Расчет материала на теплый пол. Как правильно рассчитать теплый водяной пол

Создание теплого пола – это прекрасная возможность обеспечить комфортный микроклимат в собственном жилище. Популярность данной системы отопления (СО) обусловлена высокой доступностью современных материалов, благодаря которым монтаж системы может выполнить любой домашний мастер, знающий основы теплотехники и сантехнических работ.

Перед тем как приступить к созданию данной отопительной системы необходимо провести сложные вычисления и подготовительные работы. О том, как рассчитать теплый водяной пол и пойдет речь в этой публикации.

Расчет мощности водяных нагреваемых полов

Важно! Приведенная ниже методика достаточно сложна и требует определенных знаний, опыта и навыков проектирования. Заказывать расчет водяного теплого пола и отопления необходимо в специализированной организации. Все формулы и данная методика приведены в ознакомительных целях.

В интернете и специализированной литературе приведены масса способов расчета теплого пола, среди которых большинство публикаций, не внушающих доверия. Кроме того, практически каждый производитель данной продукции предлагает использовать в вычислениях данные и номограммы, которые противоречат логике и нормативным документам (в частности ). Существует методика расчета водяного теплого пола, которой пользуются проектные организации.

Исходные данные

Для проведения вычислений необходимо иметь следующие данные:

Температура на подаче в системе теплый пол (ТП) t п;
Температура в обратке ТП t о;
Предполагаемая температура воздуха в отапливаемом помещении t в;
Температура в помещении ниже расчетного t низ;
Внутренний диаметр трубопровода, из которого изготовлен змеевик ТП D в;
Наружный диаметр трубопровода, из которого изготовлен змеевик ТП D н;
Коэффициент теплопроводности трубопровода λ тр;
Теплоотдача поверхности, находящейся под ТП (нижележащая, горизонтальная) α н;
(определяется по СНиП 23-02-2003 и СП 23-101-2004).
Коэффициент теплоотдачи от теплоносителя к внутренней стенке трубы α вн;
Коэффициент теплоотдачи пола α п;(как правило, данное значение находится в пределах 10-12 Вт/м 2 К);
Термосопротивление материалов пола, находящихся над змеевиком водяного ТП.

Исходные данные для удобства вычислений необходимо скомпоновать в таблицу:

Далее, суммируя теплопроводность (по таблицам) материалов, используемых в стяжке, необходимо рассчитать термическое сопротивление над змеевиком и под трубопроводом теплого пола. Например:

Для удобства дальнейших расчетов составляем таблицу, например:

Методика расчета

Подобная методика заложена в некоторые программы для расчета теплого пола, распространяемые на платной основе.

Упрощенная методика

Совет: как видно из приведенного выше примера, точный расчет водяного ПТ – это очень сложный процесс, который лучше доверить профессионалам.

Упрощенный метод основан на следующем алгоритме: теплоотдача теплого пола должна компенсировать или превышать не более чем на 25% теплопотери помещения. Для расчета теплых полов по площади помещения, необходимо иметь данные о теплопотерях, запланированной температуре и некоторым особенностям строения напольного покрытия.

Первое, что нужно сделать – это составить план-схему отапливаемых помещений с подробным обозначением оконных и дверных проемов
Вычисляем потребность тепла для каждого помещения. Для этого рассчитываем теплопотери помещения.

Производим расчет необходимой мощности теплого пола на 1 м 2 по формуле:

где: Q — суммарный показатель теплопотерь; F – площадь, которая отведена под укладку змеевика ТП.

На основании полученных данных о мощности ТП, выбираем шаг трубопровода (расстояние между витками).

Важно! Следует знать, что шаг укладки трубопровода соответствует определенной тепловой нагрузке: 15 см – от 80 Вт/м 2 ; 20 см — от 50 — 80 Вт/м 2 ; 30 см – до 50 Вт/м 2 .

Имея необходимые значения шага, по таблице можно определить диаметр трубопровода, рекомендованную среднюю температуру теплоносителя.

Представленная выше таблица позволяет сделать расчет длины трубы для теплого пола, зная его необходимое количество (при выбранном диаметре) на 1 м 2 отапливаемой площади.

Совет: При самостоятельном проектировании данной СО следует знать, что длина трубопровода в одном контуре не должна превышать 100 пг.м. Например, для обогрева комнаты, площадью 20 м 2 необходимо 200 п.м. трубы, диаметром 16 мм. Для корректной работы данной СО необходимо создать минимум 2 отдельных контура по 100 п.м каждый.

Выбираем тип укладки змеевика. Как правило, при самостоятельном создании «теплых полов» применяют две основные схемы укладки: «змейкой» или «улиткой». Расположение трубопровода зависит от участков с наибольшими теплопотерями. Такими участками являются пол возле входа и оконных проемов. Выбирайте схему, трубопровод в которых в данных участках будет иметь наибольшую температуру.

