Как рассчитать водяной теплый пол

Если узнать, как рассчитать теплый пол, то можно выяснить не только количество необходимых материалов. Это поможет спроектировать и создать такую систему отопления, которая будет выполнять свои функции в полном объеме, с учетом определенных условий эксплуатации и достаточно экономично.

Подготовительные работы

Прежде чем выяснять, как рассчитать теплый водяной пол, надо произвести общую оценку объекта недвижимости. Пригодятся планы помещений. Если их нет, придется самому составить соответствующую конструкторскую документацию в удобном для пользователя масштабе.

Следует понимать, что чем меньше по размерам будет создаваться такая система обогрева по отношению к общей площади квартиры (дома),  тем выше будут общие расходы. Это связано с необходимостью установки специального дополнительного оборудования (насоса, распределительного устройства, термодатчика и др.).

Рекомендуем ознакомиться: Пример расчета гидравлической системы отопления.

Для точного проектирования пригодятся следующие сведения:

• Климатические условия, расположение стен помещений относительно сторон света. Эти данные при их наличии помогут точнее определиться с внешними условиями. Для упрощен6ых расчетов достаточно знать, какую температуру планируется поддерживать в помещении и какими бывают наиболее сильные морозы в данном регионе.      
• Планы всех помещений и конструкция стен/перекрытий в разрезе.
• Материалы, которые использованы для строительства основных конструкций и утепления, облицовки.
• Вид остекления окон и тип дверей (входных групп). 
• Расположение сантехники, мебели, иных стационарных предметов в комнатах.
• Целевое предназначение теплого пола. В дальнейшем мы будем рассматривать данную систему, как основной источник тепла. На самом деле вы можете использовать любые, в том числе и комбинированные индивидуальные решения (с радиаторами, электрическими нагревателями, каминами и другие).

Эти и другие советы являются общими, поэтому использовать их на практике следует разумно. Так, например, под стационарной мебелью теплый пол не советуют монтировать. Однако если встроенный шкаф будет устанавливаться около наружной стены, то для исключения образования внутри него сырости лучше установить под ним систему обогрева.

Ответы на основные вопросы

Приведем данные, которые достаточно часто интересуют обычных людей, которые решили сами заняться созданием теплых полов:

• Температура  на поверхности напольного покрытия выбирается в зависимости от целевого назначения комнаты:

• прихожие, входные группы – от +29°С до +30°С;
• обычные жилые помещения, рабочие кабинеты – от +27°С до +29°С;
• тренажерные залы, иные комнаты, в которых предполагаются физически активные действия – от +17°С до +19°С;
• ванные комнаты, душевые – около +32°С.
• части помещений около внешних стен окон – от +30°С до +35°С.

• Температура теплоносителя в системе данного типа поддерживается меньше, чем при работе со стандартными радиаторами отопления. Ее не рекомендуется снижать менее +40°С и повышать более +60°С.
• Разница значений температур в обратной и прямой магистрали  не должна быть более 15-ти градусов Цельсия. Если это правило не соблюдать, то будет слишком ощутимым перепад температуры на площади, что вызовет определенный дискомфорт. 
• Если пытаться поддерживать разницу на входе и выходе не более 5-ти градусов, то затраты возрастут чрезмерно, придется поддерживать слишком большое давление в системе.
• Чтобы тепловые и гидравлические нагрузки в системе теплого пола были сбалансированными необходимо не превышать количество метров в каждом отдельном нагревательном контуре. Ниже приведем данные, где указано максимально допустимая длина в зависимости от диаметра труб:

• от 100 до 120м – d 20 мм;
• от 80 до 100м – d 18 мм;
• от 60 до 800м – d 16 мм.

• Если в одном помещении понадобится большая длина, то создается дополнительный контур, который подключается отдельно к распределительному устройству.
• Шаг укладки труб выбирается в диапазоне от 100 до 300 мм. Его изменение можно использовать для создания более или менее теплых зон. Так, около окон можно  уменьшить расстояние между витками до 100 мм. На практике придется учитывать материал, из которого изготовлены трубы, его способность сохранять целостность при малых радиусах поворотов. Слишком большой шаг и близость к поверхности не позволит обеспечить равномерный прогрев. 
• В большинстве случаев для создания самого теплого пола выбирают трубы, диаметр которых не превышает 18 мм. С такими изделиями проще работать. Они будут выполнять свои функции при относительно небольшом количестве теплоносителя. Для подключения системы к распределителю используют более крупные трубы (25 мм).    
• Коллектор размещают таким образом, чтобы от него было примерно одинаковое расстояние до каждого контура. Если разница слишком велика – равномерное прохождение жидкости можно будет установить точно с помощью специального устройства (расходомера).   
• Для каждой распределительной группы используется один насос. К одному коллектору подсоединяют не более восьми контуров максимальной длины.
• Если после вычислений стало ясно, что расход теплоносителя при минимальной работоспособности составляет менее 25 л/час, то необходимо произвести объединение нескольких контуров. В противном случае пол не будет прогреваться равномерно.

