Как сделать расчет водяного теплого пола?

Активные позиции в монтаже основательной системы сегодня занимают водяные теплые полы. В виду своих явных преимуществ, все больше застройщиков обращают внимание на эту систему. Прежде, чем приступить к монтажу, нужно сделать грамотный расчет теплого пола. Этому и будет посвящен данный материал.

Что такое водяной теплый пол?

Теплый водяной пол – это система труб, спрятанных под стяжкой, по которым циркулирует вода определенной температуры около +45°С. На сегодняшний день, это самая востребованная технология для отопления частных домов. Благодаря циркулированию воды внутри системы, обогрев получается равномерным и комфортным, в отличии от радиаторных распределителей тепла. Простота конструкции, независимость от сезонного отопления, скачки температуры и давления являются еще одним большим плюсом данной технологии. Отапливается такая система в основном с помощью газового котла. Но без проблем взаимодействует и с другими видами котлов.

Теплые полы монтируются из полиэтиленовых или металлопластиковых труб. Эти материалы достаточно гибкие и хорошо проводят тепло. За регулирование температуры в такой системе отвечают насос, коллектор и смеситель термостатического вида.

Преимущества водяного теплого пола:

• совместимость со многими видами напольного покрытия – вы можете выбрать любое нужное вам покрытие, не беспокоясь о том, что система отопления повредит его;
• экономия тепла – система производит обогрев снизу, благодаря этому весь холодный воздух поднимается вверх, что позволяет обогревать помещение без использования прочих источников тепла;
• сезонные опции – в холодное время года, система выступает в роли отопительной конструкции, а в летнее время способна охлаждать помещение.

Однако, существуют особенности, с которыми необходимо ознакомиться перед установкой такой системы:

• Дороже радиаторной системы. При устройстве дома теплым полом готовьтесь к повышенным тратам, которые не особо себя окупят, но при этом принесут много приятного в плане отопления.
• Не везде справляется с прогревом. В большинстве случаев теплый пол проходит в качестве основного отопления, но есть помещения, где требуется дополнительный прибор отопления. Для выяснения этого факта и нужно делать расчет теплого пола.
• Запрет на использование в многоквартирных домах. Но касается он в основном России. В других странах ограничений нет.

Данная технология более уместна на территории частного дома, нежели квартиры. Монтаж системы желательно доверить мастерам, так как есть вероятность образования протечек, которые проявляются не сразу. Некачественная сборка может доставить массу хлопот и нанести серьезный урон имуществу.

Расчет теплопотерь дома

Перед расчетом водяного теплого пола, нужно сначала рассчитать теплопотери дома. Теплопотери — это количество тепла, которое помещение теряет за единицу времени. Для снижения теплопотерь используются отопительные приборы, к примеру радиаторные обогреватели, отопительные трубы, а также теплый пол. Помимо этого, сократить теплопотери возможно при установке стеклопакетов и изоляции стен различными материалами, которые способны сохранить тепло внутри помещения.

Расчет теплопотерь — это важный параметр при проектировке жилого помещения. При этом необходимо учитывать:

• площадь помещения;
• площадь всех окон;
• высоту потолка;
• количество наружных стен;
• температура с наружной стороны помещения;
• тип окон;
• теплоизоляцию стен;
• тип помещения, находящегося выше.

В основном теплопотери зависят от разницы в температурах вне помещения и внутри него, а также в степени теплоизоляции окон, стен, перегородок. Для более точного расчета теплопотерь можно воспользоваться одним из множества онлайн-калькуляторов. Они довольно просты и понятны в использовании, достаточно ввести необходимые значения и расчет будет произведен автоматически. В таких калькуляторах возможно рассчитать теплопотери через окна, потолки, стены, пол. Это позволит получить детальную информацию, на основе которой следует рассчитывать мощность отопительного оборудования.

Принято считать, что теплый пол справится, если теплопотери не превышают 100 Вт на метр площади. Если данный показатель превышен, придется прибегать к установке дополнительного прибора отопления.

