Как рассчитать трубу для теплого пола

Последствия превышения длины

Разберемся к каким последствиям может привести увеличение длины трубы теплого пола. Одна из причин — это увеличение гидравлического сопротивления, которая создаст дополнительную нагрузку на гидравлический насос в результате которой он может выйти из строя или же просто может не справится с возложенной на него задачей. Расчет сопротивления состоит из многих параметров.

Условий, параметров укладки. Материала применяемых труб. Вот три основных: длина петли, количество изгибов и тепловая нагрузка на нее.

Стоит заметить, что тепловая нагрузка с увеличением петли растет. Также увеличивается и скорость потока и гидравлическое сопротивление. По скорости потока есть ограничения.

Он не должен превышать 0.5 м/с. Если мы превысим это значение могут возникнуть различные шумовые эффекты в системе трубопровода. Так же увеличивается основной параметр, ради которого и делается этот расчет.

Гидравлическое сопротивление нашей системы. На него тоже есть ограничения. Они составляют 30-40 кП на одну петлю.

Следующая причина состоит в том, что при увеличении длинны трубы теплого пола возрастает давление на стенки трубы, вызывающие удлинение этого участка при нагревании.

Трубе находящейся в стяжке некуда деваться. И она начнет сужаться в самом слабом месте. Сужение может вызвать перекрытие потока в теплоносителе.

У труб, изготовленных из различного материала, разный коэффициент расширения. Например, у полимерных труб коэффициент расширения очень высок. Все эти параметры необходимо учитывать при монтаже теплого пола.

Поэтому заливать стяжку теплого пола необходимо с опрессованными трубами. Опрессовать лучше воздухом с давлением примерно в 4 бара. Таким образом, когда Вы заполните систему водой и начнете ее нагревать, трубе в стяжке будет где расширяться.

Оптимальная длина трубы

Учитывая все выше перечисленные причины с учетом поправок на линейное расширение материала труб возьмем за основу максимальную длину труб теплого пола на один контур:

Диаметр трубы (мм)Материал трубыДопустимая длина (метр)16металлопластик80 ÷ 10018сшитый полиэтилен80 ÷ 12020металлопластик120 ÷ 150

В таблице приведены оптимальные размеры длины теплого пола которые подойдут для всех режимов теплового расширения труб в различных режимах эксплуатации.

Примечание: В жилых домах достаточно 16 мм трубы. Больший диаметр не следует использовать. Это приведет к лишним тратам на энергоносители

Как производится расчет длины трубы

Традиционно при расчетах принимают, что 5 м трубы достаточно для отопления 1 м² пола (см. табличку выше). Номинальное расстояние при этом будет равно 200 мм. Исходя из этого соотношения можно рассчитать номинальную протяженность всего трубопровода: умножить полную площадь комнаты на 5 и округлить в большую сторону.

Для угловых комнат с одним окном лучше увеличить эту длину на 20% (на 1,2), с двумя окнами – на 30% (на 1,3). Для северных районов Российской Федерации необходимо умножить получившуюся длину еще на 20% (на 1,2).

Например, для угловой комнаты площадью 20 м² с двумя окнами и в холодном регионе России протяженность трубопровода будет:

В данном расчете используется полная площадь комнаты без вычета площади крупных предметов мебели. Так делается потому, что воздух над диванами (и даже шкафами) также необходимо отапливать, часть тепла расходуется на нагрев самой мебели. Если рассчитать по уменьшенной площади, в комнате будет прохладно, а в маленькой заставленной мебелью комнате может быть попросту холодно.

Определение максимальной длины одного контура

Максимальная длина одного контура ни при каких условиях не должна превышать 100 м – иначе насос просто не продавит теплоноситель в контур. Да и стометровый контур лучше разделить на два – отопление улучшится, а при избыточном нагреве всегда можно отрегулировать нагрев каждого контура при помощи трехходового клапана в коллекторном узле.

Факторы, определяющие мощность теплого пола

На выбор мощности устройства влияет много причин, которые нужно учитывать, чтобы отопительная система работала эффективно. 

Климатические условия так же играют важную роль. Если дом находится в регионе с холодным климатом, то производительность отопительной системы следует выбирать с запасом.

Основной обогрев или нет

Один из факторов, оказывающих влияние на мощность — тип обогрева, то есть, система будет основным источником тепла или дополнительным. Если — это основная отопительная система, то требуется устройство более высокой производительностью, необходимый уровень удельной мощности — 200 Вт на м2.

Каждый вид греющего пола имеет свои стандартны по тепловой мощности на квадратный метр:

• кабельные — 220 — 230 Вт;
• кабельные маты — 100 — 160 Вт;
• инфракрасная плёнка — 130 — 230 Вт;
• стержневые — 130 — 160 Вт;
• водяные — 40 — 150.

