Расчет труб и дополнительного оборудования для теплого пола

С каждым годом создаются новые технологии для обустройства и комфорта жилья. Таким образом, не так давно была создана новая инновационная конструкция для утепления водяного теплого пола. Эта модель за короткие сроки получила большую популярность в применении, так как она может служить основным или дополнительным источником подачи тепла в помещение. Эта система очень удобна в эксплуатации, имеет массу преимуществ по сравнению с другими отопительными конструкциями. Но перед тем как установить это оборудование, нужно знать, как рассчитать трубы для теплого пола и остальные материалы.

Общие рекомендации перед установкой системы

Перед тем как приобрести водяную отопительную систему, необходимо составить при помощи специалиста тепловую карту дома. Такая карта поможет выявить теплопотери помещения. Таким образом, если они составят более 100 Ватт на один квадратный метр, то перед расчетом длины трубы, нужно в здании утеплить.

Расчет теплого водяного пола можно осуществить самостоятельно, воспользовавшись калькулятором. Но здесь важным моментом является то, что систему отопления нельзя располагать под габаритную мебель и стационарное оборудование. Иначе отопительная система быстро выйдет из строя. Но при этом водяная конструкция все — же должна занимать по площади пола не менее 70%, иначе помещение будет плохо обогреваться.

Так же эффективность обогрева будет зависеть от требований к помещениям.

Какие требования к помещениям должны быть соблюдены при установке системы

При монтажных работах самым правильным решением будет, когда трубопровод устанавливается на начальном этапе возведений перекрытий. Такой метод экономичнее радиаторного на 30 – 40 %. Так же возможно установить водяную отопительную конструкцию уже в готовом помещении, но для экономии семейного бюджета, здесь стоит обратить внимание на следующие требования:

1. Высота потолков должна позволить смонтировать теплые полы толщиной от 8 до 20 сантиметров.
2. Высота дверных проемов не должна быть меньше 210 сантиметров.
3. Для монтажа цементно – песчаной стяжки, пол должен быть более прочный.
4. Во избежание завоздушенности контуров и высокого гидравлического сопротивления, поверхность для основания конструкции должна быть ровной и чистой. Допустимая норма неровности составляет не более 5 миллиметров.

А так же в самом здании или в отдельных комнатах, где будет установлена система отопления, должны быть выполнены штукатурные работы и вставлены все окна.

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.

Способы установки трубопроводов для водяного пола

Перед тем как установить трубы, нужно спланировать их расположение. Существует несколько способов, которые выделяют в следующие формы:

• улиткой из двух изгибов;
• змейкой;
• двойной змейкой;
• угловой змейкой.

Укладка труб улиткой применяется в прямоугольных или квадратных комнатах. При такой установке тепло равномерно распределяется по всей поверхности пола.

Укладка змейкой применяется для длинных и не больших по площади помещений.

Расчет количества трубопровода для отопительной системы , будет зависеть от выбранной формы укладки.

Как произвести расчет шага трубопровода для водяного пола

Шаг – это показатель расстояния между трубами, при монтаже отопительной системы.

Оптимальным шагом с использованием трубы считается, когда пол равномерно нагревается по всей площади. Но здесь следует учесть, что к краю шаг должен составлять не более 10 сантиметров, а в центре не менее 15 сантиметров.

Следующая таблица, поможет самостоятельно рассчитать необходимую длину трубопровода при выбранном шаге.

[jtrt_tables/> Для эффективного обогрева пола, интервал между шагами не должен быть больше 30 сантиметров.

Расчет длинны трубы

Рассчитать длину трубопровода можно несколькими методами. Но самым простым считается, когда используют среднюю величину 5 метров, на 1 квадратный метр. При этой величине оптимальным шагом будет 20 сантиметров.

Длину же можно определить по следующей формуле:

L – количество метров трубы;

S – площадь пола;

1,1 – дополнительный запас трубопровода.

Также к итоговому подсчету нужно будет учесть расстояние от пола до коллектора.

