Cách tính toán sàn ấm bằng ví dụ về hệ thống nước

Hiệu quả của một sàn ấm bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố. Không tính đến chúng, ngay cả khi hệ thống được gắn chính xác và các vật liệu hiện đại nhất được sử dụng để lắp đặt, hiệu quả nhiệt thực sự sẽ không như mong đợi.

Vì lý do này, công việc lắp đặt phải được đi trước bởi một tính toán có thẩm quyền của sàn ấm và chỉ sau đó, một kết quả tốt mới có thể được đảm bảo.

Thiết kế một hệ thống sưởi ấm không hề rẻ, vì vậy nhiều thợ thủ công tại nhà tự tính toán. Đồng ý, ý tưởng giảm chi phí sắp xếp sàn ấm có vẻ rất hấp dẫn.

Chúng tôi sẽ cho bạn biết cách tạo một dự án, những tiêu chí cần xem xét khi chọn các tham số của hệ thống sưởi ấm và viết ra một quy trình tính toán từng bước. Để rõ ràng, chúng tôi đã chuẩn bị một ví dụ về tính toán sàn ấm.

Dữ liệu ban đầu để tính toán

Ban đầu, một quá trình thiết kế và lắp đặt đúng kế hoạch sẽ làm giảm bớt những bất ngờ và những vấn đề khó chịu trong tương lai.

Khi tính toán sàn ấm, cần phải tiến hành từ các dữ liệu sau:

• vật liệu tường và các tính năng thiết kế;
• kích thước của phòng trong kế hoạch;
• loại kết thúc;
• thiết kế cửa ra vào, cửa sổ và vị trí của chúng;
• bố trí các yếu tố cấu trúc trong kế hoạch.

Để thực hiện thiết kế có thẩm quyền, cần phải tính đến chế độ nhiệt độ đã thiết lập và khả năng điều chỉnh của nó.

Đối với một tính toán sơ bộ, người ta cho rằng 1 m² Hệ thống sưởi ấm phải bù cho tổn thất nhiệt 1 kW. Nếu một mạch sưởi ấm nước được sử dụng như là một bổ sung cho hệ thống chính, thì nó chỉ được yêu cầu để che một phần tổn thất nhiệt

Có những khuyến nghị về nhiệt độ ở sàn nhà, mang lại sự thoải mái khi ở trong phòng cho nhiều mục đích khác nhau:

• 29 ° C - Khu vực sinh sống;
• 33 ° C- phòng tắm, phòng có hồ bơi và các phòng khác có chỉ số độ ẩm cao;
• 35 ° C - vùng lạnh (tại cửa ra vào, tường bên ngoài, vv).

Vượt quá các giá trị này đòi hỏi quá nhiệt của cả hệ thống và lớp phủ hoàn thiện với thiệt hại không thể tránh khỏi sau đó đối với vật liệu.

Sau khi tính toán sơ bộ, bạn có thể chọn nhiệt độ mang nhiệt tối ưu cho cảm giác cá nhân, xác định tải trên mạch sưởi và mua thiết bị bơm phù hợp hoàn hảo với kích thích chuyển động của chất làm mát. Nó được chọn với tỷ lệ lưu lượng nước làm mát là 20%.

Phải mất rất nhiều thời gian để làm nóng các lớp vữa có dung tích hơn 7 cm. Do đó, khi lắp đặt hệ thống nước, chúng cố gắng không vượt quá giới hạn quy định. Gốm sàn được coi là lớp phủ phù hợp nhất trên sàn nước. Hệ thống sưởi dưới sàn không phù hợp với sàn gỗ vì tính dẫn nhiệt cực thấp của nó.

Ở giai đoạn thiết kế, cần quyết định xem hệ thống sưởi dưới sàn sẽ là nhà cung cấp nhiệt chính hay sẽ chỉ được sử dụng như một sự bổ sung cho nhánh sưởi ấm tản nhiệt. Tỷ lệ tổn thất năng lượng nhiệt mà ông phải bồi thường phụ thuộc vào điều này. Nó có thể dao động từ 30% đến 60% với các biến thể.

