Расчет теплоотдачи теплого водяного пола и мощности

Как располагать трубы отопления

Исходя из того, как удобнее мастеру, можно расположить коммуникации в 4-х вариантах:

• Змейкой.
• Угловой змейкой.
• Двойной змейкой.
• Улиткой.

Правильный расчет отопительной системы – задача трудная, но вполне осуществимая при пошаговом подходе

Учесть абсолютно все нюансы при монтаже теплого пола проблематично, потому стоит уделять внимание самым главным характеристикам, а именно длине труб и объему воды в них. Кроме того, стоит помнить, что даже незначительное превышение длины контура в 100 м может серьезно навредить системе и выдать на выходе далеко не ту температуру, которая ожидается. Двухконтурная модель, в свою очередь, будет гораздо эффективнее, что позволит отапливать дом без больших хлопот и с меньшим потреблением ресурсов

Двухконтурная модель, в свою очередь, будет гораздо эффективнее, что позволит отапливать дом без больших хлопот и с меньшим потреблением ресурсов.

Практически в каждом загородном доме обязательно смонтирован теплый пол. Прежде чем создается такой обогрев, выполняется расчет необходимой длины трубы.

В каждом таком частном доме работает автономная система теплоснабжения. Если позволяет планировка помещения, хозяева таких загородных владений сами монтируют теплый водяной пол.

Безусловно, монтаж такого пола можно сделать и в обыкновенной квартире, однако такая работа отличается большой трудоемкостью. Владельцам и работникам приходится решать очень много проблем. Основной сложностью будет подключение трубы к действующей системе теплоснабжения. Установить дополнительный котел в маленькой квартире просто невозможно.

От правильности такого расчета, зависит объем тепла, который необходимо подать в помещение, чтобы в нем всегда была комфортная температура. Проведенные вычисления помогут определить мощность теплого пола, а также помогут сделать правильный выбор котла и насоса.

Выполнить такой расчет очень сложно. Приходится учитывать довольно много самых разных критериев:

• Время года;
• Температуру воздуха на улице;
• Тип помещения;
• Количество и габариты окна;
• Покрытие на полу.
• Утепление стен;
• Где расположено помещение, внизу или на верхних этажах;
• Альтернативные источники тепла;
• Оргтехника;
• Осветительные приборы.

Чтобы было удобнее выполнить такой расчет, берутся средние значения. Если в доме установлен стеклопакет и сделано хорошее утепление, данный параметр будет ориентировочно равен 40 Вт/м2.

Теплые постройки, имеющие небольшую теплоизоляцию, постоянно теряют около 70–80 Вт/м2.

Если взять старинный дом, теплопотери резко увеличиваются и приближаются к 100 Вт/м2.

В новых коттеджах, где не сделано утепление стен, где установлены панорамные окна, потери, могут составлять около 300 Вт/м2.

Выбрав для своего помещения ориентировочное значение, можно начать расчет пополнения потерь тепла.

Как подключить греющий кабель внутри и снаружи коммуникаций

Закрепление проводки поверх трубы возможно только в процессе прокладки сетей. Если сети уже находятся под толщей грунта, подумайте, стоит ли тратиться на раскопки или лучше использовать второй, внутренний вариант.

Наружный монтаж

При наружном расположении греющего провода крепление происходит при помощи алюминиевого скотча. Он не только прочно прижмёт кабель к трубе, но и выступит в качестве дополнительного теплоизолятора.

Есть несколько вариантов намотки, рассмотрим их подробнее:

На узловых соединениях используются следующие типы намотки:

Прокладка обогревателя внутри трубы оправдана, если коммуникации установлены ранее и нет возможности извлечь их для наружной обработки. У такого метода обогрева есть свои нюансы, которые придётся учитывать:

• внутренний просвет труб уменьшится;
• могут появиться засоры из-за нарастания налёта на кабеле;
• установка шнура возможна только на прямых трубах или коммуникациях с малым изгибом.

При всех сложностях, у внутреннего типа прокладки есть и преимущества: простой способ монтажа и низкое энергопотребление.

Последовательность прокладки греющего кабеля для водопровода внутри трубы

Завершающий этап – подключение и теплоизоляция

Важный этап установки подогрева труб – подключение кабеля к электросети. Прежде всего, необходимо с помощью термоусадки защитить концы жилы от влаги. Как соединить концы провода смотрите в видеосюжете:

Чтобы устройство работало без перебоев, следует подсоединить терморегулятор и УЗО.

После подключения к сети необходимо установить надежную теплоизоляцию. Для этих целей потребуются полиуретановые утеплители, разрезанные вдоль. Ими оборачивают водопроводную и канализационную сеть.

