Расчет трубы для теплого пола. методика и онлайн-калькулятор

Особенности пленочного теплого пола

Высокая потребляемая мощность всегда была недостатком любого электрического отопления. Традиционный котел с подключенными к нему батареями пожирает дикое количество электроэнергии, заставляя счетчики буквально взлетать из-за большого расхода. И чем больше площадь домовладения, тем больше затраты.

Разработчики отопительного оборудования прикладывают немало усилий, чтобы уменьшить расход электроэнергии. Например, в технике используются точные электронные термометры, проводятся эксперименты с теплоносителем и способами его нагрева. Интересным и экономным решением стали пленочные теплые полы. Требуя для своей укладки минимума трудовых затрат, они обеспечивают помещения комфортным теплом.

Инфракрасное обогревательное оборудование считается экономным. Нельзя сказать, что расход электроэнергии уменьшается прямо-таки кардинальным образом, но в целом затраты снижаются на 20-40%. Учитывая дороговизну электрического обогрева, сумма экономии будет существенной. Также следует отметить минимальные затраты на установку пленочных теплых полов. Только вот придется потратиться на саму пленку.

Давайте рассмотрим основные особенности пленочных теплых полов:

Пленка может греть кухни, коридоры, прихожие, детские комнаты, спальни и любые другие помещения.

• Экономный расход электроэнергии – поработав над теплоизоляцией своего жилища, его можно снизить еще на 10-15% от исходного значения;
• Большой выбор пленки различной мощности – для работы в качестве основного или вспомогательного источника тепла;
• Пленочные теплые полы дают мягкое тепло, не сжигают кислород и не оказывают негативного влияния на здоровье человека;
• Инфракрасная пленка не требует мощной стяжки, что еще больше снижает расход электроэнергии и избавляет конструкцию от инерционности.

Какой кабель лучше двужильный или одножильный

Отличие одножильного от двужильного кабеля, состоит в следующем:

• Необходимость в монтаже терморегулятора. Саморегулирующийся кабель не нуждается в установке датчика температуры и регулятора. При этом нагрев осуществляется по отдельным участкам.
• Наличие электромагнитного поля. Некоторые разновидности одножильных кабелей имеют качественное тефлоновое покрытие. Защитный слой эффективно снижает уровень излучения. Остальные виды одножильного провода создают электромагнитное поле большей интенсивности, поэтому их рекомендуют применять для проходных помещений, прихожих, балконов, бань, саун и т.д. У теплых двухжильных полов излучение полностью отсутствует, что делает полностью безопасной эксплуатацию для жилых помещений: спален, детских комнат и т.д.

Некоторые производители, стремясь снизить стоимость саморегулирующихся теплых полов, изменяют внутреннее устройство, оставляя только греющую матрицу и минимальную изоляцию. Правильная методика выбора саморегулирующего кабеля связана с необходимостью определить, присутствует ли на кабеле наружная изоляция и медный экранирующий слой. О наличии свидетельствует маркировка СТ, CF, CR.

Воздушные теплообменники

Один из самых распространённых на сегодняшний день теплообменных аппаратов – это трубчатые оребрённые теплообменники. Их ещё называют змеевиками. Где их только не устанавливают, начиная от фанкойлов (от англ. fan + coil, т.е. «вентилятор» + «змеевик») во внутренних блоках сплит-систем и заканчивая гигантскими рекуператорами дымовых газов (отбор теплоты от горячего дымового газа и передача его на нужды отопления) в котельных установках на ТЭЦ. Вот почему расчет змеевикового теплообменника зависит от того применения, куда этот теплообменник пойдёт в эксплуатацию. Промышленные воздухоохладители (ВОПы), устанавливаемые в камерах шоковой заморозки мяса, в морозильных камерах низких температур и на других объектах пищевого холодоснабжения, требуют определённых конструктивных особенностей в своём исполнении. Расстояния между ламелями (оребрением) должно быть максимальным, для увеличения времени непрерывной работы между циклами оттайки. Испарители для ЦОДов (центров обработки данных), наоборот, делают как можно более компактными, зажимая межламельные расстояния до минимума. Такие теплообменники работают в «чистых зонах», окруженные фильтрами тонкой очистки (вплоть до класса HEPA), поэтому такой расчет трубчатого теплообменника проводят с упором на минимизацию габаритов.