Вид помещения и его размер

У каждого помещения в квартире своя функция, в зависимости от которой определяется температурный показатель. Кроме того, на температуру влияет площадь комнаты, и количество оконных проёмов.

К примеру, мощность обогревательной системы уложенной на лоджии должна быть выше, чем предназначенной для кухни.

В большинстве случаев, производители электрических полов прикладывают рекомендации по данным параметрам:

• ванная комната — 150 до 180 Ватт/м2;
• остеклённый балкон — 150 до 180;
• кухня, спальня, коридор — 110 до 150.

При определении мощности тёплых полов в зависимости от размера обогреваемого помещения, не нужно брать в расчёт участки, где будет располагаться тяжёлая мебель, так как под ней установка обогрева не рекомендована. Естественно, чем меньше площадь комнаты, тем потребуется обогреватель меньшей производительности.

 Напольное покрытие

Показатель мощности обогрева во многом зависит от финишного покрытия. Ведь материал имеет разную степень теплопроводности.

При использовании тёплого пола под ламинат, затраты на теплоресурс возрастут, так как данный материал является плохим проводником тепла. Если использовать ковролин или линолеум, то нагрев произойдет быстрее, что приведет к экономии тепловой энергии.

Теплоизоляция помещения и тепловые потери здания

Теплоизоляция дома, от которой во многом зависят потери тепла — один из важнейших факторов при определении мощности тёплого пола на метр кв. При плохом утеплении (окон, дверей, перекрытий) система будет дольше работать, и больше потреблять теплоресурса, а это приведёт к увеличению расходов.

В старых панельных домах, толщина стен всего 10 — 15 см. В таких стрениях тепловые потери достигают 50%.

Приблизительную оценку теплоизоляции помещения можно произвести самостоятельно, используя онлайн-калькулятор. Согласно современных СНИПов, уровень теплозащиты должен быть в пределах 100 -130 Вт/м2.

Вид монтажа

Способ монтажа тёплого пола, также влияет на выбор его мощности. Ведь от толщины «пирога» зависит его теплоотдача.

Способы укладки:

1. Цементная стяжка — один из вариант монтажа. Бетонный раствор заливается минимальным слоем 30 мм. Для прочности конструкции на теплоизоляцию укладывается полипропиленовая фибра, или монтажная сетка, к которой крепится нагревательный элемент. Поверх заливается бетонная стяжка. Чем толще бетонный слой, тем время прогрева дольше, но при этом, тепло аккумулируется, что увеличивает период остывания.
2. Теплый пол под плитку — часто делается на старое основание. Сначала укладывается кабель с определённым шагом, чем он меньше, тем лучше. Нагреватель заливается плиточным клеем, после затвердевания монтируется плитка. Такой способ обеспечивает хорошую теплоотдачу.
3. Сухой монтаж под ламинат — если невозможно заливка бетонной стяжки, из-за тяжести конструкции, то осуществляется монтаж в штробы. Чтобы температура была равномерной по всей поверхности, штробы должны иметь глубину 10 мм, в которые укладывается нагревательный элемент. Если кабель высокой мощности — 180 — 200 Вт, то штробы рекомендовано делать глубиной 15 — 20 мм.

Тип терморегулятора

Терморегулятор — устройство фиксирующее сигналы от датчика температуры. Он отвечает за подачу электроэнергии в устройство, и при необходимости включает и выключает нагрев, что приводит к экономии ресурса.

Как правильно выбрать мощность теплого пола?

Watch this video on YouTube

Инструкция по выбору мощности теплого пола с электроподогревом

Пред тем, как принимать окончательное решение об установке теплого пола с электрическим обогревом, следует выполнить несколько очень важных условий.

1. Сделать ревизию существующей в помещении электрической проводки и установленной защитной арматуры. Если нет специальных знаний и приборов, то настоятельно рекомендуется обратиться за помощью к профессионалам.

2. Связаться с ответственными представителями энергокомпаний и поинтересоваться возможностью подключения дополнительных мощностей. Если технические возможности существующих сетей позволяют увеличить мощность, то придется обязательно сделать проект, в противном случае сложно получить полный официальный комплект документов.
3. Внимательно проанализировать целесообразность монтажа полов с электрическим подогревом, обдумать вопрос подключения зонального счетчика. Мощность теплого пола во многом зависит от того, какую функцию он будет выполнять: основного или дополнительного источника тепла.

Важно понимать, что мощность электрического обогрева на квадратный метр отличается в зависимости от используемой технологии

Если с этими подготовительными работами все в норме, то можно приступать к расчету мощности теплого пола.

Шаг 1. Измерьте площадь помещения. Если высота нестандартная, то придется использовать специальные поправочные коэффициенты. К примеру, пусть площадь помещения равняется 18 м2 (длина 4,5 м, ширина 4 м).