Детальный расчет водяного теплого пола

При составлении расчетов, обратите внимание, что максимально оптимальной температурой поверхности пола будет являться значение в 28 градусов. В случае превышения данного значения может появиться дискомфорт. В тех местах, где пол граничит с окнами или дверьми и наружными стенами, температура может быть выше до +35°С, а в ванных комнатах до +33°С.

Обращайте внимание так же на покрытие, которое собираетесь использовать, так как у каждого покрытия есть свое сопротивление теплопередачи. Рекомендованное значение не должно превышать 0,15 М2К/Вт

При расчете водяного теплого пола обращайте внимание, что максимальная температура теплоносителя не должна превышать значение в 55 градусов. Оптимальные потери на контуре составляют обычно 10 градусов. То есть если подача у вас составляет 50 градусов, то обратка будет в районе 40 градусов

Плотность потока тепла на 1 м 2 рассчитывается следующим образом:

Используя полученное значение плотности теплового потока (q), температуру помещения и температуру на поверхности пола, производим расчет необходимой разности температур носителя тепла и шага раскладывания трубы, используя соответствующую таблицу (приложены в примере). Далее, пользуясь формулами G=3,6*Q/4,187*(t_z-t_p ) и L=F/b рассчитываем необходимый расход воды через систему отопления пола и длину укладываемой трубы, где:

Пример расчета теплого пола

Путем расчета теплопотерь мы выяснили, что в конкретном помещении они составляют 1200 Вт. Так же нам известно, что мы хотим температуру в помещении 20 градусов. Полезная площадь теплого пола при этом составляет 20 квадратов. На полу будет лежать паркет. Термическое сопротивление паркета составляет 0.1 м2К/Вт.

Для начала давайте определим плотность теплового потока на один квадрат площади.

По расчетной таблице видно, что желаемую температуру в 20 градусов мы можем получить с шагом укладки 25 см. При этом температура поверхности пола составит 25,3 градуса.

Больше таблиц вы можете найти, как вариант, в книге «Металлополимерные трубы и фитинги» от компании Эгопласт.

Длину трубы определить не составит труда

Находим расход воды по формуле G=3,6*Q/4,187*(t_z-t_p ). Температура по таблице у нас равна 50/40.

Эти данные помогут при выставлении значений на расходомерах распределительного коллектора.

Для наших условий нужно разложить 80 метров трубы с шагом 25 см. Это идеальная длина контура. Если значение будет превышать 90-100 метров, желательно разделить помещение на два контура.

Можно ли без расчетов?

Расчеты делать не обязательно. Но рекомендуем все же сделать расчеты теплопотерь дома, чтобы убедиться, пройдет теплый пол или все таки нет. Если полы проходят, действуем по простому методу. Укладываем теплый пол с шагом 15 см, а в зонах наружных стен с шагом 10 см.

Далее устанавливаем комнатные термостаты, подключаем к сервоприводам на коллекторе и радуемся отличной регулируемой системой отопления.

Калькулятор расчета водяного теплого пола

Информация по назначению калькулятора

О нлайн калькулятор водяного теплого пола предназначен для расчета основных тепловых и гидравлических параметров системы, расчета диаметра и длины трубы. Калькулятор предоставляет возможность осуществить расчет теплого пола, реализованного «мокрым» способом с обустройством монолитного пола из цементно-песчаного раствора или бетона, а также с реализацией «сухим» методом, с использованием тепло-распределяющих пластин. Устройство системы ТП «сухим» методом предпочтительно для деревянных полов и перекрытий.

Т епловые потоки, направленные снизу-вверх, являются наиболее предпочтительными и комфортными для человеческого восприятия. Именно поэтому обогрев помещений теплыми полами становится наиболее популярным решением по сравнению с настенными источниками тепла. Нагревательные элементы такой системы не занимают дополнительного места в отличие от настенных радиаторов.