Не маловажную роль на теплый пол будет влиять размер контура трубопроводки.

Длина контура

Для того чтобы отопительная система была более эффективной в обогреве помещения, оптимальная длинна контура не должна быть выше 80 метров. Так как только в этом случае конструкция создать нужную циркуляцию и давление в отопительной системе. Но как поступить, если при расчетах для помещения требуется 130 – 140 метров трубы? В этом случае, нужно будет сделать несколько контуров. Таким образом, если необходимо установить 160 метров трубы, тогда нужно ее разделить на 80 метров и сделать два отдельных контуров.

Они не обязательно должны быть одинаковыми по величине, так как, по мнению специалистов, разница может составлять до 14 метров.

Расчет трубы для теплого водяного пола зависит и от их моделей.

Модели труб для контуров

По рекомендациям специалистов, длина формы укладки трубопровода зависит от следующих моделей труб.

1. Из металлопластиковых и полиэтиленовых с диаметром 16 миллиметров контур может достигать 100 метров.
2. Предельная норма контура из полиэтиленовых труб в 18 миллиметров достигает 120 метров.
3. Контур в 120 – 125 метров используется из пластиковых трубопроводов в 20 миллиметров.

Расчет трубы для теплого пола зависит не только от изготавливающего материала, но и от диаметра.

Расчет труб по их диаметру

Перед тем как приступить к расчету трубопровода, нужно ознакомиться с их диаметрами, так как они имеют условный, наружный и внутренний проход. Таким образом, стальные трубы выбирают по внутреннему диаметру, а бес шовные по наружному.

Расчет трубы по диаметру для отопления с насосом

Для правильного расчета труб для теплого пола, следует учесть изгибы конструкции, сопротивление фитингов и скорость подачи жидкости. В этом так же поможет формула:

H = λ х (L/D) х (V2/2g)

Н – высота нулевого давления;

D – внутренний диаметр труб;

V – скорость подачи воды, м/с;

g – константа, ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с2.

L – длина конструкции;

λ – коэффициент сопротивляемости труб;

Такой расчет способствует снизить до 20% потерь тепловой мощности.

Расчет системы с циркуляцией

Для водяной отопительной конструкции без насоса расчет трубы в диаметре основан на разнице давления и температуре воды на входе от котла и обратно в систему. Разница давления вычисляется по следующей формуле:

Δpt= h х g х (ρот – ρпт)

ρпт – плотность жидкости в подающей трубе.

где h – высота подъема воды от котла, м;

g – ускорение падения, g=9,81 м/с2;

ρот – плотность воды в обратке.

В такой конструкции сила тяжести выступает в роли движущей силы, создающая перепады жидкости к радиатору и от него.

Расчет диаметра трубы в конструкции с естественным оборотом

Такой расчет диаметра трубопроводов в отопительной системе выполняется так же как отопительная система с насосом. Но диаметр нужно выбрать с минимальными тепловыми потерями. Таким образом, в заданную формулу поочередно подставляются несколько значений сечения, пока результаты диаметра не будут соответствовать условиям нормы.

Рассмотрев приведенные советы, нюансы и формулы для расхода труб теплого пола и другого оборудования, можно прийти к выводу, что с такой работой можно справиться самостоятельно в домашних условиях. Но для того чтобы отопительная водяная конструкция была правильно установлена и прослужила долгий срок в эксплуатации, по рекомендациям пользователей, для подсчетов количества труб, все же стоит обратиться к грамотным специалистам.

Какой диаметр трубы для теплого пола лучше использовать – расчет диаметра, в зависимости от материала труб

Сшитый полиэтилен

Благодаря современным технологиям, такой, казалось бы, непрочный материал как полиэтилен, удалось сделать пригодным для производства труб. В обычном полиэтилене молекулы углеводорода никак не связаны между собой, а вот в новом материале (PEX, или сшитом полиэтилене) углеводородные молекулы соединены посредством взаимодействия атомов водорода и углерода. Дополнительная обработка под высоким давлением делает материал еще более прочным

Производство сшитой трубы для теплого пола получило распространение лишь недавно, хотя сама технология была разработана примерно 40 лет назад. Новый материал обладает характеристиками, которые не присущи его предшественнику. В частности, сшитый пропилен для теплого пола отличается высокой механической прочностью, то есть не боится царапин и не истирается, устойчив к температурным колебаниям. Главным образом, на свойствах материала сказывается техника и степень его сшивания.