• Для труб водоснабжения необходим внешний кабель с мощностью не меньше семнадцати Ватт на метр.
• Излишне мощные кабели потребляют много электричества, поэтому подумайте, нужно ли брать систему мощнее, чем требуется.
• Для пластиковых труб следует приобретать саморегулирующий греющий кабель для водопровода.
• Подбор мощности кабеля зависит от диаметра трубы и способа прокладки.
• Для внутреннего обогрева трубопровода в центральной части России достаточно мощности кабеля в десять Ватт и утеплителя толщиной три сантиметра.

Расчет разных типов радиаторов

Если вы собрались ставить секционные радиаторы стандартного размера (с осевым расстоянием 50см высоты) и уже выбрали материал, модель и нужный размер, никаких сложностей с расчетом их количества быть не должно. У большинства солидных фирм, поставляющих хорошее отопительное оборудование, на сайте указаны технические данные всех модификаций, среди которых есть и тепловая мощность. Если указана не мощность, а расход теплоносителя, то перевести в мощность просто: расход теплоносителя в 1л/мин примерно равен мощности в 1кВт (1000Вт).

Осевое расстояние радиатора определяется по высоте между центрами отверстий для подачи/отведения теплоносителя

Чтобы облегчить жизнь покупателям на многих сайтах устанавливают специально разработанную программу-калькулятор. Тогда расчет секций радиаторов отопления сводится к внесению данных по вашему помещению в соответствующие поля. А на выходе вы имеете готовый результат: количество секций данной модели в штуках.

Осевое расстояние определяют между центрами отверстий для теплоносителя

Но если просто пока прикидываете возможные варианты, то стоит учесть, что радиаторы одного размера из разных материалов имеют разную тепловую мощность. Методика расчета количества секций биметаллических радиаторов от расчета алюминиевых, стальных или чугунных ничем не отличается. Разной может быть только тепловая мощность одной секции.

Чтобы считать было проще, есть усредненные данные, по которым можно ориентироваться. Для одной секции радиатора с осевым расстоянием 50см приняты такие значения мощностей:

• алюминиевые — 190Вт
• биметаллические — 185Вт
• чугунные — 145Вт.

Если вы пока только прикидываете, какой из материалов выбрать, можете воспользоваться этими данными. Для наглядности приведем самый простой расчет секций биметаллических радиаторов отопления, в котором учитывается только площадь помещения.

При определении количества отопительных приборов из биметалла стандартного размера (межосевое расстояние 50см) принимается, что одна секция может обогреть 1,8м 2 площади. Тогда на помещение 16м 2 нужно: 16м 2 /1,8м 2 =8,88шт. Округляем — нужны 9 секций.

Аналогично считаем для чугунные или стальные баратери. Нужны только нормы:

• биметаллический радиатор — 1,8м 2
• алюминиевый — 1,9-2,0м 2
• чугунный — 1,4-1,5м 2 .

Это данные для секций с межосевым расстоянием 50см. Сегодня же в продаже есть модели с самой разной высоты: от 60см до 20см и даже еще ниже. Модели 20см и ниже называют бордюрными. Естественно, их мощность отличается от указанного стандарта, и, если вы планируете использовать «нестандарт», придется вносить коррективы. Или ищите паспортные данные, или считайте сами. Исходим из того, что теплоотдача теплового прибора напрямую зависит от его площади. С уменьшением высоты уменьшается площадь прибора, а, значит, и мощность уменьшается пропорционально. То есть, нужно найти соотношение высот выбранного радиатора со стандартом, а потом при помощи этого коэффициента откорректировать результат.

Расчет чугунных радиаторов отопления. Считать может по площади или объему помещения

Для наглядности сделаем расчет алюминиевых радиаторов по площади. Помещение то же: 16м 2. Считаем количество секций стандартного размера: 16м 2 /2м 2 =8шт. Но использовать хотим маломерные секции высотой 40см. Находим отношение радиаторов выбранного размера к стандартным: 50см/40см=1,25. И теперь корректируем количество: 8шт*1,25=10шт.

Трубопровод теплого пола

Расчет длины трубы теплого водяного пола основывается на том факторе, что максимальная длина любого участка не может быть больше, чем 80-100 м.

Схема укладки труб теплого пола и необходимые расчеты

Не следует упускать из внимания и длину шага укладки. В среднем она составляет 150 мм, но может и уменьшаться до 100 мм, что характерно для более прохладных условий. Саму трубу следует размещать на расстоянии 150-250 мм от стенок помещения.

