Как рассчитать теплоотдачу теплого пола

Информация по назначению калькулятора

О нлайн калькулятор водяного теплого пола предназначен для расчета основных тепловых и гидравлических параметров системы, расчета диаметра и длины трубы. Калькулятор предоставляет возможность осуществить расчет теплого пола, реализованного «мокрым» способом с обустройством монолитного пола из цементно-песчаного раствора или бетона, а также с реализацией «сухим» методом, с использованием тепло-распределяющих пластин. Устройство системы ТП «сухим» методом предпочтительно для деревянных полов и перекрытий.

Т епловые потоки, направленные снизу-вверх, являются наиболее предпочтительными и комфортными для человеческого восприятия. Именно поэтому обогрев помещений теплыми полами становится наиболее популярным решением по сравнению с настенными источниками тепла. Нагревательные элементы такой системы не занимают дополнительного места в отличие от настенных радиаторов.

П равильно спроектированные и реализованные системы теплого пола являются современным и комфортным источником обогрева помещений. Использование современных и качественных материалов, а также правильных расчетов, позволяет создать эффективную и надежную систему отопления со сроком службы не менее 50 лет.

С истема теплого пола может выступать единственным источником обогрева помещения только в регионах с теплым климатом и с использованием энерго-эффективных материалов. При недостаточном тепловом потоке обязательно применение дополнительных источников тепла.

П олученные расчеты будут особенно полезны тем, кто планирует реализовать систему отопления теплого пола своими руками в частном доме.

Общие сведения по результатам расчетов

• О бщий тепловой поток – Кол-во выделяемого тепла в помещение. Если тепловой поток меньше тепловых потерь помещения, необходимы дополнительные источники тепла, например, такие как настенные радиаторы.
• Т епловой поток по направлению вверх – Кол-во выделяемого тепла в помещение с 1 квадратного метра площади по направлению вверх.
• Т епловой поток по направлению вниз – Кол-во "теряемого" тепла и не участвующего в обогреве помещения. Для уменьшения данного параметра необходимо выбирать максимально эффективную теплоизоляцию под трубами ТП* (*теплого пола).
• С уммарный удельный тепловой поток – Общее кол-во тепла, выделяемого системой ТП с 1 квадратного метра.
• С уммарный тепловой поток на погонный метр – Общее кол-во тепла, выделяемого системой ТП с 1 погонного метра трубы.
• С редняя температура теплоносителя – Средняя величина между расчетной температурой теплоносителя подающего трубопровода и расчетной температурой теплоносителя обратного трубопровода.
• М аксимальная температура пола – Максимальная температура поверхности пола по оси нагревательного элемента.
• М инимальная температура пола – Минимальная температура поверхности пола по оси между трубами ТП.
• С редняя температура пола – Слишком высокое значение данного параметра может быть дискомфортно для человека (нормируется СП 60.13330.2012). Для уменьшения данного параметра необходимо увеличить шаг труб, снизить температуру теплоносителя либо увеличить толщину слоев над трубами.
• Д лина трубы – Общая длина трубы ТП с учетом длины подводящей магистрали. При высоком значении данного параметра калькулятор рассчитает оптимальное кол-во петель и их длину.
• Т епловая нагрузка на трубу – Суммарное количество тепловой энергии, получаемое от источников тепловой энергии, равное сумме теплопотреблений приемников тепловой энергии и потерь в тепловых сетях в единицу времени.
• Р асход теплоносителя – Массовое кол-во теплоносителя предназначенного для подачи необходимого кол-ва тепла в помещение в единицу времени.
• С корость движения теплоносителя – Чем выше скорость движения теплоносителя, тем выше гидравлическое сопротивление трубопровода, а также уровень шума, создаваемого теплоносителем. Рекомендуемое значение от 0.15 до 1м/с. Данный параметр можно уменьшить за счет увеличения внутреннего диаметра трубы.
• Л инейные потери давления – Снижение напора по длине трубопровода, вызванного вязкостью жидкости и шероховатостью внутренних стенок трубы. Без учета местных потерь давления. Значение не должно превышать 20000Па. Можно уменьшить за счет увеличения внутреннего диаметра трубы.
• О бщий объем теплоносителя – Общее кол-во жидкости для заполнения внутреннего объема труб системы ТП.