Вначале измеряется площадь помещения

Шаг 2. Узнайте общую мощность электрических матов. Она зависит от использования теплых полов, если они будут основным источником обогрева помещения, то для одного квадратного метра требуется не менее 140 Вт. Если теплый пол служит как дополнение к главному отоплению или для увеличения комфортности пребывания в зданиях, то мощность может уменьшаться до значения 40–80 кВт/м2. В нашем случае теплый пол считается главным источником тепла, именно поэтому такая большая мощность требуется для обогрева одного квадратного метра помещения. Полная мощность равняется 2,52 кВт (18×140 Вт).

Расчет полной мощности

Шаг 3. Подсчитайте, какое количество пленки нужно покупать для одной комнаты. Перед этим ознакомьтесь с техническими данными от производителей оборудования, а именно – какая мощность одного квадратного метра пленки. Далее следует разделить общую мощность для подогрева пола на мощность квадратного метра материала. В нашем случае 2,52 кВт : 220 Вт/м2 = 11,45 м2. После округления в большую сторону получаем 11,5 м2, столько пленки надо для обустройства теплого пола в комнате площадью 18 квадратных метров.

Расчет необходимого количества ИК пленки

220 Вт/м кв. — это стандартная мощность пленки

140 Вт/м кв. рекомендуется для полов с финишным покрытием ламинатом, ковролином или линолеумом

Следует знать, что мощность нагрева полов из натуральных пиломатериалов нужно понижать – дерево не любит длительного нагрева, оно пересыхает и теряет свои первоначальные качества. Кроме того, из-за существенного уменьшения относительной влажности изменяются размеры деревянных элементов, что становится причиной появления трещин и неприятных скрипов во время ходьбы. Избавиться от скрипов очень трудно, придется делать капитальный ремонт настила, а иногда необходима полная его замена. Это не только дорого, но и очень долго, процесс сопровождается большим количеством мусора и пыли в жилых помещениях.

Пример укладки электрического теплого пола на кухне

По вышеописанному принципу можно рассчитать мощность всех электрических полов вне зависимости от того, какие нагреватели применяются: кабели, маты, стержни и т. д.

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.

Как определить оптимальную температуру помещения

Температурные нормы для жилых комнат указаны в СНиП 44-01-2003. Степень нагрева чистовой поверхности пола должна быть в пределах +26-31°С. Первое значение применимо для помещений, в которых люди находятся относительно постоянно. +31°С – этот норма для ванных комнат, бассейнов. Максимально допустимое значение – +35°С. Для автоматического регулирование температурного режима в коллекторе устанавливают терморегуляторы.

Что влияет на передачу тепловой энергии от горячей воды воздуху в комнате:

• Теплоизоляция чернового основания. Для уменьшения тепловых потерь необходимо использовать эффективные утеплители – базальтовую вату, экструдированный пенополистирол. Потери тепла – до 10%
• Толщина чистовой поверхности и материал изготовления. Для бетонной стяжки будет заметна инерция нагрева. Если она залита относительно недавно, может потребоваться до 3-4 месяцев до окончательного испарения влаги из структуры. Тепловые потери – до 5%.
• Общий объем помещения, степень теплоизоляции наружных стен, крыши. Это основной источник расхода тепла. Снижение температуры теплоносителя до 10%.

Итого, если вода в трубах теплого пола нагрета до +40°С, то воздуху в комнате будет передаваться температура 40-40*(10%+5%+10%)=30°С. Дополнительно учитываются колебания температуры на улице. Чем они ниже, тем больше тепла нужно потратить на обогрев комнаты.

Сколько тепла должен подавать трубопровод

Рассмотрим подробнее на примере, какое количество тепла обычно подается по трубам, и подберем оптимальные диаметры трубопроводов.

Имеется дом площадью 250 м кв, который хорошо утеплен (как требует норматив СНиП), поэтому он теряет тепла в зимнее время по 1 кВт с 10 м кв. Для обогрева всего дома требуется подавать энергии 25 кВт (максимальная мощность). Для первого этажа – 15 кВт. Для второго этажа – 10 кВт.

Наша схема отопления двухтрубная. По одной трубе подается горячий теплоноситель, по другой — охлажденный отводится к котлу. Между трубами параллельно подсоединены радиаторы.

На каждом этаже трубы разветвляются на два крыла с одинаковой тепловой мощностью, для первого этажа – по 7,5 кВт, для второго этажа – по 5 кВт.

Итак, от котла до межэтажного разветвления поступает 25 кВт. Следовательно, нам потребуются магистральные трубы внутренним диаметром не менее – 26,6 мм, чтобы скорость не превысила 0,6 м/с. Подходит 40-мм полипропиленовая труба.