Thời gian làm nóng sàn nước phụ thuộc vào độ dày của các yếu tố có trong lớp nền. Nước làm chất làm mát rất hiệu quả, nhưng bản thân hệ thống rất khó cài đặt.

Xác định các thông số của sàn ấm

Mục đích của tính toán là để đạt được cường độ của tải nhiệt. Kết quả của tính toán này ảnh hưởng đến các bước tiếp theo được thực hiện. Đổi lại, nhiệt độ trung bình mùa đông ở một khu vực cụ thể, nhiệt độ ước tính bên trong các phòng và hệ số truyền nhiệt của trần, tường, cửa sổ và cửa ra vào ảnh hưởng đến tải nhiệt.

Nguyên nhân gây mất nhiệt là tường cách nhiệt kém, cửa sổ, cửa ra vào của ngôi nhà. Tỷ lệ phần trăm nhiệt lớn nhất thông qua hệ thống thông gió và mái nhà (+)

Kết quả cuối cùng của tính toán trước thiết bị sưởi sàn loại nước sẽ phụ thuộc vào sự sẵn có của các thiết bị sưởi ấm bổ sung, bao gồm cả tản nhiệt của những người sống trong nhà và vật nuôi. Hãy chắc chắn để tính đến sự hiện diện của sự xâm nhập.

Một trong những thông số quan trọng là cấu hình của các phòng, vì vậy bạn cần có sơ đồ tầng của ngôi nhà và các phần tương ứng.

Phương pháp tính toán tổn thất nhiệt

Khi xác định được thông số này, bạn sẽ tìm ra mức nhiệt mà sàn phải tạo ra cho sức khỏe của mọi người trong phòng, bạn có thể lấy nồi hơi, máy bơm và sàn theo nguồn điện. Nói cách khác: nhiệt lượng tỏa ra từ các mạch sưởi ấm sẽ bù đắp cho sự mất nhiệt của tòa nhà.

Mối quan hệ giữa hai tham số này được thể hiện bằng công thức:

Mp = 1,2 x Qở đâu

• Mẹ - công suất vòng yêu cầu;
• Q - mất nhiệt.

Để xác định chỉ số thứ hai, các phép đo và tính toán diện tích của cửa sổ, cửa ra vào, sàn nhà, tường bên ngoài được thực hiện. Vì sàn sẽ được làm nóng, nên diện tích của cấu trúc bao quanh này không được tính đến. Các phép đo được thực hiện ở bên ngoài với việc chụp các góc của tòa nhà.

Việc tính toán sẽ tính đến cả độ dày và hệ số dẫn nhiệt của từng cấu trúc. Giá trị tiêu chuẩn hệ số dẫn nhiệt (λ) cho các vật liệu được sử dụng phổ biến nhất có thể được lấy từ bảng.

Từ bảng bạn có thể lấy giá trị của hệ số để tính toán. Điều quan trọng là tìm ra giá trị của điện trở nhiệt của vật liệu từ nhà cung cấp nếu cửa sổ được làm bằng kim loại-nhựa (+)

Việc tính toán tổn thất nhiệt được thực hiện riêng cho từng yếu tố của tòa nhà, sử dụng công thức:

Q = 1 / R * (tv-tn) * S x (1 + b)ở đâu

• R - độ bền nhiệt của vật liệu chế tạo kết cấu bao quanh;
• S - diện tích của phần tử kết cấu;
• tv và tn - nhiệt độ tương ứng là bên trong và bên ngoài, trong khi chỉ báo thứ hai được lấy ở giá trị thấp nhất;
• b - mất nhiệt bổ sung liên quan đến định hướng của tòa nhà so với các điểm chính.

Chỉ số điện trở nhiệt (R) được tìm thấy bằng cách chia độ dày của cấu trúc với hệ số dẫn nhiệt của vật liệu mà nó được chế tạo.

