovacou hustotou asi 60-70%.
Charakteristiky pevnosti rúrok PEX závisia od spôsobu zosieťovania polyetylénu.
Ak ste zostali na sieťovaných polyetylénových trubkách, odporúčame vám, aby ste sa oboznámili pravidlá usporiadania ich podlahové vykurovanie.
Možnosť č. 2 - kov-plast
Vedúci požičovne rúr pre usporiadanie podlahového vykurovania je kov-plast. Štrukturálne obsahuje materiál päť vrstiev.
Kov zvyšuje pevnosť potrubia, znižuje rýchlosť tepelnej rozťažnosti a pôsobí ako bariéra proti difúzii - blokuje tok kyslíka do chladiva.
Vlastnosti plastových rúr:
- dobrá tepelná vodivosť;
- schopnosť držať danú konfiguráciu;
- prevádzková teplota so zachovaním vlastností - 110 ° С;
- nízka špecifická hmotnosť;
- nehlučný pohyb chladiacej zmesi;
- bezpečnosť pri používaní;
- odolnosť proti korózii;
- trvanie prevádzky - do 50 rokov.
Nevýhodou kompozitných rúrok je neprípustnosť ohybu okolo osi. Pri opakovanom skrútení hrozí riziko poškodenia hliníkovej vrstvy. Odporúčame vám oboznámiť sa správna inštalačná technológia plastové rúrky, ktoré pomôžu zabrániť poškodeniu.
Možnosť č. 3 - medené rúry
Podľa technických a prevádzkových charakteristík bude žltý kov tou najlepšou voľbou. Jeho relevantnosť je však obmedzená vysokými nákladmi.
Okrem vysokých nákladov má medené potrubie ešte mínus zložitosť montážne, Na ohýbanie okruhu potrebujete lis alebo stroj ohýbačka rúrok.
Variant č. 4 - polypropylén a nehrdzavejúca oceľ
Niekedy je vykurovacia vetva vytvorená z polypropylénových alebo nerezových vlnitých rúrok. Prvá možnosť je cenovo dostupná, ale dosť rigidná na ohýbanie - minimálny polomer ôsmich priemerov produktu.
To znamená, že rúrky s veľkosťou 23 mm budú musieť byť umiestnené vo vzdialenosti 368 mm od seba - zvýšená rozstupová výška nezaručuje rovnomerné zahrievanie.
Možné spôsoby položenia obrysu
Na určenie prietoku potrubia na zabezpečenie teplej podlahy by ste sa mali rozhodnúť o usporiadaní vodného okruhu. Hlavnou úlohou plánovania dispozície je zabezpečiť rovnomerné vykurovanie, berúc do úvahy chladné a nevykurované priestory v miestnosti.
Metóda č. 1 - had
Chladivo sa dodáva do systému pozdĺž steny, prechádza cez cievku a vracia sa späť rozvodné potrubie, V tomto prípade je polovica miestnosti zahrievaná horúcou vodou a zvyšok je ochladený.
Pri položení hadom nie je možné dosiahnuť rovnomerné zahriatie - teplotný rozdiel môže dosiahnuť 10 ° C. Táto metóda je použiteľná v úzkych miestnostiach.
Dvojitý had umožňuje miernejší prechod teploty. Obvody vpred a vzad sú navzájom rovnobežné.
Metóda # 2 - slimák alebo špirála
Toto sa považuje za optimálnu schému, ktorá zabezpečuje rovnomerné vyhrievanie podlahovej krytiny. Predné a zadné vetvy sa striedajú naskladané.
Vo veľkých oblastiach sa implementuje kombinovaná schéma. Povrch je rozdelený do sektorov a pre každý z nich sa vytvorí samostatný obvod, ktorý vedie k spoločnému kolektoru. V strede miestnosti je potrubie rozložené slimákom a pozdĺž vonkajších stien hadom.
Na našom webe máme ďalší článok, v ktorom sme sa podrobne zaoberali inštalačné schémy zapojenia podlahové kúrenie a odporúčania pre výber najlepšej možnosti v závislosti od charakteristík konkrétnej miestnosti.
Postup výpočtu potrubia
Aby sme sa pri výpočtoch nezavádzali, navrhujeme rozdeliť riešenie otázky na niekoľko etáp. Najprv je potrebné vyhodnotiť tepelné straty v miestnosti, určiť krok inštalácie a potom vypočítať dĺžku vykurovacieho okruhu.
