Как самостоятельно выполнить расчеты для монтажа теплого пола?

• Расчет теплого пола для оптимизации работы системы отопления
• Назначение и расчет тепла теплого пола
• Температура теплоносителя
• Основания теплого пола
• Расчеты труб для водяного теплого пола (длина, диаметр, шаг и способы укладки и трубы)
• Напольные покрытия
• Насосное оборудование в расчетах теплого пола
• Расчет стоимости теплых полов
• Видео: расчет теплоотдачи теплого пола, методика + программа

Расчет теплого пола для оптимизации работы системы отопления

Расчет тепла теплого пола производят с учетом теплопотерь через ограждающие конструкции и полезной площади комнат. Ошибки в расчетах влияют на работу системы, увеличивают энергозатраты и расходы на содержание дома. Погрешности обусловлены применением укрупненных показателей. Эффективность утепления и герметичность конструкций (фундамент, несущие стены, перекрытия, кровля, стеклопакеты, входные двери) гарантирует экономный расход энергоресурсов в системе водяного теплого пола.

Водяной теплый пол: схема, фото, технология монтажа теплого водяного пола (прочитать подробнее)

Скрупулезный расчет проекта теплого пола повышает энергоэффективность всей системы отопления и снижает затраты на её обслуживание.

Температура теплоносителя

Температура теплоносителя в контуре зависит от тепловой нагрузки, шага укладки, диаметра труб, толщины стяжки и материала напольного покрытия. Минимальные температурные значения в контуре принимают для паркетной доски и мелкоштучных изделий из дерева. Кафельная, метлахская, керамическая плитка, керамогранит, мрамор выдерживают максимально разрешенную температуру теплоносителя (55°C). Низконапорные схемы отопления, которые применяют на практике, имеют рабочий диапазон — 45/35°C.

Санитарные нормы определяют комфортный (26°C) и допустимый предел температур для ступни человека:

• 28°C в жилых комнатах для постоянного пребывания;
• 35°C по периметру несущих стен жилого дома;
• 33°C для кухонных помещений, ванн и санитарных комнат.

Согласно санитарным нормам температура теплоносителя в ванной комнате должна быть 33 градуса.

Способы установки трубопроводов для водяного пола

Перед тем как установить трубы, нужно спланировать их расположение. Существует несколько способов, которые выделяют в следующие формы:

• улиткой из двух изгибов;
• змейкой;
• двойной змейкой;
• угловой змейкой.

Укладка труб улиткой применяется в прямоугольных или квадратных комнатах. При такой установке тепло равномерно распределяется по всей поверхности пола.

Укладка змейкой применяется для длинных и не больших по площади помещений.

Расчет количества трубопровода для отопительной системы , будет зависеть от выбранной формы укладки.

Основания теплого пола

Тип перекрытия влияет на материалы и выбор толщины слоев над и под трубой. Основа для теплых полов — цементные стяжки и настильные системы из полистирола или деревянных межтрубных досок. Алюминиевый профиль в реечных модулях служит как изоляция дерева от прямого контакта с нагревательным элементом и для крепежа труб.

Разводку труб контура на бетонных плитах перекрытия устраивают в теле бетонной стяжки. Объем материала и монтажные расчеты теплых полов определяют после предварительной разметки поверхности (гидравлическим или лазерным уровнем). План раскладки выполняют на бумаге (масштаб 1:50). От точности, с которой проводится вычисление, зависит расход материала и скорость выполнения работ.

В настильном варианте монтажа теплого пола в модульных плитах предусмотрены пазы для прокладки труб водяного пола.

Очищенную и обработанную полимерной грунтовкой поверхность, заблаговременно выравнивают, по грунтам и первым этажам делают гидроизоляцию. Оклеивают стены по периметру демпферной лентой на высоту, которая уйдет под стяжку (с небольшим запасом). Теплоизоляционный материал с фольгированным основанием экранирует удельный тепловой поток вверх в заданном направлении. Теплопотеря через фольгу не превышает 5%.

Арматуру укладывают поверх утеплителя, каркас придает жесткость стяжке и позволяет достигнуть правильной фиксации шага. Трубный контур выкладывают, крепят, испытывают контур под давлением и заливают раствором стяжки.

Теплый водяной пол смонтирован с использованием специальных матов.

Облегченные модульные системы применяют для деревянных конструкций (черновой пол или лаги), которые не обладают способностью к высоким статическим нагрузкам.

Напольные покрытия

Виды финишного напольного покрытия для теплых полов: наливная поверхность, линолеум, ламинат или паркет, кафель, керамическая и метлахская плитка, мрамор, гранит, базальт и керамогранит.

Деревянному напольному покрытию противопоказана постоянная влажность в помещении, поэтому его не используют в ванных комнатах с теплыми полами.

Теплопроводность напольных покрытий:

Устройство водяного теплого пола в бетонной стяжке с финальным покрытием кафельной плиткой.

Насосное оборудование в расчетах теплого пола

Снижение температуры теплоносителя позволяет достигнуть эффективной работы циркуляционных насосов.

Нагревательный контур теплых полов расположен горизонтальной плоскости и охватывает большую площадь. Сила, которую циркуляционный насос придает потоку, расходуется на преодоление линейных и местных сопротивлений. Расчет насоса для теплых полов зависит от диаметра, шероховатости трубы, фитингов и длины контура.

Схема подключения системы отопления с теплым водяным полом.