Giá trị của hệ số b phụ thuộc vào hướng của ngôi nhà:

• 0,1 - bắc, tây bắc hoặc đông bắc;
• 0,05 - tây, đông nam;
• 0 - Nam, Tây Nam.

Nếu bạn xem xét vấn đề trên bất kỳ ví dụ nào về tính toán sưởi ấm sàn nước, nó sẽ trở nên dễ hiểu hơn.

Ví dụ tính toán cụ thể

Giả sử các bức tường của ngôi nhà để ở không cố định, dày 20 cm, được làm bằng các khối bê tông khí. Tổng diện tích của các bức tường bao quanh trừ đi cửa sổ và cửa mở là 60 mét vuông. Nhiệt độ bên ngoài là -25 ° С, bên trong + 20 ° С, công trình được định hướng về phía đông nam.

Cho rằng độ dẫn nhiệt của các khối là λ = 0,3 W / (m ° * C), chúng ta có thể tính toán tổn thất nhiệt qua các bức tường: R = 0,2 / 0,3 = 0,67 mét vuông C / W.

Mất nhiệt cũng được quan sát thông qua lớp vữa. Nếu độ dày của nó là 20 mm, thì Rpcs. = 0,02 / 0,3 = 0,07 mét vuông C / W. Tổng của hai chỉ số này sẽ cho giá trị tổn thất nhiệt qua các bức tường: 0,67 + 0,07 = 0,74 m² ° C / W.

Có tất cả dữ liệu ban đầu, thay thế chúng vào công thức và nhận được sự mất nhiệt của một căn phòng với những bức tường như vậy: Q = 1 / 0,74 * (20 - (-25)) * 60 * (1 + 0,05) = 3831,08 W.

Theo cách tương tự, tổn thất nhiệt được tính toán thông qua các cấu trúc bao quanh còn lại: cửa sổ, cửa ra vào và tấm lợp.

Nhiệt được cung cấp bởi các mạch sưởi ấm có thể không đủ để làm nóng không khí trong nhà đến giá trị mong muốn nếu năng lượng của chúng bị đánh giá thấp. Với công suất dư thừa, sẽ có một tràn chất làm mát

Để xác định tổn thất nhiệt qua trần nhà, lấy điện trở nhiệt của nó bằng giá trị của loại vật liệu cách nhiệt theo kế hoạch hoặc hiện có: R = 0,18 / 0,041 = 4,39 m² ° C / W.

Diện tích trần giống hệt với diện tích sàn và là 70 mét vuông. Thay thế các giá trị này trong công thức, mất nhiệt thu được thông qua cấu trúc bao quanh phía trên: Q mồ hôi. = 1 / 4,39 * (20 - (-25)) * 70 * (1 + 0,05) = 753,42 W.

Để xác định tổn thất nhiệt qua bề mặt cửa sổ, bạn cần tính diện tích của chúng. Nếu có 4 cửa sổ với chiều rộng 1,5 m và chiều cao 1,4 m, tổng diện tích của chúng sẽ là: 4 * 1,5 * 1,4 = 8.4 m².

Nếu nhà sản xuất chỉ ra riêng biệt điện trở nhiệt cho cửa sổ và kính hai lớp - lần lượt là 0,5 và 0,56 m2 ° C / W, thì Rokon = 0,5 * 90 + 0,56 * 10) / 100 = 0,56 m² ° C / Thứ ba Ở đây 90 và 10 là các cổ phần được quy cho mỗi thành phần cửa sổ.

Dựa trên dữ liệu thu được, tiếp tục tính toán: cửa sổ Q = 1 / 0,56 * (20 - (-25)) * 8.4 * (1 + 0,05) = 708,75 watt.

Cửa ngoài có diện tích 0,95 * 2,04 = 1,938 mét vuông. Sau đó, Rv. = 0,06 / 0,14 = 0,43 mét vuông C / W. Q dv. = 1 / 0,43 * (20 - (-25)) * 1.938 * (1 + 0,05) = 212,95 W.