Princípy konštrukcie obvodu
Po začatí výpočtov a vytvorení náčrtu by ste sa mali oboznámiť so základnými pravidlami pre umiestnenie vodného okruhu:
- Je vhodné položiť potrubie pozdĺž otvoru okna - výrazne to zníži tepelné straty budovy.
- Odporúčaná plocha pokrytia jedným vodným okruhom je 20 m2. m. Vo veľkých miestnostiach je potrebné priestor rozdeliť na zóny a pre každú položiť samostatnú vetvu vykurovania.
- Vzdialenosť od steny k prvej vetve je 25 cm. Prípustné stúpanie závitov rúr v strede miestnosti je až 30 cm, pozdĺž okrajov a studených zón - 10 - 15 cm.
- Určenie maximálnej dĺžky potrubia pre teplú podlahu by malo byť založené na priemere špirály.
V prípade okruhu s prierezom 16 mm nie je prípustné viac ako 90 m, obmedzenie pre potrubie s hrúbkou 20 mm je 120 m. Dodržiavanie noriem zabezpečí normálny hydraulický tlak v systéme.
Základný vzorec s vysvetleniami
Výpočet dĺžky obrysu teplej podlahy sa vykonáva podľa tohto vzorca:
L = S / n * 1,1 + k,
kde:
- L - požadovanú dĺžku vykurovacej siete;
- S - krytá podlahová plocha;
- n - krok položenia;
- 1,1 - štandardná 10% marža pre ohyby;
- k - odľahlosť kolektora od podlahy - berie sa do úvahy vzdialenosť od zapojenia obvodu na prívode a spiatočke.
Rozhodujúci bude hrať oblasť pokrytia a výšku zákruty.
Je potrebné mať na pamäti, že umiestnenie vykurovacích potrubí sa neodporúča pri veľkých domácich spotrebičoch a zabudovanom nábytku. Parametre označených objektov sa musia odpočítať od celkovej plochy.
Na výber optimálnej vzdialenosti medzi vetvami je potrebné vykonávať zložitejšie matematické manipulácie, ktoré pracujú so stratami tepla v miestnosti.
Termotechnický výpočet s definíciou stupňa obvodu
Hustota potrubí priamo ovplyvňuje množstvo tepelného toku prichádzajúceho z vykurovacieho systému. Na určenie požadovaného zaťaženia je potrebné vypočítať náklady na teplo v zime.
Výkon vykurovacieho systému je určený vzorcom:
M = 1,2 * Q,
kde:
- M - výkon obvodu;
- Q - všeobecné tepelné straty v miestnosti.
Hodnota Q sa môže rozložiť na komponenty: spotreba energie cez plášť budovy a náklady spojené s prevádzkou vetracieho systému. Poďme zistiť, ako vypočítať každý z ukazovateľov.
Tepelné straty stavebnými prvkami
Je potrebné určiť spotrebu tepelnej energie pre všetky obvodové konštrukcie: steny, strop, okná, dvere atď. Vzorec na výpočet:
Q1 = (S / R) * At,
kde:
- S - plocha prvku;
- R - tepelný odpor;
- at - rozdiel medzi teplotou v interiéri a exteriéri.
Pri určovaní Δt sa použije ukazovateľ najchladnejšej doby v roku.
Tepelný odpor sa vypočíta takto:
R = A / Kt,
kde:
- - hrúbka vrstvy, m;
- kt - koeficient tepelnej vodivosti, W / m * K.
Pri kombinovaných stavebných prvkoch sa musí sčítavať odpor všetkých vrstiev.
V tabuľke sú uvedené ďalšie hodnoty koeficientu tepelnej vodivosti pre najpopulárnejšie stavebné materiály, ktoré sme uviedli v nasledujúcom článku.
Strata ventilačného tepla
Na výpočet ukazovateľa sa používa vzorec:
Q2 = (V * K / 3600) * C * P * At,
kde:
- V - objem miestnosti, kocka m;
- K - výmenný kurz vzduchu;
- C - merné teplo vzduchu, J / kg * K;
- P - hustota vzduchu pri normálnej izbovej teplote - 20 ° C
Mnohonásobnosť výmeny vzduchu vo väčšine izieb je rovná jednej. Výnimkou sú domy s vnútornou parozábranou - aby sa zachovala normálna mikroklíma, vzduch sa musí aktualizovať dvakrát za hodinu.
Merné teplo je referenčný ukazovateľ. Pri štandardnej teplote bez tlaku je hodnota 1005 J / kg * K.
