Výpočet potrubí pro podlahové vytápění: vzorce, výběr kroku instalace, určení průtoku

Navzdory složitosti instalace je podlahové vytápění pomocí vodního okruhu považováno za jeden z nejhospodárnějších způsobů vytápění místnosti. Aby systém fungoval co nejefektivněji a neporušil, je nutné správně vypočítat potrubí pro vytápěnou podlahu - určit délku, rozteč smyček a schéma pokládky kontury.

Z těchto ukazatelů do značné míry závisí na pohodlí používání ohřevu vody. Tyto otázky budeme analyzovat v našem článku - my vám řekneme, jak si vybrat nejlepší volbu pro trubky, s ohledem na technické vlastnosti každého typu. Po přečtení tohoto článku budete také moci správně zvolit krok instalace a vypočítat požadovaný průměr a délku obrysu vyhřívané podlahy pro konkrétní místnost.

Parametry pro výpočet tepelného obvodu

Ve fázi návrhu je nutné řešit řadu otázek, které určují konstrukčních prvků podlahové vytápění a režim provozu - zvolit tloušťku potěru, čerpadlo a další potřebné vybavení.

Technické aspekty organizace vytápění jsou do značné míry závislé na jeho účelu. Kromě jmenování, pro přesný výpočet záznamu vodního okruhu, bude zapotřebí řada ukazatelů: plocha povlaku, hustota tepelného toku, teplota nosiče tepla, typ podlahové krytiny.

Oblast pokrytí potrubí

Při určování rozměrů základny pro pokládku trubek je uvažován prostor, který není zaplněn velkými spotřebiči a vestavěným nábytkem. Je třeba předem uvažovat o uspořádání objektů v místnosti.

Průtok tepla a teplota chladicí kapaliny

Hustota tepelného toku je vypočítaný ukazatel charakterizující optimální množství tepelné energie pro vytápění místnosti. Hodnota závisí na řadě faktorů: tepelné vodivosti stěn, podlah, zasklení, přítomnosti izolace a intenzity výměny vzduchu. Na základě tepelného toku se stanoví krok pokládky smyčky.

Maximální teplota chladicí kapaliny - 60 ° C. Tloušťka potěru a podlahové krytiny však srazí teplotu - na povrchu podlahy je ve skutečnosti asi 30-35 ° C. Rozdíl mezi tepelnými indikátory na vstupu a výstupu okruhu by neměl překročit 5 ° С.

Typ podlahy

Dokončení ovlivňuje výkon systému. Optimální tepelná vodivost dlaždic a porcelánu - povrch se rychle zahřívá. Dobrým ukazatelem účinnosti vodního okruhu při použití laminátu a linolea bez tepelně izolační vrstvy. Nejnižší tepelná vodivost dřevěného nátěru.

Stupeň přestupu tepla závisí na výplňovém materiálu. Systém je nejúčinnější při použití těžkého betonu s přírodním kamenivem, například mořských oblázků malé frakce.

Při výpočtu potrubí pro podlahové vytápění je nutné vzít v úvahu zavedené normy pro teplotní režim nátěru:

• 29 ° C - obývací pokoj;
• 33 ° C - místnosti s vysokou vlhkostí;
• 35 ° C - průchodové zóny a studené pásy - sekce podél koncových stěn.

Důležitá hodnota pro stanovení hustoty pokládání vodního okruhu bude hrát klimatické vlastnosti regionu. Při výpočtu tepelných ztrát je třeba vzít v úvahu minimální teplotu v zimě.

Jak praxe ukazuje, předehřátí celého domu pomůže snížit zatížení. Smyslem je nejprve izolovat místnost a poté přikročit k výpočtu tepelných ztrát a parametrů potrubí.

Vyhodnocení technických vlastností při výběru trubek

Vzhledem k nestandardním provozním podmínkám jsou kladeny vysoké požadavky na materiál a velikost vodního dna:

• chemická inertnostodolnost vůči korozivním procesům;
• mající zcela hladký vnitřní povlaknení náchylný k tvorbě vápna;
• sílu - uvnitř stěn je neustále ovlivňováno chladivo a vně - potěr; potrubí musí vydržet tlak až 10 barů.

Je žádoucí, aby topná větev měla malý podíl. Kolem vodní podlahy a bez toho, že by na podlaze působilo značné zatížení, a těžké potrubí jen situaci zhoršuje.

