Потребление
Таблица расхода электроэнергии
Чтобы иметь представление, сколько потребляет теплый пол, необходимо подсчитать тепловые потери помещения. Произвести расчеты возможно самостоятельно, проанализировав основные факторы, влияющие на это. На потребление энергии теплым полом влияют такие факторы:
- С какой целью используется система: для обогрева комнаты или для создания комфортной обстановки.
- Насколько хорошо произведена теплоизоляция в помещении. Чем качественнее утеплены стены, двери и окна, тем меньшее количество электроэнергии, расходуемое электрическими полами.
- Сезонность и климат. Во время низких температур и холодной погоды расходы повышаются.
- Вариант напольного покрытия.
- Количество человек, проживающих в квартире или доме. Если членов семьи несколько, электрический пол должен работать чаще. Если проживает один человек, часто отсутствует, то налицо реальная экономия, когда полы можно не включать.
- Личные предпочтения человека, желаемый температурный режим. Данные показатели субъективны.
- Вид терморегулятора, наличие теплоизоляции. Некоторые виды оборудования позволяют экономить более трети электричества, по сравнению с аналогами.
Потребляемая мощность теплого пола зависит от таких параметров:
- При обогреве комнаты мощность электрического пола составляет до двухсот ватт на квадратный метр.
- При использовании системы для повышения комфортности пребывания в помещении мощность электропола колеблется в пределах ста десяти – ста шестидесяти ватт на метр квадратный.
При достижении установленной температуры энергопотребление снижается, происходит поддержание установленных параметров. Система работает в режиме чередования включения и выключения. В среднем, за час оборудование функционирует около пятнадцати минут, за двадцать четыре часа – не более шести часов.
Разнообразие вариантов теплого пола велико. В системе электрического подогрева выделяют такие подвиды:
- Кабельный теплый пол электрический. Данный вид обогрева применялся в самом начале зарождения подобной технологии. Представляет собой конструкцию из готовых матов, прикрепляются к основанию при помощи специального клея для плитки. Сверху на маты укладывают кафель, делают стяжку для установки ламината, линолеума и других декоративных покрытий. Вариант интересен тем что дает возможность по-разному прогревать пол в одном помещении, прогревает отдельные сегменты пола до различной температуры.
- Пленочный теплый пол занимает лидирующие позиции при установке системы. Тонкая пленка может применяться под любое напольное покрытие, за исключением кафеля. Преимуществом пленочного теплого пола является его экономичность, практичность и долговечность. Потребление электроэнергии пленочным теплым полом, по словам экспертов, считается минимальным в сравнении с существующими вариантами.
- Инфракрасный теплый пол. Суть данного варианта в обогреве окружающих предметов, а не воздуха. Они отдают накопленное тепло в помещение, что делает процесс нагревания более эффективным. Инфракрасные полы потребляют не много электричества. Согласно наблюдениям специалистов, среди существующих вариантов электрического теплого пола, данный вариант потребляет минимальное количество электричества и считается самой экономной системой подогрева пола.
Теплый пол
Основным недостатком электрических теплых полов называют их энергопотребление. Но то преимущество, которое дает система, примеряет с данным фактом. Снизить объемы энергопотребления возможно путем установки специальных приспособлений, как, например, программируемый терморегулятор. Можно задать определенный режим работы и получить почти пятидесятипроцентную экономию ресурсов.
Водяной теплый пол позволяет подогревать помещение при подключении к центральной теплосети. Но данный вариант не показал эффективности при установке в многоквартирных домах, если температура теплоносителя нестабильна, также требует разрешительных документов
Специалисты рекомендуют обратить внимание на другие варианты обогрева пола
Чтобы система подогрева была эффективной, следует тщательно изучить существующие варианты и подобрать максимально уместный.
Если вы сомневаетесь, устанавливать ли систему теплого пола, поинтересуйтесь информацией у специалистов и тех, кто уже использует вариант подогрева пола. Целесообразно устанавливать систему, если:
- В доме нет индивидуальной системы отопления.
- Новая и качественная стяжка пола. Чтобы не проводить демонтажные работы, можно установить пленочный электрический пол.