Если возникает сложность на данном этапе, то наиболее простой метод расчета трубы для теплого пола – калькулятор, который можно найти на специализированных порталах.

Выбор трубы. Как правило, для создания данной СО применяют трубы из: металлопластика, пропилена и сшитого полиэтилена.

Совет: Профессионалы рекомендуют обратить внимание на трубопровод из сшитого полиэтилена, который имеет наименьший коэффициент линейного расширения, чем представленные аналоги. Если выбор пал на пропилен, то для теплого пола применяйте только армированные марки данного материала.

где:
G – производительность насоса л/ч;
0,86 – коэффициент для перевода Вт/ч в ккал/ч.
Δt – разница температур между подачей и обраткой.

Расчет электрического теплого пола

Чаще всего, при самостоятельном обустройстве электрических нагреваемых полов, возникает потребность в расчете резистивных (кабельных) изделий.

Вычисляем теплопотери помещения, чтобы знать, сколько тепла следует подать в комнату для создания комфортного микроклимата.
Составляет план-схему для выяснения площади, на которой будет располагаться греющий кабель.
Выбираем шаг укладки (от 10 до 30 см.)

Важно! Чем больше шаг, чем менее равномерно будет прогреваться пол. Возможно появления «тепловой зебры».
Рассчитываем необходимую длину кабеля используя формулу: L=S/Dx1,1 где: S – площадь нагрева; D – шаг укладки; 1,1 – поправка на изгибы.

Сегодня, большинство производителей данной продукции указывают мощность кабеля на определенный его отрезок. Например, кабель DTIP – 18 продается отрезками по 22 метра и имеет маркировку: 220/230; 360/395. Первые две цифры – напряжение питания; вторые – мощность отрезка при 220/230 V. В маркировке есть цифра 18, которая указывает на мощность 1 п.м кабеля – 18 Вт. Проверить данное утверждение легко: 395/22= 17,95 на 1 метр погонный изделия.

Каждый этап проекта должен быть грамотно разработан с учетом всех норм, правил и нюансов. Перед тем как рассчитать водяной теплый пол, следует ознакомиться с особенностями его монтажа. Это обосновано тем, что ошибки, которые будут возникать в процессе эксплуатации, исправить будет уже не возможно.

Прежде чем приступить к организации теплого пола, следует знать основу и принцип работы. Первым шагом является составление общей схемы укладки труб, при этом особое внимание следует уделить полезной площади помещения, также размещению предметов мебели. С учетом масштаба комнаты формируется чертеж, на который следует наносить только точные замеры.

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

Мощность водяного теплого пола

Принцип работы водяного теплого пола очень отличается от традиционного метода обогрева дома, так для обычного способа отопления свойственны температурные перепады. В результате такого явления активность конвекционных потоков возрастает. Недостатком такого подхода к обогреву помещений является большая вероятность травматизма. Это вызвано перегревом самих элементов отопительного устройства, которые могут привести к осушению кожи и образованию ожогов.

В основе метода обогрева помещения путем использования способа водяного теплого пола лежит принцип использования не горячей, а теплой воды.

Терморегулятор для теплого пола

В среднем ее значение может колебаться от 35 до 45 градусов, но при этом максимальный ее показатель составляет 50 градусов по Цельсию. Таким образом, для эффективного обогрева помещений используется вода невысокой температуры, которая позволит достичь не только оптимального результата, но и снизить вероятность получить травму к нулю.

Благодаря системе отопления в виде водяного теплого пола, предоставляется возможность создать благоприятные температурные условия, используя при этом лишь 40-150 Вт на квадратный метр. Несмотря на то, что этот показатель является относительно небольшим, но его вполне достаточно для достижения цели. Равномерное распределение водяного потока по всему периметру комнаты дает возможность снижать мощность обогревательного устройства.

Необходимые расчеты

Количество электроэнергии, которое необходимо для обогрева 1 кв. м., представляет собой основополагающий фактор. Благодаря ему предоставляется возможность определиться с типом обогрева помещения, а именно основной или дополнительный это вид. При этом следует исходить из тех факторов, что пространство, которое подвергается активному обогреву, должно немного превышать половину общей площади этой комнаты. Зачастую данный показатель имеет значение в 60-70%. Если водяной теплый пол характеризуется, как единственный источник тепла, то значением мощности термопленки принимается показатель в 150Вт/м².

Определение мощности теплого пола при помощи специальных программ

Если данный способ отопления используется в качестве дополнения к основному, то тогда показатель удельной мощности равняется 110-120 Вт/м².

С целью экономии затрат на оплату электрической энергии, которая используется обогревательным устройством, рекомендуется подключать термостат в сеть инфракрасного теплого пола. В результате это дает возможность не только установить контроль над работой электрических компонентов, но и снижать при этом затраты на 35%. Таким образом, можно утверждать, что электрический теплоноситель употребляет лишь 65% изначально планируемой мощности.