Tři kategorie válcovaných výrobků splňují jeden nebo druhý z uvedených požadavků: zesítěný polyethylen, kov-plast a měď.

Varianta č. 1 - zesítěný polyethylen (PEX)

Materiál má čistou buněčnou molekulární strukturu. Modifikovaný z běžného polyethylenu je charakterizován přítomností jak podélných, tak příčných vazů. Taková struktura zvyšuje specifickou hmotnost, mechanickou pevnost a chemickou odolnost.

Vodní okruh z PEX trubek má několik výhod:

• vysoká elasticita, umožňující položit cívku s malým poloměrem ohybu;
• bezpečnosti - při zahřívání materiál nevydává škodlivé složky;
• tepelná odolnost: změkčení - od 150 ° С, tání - 200 ° С, vypalování - 400 ° С;
• udržuje strukturu s teplotními výkyvy;
• odolnost proti poškození - biologické destruktory a chemická činidla.

Potrubí si zachovává svou původní průchodnost - na stěnách není uložen žádný sediment. Odhadovaná životnost okruhu PEX je 50 let.

Existují čtyři skupiny produktů:

1. Síťování PEX-a-peroxidem. Dosáhl nejodolnější a jednotnější struktury s hustotou vazeb až 75%.
2. PEX-b - silanové zesítění. Technologie používá silanidy - toxické látky, které nejsou povoleny pro použití v domácnosti. Výrobci instalatérských výrobků jej nahrazují bezpečným činidlem. Pro instalaci platných trubek s hygienickým certifikátem. Hustota zesítění je 65-70%.
3. PEX-c - radiační metoda. Polyethylen je ozářen paprsky gama nebo elektronem. V důsledku toho jsou spoje utěsněny na 60%. Nevýhody PEX-c: nejistota použití, nerovnoměrné prošívání.
4. PEX-d - nitridování. Reakce na vytvoření mřížky probíhá na úkor radikálů dusíku. Výstupem je materiál s hustotou zesítění asi 60-70%.

Pevnostní vlastnosti PEX trubek závisí na způsobu zesítění polyethylenu.

Pokud jste se zastavili na trubkách ze zesítěného polyethylenu, doporučujeme vám seznámit se s nimi pravidla uspořádání podlahové vytápění.

Možnost # 2 - kovový plast

Vůdce trubek válcovaných pro uspořádání podlahového vytápění - kov-plast. Materiál strukturálně obsahuje pět vrstev.

Kov zvyšuje pevnost linky, snižuje rychlost tepelné roztažnosti a působí jako anti-difúzní bariéra - blokuje tok kyslíku do chladiva.

Vlastnosti kovových trubek: \ t

• dobrá tepelná vodivost;
• schopnost zachovat danou konfiguraci;
• pracovní teplota při zachování vlastností - 110 ° C;
• nízká měrná hmotnost;
• nehlučný pohyb chladiva;
• bezpečnost používání;
• odolnost proti korozi;
• Doba provozu - až 50 let.

Nedostatek kompozitních trubek - nepřípustnost ohybu na ose. Při opakovaném zkroucení hrozí nebezpečí poškození hliníkové vrstvy. Doporučujeme se seznámit správné montážní technologie plastové trubky, které pomohou vyhnout se poškození.

Možnost č. 3 - měděné trubky

Na technické a provozní vlastnosti žlutého kovu bude nejlepší volba. Jeho poptávka je však omezena na vysoké náklady.

Kromě vysokých nákladů má měděné potrubí další negativní - složitost montáž. Pro ohnutí obrysu potřebujete lis nebo ohýbačka trubek.

Možnost č. 4 - polypropylen a nerezová ocel

Někdy je topná větev vyrobena z polypropylenových nebo nerezových trubek. První varianta je cenově dostupná, ale poměrně těžko ohýbatelná - minimální poloměr osmi průměrů výrobku.

To znamená, že potrubí o velikosti 23 mm musí být umístěna ve vzdálenosti 368 mm od sebe - větší montážní rozteč nezajistí rovnoměrné vytápění.

Možné způsoby položení kontury

Pro určení průtoku potrubí pro uspořádání vyhřívané podlahy je nutné určit uspořádání vodního okruhu. Hlavním úkolem dispozičního řešení je zajistit rovnoměrné vytápění s ohledem na chladné a nevyhřívané prostory místnosti.

