Расчет водяного теплого пола самым простым методом

Тонкости расчета

В большинстве случаев, на 1 м2 расходуются 5 м трубы. При этом длина шага равна 20 см.

Однако укладывать трубы специалисты рекомендуют исходя из точных вычислений. Для этой цели потребуется формула L=S/N*1,1, где:

• S представляет площадь участка;
• N обозначает шаг укладки;
• 1,1 – запасная труба, необходимая для создания поворотов.

Если прибавить расстояние от коллектора до пола, увеличенное в два раза, получится более точный расчет. Для большего понимания вычислений можно привести пример:

• предположим, площадь участка равна 16 м2;
• расстояние от коллектора до пола – 3,5 м;
• шаг укладки равен 0,15 м;
• следуя формуле: 16 / 0,15 х 1,1 + (3,5 х 2) = 124 м.

Увеличение расхода в зависимости от расстояния между соседними трубами представляет следующая таблица:

Раскладка теплого пола ограничивает длину трубы до 120 м, потому как на это есть ряд причин:

• высокая температура не должна повредить покрытие пола;
• подогрев в контуре при эксплуатации (особенно при протечке) способен повредить цементную стяжку;
• разделение поверхности на несколько участков способствует эффективному обогреву.

По диаметру

Для корректного вычисления диаметра трубы потребуются следующие вычисления:

• 15кПа – давление насоса, обеспечивающего эффективный обогрев;
• длина труб равна 85 м;
• теплоноситель расходует 0,2 м³/ч.

Следовательно, производится расчет по формуле D=18* (p/L*G2) – 0,19, где:

• D обозначает диаметр трубы для теплого пола;
• L – метраж длины изделия;
• p – давление насоса;
• G – расход воды, которая циркулирует в трубах (описывается в документации);
• D=18* (15/85 × 0,22) –0,19 = 13,6 мм.

Производители выпускают трубы 16 мм – наиболее оптимальный вариант для установки системы. Подходящими схемами настройки теплового пола считаются змейка и улитка. Горячая вода при планировании – красная, холодная обозначается голубым цветом.

По длине контура

Отопительная система нуждается в создании конструкции, поддерживающей наиболее эффективное давление и циркуляцию воздуха. Поэтому предел длины водяного контура – 80, максимум 100 метров. Однако не всегда помещение соответствует расчетам, требуя собственные параметры, порой превышающие 150 м. Проблема решается легко – достаточно лишь установить несколько контуров.

К примеру, если помещение требует 240 м трубы, то следует создать три конструкции по 80 м. При этом контурам не обязательно соответствовать друг другу. По мнению экспертов, разница может составлять до 15 метров.

При расчетах необходимо учитывать диаметр трубы и материал изготовления:

• Металлопластиковые изделия наиболее востребованы ввиду низкой стоимости и простого монтажа. В основу лёг полиэтилен с прослойкой из алюминия, которая повышает надежность конструкции. Металл обладает высокой теплопроводностью, чем и привлекает производителей, которые желают создать оптимальные условия теплообмена. При диаметре 16 мм длина контура способна достигать сотни метров.
• Полиэтиленовые конструкции не требуют дополнительного слоя, сшиваясь на молекулярном уровне. Изделие легко гнется, проявляя устойчивость к высоким температурам до 95ºC и к различным химическим растворителям. При 18 мм диаметра предел составит 120 метров.

• Полипропилен обладает высокой жесткостью и прочностью. Он не востребован на рынке и применяется преимущественно для производственных целей. Предел длины для изделия составляет 90-100 метров.
• Медные изделия обладают наивысшей теплопроводностью, за счет которой их цена является самой высокой на строительном рынке. Однако они нуждаются в профессиональной установке, так как при малейшей провинности дают течь.
• Гофротрубы изготовлены из нержавеющей стали. Максимальная длина контура равняется 120 м при диаметре 25 мм. Гофрированные трубы рекомендуют приобретать с рассчитанной заранее длиной, достаточной для одного контура. Такая покупка автоматически устраняет возможность протечки.

Большую площадь следует поделить на составляющие участки в соотношении 1: 2. То есть его ширина будет в 2 раза меньше длины. Следовательно, для того, чтобы вычислить количество участков, потребуются следующие меры:

• При шаге 15 см количество м2 для площади участка не превышает 12;
• шаг 20 см подходит для 16 м2;
• шаг 25 см – 20 м2;
• 30 см – 24 м2.