Исходя из вышеуказанных данных, можно с легкостью рассчитать необходимое количество энергии для отопления помещения площадью 18 кв. м. на протяжении 1 часа.

18 м² х 0,7 х (150 Вт/м² х0,65) = 1229 Вт/час,

где 0,7 – является коэффициентом, значение которого показывает долю задействованной площади под раскладку инфракрасного обогревателя,

0,65 – показатель, уточняющий процент работы элементов при условии использования терморегулятора.

Если стоимость 1 кВт электроэнергии составляет 3,58 р., то тогда цена за 1 час составляет:

1229 х 3,58 / 1000 = 4,40 р., а за 7 часов работы за весь день: 7 х 4,40 = 30,8 р.

Выполнение расчетов подобного типа несет в себе важную информацию, которая необходима для организации трубопровода для теплого пола. Результаты вычислений будут очень полезными при разработке самой конструкции обогревательного устройства.

Внешний вид конструкции теплого пола

Температурный показатель поверхности пола для ванных комнат при таком способе отопления может достигать различных значений, максимум которых закреплен на 33 градусах.

Таким образом, чтобы рассчитать продолжительность трубопровода водяного теплого пола, следует руководствоваться такими величинами, а именно теплопотеря, доля площади помещения, которая задействована под обогрев, и показатель нормативной температуры.

Значение удельной мощности в зависимости от типа обогреваемых помещений

В зависимости от типа помещения, которое предстоит обогреть, выделяют различные требования для отдельных комнат.

Расчет мощности и таблица теплопотребления разных частей здания

Такое деление возникает из-за функционального предназначения рассматриваемой площади. Если сравнивать спальню и застекленную лоджию, то для второго варианта требуется намного больше мощности, чем для первого. Стандартными показателями считаются следующие данные: кухня – 110-150 Вт/м², ванная – 140-150 Вт/м², лоджия под стеклянным покрытием – 140-180 Вт/м².

Значения удельной мощности также принято указывать с некоторым запасом. Такое решение принято на основании того, что создается запас в 30 % для той системы, которая работает в режиме 70 %.

Значение мощности необходимой для обогрева квадратного метра

Главным показателем, на который ориентируется человек при выборе способа нагревательного устройства, является расчет мощности водяного теплого пола на квадратный метр. Если теплый пол является единственным источником отопления, то удельная его мощность должна характеризоваться такими значениями – 150-180 Вт/м² . Если данный способ обогревания выступает в качестве дополнительного, то величина мощности приравнивается к 110-140 Вт/м² .

Расчет водяного теплого пола и его мощности дает возможность спроектировать отопительную систему с максимальной эффективностью, что в итоге отразится на продолжительности ее полезного использования.

Укладка водяного теплого пола

Так как погода бывает переменчивая и потребность в обогреве помещений изменяется, следует использовать регуляторы. Различают их ручного и автоматического типа.

Тип подключения теплого пола в санузле – от полотенцесушителя

При формировании контура теплого пола, особое внимание следует уделить выбору способа его подключения. В качестве места для подсоединения к общей системе может быть радиатор, магистральная труба, полотенцесушитель.

Полотенцесушитель для подключения системы теплого пола

При формировании отопительной системы, следует учитывать тот фактор, что использовать насос для прокачки жидкости по системе в ванной совсем не обязательно. Это обосновано тем, что большинство таких помещений не имеют большой площади и естественного циркулирования будет вполне достаточно. Прежде чем смонтировать теплый пол водяной, расчет туб следует выполнить тщательно и хорошо подготовить поверхность, а именно удалить старое покрытие.

Выполнение проекта теплого водяного пола

Если выбор способа подключения к системе отопления сделан в пользу полотенцесушителя, то в обязательном порядке следует предусмотреть установку краном, а именно Маевского или обычного типа. Благодаря таким элементам предоставляется возможность удалить из системы образовавшийся воздух.

Когда водяной теплый пол в ванной от полотенцесушителя работает, то на его обратку следует установить гермостатический клапан RTL. Благодаря такому устройству будет осуществляться не только регулировка подачи воды, но и температурного режима. Обратку в данном случае рекомендуют подключать в магистральную систему.

В целях безопасности и удобства в последующем обслуживании не следует бетонировать узел подключения. В противном случае доступ к нему будет исключен, что является не очень хорошо. Зачастую в качестве места его установки выбирают пространство под ванной либо нишу в стене, если такая имеется. При втором варианте обычно ее скрывают под декоративной дверцей или же плиткой, которую легко потом снять.

Очередность выполнения монтажных работ

Чтобы теплоотдача теплого водяного пола была максимальной, применяется теплоизоляция. В качестве материала берется экструдированный пенополистирол толщиной в 50 мм и плотностью 35 кг на куб либо фольгированный пеноизолом. Следующим шагом является укладка отражающей пленки, задача которой направить тепловую энергию вверх. Для покрытия стен используется демпферная краевая лента. Ее задача – это защита стяжки от образования трещин.

