Obliczanie rur do ogrzewania podłogowego: wzory, wybór etapu instalacji, sposób określania przepływu

Pomimo złożoności instalacji, ogrzewanie podłogowe za pomocą obiegu wody jest uważane za jedną z najbardziej opłacalnych metod ogrzewania pomieszczenia. Aby system działał tak efektywnie, jak to możliwe i nie zawiódł, konieczne jest prawidłowe obliczenie rur dla ogrzewanej podłogi - określenie długości, skoku pętli i schematu układania konturu.

Od tych wskaźników zależy w dużej mierze komfort korzystania z ogrzewania wody. Te pytania przeanalizujemy w naszym artykule - powiemy Ci, jak wybrać najlepszą opcję dla rur, biorąc pod uwagę właściwości techniczne każdego typu. Ponadto, po przeczytaniu tego artykułu, będziesz w stanie prawidłowo wybrać krok instalacji i obliczyć wymaganą średnicę i długość konturu ogrzewanej podłogi dla konkretnego pomieszczenia.

Parametry do obliczania obwodu termicznego

Na etapie projektowania konieczne jest rozwiązanie wielu problemów, które określają funkcje projektowe ogrzewanie podłogowe i tryb pracy - wybierz grubość stołu, pompy i innych niezbędnych urządzeń.

Techniczne aspekty organizacji branży grzewczej są w dużej mierze zależne od jej celu. Oprócz umówionego spotkania, w celu dokładnego obliczenia materiału z obiegu wody, potrzebne będą różne wskaźniki: powierzchnia powłoki, gęstość przepływu ciepła, temperatura nośnika ciepła, rodzaj pokrycia podłogowego.

Obszar pokrycia rury

Przy określaniu wymiarów podstawy do układania rur zajmuje miejsce, które nie jest zaśmiecone dużymi urządzeniami i wbudowanymi meblami. Konieczne jest wcześniejsze zastanowienie się nad układem obiektów w pomieszczeniu.

Przepływ ciepła i temperatura płynu chłodzącego

Gęstość strumienia ciepła jest obliczonym wskaźnikiem charakteryzującym optymalną ilość energii cieplnej do ogrzewania pomieszczenia. Wartość zależy od wielu czynników: przewodności cieplnej ścian, podłóg, powierzchni przeszklenia, obecności izolacji i intensywności wymiany powietrza. Na podstawie przepływu ciepła określa się etap układania pętli.

Maksymalna temperatura chłodziwa - 60 ° C Jednak grubość jastrychu i wykładziny podłogowej obniżają temperaturę - w rzeczywistości na powierzchni podłogi jest około 30-35 ° C Różnica między wskaźnikami termicznymi na wlocie i wylocie obwodu nie powinna przekraczać 5 ° С.

Rodzaj podłogi

Wykończenie wpływa na wydajność systemu. Optymalna przewodność cieplna płytek i porcelany - powierzchnia szybko się nagrzewa. Dobry wskaźnik skuteczności obiegu wody przy zastosowaniu laminatu i linoleum bez warstwy termoizolacyjnej. Najniższa przewodność cieplna powłoki drewnianej.

Stopień wymiany ciepła zależy od materiału wypełniającego. System jest najskuteczniejszy, gdy stosuje się ciężki beton z naturalnym kruszywem, na przykład kamyczki morskie o małej frakcji.

Przy obliczaniu rur do ogrzewania podłogowego należy wziąć pod uwagę ustalone normy dla reżimu temperaturowego powlekania:

• 29 ° С - salon;
• 33 ° С - pokoje o dużej wilgotności;
• 35 ° С - strefy przejścia i zimne pasy - sekcje wzdłuż ścian końcowych.

Ważna wartość dla określenia gęstości układania obwodu wodnego będzie odgrywać cechy klimatyczne regionu. Przy obliczaniu strat ciepła należy wziąć pod uwagę minimalną temperaturę zimą.