В последующем при увеличении шага на 5 см площадь соответственно увеличивается на 4 м2. Однако специалисты не рекомендуют вычислять точные значения. Во избежание протечек следует брать про запас 2 м2.

Описание установки

Укладка пленки под линолеум и ковролин.

• Нагревательные пленки должны располагаться так, чтобы они не перекрывались, даже частично, декоративными элементами, плинтусами и другими частями пола. Нагревательные панели, закрытые надстройками могут перегреться.
• Нагревательные пленки следует располагать по длине помещения, в этом случае будет больше цельных полос и меньше точек подключения монтажных проводов.
• Если в полу проходит электропроводка, она должна находиться как минимум в 50 мм от нагревательных панелей и отделяться от нее или структур пола теплоизолирующим материалом, заполняющим это пространство.
• Между нагревательными панелями и источниками тепла должно быть выдержано расстояние не менее 200 мм. К источникам тепла можно отнести горячие трубы, камины, духовки и т.д.
• Нагревательная пленка разрезается вдоль нагревательных полос по пунктирным линиям отреза. Запрещается разрезать пленку по иным линиям!
• Температурный датчик устанавливается в гофро-трубке посередине между двумя пленками.
• Нагревательная пленка крепится при помощи армированного скотча.

Как выбрать диаметр трубы отопления

Точно рассчитать, какого сечения трубы вам нужны, не получится. Придется выбирать из нескольких вариантов. А все потому, что добиться одинакового эффекта можно разными способами.

Поясним

В принципе все, что нам нужно, — это за определенный промежуток времени «прогнать» определенное количество теплоносителя. Тут есть два варианта: поставить трубы меньшего диаметра и подавать теплоноситель с большей скоростью, или  сделать систему большего сечения, но с меньшей интенсивностью движения. Обычно выбирают первый вариант. И вот почему:

• стоимость изделий меньшего диаметра ниже;
• с ними работать легче;
• при открытой прокладке они не так привлекают внимания, а при укладке в пол или стены требуется меньшие по размерам штробы;
• при небольшом диаметре в системе находится меньше теплоносителя, что снижает ее инерционность и ведет к экономии топлива.

Так как есть определенный набор диаметров и определенное количество тепла, которое по ним нужно доставить, каждый раз считать одно и то же — неразумно. Потому были разработаны специальные таблицы, по которым в зависимости от требуемого количества тепла, скорости движения теплоносителя и температурных показателей работы системы, определяется возможный размер. То есть для определения сечения труб в системе отопления находите нужную таблицу и по ней подбираете подходящее сечение.

Расчет диаметра труб для отопления производился по такой формуле (при желании можете посчитать). Затем рассчитанные значения записывались в таблицу.

Формула расчета диаметра трубы отопления

Где:

D — искомый диаметр трубопровода, мм
∆t° — дельта температур (разница подачи и обратки), °С
Q — нагрузка на данный участок системы, кВт — определенное нами количество тепла, необходимое на обогрев помещения
V — скорость теплоносителя, м/с — выбирается из определенного диапазона.

В системах индивидуального отопления скорость движения теплоносителя может быть от 0,2 м/с до 1,5 м/с. По опыту эксплуатации известно, что оптимальная скорость находится в пределах 0,3 м/с — 0,7 м/с. Если теплоноситель движется медленнее, возникают воздушные пробки, если быстрее — сильно возрастает уровень шумов. Оптимальный диапазон скоростей и выбирают в таблице. Таблицы разработаны для разных видов труб: металлических, полипропиленовых, металлопластиковых, медных. Рассчитаны значения для стандартных режимов работы: с высокими и средними температурами. Чтобы процесс подбора был более понятен, разберем конкретные примеры.

Особенности проектирования

Все расчёты водяных тёплых полов должны быть произведены предельно тщательно. Любые недочёты при проектировании могут быть исправлены только в результате полного или частичного демонтажа стяжки, что способно не только повредить внутреннюю отделку в помещении, но и приведёт к значительным затратам времени, сил и средств.

Рекомендуемые температурные показатели поверхности пола в зависимости от вида помещения составляют:

• жилое помещение — 29 °C;
• участки около наружных стен — 35 °C;
• ванные комнаты и зоны с высокой влажностью — 33 °C;
• под напольное покрытие из паркета — 27 °C.