- Необходимость дополнительного обогрева к основной системе отопления.
Какая должна быть длина контура водяного теплого пола
Рассчитывать эти параметры необходимо исходя из диаметра и материала, из которого изготовлены трубы. Так, например, для металлопластиковых труб диаметром в 16 дюймов длина контура водяного теплого пола не должна превышать 100 метров. Оптимальная длина для такой трубы – 75-80 метров.
Для труб из сшитого полиэтилена диаметром 18 мм длина контура на поверхности для теплого пола не должна превышать 120 метров. На практике эта длина равна 90-100 метрам.
Выбирать трубы для укладки на пол рекомендуется исходя из площади помещения. Стоит заметить, что от того из какого материала изготовлены трубы и как они уложены на поверхность, зависит их долговечность и качество работы. Оптимальным вариантом станут металлопластиковые трубы.
Выполнение расчетов на основании схемы
Чтобы определить нужное количество труб, можно пользоваться другим способом, для чего потребуется:
- Подготовить или выбрать схему, согласно которой будет выполняться монтаж трубопровода.
- План с конкретным шагом укладки нанести на миллиметровую бумагу.
- При нанесении чертежа следует соблюдать масштаб.
До того, как посчитать трубу на теплый пол, нужно подобрать вариант укладки, который может иметь вид:
- одинарной змейки — трубопровод после вхождения в комнату, принимает форму синусоиды. Данный способ оптимален для небольших по площади помещений с контуром малой протяженности;
- двойной змейки — трубы в данном случае укладывают попеременно, что позволяет выровнять температуру напольного покрытия по всей его площади;
- улитки — нагревательный контур располагают по спирали, благодаря чему пол по периметру прогревается с одинаковой теплоотдачей.
Расчеты труб для водяного теплого пола (длина, диаметр, шаг и способы укладки и трубы)
Ограниченная длина низконапорного отопительного контура связана эффектом «замкнутой петли», при котором потеря давления превышает 20 кПа (0,2 бара). Увеличение мощности насоса, в данном случае не выход — сопротивление будет возрастать пропорционально увеличению давления.
Теплые водяные полы лучше обустраивать в помещениях, где проживают постоянно, а не пользуются время от времени.
Расчетная длина труб для теплого пола определяется по формуле:
L = (S/a×1,1) + 2c, (м), где
L — длина контура, м;
S — площадь, контура, м²;
a — шаг укладки, м;
1,1 — увеличение размера шага на изгиб (запас);
2c — длина подводящих труб от коллектора до контура, м.
Обратите внимание! Полезная площадь помещения учитывает площадь контура с добавлением половины шага трубы. Схема обустройства теплого водяного пола в бетонной стяжке
Обогревательный контур прокладывают, отступив 0,3 м от стен
Учитывают открытую площадь пола, которая передает равномерный поток излучения. Специалисты не рекомендуют монтировать отопительный контур в местах расстановки мебели. Длительная статическая нагрузка может стать причиной деформации труб
Обогревательный контур прокладывают, отступив 0,3 м от стен. Учитывают открытую площадь пола, которая передает равномерный поток излучения. Специалисты не рекомендуют монтировать отопительный контур в местах расстановки мебели. Длительная статическая нагрузка может стать причиной деформации труб.
При большой площади помещения отопительный контур разбивают на сектора. Основные правила зонирования — соотношение длин сторон 1/2, обогрев площади одного сектора не более 30 м² и соблюдение одинаковых длины и диаметра для цепей одного коллектора.
Температура теплоносителя в контуре теплого пола зависит от тепловой нагрузки, шага укладки, диаметра труб, толщины стяжки и материала напольного покрытия.
Соотношение длин и диаметров труб контура:
Диаметр, мм | Материал трубы | Рекомендованная длина контура, м |
16 | металлопластик | 80 ÷ 100 |
18 | сшитый полиэтилен | 80 ÷ 120 |
20 | металлопластик | 120 ÷ 150 |
Диаметр и шаг трубной раскладки зависит от тепловой нагрузки, назначения, размера и геометрии комнаты. Зона распространения тепла пропорциональна радиусу трубы. Труба обогревает участок пола в каждую сторону от центра трубы. Сбалансированный шаг труб: Dy 16 мм — 0,16 м; 20 мм — 0,2 м; 26 мм — 0,26 м; 32 мм — 0,32 м.