О пленочных нагревателях

Расчет количества инфракрасной пленки выполняется гораздо проще и сводится к подбору греющего материала по размерам и удельной теплоотдаче:

1. Рассчитайте потребность помещения в тепловой энергии (раздел первый данной публикации).
2. Набросайте планировку комнаты со стационарной мебелью. Вычислите размер и квадратуру свободного участка.
3. Пленочные теплые полы раскладываются с отступом от стен 15—20 см. Нарисуйте эти полосы на эскизе и отнимите их размеры от свободной площади.
4. Последняя задача – расположить на оставшемся участке инфракрасную пленку требуемой суммарной мощности. Выберите в каталоге производителя рулоны нужной ширины и теплоотдачи.

Учитывайте, что термопленку допускается резать только поперек, ориентируясь по специальным линиям (интервал – 250 мм). Соседние полотна можно класть впритык либо с расчетным интервалом, но не внахлест. Для спальни из нашего примера количество пленки считается так:

1. Потребная теплоотдача напольного контура – 1,08 кВт. Если брать изделие с теплоотдачей 130 Вт/м², понадобится 1080 / 130 = 8,3 м² пленочного нагревателя. С учетом запаса – 9 м².
2. Ширина рулона – 0,5 м. Чтобы набрать 9 квадратов, нужно взять пленку длиной 18 м.
3. Поскольку в спальне остается свободным пространство 15 м², данный тип нагревателя вполне подойдет.

Роль водяного пола как основного или дополнительного источника тепла

Теплый пол в помещении в качестве отопительной системы может выполнять дополнительную или основную функцию. В качестве дополнительной системы, теплый пол влияет на комфортность поверхности напольного покрытия. В этом случае, главный источник тепла – традиционные радиаторы отопления. Для поддержания температуры теплоносителя применяется термостатический принцип регулировки.

Комбинированная система отопления

Компенсировать тепловые потери в помещении и защитить его от температурных перепадов снаружи, когда водяной пол является основным источником тепла, позволяет контроль за уровнем нагрева теплоносителя. Чем на теплее на улице, тем ниже температура теплоносителя должна быть и наоборот.

По сути, теплый пол – это низкотемпературная разновидность системы отопления и, теоретически, необходимую температура теплоносителя можно получить за счет настройки котла на минимальный нагрев. Однако обычный котел, настроенный на низкотемпературный диапазон, отличается резким снижением КПД и с экономической стороны такая система становится невыгодной.

Смесительный узел

В связи с этим существуют другие способы. Например, использование современного теплогенератора, подающего теплоноситель, нагретый до +30 – 50 градусов. При оснащении такого котла циркуляционным насосом, каждый контур имеет теплоноситель одинаковой температуры, за счет чего осуществляется наиболее эффективный с экономической точки зрения процесс обогрева дома системой «теплый пол».

Трехходовый смесительный клапан

Если котел не оснащен функцией работы в низкотемпературном режиме, то можно воспользоваться трехходовым смесительным клапаном, а необходимую температуру можно получить за счет оснащения смесительного узла термостатом.

Также стоит учитывать, что некоторые виды финишных материалов не подходят для водяного пола и могут монтироваться в тандеме с пленочными или кабельными электрическими системами обогрева.

Инфракрасная пленка для теплого пола

Разновидности труб

Пол представляет собой соединение труб, подключенных к коллектору. Правильные замеры данных являются основой для расчета мощности работы теплового оборудования. Чтобы рассчитать расстояние между трубами и необходимую для укладки длину, стоит ознакомиться с основными видами конструкций и их особенностями. Для монтажа теплого водяного пола используются трубы, выполненные из следующих материалов:

• Сшитый полиэтилен. Этот материал сложен в установке и имеет довольно высокую стоимость. Однако он имеет и массу преимуществ, например, обладает свойством памяти, не подвергается коррозии, устойчив к температурным изменениям.
• Медь. Один из самых стойких материалов, характеризующихся высокой прочностью, устойчивостью к коррозии. Минус в том, что медь достаточно дорога, такие трубы сложны в установке.

• Металлопластик. Достоинства материала заключаются в его экономичности, прочности и безопасности, с точки зрения экологии.
• Полипропилен. Трубы из полипропилена отличаются невысокой стоимостью при высоких технологических характеристиках, включая низкую теплопроводность.