Metoda # 1 - Snake

Chladivo je přiváděno do systému podél stěny, prochází cívkou a vrací se do rozvodné potrubí. V tomto případě se polovina místnosti zahřívá teplou vodou a zbytek se ochladí.

Při pokládce hada není možné dosáhnout rovnoměrnosti vytápění - teplotní rozdíl může dosáhnout 10 ° C. Metoda je použitelná v úzkých prostorách.

Dvojitý had vám umožňuje dosáhnout měkčího přechodu teplot. Přední a zpětná smyčka běží paralelně k sobě.

Metoda # 2 - Šnek nebo spirála

To je považováno za optimální schéma, které zajišťuje rovnoměrné vytápění podlahové krytiny. Přední a zpětné větve jsou stohovány střídavě.

Ve velkých oblastech realizovat kombinované schéma. Povrch je rozdělen do sektorů a každý vyvíjí samostatný okruh vedoucí ke společnému kolektoru. Uprostřed místnosti je potrubí rozloženo hlemýžďem a podél vnějších stěn hadem.

Máme další článek na našich webových stránkách, ve kterém jsme podrobně přezkoumali instalace teplá podlaha a vedla doporučení k výběru nejlepší varianty v závislosti na vlastnostech konkrétní místnosti.

Metoda výpočtu potrubí

Abychom nebyli zmateni ve výpočtech, navrhujeme rozdělit řešení problému do několika etap. Především je nutné vyhodnotit tepelné ztráty místnosti, určit krok pokládky a pak vypočítat délku topného okruhu.

Zásady konstrukce systému

Spuštění výpočtů a vytvoření náčrtu byste se měli seznámit se základními pravidly pro umístění vodního okruhu:

1. Doporučujeme pokládat potrubí podél okenního otvoru - tím se výrazně sníží tepelné ztráty budovy.
2. Doporučená oblast pokrytí jednoho vodního okruhu je 20 metrů čtverečních. Ve velkých prostorách je nutné rozdělit prostor do zón a pro každou položit samostatnou odbočku.
3. Vzdálenost od stěny k první větvi je 25 cm. Přípustná rozteč trubek ve středu místnosti je až 30 cm, na okrajích a v chladných zónách - 10-15 cm.
4. Stanovení maximální délky potrubí pro podlahové vytápění by mělo být založeno na průměru cívky.

U obrysu s průřezem 16 mm je přípustné maximálně 90 m, omezení pro potrubí o tloušťce 20 mm je 120 m. Dodržování norem zajistí normální hydraulický tlak v systému.

Základní vzorec s vysvětlením

Výpočet délky obrysu vyhřívané podlahy se provádí podle vzorce:

L = S / n * 1,1 + k,

Kde

• L - požadovanou délku topného potrubí;
• S - krytá podlahová plocha;
• n - krok pokládky;
• 1,1 - standardní faktor desetiprocentní ohybové marže;
• k - odlehlost kolektoru od podlahy - vezměte v úvahu vzdálenost od elektrického zapojení na průtoku a zpětném toku.

Rozhodující význam bude pokrýt oblast pokrytí a krokové zatáčky.

Je třeba mít na paměti, že umístění topných trubek se nedoporučuje pro velké spotřebiče a vestavěný nábytek. Parametry určených položek musí být odečteny od celkové plochy.

Pro nalezení optimální vzdálenosti mezi větvemi je nutné provádět složitější matematické manipulace z hlediska tepelných ztrát z místnosti.

Tepelný výpočet s definicí rozteče kontury

Hustota umístění potrubí má přímý vliv na množství tepla z topného systému. Pro určení požadovaného zatížení je nutné vypočítat náklady na teplo v zimě.

Výkon topného systému je dán vzorcem:

M = 1,2 * Q,

Kde

• M - výkon smyčky;
• Q - celková tepelná ztráta místnosti.

Hodnota Q může být rozložena na její složky: spotřeba energie prostřednictvím pláště budovy a náklady způsobené provozem ventilačního systému. Pochopíme, jak vypočítat každý z těchto ukazatelů.

Tepelné ztráty prostřednictvím stavebních prvků

Je nutné stanovit spotřebu tepelné energie pro všechny uzavřené konstrukce: stěny, stropy, okna, dveře atd. Vzorec pro výpočet:

Q1 = (S / R) * At,

Kde

• S - plocha prvku;
• R - tepelný odpor;
• At - rozdíl mezi teplotou uvnitř a vně.