Потом наступает черед укладки металлопластиковых труб.

Металлопластиковые трубы для конструкции теплого пола

Самым часто используемым методом является способ «улитка». Для нее характерно:

шаг между трубами равняется 15 см, вблизи наружных стен – 10см;
их крепление осуществляется при помощи скоб и вязальной проволоки, используется либо монтажная сетка, либо пластмассовый распределитель.

Если теплоизоляция производится за счет пленки, ее следует прикрепить к напольному покрытию саморезами.

Герметичность трубопровода и стяжки пола

С целью избежать неприятностей в будущем по поводу качества выполненной укладки теплого пола, следует в обязательном порядке проверять ее на герметичность соединения.

Проверка системы на герметичность

Этот процесс осуществляется путем заполнения системы водой. При положительном результате наступает черед заливки бетона, но при этом все трубы должны быть наполнены жидкостью с давлением в 2 атм. Этот слой в общей сложности должен равняться 6 см. После затвердения смеси, следует выполнить обрезку краевой ленты, которая выступает за края, и начать укладывать плитку.

Только после 21-28 дней от дня заливки бетонной смеси систему можно вводить в эксплуатацию. Но при этом следует делать это постепенно – повышать температурный режим со временем. В противном случае это грозит появлением разности коэффициента расширения.

Таким образом, подключить водяной теплый пол можно к любому элементу общей системы, но при этом следует учитывать все нормы и требования. А вот правильность проведения расчетов дает возможность продлить срок эксплуатации такого способа отопления на длительный период.

Схема укладки труб теплого пола и необходимые расчеты Таблица расхода трубы теплого пола Прокладывание труб для теплого пола Автоматизация процесса расчетов системы теплого пола Терморегулятор для теплого пола Внешний вид конструкции теплого пола

Метод расчета длины нагревательного кабеля и шага укладки теплого пола.

С появлением систем теплых полов задача грамотного обогрева помещений намного упростилась.

Применение таких систем в отоплении не только позволяет свести к минимуму расходы на приобретение и монтаж отопительных приборов, но и значительно расширить возможности авторского дизайна для помещений любого назначения.

Электрический теплый пол имеет несколько неоспоримых преимуществ перед другими системами, именно поэтому он пользуется наибольшей популярностью в отоплении помещений. Причем возможно два способа его применения – как основная система отопления и как элемент общей системы для создания большего комфорта в помещении.

Прежде чем приобретать и монтировать теплый пол, необходимо произвести правильный расчет необходимых параметров системы, чтобы найти компромисс между излишней генерацией тепла в помещении и тратой денег на приобретение расходных материалов. Это поможет сэкономить немалые средства на всех стадиях работы по монтажу.

В процессе расчета станет ясно какими характеристиками должен обладать теплый пол, его мощность, общая площадь и ширина шага укладки термоэлементов для разных помещений.

Внимание! При укладке систем теплого пола, необходимо помнить, что размещение нагревательных элементов под стационарной мебелью без ножек, а, следовательно, хорошей вентиляции, строго запрещено.

Это связано с тем, что без должного отвода тепла от поверхности пола, нагревательные элементы будут постоянно перегреваться и очень скоро выйдут из строя. Этот нюанс также следует учитывать при расчете :

Первое что нужно сделать, это вычислить общую площадь в помещении , на которой необходим монтаж теплого пола. Для этого нужно составить примерный план комнаты в масштабе и указать на нем расположение стационарной мебели также в масштабе. Затем из общей площади комнаты отнять площадь поверхности, на которой находится мебель. Например, общая площадь кухни составляет 10 м 2 . Мебель и бытовая техника занимают 4 м 2 площади. Тогда теплый пол необходимо укладывать на оставшихся 6 м 2 .
Рассчитывается общая мощность отопительной системы пола . Для каждого помещения существуют свои нормы мощности теплого пола на единицу площади. В таблице ниже можно ознакомиться с основными из них. Видно, что для комфортного обогрева пола на кухне первого этажа рекомендуемая мощность составляет 140-150 Вт/м. Обычным умножением находим, что общая мощность в данном помещении должна быть не ниже: 6 м 2 * 140 Вт/м2 = 840 Вт. Зная этот показатель можно рассчитать необходимую длину нагревательного кабеля или мощность мата при использовании продукции такого типа.

Расчет теплого пола в качестве основного вида отопления

При использовании данных систем как основного источника тепла в доме или квартире, необходимо помнить, что площадь, которую должен занимать пол с подогревом должна быть не менее 70 % от общего пространства любого помещения.

Если данный параметр не будет соблюдаться , велика вероятность что теплый пол не будет справляться со своей функцией.

Вычисляется общая мощность теплопотерь в данном помещении. Теплопотери присутствуют во всех без исключения строениях. Они зависят от:

Климатических условий, в которых эксплуатируется помещение.
Наличии и площади окон.
Степени утепления стен, пола и потолка.
Ориентация строения по сторонам света и др.