Калькулятор работает в тестовом режиме. Дата добавления калькулятора 11.03.2018

Рубрики

я на youtube

Видеокурс по MagiCAD

Подписка на новости сайта

Свежие комментарии

• Dmitriy к записи Контакты и Поддержка
• Dmitriy к записи Контакты и Поддержка
• Андрей к записи Как изменить формат отображения точек в автокадe
• Борис к записи Забудьте все, что вы проходили в университете…или на работе вас всему научат
• Шариф к записи Полезные ссылки по Magicad и не только

Методика расчета водяного теплого пола

В просторах всемирной паутины очень много информации о водяном теплом поле: схемы укладки, подходящий материал труб и прочее. Казалось бы, что всего этого предостаточно для проектирования без забот. Только вот методика расчета водяного теплого пола у каждого производителя своя, а порой тот же самый производитель предлагает пользоваться очень странными номограммами, не внушающими доверия. Опять же, что же делать, если производитель еще не выбран заказчиком, а теплоотдачу теплого пола и остальные характеристики мы должны рассчитать. Излазив интернет в свое время вдоль и поперек, не нашла ни одной более менее адекватной методики расчета.

К счастью, методика нашлась, посоветовали мне ее коллеги. С радостью привожу ее на блоге.

Исходные данные для расчета:

1. Температура в подающем трубопроводе системы теплого пола t_п, о С;
2. Температура в обратном трубопроводе системы теплого пола t_о, о С;
3. Температура воздуха в рассчитываемом помещении t_в, о С;
4. Температура в нижележащем помещении t_низ, о С;
5. Внутренний диаметр труб теплого пола D_в, м;
6. Наружный диаметр труб теплого пола D_н, м;
7. Коэффициент теплопроводности материала труб λ_тр, Вт/мК;
8. Коэффициент теплоотдачи нижележащей горизонтальной поверхности α_н, Вт/м 2 К;
   (определяется по СП 50.13330.2012 "Тепловая защита зданий" табл. 4 и 6, данные таблицы приведены ниже под номером 1 и 2)
9. Коэффициент внутренней теплоотдачи (от теплоносителя к внутренней стенке трубы) α_вн, Вт/м 2 К;
10. Коэффициент теплоотдачи пола α_п, Вт/м 2 К (обычно принимается 10-12 Вт/м 2 К);

А также необходимо знать конструкцию пола, для того чтобы посчитать термическое сопротивление слоев над трубами R в , м 2 К/Вт, и под трубами R н , м 2 К/Вт, которое находится по несложной формуле:

Таблица 1 — Коэффициент теплоотдачи нижележащей поверхности α н (по СП 50.13330.2012 )

Внутренняя поверхность ограждения

Коэффициент теплоотдачи, Вт/(м ·°С)

1. Стен, полов, гладких потолков, потолков с выступающими ребрами при отношении высоты ребер к расстоянию между гранями соседних ребер h/a 0,3

4. Зенитных фонарей

Примечание — Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций животноводческих и птицеводческих зданий следует принимать в соответствии с СНиП 2.10.03.

Таблица 2 — Коэффициент теплоотдачи нижележащей поверхности α _н ( по СП 50.13330.2012 )

Наружная поверхность ограждающих конструкций

Коэффициент теплоотдачи, Вт/(м 2 ·°С)

Наружных стен, покрытий, перекрытий над проездами и над холодными (без ограждающих стенок) подпольями в Северной строительно-климатической зоне

Перекрытий над холодными подвалами, сообщающимися с наружным воздухом; перекрытий над холодными (с ограждающими стенками) подпольями и холодными этажами в Северной строительно-климатической зоне

Перекрытий чердачных и над неотапливаемыми подвалами со световыми проемами в стенах

Перекрытий над неотапливаемыми подвалами без световых проемов в стенах, расположенных выше уровня земли, и над неотапливаемыми техническими подпольями, расположенными ниже уровня земли

1. Средняя температура теплоносителя t_ср, о С:

2. Приведенное термическое сопротивление над трубамиR_вв, м 2 К/Вт:

3. Приведенное термическое сопротивление под трубамиR_нн, м 2 К/Вт:

4. Угол между поверхностью пола и линией максимального термического сопротивления (вверх), градусы:

где В – шаг укладки труб, см (задаемся шагом 0,10/0,15/0,20/0,25 м);

– суммарная толщина слоев над трубами, м;

5. Максимальное термическое сопротивление слоев труб над трубой R_вmax, , м 2 К/Вт:

6. Отношение тепловых потоков «низ/верх»:

7. Приведенное термическое сопротивление стенок трубы R_тр, м 2 К/Вт:

8. Тепловой поток по направлению вверх q_в , Вт/м 2 :

. Именно это число участвует при получении общей теплоотдачи пола. Умножив данное число на полезную площадь пола, мы получим количество тепла, отдаваемое теплым полом.