Jak pokazuje praktyka, wstępne ogrzewanie całego domu pomoże zmniejszyć obciążenie. Ma sens najpierw zaizolować pomieszczenie, a następnie przystąpić do obliczania strat ciepła i parametrów obwodu rury.

Ocena właściwości technicznych przy wyborze rury

Ze względu na niestandardowe warunki pracy, wysokie wymagania są stawiane materiałowi i rozmiarowi cewki podłogowej wody:

• obojętność chemicznaodporność na procesy korozyjne;
• o całkowicie gładkiej powłoce wewnętrznejnie jest podatny na tworzenie się wapna;
• siła - wewnątrz ścian stale oddziałuje chłodziwo i na zewnątrz - jastrych; rura musi wytrzymać ciśnienie do 10 bar.

Pożądane jest, aby gałąź grzewcza miała niewielki udział. Kawałek podłogi wodnej i bez niej wywiera znaczny nacisk na podłogę, a ciężki rurociąg tylko pogarsza sytuację.

Trzy kategorie produktów walcowanych na rury spełniają jedno lub drugie z wymienionych wymagań: usieciowany polietylen, metaloplastik i miedź.

Opcja nr 1 - usieciowany polietylen (PEX)

Materiał ma bogatą w sieć komórkową strukturę molekularną. Zmodyfikowany ze zwykłego polietylenu charakteryzuje się obecnością więzadeł wzdłużnych i poprzecznych. Taka struktura zwiększa ciężar właściwy, wytrzymałość mechaniczną i odporność chemiczną.

Obieg wody z rur PEX ma kilka zalet:

• wysoka elastyczność, umożliwiając ułożenie cewki o małym promieniu gięcia;
• bezpieczeństwo - po podgrzaniu materiał nie emituje szkodliwych składników;
• odporność na ciepło: zmiękczanie - od 150 ° С, topienie - 200 ° С, spalanie - 400 ° С;
• utrzymuje strukturę z wahaniami temperatury;
• odporność na uszkodzenia - destruktory biologiczne i odczynniki chemiczne.

Rurociąg zachowuje swoją pierwotną przepustowość - na ścianach nie osadza się osad. Szacowany okres użytkowania obwodu PEX wynosi 50 lat.

Istnieją cztery grupy produktów:

1. Sieciowanie PEX-a - nadtlenku. Uzyskano najbardziej trwałą i jednolitą strukturę z gęstością wiązań do 75%.
2. PEX-b - sieciowanie silanem. Technologia wykorzystuje silanidy - substancje toksyczne, które nie są dozwolone do użytku domowego. Producenci produktów hydraulicznych zastępują go bezpiecznym odczynnikiem. Aby zainstalować ważne rury z certyfikatem higienicznym. Gęstość sieciowania wynosi 65-70%.
3. PEX-c - metoda promieniowania. Polietylen jest napromieniowywany promieniami gamma lub elektronami. W rezultacie obligacje są zabezpieczone do 60%. Wady PEX-c: niepewność użytkowania, nierówne szwy.
4. PEX-d - azotowanie. Reakcja tworzenia siatki przebiega kosztem rodników azotowych. Wydajność jest materiałem o gęstości usieciowania około 60-70%.

Charakterystyki wytrzymałościowe rur PEX zależą od metody sieciowania polietylenu.

Jeśli zatrzymałeś się na rurach wykonanych z usieciowanego polietylenu, zalecamy zapoznanie się z nimi zasady aranżacyjne ich systemy ogrzewania podłogowego.

Opcja nr 2 - metalowe tworzywo sztuczne

Lider walcowanej rury do układania ogrzewania podłogowego - metal-plastik. Strukturalnie materiał zawiera pięć warstw.

Metal zwiększa wytrzymałość linii, zmniejsza szybkość rozszerzalności cieplnej i działa jako bariera antydyfuzyjna - blokuje przepływ tlenu do chłodziwa.