При строительстве зданий с соблюдением всех требований по теплоизоляции конструкций примерная мощность теплопотерь рассчитана и составляет 100-130 Вт/м 2 для различных помещений в новых домах и 150-170 Вт/м 2 в старых обветшалых постройках.

При использовании теплого пола в качестве основного источника тепла , его мощность должна превосходить потери тепла в 1,5 раза. То есть, в случае с вышеописанной кухней, у которой теплопотери составляют, например, 1000 Вт, мощность источника тепла, в нашем случае теплого пола должна составлять: P = 1000 Вт * 1,5 = 1500 Вт.

С учетом того, что нагревательные элементы будут занимать всего 6 м 2 площади, получим: 1500 Вт / 6 м 2 = 250 Вт/м. Именно такой удельной мощностью должен обладать квадратный метр теплого пола. Приобретая материалы необходимо обязательно это учитывать .

Важно: при результате мощности теплого пола свыше 200 Вт/м 2 рекомендуется рассмотреть вариант использования дополнительной системы отопления.

Расчет длины нагревательного кабеля

Производители выпускают большой ассортимент различных нагревательных кабелей, отличающихся длиной, мощностью, поперечным сечением и, конечно, качеством. Для покупки необходимого количества кабеля для конкретного помещения рекомендуется воспользоваться формулой:

где L – это длина кабеля, S – площадь пола, который необходимо утеплить, Pп – мощность одного погонного метра кабеля.

Для описанного примера с кухней, в случае применения нагревательного кабеля мощностью 20 Вт/м , а такой тип кабеля есть у многих производителей, нам понадобится 75 погонных метров: L=1500 Вт/20 Вт/м = 75 м.

Кабель длиной 75 метров теперь необходимо правильно уложить на всю требуемую поверхность, площадью в 6 кв. м. Для этого нужно рассчитать шаг укладки (h) . Расчет производится по следующей формуле:

где Sу – площадь для укладки кабеля, L – длина кабеля. Итоговый результат : h = 6 м 2 *100/75 = 8 см.

То есть необходимо уложить нагревательный кабель таким образом, чтобы между его витками было расстояние в 8 сантиметров . Это вполне нормальная величина, хотя исходные данные о теплопотерях в примере были выдуманы.

В случае выбора теплого пола в качестве основного или вспомогательного источника обогрева, необходимо тщательно произвести расчет необходимой мощности, из нее длины кабеля и шага укладки. Это позволит избежать ненужных затрат , а также не допустить ситуации, когда мощности отопительной системы будет недостаточно, и появится необходимость все переделывать в самый неподходящий момент.

Расчет теплого электрического пола Devi от компании ООО Электроконтроль смотрите на видео:

На эффективность теплого пола оказывают влияние многие факторы. Без их учета даже при условии, что система правильно смонтирована, и для ее устройства применены самые современные материалы, реальная теплоэффективность не оправдает ожиданий.

По этой причине монтажным работам обязательно должен предшествовать грамотный расчет теплого пола, и только тогда можно гарантировать хороший результат.

Разработка проекта отопительной системы стоит недешево, поэтому многие домашние умельцы проводят вычисления самостоятельно. Согласитесь, идея сокращения расходов на обустройство теплого пола кажется очень заманчивой.

Мы подскажем вам, как создать проект, какие критерии учесть при выборе параметров отопительной системы и распишем пошаговую методику расчета. Для наглядности мы подготовили пример вычисления теплого пола.

Изначально правильно спланированный ход проектных и монтажных работ избавит от неожиданностей и неприятных проблем в дальнейшем.

При расчете теплого пола необходимо исходить из следующих данных:

материала стен и особенностей их конструкции;
размеров помещения в плане;
вида финишного покрытия;
конструкции дверей, окон и их размещения;
расположения элементов конструкции в плане.

Для выполнения грамотного проектирования требуется обязательный учет установленного температурного режима и возможности его регулировки.

Для проведения грубого расчета принимается, что 1 м 2 отопительной системы должен возмещать потери тепла в 1 кВт. Если водяной обогревательный контур используется как дополнения к основной системе, то он обязан покрывать только часть теплопотерь

29°С - жилая зона;
33°С - ванна, помещения с бассейном и другие с высоким показателем влажности;
35°С - пояса холода (у входных дверей, наружных стен и т.п.).

Превышение этих значений влечет за собой перегрев как самой системы, так и финишного покрытия с последующей неизбежной порчей материала.

Проведя предварительные расчеты, можно выбрать оптимальную по личным ощущениям температуру теплоносителя, определить нагрузку на обогревательный контур и приобрести насосное оборудование, безукоризненно справляющееся со стимулированием движения теплоносителя. Его подбирают с запасом по расходу теплоносителя в 20%.