9. Тепловой поток по направлению вниз q_н , Вт/м 2 :

10. Суммарный удельный тепловой поток q_a, Вт/м 2 :

11. Суммарный тепловой поток на погонный метр теплого пола q_l, Вт/м:

12. Максимальная температура пола t_пmax, o C:

13. Минимальная температура пола t_пmin, o C:

14. Средняя температура пола t_пср, o C:

Данная температура должна быть меньше либо равна нормируемой.

Средняя температура пола нормируется СП 60.13330.2012 "Отопление, Вентиляция и Кондиционирование" пункт 6.4.8: « Среднюю температуру поверхности строительных конструкций со встроенными нагревательными элементами в расчетных условиях следует принимать не выше, °С:

26 — для полов помещений с постоянным пребыванием людей;

23 — для полов детских учреждений согласно СП 118.13330;

31 — для полов помещений с временным пребыванием людей, а также для обходных дорожек, скамей крытых плавательных бассейнов;

по расчету — для потолков согласно 5.8.

Температура поверхности пола по оси нагревательного элемента в детских учреждениях, жилых зданиях и плавательных бассейнах не должна превышать 35 °С. Ограничения температуры поверхности пола не распространяются на встроенные в перекрытие или пол одиночные трубы систем отопления.»

Если температура получилась больше, чем нормируемая, то задаемся шагом побольше и проделываем расчет сначала. Если и это не помогает, то есть еще такие варианты:

– уменьшить температуру теплоносителя;

-изменить конструкцию пола над трубами, а именно увеличить R_в, м 2 К/Вт Для удобства подбора шага и других параметров советую вам завести табличку в Excel с расчетом.

Устройство теплого водяного пола — отличное решение для обеспечения стабильной и благоприятной атмосферы в доме. Отопление достаточно экономично в потреблении электричества, но дает много тепла. Данный способ обогрева актуален для холодных квартир или при наличии в семье маленьких детей. Холодная климатическая зона вынуждает владельцев жилья оснащать квартиру не только обогревателями, но и подогревом пола. Даже если квартира достаточно теплая, теплое покрытие, например, в ванной, несомненно добавит комфорта жильцам.

Теплый водяной пол универсален, прост в использовании. Установить его возможно даже самостоятельно без обращения к профильным специалистам. Важно лишь провести грамотные вычисления и правильно подобрать материалы.

Как рассчитывать теплоотдачу

Рассмотрим несколько вариантов, чтобы у вас не возникло вопросов при планировании пола.

Расчет для пленочного нагревателя

Для такого типа устройства номинальная мощность предполагает диапазон от 150 до 220 Вт. Стоит учесть, что данный тип устройства представляет собой слой фольгоизола для контура. Покрытие поверхности фольгой позволяет части тепловой энергии рассеиваться.

Для стабилизации температурного режима используют специальные устройства — терморегуляторы. Чаще всего температура не превышает 40 градусов по Цельсию. После окончания работы его отключают, чтобы регулятор мог остыть. Таким образом, теплоотдача составляет 70 Вт на 1 кв.м.

Расчет для греющего кабеля

Теплоотдача устройства составляет 30 Вт на 1 кв.м. Принцип расчета заключается в определении оптимального шага укладки контура. Также необходимо учитывать следующее:

1. Расстояние между контурами – от 10 до 30 см. Чем крупнее шаг, тем более неравномерный нагрев произойдет.
2. Длину кабеля рассчитывают так: L=S/D*1,1, где S – площадь, а D – расстояние между контурами.

Стоит учитывать, что контур укладывается не на всю площадь обогрева. Поэтому необходимо вычислить средние показатели, которые достигнут максимальной эффективности. Так, теплоотдача для нагревающего кабеля составит 120 Вт на 1 кв.м. При таких показателях в комнате сохранится комфортная температура.

Расчет для теплого водяного пола

В некоторых случаях можно сэкономить при наличии источника тепла. Это актуально, когда стоимость киловатта меньше цен на электроэнергию. Необходимо учитывать следующее:

1. Контроль температуры воды. Обычно она составляет 50 градусов по Цельсию, что значительно превышает температуру напольного покрытия.
2. Поток тепловой энергии увеличивается со понижением температуры.
3. Расчет диаметра контура. При шаге в 250 мм на 1 кв.м. напольного покрытия выходит 82 Вт. Правильно рассчитанная теплоотдача теплого водяного пола поможет осуществить рациональное проектирование отопления.

