Как да изчислим топъл под, използвайки водна система като пример

Ефективността на подовото отопление се влияе от много фактори.Без тяхното отчитане, дори ако системата е правилно инсталирана и са използвани най-съвременни материали за нейното изграждане, реалната топлинна ефективност няма да оправдае очакванията.

Поради тази причина монтажните работи трябва да бъдат предшествани от компетентно изчисление на топъл под и само тогава може да се гарантира добър резултат.

Разработването на проект за отоплителна система не е евтино, така че много домашни занаятчии извършват изчисленията сами. Съгласете се, идеята за намаляване на разходите за инсталиране на топъл под изглежда много примамлива.

Ще ви кажем как да създадете проект, какви критерии да вземете предвид при избора на параметрите на отоплителната система и да опишем метода за изчисление стъпка по стъпка. За по-голяма яснота сме подготвили пример за изчисляване на топъл под.

Изходни данни за изчисление

Първоначално правилно планираният ход на проектирането и монтажните работи ще елиминира изненадите и неприятните проблеми в бъдеще.

Когато изчислявате топъл под, трябва да изхождате от следните данни:

• стенен материал и характеристики на дизайна;
• размери на помещението в план;
• вид финишно покритие;
• проекти на врати, прозорци и тяхното разположение;
• разположение на структурните елементи в план.

За да се извърши компетентен дизайн, е необходимо да се вземе предвид установеният температурен режим и възможността за неговото регулиране.

За да се извърши грубо изчисление, се приема, че 1 m² отоплителната система трябва да компенсира топлинните загуби от 1 kW.Ако се използва водна отоплителна верига като допълнение към основната система, тогава тя трябва да покрива само част от топлинните загуби

Има препоръки относно температурата на пода, която осигурява комфортен престой в помещения за различни цели:

• 29°С - битов сектор;
• 33°C- баня, стаи с басейн и други с висока влажност;
• 35°С — студени зони (при входни врати, външни стени и др.).

Превишаването на тези стойности води до прегряване както на самата система, така и на финишното покритие, последвано от неизбежно увреждане на материала.

След като извършите предварителни изчисления, можете да изберете оптималната температура на охлаждащата течност според вашите лични чувства, да определите натоварването на отоплителния кръг и да закупите помпено оборудване, което перфектно се справя със стимулирането на движението на охлаждащата течност. Избира се с марж от 20% поток на охлаждащата течност.

Отнема много време за затопляне на замазка с капацитет над 7 см. Ето защо, когато инсталирате водни системи, те се опитват да не надвишават определената граница. Подовата керамика се счита за най-подходящото покритие за подове на водна основа, отопляеми подове не се полагат под паркет поради ултраниската му топлопроводимост

На етапа на проектиране трябва да решите дали топлият под ще бъде основният доставчик на топлина или ще се използва само като допълнение към радиаторното отопление. От това зависи делът на загубите на топлинна енергия, които той трябва да компенсира. Може да варира от 30% до 60% с вариации.

Времето за нагряване на водния под зависи от дебелината на елементите, включени в замазката. Водата като охлаждаща течност е много ефективна, но самата система е трудна за инсталиране.

Определяне на параметрите на топъл под

Целта на изчислението е да се получи стойността на топлинното натоварване. Резултатът от това изчисление влияе върху последващите предприети стъпки. От своя страна топлинният товар се влияе от средната зимна температура в даден регион, очакваната температура вътре в помещенията и коефициента на топлопреминаване на тавана, стените, прозорците и вратите.

Причината за загубата на топлина са лошо изолираните стени, прозорци и врати на къщата. Най-голям процент топлина се губи през вентилационната система и покрива (+)

Крайният резултат от изчисленията преди устройство за подово отопление тип вода също ще зависи от наличието на допълнителни отоплителни уреди, включително топлинното излъчване на хората, живеещи в къщата, и домашните любимци. При изчислението трябва да се вземе предвид наличието на инфилтрация.

Един от важните параметри е конфигурацията на стаите, така че ще ви трябва етажен план на къщата и съответните секции.

Метод за изчисляване на топлинните загуби

След като определите този параметър, ще разберете колко топлина трябва да генерира подът за комфортното благополучие на хората в стаята и ще можете да изберете котела, помпата и пода според мощността. С други думи: топлината, отделена от отоплителните кръгове, трябва да компенсира топлинните загуби на сградата.

Връзката между тези два параметъра се изразява с формулата:

MP = 1,2 x Q, Където

• MP - необходимата мощност на веригата;
• Q - загуба на топлина.