Конструкция металлопластиковых труб для теплого водяного пола.
В паспортных данных изделий указывают максимальную пропускную способность труб, на основании которой вычисляют линейное изменение давления. Оптимальное значение скорости теплоносителя в трубах водяного отопления 0,15 ÷ 1 м/с.
Зависимость шага от площади и нагрузки сектора:
Диаметр, мм | Расстояние по осям (шаг труб), м | Оптимальная нагрузка, Вт/м² | Общая (или разбитая на участки) полезная площадь помещения, м² |
16 | 0,15 | 80 ÷ 180 | 12 |
20 | 0,20 | 50 ÷ 80 | 16 |
26 | 0,25 | 20 | |
32 | 0,30 | меньше 50 | 24 |
Варианты укладки труб: простые, угловые или двойные петли (змейки), спирали (улитки). Для узких коридоров и помещений неправильной формы используют укладку змейкой. Большие площади разбивают на сектора. Допускается комбинированная укладка: в краевой зоне труба выкладывается змейкой, в основной части — улиткой.
Варианты укладки труб водяного теплого пола.
По периметру, ближе к наружной стене и возле оконных проемов, проходит подача контура. Шаг укладки в краевых зонах может быть меньше расстояний между трубами в центральной части комнаты. Подключение усилений краевой зоны необходимо для повышения мощности теплового потока.
Обратите внимание! Загиб труб на 90° в спиральной схеме подключения водяного теплого пола, снижает гидравлическое сопротивление меньше, в сравнении с укладкой петлями (змейкой). В расчетах труб для водяного теплого пола используют диаметры 16, 20, 26, 32 мм
В расчетах труб для водяного теплого пола используют диаметры 16, 20, 26, 32 мм.
Укладка труб водяного теплого пола по спиральной схеме снижает гидравлическое сопротивление.
Для систем теплых водяных полов применяют гофрированный, нержавеющий стальной, медный, металлопластиковый, сшитый полиэтиленовый трубопровод. Гофрировать трубу для теплых полов стали относительно недавно для того, чтобы облегчить монтаж конструкции и сократить расход на поворотные увеличения длины.
Полипропиленовый трубопровод обладает большим радиусом изгиба, поэтому в системах теплых полов применяется редко.
Гофрированная труба из нержавеющей стали для обустройства водяного теплого пола.
Выясняем потребную тепловую мощность
Для расчета всех параметров будущего теплого пола – водяного или электрического – надо определить, сколько Ватт теплоты подать на обогрев конкретного помещения. Предлагаем посчитать требуемую мощность отопления простейшим способом – по площади либо объему комнаты.
В качестве примера используем планировку небольшого одноэтажного дома 100 м² (по наружному обмеру), показанную на чертеже. Заметьте, угловые комнаты со световыми проемами и внешними стенами потеряют гораздо больше тепла зимой, нежели внутренние – коридор, санузел и прихожая. Нюанс учтен в предлагаемой методике:
- Путем обмеров и перемножения длин выясните квадратуру каждого помещения.
- Площади комнат с одной наружной стенкой и световым проемом умножьте на 0.1 кВт. К данной категории относятся и центральные помещения (в примере – прихожая, ванна и коридор).
- На обогрев комнат, расположенных в углах здания, потребуется выделить больше тепловой энергии. Квадратуру помещения с двумя внешними стенами и окном следует помножить на 0.12 кВт (кухня и детская).
- Если в угловой комнате присутствует 2 и более оконных проема, площадь умножается на 0.13 кВт (гостиная и спальня на планировке).
Результаты вычислений – это требуемая теплоотдача отопительных контуров либо радиаторов в киловаттах отдельно по каждому помещению. С полученными цифрами можно переходить к следующему этапу расчета.