Расчет тепловых потерь

Необходимо выяснить вначале, можно ли определенное здание отапливать только с использованием данного инженерного решения. Теплого пола будет достаточно, если тепловые потери в период эксплуатации не превышают 100 Вт с одного квадратного метра площади. Соответствующие расчеты можно произвести самостоятельно полностью. Но в них придется применять слишком большое количество формул. Чтобы упростить решение этой задачи можно использовать специальные калькуляторы. Эти программы можно найти на нашем сайте.

Если тепловые потери в итоге получились выше упомянутого значения, то понадобится улучшать изоляционные свойства объекта недвижимости. Можно запланировать также установку дополнительной системы отопления, но надо понимать, что в этом случае существенно будут увеличены затраты в период эксплуатации.

Расчет количества труб водяного теплого пола

Узнать точно, сколько трубы надо на 1м2 теплого пола понадобиться для оснащения всех комнат объекта недвижимости, проще с помощью специализированных калькуляторов. Но в любом случае понадобятся цифры по тепловым потерям. Предположим, что после завершения вычислений они составили 80 Вт/м. кв. Допустим, что общая площадь квартиры – 80 м. кв. Таким образом, общие теплопотери составят: 80 х 80 = 6 400 Вт. Их надо будет компенсировать с помощью системы отопления, мощность которой создается большей на 15-20%.

Специалисты часто используют на стандартных жилых объектах расстояние между трубами 150 мм (диаметр 16 мм). Такая укладка позволяет с одного квадратного метра площади получать около 100 Вт, чего для нашего случая вполне достаточно. Если разделим общую площадь  на шаг, то получим:  80/0,15 = 533 м. Следует учесть, что около наружных стен соответствующее расстояние будет меньше (100 мм). Внеся коррективы, можно получить, сколько точно метров трубы понадобится. Таким же образом можно рассчитать, какова будет длина каждого отдельного контура.

Следует учесть, что трубы (металлопластиковые, полиэтиленовые и сделанные из гофрированной стали) предлагаются в бухтах стандартных размеров. Их длина может составлять от 50 до 240 метров. Также понадобится приобрести трубы другого диаметра для присоединения контуров к коллектору. Здесь надо будет сложить соответствующие расстояния.

Дополнительные расчеты и подведение итогов

Чтобы правильно выбрать марку насоса, необходимо знать, какое давление он должен создавать для циркуляции жидкости по всем контурам. Поэтому вначале надо выяснить каковы будут гидравлические потери в системе. Приведем пример гидравлического расчета системы отопления:

• Для прямого участка трубы 16 мм с толщиной стенок 2 мм на 10 метров потери составят  1 600 Па.
• Каждый поворот в обратном направлении (на 180°) – это дополнительно 40 Па.
• Для комнаты 18 м. кв. (6 х 3 м) при укладке «змейкой» общие гидравлические потери (ГП) будут рассчитаны так:

• количество прямых участков: 3(ширина) / 0,15 (шаг) = 20;
• ГП прямых участков: 20 х 5,6 (длина) х  160 = 17 920 Па;
• ГП поворотов: 19 х 40 = 760;
• ГП общие: 760 + 17 920 = 18 680 Па.

При использовании трубы диаметром 16 мм для нормальной работы теплого пола потребуется прокачивать через систему не менее 2,4 литра в час на 1 м. длины. Точный  расчет производительности производят по формуле: РТН (расход теплоносителя) = 0,86 х  МК (мощность контура отопления в кВт)/ РТ (разница температур в подающем и приемном участке трубопровода). Для нашей комнаты потребуется насос, способный перекачивать 0,172 метров куб. в час (0,86 х  2 /10).

В общих расчетах суммируют гидравлические потери не только в трубах, но и в других элементах системы. Таким же образом выясняют необходимую общую производительность перекачивающего оборудования. Итоговые цифры используют при выборе подходящей модели насоса.

В этой статье описано подробно, как рассчитать теплый водяной пол самостоятельно. Упростить вычисления можно с помощью специализированного программного обеспечения.