Vì cửa bên ngoài mở thường xuyên, rất nhiều nhiệt bị mất qua chúng. Vì vậy, điều quan trọng là đảm bảo đóng cửa chặt chẽ của họ

Do đó, tổn thất nhiệt sẽ là: Q = 3831,08 +753,42 + 708,75 + 212,95 + 7406,25 = W.

Thêm 10% cho sự xâm nhập không khí được thêm vào kết quả này, sau đó Q = 7406,25 + 740,6 = 8146,85 watt.

Bây giờ bạn có thể xác định nhiệt điện của sàn: Mp = 1, * 8146,85 = 9776,22 W hoặc 9,8 kW.

Nhiệt cần thiết để làm nóng không khí

Nếu nhà trang bị hệ thống thông gió, sau đó một phần nhiệt được tạo ra từ nguồn nên được sử dụng để làm nóng không khí từ bên ngoài.

Để tính toán, áp dụng công thức:

Qc. = c * m * (tv - tn)ở đâu

• c = 0,28 kg⁰⁰ và biểu thị khả năng sinh nhiệt của khối không khí;
• m Biểu tượng cho biết tốc độ dòng chảy của không khí ngoài trời tính bằng kg.

Thông số cuối cùng thu được bằng cách nhân tổng thể tích không khí bằng thể tích của tất cả các phòng, với điều kiện không khí được cập nhật mỗi giờ với mật độ thay đổi tùy theo nhiệt độ.

Biểu đồ cho thấy sự phụ thuộc của mật độ không khí vào nhiệt độ của nó.Dữ liệu là cần thiết để tính toán lượng nhiệt cần thiết để làm nóng khối không khí vào nhà do hệ thống thông gió cưỡng bức (+)

Nếu tòa nhà đi vào 400 m³/ h, sau đó m = 400 * 1.422 = 568,8 kg / giờ. Qc. = 0,28 * 568,8 * 45 = 7166,88 watt.

Trong trường hợp này, nhiệt điện cần thiết của sàn sẽ tăng đáng kể.

Tính toán số lượng ống cần thiết

Đối với các thiết bị của sàn với nước nóng, khác nhau phương pháp đặt ốngđặc trưng bởi hình dạng của chúng: một con rắn gồm ba loài - con rắn thực sự, góc cạnh, đôi và ốc sên. Trong một mạch gắn, có thể tìm thấy sự kết hợp của các hình dạng khác nhau. Đôi khi một con ốc được chọn cho khu vực tầng trung tâm và một trong những loài rắn được chọn cho các cạnh.

Ốc sên là một sự lựa chọn hợp lý cho các phòng lớn với hình học đơn giản. Trong các phòng rất dài hoặc có hình dạng phức tạp, tốt hơn là sử dụng "con rắn" (+)

Khoảng cách giữa các ống được gọi là bước. Khi chọn tham số này, hai yêu cầu phải được đáp ứng: chân bàn chân không được cảm nhận sự chênh lệch nhiệt độ ở từng vùng riêng biệt của sàn và nên sử dụng đường ống hiệu quả nhất có thể.

Đối với các khu vực ranh giới của sàn, nên sử dụng khoảng cách 100 mm. Ở các khu vực khác, bạn có thể lựa chọn độ cao trong phạm vi từ 150 đến 300 mm.

Cách nhiệt của sàn là quan trọng. Ở tầng trệt, độ dày của nó phải đạt ít nhất 100 mm. Đối với mục đích này, len khoáng sản hoặc bọt polystyrene ép đùn được sử dụng.

Để tính chiều dài của ống, có một công thức đơn giản:

L = S / N * 1.1ở đâu

• S - diện tích đường viền;
• N - bước đặt;
• 1,1 - lề cho uốn 10%.

Để giá trị cuối cùng, thêm một đoạn ống được đặt từ bộ thu vào hệ thống dây của mạch ấm cả trên đường hồi và dòng chảy.

