Длина контура водяного теплого пола: правила расчета

    Расчет водяного  теплого пола с точки зрения   систем укладки труб и с точки зрения  расчета гидравлического сопротивления, соответственно балансировки всей системы водяного теплого пола.

Подробный обзор

Конструкция системы теплого водяного пола

Система тёплого водяного пола включает в себя:

  • источник теплоносителя (установленный котёл или центральное отопление);
  • коллекторы (сборные и распределительные);
  • трубы;
  • возможность дополнительной установки комплекта температурного регулирования.

В системе тёплого водяного пола может использоваться горячая вода или специальная жидкость (антифриз, этиленгликоль) в качестве теплоносителя, нагреваемого в системе. Одним из главных элементов системы являются трубы.

  • металлопластиковые — идеальное сочетание цены и качества;
  • трубы из сшитого полиэтилена;
  • пенопропиленовые, имеющие низкую теплопроводность;
  • медные трубы— отличная теплоотдача, но высокая стоимость;
  • гофрированные.

Когда тёплый водяной пол используется в качестве основной системы отопления, тогда появляется необходимость в серьёзных вычислениях, так как нужно рассчитать тепловые потери здания. Такие вычисления лучше доверить специалистам, имеющим знания в области гидравлики.

Точность теплопотерь – миссия невозможна

При проектировании любой системы отопления, включая «теплый пол», необходимо первым делом выполнить расчет потерь тепла. Он сложен и включает множество нюансов, которые необходимо учитывать: материал, толщина и теплопроводность стен; конструкция окон и размеры проемов; внутренний объем помещений; расположение по сторонам света; потери через вентиляцию и т.д.

Конечно, для упрощения можно применять компьютерные программы. Однако, дело в том, что точно рассчитать теплопотери практически невозможно. Ведь могут быть существенные отличия в характеристиках материалов на объекте от идеальных условий, в которых проходят их испытания при сертификации. Нередко встречаются отклонения от проекта, да и качество строительных работ также далеко не всегда на высоте. Есть ли смысл проводить подробные расчеты, если точно неизвестно как сделаны стены, к примеру, есть ли щели и мостики холода в местах примыканий? Строительная конструкция в любом случае несовершенна, поэтому подробные расчеты тоже могут быть неточными.

Исходя из этого во многих случаях можно обойтись ориентировочными укрупненными расчетами.

Теплопотери жилых помещений еще с советских времен принято принимать на уровне 100 Вт/ м2. Однако для зданий новой постройки, возведенных по современным нормам, эта цифра будет завышенной. Оптимальный вариант для них – 80 Вт/м2. Стоит брать во внимание, что это параметры для наиболее холодной пятидневки в году. Большую же часть времени отопительного сезона система будет покрывать меньшие теплопотери и работать с отдачей около 55-60 Вт/м2.

Для снижения нагрузки на систему «теплого пола» и покрытия пиковых потребностей в морозы можно дополнительно использовать приборы отопления (радиаторы или конвекторы). Их применение особенно важно, если в помещении есть большие оконные проемы, чтобы отсечь идущий от них холодный воздух.

Расчет трубы для теплого пола: подробная инструкция

Необходимость установки теплых полов в квартирах или загородных домах определяется недостаточностью альтернативных источников отопления. Чтобы пол максимально выполнял свои функции, требуется провести корректный расчет трубы для теплого пола. Проведение расчетов целесообразно доверить профессионалам, но можно сделать и самостоятельно.

Трубы как основной элемент пола с подогревом

Выбор труб по материалу

Для теплого водяного пола можно использовать трубы, изготовленные из следующих видов материалов:

  • полипропилена или сшитого полиэтилена. Пластиковые трубы не отличаются большой гибкостью, необходимой для прокладки пола, и достаточным уровнем теплоотдачи, поэтому используются исключительно при ограниченном бюджете;
Читайте также:  Как сделать отопление частного дома

Пластиковые трубы для пола с подогревом

  • металлопластика. Металлопластиковая труба изготовлена из прочного пластика. С внешней стороны труба армирована алюминием, что приводит к повышению теплоотдачи. Труба из металлопластика стоит  несколько больше, чем пластиковая. Отличительной чертой является повышенный коэффициент теплоотдачи, что способствует более широкому применению;

Основные слои трубы из металлопластика

  • меди. Медные трубы обладают самой высокой теплопроводностью, но вместе с тем они достаточно плохо гнутся и стоят относительно дорого;

Металлические трубы для пола

  • гофрированные нержавеющие трубы. Самый современный и оптимальный материал для теплого пола. Гофрированные трубы стоят несколько дороже металлопластиковых, но отличаются высоким уровнем теплопроводности.

Труба-гофра из нержавеющей стали

Как рассчитать трубу на теплый пол? Для определения необходимой длины труб можно воспользоваться одним из следующих способов:

  • произвести подсчет по формуле;
  • определить длину трубопровода по схеме;
  • использовать онлайн калькулятор или специализированную программу.