Короткие трубы предполагают использование более слабого циркуляционного насоса, что делает систему экономически выгодной. Контур с диаметром 1,6 см не должен быть длиннее 100 метров, а для труб с диаметром 2 см максимальная длина составляет 120 метров.

Таблица решений для выбора системы водяного теплого пола

Схема теплого пола

Для начала на миллиметровой бумаге нужно нарисовать план каждой комнаты. Раскладка покажет расположение окон, дверей и мебели. Оставшееся пространство заполнит контур. Теперь нужно определить диаметр труб, шаг и общую длину контура.

Красным цветом изображены трубы подачи энергоносителя, синим – обратного хода. Составление такой схемы на бумаге поможет лучше провести расчеты мощности системы

Труба для пола

До приобретения труб нужно определить, сколько оптимальное расстояние между витками. Каждый контур может иметь свой показатель. Но стоит помнить, что в среднем на 1 м2 может быть произведена укладка 5 погонных метров труб.

Контур в комнате с площадью 15 м2 будет длиной 110 метров.

Расстояние между витками должно учитывать диаметр трубы. Так, контур будет иметь шаг от 15 до 50 сантиметров там, где диаметр ¼ дюйма, а если диаметр ½ — от 25 до 80 см.

Берем калькулятор.  — формула, по которой можно произвести расчет необходимого количества метров. – квадратура помещения, – расстояние между витками, 1,1 – показатель, учитывающий загибы труб.

 (метров)

Укладка труб в системе «теплый пол» может быть выполнена в нескольких вариантах. Но главные требования для труб — прочность и гибкость.

Определение мощности водяного пола

Избыток тепловой энергии так же плох, как и её недостаток. Оптимальная теплоотдача достигается тогда, когда расход энергоносителя невысок, а в доме тепло.

Существуют нормы удельной мощности отопительного прибора, которые постоянны для отдельной климатической зоны. Так, например, северный регион, в частности, Красноярск, имеет Wуд от 1,5 кВт до 2 кВт. Формула для расчета мощности котла, подающего горячую воду, следующая:

Итак, если в Красноярске при помощи теплого пола будет обогреваться весь первый этаж частного дома (например, 200 м2), то

Перед покупкой котла нужной мощности стоит определиться с тем, будет ли он подавать горячую воду в краны. Если да, то нужно приобретать двухконтурный котел с той мощностью, которая определена установленной формулой.

Современное отопительное оборудование имеет компактные размеры и работает практически бесшумно, тем не менее для соединения всех частей системы лучше выделить отдельное помещение

Для сборки всей конструкции производим расчет отводов в коллекторе. Сделать это чрезвычайно просто. Количество контуров в системе нужно умножить на 2. К коллектору подсоединяют трубы прямого и обратного хода. Еще приобретаются фитинги, заглушки, краники, насос.

Стяжка для водяного пола

Укладка труб выполнена, расход энергоносителя определен, поэтому «пирог» заливает раствор. Делать это лучше в два этапа:

1. заливка достаточно плотным бетоном;
2. после полного высыхания первого слоя, заливка жидкой смесью для ровной поверхности.

Расчет пропорции раствора для черновой стяжки должен исходить из того, что состав смеси такой:

• песок — 3 части, когда цемент марки М300 и 4 части, если М400;
• цемент 1 часть;
• вода 0,7.

Сделать бетонную смесь можно при помощи бетономешалки. Она облегчит равномерное смешивание компонентов раствора

Осталось только определить необходимое количество м3 бетона и материалов, из которых он будет изготовлен. Итак,

1. предполагаемая толщина черновой стяжки 5 сантиметров;
2. квадратура одной комнаты 15;
3. стабильный коэффициент для города Красноярск 1,02.

Все эти величины нужно перемножить.

Это значит, что после округления для комнаты понадобится 0,8 м3 бетона. Чтобы знать, сколько нужно цемента проведем еще один расчет. Строительные нормы регламентируют расход цемента для 1 м3 бетона в размере 490 килограмм (имеется в виду марка М400). Значит, для комнаты площадью 15 м2  нужно

килограмма.

Количество цемента в одном мешке 50 кг. Это около 8 мешков. Песка нужно в 4 раза больше, чем цемента.

килограмм.

Количество песка – 1,5 тонны.