Основной параметр расчета — производительность насоса в низконапорном контуре:

Н = (П×L + ΣК)/1000, (м), где

Н — напор циркуляционного насоса, м;

П — гидравлическая потеря на погонном метре длины (паспортные данные от производителя), паскаль/метр;

L — максимальная протяженность труб в контуре, м;

K — коэффициент запаса мощности на местные сопротивления.

К = К1 + К2 +К3, где

К1 — сопротивление на переходниках и тройниках, соединениях (1,2);

К2 — сопротивление на запорной арматуре (1,2);

К3 — сопротивление на смесительном узле в системе отопления (1,3).

Напорная характеристика циркуляционного насоса.

Степень производительности, которой обладает циркуляционный насос, определяют по формуле:

G= Q/(1,16 ×∆t), (м³/час), где

Q — тепловая нагрузка отопительного контура (Вт);

1,16 — удельная теплоемкость воды (Втч/кгС);

∆t — теплосъем в системе (для низконапорных контуров 5 ÷ 10°С).

Коллекторный шкаф с подключенной системой теплого пола.

Зависимость мощности агрегата от площади отапливаемых помещений (для гидравлического расчета теплого пола):

На заметку! Мощность агрегата состоит из суммы расходов всех контуров. На случай аномальных холодов необходимо предусмотреть запас производительности насоса 15 ÷ 20%.

Пример схемы разводки теплого водяного пола по секторам.

Какие технические параметры определяют при укладке трубопровода

Перед укладкой напольного контура обычно проводят тепловой расчет, который учитывает оптимальную температуру в помещении, потери тепла в зависимости от материала стен (теплопроводности), температурные параметры теплового носителя в системе. Полученные данные помогают рассчитать количество труб для теплого пола, то есть определить их оптимальную длину и диаметр. Перед монтажом полового отопления специалисту и (или) домовладельцу следует определиться с рядом перечисленных ниже факторов.

Выбор материала трубопровода

Для укладки теплых полов оптимально подходит несколько видов металлических и полимерных труб, главные требования к материалам: коррозионная стойкость, хорошая теплопроводность, низкий коэффициент температурного расширения и длительный эксплуатационный срок. При выборе материала трубопровода на теплый пол рассматривают следующие разновидности:

Медь. Трубы из отожженной меди обладают наивысшей степенью теплопроводности и высокой коррозионной устойчивостью, их основным недостатком является высокая стоимость. Также медные трубы сложны в монтаже, при их прокладке для сгибания нужен трубогиб, соединение обычно производят при помощи газовой сварки.

Еще одним недостатком меди может служить форма выпуска — стандартной длины бухты в 50 м не всегда достаточно для устройства контура отопления без стыковых соединений под стяжкой.

Нержавейка. Гофрированный трубопровод из нержавейки обладает приемлемой стоимостью при высокой теплопроводности, неплохой коррозионной стойкостью и относительной простотой в укладке. Его основной недостаток — высокое гидравлическое сопротивление водному потоку, связанное с ребристой поверхностью внутренних стенок, а также не всегда приемлемое качество металла в дешевом товаре, приводящее со временем к коррозии стенок и протечкам.

Расчет стоимости теплых полов

Газовый котел и напольный гидравлический контур соединяет коллектор. Равномерный поток теплоносителя обеспечивает автоматическая регулировка, с помощью балансировочных и термостатических вентилей. Обратный клапан предохраняет насосно-смесительный блок.

Элементы комплектации теплого пола:

Общую стоимость теплого пола определяет площадь помещения, комплектация оборудования, качество материала и способ производства работ. Пакетное формирование теплого пола обеспечивает совместимость элементов и эффективный прогрев в диапазонах температурного режима. Заводская комплектация снижает стоимость материалов в 1,5-2 раза.

Элементы комбинированной системы отопления.

Хозяин дома может сделать расчет водяных теплых полов, своими руками смонтировать систему, если обладает достаточным запасом знаний в теплотехнике, гидравлике, материаловедении и опытом выполнения сантехнических работ. Масса положительных примеров из жизни вдохновляет. Однако, каждый должен носить «свой портфель», собственный дом — не плацдарм для экспериментов.

Основные параметры для проектирования ТП

Расположение нагревательных элементов, влияющих на удельную мощность теплового пола на 1м2, проектируют, основываясь на теплофизических характеристиках строения. В этом достаточно сложном процессе, приходится учитывать множество различных факторов, в том числе:

• региональные тепловые стандарты – минимальную наружную температуру воздуха в наиболее холодный период года;
• среднюю температуру в каждой из комнат и их расположение;
• особенности строительных конструкций – материал и толщину стен, пола и потолка или межэтажных перекрытий;
• количество и тип окон, их общую площадь, коэффициент теплопотерь, во многом зависящий от разновидности установленных стеклопакетов;
• позиционирование здания относительно сторон света;
• высоту помещений, а также ряд других.

Предложенный перечень параметров, оказывающий влияние на расчет теплых полов, далеко не полный – опытный специалист теплотехник укажет еще с десяток важных теплофизических характеристик.

Тем не менее, первоочередная задача подобного проектирования заключается в подборе такой теплопроизводительности ТП, которая гарантированно сможет компенсировать все энергетические потери отапливаемого здания. Нельзя также забывать, что рекомендуется увеличивать вычисленную теоретическую мощность на 10-15% для того, чтобы тепловая установка не работала на пределе своих возможностей.

Независимо от того, будет ли выполняться расчет теплых полов своими руками либо силами профильных специалистов, во всех случаях отталкиваются от требований ГОСТ Р 55656-2013 «Энергетические характеристики зданий. Расчет использования энергии для отопления помещений». Ниже приводится упрощенная методика для самостоятельного проектирования небольшой квартирной установки обогрева полов.