Při určování Δt se indikátor používá pro nejchladnější období roku.

Tepelný odpor se vypočte takto:

R = A / Ct,

Kde

• A - tloušťka vrstvy, m;
• Ct - součinitel tepelné vodivosti, W / m * K.

Pro kombinované prvky konstrukce musí být sčítán odpor všech vrstev.

Další hodnoty koeficientu tepelné vodivosti pro nejoblíbenější stavební materiály jsme uvedli v tabulce v dalším článku.

Tepelná ztráta větrání

Pro výpočet indikátoru se používá vzorec:

Q2 = (V * K / 3600) * C * P * At,

Kde

• V - objem místnosti, mládě. m;
• K - rychlost výměny vzduchu;
• C - specifické teplo vzduchu, J / kg * K;
• P - hustota vzduchu při normální pokojové teplotě - 20 ° C.

Výměna vzduchu většiny pokojů je rovna jedné. Výjimku tvoří doma s vnitřní parotěsnou zábranou - pro udržení normální mikroklima musí být vzduch aktualizován dvakrát za hodinu.

Specifická tepelná kapacita je referencí. Při standardní teplotě bez tlaku je hodnota 1005 J / kg * K.

Celkové tepelné ztráty

Celková ztráta tepla místnosti se rovná: Q = Q1 * 1,1 + Q2. Koeficient 1.1 - zvýšení spotřeby energie o 10% v důsledku pronikání vzduchu prasklinami, netěsností ve stavebních konstrukcích.

Vynásobením získané hodnoty hodnotou 1,2 získáme potřebný výkon podlahového vytápění pro kompenzaci tepelných ztrát. Pomocí grafu tepelného toku proti teplotě chladicí kapaliny můžete určit odpovídající rozteč a průměr trubky.

Údaje jsou relevantní pro teplou podlahu na pískově-cementovém potěru o tloušťce 7 mm, nátěrem je keramická dlažba. Pro jiné podmínky je nutné provést úpravu hodnot s ohledem na tepelnou vodivost povrchové úpravy.

Například při pokládání koberců by měla být hodnota teploty chladicí kapaliny zvýšena o 4-5 ° C. Každý další centimetr potěru snižuje tepelný výkon o 5-8%.

Konečná volba délky obrysu

Znát krok pokládky cívek a kryté plochy je snadné určit tok potrubí. Pokud je získaná hodnota větší než přípustná hodnota, je nutné vybavit několik obrysů.

Optimálně, pokud mají smyčky stejnou délku - nic neupravujte a nevyvažujte. V praxi však častěji existuje potřeba přerušit topné potrubí do různých oblastí.

Konkrétním příkladem výpočtu topné větve

Předpokládejme, že chcete určit parametry tepelného okruhu pro dům o rozloze 60 metrů čtverečních.

Pro výpočet budou potřeba následující údaje a charakteristiky:

• rozměry místnosti: výška - 2,7 m, délka a šířka - 10 a 6 m;
• Dům má 5 kovových plastových oken o velikosti 2 m2. m;
• vnější stěny - pórobeton, tloušťka - 50 cm, Kt = 0,20 W / mK;
• přídavná izolace stěn - pěnová pěna 5 cm, Kt = 0,041 W / mK;
• stropní materiál - železobetonová deska, tloušťka - 20 cm, Kt = 1,69 W / mK;
• izolace podkroví - desky z pěnového polystyrenu tl. 5 cm;
• rozměry vstupních dveří jsou 0,9 * 2,05 m, tepelná izolace je polyuretanová pěna, vrstva je 10 cm, CT = 0,035 W / mK.

Dále uvažujeme příklad výpočtu krok za krokem.

Krok 1 - výpočet tepelných ztrát přes konstrukční prvky

Tepelná odolnost stěnových materiálů:

• pórobeton: R1 = 0,5 / 0,20 = 2,5 m2 * K / W;
• expandovaný polystyren: R2 = 0,05 / 0,041 = 1,22 m * K / W.

Tepelný odpor stěny jako celku je: 2,5 + 1,22 = 3,57 m2. m * K / W. Průměrná teplota v domě je +23 ° C, minimum mimo 25 ° C se znaménkem minus. Rozdíl je 48 ° C.