Расчет по формуле

Количество трубы для теплого пола определяется по формуле:

где:

  • L — длина трубопровода;
  • S — площадь комнаты или иного помещения;
  • N — расстояние между трубами при повороте;
  • 1,1 — коэффициент потерь;
  • Р — расстояние от начала пола до отопительного оборудования и обратно.

Коэффициент потерь (1,1) является стандартным для любого вида труб и схемы укладки.

Расстояние до котла (Р) определяется в метрах. Параметр можно узнать при помощи обычной или лазерной рулетки.

Измерение расстояния до котла

Определение площади комнаты (S)

Площадь поверхности, на которой предполагается установить пол с подогревом, определяется по следующим правилам:

  1. площадь комнаты находится как произведение длины на ширину помещения;

Параметры для расчета площади помещения

  1. полученную величину необходимо уменьшить на площадь, занимаемую габаритной мебелью. При этом площадь, отводимая под мебель, рассчитывается аналогичным способом, основываясь на соответствующих параметрах мебели;
  2. от стен комнаты требуется отступить 20-30 см. Это расстояние требуется для демпферной ленты.

Материал для сглаживания расширения напольной стяжки

Определение шага прокладки  трубопровода (N)

Для достижения равномерного прогрева пола требуется определить оптимальный шаг укладки трубопровода. Для этого надо руководствоваться следующими правилами:

Теплый пол с постоянным шагом прокладки труб

Специалистами разработан стандартный расход труб при определенном расстоянии.

Зависимость метража труб от шага, предусмотренного схемой укладки

Расчет по схеме

Для определения необходимого количества труб можно воспользоваться и иным способом. Для этого требуется:

Формы прокладки в виде простой и двойной змейки

    • «улитки». Труба располагается по спирали, и прогревает поверхность пола по всему периметру с одинаковой интенсивностью.

Прокладка труб в виде спирали

  1. начертить на миллиметровой бумаге (для удобства подсчета) выбранную схему с подобранным шагом.

Онлайн расчет специальными программами

Последним способом расчета необходимого количества труб является использование:

  • онлайн калькуляторов, расположенных на различных интернет сайтах. Калькулятор труб для теплого пола позволяет в кратчайшее время произвести требуемые подсчеты;
  • специализированных программ, например, VALTEC. В отличие от простейшего калькулятора программа расчета трубы для теплого пола способна провести более полное исследование, опираясь на различных входящих параметрах. Некоторые программы предоставляются пользователю бесплатно (VALTEC можно скачать по ссылке), а другие требуется приобретать за деньги (SketchUP).

Для использования программ и калькулятор потребуются следующие данные:

  • длина и ширина помещения;
  • вид используемых труб;
  • предполагаемая схема расположения трубопровода;
  • шаг расположения труб;
  • толщина укрывного материала (бетонной стяжки, ковролина, ламината и так далее).

Пример расчета в программе VALTEC представлен на видео.

На основании проведенного расчета одним из наиболее удобных способов определяется количество материала, требуемого для изготовления теплого водяного пола. Правильный расчет позволяет сделать пол с подогревом с минимальными денежными затратами.

Определяем длину трубы для тёплого пола по схеме

Данный способ позволяет провести расчёт длины трубы для прокладки тёплого пола по монтажной схеме. Рассмотрим поэтапно этот способ вычисления длины коммуникации:

1. В первую очередь необходимо определить способ монтажа коммуникации. Существует три варианта укладки труб: одинарная змейка, двойная змейка, улитка.

Читайте также:  Как подобрать котельную малой мощности для частного дома

В первом случае (после вхождения коммуникации в помещение) расположение коммуникации выполняется в виде синусоидальной кривой. Одинарная змейка — хороший вариант для малогабаритных комнат. Это связано с тем, что такой способ укладки не способен обеспечить достаточный прогрев больших помещений.

Определяем длину трубы для тёплого пола по схеме

Двойная змейка — это вариант укладки труб, который учитывает попеременное их расположение в полу. Такое отличие позволяет обеспечить равномерный прогрев поверхности пола. В свою очередь, улиточная прокладка трубопровода выполняется по спирали, что позволяет обеспечить нагрев пола по всему периметру. Прогрев происходит с одинаковой интенсивностью.

Важно! Очень важно запомнить, что при составлении подробного чертежа пола с подогревом нужно строго следовать выбранному масштабу. В противном случае составленная схема будет содержать ошибки.

Первый этап расчетов — измерение длины и ширины помещения для определения его площади

Сколько градусов допускается при перепадах температуры

Проектирование системы кроме потерь тепла и давления подразумевает температурные перепады. Максимальный перепад – 10 градусов. Но рекомендуется ориентироваться на 5 °С для равномерной работы системы. Если заданная комфортная температура поверхности пола – 30 °С, то прямой трубопровод должен подавать около 35 °С.