От межэтажного разветвления – по первому этажу до разветвления на крыльях — поступает 15 кВт. Здесь, согласно таблице, для скорости менее 0,6м/с, подойдет диаметр 21,2 мм, следовательно, применяем трубу с наружным диаметром 32 мм.

На крыло 1 этажа идет 7,5 кВт – подходит внутренний диаметр 16,6 мм, — полипропилен с наружным 25 мм.

Соответственно на второй этаж до разветвления принимаем 32мм трубу, на крыло – 25мм трубу, а радиаторы на втором этаже также подсоединяем 20-мм трубой.

Как видим, все сводится к несложному выбору среди стандартных диаметров имеющихся в продаже труб. В небольших домашних системах, до десятка радиаторов, в тупиковых распределительных схемах, в основном применяется полипропиленовые трубы 25мм -«на крыло», 20 мм — «на прибор». и 32 мм «на магистраль от котла».

Змейка или улитка?

Виды укладки теплого пола: змейка (слева) и улитка (справа).

Существует два основных типа укладки труб теплого пола – змейка и улитка (см. рис).  Хотя по расходу труб принципиальной разницы между ними нет.

Теплый водяной пол уложенный змейкой менее равномерно обогревает комнату – температура пола в одной ее части будет выше, чем в другой. Таким образом укладывают трубы в том случае, когда в комнате есть большое окно или плохо утепленная наружная стена дома.

Более теплая часть змейки укладывается там, где идет больше теплопотерь. Иногда используют способ укладки «угловая змейка» (см. рис).

Улитка позволяет равномерно обогревать все помещение. Трубы теплого пола укладывают улиткой в том случае, если теплопотери комнаты минимальны – стены утеплены, а окна как минимум двухкамерные.

Как рассчитать мощность насоса для теплого пола

Системы отопления, в большинстве случаев, работают в паре с циркуляционными насосами. Они не способны создавать избыточное давление и используются для проталкивания теплоносителя на определенной скорости.

В связи с тем, что потребность в температуре может меняться в зависимости от погоды, то и в скорость движения теплоносителя необходимо вносить определенные коррективы. Из-за этого следует устанавливать трехскоростные насосы с возможностью регулировки.

Перед покупкой агрегата для теплых полов в квартире следует определиться с несколькими важными параметрами: напором и мощностью. Если роль теплоносителя будет играть вода, то для расчета мощности насоса используют такую формулу:

Q=0,86*Ph/(t пр.т-t обр.т)

• где:
• Ph – это мощность отопительного контура;
• t обр. т – температура воды в обратном направлении;
• t пр.т – температура подачи.

До полученного результата следует прибавить еще 15 % на то случай, если в регионе будут аномальные холода.

Таблица характеристик для выбора насоса

Второй характеристикой мотора является создаваемый им напор. Он обязательно необходим для преодоления сопротивления фитингов, труб и других элементов трубопровода. В любом случае гидравлическое сопротивление трубы будет зависеть от материала, из которого она изготовлена.

При расчете следует обратить внимание на сопротивление в области вентиля, фитингов и смесительного узла. Для расчета напора используют следующую формулу:. H=(П*L+ƩK)/(1000)

H=(П*L+ƩK)/(1000)

• где:
• H – это напор насоса;
• П – гидравлическое сопротивление одного погонного метра трубопровода;
• – длина наиболее протяженного контура трубопровода;
• K – показатель запаса мощности.

При расчете напора необходимо умножить длину контура на сопротивление одного метра трубопровода. Полученное значение измеряется в кПа. В дальнейшем его нужно перевести в атмосферы, используя соотношение: 100 кПа=0,1 атм.

Определение длины контура

Для начала следует определиться, что такое контур теплого пола. Это определение относится к трубе, по которой осуществляется движение одного теплового потока. На расчет его длины оказывают влияние следующие параметры:

• материал, применяемый при изготовлении трубы;
• диаметр трубы.

Рекомендуемый диаметр может иметь следующие параметры:

• 16 мм;
• 18 мм;
• 20 мм.

Расчёт длины для водяного теплого пола

Не рекомендуется использовать материал с меньшим или большим диаметром, так как уменьшение или увеличение сечения оказывает негативное влияние на эффективность нагрева и работу системы в целом. Расчет длины контура надо производить с учетом следующих рекомендаций:

Особенности установки водяного теплого пола в деревянном доме

• Наиболее распространенный диаметр сечения металлопластика равен 16 и 20 мм. В первом случае максимальная длина контура составляет 100 метров. Однако оптимальной длиной считается 80 метров. Во втором случае эта величина может составлять от 120 до 125 метров.
• Самым распространенным диаметром для сшитого полиэтилена является 18 мм. При этом длина контура может достигать 120 метров. Однако оптимальная рекомендуемая длина ограничивается 80-100 метрами.