Ví dụ tính toán.

Giá trị ban đầu:

• khu vực - 10 mét vuông;
• khoảng cách thu - 6 m;
• đặt sân - 0,15 m.

Giải pháp cho vấn đề rất đơn giản: 10 / 0.15 * 1.1 + (6 * 2) = 85.3 m.

Sử dụng ống nhựa kim loại có chiều dài lên đến 100 m, hầu hết thường chọn đường kính 16 hoặc 20 mm. Với chiều dài ống 120-125 m, tiết diện của nó phải là 20 mm².

Thiết kế mạch đơn chỉ phù hợp cho các phòng có diện tích nhỏ. Sàn trong các phòng lớn được chia thành nhiều mạch theo tỷ lệ 1: 2 - chiều dài của cấu trúc nên vượt quá chiều rộng 2 lần.

Giá trị được tính toán trước đó là chiều dài ống cho sàn nói chung Tuy nhiên, để hoàn thành bức tranh, bạn cần làm nổi bật chiều dài của một đường viền riêng.

Thông số này bị ảnh hưởng bởi điện trở thủy lực của mạch, được xác định bởi đường kính của các ống được chọn và khối lượng nước được cung cấp trên một đơn vị thời gian. Nếu các yếu tố này bị bỏ qua, tổn thất áp suất sẽ lớn đến mức không có máy bơm nào làm cho chất làm mát lưu thông.

Xác định tốc độ dòng ống tùy thuộc vào bước đặt đã chọn

Các đường viền có cùng độ dài - đây là một trường hợp lý tưởng, nhưng hiếm khi gặp trong thực tế, bởi vì diện tích mặt bằng cho các mục đích khác nhau rất khác nhau và đơn giản là không thực tế để đưa độ dài của các đường viền về một giá trị. Chuyên gia cho phép chênh lệch chiều dài ống từ 30 đến 40%.

Giá trị của đường kính của bộ thu và thông lượng của bộ trộn xác định số vòng lặp cho phép được kết nối với nó. Trong hộ chiếu đến bộ phận trộn, bạn luôn có thể tìm thấy giá trị của tải nhiệt mà nó được thiết kế.

Giả sử tỷ lệ băng thông (Kv) là 2,23 m³/ h Với hệ số này, một số kiểu máy bơm nhất định có thể chịu được tải từ 10 đến 15 watt.

Để xác định số lượng mạch, bạn cần tính toán tải nhiệt của mỗi mạch. Nếu diện tích chiếm bởi sàn được sưởi ấm là 10 mét vuông và truyền nhiệt là 1 mét vuông thì chỉ báo Kv là 80 watt, sau đó 10 * 80 = 800 watt. Điều này có nghĩa là bộ phận trộn sẽ có thể cung cấp 15.000 / 800 = 18,8 phòng hoặc mạch có diện tích 10 mét vuông.

Các chỉ số này là tối đa và chúng chỉ có thể được áp dụng trên lý thuyết, nhưng trong thực tế, con số này cần phải giảm ít nhất 2, sau đó 18 - 2 = 16 đường viền.

Cần lựa chọn bộ trộn (bộ thu) xem nếu anh ta có rất nhiều kết luận.

Kiểm tra tính chính xác của việc lựa chọn đường kính của đường ống

Để kiểm tra xem phần ống có được chọn chính xác hay không, bạn có thể sử dụng công thức:

υ = 4 * Q * 10ᶾ / n * d²

Khi tốc độ tương ứng với giá trị tìm thấy, phần ống được chọn chính xác. Tài liệu quy định cho phép tốc độ tối đa 3 m / s. với đường kính lên tới 0,25 m, nhưng giá trị tối ưu là 0,8 m / s, vì khi tăng giá trị của nó, hiệu ứng tiếng ồn trong đường ống tăng lên.

Thông tin bổ sung về việc tính toán các ống sưởi ấm dưới sàn được đưa ra trong bài viết này.