Для чистовой стяжки расчеты нужно провести также, состав смеси здесь тот же, только воды придется использовать больше. Если же будет куплена готовая смесь, нужно прочесть инструкцию, где указан не только состав, но и количество готовой смеси в пересчете на объем стяжки. В среднем, на 1 м2  поверхности с высотой 2-2,5 сантиметра нужен один мешок готовой смеси (50 килограмм).

Заливка пола чистовой стяжкой предполагает, что будет сделана идеально ровная поверхность, на которую после высыхания можно укладывать верхнее покрытие

Чем больше учтено деталей, тем точнее расчет, проще монтаж, лучше укладка и выше результат. Вполне можно создать проект, который по стоимости будет доступным, а в эксплуатации качественным и эффективным.

Видео для тех, у кого остались еще вопросы, как рассчитать теплый водяной пол.

Основания теплого пола

Тип перекрытия влияет на материалы и выбор толщины слоев над и под трубой. Основа для теплых полов — цементные стяжки и настильные системы из полистирола или деревянных межтрубных досок. Алюминиевый профиль в реечных модулях служит как изоляция дерева от прямого контакта с нагревательным элементом и для крепежа труб.

Статья по теме:

Разводку труб контура на бетонных плитах перекрытия устраивают в теле бетонной стяжки. Объем материала и монтажные расчеты теплых полов определяют после предварительной разметки поверхности (гидравлическим или лазерным уровнем). План раскладки выполняют на бумаге (масштаб 1:50). От точности, с которой проводится вычисление, зависит расход материала и скорость выполнения работ.

В настильном варианте монтажа теплого пола в модульных плитах предусмотрены пазы для прокладки труб водяного пола

Очищенную и обработанную полимерной грунтовкой поверхность, заблаговременно выравнивают, по грунтам и первым этажам делают гидроизоляцию. Оклеивают стены по периметру демпферной лентой на высоту, которая уйдет под стяжку (с небольшим запасом). Теплоизоляционный материал с фольгированным основанием экранирует удельный тепловой поток вверх в заданном направлении. Теплопотеря через фольгу не превышает 5%.

Арматуру укладывают поверх утеплителя, каркас придает жесткость стяжке и позволяет достигнуть правильной фиксации шага. Трубный контур выкладывают, крепят, испытывают контур под давлением и заливают раствором стяжки.

Теплый водяной пол смонтирован с использованием специальных матов

Облегченные модульные системы применяют для деревянных конструкций (черновой пол или лаги), которые не обладают способностью к высоким статическим нагрузкам.

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.

Расчеты труб для водяного теплого пола (длина, диаметр, шаг и способы укладки и трубы)

Ограниченная длина низконапорного отопительного контура связана эффектом «замкнутой петли», при котором потеря давления превышает 20 кПа (0,2 бара). Увеличение мощности насоса, в данном случае не выход — сопротивление будет возрастать пропорционально увеличению давления.

Теплые водяные полы лучше обустраивать в помещениях, где проживают постоянно, а не пользуются время от времени

Расчетная длина труб для теплого пола определяется по формуле:

L = (S/a×1,1) + 2c, (м), где

L — длина контура, м;

S — площадь, контура, м²;

a — шаг укладки, м;

1,1 — увеличение размера шага на изгиб (запас);

2c — длина подводящих труб от коллектора до контура, м.

Схема обустройства теплого водяного пола в бетонной стяжке

Обогревательный контур прокладывают, отступив 0,3 м от стен. Учитывают открытую площадь пола, которая передает равномерный поток излучения. Специалисты не рекомендуют монтировать отопительный контур в местах расстановки мебели. Длительная статическая нагрузка может стать причиной деформации труб.

При большой площади помещения отопительный контур разбивают на сектора. Основные правила зонирования — соотношение длин сторон 1/2, обогрев площади одного сектора не более 30 м² и соблюдение одинаковых длины и диаметра для цепей одного коллектора.

Температура теплоносителя в контуре теплого пола зависит от тепловой нагрузки, шага укладки, диаметра труб, толщины стяжки и материала напольного покрытия

Таблица 2. Соотношение длин и диаметров труб контура:

Диаметр и шаг трубной раскладки зависит от тепловой нагрузки, назначения, размера и геометрии комнаты. Зона распространения тепла пропорциональна радиусу трубы. Труба обогревает участок пола в каждую сторону от центра трубы. Сбалансированный шаг труб: Dy 16 мм — 0,16 м; 20 мм — 0,2 м; 26 мм — 0,26 м; 32 мм — 0,32 м.