Много времени уходит на прогрев стяжки мощностью более 7 см. Поэтому при устройстве водяных систем стараются не превышать указанный предел. Наиболее подходящим покрытием по водяным полам считается напольная керамика, под паркет из-за его сверхнизкой теплопроводности теплые полы не укладывают

На стадии проектирования следует решить, будет ли теплый пол основным поставщиком тепла или станет использоваться лишь как дополнение к радиаторной отопительной ветке. От этого зависит доля потерь тепловой энергии, которые ему предстоит возмещать. Она может составить от 30% до 60% с вариациями.

Время нагрева водяного пола находится в зависимости от толщины элементов входящих в стяжку. Вода как теплоноситель очень эффективна, но сама система отличается сложностью в монтаже.

Галерея изображений

Определение параметров теплого пола

Целью расчета является получение величины тепловой нагрузки. Результат этого расчета влияет на последующие предпринимаемые шаги. В свою очередь, на тепловую нагрузку влияет среднее значение зимней температуры в конкретном регионе, предполагаемая температура внутри комнат, коэффициент теплопередачи потолка, стен, окон и дверей.

Причиной потери тепла служат плохо утепленные стены, окна, двери дома. Самый большой процент тепла уходит через систему вентиляции и крышу (+)

Итоговый результат расчетов перед водяного типа будет зависеть и от наличия дополнительных нагревательных приборов, включая тепловыделение проживающих в доме людей и домашних питомцев. Обязательно учитывают в расчете наличие инфильтрации.

Одним из важных параметров является конфигурация комнат, поэтому потребуется поэтажный план дома и соответствующие разрезы.

Методика расчета потерь тепла

Определив этот параметр, вы узнаете, сколько тепла должен вырабатывать пол для комфортного самочувствия людей, находящихся в комнате, сможете подобрать котел, насос и пол по мощности. Другими словами: теплота, отдаваемая отопительными контурами, должна компенсировать теплопотери строения.

Связь между этими двумя параметрами выражает формула:

Mп = 1,2 х Q , где

Mп - требуемая мощность контуров;
Q - потери тепла.

Для определения второго показателя оформляют замеры и вычисления площади окон, дверей, перекрытий, наружных стен. Так как пол будет обогреваться, площадь этой ограждающей конструкции не учитывается. Замеры делают по внешней стороне с захватом углов здания.

В расчете будет учитываться и толщина, и коэффициент теплопроводности каждой из конструкций. Нормативные значения (λ) для наиболее часто используемых материалов можно взять из таблицы.

Из таблицы можно взять значение коэффициента для расчета. Важно узнать у фирмы-поставщика значение термического сопротивления материала в случае, если устанавливают окна из металлопластика (+)

Подсчет теплопотерь выполняют отдельно для каждого элемента здания, используя формулу:

Q = 1/R*(tв-tн)*S х (1+∑b) , где

R – термическое сопротивление материала, из которого изготовлена ограждающая конструкция;
S – площадь конструктивного элемента;
tв и tн - температура внутренняя и наружная соответственно, при этом второй показатель берут по наиболее низкому значению;
b - дополнительные потери тепла, связанные с ориентацией здания относительно сторон света.

Показатель термического сопротивления (R) находят, разделив толщину конструкции на коэффициент теплопроводности материала, из которого она изготовлена.

Значение коэффициента b зависит от ориентации дома:

0,1 – север, северо-запад или северо-восток;
0,05 – запад, юго-восток;
0 – юг, юго-запад.

Если рассмотреть вопрос на любом примере расчета водяного теплого пола, он становится более понятным.

Конкретный пример расчета

Допустим, стены дома для непостоянного проживания, толщиной 20 см, выполнены из газобетонных блоков. Суммарная площадь ограждающих стен с вычетом оконных и дверных проемов 60 м². Наружная температура -25°С, внутренняя +20°С, конструкция ориентирована на юго-восток.

Учитывая, что коэффициент теплопроводности блоков λ = 0,3 Вт/(м°*С), можно вычислить теплопотери через стены: R=0,2/0,3= 0,67 м²°С/Вт.

Наблюдаются потери тепла и через слой штукатурки. Если ее толщина 20 мм, то Rшт. = 0,02/0,3 = 0,07 м²°С/Вт. Сумма этих двух показателей даст значение потерь тепла через стены: 0,67+0,07 = 0,74 м²°С/Вт.

Имея все исходные данные, подставляют их в формулу и получают теплопотери комнаты с такими стенами: Q = 1/0,74*(20 - (-25)) *60*(1+0,05) = 3831,08 Вт.

Таким же образом вычисляют потери тепла через остальные ограждающие конструкции: окна, дверные проемы, кровлю.

Тепла отдаваемого контурами отопления может быть недостаточно для нагрева воздуха внутри дома до нужной величины, если их мощность занижена. При избыточной мощности будет иметь место перерасход теплоносителя

Для определения теплопотерь через потолок принимают его термическое сопротивление равным значению для планируемого или имеющегося вида утеплителя: R = 0,18/0,041 = 4,39 м²°С / Вт.