Рассчитываем теплопотери здания

Существуют множество формул для вычисления теплопотерь здания. Для оценки квартиры используют формулу: Q=S/10, где Q – киловатты, S – площадь. Для того чтобы отопить комнату в 30 кв.м потребуется 30/10=3 КВт.

Однако, стоит учитывать, что такой способ расчета имеет несколько погрешностей:

• эта формула актуальна для квартиры с потолками не более 2,5 метров;
• теплоотдача теплого водяного пола на м2, кроме всего прочего, зависит от климата;
• потребность в тепле угловых квартир, находящихся в середине или у торца, отличаются между собой;
• в частных домах теплопотери происходят также через пол и потолок.

Расчет мощности системы теплого пола

Перед планированием необходимо учесть:

• площадь комнаты;
• желаемый уровень температуры;
• вид напольного покрытия;
• размер и конструкцию окон;
• мощность котла.

Процесс вычислений включает в себя несколько этапов. Первым шагом становится отрисовка плана комнаты. Желательно делать это на миллиметровой бумаге с указанием расположения окон и дверей. Далее рассчитывается шаг контуров, их расположение и диаметр.

Как известно, теплоноситель теряет часть тепла передвигаясь по трубам. Это приводит к тому, что пол прогревается неравномерно. Температура прогретого напольного покрытия не должна превышать 30 градусов.

Сопротивление возрастает при увеличении длины контура и частых поворотах при укладке. Общая обогреваемая контурами площадь не должна быть больше 20 кв.м В противном случае помещение разделяют на участки.

Важно! Наиболее оптимальный вариант – это коллектор с конкретным количеством отводов.

Стоит выдерживать одинаковое гидравлическое сопротивление в каждой трубе, подключенной к коллектору. Если планируется обогрев веранды или балкона, то для этих помещений создают независимый контур, так как на их отопление уходит гораздо больше тепловой энергии.

Шаг трубы прямо пропорционально влияет на равномерный и безопасный обогрев помещения. В среднем расход трубы на 1 кв.м выходит около 5 п.м. при расстоянии между контурами от 20 до 30 см. То есть для прокладки труб в помещении площадью 20 кв.м необходимо 100 п.м. трубы.

Для достижения оптимального уровня теплоотдачи в 50 Вт на 1 кв.м предусматривают шаг не больше 30 см. Иначе увеличивают уровень температуры воды для равномерного обогрева помещения.

Важно! При планировании водяного пола важно учитывать места теплопотерь (оконные и дверные проемы).

Методика расчета на 1 м2

Расчет выполняется просто. Однако есть некоторые нюансы, необходимые для учета (такие, как нормативные документы и т.д.).

Основный принцип – укладка контура между плитой перекрытия и покрытием пола. Контурная магистраль состоит из:

• теплоизоляции;
• контура;
• коллектора;
• крепежей и т.д.

Для получения данных собираются следующие данные:

• предназначение и размеры комнаты;
• площадь;
• уровень тепловой потери;
• тип покрытия пола.

Также необходимо учитывать следующие факторы:

• этаж;
• тип остекления;
• уровень теплоизоляции.

Программы для расчета

Для точного расчета теплоотдачи стоит учитывать не только тип выбранного материала, но и другие параметры. Например, температура воды в обратке, скорость движения, давление и т.д.

Для того, чтобы произвести наиболее правильный расчет теплоотдачи теплого пола водяного применяют калькулятор онлайн. В сети есть достаточно подобных программ.

Необходимо знать имеющиеся данные, потребуются:

• размеры;
• уровень температуры воздуха;
• температура воды, поступающей в коллектор;
• температура в обратке;
• расстояние между контурами;
• тип покрытия;
• вид теплоизоляции.

При наличии сомнений в правильности проведенного расчета и для того, чтобы теплоотдача водяного теплого пола с 1м2 была посчитана правильно, необходимо обратиться к специалистам, которые смогут учесть всевозможные нюансы, возникающие в каждом отдельном случае. На вычисления , как мы выясняли, влияет не только размер комнаты, но и количество зон с повышенным уровнем тепловых потерь, материал труб, схема укладки контура и др.