Для расчета необходимого количества труб требуется учитывать особенности укладки, которые сделают эксплуатацию максимально эффективной:

• средний диаметр трубы – 16 мм, а толщина стяжки – 6 см;
• средний шаг укладки в контурной спирали – 10–15 см;
• длина трубы в отопительном контуре не должна превышать 100 метров, при этом стоит учитывать, что труба должна выходить и входить в коллектор без разрывов;
• расстояние между трубой и стеной должно оставаться в пределах от 8 до 25 см;

• общая длина контура должна укладываться в 100 метров при общей площади в 20 м2;
• между длинами витков стоит соблюдать разницу, не превышающую 15 метров;
• минимальное допустимое давление внутри коллектора – 20 кПа;
• чем короче трубопровод, тем меньше необходимость в установке мощного насоса, так как снижается уровень падения давления;
• температура теплоносителя на входе не должна отличаться от температуры на выходе более чем на 5 градусов.

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.

Теплый пол расчет мощности

На определение необходимой мощности теплого пола в помещении влияет показатель теплопотерь, для точного определения которых потребуется произвести сложный теплотехнический подсчет по особой методике.

• При этом учитываются следующие факторы:
• площадь обогреваемой поверхности, общая площадь помещения;
• площадь, тип остекления;
• наличие, площадь, тип, толщина, материал и термическое сопротивление стен и иных ограждающих конструкций;
• уровень проникновения солнечных лучей в помещение;
• наличие иных источников тепла, в том числе учитывается тепло, источаемое оборудованием, различными приборами и людьми.

Методика выполнения подобных точных расчетов требует глубоких теоретических знаний и опыта, а потому теплотехнический расчет лучше доверить специалистам.

Ведь только они знают, как рассчитать мощность теплого пола водяного с наименьшей погрешностью и оптимальными параметрами

Особенно это важно при проектировании обогреваемого встроенного отопления в помещениях большой площадью с большой высотой

Укладка и эффективная эксплуатация водяного обогреваемого пола возможна лишь в помещениях с уровнем теплопотерь менее 100 Вт/м². Если теплопотери выше, необходимо принять меры по утеплению помещения с целью снижения потерь тепла.

Однако если проектный инженерный расчет стоит немалых денег, в случае с небольшими помещениями приблизительные расчеты можно провести самостоятельно, приняв 100 Вт/м² за усредненную величину и отправную точку в дальнейших расчетах.

1. При этом для частного дома принято корректировать усредненный показатель потерь тепла исходя из общей площади строения:
2. 120 Вт/м² – при площади дома до 150 м²;
3. 100 Вт/м² – при площади 150-300 м²;
4. 90 Вт/м² – при площади 300-500 м².

Нагрузка на систему

• На то, какая будет мощность водяного теплого пола на квадратный метр, влияют такие параметры, создающие нагрузку на систему, определяющие гидравлическое сопротивление и уровень теплоотдачи, как:
• материал, из которого изготовлены трубы;
• схема укладки контуров;
• длина каждого контура;
• диаметр;
• расстояние между нитками труб.

Характеристика:

Трубы могут быть медными (отличаются наилучшими теплотехническими и эксплуатационными характеристиками, однако обходятся не дешево и требуют специальных навыков, а также инструмента).

Основных схем укладки контура два: змейкой и улиткой. Первый вариант наиболее прост, но менее эффективен, так как дает неравномерный нагрев пола. Второй более сложен в реализации, но эффективность прогрева на порядок выше.

Площадь, отапливаемая одним контуром, не должна превышать 20 м². Если отапливаемая площадь больше, то целесообразно трубопровод разбить на 2 или более контуров, подключив их к распредколлектору с возможностью регулирования нагрева участков пола.

Общая длина труб одного контура должна быть не больше 90 м. При этом, чем больший выбран диаметр, тем больше расстояние между нитками труб. Как правило, не применяются трубы с диаметром более 16 мм.

Каждый параметр имеет свои коэффициенты для дальнейших расчетов, посмотреть которые можно в справочниках.

Расчет мощности теплоотдачи: калькулятор

Чтобы определить мощность водяного пола, необходимо найти произведение общей площади помещения (м²), разницы температур подачи и обратно поступающей жидкости, и коэффициентами, зависящими от материала труб, напольного покрытия (дерево, линолеум, плитка и т.д.), других элементов системы.

Мощность водяного теплого пола на 1 м², или теплоотдача, не должна превышать уровень теплопотерь, однако не более чем на 25%. В случае слишком малого или слишком большого значения, необходимо произвести перерасчет, выбрав иной диаметр труб и расстояние между нитями контура.

Показатель мощности тем выше, чем больше диаметр выбранных труб, и тем ниже, чем больший шаг задан между нитками. Для экономии времени можно воспользоваться электронными калькуляторами расчета водяного пола или скачать специальную программу.