За да се определи вторият индикатор, се правят измервания и изчисления на площта на прозорците, вратите, таваните и външните стени. Тъй като подът ще се отоплява, площта на тази ограждаща конструкция не се взема предвид. Измерванията се правят отвън, включително ъглите на сградата.

Изчислението ще вземе предвид както дебелината, така и топлопроводимостта на всяка структура. Стандартни стойности коефициент на топлопроводимост (λ) за най-често използваните материали може да се вземе от таблицата.

От таблицата можете да вземете стойността на коефициента за изчисление. Важно е да разберете от доставчика стойността на термичното съпротивление на материала, ако са монтирани прозорци от метална пластмаса (+)

Топлинните загуби се изчисляват отделно за всеки строителен елемент по формулата:

Q = 1/R*(tв-tн)*S x (1+∑b), Където

• Р — термична устойчивост на материала, от който е направена ограждащата конструкция;
• С — площ на структурния елемент;
• tв и tн — вътрешна и външна температура, съответно, като вторият показател се взема според най-ниската стойност;
• b — допълнителни топлинни загуби, свързани с ориентацията на сградата спрямо кардиналните посоки.

Индексът на термично съпротивление (R) се намира, като дебелината на конструкцията се раздели на коефициента на топлопроводимост на материала, от който е направена.

Стойността на коефициента b зависи от ориентацията на къщата:

• 0,1 - север, северозапад или североизток;
• 0,05 - запад, югоизток;
• 0 - юг, югозапад.

Ако разгледаме въпроса, използвайки всеки пример за изчисляване на топъл под, става по-ясно.

Конкретен пример за изчисление

Да приемем, че стените на къща за непостоянно пребиваване с дебелина 20 см са направени от блокове от газобетон. Общата площ на ограждащите стени без отворите за прозорци и врати е 60 m². Външна температура -25°С, вътрешна +20°С, проектът е ориентиран на югоизток.

Като се има предвид, че коефициентът на топлопроводимост на блоковете е λ = 0,3 W/(m°*C), е възможно да се изчисли загубата на топлина през стените: R=0,2/0,3= 0,67 m²°C/W.

Наблюдават се и топлинни загуби през слоя мазилка. Ако дебелината му е 20 mm, тогава Rpcs. = 0,02/0,3 = 0,07 m²°C/W. Сумата от тези два показателя ще даде стойността на топлинните загуби през стените: 0,67+0,07 = 0,74 m²°C/W.

Имайки всички първоначални данни, ние ги заместваме във формулата и получаваме топлинните загуби на стая със следните стени: Q = 1/0,74*(20 - (-25)) *60*(1+0,05) = 3831,08 W .

По същия начин се изчисляват топлинните загуби през други ограждащи конструкции: прозорци, врати, покриви.

Топлината, излъчвана от отоплителните кръгове, може да не е достатъчна, за да загрее въздуха вътре в къщата до необходимата стойност, ако тяхната мощност е подценена. Ако има излишна мощност, ще има излишна консумация на охлаждаща течност

За да се определи загубата на топлина през тавана, топлинното му съпротивление се приема равно на стойността за планирания или съществуващ тип изолация: R = 0,18/0,041 = 4,39 m²°C / W.

Площта на тавана е идентична с площта на пода и е равна на 70 m². Замествайки тези стойности във формулата, се получава топлинната загуба през горната обвивка на сградата: Q пот. = 1/4,39*(20 - (-25))* 70* (1+0,05) = 753,42 W.

За да определите загубата на топлина през повърхността на прозорците, трябва да изчислите тяхната площ. Ако има 4 прозореца с ширина 1,5 m и височина 1,4 m, общата им площ ще бъде: 4 * 1,5 * 1,4 = 8,4 m².

Ако производителят посочи отделно термичното съпротивление за стъклопакета и профила - съответно 0,5 и 0,56 m²°C/W, то Rocon = 0,5*90+0,56*10)/100 = 0,56 m²°C/ вт. Тук 90 и 10 са дяловете за всеки елемент от прозореца.

Въз основа на получените данни продължават по-нататъшните изчисления: Qwindow = 1/0,56*(20 - (-25))*8,4*(1+0,05) = 708,75 W.

Външната врата е с площ от 0,95 * 2,04 = 1,938 m². Тогава Rdv. = 0,06/0,14 = 0,43 m²°C/W. Q врата = 1/0,43*(20 - (-25))* 1,938*(1+0,05) = 212,95 W.