Площадь потолка идентична площади пола и равна 70 м². Подставив эти значения в формулу, получают потери тепла через верхнюю ограждающую конструкцию: Q пот. = 1/4,39*(20 - (-25))* 70* (1+0,05) = 753,42 Вт.

Чтобы определить потери тепла через поверхность окон, нужно подсчитать их площадь. При наличии 4-х окон шириной 1,5 м и высотой 1,4 м их общая площадь составит: 4*1,5*1,4 = 8,4 м².

Если производитель указывает отдельно тепловое сопротивление для стеклопакета и профиля - 0,5 и 0,56 м²°С/Вт соответственно, то Rокон = 0,5*90+0,56*10)/100 = 0,56 м²°С/Вт. Здесь 90 и 10 - доля, приходящаяся на каждый элемент окна.

Исходя из полученных данных, продолжают дальнейшие вычисления: Qокон = 1/0,56*(20 - (-25))*8,4*(1+0,05) = 708,75 Вт.

Наружная дверь имеет площадь 0,95*2,04 = 1,938 м². Тогда Rдв. = 0,06/0,14 = 0,43 м²°С/Вт. Q дв. = 1/0,43*(20 - (-25))* 1,938*(1+0,05) = 212,95 Вт.

Так как наружные двери открываются часто, через них теряется большое количество тепла. Поэтому важно обеспечить их плотное закрывание

В итоге теплопотери составят: Q = 3831,08 +753,42 + 708,75 + 212,95 + 7406,25 = Вт.

К этому результату добавляют еще 10% на инфильтрацию воздуха, тогда Q = 7406,25+740,6 = 8146,85 Вт.

Теперь можно определить и тепловую мощность пола: Mп = 1,*8146,85 = 9776,22 Вт или 9,8 кВт.

Необходимое тепло на нагрев воздуха

Рассчитываем циркуляционный насос

Чтобы система получилась экономичной, нужно , обеспечивающий нужный напор и оптимальный расход воды в контурах. В паспортах насосов обычно указывают напор в контуре самой большой длины и суммарный расход теплоносителя во всех петлях.

На напор оказывают влияние гидравлические потери:

∆ h = L*Q²/k1 , где

L - длина контура;
Q - расход воды л/сек;
k1 - коэффициент, характеризующий потери в системе, показатель можно взять из справочных таблиц по гидравлике или из паспорта на оборудование.

Зная величину напора, вычисляют расход в системе:

Q = k*√H , где

k - это коэффициент расхода. Профессионалы принимают расход на каждые 10 м² дома в пределах 0,3-0,4 л/с.

Среди составляющих теплого водяного пола особая роль отводится циркуляционному насосу. Только агрегат, мощность которого на 20 % превышает фактический расход теплоносителя, сможет преодолеть сопротивление в трубах

Цифры, касающиеся величины напора и расхода, указанные в паспорте, нельзя воспринимать буквально - это максимум, а фактически на них оказывает влияние протяженность, геометрия сети. При слишком большом напоре уменьшают длину контура или увеличивают диаметр труб.

В справочниках можно найти сведения о том, что минимальная толщина стяжки составляет 30 мм. Когда помещение довольно высокое, под стяжку подкладывают утеплитель, повышающий эффективность использования тепла, отдаваемого отопительным контуром.

Самым популярным материалом для подложки является . У него сопротивление теплопередачи значительно ниже, чем у бетона.

При устройстве стяжки, чтобы уравновесить линейные расширения бетона, периметр помещения оформляют демпферной лентой. Важно правильно выбрать ее толщину. Специалисты советуют при площади помещения, не превышающей 100 м², устраивать 5 мм компенсирующий слой.

Если значения площади больше за счет длины, превышающей 10 м, толщину высчитывают по формуле:

b = 0,55*L , где

L – это длина комнаты в м.

Выводы и полезное видео по теме

О расчете и монтаже теплого гидравлического пола этот видеоматериал:

Расчет делает возможным спроектировать систему «теплый пол» с оптимальными эксплуатационными показателями. Допустимо смонтировать отопление, пользуясь паспортными данными и рекомендациями.

Оно будет работать, но профессионалы советуют все таки потратить время на расчет, чтобы в итоге система расходовала меньше энергии.

Имеете опыт в проведении расчета теплого пола и подготовки проекта отопительного контура? Или остались вопросы по теме? Пожалуйста, делитесь своим мнением и оставляйте комментарии.

Теплые электрические полы по сравнению с аналогами имеют несколько преимуществ, связанных с простотой и скоростью монтажа, безопасностью эксплуатации. Для укладки кабеля или матов требуется относительно немного времени. При подключении в многоквартирном доме, не требуется получение разрешения на эксплуатацию.

Единственной сложностью остается то, как выбрать теплые электрические полы. Существует большой ассортимент продукции с разными техническими параметрами и характеристиками. Чтобы не ошибиться при выборе, потребуется запомнить всего несколько простых рекомендаций.