Celkové tepelné straty
Celkové množstvo tepelných strát v miestnosti sa bude rovnať: Q = Q1 * 1,1 + Q2, Koeficient 1.1 - zvýšenie spotreby energie o 10% v dôsledku prenikania vzduchu cez trhliny, netesnosti v stavebných konštrukciách.
Vynásobením získanej hodnoty 1,2 získame požadovaný výkon teplej podlahy na kompenzáciu tepelných strát. Pomocou grafu závislosti tepelného toku od teploty chladiacej kvapaliny môžete určiť vhodný krok a priemer rúry.
Údaje sú relevantné pre podlahové vykurovanie na pieskovo-cementovom potere s hrúbkou 7 mm, poťahový materiál je keramická dlažba. Pre ostatné podmienky sa vyžaduje úprava hodnôt, berúc do úvahy tepelnú vodivosť povrchovej úpravy.
Napríklad pri kobercovaní by teplota chladiacej kvapaliny mala byť zvýšená o 4 až 5 ° C. Každý ďalší centimeter poteru znižuje prenos tepla o 5 - 8%.
Konečný výber dĺžky obrysu
Pri znalosti sklonu ukladania zákrut a zakrytej oblasti je ľahké určiť prietokovú rýchlosť potrubí. Ak je získaná hodnota väčšia ako povolená hodnota, je potrebné vybaviť niekoľko okruhov.
Optimálne je, ak slučky majú rovnakú dĺžku - nemusíte nič upravovať a vyvážiť.V praxi je však častejšie potrebné vykurovacie potrubie rozdeliť na rôzne úseky.
Konkrétny príklad výpočtu vykurovacej vetvy
Predpokladajme, že chcete určiť parametre tepelného okruhu pre dom s rozlohou 60 metrov štvorcových.
Na výpočet potrebujete nasledujúce údaje a charakteristiky:
- rozmery miestnosti: výška - 2,7 m, dĺžka a šírka - 10 a 6 m;
- dom má 5 kov-plastových okien s plochou 2 m2. m;
- obvodové steny - pórobetón, hrúbka - 50 cm, CT = 0,20 W / mK;
- dodatočná izolácia steny - polystyrén 5 cm, CT = 0,041 W / mK;
- materiál stropu - železobetónová doska, hrúbka - 20 cm, CT = 1,69 W / mK;
- izolácia podkrovia - polystyrénové dosky s hrúbkou 5 cm;
- rozmery predných dverí - 0,9 * 2,05 m, tepelná izolácia - polyuretánová pena, vrstva - 10 cm, CT = 0,035 W / mK.
Ďalej sa zaoberáme príkladom výpočtu krok za krokom.
Krok 1 - výpočet tepelných strát prostredníctvom konštrukčných prvkov
Tepelný odpor materiálov stien:
- pórobetón: R1 = 0,5 / 0,20 = 2,5 m2 * K / W;
- expandovaný polystyrén: R2 = 0,05 / 0,041 = 1,22 m2 * K / W.
Tepelný odpor steny ako celku je: 2,5 + 1,22 = 3,57 štvorcových. m * K / W. Priemernú teplotu v dome berieme ako +23 ° C, minimum na ulici 25 ° C so znamienkom mínus. Rozdiel je 48 ° C.
Výpočet celkovej plochy steny: S1 = 2,7 * 10 * 2 + 2,7 * 6 * 2 = 86,4 metrov štvorcových. m. Od získaného ukazovateľa je potrebné odpočítať hodnotu okien a dverí: S2 = 86,4-10-1,85 = 74,55 sq. m.
Nahradením získaných parametrov do vzorca získame tepelné straty steny: Qc = 74,55 / 3,57 * 48 = 1002 W
Celkový tepelný odpor stropu je: 0,2 / 1,69 + 0,05 / 0,041 = 0,118 + 1,22 = 1,338 štvorcových. m * K / W. Tepelné straty budú: Qп = 60/1 338 * 48 = 2152 W.
Na výpočet úniku tepla oknami je potrebné stanoviť váženú priemernú hodnotu tepelného odporu materiálov: dvojsklo - 0,5 a profil - 0,56 štvorcových. m * K / W, v danom poradí.
R® = 0,56 * 0,1 + 0,5 * 0,9 = 0,56 m2 * K / W. Tu sú 0,1 a 0,9 podiely každého materiálu v štruktúre okna.
Tepelná strata okna: Q® = 10 / 0,56 * 48 = 857 W.
Berúc do úvahy tepelnú izoláciu dverí bude jej tepelný odpor: Rd = 0,1 / 0,035 = 2,86 sq. m * K / W. Qd = (0,9 * 2,05) / 2,86 * 48 = 31 W.