Výpočet celkové plochy stěny: S1 = 2,7 * 10 * 2 + 2,7 * 6 * 2 = 86,4 m2. m. Z výsledného obrázku je nutné odebrat velikost oken a dveří: S2 = 86,4-10-1,85 = 74,55 m2. m

Nahrazením získaných parametrů do vzorce získáme tepelné ztráty stěny: Qc = 74,55 / 3,57 * 48 = 1002 W

Konečný tepelný odpor stropu je: 0,2 / 1,69 + 0,05 / 0,041 = 0,118 + 1,22 = 1,338 m2. m * K / W. Tepelné ztráty budou: QP = 60/1 338 * 48 = 2152 W.

Pro výpočet úniku tepla okny je nutné stanovit váženou průměrnou hodnotu tepelného odporu materiálů: okno s dvojitým zasklením - 0,5 a profil - 0,56 m2. m * K / W.

Ro = 0,56 * 0,1 + 0,5 * 0,9 = 0,56 m * K / W. Zde je 0,1 a 0,9 podíl každého materiálu v konstrukci okna.

Tepelné ztráty oken: Q = 10 / 0,56 * 48 = 857 W.

S ohledem na tepelnou izolaci dveří bude jeho tepelný odpor: Rd = 0,1 / 0,035 = 2,86 m2. m * K / W. Qd = (0,9 * 2,05) / 2,86 * 48 = 31 W.

Celkové tepelné ztráty přes uzavírací prvky jsou: 1002 + 2152 + 857 + 31 = 4042 W. Výsledek by měl být zvýšen o 10%: 4042 * 1,1 = 4446 wattů.

Krok 2 - teplo na teplo + celková tepelná ztráta

Nejprve vypočítáme spotřebu tepla pro ohřev přiváděného vzduchu. Objem prostor: 2,7 * 10 * 6 = 162 cu. m. V souladu s tím budou ztráty tepelným větráním: (162 * 1/3600) * 1005 * 1,19 * 48 = 2583 W.

Podle parametrů místnosti budou celkové tepelné náklady: Q = 4446 + 2583 = 7029 wattů.

Krok 3 - požadovaný výkon tepelného okruhu

Vypočítáme optimální výkon obvodu potřebného pro kompenzaci tepelných ztrát: N = 1,2 * 7029 = 8435 W.

Dále: q = N / S = 8435/60 = 141 W / m2.

Krok 4 - stanovení kroku pokládání a délky obrysu

Výsledná hodnota se porovnává s grafem závislosti. Je-li teplota chladicí kapaliny v systému 40 ° C, pak se zapojí okruh s následujícími parametry: rozteč - 100 mm, průměr - 20 mm.

Pokud cirkuluje voda v potrubí na 50 ° C, interval mezi větvemi může být zvýšen na 15 cm a může být použita trubka s průřezem 16 mm.

Počítáme délku kontury: L = 60 / 0,15 * 1,1 = 440 m.

Odděleně je nutné zvážit vzdálenost od kolektorů k topnému systému.

Jak je vidět z výpočtů, pro uspořádání vodní podlahy bude muset být provedeno alespoň čtyři topné smyčky. A jak správně položit a upevnit potrubí, stejně jako další tajemství instalace, my zde.

Závěry a užitečné video na toto téma

Vizuální recenze videa pomohou předběžně vypočítat délku a rozteč tepelného okruhu.

Výběr nejúčinnější vzdálenosti mezi větvemi podlahového vytápění:

Návod, jak zjistit délku smyčky vyhřívané podlahy:

Metodu výpočtu nelze nazvat jednoduchou. Současně je zde mnoho faktorů, které ovlivňují parametry obvodu. Je-li plánováno, že bude vodotěsná podlaha použita jako jediný zdroj tepla, pak je lepší tuto práci svěřit odborníkům - chyby ve fázi plánování mohou být nákladné.

Vypočítejte požadovanou délku trubek pro podlahové vytápění a jejich optimální průměr sami? Možná máte otázky, na které jsme se v tomto materiálu nedotkli? Zeptejte se jich na naše odborníky v komentáři bloku.

Pokud se specializujete na výpočet trubek pro uspořádání podlahového vytápění a máte něco k výše uvedenému materiálu, napište prosím níže uvedené poznámky pod článek.