Таблица расхода трубы теплого пола

Для расчета общей продолжительности трубы, предназначенной для отдельного контура, используется следующая формула:

L = S / N * 1.1,

где S – площадь, которую предстоит покрыть данным контуром, N – длина шага укладки, 1.1 – показатель коэффициента, который показывает запас требуемый на изгибы.

Также к этому значению следует прибавлять параметры длины трубы, которые требуются для монтажа линии подачи, а также для создания обратной ветки к коллектору.

Прокладывание труб для теплого пола

Для создания водяного теплого пола также потребуются следующие материалы:

• рулонная гидроизоляция – количество данного материала определяется путем вычисления площади пола с запасом в 10%, который потребуется для перекрытия стыков;
• утеплитель в виде пенополистирола — используется 5 % для подгонки и обрезки;
• лента демпферная – укладывается по периметру комнаты, а также в местах стыка;
• сетка арматурная – количество сетки равняется площади помещения, которая увеличена в 1,4 раза;
• бетон – зависит от предполагаемой толщины стяжки.

Чтобы расчеты были выполнены с максимальной точностью, следует обращаться за помощью к специалистам либо использовать специальную программу, которая называется VALTEC.PRG. Она предназначена для расчета основных параметров различных инженерных систем.

Автоматизация процесса расчетов системы теплого пола

Разновидности труб

Пол представляет собой соединение труб, подключенных к коллектору. Правильные замеры данных являются основой для расчета мощности работы теплового оборудования. Чтобы рассчитать расстояние между трубами и необходимую для укладки длину, стоит ознакомиться с основными видами конструкций и их особенностями. Для монтажа теплого водяного пола используются трубы, выполненные из следующих материалов:

• Сшитый полиэтилен. Этот материал сложен в установке и имеет довольно высокую стоимость. Однако он имеет и массу преимуществ, например, обладает свойством памяти, не подвергается коррозии, устойчив к температурным изменениям.
• Медь. Один из самых стойких материалов, характеризующихся высокой прочностью, устойчивостью к коррозии. Минус в том, что медь достаточно дорога, такие трубы сложны в установке.

• Металлопластик. Достоинства материала заключаются в его экономичности, прочности и безопасности, с точки зрения экологии.
• Полипропилен. Трубы из полипропилена отличаются невысокой стоимостью при высоких технологических характеристиках, включая низкую теплопроводность.

Для расчета необходимого количества труб требуется учитывать особенности укладки, которые сделают эксплуатацию максимально эффективной:

• средний диаметр трубы – 16 мм, а толщина стяжки – 6 см;
• средний шаг укладки в контурной спирали – 10–15 см;
• длина трубы в отопительном контуре не должна превышать 100 метров, при этом стоит учитывать, что труба должна выходить и входить в коллектор без разрывов;
• расстояние между трубой и стеной должно оставаться в пределах от 8 до 25 см;

• общая длина контура должна укладываться в 100 метров при общей площади в 20 м2;
• между длинами витков стоит соблюдать разницу, не превышающую 15 метров;
• минимальное допустимое давление внутри коллектора – 20 кПа;
• чем короче трубопровод, тем меньше необходимость в установке мощного насоса, так как снижается уровень падения давления;
• температура теплоносителя на входе не должна отличаться от температуры на выходе более чем на 5 градусов.

Виды теплых полов

Сейчас существует три основных вида теплого пола, которые различаются по типу теплоносителя, а также имеют разную технологию обустройства. Однако в целом их объединяет одно основное достоинство – нагревательный элемент устанавливается прямо в пирог пола, за счет чего и происходит его нагрев. При этом воздушные массы, находящиеся в комнате, также прогреваются, но у пола воздух будет теплее, выше же этой границы, на уровне головы человека, воздух остается немного прохладным, что позволяет создать оптимальный микроклимат в комнате.

Электрический пол под плитку

Подогрев на основе воды

В этом случае теплоносителем является обычная подогретая вода, которая течет внутри труб, уложенных по определенной схеме и залитых бетонной стяжкой. Срок службы такой системы составляет примерно 20 лет. Довольно надежный и безопасный вариант, но используется либо в частных домах, либо в новостройках, где есть возможность подключения такого пола. В старых многоэтажных домах без разрешения управляющей компании подключить водяной пол не получится, так как монтаж будет предполагать его подсоединение к центральной системе отопления, не рассчитанной на дополнительные нагрузки – в других квартирах может стать очень холодно.