Вышеописанная методика не годится для комнат с потолками 3 и более метров. В подобных случаях потребное количество теплоты считается по объему помещений, умножаемому на 35, 40 или 45 Вт в зависимости от расположения внутри здания. Подробно расчет нагрузки на систему отопления изложен в отдельной статье.
Определение теплоотдачи отопления по объему комнат с потолками 3 м и выше
Определение желаемой температуры в комнатах
Определение желаемой температуры в комнатах
Тут всё просто. Есть рекомендованные значения, на которые следует ориентироваться, или можно придумать свои. Следует учитывать также и свойства напольного покрытия.
Обычно считается, что в жилых комнатах пол должен иметь температуру 29 C°, а на расстоянии 50 см от наружных стен — 35 C°. В комнатах с высокой влажностью потребуется нагреть его до 33 C°. Деревянный паркет, который может покоробиться от перегрева, не допускает нагревания пола выше 27 C°, а ковролин, имеющий свойство задерживать тепло, позволяет поднять температуру на 4-5 градусов.
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».
Виды
Согласно СНиПам и инструкциям производителей, трубы теплого пола должны укладываться без сварных швов и фитинговых соединений в бетоне. Любая подобная состыковка – это потенциальная точка порыва и протечки воды. Стяжка после этого придет в негодность. А ремонт ее не просто сложен, но сильно проблематичен.
В итоге для теплых полов подходят только трубы:
- медные;
- из гофрированной нержавейки;
- из сшитого полиэтилена (PEX);
- металлопластиковые (PEX-AL-PEX).
Металлические
Из металлических труб использовать в теплых полах разрешается лишь два варианта – медные и гофры из нержавеющей стали. Применять стальные аналоги (даже в виде нержавейки) нельзя. Они слишком подвержены коррозии и соединяются сваркой, что недопустимо для рассматриваемых систем обогрева.
Стальные трубы служат 10-15 лет
Медь по всем показателям является самым лучшим выбором для устройства водяных ТП. Единственный и существенный ее недостаток – высокая стоимость за метр. Гофра из нержавейки дешевле медного изделия в 2–3 раза, но не столь долговечна и не отличается в силу своей конструкции гладкостью внутри.
Медные трубы обладают лучшей теплопроводимостью
Полимерные
Из пластиковых труб для напольных систем подходит только сшитый полиэтилен (PEX) и металлопластик (PEX-AL-PEX). Обычные полиэтиленовые изделия (PE), а также их поливинилхлоридные (PVC) и полипропиленовые (PP) аналоги брать нельзя. Они либо плохо гнутся, либо не рассчитаны на высокие температуры, либо сильно расширяются при нагреве.
Сшитый полиэтилен отличается пластичностью, устойчивостью к перепадам давления, а также высокой прочностью на разрыв и сжатие. Трубы из него спокойно переносят нагрев до +90–95 0С. При нагреве они достаточно сильно расширяются, но в стяжке это не столь страшно. Теплые полы из таких трубных изделий служат по 40–50 лет.
Полимерные трубы служат примерно 40-50 лет
Металлопластик
Металлопластиковый аналог состоит двух слоев PEX, между которых заложена прослойка из алюминия. Этот вид труб менее подвержен расширению, обладая при этом всеми достоинствами сшитого полиэтилена. Именно данный вариант чаще всего используют при устройстве теплых водяных полов.
Продаются трубы металлопластиковые и из сшитого полиэтилена в бухтах с метражом до 200 м. Они легко гнутся при укладке на утеплителе и просты в монтаже. Теплые полы с их помощью самостоятельно в комнатах на 15–20 м2 можно собрать за день. Потом еще масса времени уйдет на застывание стяжки, но сам трубопровод и смесительно-коллекторный узел собираются в этом случае в кратчайшие сроки.
Трубы из металлопластика очень просто монтировать
Выбор труб
Важным моментом в устройстве теплых полов является выбор труб. Поэтому отдавать предпочтение лучше всего изделиям производителя, дающего гарантию на свой товар более 30 лет и обязующегося в случае брака, неисправностей или иных неполадок выплатить компенсацию или полностью возместить стоимость материала.