Тъй като външните врати се отварят често, през тях се губи голямо количество топлина. Ето защо е важно да се гарантира, че те се затварят плътно.

В резултат на това топлинните загуби ще бъдат: Q = 3831,08 +753,42 + 708,75 + 212,95 + 7406,25 = W.

Към този резултат добавете още 10% за инфилтрация на въздух, тогава Q = 7406,25 + 740,6 = 8146,85 W.

Сега можете да определите топлинната мощност на пода: Mp = 1.*8146.85 = 9776.22 W или 9.8 kW.

Необходима топлина за загряване на въздуха

Ако къщата оборудвани с вентилационна система, тогава част от топлината, отделена от източника, трябва да се изразходва за отопление на въздуха, идващ отвън.

За изчисляване се използва формулата:

Qv. = c*m*(tв—tн), Където

• ° С = 0,28 kg⁰С и обозначава топлинния капацитет на въздушната маса;
• м Символът показва масовия дебит на външния въздух в kg.

Последният параметър се получава чрез умножаване на общия обем въздух, равен на обема на всички помещения, при условие че въздухът се обновява на всеки час, по плътността, която варира в зависимост от температурата.

Графиката показва зависимостта на плътността на въздуха от неговата температура.Данните са необходими за изчисляване на количеството топлина, необходимо за загряване на въздушната маса, влизаща в къщата в резултат на принудителна вентилация (+)

Ако сградата получава 400 m³/h, тогава m=400*1,422 = 568,8 kg/h. Qv. = 0,28*568,8*45 = 7166,88 W.

В този случай необходимата топлинна мощност на пода ще се увеличи значително.

Изчисляване на необходимия брой тръби

За инсталиране на воден под, изберете различен методи за полагане на тръби, различаващи се по форма: три вида змия - истинска змия, ъглова, двойна и охлюв. В една монтирана верига може да има комбинация от различни форми. Понякога за централната част на пода се избира „охлюв“, а за краищата се избира един от видовете „змия“.

„Охлюв“ е рационален избор за големи стаи с проста геометрия. В стаи, които са много удължени или имат сложни очертания, е по-добре да използвате „змия“ (+)

Разстоянието между тръбите се нарича стъпка. Когато избирате тази опция, трябва да отговаряте на две изисквания: кракът ви не трябва да усеща температурната разлика в отделните зони на пода и трябва да използвате тръбите възможно най-ефективно.

За граничните зони на пода се препоръчва да се използва стъпка от 100 mm. В други области можете да изберете стъпка от 150 до 300 mm.

Важна е топлоизолацията на пода. На приземния етаж дебелината му трябва да достигне най-малко 100 mm. За тази цел използвайте минерална вата или екструдирана полистиролова пяна.

За изчисляване на дължината на тръбата има проста формула:

L = S/N*1,1, Където

• С — контурна зона;
• н — стъпка на полагане;
• 1,1 — марж за огъване 10%.

Към крайната стойност се добавя част от тръбата, положена от колектора към разпределението на топлата верига както на връщане, така и на захранване.

Пример за изчисление.

Първоначални стойности:

• квадрат — 10 м²;
• разстояние до колектора — 6 м;
• стъпка на полагане - 0,15м.

Решението на задачата е просто: 10/0,15*1,1+(6*2) = 85,3 m.

Когато се използват металопластични тръби с дължина до 100 m, най-често се избира диаметър 16 или 20 mm. При дължина на тръбата 120-125 m нейното напречно сечение трябва да бъде 20 mm².

Едноконтурният дизайн е подходящ само за стаи с малка площ. Подът в големи помещения е разделен на няколко контура в съотношение 1: 2 - дължината на конструкцията трябва да бъде 2 пъти по-голяма от ширината.

Предварително изчислената стойност е степента подови тръби в общи линии. Въпреки това, за да завършите картината, е необходимо да подчертаете дължината на отделен контур.

Този параметър се влияе от хидравличното съпротивление на веригата, определено от диаметъра на избраните тръби и обема на водата, доставена за единица време. Ако тези фактори бъдат пренебрегнати, загубата на налягане ще бъде толкова голяма, че никоя помпа няма да принуди охлаждащата течност да циркулира.

Определяне на потока на тръбата в зависимост от избраната стъпка на полагане

Контури с еднаква дължина са идеален случай, но на практика те рядко се срещат, тъй като площта на помещенията за различни цели е много различна и е просто непрактично да се намали дължината на контурите до една стойност. Професионалистите допускат разлика в дължините на тръбите от 30 до 40%.