Какой электрический теплый пол лучше

Если разобраться, то на самом деле выбор теплого электрического пола не так и сложен. Производители предлагают всего две базовых системы:

Кабельные полы – провод имеет большое удельное сопротивление. Кабель нагревается по мере прохождения электричества по жиле. Греющий провод раскладывается на теплоизоляции, сверху заливается цементным раствором (стяжкой). Толщина монтируемой стяжки около 3 см.
Нагревательные маты – укладываются в тех случаях, когда отсутствует возможность залить стяжку. Маты раскладываются по полу, сверху покрываются финишным отделочным покрытием: ламинатом, паркетом, линолеумом. Устройство полов из матов позволяет класть плитку непосредственно на пленку, используя только клеевой раствор.

Оптимальный выбор системы отопления можно сделать, основываясь на следующих рекомендациях:

Особенности помещения – кабельный пол лучше стелить в комнатах, где высота потолков и остальные параметры позволяют залить стяжку.
Расход электроэнергии – нагревательные маты потребляют больше электричества. При эксплуатации кабеля выделяемая тепловая энергия аккумулируется в цементной стяжке. В результате осуществляется равномерное распределение тепла, полностью отсутствуют холодные зоны.
Особенности монтажа – производители электрических кабельных полов не рекомендуют осуществлять монтаж лицам, без специального профильного образования. Маты, напротив можно уложить самостоятельно. Сетка с кабелем раскладывается в согласии с инструкцией завода изготовителя, и подключается к электрической сети или обычной розетке.

Некоторые советы по выбору можно найти в руководстве по эксплуатации. Помощь при подборе подходящей системы отопления могут оказать консультанты в магазине. Специалист легко заметит ошибки в расчетах.

Как рассчитать кабельный теплый пол

Расчёт электрического тёплого пола выполняют по формуле: L=S×Ps÷Pl , при этом под сокращениями подразумевается:

L – длина кабеля
S – отапливаемая площадь комнаты
Ps÷Pl – необходимая и фактическая удельная мощность провода

Расчёт длины кабеля выполняют с учетом, что провод нельзя разрезать, укорачивать или удлинять. Поэтому все результаты необходимо перепроверить несколько раз.

Как рассчитать шаг укладки кабеля тёплого пола

Высчитать необходимый шаг укладки можно по следующей формуле: H=100 × Ps÷Pl .

Н – шаг укладки
Ps÷Pl разница между фактической и необходимой мощностью нагрева провода

Потребуется предусмотреть определенные поправки на возможные тепловые потери помещения, материал провода, т.е. сделать теплотехнический расчет мощности нагревательного кабеля.

Расчет температуры на поверхности теплого пола выполняется с учетом того, что интенсивность нагрева воздуха будет на 5°С меньше. Следовательно, чтобы нагреть помещение до 20°С, потребуется нагреть пол до 25°С.

Для примера, можно выбрать кабельный теплый пол, для спальни в 10 м². Если учесть, что приблизительно 4 м² не будут отапливаться, останется только 6 м² на которых и будет уложен кабель.

Используем формулу расчета прогрева пола M= S× B .

М – мощность кабеля
S – отапливаемая площадь
В – выбранная тепловая мощность

Соответственно, для 6 м² потребуется 6×140 = 840 Вт. Подбор электрического автомата, и провода осуществляют, опираясь на полученный результат, выбирая материалы с ближайшими показателями мощности.

Расчет шага укладки кабеля тёплого пола H=100 × Ps÷Pl .
Подсчет длины кабеля L=S×Ps÷Pl .
Мощность нагрева или расчет сопротивления кабеля M= S× B .

Работоспособность теплых полов гарантируется, только если все расчеты будет выполнять специалист. Для предварительных подсчетов можно воспользоваться интернет – калькулятором.

Какой фирмы выбрать электрический теплый пол

Подобрать марку полов необходимо еще перед расчетами электротехнического оборудования. В инструкции по эксплуатации некоторых европейских производителей приводятся подробные рекомендации, относительно выбора и эксплуатации полов, включая выбор УЗО, подбор сечения кабеля и т.д.

Какой производитель лучше? На рынке представлены полы, изготовленные в странах ЕС: Warmen, AEG (Германия), Heat Pro (Дания), Ceilhit (Испания), Nexans (Норвегия), Ensto (Финляндия).

Считается, что эти компании производят самые надежные кабельные полы и нагревательные маты.

Выбор марки производителя подогреваемых кабельных полов следует делать с учетом того, что некоторые компании полностью переместили производства в страны Азии, а это несколько сказалось на надежности системы отопления. Поэтому следует убедиться, что приобретается заводское оборудование, изготовленное в странах Европы, либо имеющее сертификат качества, действующий в РФ. Отечественная продукция пока еще не смогла догнать по популярности европейские аналоги.