Конструкция металлопластиковых труб для теплого водяного пола

В паспортных данных изделий указывают максимальную пропускную способность труб, на основании которой вычисляют линейное изменение давления. Оптимальное значение скорости теплоносителя в трубах водяного отопления 0,15 ÷ 1 м/с.

Таблица 3. Зависимость шага от площади и нагрузки сектора:

Варианты укладки труб: простые, угловые или двойные петли (змейки), спирали (улитки). Для узких коридоров и помещений неправильной формы используют укладку змейкой. Большие площади разбивают на сектора. Допускается комбинированная укладка: в краевой зоне труба выкладывается змейкой, в основной части — улиткой.

Варианты укладки труб водяного теплого пола

По периметру, ближе к наружной стене и возле оконных проемов, проходит подача контура. Шаг укладки в краевых зонах может быть меньше расстояний между трубами в центральной части комнаты. Подключение усилений краевой зоны необходимо для повышения мощности теплового потока.

В расчетах труб для водяного теплого пола используют диаметры 16, 20, 26, 32 мм.

Укладка труб водяного теплого пола по спиральной схеме снижает гидравлическое сопротивление

Для систем теплых водяных полов применяют гофрированный, нержавеющий стальной, медный, металлопластиковый, сшитый полиэтиленовый трубопровод. Гофрировать трубу для теплых полов стали относительно недавно для того, чтобы облегчить монтаж конструкции и сократить расход на поворотные увеличения длины.

Полипропиленовый трубопровод обладает большим радиусом изгиба, поэтому в системах теплых полов применяется редко.

Гофрированная труба из нержавеющей стали для обустройства водяного теплого пола

Расчёты труб и мощности

Данные, полученные в результате измерения, являются основой для расчета мощности таких приборов, как тепловые насосы, газовые или электрические котлы, а также позволяют определить расстояние между трубами при монтажных работах.

Гофрированные трубы из нержавеющей стали характеризуются эффективностью и качеством теплоотдачи,

• Медные трубы характеризуются высокой теплоотдачей и высокой стоимостью,
• высококачественные тепловые трубы характеризуются высокой тепловой стоимостью, высоким сопротивлением и высокой ценой,
• металлические пластиковые трубы с идеальным соотношением качества и цены,
• трубы из вспененного полиэтилена с низкой теплопроводностью по выгодной цене.
• Использование специальных компьютерных программ значительно упрощает расчеты и обеспечивает максимально возможную точность. Все расчеты должны учитывать способ установки и расстояние между трубами.

Основными ценностями, характеризующими систему, являются

Необходимая длина отопительного контура,

• Равномерность распределения излучаемой тепловой энергии,
• Значение допустимых пределов для активной тепловой нагрузки.
• Следует отметить, что для больших отапливаемых помещений расстояние и одновременно уровень температуры теплоносителя могут быть увеличены. Возможное расстояние установки составляет от пяти до шестидесяти сантиметров.

Наиболее распространенные соотношения расстояния и тепловой нагрузки следующие:

Расстояние в 15 см соответствует теплоносителю мощностью 800 Вт на 10 м²,

• Расстояние в 20 см соответствует тепловой нагрузке от 500 до 800 Вт/м²,
• Расстояние в 30 см соответствует тепловой нагрузке до 500 Вт на 10 м².
• Для того чтобы понять, достаточно ли использовать систему в качестве единственного источника отопления или теплый пол можно использовать только как дополнение к основной системе отопления, необходимо произвести приблизительный предварительный расчет.

Для определения фактической плотности теплового потока на м² обогреваемого пола применяется формула:

Черновые расчёты теплового контура

g (Вт/м²) = Q (Вт) / F (м²)

g — плотность теплового потока,

• Q — общая потеря тепла в помещении,
• F — площадь покрываемого пола.
• Для расчета значения Q учитывается площадь всех окон, средняя высота потолков в квартире и теплоизоляционные свойства полов, стен и потолков. Если теплый пол используется в качестве дополнительного отопления, полезно рассчитать общие теплопотери в процентах.

Для получения точного расчета рекомендуется обратиться за советом к профессионалам, специализирующимся на установке сантехнических систем в зданиях.