Водяной теплый пол

Недостатками такой конструкции могут выступать вероятность появления протечек и риск затопления помещений, расположенных ниже, а также склонность некоторых типов трубопровода к коррозии. Монтаж, конечно, трудоемкий, но это один из самых экономных вариантов пола. Устанавливать такой подогрев можно под любое финишное покрытие. Однако, если вы хотите использовать возможности водяного тёплого пола максимально эффективно, изучите особенности разных покрытий. Найти идеальный вариант поможет наша статья.

Принцип действия водяного теплого пола

Нагрев при помощи кабеля

Такие полы могут монтироваться в абсолютно любом помещении – хоть в старых, хоть в новых квартирах, домах, офисах и т. д. Этот вариант стал настоящим спасением для тех, кто не может по какой-то причине сделать водяной теплый пол. Система является достаточно простой в монтаже и представляет собой по особой схеме уложенный электрический кабель, находящийся внутри стяжки. Он преобразует электроэнергию в тепло.

Монтаж кабельного теплого пола

Для обустройства подогрева могут применяться саморегулирующиеся и резистивные кабели. В последнем случае обычно используется двужильный (одножильные часто становятся источниками вредного для организма излучения, потому их и не предпочитают использовать). Саморегулирующиеся провода не имеют тех недостатков, которые есть у резистивных. Обычно кабельный пол применяется в случае, если финишное покрытие будет выполнено из плитки или линолеума.

Нагревательный кабель

ИК пол

Это, пожалуй, самая популярная система подогрева пола, так как не требует заливки новой стяжки, проста в монтаже, но по качеству не уступает другим вариантам обогрева. Представлена она тонкими матами, имеющими карбоновые полосы, соединенные друг с другом проводами. Такие полы быстро нагреваются, но и быстро остывают (иногда эта функция нужна), очень тонкие, позволяют быстро отрегулировать температуру нагрева, экономны в плане энергозатрат, просты в ремонте и полностью безопасны для человека. Работает такая система также благодаря электричеству. Недостаток есть – небольшая статика и из-за этого – притяжение пыли к основанию. Подробнее про инфракрасный тёплый пол в зависимости от финишного покрытия читайте в отдельных статьях портала: здесь под ламинат, а здесь — под плитку.

ИК теплый пол под ламинат

Таблица. Сравнение характеристик разных систем.

Цены на электрический теплый пол «Теплолюкс»

электрический теплый пол теплолюкс

Если вы ещё не определились с видом тёплого пола, прочитайте нашу статью с инструкцией по выбору. Там мы подробно рассмотрели преимущества и недостатки разных материалов и составили список рекомендаций.

ИК пленка для теплого пола

Монтаж труб водяного теплого пола и заливка стяжки

В основном выполняется укладка теплого пола с использованием специальных крепежных профилей, которые закрепляются к полу дюбелями и шурупами. На них имеются гнезда для закрепления труб. С их помощью гораздо легче соблюсти расстояние шага между витками трубы.

Трубы чаще всего поставляется в виде бухт. Нельзя вытягивать трубу из бухты виток за витком. Необходимо разматывать постепенно ее по мере укладки и закрепления на полу. Все изгибы производятся аккуратно с соблюдением ограничения на минимально возможный радиус. Чаще всего у полиэтиленовых труб этот радиус равняется 5-ти диаметрам.

Если слишком пережать полиэтиленовую трубу, то на изгибе может появиться белесая полоса. Это значит, что материал начал резко растягиваться и образовался залом. К сожалению, такие дефекты нельзя укладывать в систему теплого пола из-за возрастающих рисков прорыва в этом месте.

Концы труб, которые подводятся к коллектору, при необходимости прокладываются через стены и заключаются в утеплитель из вспененного полиэтилена. Для подсоединения труб к коллектору используется либо евроконусная система, либо обжимной фитинг.

Если Вы впервые сталкиваетесь с полипропиленовыми трубами — советуем почитать об их сварке и монтаже.

Схем укладки труб теплого пола существует несколько. Выбрать подходящую можно исходя из ваших потребностей

Наряду с другими факторами стоит уделить внимание расстановке мебели и планам по её перестановке

Когда установка теплого пола завершена, выполняется обязательная проверка системы под высоким давлением. Для этого в трубы заливается вода и подается давление в 5-6 бар в течение 24 часов. Если протечек и существенных расширений на трубах не замечено, то можно приступать к заливке бетонной стяжки. Заливку проводят при подключенном рабочем давлении в трубах. Только спустя 28 дней можно считать, что стяжка готова, и приступать к дальнейшим работам по монтированию напольного покрытия.