Celkové tepelné straty cez uzatváracie prvky sú rovnaké: 1002 + 2152 + 857 + 31 = 4042 W. Výsledok sa musí zvýšiť o 10%: 4042 * 1,1 = 4446 wattov.
Krok 2 - teplo na vykurovanie + všeobecné tepelné straty
Najprv vypočítame spotrebu tepla na ohrev privádzaného vzduchu. Objem miestnosti: 2,7 * 10 * 6 = 162 cu. m. Podľa toho bude tepelná strata vetraním: (162 * 1/3600) * 1005 * 1,19 * 48 = 2583 W.
Podľa týchto parametrov miestnosti budú celkové náklady na teplo: Q = 4446 + 2583 = 7029 W.
Krok 3 - požadovaný výkon tepelného okruhu
Vypočítame optimálny výkon slučky potrebný na kompenzáciu tepelných strát: N = 1,2 * 7029 = 8435 W.
Ďalej: q = N / S = 8435/60 = 141 W / m2.
Krok 4 - určenie rozstupu a dĺžky obrysu
Výsledná hodnota sa porovná s grafom závislosti. Ak je teplota chladiacej kvapaliny v systéme 40 ° C, potom je vhodný okruh s nasledujúcimi parametrami: rozstup - 100 mm, priemer - 20 mm.
Ak voda cirkuluje v kmeni zohriatom na 50 ° C, potom sa interval medzi vetvami môže zväčšiť na 15 cm a môže sa použiť rúrka s prierezom 16 mm.
Uvažujeme dĺžku obrysu: L = 60 / 0,15 * 1,1 = 440 m.
Oddelene je potrebné zohľadniť vzdialenosť od kolektorov k tepelnému systému.
Ako je možné vidieť z výpočtov, na usporiadanie dna bude potrebné vykonať najmenej štyri vykurovacie okruhy. A ako správne položiť a pripevniť rúry, ako aj ďalšie tajomstvá inštalácie, my recenzované tu.
Závery a užitočné video na túto tému
Hodnotenia vizuálneho videa pomôžu urobiť predbežný výpočet dĺžky a výšky tepelného okruhu.
Výber najúčinnejšej vzdialenosti medzi vetvami systému podlahového vykurovania:
Sprievodca, ako zistiť dĺžku slučky využívaného podlahového vykurovania:
Metódu výpočtu nemožno nazvať jednoduchou. Zároveň by sa malo brať do úvahy veľa faktorov ovplyvňujúcich parametre obvodu.Ak plánujete využitie dna ako jediného zdroja tepla, je lepšie zveriť túto prácu odborníkom - chyby vo fáze plánovania môžu byť drahé.
Vypočítajte si požadovaný počet potrubí pre teplú podlahu a ich optimálny priemer sami? Možno máte stále otázky, na ktoré sme sa v tomto článku nedotkli? Spýtajte sa ich na našich odborníkov v sekcii komentárov.
Ak sa špecializujete na výpočet potrubí na inštaláciu vody vyhrievanej podlahy a máte čo pridať k vyššie uvedenému materiálu, napíšte svoje poznámky nižšie do článku.
Dobre je popísané všetko kompetentne. Chcem však varovať každého, kto bude mať teplú podlahu, je potrebné správne zvoliť podlahu. Nevedel som, nikde som nečítal a kúpil som najbežnejšie podlahové dlaždice. A začala praskať. Keď teplá podlaha začne fungovať, nové praskliny. Porucha je nepretržitá. Možno, že niekto môj príbeh varuje a pomôže neurobiť chybu.
ahoj Dôvod nie je v dlaždiciach. S najväčšou pravdepodobnosťou ste po inštalácii nečakali na úplné vyschnutie poteru alebo lepidla na dlaždice. Keď zapnete TP, sušenie sa zrýchli, dlaždica sa ťahá a podľa toho praskne. Teplota tp nestačí na rozbitie keramických dlaždíc. Tu je to moja verzia alebo verzia s chybnými dlaždicami. Pre TP nie sú žiadne špeciálne produkty.
Je škoda, že táto poznámka ma nezachytila, keď chcel vo svojej dedinke zohriať podlahu. Neveril veľmi dobrému tímu pracovníkov a postavili z nerezovej ocele vetvu na kúrenie. A teraz je všetko tak, ako je popísané s vami - teplo sa rozdeľuje nerovnomerne po izbách, pretože rúry sú od seba vzdialené. Bude to musieť opakovať.