П равильно спроектированные и реализованные системы теплого пола являются современным и комфортным источником обогрева помещений. Использование современных и качественных материалов, а также правильных расчетов, позволяет создать эффективную и надежную систему отопления со сроком службы не менее 50 лет.

С истема теплого пола может выступать единственным источником обогрева помещения только в регионах с теплым климатом и с использованием энерго-эффективных материалов. При недостаточном тепловом потоке обязательно применение дополнительных источников тепла.

П олученные расчеты будут особенно полезны тем, кто планирует реализовать систему отопления теплого пола своими руками в частном доме.

Общие сведения по результатам расчетов

• О бщий тепловой поток — Кол-во выделяемого тепла в помещение. Если тепловой поток меньше тепловых потерь помещения, необходимы дополнительные источники тепла, например, такие как настенные радиаторы.
• Т епловой поток по направлению вверх — Кол-во выделяемого тепла в помещение с 1 квадратного метра площади по направлению вверх.
• Т епловой поток по направлению вниз — Кол-во «теряемого» тепла и не участвующего в обогреве помещения. Для уменьшения данного параметра необходимо выбирать максимально эффективную теплоизоляцию под трубами ТП* (*теплого пола).
• С уммарный удельный тепловой поток — Общее кол-во тепла, выделяемого системой ТП с 1 квадратного метра.
• С уммарный тепловой поток на погонный метр — Общее кол-во тепла, выделяемого системой ТП с 1 погонного метра трубы.
• С редняя температура теплоносителя — Средняя величина между расчетной температурой теплоносителя подающего трубопровода и расчетной температурой теплоносителя обратного трубопровода.
• М аксимальная температура пола — Максимальная температура поверхности пола по оси нагревательного элемента.
• М инимальная температура пола — Минимальная температура поверхности пола по оси между трубами ТП.
• С редняя температура пола — Слишком высокое значение данного параметра может быть дискомфортно для человека (нормируется СП 60.13330.2012). Для уменьшения данного параметра необходимо увеличить шаг труб, снизить температуру теплоносителя либо увеличить толщину слоев над трубами.
• Д лина трубы — Общая длина трубы ТП с учетом длины подводящей магистрали. При высоком значении данного параметра калькулятор рассчитает оптимальное кол-во петель и их длину.
• Т епловая нагрузка на трубу — Суммарное количество тепловой энергии, получаемое от источников тепловой энергии, равное сумме теплопотреблений приемников тепловой энергии и потерь в тепловых сетях в единицу времени.
• Р асход теплоносителя — Массовое кол-во теплоносителя предназначенного для подачи необходимого кол-ва тепла в помещение в единицу времени.
• С корость движения теплоносителя — Чем выше скорость движения теплоносителя, тем выше гидравлическое сопротивление трубопровода, а также уровень шума, создаваемого теплоносителем. Рекомендуемое значение от 0.15 до 1м/с. Данный параметр можно уменьшить за счет увеличения внутреннего диаметра трубы.
• Л инейные потери давления — Снижение напора по длине трубопровода, вызванного вязкостью жидкости и шероховатостью внутренних стенок трубы. Без учета местных потерь давления. Значение не должно превышать 20000Па. Можно уменьшить за счет увеличения внутреннего диаметра трубы.
• О бщий объем теплоносителя — Общее кол-во жидкости для заполнения внутреннего объема труб системы ТП.

Калькулятор работает в тестовом режиме. Дата добавления калькулятора 11.03.2018

Расход теплоносителя по теплому полу

Группа: Участники форума
Сообщений: 220
Регистрация: 12.6.2015
Пользователь №: 270506

Здравствуйте, собрал смесительный узел с коллекторами валтек с расходомерами. на 3 ветки по 50 метров Ф16 (сш. полиэтилен.) насос 25\40 валтек, обр.клапан трехходовой валтек mr.01 . на всех скоростях тестировал каждую петлю — расход в 2-3 раза ниже проектируемого. В одной петле 50 м. при заглушенных остальных — расход всего 3.7 л/мин. на третьей скорости, 3 л/мин -на второй и 2 л/мин на 1 скоростях.