Cechy rur metalowych:

• dobra przewodność cieplna;
• zdolność do zachowania danej konfiguracji;
• temperatura pracy z zachowaniem właściwości - 110 ° C;
• niski ciężar właściwy;
• cichy ruch chłodziwa;
• bezpieczeństwo użytkowania;
• odporność na korozję;
• Czas trwania operacji - do 50 lat.

Brak rur kompozytowych - niedopuszczalność zginania na osi. Przy wielokrotnym skręcaniu istnieje ryzyko uszkodzenia warstwy aluminium. Zalecamy zapoznanie się z odpowiednia technologia montażu plastikowe rury, które pomogą uniknąć uszkodzeń.

Opcja nr 3 - rury miedziane

Na właściwości techniczne i operacyjne żółtego metalu będzie najlepszym wyborem. Jednak jego zapotrzebowanie jest ograniczone do wysokich kosztów.

Oprócz wysokich kosztów, miedziana instalacja rurowa ma dodatkową negatywną złożoność montaż. Aby zgiąć kontur, potrzebujesz maszyny do prasowania lub giętarka do rur.

Opcja nr 4 - polipropylen i stal nierdzewna

Czasami gałąź grzewcza jest wykonana z polipropylenowych lub nierdzewnych falistych rur. Pierwsza opcja jest niedroga, ale dość trudna do zgięcia - minimalny promień ośmiu średnic produktu.

Oznacza to, że rury o wielkości 23 mm będą musiały być umieszczone w odległości 368 mm od siebie - zwiększony skok instalacji nie zapewni jednolitego ogrzewania.

Możliwe sposoby układania konturu

W celu określenia przepływu rury dla rozmieszczenia ogrzewanej podłogi, konieczne jest określenie układu obiegu wody. Głównym zadaniem planowania układu jest zapewnienie jednolitego ogrzewania, biorąc pod uwagę zimne i nieogrzewane obszary pomieszczenia.

Metoda # 1 - Snake

Płyn chłodzący jest podawany do układu wzdłuż ściany, przechodzi przez cewkę i wraca do rozdzielacz. W tym przypadku połowa pomieszczenia jest ogrzewana gorącą wodą, a pozostała część jest chłodzona.

Podczas układania węża nie można osiągnąć jednolitości ogrzewania - różnica temperatur może osiągnąć 10 ° C Metoda ma zastosowanie w wąskich przestrzeniach.

Podwójny wąż pozwala uzyskać łagodniejsze przejścia temperatur. Pętla do przodu i do tyłu biegną równolegle do siebie.

Metoda # 2 - Ślimak lub spirala

Jest to optymalny schemat, zapewniający równomierne ogrzewanie wykładziny podłogowej. Oddziały do ​​przodu i do tyłu są układane na przemian.

Na dużych obszarach wdrażaj połączony schemat. Powierzchnia jest podzielona na sektory i każdy tworzy oddzielny obwód prowadzący do wspólnego kolektora. Pośrodku pomieszczenia rurociąg układany jest przez ślimaka, a wzdłuż zewnętrznych ścian - przez węża.

Mamy kolejny artykuł na naszej stronie internetowej, w którym szczegółowo przeanalizowaliśmy układy instalacji ciepłe piętro i zalecenia dotyczące wyboru najlepszej opcji w zależności od charakterystyki danego pokoju.

Metoda obliczania rur

Aby nie pomylić obliczeń, proponujemy podzielić rozwiązanie problemu na kilka etapów. Przede wszystkim należy ocenić straty ciepła w pomieszczeniu, określić krok układania, a następnie obliczyć długość obwodu grzewczego.

Zasady budowy systemu

Rozpoczynając obliczenia i tworząc szkic, należy zapoznać się z podstawowymi zasadami lokalizacji obiegu wody:

1. Zaleca się układanie rur wzdłuż otworu okiennego, co znacznie zmniejszy straty ciepła w budynku.
2. Zalecany zasięg jednego obwodu wody wynosi 20 metrów kwadratowych. W dużych pomieszczeniach konieczne jest podzielenie przestrzeni na strefy i dla każdego oddzielne odgałęzienie grzewcze.
3. Odległość od ściany do pierwszej gałęzi wynosi 25 cm. Dopuszczalna wysokość skrętu rury w środku pomieszczenia wynosi do 30 cm, na krawędziach iw strefach zimnych - 10-15 cm.
4. Określenie maksymalnej długości rury do ogrzewania podłogowego powinno opierać się na średnicy cewki.