Наименование | Размер. Цифры типоразмера – наружный диаметр, толщина стенки металлопластиковой трубы | Цена, руб. Приведена цена погонного метра |
---|---|---|
МЕТАЛЛОПЛАСТИКОВАЯ (МЕТАЛЛОПОЛИМЕРНАЯ) ТРУБА VALTEC PEX-AL-PEX | 16 X 2,0 мм, 100 м 16 X 2,0 мм, 200 м | 55 |
МЕТАЛЛОПЛАСТИКОВАЯ (МЕТАЛЛОПОЛИМЕРНАЯ) ТРУБА VALTEC PEX-AL-PEX | 20 x 2,0 мм, 100 м | 83 |
МЕТАЛЛОПЛАСТИКОВАЯ (МЕТАЛЛОПОЛИМЕРНАЯ) ТРУБА VALTEC PEX-AL-PEX | 26 x 3,0 мм, 50 м | 145 |
МЕТАЛЛОПЛАСТИКОВАЯ (МЕТАЛЛОПОЛИМЕРНАЯ) ТРУБА VALTEC PEX-AL-PEX | 32 x 3,0 мм, 50 м | 215 |
МЕТАЛЛОПЛАСТИКОВАЯ (МЕТАЛЛОПОЛИМЕРНАЯ) ТРУБА VALTEC PEX-AL-PEX | 40 x 3,5 мм, 25 м | 575 |
ТРУБА ИЗ СШИТОГО ПОЛИЭТИЛЕНА PEX-EVOH | 16 х 2,0 мм, 200 м 16 x 2,0 мм, 100 м | 50 |
ТРУБА ИЗ СШИТОГО ПОЛИЭТИЛЕНА PEX-EVOH | 20 х 2,0 мм, 100 м | 69 |
Труба для теплого пола УПОНОР
При монтаже изгиб труб может варьироваться от 45 до 90°С, что может усложнить процесс укладки материала. К тепломагистрали предъявляются следующие требования:
- прочность;
- износостойкость;
- долговечность;
- достаточная теплопередача;
- низкий показатель теплового расширения;
- нейтральность к воде;
- способность выдерживать температуру до 120°С.
Укладка металлопластиковой трубы
Самые популярные материалы для теплоносителей:
- металлопластик;
- полиэтилен.
Трубы теплого пола полиэтиленовые
Расчет метража кабеля и шага укладки
Чтобы определить длину греющего проводника, необходимо учесть некоторые особенности:
- производители предлагают кабели фиксированного метража, обладающие разной мощностью (от 9 до 20 Вт на 1 погонный метр);
- чтобы нагреватель мог отдавать тепло и не перегорел в полу, контур нельзя прокладывать под стационарной мебелью и техникой без ножек;
- для укладки в ванной или на балконе кабельный проводник берется с запасом 15—20%.
Схема укладки резистивного кабеля в ванной
Выяснив потребность в тепловой энергии на обогрев конкретного помещения, сделайте расчет электрического теплого пола согласно инструкции:
- Подберите по каталогу кабель, ориентируясь на полученную ранее тепловую мощность и добавляя запас 15%. Запишите общую длину проводника.
- Нарисуйте на бумаге план комнаты в масштабе.
- Расположите на эскизе мебель и бытовую технику, вплотную прилегающую к полу и мешающую нормальному теплообмену. Соблюдайте реальные габариты шкафов, стиральных машин и прочего оборудования.
- Отнимите от общей квадратуры площадь, занимаемую мебелью. Задача – разместить на свободном участке выбранный по каталогу греющий проводник.
- Разделите остаток площади на длину кабельного нагревателя – получите шаг укладки в метрах.
Правила раскладки в жилых и вспомогательных помещениях отличаются. Например, в гостиной или спальне первая греющая линия отодвигается от мебели на расстояние 10 см. В ванной либо на балконе кабель укладывается вплотную к шкафам и сантехнике, чтобы ноги не ощущали перепада температур на полу. Указанный нюанс обязательно учитывайте при планировании. Подробнее расскажет специалист на видео:
Поскольку нагревательные маты продаются полосами сетки (рулонами), шаг прокладки считать не придется. Но учтите другой момент: теплоотдача 1 м² мата ограничена, увеличить мощность нельзя. А вот снизить – без проблем, достаточно разрезать сетку между проводниками и раздвинуть кабели.