Сообщение отредактировал Андрей Серегин — 17.8.2016, 14:36

Группа: Участники форума
Сообщений: 220
Регистрация: 12.6.2015
Пользователь №: 270506

Группа: Участники форума
Сообщений: 1403
Регистрация: 22.1.2014
Из: Пенза
Пользователь №: 220488

В Аудиторе (Герц, Данфос, Валтек) СО есть файл с расчётом?
Какой Kv трехходового? Расход будет определяться гидросопротивлением петель ТП и Kv трехходового.
Подозреваю, что если расход недостаточен (кстати, а почему недостаточен?), то либо Kv трехходового маловат (странно, ну не меньше же чем 0,6 все равно?), либо гидросопротивление контуров (петель) ТП слишком велико (возможно подсчитано неверно для желаемого расхода).

Сообщение отредактировал Inchin — 17.8.2016, 17:24

Группа: Участники форума
Сообщений: 1266
Регистрация: 12.4.2007
Из: Россия
Пользователь №: 7094

а сколько проектируемый? (и от куда вы его взяли или определили)?

Сообщение отредактировал А.В. — 17.8.2016, 17:28

Группа: Участники форума
Сообщений: 1403
Регистрация: 22.1.2014
Из: Пенза
Пользователь №: 220488

Вот пример ТП с четырьмя петлями. Этажный план и выдержка ТП из общей схемы. Таблица с расчетом режимов ТП ниже схемы. Насос Альфа2L 25-40 в режиме СР1. Длина двух контуров из четырех более 70 метров (каждого) трубой СП 16мм. Расход в этих контурах 1 и 0,84 кг/мин. Остывание 6 и 7 градусов.

NDV007__________________.jpg ( 336,17 килобайт ) Кол-во скачиваний: 142
NDV007__________________.jpg ( 237,35 килобайт ) Кол-во скачиваний: 103

Сообщение отредактировал Inchin — 17.8.2016, 17:47

Группа: Участники форума
Сообщений: 1266
Регистрация: 12.4.2007
Из: Россия
Пользователь №: 7094

да, да Inchin, вы правы. У меня то ж сомнения что человек понимает то что спрашивает.

Сообщение отредактировал А.В. — 17.8.2016, 18:30

Группа: Участники форума
Сообщений: 1403
Регистрация: 22.1.2014
Из: Пенза
Пользователь №: 220488

Просто показал пример, на котором показана взаимосвязь расхода, гидросопротивления контура, остывания в нем, мощности насоса и настройкой балансировочного клапана.

Никаких сомнений, в чьем-либо понимании или непонимании не высказывал.

Сообщение отредактировал Inchin — 17.8.2016, 18:37

Группа: Участники форума
Сообщений: 220
Регистрация: 12.6.2015
Пользователь №: 270506

сам себе Sapiens

Группа: Участники форума
Сообщений: 9797
Регистрация: 21.5.2005
Из: г. Владимир
Пользователь №: 797

Внутренний диаметр — 11,6 мм?
Насос — VRS 25/4 ?

Группа: Участники форума
Сообщений: 1403
Регистрация: 22.1.2014
Из: Пенза
Пользователь №: 220488

Причем здесь блин? Вам про гидравлику и рассказываю, а не про кулинарию. И при эксплуатации будете подавать в ТП холодный теплоноситель? Тогда зачем вообще ТП? Как экранировка от демонов? Или все-таки у Вас ТП должны давать тепло?

Поэтому, расход проектируется исходя из желаемой величины остывания (и теплоотдачи) в конкретном контуре ТП. И из требований СНИПа к температуре поверхности ТП.

Поэтому и предположил, что раз Вам хотелось расход от 6 л/мин. в контурах, то какое же остывание Вы проектировали в контурах ТП? Порядка одного-двух градусов или меньше?

Разве есть смысл делать остывание в петле меньше 5 градусов? Например, остывание в 3 градуса, бывает необходимостью для возможности сбалансировать очень короткий (маленький) контур с другими контурами. Но разве является целесообразно использовать такое остывание в контурах длиной по 50 метров?