Важные нюансы формирования стяжки теплого пола

Есть некоторые особенности в формировании стяжки поверх водяных теплых полов. Связано это с принципом распределения тепла в ее толще и используемом напольном покрытии.

• Если укладка теплого пола производится под плитку, то следует сделать стяжку толщиной примерно в 3-5 см, или же распределить трубы с промежутком 10-15 см. В противном случае тепло от труб не будет должным образом прогревать пространство между ними, и проявится такое явление как «тепловая зебра». При этом чередование теплых полос и холодных будут достаточно четко чувствоваться стопой.
• Под ламинат, линолеум и т.п. желательно стяжку сформировать более тонкой. Для прочности в этом случае используется еще одна армирующая сетка поверх теплого пола. Это уменьшит тепловой путь от труб к поверхности напольного покрытия. Также под ламинат не укладывается слой теплоизолятора, ведь он только ухудшит эффективность теплого пола.

Включать отопление водяным теплым полом можно при первых намеках начала осенних холодов. Первоначальный прогрев может затянуться на несколько дней, после чего система уже будет поддерживать необходимую температуру. Большая инертность водяных теплых полов может сослужить и хорошую роль, даже если по каким-то причинам котел не сможет некоторое время нагревать воду, система будет еще продолжительно время отдавать тепло помещениям. Кроме этого можно держать систему теплых полов на малой мощности в течение всего года, отключив большую часть контуров и оставив лишь часть, которая обогревает комнаты, где напольное покрытие выполнено керамической плиткой или наливными полами (прихожая, ванная и т.п.), ведь даже при жаркой погоде такие покрытия по ощущениям холодные.

Давление в системе отопления многоэтажного дома

На реальную величину давления влияют следующие факторы:

• Состояние и мощность оборудования, подающего теплоноситель.
• Диаметр труб, по которым теплоноситель циркулирует в квартире. Бывает, что желая повысить температурные показатели, хозяева сами меняют их диаметр в большую сторону, снижая общее значение давления.
• Расположение конкретной квартиры. В идеале это не должно иметь значения, но в действительности существует зависимость от этажа, и от удаленности от стояка.
• Степень износа трубопровода и нагревательных приборов. При наличии старых батарей и труб не следует ожидать, что показатели давления останутся в норме. Лучше предупредить возникновение нештатных ситуаций, заменив отслужившую свое теплотехнику.

Как меняется давление от температуры

Проверяют рабочее давление в высотном доме при помощи трубчатых деформационных манометров. Если при проектировании системы конструкторы заложили автоматическую регулировку давления и его контроль, то дополнительно устанавливают датчики разных типов. В соответствии с требованиями, прописанными в нормативных документах, контроль осуществляют на наиболее ответственных участках:

• на подаче теплоносителя от источника и на выходе;
• перед насосом, фильтрами, регуляторами давления, грязевиками и после этих элементов;
• на выходе трубопровода из котельной или ТЭЦ, а также на вводе его в дом.

Обратите внимание: 10% разницы между нормативным рабочим давлением на 1 и 9 этаже — это нормально

Расчет мощности водяного пола

Расчеты отопительной водяной системы нужно произвести предельно тщательным образом. Любые ошибки в дальнейшем могут привести к дополнительным затратам, так как исправить их можно будет только при полном или частичном демонтаже стяжки, а это может повредить внутреннюю отделку помещения.

Перед тем как приступить к расчетам количества мощности, нужно знать несколько параметров.

Параметры для водяного пола

На мощность отопительной системы влияют несколько факторов, такие как:

• диаметр трубопроводов;
• мощность насоса;
• площадь помещения;
• вид напольного покрытия.

Эти параметры так же помогают произвести расчет длины труб для теплого пола  и их ветки, для обогрева помещений.

Но как производится расчет мощности?

Методика расчетов мощности

Самостоятельно произвести расчеты мощности очень сложно, так как здесь понадобится навык и опыт. По этим причинам его лучше заказать у соответствующей организации, где работают инженеры – технологи. Если все же расчет производится самостоятельно, то за среднюю величину берут 100 Ватт на один квадратный метр. Такая методика применяется в многоэтажных зданиях.

В частных же домах, средняя величина мощности будет зависеть от площади здания. Таким образом, специалистами составлены следующие показатели:

• площадь до 150 кв. м. – 120 Вт/м2;
• площадь от 150 до 300 кв. м. – 100 Вт/м2;
• площадь от 300 до 500 кв. м. – 90 Вт/м2.

Рассмотрев методику расчета мощности, нужно высчитать количество труб. Но для этого вначале стоит ознакомиться со способами их установки.