Dla konturu o przekroju 16 mm dopuszczalne jest maksimum 90 m, ograniczenie dla rurociągu o grubości 20 mm wynosi 120 m. Zgodność z normami zapewni normalne ciśnienie hydrauliczne w systemie.

Podstawowa formuła z wyjaśnieniami

Obliczanie długości konturu ogrzewanej podłogi odbywa się według wzoru:

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

Gdzie

• L - pożądana długość linii grzewczej;
• S - zadaszona podłoga;
• n - etap układania;
• 1,1 - standardowy współczynnik 10-procentowego marginesu gięcia;
• k - oddalenie kolektora od podłogi - należy wziąć pod uwagę odległość od obwodu okablowania na przepływie i powrocie.

Decydujące znaczenie obejmie obszar zasięgu i skręty.

Należy pamiętać, że nie zaleca się umieszczania rur grzewczych w dużych urządzeniach i meblach do zabudowy. Parametry wyznaczonych elementów należy odjąć od całkowitej powierzchni.

Aby znaleźć optymalną odległość między gałęziami, konieczne jest przeprowadzenie bardziej złożonych manipulacji matematycznych pod względem utraty ciepła z pomieszczenia.

Obliczenia termiczne z definicją skoku konturu

Gęstość rozmieszczenia rur wpływa bezpośrednio na ilość przepływu ciepła z systemu grzewczego. Aby określić wymagane obciążenie, konieczne jest obliczenie kosztów ciepła w zimie.

Moc systemu grzewczego określa wzór:

M = 1,2 * Q,

Gdzie

• M - wydajność pętli;
• P - całkowita utrata ciepła w pomieszczeniu.

Wartość Q można rozłożyć na jej składniki: zużycie energii przez przegrodę budynku i koszty spowodowane działaniem systemu wentylacji. Zrozumiemy, jak obliczyć każdy ze wskaźników.

Straty ciepła przez elementy budynku

Konieczne jest określenie zużycia energii cieplnej dla wszystkich konstrukcji otaczających: ścian, sufitów, okien, drzwi itp. Wzór obliczeniowy:

Q1 = (S / R) * Δt,

Gdzie

• S - obszar elementu;
• R - odporność termiczna;
• Δt - różnica między temperaturą wewnątrz i na zewnątrz.

Przy określaniu Δt wskaźnik jest używany w najzimniejszym okresie roku.

Opór cieplny oblicza się w następujący sposób:

R = A / Ct,

Gdzie

• A - grubość warstwy, m;
• Ct - współczynnik przewodności cieplnej, W / m * K.

W przypadku połączonych elementów konstrukcji należy zsumować opór wszystkich warstw.

Więcej wartości współczynnika przewodności cieplnej dla najpopularniejszych materiałów budowlanych podaliśmy w tabeli w następnym artykule.

Wentylacyjne straty ciepła

Aby obliczyć wskaźnik, stosuje się wzór:

Q2 = (V * K / 3600) * C * P * Δt,

Gdzie

• V - objętość pokoju, cub. m;
• K - kurs wymiany powietrza;
• C - ciepło właściwe powietrza, J / kg * K;
• P - gęstość powietrza w normalnej temperaturze pokojowej - 20 ° С.

Kurs wymiany powietrza w większości pokoi wynosi jeden. Wyjątek jest w domu z wewnętrzną barierą parową - aby utrzymać normalny mikroklimat, powietrze musi być aktualizowane dwa razy na godzinę.

Pojemność cieplna właściwa jest odniesieniem. W standardowej temperaturze bez ciśnienia wartość wynosi 1005 J / kg * K.