И странно, что вроде просите помощи, а на вопросы форумчан не отвечаете.

Сообщение отредактировал Inchin — 18.8.2016, 12:44

Группа: Участники форума
Сообщений: 2652
Регистрация: 20.3.2005
Пользователь №: 570

Группа: Участники форума
Сообщений: 220
Регистрация: 12.6.2015
Пользователь №: 270506

Проектируемый расход — 2 л/мин на 50 метров петли. вн. диаметр Ф12мм.Гидравлическое сопротивление= 10500 Па( в трубе)+500 Па (КМС коллектора, клапанов) .Итого 11000 Па
График ниже.

Сообщение отредактировал Андрей Серегин — 18.8.2016, 20:55

сам себе Sapiens

Группа: Участники форума
Сообщений: 9797
Регистрация: 21.5.2005
Из: г. Владимир
Пользователь №: 797

Группа: Участники форума
Сообщений: 220
Регистрация: 12.6.2015
Пользователь №: 270506

Группа: Участники форума
Сообщений: 1266
Регистрация: 12.4.2007
Из: Россия
Пользователь №: 7094

Андрей Серегин, 2л/мин * 6 контуров = 12 л/мин * 60 мин = 720 л/мин = 720 кг/ч (приблизительно) / 1000 = 0,72 м3/ч (приблизительно). Принимаем что контура одинаковые. Если потеря давления в одном контуре 11000Па и в остальных контурах тоже по 11000 Па = 1,1 м. Смотрим характеристику насоса: на 1 скорости при расходе 0,72 м3/ч насос выдает 1,9 м что больше необходимых вам 1,1 м. Я уж не говрю про 2 и 3 скорости.

Или что-то я вас не правильно понимаю. Вы спрашиваете или утверждаете что теория не совпадает с практикой?

Сообщение отредактировал А.В. — 18.8.2016, 22:40

сам себе Sapiens

Группа: Участники форума
Сообщений: 9797
Регистрация: 21.5.2005
Из: г. Владимир
Пользователь №: 797

Разница легко объясняется тем, что я учитывал лишь потери напора по длине в петле и Kvs 3-ходового клапана.

Сообщение отредактировал tiptop — 18.8.2016, 22:41

Группа: Участники форума
Сообщений: 220
Регистрация: 12.6.2015
Пользователь №: 270506

Группа: Участники форума
Сообщений: 1266
Регистрация: 12.4.2007
Из: Россия
Пользователь №: 7094

у меня такое ощущение что Андрей и гидравлику всех контуров складывает.

Сообщение отредактировал А.В. — 18.8.2016, 22:44

Группа: Участники форума
Сообщений: 220
Регистрация: 12.6.2015
Пользователь №: 270506

Как Вы считаете?
У меня по самому верхнему графику насоса и Kv0,4 (контур с одной петлёй) получается расход 4,5 л/мин.
Это довольно близко к показаниям расходомера:

Разница легко объясняется тем, что я учитывал лишь потери напора по длине в петле и Kvs 3-ходового клапана.

Не совсем понял. расход 4.5 л/мин это 270 л/час. А kv 0.4 это 400 л/час. Или не так? Если так то как через петлю — один расход, а через клапан — другой?

Андрей Серегин, 2л/мин * 6 контуров = 12 л/мин * 60 мин = 720 л/мин = 720 кг/ч (приблизительно) / 1000 = 0,72 м3/ч (приблизительно). Принимаем что контура одинаковые. Если потеря давления в одном контуре 11000Па и в остальных контурах тоже по 11000 Па = 1,1 м. Смотрим характеристику насоса: на 1 скорости при расходе 0,72 м3/ч насос выдает 1,9 м что больше необходимых вам 1,1 м. Я уж не говрю про 2 и 3 скорости.

Или что-то я вас не правильно понимаю. Вы спрашиваете или утверждаете что теория не совпадает с практикой?