Советы и рекомендации

Существует ряд рекомендаций, которые помогут правильно спланировать обустройство теплого водяного пола в вашем доме. Данные факторы стоит учитывать как при проведении расчетов, так и при монтаже уже спроектированной системы отопления. Это поможет добиться высокого качества работы пола и полноценного обогрева помещений.

К расчетам стоит относиться максимально внимательно. В тех случаях, когда теплые полы выступают в роли дополнительного источника обогрева, допускается приблизительный расчет. Но если пол – это главный элемент системы отопления, то ошибок в цифрах быть не может. Любые погрешности можно будет исправить, только демонтируя стяжку, что повлечет за собой трату денег, а также разрушение внутренней отделки комнат.

• Существует ряд средних показателей температуры пола в разных помещениях дома. Так, для жилых комнат подходит температура в 29 градусов тепла, для ванных комнат и иных помещений с высоким уровнем влажности – 33 градуса. Около наружных стен без утепления оптимальной температурой будут 35 градусов.
• Если планируется обогрев старого дома, лучше отказаться от идеи установки теплого пола как основного источника отопления. Это влечет за собой увеличение потребления электроэнергии, а значит, и расходы на коммунальные услуги, но эффективность работы системы будет невелика.
• Как было сказано выше, помещение большой площади обогревается несколькими контурами. После определения их количества необходимо приобретение коллектора с отводами. Наиболее подходящим вариантом станет прибор с клапанами регулировки. Они помогают менять уровень температуры и контролировать подачу теплоносителя по контурам.

• Теплоизоляция пола очень важна, так как иначе будет высок уровень потери тепла. Для качественной теплоизоляции лучше всего использовать такие материалы, как стекловата, пенополистирол, минеральная вата. Слой зависит от того, какое помещение находится внизу. Если снизу есть источник отопления, то достаточно лишь нескольких сантиметров толщины слоя, если же нижнее помещение не отапливается, то теплоизоляция укладывается слоем до 25 см.
• Обрезка труб производится только перед непосредственным подключением к насосу.
• При установке такого типа отопления в квартире, расположенной в многоквартирном доме, запрещено осуществлять подключение к централизованной магистрали. Это может вызвать резкий сброс давления по всей длине стояка. Подключать теплые полы в многоэтажных домах можно только при условии наличия отдельных стояков для подключения.

• Схема укладки труб может меняться только в процессе проектирования. При монтаже пола она остается неизменной.
• Компоненты системы должны размещаться и подключаться последовательно, иначе не гарантирована ее герметичность. Грамотный подход к работе позволяет минимизировать финансовые затраты как при составлении проекта и проведении процесса установки, так и при дальнейшей эксплуатации.

В случае если вы хотите быть уверенным в точности расчета, но не имеете желания переплачивать за монтаж, вы можете заказать подготовку расчетов без проведения работ. Специалисты также проконсультируют вас по подбору подходящих материалов и технологий монтажа, который вы сможете осуществить своими руками.

Выбор способа обогрева

Прежде чем приступить к дальнейшим вычислениям, нужно прояснить ряд моментов:

1. Электрические теплые полы планируется использовать в качестве самостоятельного источника тепла или предполагается совместная работа с системой водяного отопления?
2. Какой тип нагревателей планируется применять – резистивные кабели, маты, пленочные элементы либо углеродные стержни?
3. Хватает ли выделенного на здание лимита потребления электроэнергии.

Греющая кабельная система

Проектировать отопление только электрическими теплыми полами не рекомендуется по следующим причинам:

• стоимость электроэнергии довольно высокая, постоянный обогрев выльется в кругленькую сумму;
• чтобы отопить жилище, придется увеличить нагреватели теплого пола по мощности;
• температура напольного покрытия повысится до 30 °С, в комнате станет душно и некомфортно.

Контуры напольного отопления рекомендуется использовать совместно с радиаторной водяной системой, распределив нагрузку примерно 50 / 50. Подводящие трубы с теплоносителем несложно упрятать под покрытие в процессе монтажа теплых полов.

Маты — тот же кабель, закрепленный на полимерной сетке змейкой

Из перечисленных разновидностей нагревателей самые надежные – резистивные кабели и сделанные из них маты. Известный производитель кабельных систем Devi дает гарантию на работу изделий 50 лет при условии, что соблюдена технология монтажа. Греющие проводники допускается использовать непосредственно под напольным покрытием, муровать в стяжке либо в слое плиточного клея.

Пленочные нагреватели обойдутся дороже кабельных. Монолитить элементы в стяжку не рекомендуется – существует вероятность слабого прогрева. Саморегулирующиеся карбоновые стержни не отличаются надежностью – судя по отзывам пользователей, часть нагревателей быстро перегорает и мощность обогрева снижается.