Определяясь, какой сшитый полиэтилен выбрать для теплого пола, стоит обратить внимание на материал со степенью сшивки 65-80 %. Данный показатель будет влиять на прочность и долговечность изделий, но вместе с тем, вырастет и их цена

Правда, излишние расходы на этапе монтажа в дальнейшем окупятся из-за надежности и долгого срока эксплуатации труб.

При малой степени сшивки полиэтилен быстро утратит свои исходные качества, потрескается под влиянием внешних факторов и потребует замены. Однако не менее значимым является способ создания молекулярных связей.

Различают 4 типа сшивки:

Выбирая, из какой трубы делать теплый пол, присмотритесь к ее маркировке. Наиболее качественным является PEX-a, хотя он и самый дорогостоящий. А вот повышенным спросом пользуются трубы с маркировкой PEX-b, сшитые силановым методом. У них относительно невысокая цена наряду с хорошими эксплуатационными свойствами.

У данного материала есть еще и другие достоинства, в частности:

• Возможность полноценно работать при температурах от 0 ℃ до 95 ℃.
• Сшитый полиэтилен начинает плавиться только при температуре в 150 ℃, а горит он при 400 ℃, поэтому с успехом может использоваться в системах теплого пола.
• Трубам из сшитого полиэтилена присуща так называемая «молекулярная память», то есть после повышения температуры материала любые возможные деформации разглаживаются, а сами изделия принимают исходную форму.
• Хорошая устойчивость изделий из сшитого полиэтилена к перепадам давления в системах отопления является еще одним аргументом в их пользу в момент принятия решения, какую трубу взять для теплого пола. В зависимости от характеристик такие трубы могут поддерживать давление в 4-10 атмосфер.
• PEX-трубы отличаются хорошей пластичностью, поэтому даже при многократном изгибе в одном и том же месте они не ломаются.
• Сшитый полиэтилен является биологически и химически устойчивым. Это значит, что на внутренней поверхности труб не размножаются бактерии и грибок, а сам материал не вступает в реакцию с агрессивной средой и не поддается коррозии.
• Химический состав сшитого полиэтилена абсолютно безопасен. Он не выделяет токсинов, а в момент горения распадается на углекислый газ и воду.

Рекомендуемые температуры эксплуатации труб из сшитого полиэтилена составляют 0-95 ℃, но на краткое время диапазон может расширяться до -50 — +150 ℃, причем материал не лопнет и останется прочным. Однако такие повышенные нагрузки приводят к сокращению срока службы материала.

Некоторые пользователи путают термостойкие полиэтиленовые трубы с изделиями из PEX. Это некорректно. Действительно, термостойкий полиэтилен способен функционировать при высоких температурных значениях, однако по всем остальным качествам он сильно отстает от сшитого. Трубы PEX способны сопротивляться агрессивным внешним факторам намного дольше, но и цена на них выше. А их монтаж не нуждается в сложном оборудовании и доступен каждому потребителю.

Итак, если вы сомневаетесь, какие трубы нужны для теплого пола, можете смело остановиться на изделиях из сшитого полиэтилена. Более того, их характеристики позволяют применять такие трубы даже для радиаторного отопления и горячего водоснабжения. Единственное ограничение – минимизировать воздействие на материал прямых солнечных лучей, хотя для теплого пола оно не актуально.

Чтобы не повредить внешний антидиффузный слой на трубах, их транспортировку и монтаж следует выполнять очень осторожно. Нарушение целостности защитного покрытия приведет к снижению долговечности трубы из-за попадания кислорода в структуру материала.