Całkowita utrata ciepła

Całkowita ilość strat ciepła w pomieszczeniu będzie równa: Q = Q1 * 1.1 + Q2. Współczynnik 1,1 - wzrost zużycia energii o 10% z powodu infiltracji powietrza przez pęknięcia, nieszczelności w konstrukcjach budynków.

Mnożąc otrzymaną wartość przez 1,2, uzyskujemy wymaganą moc ogrzewania podłogowego w celu skompensowania strat ciepła. Korzystając z wykresu przepływu ciepła w funkcji temperatury chłodziwa, można określić odpowiedni skok i średnicę rury.

Dane dotyczą ciepłych podłóg na jastrychu cementowo-piaskowym o grubości 7 mm, materiałem powlekającym są płytki ceramiczne. W innych warunkach konieczne jest dostosowanie wartości, biorąc pod uwagę przewodność cieplną wykończenia.

Na przykład podczas układania dywanu wartość temperatury chłodziwa należy zwiększyć o 4-5 ° C. Każdy dodatkowy centymetr stołu obniża moc cieplną o 5-8%.

Ostateczny wybór długości konturu

Znajomość etapu układania cewek i pokrytego obszaru jest łatwa do określenia przepływu rur. Jeśli uzyskana wartość jest większa niż dopuszczalna wartość, konieczne jest wyposażenie kilku konturów.

Optymalnie, jeśli pętle mają tę samą długość - niczego nie dostosowuj i nie balansuj. Jednak w praktyce częściej konieczne jest przełamanie linii grzewczej do różnych obszarów.

Konkretny przykład obliczania branży grzewczej

Załóżmy, że chcesz określić parametry obwodu termicznego dla domu o powierzchni 60 metrów kwadratowych.

Do obliczeń potrzebne będą następujące dane i cechy:

• wymiary pomieszczenia: wysokość - 2,7 m, długość i szerokość - odpowiednio 10 i 6 m;
• Dom ma 5 okien z tworzywa sztucznego o powierzchni 2 metrów kwadratowych każda. m;
• ściany zewnętrzne - beton komórkowy, grubość - 50 cm, Kt = 0,20 W / mK;
• dodatkowa izolacja ścian - pianka piankowa 5 cm, Kt = 0,041 W / mK;
• materiał sufitu - płyta żelbetowa, grubość - 20 cm, Kt = 1,69 W / mK;
• izolacja poddasza - płyty styropianowe o grubości 5 cm;
• wymiary drzwi wejściowych wynoszą 0,9 * 2,05 m, izolacja termiczna to pianka poliuretanowa, warstwa 10 cm, CT = 0,035 W / mK.

Następnie rozważymy przykład obliczeń krok po kroku.

Krok 1 - obliczenie strat ciepła przez elementy konstrukcyjne

Odporność termiczna materiałów ściennych:

• beton komórkowy: R1 = 0,5 / 0,20 = 2,5 metra kwadratowego * K / W;
• spieniony polistyren: R2 = 0,05 / 0,041 = 1,22 m * K / W.

Opór cieplny ściany jako całości wynosi: 2,5 + 1,22 = 3,57 m². m * K / W. Średnia temperatura w domu przyjmuje się jako +23 ° C, minimalna poza 25 ° C ze znakiem minus. Różnica wynosi 48 ° C

Obliczanie całkowitej powierzchni ściany: S1 = 2,7 * 10 * 2 + 2,7 * 6 * 2 = 86,4 m² m. Z uzyskanej liczby należy usunąć wielkość okien i drzwi: S2 = 86,4-10-1,85 = 74,55 m2. m

Zamieniając otrzymane parametry na formułę, uzyskujemy straty ciepła na ścianie: Qc = 74,55 / 3,57 * 48 = 1002 W

Końcowa odporność termiczna sufitu wynosi: 0,2 / 1,69 + 0,05 / 0,041 = 0,118 + 1,22 = 1,338 metrów kwadratowych. m * K / W. Straty ciepła będą: Qp = 60 / 1,338 * 48 = 2152 W.