Давление и температура, а также их потери, проверяются при опрессовке (проверке системы перед финишной заливкой чистовой стяжки). Если проектирование произведено верно, то заданные параметры будут точны с погрешностью не более 3-5%. Чем выше будет перепад t, тем выше расход мощности пола.

Укладка демпферной ленты и гидроизоляции теплого пола

На черновую стяжку укладывается слой гидроизоляции. Можно использовать обычную полиэтиленовую пленку. Делается это для защиты теплоизоляции теплого пола от конденсата. Пленку расстилают по всей поверхности, оставляя нахлест на стены. Если используется пленка не цельная, то в местах стыков нужно уложить ее внахлест 8-10 см, а стыки проклеить скотчем.

Демпферная лента предназначена для компенсации расширения стяжки

Следующий шаг — это укладка демпферной ленты. Предназначена она для компенсации расширения стяжки, которое обязательно произойдет при нагреве. Если этим пренебречь, то впоследствии стяжка покроется трещинами. Укладка ленты производится вдоль всех стен, которых будет касаться стяжка. К стене лента клеится на самоклеящийся слой либо дюбелями или саморезами — это зависит от материала стены. После этого можно заняться теплоизоляцией.

Температура

Как бы то ни было, для осуществления контроля температуры стоит установить датчики. Один из них необходимо разместить сразу на входе в систему, после насоса. Второй датчик устанавливается уже перед насосом, соответственно, на выходе из системы.

Кроме того, существуют определенные параметры для каждого типа помещений:

  • В жилых комнатах температура пола должна быть около 29 градусов.
  • Помещения проходного типа должны иметь режим в 35 градусов.
  • Рабочие пространства должны быть чуть холоднее проходных – 33 градуса.

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.

Способы установки трубопроводов для водяного пола

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.

Возможные способы укладки контура

Для того чтобы определить расход трубы на обустройство теплого пола, следует определиться со схемой размещения водного контура. Основная задача планирования раскладки – обеспечение равномерного обогрева с учетом холодных и неотапливаемых зон помещения.

Возможные способы укладки контура

Возможны следующие варианты раскладки: змейкой, двойной змейкой и улиткой. При выборе схемы надо учитывать размеры, конфигурацию помещения и расположение наружных стен

Змейка

Возможные способы укладки контура

Теплоноситель подается к системе вдоль стены, проходит по змеевику и возвращается к распределительному коллектору. В этом случае половина помещения прогревается горячей водой, а остаток – охлажденной.

При укладке змейкой невозможно добиться равномерности обогрева – разница температур может достигать 10 °С. Метод применим в узких помещениях.

Возможные способы укладки контура

Схема угловой змейки оптимально подходит, если необходимо максимально утеплить холодную зону у торцевой стены или в прихожей

Читайте также:  Изготовление и установка печки для бани своими руками

Двойная змейка позволяет достичь более мягкого перехода температур. Прямой и обратный контур идет параллельно друг другу.

Возможные способы укладки контура

Улитка или спираль

Это считается оптимальной схемой, обеспечивающей равномерность нагрева напольного покрытия. Прямые и обратные ветки укладываются попеременно.

Возможные способы укладки контура

Дополнительный плюс «ракушки» – монтаж нагревательного контура с плавным поворотом загиба. Этот способ актуален при работе с трубами недостаточной гибкости

На больших площадях реализуют комбинированную схему. Поверхность делят на секторы и под каждый разрабатывают отдельный контур, идущий к общему коллектору. По центру помещения трубопровод выкладывается улиткой, а вдоль наружных стен – змейкой.

Возможные способы укладки контура

У нас на сайте есть другая статья, в которой мы детально рассмотрели монтажные схемы укладки теплого пола и привели рекомендации по выбору оптимального варианта в зависимости от особенностей конкретного помещения.

Какой способ укладки стоит выбрать

Возможные способы укладки контура

В больших помещениях, которые имеют ровную квадратную или прямоугольную форму рекомендуется использовать способ укладки «улитка», таким образом, большое помещение всегда будет теплым и уютным.

Возможные способы укладки контура

Если помещение длинное или маленькое, то рекомендуется использовать «змейку».

Шаг укладки

Возможные способы укладки контура

Для того, чтобы ступни человека не ощущали разницу между участками пола, необходимо придерживаться определенной длинны между трубами, у края эта длинна должна быть примерно 10 см, далее – с разницей в 5 см., например, 15 см., 20 см, 25 см.

Возможные способы укладки контура

Расстояние между трубами не должно превышать 30 см., иначе ходить по такому полу будет просто неприятно.

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:

Конкретный пример расчета отопительной ветки
  • газобетон: R1=0,5/0,20=2,5 кв.м*К/Вт;
  • пенополистирол: R2= 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.

Чтобы подсчитать утечку тепла через окна, необходимо определить средневзвешенное значение теплового сопротивления материалов: стеклопакета – 0,5 и профиля – 0,56 кв. м*К/Вт соответственно.

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

Конкретный пример расчета отопительной ветки

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