Chúng tôi tính toán bơm tuần hoàn

Để hệ thống được kinh tế, bạn cần nhấc máy bơm tuần hoàncung cấp áp suất cần thiết và tốc độ dòng chảy tối ưu trong các mạch. Trong hộ chiếu của máy bơm thường chỉ ra áp suất trong mạch có chiều dài dài nhất và tổng tốc độ dòng chảy của chất làm mát trong tất cả các vòng.

Áp lực bị ảnh hưởng bởi tổn thất thủy lực:

∆ h = L * Q² / k1ở đâu

• L - chiều dài của đường viền;
• Q - lượng nước tiêu thụ l / s;
• k1 - hệ số tổn thất đặc trưng trong hệ thống, chỉ số có thể được lấy từ các bảng tham chiếu thủy lực hoặc từ hộ chiếu thiết bị.

Biết áp suất, tính toán lưu lượng trong hệ thống:

Q = k * Hở đâu

k Là hệ số dòng chảy. Các chuyên gia chấp nhận mức tiêu thụ cho mỗi 10 mét vuông của ngôi nhà trong phạm vi 0,3-0,4 l / s.

Trong số các thành phần của sàn nước ấm, một vai trò đặc biệt được trao cho máy bơm tuần hoàn. Chỉ một đơn vị có công suất cao hơn 20% so với tốc độ dòng chảy thực tế của chất làm mát mới có thể vượt qua lực cản trong đường ống

Các số liệu liên quan đến áp suất và tốc độ dòng chảy trong hộ chiếu có thể được lấy theo nghĩa đen - đây là mức tối đa, nhưng thực tế chúng bị ảnh hưởng bởi chiều dài và hình dạng của mạng. Nếu áp suất quá cao, hãy giảm chiều dài của mạch hoặc tăng đường kính của đường ống.

Mẹo để chọn độ dày lớp nền

Trong các thư mục, bạn có thể tìm thấy thông tin rằng độ dày tối thiểu của lớp nền là 30 mm. Khi phòng khá cao, một lò sưởi được đặt dưới lớp vữa, làm tăng hiệu quả của việc sử dụng nhiệt được cung cấp bởi mạch sưởi.

Vật liệu nền phổ biến nhất là đùn polystyrene bọt. Khả năng truyền nhiệt của nó thấp hơn đáng kể so với bê tông.

Khi lắp đặt các tấm chắn, để cân bằng sự giãn nở tuyến tính của bê tông, chu vi của căn phòng được hình thành bằng một băng giảm chấn. Điều quan trọng là chọn độ dày của nó một cách chính xác. Các chuyên gia khuyên rằng với diện tích phòng không quá 100m², hãy bố trí một lớp bù 5 mm.

Nếu diện tích lớn hơn do chiều dài vượt quá 10 m, độ dày được tính theo công thức:

b = 0,55 * Lở đâu

L - đây là chiều dài của căn phòng tính bằng m.

Kết luận và video hữu ích về chủ đề này

Về tính toán và lắp đặt sàn thủy lực ấm, đoạn phim này:

Video cung cấp các khuyến nghị thực tế để đặt sàn. Thông tin sẽ giúp tránh những sai lầm mà những người yêu thích thường mắc phải:

Tính toán cho phép thiết kế một hệ thống "sàn ấm" với hiệu suất tối ưu. Được phép cài đặt hệ thống sưởi bằng dữ liệu hộ chiếu và các khuyến nghị.

Nó sẽ hoạt động, nhưng các chuyên gia khuyên tất cả đều giống nhau để dành thời gian cho việc tính toán, để cuối cùng hệ thống tiêu thụ ít năng lượng hơn.

Bạn có kinh nghiệm trong việc tính toán một sàn ấm và chuẩn bị một dự án mạch sưởi ấm? Hoặc có câu hỏi về chủ đề này? Hãy chia sẻ ý kiến ​​của bạn và để lại ý kiến.