Пример расчета теплого электрического пола в спальне 18 м² с потреблением тепла 2,16 кВт:
- Поскольку кабельный нагрев планируется совместить с радиаторной системой, тепловая мощность делится пополам – 2,16 / 2 = 1,08 кВт приходится на половой контур.
- Подбираем двухжильный кабель DEVIsafe 20T удельной мощностью 20 Вт/м. С учетом запаса берем готовый проводник длиной 60 м с теплоотдачей 1,2 кВт.
- Стационарная мебель занимает 3 м² площади спальни. Остается 15 м², тогда шаг укладки составит 15 / 60 = 0,25 м.
Возможные схемы раскладки кабельных контуров
Схемы подключения
Существует несколько способов введения в эксплуатацию системы обогрева помещения такого типа.
В каждой из схем необходимо предусмотреть отсутствие частиц в трубах, иначе это приведёт к засорению элементов конструкции напольного отопления.
Через отдельный ввод
При таком способе не допускается работа циркуляционного насоса всухую. Для этого производится монтаж реле, регулирующее давление или силу потока.
А также допустимо использование накладного термостата, позволяющего блокировать работу насоса при пересечении им отметки нижнего температурного порога.
Самый эффективный вариант — установка регулятора, корректирующего температурный режим обогрева комнаты в соответствии с внешней температурой комнаты.
Через вертикальную разводку
Основная цель такой схемы — процесс восстановления существующей радиаторной системы.
Фиксируя трубы тёплого пола непосредственно к стояку, можно вдвое увеличить количество получаемого тепла. Это объясняется тем, что при одном и том же значении температуры в подающей трубе и обратке в момент перепада в трубах пола с подогревом она будет выше, чем в радиаторе.
При наличии в жилом помещении 4-х стояков теплоноситель из двух идёт транзитом, а из оставшихся — используется тёплая вода из системы центрального отопления.
Фото 1. Схема подключения водяного теплого пола к отопительной системе посредством вертикальной разводки.
Последовательность действий по данной схеме:
- установка новых обменников теплом на место ранее используемых радиаторов;
- параллельная фиксация вторичного контура от пола с подогревом.
Важно! При проведении процесса обязательно применение ПВХ труб одной длины
Однотрубная система
Такая схема не предусматривает регулирование расхода теплоносителя и опускание его температуры.
Водяной пол с подогревом при помощи стояка подсоединяется к центральной системе отопления. Осуществить это возможно путём замены радиатора на контур тёплого пола.
Разница тепловых нагрузок системы центрального отопления и напольного обогрева не должен быть больше 5–10 градусов.
Управление комнатной температурой в этом случае можно с помощью циркуляционного насоса и термостата.
При отсутствии теплоносителя в стояке работа насоса автоматически прекращается.
Для поддержания комфортной температуры зимой можно применять в использованной схеме пиковый электрокотел. Этот элемент сможет выполнять данную функцию с помощью термостата, при условии его соединения с центральным отоплением с одной стороны, и к полу с подогревом — с другой.
Конкретный пример расчета отопительной ветки
Предположим, что требуется определить параметры теплового контура для дома площадью 60 квадратных метров.
Для расчета понадобятся следующие данные и характеристики:
- габариты помещения: высота – 2,7 м, длина и ширина – 10 и 6 м соответственно;
- в доме 5 металлопластиковых окна по 2 кв. м;
- внешние стены – газобетон, толщина – 50 см, Кт=0,20 Вт/мК;
- дополнительное утепление стен – пеноплистирол 5 см, Кт=0,041 Вт/мК;
- материал потолочного перекрытия – ж/б плита, толщина – 20 см, Кт=1,69 Вт/мК;
- утепление чердака – плиты пенополистирола толщиной 5 см;
- габариты входной двери – 0,9*2,05 м, теплоизоляция – пенополиуретан, слой – 10 см, Кт=0,035 Вт/мК.