Проектирование отопительного контура

Перед началом разработки проекта следует учесть некоторые моменты:

1. Наибольшая протяженность отопительного контура не может превышать конкретных значений, она зависит от сечения труб. При диаметре 16 миллиметров– максимальная длина должна составлять 100 метров, а для 20 миллиметров–120 метров.
2. Чем короче уложенный трубопровод, тем экономичнее функционирует отопительная конструкция и не будет значительного падения давления, а значит, не потребуется установка мощного насоса (прочитайте: «Как подобрать насос для теплого водяного пола – различия в деталях»).
3. У всех контуров должна быть примерно одинаковая протяженность (разница не может превышать 15%). Первый из витков монтируют около самой холодной из стен, имеющей окна, на расстоянии около 20 сантиметров.
4. Оптимальная величина промежутков между трубами находится в зависимости от их диаметра и может быть равна 15-35 сантиметрам.
5. Плотность монтажа витков может варьироваться: около окон и дверей их укладывают плотнее, чем на остальной площади помещения.
6. Когда площадь пола превышает 40 «квадратов», необходимо уложить еще один отопительный контур.
7. Разница между температурами теплоносителя на входе и выходе коллектора не может превышать 5 градусов.

Дополнительные работы

Для того чтобы пол работал с максимальной производительностью, необходимо обеспечить его тщательную теплоизоляцию, так как, при ее отсутствии, потери тепла могут составлять 15-20 % . Для создания теплоизоляционного слоя используют следующие материалы:

• Минеральная вата.
• Пенобетон.
• Стекловата.
• Техническая пробка.
• Пенополистирол.

При наличии под основанием пола неотапливаемого помещения толщина слоя теплоизоляции должна составлять 20-25 см.

В последнее время распространение получили специальные маты для теплоизоляции, представляющие собой плиты, минимальная плотность которых составляет не менее 25 кг/м3. Благодаря их использованию тепло при обогреве распространяется в «правильном» направлении: снизу вверх. Самой популярной разновидностью изделий этого типа являются маты из пенополистирола, изготовленные методом гидропеллентной штамповки.

Их плюсы:

• Высокая плотность (40 кг/м3).
• Наличие верхней рельефной структуры, в которую удобно крепить трубы с диаметром 18 мм.
• Простота монтажа за счет присутствия замкового соединения, как в ламинате.
• Отличные теплоизоляционные и шумоизоляционные качества.

До начала монтажа также производится расчет стоимости теплого пола, позволяющий оценить величину финансовых затрат на весь комплекс работ по устройству отопительной системы водяного или электрического типа.

https://youtube.com/watch?v=tqmDowcXyOg

Таким образом, для того чтобы теплые полы выполняли свои функции в полной мере и работали эффективно и экономично, необходимо составить соответствующие проекты и сделать нужные расчеты.

Эту работу можно доверить квалифицированным специалистам, которые будут заниматься дальнейшим монтажом системы отопления или выполнить ее самостоятельно, произведя расчет теплого пола водяного, используя калькулятор онлайн.

В любом случае, грамотно сделанные расчеты позволят сэкономить немало средств, которые придется потратить на будущую эксплуатацию теплых полов, и значительно повысят их энергоотдачу.

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:

1. Подберите по каталогу кабель, ориентируясь на полученную ранее тепловую мощность и добавляя запас 15%. Запишите общую длину проводника.
2. Нарисуйте на бумаге план комнаты в масштабе.
3. Расположите на эскизе мебель и бытовую технику, вплотную прилегающую к полу и мешающую нормальному теплообмену. Соблюдайте реальные габариты шкафов, стиральных машин и прочего оборудования.
4. Отнимите от общей квадратуры площадь, занимаемую мебелью. Задача – разместить на свободном участке выбранный по каталогу греющий проводник.
5. 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:

1. Поскольку кабельный нагрев планируется совместить с радиаторной системой, тепловая мощность делится пополам – 2,16 / 2 = 1,08 кВт приходится на половой контур.
2. Подбираем двухжильный кабель DEVIsafe 20T удельной мощностью 20 Вт/м. С учетом запаса берем готовый проводник длиной 60 м с теплоотдачей 1,2 кВт.
3. Стационарная мебель занимает 3 м² площади спальни. Остается 15 м², тогда шаг укладки составит 15 / 60 = 0,25 м.

Возможные схемы раскладки кабельных контуров