Сравнение однотрубной и двухтрубной систем

Мы уже выяснили, как рассчитать трубы для отопления, и какой диаметр нужен для обоих видов систем. Для закрытых контуров, при площади помещения от 120 м2, этот показатель составляет 32 мм для полипропилена. При этом условный проход для изделий с номинальным давление 20 и 25 атмосфер составляет 21,2 мм. Для изделий с номинальным давлением 10 атмосфер условный проход составляет 20,4 мм, а наружный диаметр 25 мм.

• КПД – однозначно, «попутки» эффективнее обогревают помещение, чем однотрубные;
• экономия средств – все, что можно сэкономить на «Ленинградке» это какой-то отрезок контура и все.

Количество тройников будет одинаковым, кранов тоже, а вот переходников, возможно, потребуется больше. Представьте контур, от которого с небольшим промежутком отходит два патрубка. Один из них идет на вход в радиатор, а второй возвращает теплоноситель обратно в систему. Получается что отрезок между патрубками – это байпас. Чтобы циркуляция в батарее была лучше, байпас нужно сделать меньшего диаметра, чем основной контур отопления. Из этого следует, что потребуется еще пара единиц фурнитуры. Получается, что меньше тратим денег на трубы и больше на фурнитуру, в итоге экономии никакой, при этом КПД ниже.

В итоге, из этого можно сделать вывод, что рассказы о том, какая хорошая и дешевая однотрубная система отопления просто несостоятельны.

Полипропиленовые трубы

Водяной теплый пол для дома из полипропиленовых труб также имеет высокие показатели по надёжности

Данный материал крайне устойчив к воздействиям повышенных температур, что немаловажно для отопительных систем. За счет своих свойств исключается возникновение коррозии, различных бактерий или отложений известкового характера

Отдельно стоит заметить: трубы такого типа отличаются хорошими звукопоглощающими свойствами.

Водяной теплый пол для дома из полипропиленовых труб

Тем не менее, данный вид имеет не слишком впечатляющие показатели теплопроводности и гибкости, если проводить аналогию с металлопластиковыми вариантами. Качественные пластиковые трубы для теплого водяного пола — это отличный бюджетный вариантом, так как, имея почти аналогичные металлопластиковым показатели, их стоимость ощутимо ниже.

Водяной теплый пол из настоящих медных труб – все ещё редкое решение. Подобная отопительная система обойдется крайне дорого. Разумеется, что теплопроводность у труб такого вида самая высокая, однако медь имеет свойство окисляться и поддаваться коррозии.

Водяной теплый пол из настоящих медных труб

Медные трубы для теплого водяного пола не обладают хорошей гибкостью, что затрудняет монтаж. Недолговечность также вынуждает внимательно отнестись к правильности прокладывания труб, так как дополнительные перегрузки на изгибах могут привести к протечкам.

В частности, постоянный контакт такого металла как медь с изделиями из других видов приведет к возникновению коррозии, и, соответственно, повышенному риску прорыва.

Также медь имеет свои требования и к процессу прокладывания.

Трубы, выполненные из сшитого полиэтилена для теплого водяного пола, являются вариацией полимерных аналогов. Сама труба представляет собой два особых слоя, а также кислородного барьера, расположенного между ними. Особенностью данного типа можно назвать его чрезвычайную устойчивость к экстремальным температурам.

трубы на теплый пол выполненные из сшитого полиэтилена

Данная характеристика вряд ли актуальна для полов в доме, однако стоит принять это во внимание. Данные трубы на теплый пол выполненные из сшитого полиэтилена имеют хорошие показатели теплопроводности и гибкости, а также им свойственен долгий срок службы

Данный вид труб не имеет недостатков, присущих металлопластиковым аналогам. Функции кислородного барьера в таких трубах исполняет слой поливинилового спирта.