Далее рассмотрим пошаговый пример выполнения расчета.
Шаг 1 — расчет теплопотерь через конструктивные элементы
Термическое сопротивление стеновых материалов:
- газобетон: R1=0,5/0,20=2,5 кв.м*К/Вт;
- пенополистирол: R2=0.05/0.041=1.22 кв.м*К/Вт.
Термосопротивление стены в целом составляет: 2,5+1,22=3,57 кв. м*К/Вт. Среднюю температуру в доме принимаем за +23 °C, минимальную на улице 25 °C со знаком минус. Разница показателей – 48 °C.
Вычисление общей площади стены: S1=2,7*10*2+2,7*6*2=86,4 кв. м. От полученного показателя необходимо отнять величину окон и двери: S2=86,4-10-1,85=74,55 кв. м.
Подставляя полученные показатели в формулу, получим стеновые теплопотери: Qc=74,55/3,57*48=1002 Вт
По аналогии рассчитываются тепловые издержки через окна, дверь и потолок. Для оценки энергетических потерь через чердак учитывают теплопроводность материала перекрытия и утеплителя
Итоговое термическое сопротивление потолка равно: 0,2/1,69+0,05/0,041=0,118+1,22=1,338 кв. м*К/Вт. Теплопотери составят: Qп=60/1,338*48=2152 Вт.
Rо=0,56*0,1+0,5*0,9=0,56 кв.м*К/Вт. Здесь 0,1 и 0,9 – доля каждого материала в оконной конструкции.
Теплопотери окна: Qо=10/0,56*48=857 Вт.
С учетом теплоизоляции двери ее тепловое сопротивление составит: Rд=0,1/0,035=2,86 кв. м*К/Вт. Qд=(0,9*2,05)/2,86*48=31 Вт.
Итого теплопотери через ограждающие элементы равны: 1002+2152+857+31=4042 Вт. Результат надо увеличить на 10%: 4042*1,1=4446 Вт.
Шаг 2 — тепло на обогрев + общие теплопотери
Сначала вычислим расход тепла на обогрев поступающего воздуха. Объем помещения: 2,7*10*6=162 куб. м. Соответственно вентиляционные теплопотери составят: (162*1/3600)*1005*1,19*48=2583 Вт.
По данным параметрам помещения, суммарные тепловые издержки составят: Q=4446+2583=7029 Вт.
Шаг 3 — необходимая мощность теплового контура
Рассчитываем оптимальную мощность контура, необходимую для возмещения теплопотерь: N=1.2*7029=8435 Вт.
Далее: q=N/S=8435/60=141 Вт/кв.м.
Исходя из требуемой производительности системы отопления и активной площади помещения, можно определить плотность потока тепла на 1 кв. м
Шаг 4 — определение шага укладки и длины контура
Полученное значение сравниваем с графиком зависимости. Если температура теплоносителя в системе составляет 40 °C, то подойдет контур с параметрами: шаг – 100 мм, диаметр – 20 мм.
Если в магистрали циркулирует вода, разогретая до 50 °C, то интервал между ветками можно увеличить до 15 см и использовать трубу сечением 16 мм.
Считаем длину контура: L=60/0,15*1,1=440 м.
Отдельно необходимо учесть расстояние от коллекторов до тепловой системы.
Как определить оптимальную температуру помещения
В данном случае особых сложностей не возникает. Для ориентации можно использовать рекомендованные значения, или придумать свои. Причем обязательно учитывается напольное покрытие.
Пол жилого помещения должен нагреваться до 29 градусов. При расстоянии от внешних стен более полуметра, температура пола должен достигать 35 градусов. Если в помещении постоянно высокая влажность, нужно будет нагреть половую поверхность до 33 градусов.
Если в доме положен деревянный паркет, пол нельзя нагревать выше 27 градусов, так как паркет может испортиться.
Ковролин способен задерживать тепло, он дает возможность увеличить температуру примерно на 4–5 градусов.