Диаметърът на колектора и производителността на смесителната единица определят допустимия брой контури, свързани към него. В паспорта на смесителната единица винаги можете да намерите количеството топлинно натоварване, за което е проектирано.

Да кажем коефициента на пропускателна способност (Kvs) е равно на 2,23 m³/ч. С този коефициент някои модели помпи могат да издържат натоварване от 10 до 15 W.

За да определите броя на веригите, трябва да изчислите термичното натоварване на всяка.Ако площта, заета от топъл под, е 10 m², а топлопредаването е 1 m², тогава индикаторът Kvs е 80 W, тогава 10*80 = 800 W. Това означава, че смесителната единица ще може да осигури 15 000/800 = 18,8 стаи или кръгове с площ от 10 m².

Тези цифри са максимални и могат да се прилагат само теоретично, но в действителност цифрата трябва да бъде намалена с поне 2, след това 18 - 2 = 16 вериги.

Задължително при избора смесителен възел (колектор) вижте дали има такъв брой заключения.

Проверка на правилния избор на диаметри на тръбите

За да проверите дали напречното сечение на тръбата е избрано правилно, можете да използвате формулата:

υ = 4*Q*10ᶾ/n*d²

Когато скоростта съответства на намерената стойност, напречното сечение на тръбата е избрано правилно. Нормативните документи позволяват максимална скорост от 3 м/сек. с диаметър до 0,25 m, но оптималната стойност е 0,8 m/s, тъй като с увеличаване на стойността му се увеличава шумовият ефект в тръбопровода.

Допълнителна информация за изчисляването на тръбите за подово отопление е дадена в тази статия.

Изчисляване на циркулационната помпа

За да направите системата икономична, трябва изберете циркулационна помпа, осигуряващи необходимото налягане и оптимален воден поток във веригите. Паспортите на помпата обикновено показват налягането във веригата с най-голяма дължина и общия поток на охлаждащата течност във всички контури.

Налягането се влияе от хидравличните загуби:

∆h = L*Q²/k1, Където

• Л — дължина на контура;
• Q — разход на вода l/sec;
• k1 - коефициент, характеризиращ загубите в системата; индикаторът може да бъде взет от референтни таблици на хидравликата или от паспорта на оборудването.

Знаейки големината на налягането, изчислете дебита в системата:

Q = k*√H, Където

к е коефициентът на потока.Професионалистите приемат, че дебитът на всеки 10 m² от къщата е в рамките на 0,3-0,4 l/s.

Сред компонентите на топъл воден под специална роля се дава на циркулационната помпа. Само агрегат, чиято мощност е с 20% по-висока от действителния поток на охлаждащата течност, ще може да преодолее съпротивлението в тръбите

Цифрите относно налягането и дебита, посочени в паспорта, не могат да се приемат буквално - това е максимумът, но всъщност те се влияят от дължината и геометрията на мрежата. Ако налягането е твърде високо, намалете дължината на веригата или увеличете диаметъра на тръбите.

Препоръки за избор на дебелина на замазката

В справочниците можете да намерите информация, че минималната дебелина на замазката е 30 mm. Когато помещението е доста високо, под замазката се поставя изолация, която повишава ефективността на използване на отдадената от отоплителния кръг топлина.

Най-популярният материал за основа е екструдирана полистиролова пяна. Неговата устойчивост на топлопреминаване е значително по-ниска от тази на бетона.

При монтаж на замазка, за да се балансира линейното разширение на бетона, периметърът на помещението е украсен с амортисьорна лента. Важно е да изберете правилната дебелина. Експертите съветват за площ на помещението, не по-голяма от 100 m², да се постави 5 mm компенсиращ слой.

Ако стойностите на площта са по-големи поради дължина над 10 m, дебелината се изчислява по формулата:

b = 0,55*L, Където

Л е дължината на помещението в m.

Изводи и полезно видео по темата

Това видео е за изчисляването и инсталирането на топъл хидравличен под:

Видеото предоставя практически препоръки за полагане на пода. Информацията ще ви помогне да избегнете грешките, които любителите обикновено правят:

Изчислението позволява да се проектира система "топъл под" с оптимални показатели за ефективност. Допустимо е да се инсталира отопление, като се използват паспортните данни и препоръки.

Ще работи, но професионалистите съветват все пак да отделите време за изчисления, така че системата в крайна сметка да консумира по-малко енергия.

Имате ли опит в изчисляването на подово отопление и изготвянето на проект на отоплителен кръг? Или все още имате въпроси по темата? Моля, споделете вашето мнение и оставете коментари.