Гофрированная труба для современного водяного пола

Водяной теплый пол из надежной нержавеющей гофрированной трубы ещё относительно новое, но набирающее обороты явление. Подобные трубы очень гибкие. При этом не нарушается проходимость трубы: это способствует равномерному распределению по всей длине системы тепла.

Водяной теплый пол из надежной нержавеющей гофрированной трубы

В среднем, гофра может служить более 20 лет, так как она почти не подвержена коррозийным явлениям, выдерживает перепады давления без ущерба для себя.

Теплый пол из гофрированной трубы замечательный вариант для ограниченного бюджета. Долговечность и гибкость представляют собой основные преимущества данного вида.

Отдельно стоит сказать, что длина одной такой трубы может быть более 50 метров, что упрощает монтаж и значительно сокращает количество стыков, тем самым редуцируя риски возникновения протечек.

Параметры трубы (диаметр, длина и шаг)

В принципе, в идеале, требуется производить теплотехнический расчет. Но реально такие сложные вычисления нужны для больших систем большой площади. Для небольшого дома, а тем более, для квартиры можно вполне обойтись и практическими рекомендациями, которые выработаны годами практики.

Сначала определимся с диаметром труб для водяного теплого пола. Чаще всего, вне зависимости от материала, используют диаметр 16мм и 20мм. Понятно, что трубы могут использоваться разные (все перечисленные выше), но гидравлическое сопротивление систем в целом изменяется не очень сильно. А так как мощность насоса берется с запасом, то эта разница некритична.

Теперь нужно определиться с расстоянием между трубами теплого пола (его еще называют шагом укладки). Обычно шаг изменяется в диапазоне 10-35мм. Чем ближе расположены трубы, тем сильнее нагревается пол. Потому вблизи у холодных (наружных) стен, в северных комнатах, или там, где просто требуется повышенная температура (в детских, например) шаг можно делать меньше. Насколько маленький можно делать шаг зависит от гибкости выбранного материала: у многих минимальный изгиб зависит от диаметра. Так, у металлопластиковой трубы минимальный радиус изгиба составляет 8 радиусов. Если используется для теплого пола металлопластиковые трубы диаметром 16мм, то получается, что ближе, чем на 128мм и не расположишь (16мм*8=128мм). У сшитого полиэтилена минимальный изгиб составляет 5 радиусов. То есть при том же диаметре в 16мм их можно располагать на расстоянии 80мм. Этого более, чем достаточно даже в самых холодных участках. Самое маленькое расстояние между трубами теплого пола из нержавеющей гофры примерно такое же: 4-5 радиусов. Этого тоже вполне хватает.

Схема укладки труб теплого водяного пола

Определившись с этими параметрами и выбрав схему расположения труб («змейкой» или «улиткой») можно определить длину трубы для теплого пола. Тут можно пойти двумя путями:

• Начертить план на миллиметровой бумаге (или листке в клеточку) с сохранением всех пропорций. Исключить все зоны, где будет стоять крупногабаритная мебель, которую передвигать вы не собираетесь. На оставшейся площади нарисовать план расположения труб. Затем измерить длину каждого из контуров и умножить ее на масштаб.
• Принцип тот же, но уже не на бумаге, а «вживую». Возьмите нитку или шпагат. Разложите на полу согласно выбранной схеме, затем измерьте длину.

Любой из предложенных методов предполагает наличие погрешности. Она небольшая, но стоит добавить примерно 10% на ее коррекцию и потери на поворотах.

При этом стоит учесть максимальную длину трубы одного контура теплого пола. Она разная для разных материалов и разного сечения труб. Для металлопластиковой трубы 16мм максимум — 80 метров, но специалисты утверждают, что оптимально укладывать не более 60. Тогда теплоноситель не будет сильно охлаждаться, и подогрев пола будет более равномерным. Для сшитого полиэтилена 18мм диаметром максимум — 120метров, а реально укладывают 80-100 метров.

О том, как легко разработать для вашего помещения схему укладки трубы для теплого пола типа «улитка», о том, как раскатывать и крепить трубу Valtec смотрите в видео.