Aby obliczyć wyciek ciepła przez okna, należy określić średnią ważoną wartość oporu cieplnego materiałów: podwójnie oszklone okno - 0,5 i profil - 0,56 metrów kwadratowych. m * K / W, odpowiednio.

Ro = 0,56 * 0,1 + 0,5 * 0,9 = 0,56 m * K / W. Tutaj 0,1 i 0,9 to udział każdego materiału w konstrukcji okna.

Straty ciepła w oknach: Q® = 10 / 0,56 * 48 = 857 W.

Biorąc pod uwagę izolację termiczną drzwi, jej opór cieplny będzie wynosił: Rd = 0,1 / 0,035 = 2,86 metrów kwadratowych. m * K / W. Qd = (0,9 * 2,05) / 2,86 * 48 = 31 W.

Całkowite straty ciepła przez elementy otaczające wynoszą: 1002 + 2152 + 857 + 31 = 4042 W. Wynik należy zwiększyć o 10%: 4042 * 1,1 = 4446 watów.

Krok 2 - ciepło do ogrzewania + całkowita utrata ciepła

Najpierw obliczamy zużycie ciepła do ogrzewania przychodzącego powietrza. Pojemność pomieszczeń: 2,7 * 10 * 6 = 162 cu. m. Odpowiednio, straty ciepła wentylacji będą: (162 * 1/3600) * 1005 * 1.19 * 48 = 2583 W.

Zgodnie z parametrami pomieszczenia, całkowite koszty termiczne będą: Q = 4446 + 2583 = 7029 watów.

Krok 3 - wymagana moc obwodu termicznego

Obliczamy optymalną moc obwodu wymaganą do skompensowania strat ciepła: N = 1,2 * 7029 = 8435 W.

Ponadto: q = N / S = 8435/60 = 141 W / mkw.

Krok 4 - określenie kroku układania i długości konturu

Wynikowa wartość jest porównywana z wykresem zależności. Jeśli temperatura płynu chłodzącego w układzie wynosi 40 ° C, wówczas dopasowany zostanie obwód o następujących parametrach: skok - 100 mm, średnica - 20 mm.

Jeśli woda krąży do 50 ° C krąży w linii, odstęp między gałęziami można zwiększyć do 15 cm i można zastosować rurę o przekroju 16 mm.

Liczymy długość konturu: L = 60 / 0,15 * 1,1 = 440 m.

Oddzielnie konieczne jest uwzględnienie odległości od kolektorów do systemu grzewczego.

Jak wynika z obliczeń, dla ułożenia podłogi wody trzeba wykonać co najmniej cztery pętle grzewcze. A jak prawidłowo układać i naprawiać rury, a także inne tajemnice instalacji, my recenzja tutaj.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Wizualne przeglądy wideo pomogą dokonać wstępnego obliczenia długości i skoku obwodu termicznego.

Wybór najbardziej efektywnej odległości między gałęziami systemu ogrzewania podłogowego:

Przewodnik po tym, jak dowiedzieć się, jaka jest długość pętli ogrzewanej podłogi:

Metody obliczania nie można nazwać prostą. Jednocześnie istnieje wiele czynników, które wpływają na parametry obwodu. Jeśli planuje się wykorzystanie podłogi wodnej jako jedynego źródła ciepła, lepiej powierzyć tę pracę profesjonalistom - błędy na etapie planowania mogą być kosztowne.

Oblicz samodzielnie długość rur do ogrzewania podłogowego i ich optymalną średnicę? Może masz pytania, których nie poruszyliśmy w tym materiale? Zapytaj ich naszych ekspertów w bloku komentarzy.

Jeśli specjalizujesz się w obliczaniu rur do układania ogrzewania podłogowego i masz coś do dodania do powyższego materiału, napisz swoje uwagi poniżej pod artykułem.