Расчет тепла теплого пола для оптимизации работы системы отопления

Предварительный расчет теплового контура напольного отопления

Определение плотности теплового потока на 1 м² «теплого пола»: q = Q / F , где q – плотность теплового потока, (Вт/м²); Q – суммарные теплопотери помещения, (Вт); F – активная площадь пола, (м²).

Суммарные тепловые потери помещения определяются теплотехническим расчетом здания, но как уже неоднократно говорилось, для грубого расчета они могут быть приняты из расчета 1000 Вт на 1 м². Если напольное отопление будет применяться как дополнительное к радиаторному, то суммарные теплопотери можно определить в процентном соотношении. Например, 40% теплопотерь будут возмещаться радиаторным отоплением и 60% — напольным. Для расчета площади пола, нужно учитывать только ту часть пола, которая будет участвовать в нагревании помещения. Например, вдоль внутренних стен, где будет располагаться мебель, нужно оставить краевые участки шириной 400–500 мм. Так, для общей площади пола, предположим, 20 м² активная площадь пола может составить 14–16 м².

Далее находим среднюю температуру теплоносителя в нагревательном контуре (°С): Δt = (tг + tо)/2 , где tг — температура на входе в нагревательный контур; tо — температура на выходе из нагревательного контура. Рекомендуемые температуры теплоносителя на входе и выходе системы tг/tо — 55/45, 50/40, 45/35, 40/30°С. Вы можете применить свои параметры для вычисления средней температуры, но температура подачи должна быть не выше 55°С, а температура обратки ниже ее на 10°С (оптимально 5°С).

Исходя из плотности теплового потока (q) и средней температуры теплоносителя в нагревательном контуре (Δt), по графику, изображенному на рисунке 101, подбираем диаметр и шаг установки металлопластиковых труб.

рис. 101. График зависимости удельного теплового потока от средней температуры воды в металлопластиковых трубах при толщине стяжки 70 мм, температуре воздуха в помещении 20°С и покрытии пола из керамической плитки

Как пользоваться этим графиком? На шкале средних температур откладываем значение полученной нами средней температуры и проводим горизонтальную линию. Затем на шкале плотности теплового потока откладываем рассчитанную нами по формуле плотность и проводим вертикальную линию. Пересечение линий показывает какой диаметр трубы нам подходит (сплошная линия диаметр 16 мм, прерывистая — 20 мм), а по цвету линии определяем рекомендуемый шаг установки труб. Если проведенные линии не попадают не на одну из зависимостей графика (на цветные линии), то принимают близрасположенную зависимость, в сторону увеличения шага либо изменяют среднюю температуру теплоносителя.

Необходимо отметить, что данный график справедлив для полов на цементно-песчаных стяжках общей толщиной 7 см и покрытых керамической плиткой. Для других напольных покрытий и других толщин стяжек нужно корректировать расчет. Например, пол из ковролина вместо плиточного, потребует повысить температуру теплоносителя на 4–5°С, а каждые лишние 10 мм толщины стяжки уменьшают плотность теплового потока на 5–8%. Тем не менее, грубый расчет «теплых полов» можно произвести по приведенным здесь формулам и графику, а окончательную регулировку температуры теплоносителя произвести трех-, четырехходовыми смесителями или термостатами после монтажа отопительного контура. Однако, если требуется точный расчет «теплых полов», то нужно обращаться к инженерам-теплотехникам. Поскольку в нем учитывается множество различных данных, от технических характеристик труб, до послойного теплорасчета ограждающих и напольных конструкций.

Далее рассчитывается приблизительная длина труб. Активная площадь пола (м²) делится на шаг укладки труб (м). К полученной длине прибавляется длина на загибы труб и длина на подключение к коллекторам.

Теперь, когда известна длина труб и их диаметр, можно посчитать объем содержащегося в них теплоносителя. Максимальная скорость движения теплоносителя в трубах «теплого пола» должна лежать в пределах от 0,15 до 1 м/с. Зная расход теплоносителя (Q), напомним, что 1 кВт = 1 л/сек, и объем воды в укладываемых трубах, проверяем скорость движения теплоносителя. Если она лежит в требуемых пределах, то принимаем эти диаметры труб, если скорость слишком велика — увеличиваем диаметр.

Насос отопительного контура определяем по расходу теплоносителя с 20% увеличением на гидравлическое сопротивление в трубах. Если на коллекторной системе «сидит» несколько «теплых полов» с циркуляцией от одного насоса, то насос подбирается по общему расходу отопительного контура.

Еще раз повторимся, что приведенная методика расчета «теплого пола» весьма приблизительна, реальный расчет может сильно отличаться. Например, сделав «теплые полы» по этой методике, вы сможете увеличить или уменьшить температуру теплоносителя и изменить тем самым теплоотдачу пола, но бесконечно увеличивать температуру пола нельзя. Пол превратится в раскаленную сковороду, но так и не обогреет помещение. Или, например, если вы ошибетесь с выбором насоса (недоучтете гидросопротивление труб), то слабый насос придется заменить на более мощный. Поэтому, лучше использовать эту методику для устройства «теплого пола» как вспомогательного при основном радиаторном отоплении, а для полноценного расчета «теплых полов», как основного отопления — обратиться к специалистам.

Расчет тепла теплого пола для оптимизации работы системы отопления

Группа: Участники форума
Сообщений: 5907
Регистрация: 12.10.2009
Из: Шантарск-Севастополь (пробегом)
Пользователь №: 39475

Непонятно вообще, как могут возникать вопросы «Входит ли нагрузка на теплые полы в нагрузку по отоплению«? — так названа тема.

Ну а куда же ещё она должна входить?

Нужен реальный физический теплоноситель, который надо приготовить на источнике тепла, довести до здания, подать в систему отопления, распределить. Откуда он возьмется, если эту нагрузку не включить?

А «могут и не работать» — это фантазии. Так же, как «если только для комфорта». В нагрузку теплые полы, как и другие части системы теплоснабжения должны входить всегда.

Но есть другое понятие — потребление. Т.е. сколько будет потреблено за год. Вот там какие-то нагрузки могут учитываться частично. Например, воздушно-тепловые завесы должны входить в максимум, но из-за периодичности работы в потреблении могут учитываться только частично. Ну, как вода на ГВС — днем расход, ночью нет.

Теплый пол также может работать не весь отопительный период. Какую часть — надо рассчитать. И предусотреть, как его физически отключить.

Ну и про «баланс». Это что за баланс — тепловой баланс помещения? А как определить понятие «если для комфорта»? Водяная система инерционна. Её нельзя «выключить, как лампочку». Вот «для комфорта» электрический тёплый пол — выключить можно. «Жжет пятки» — отключили. «Мерзнут ножки» — включили. Чисто «для комфорта» устройство и ни в какой баланс включать не надо.

А водяной теплый пол никуда не денется, он отдает тепло в помещение и в балансе участвует.

Почему обращаю внимание на потребление? А потому, что сейчас основным показателем для определения класса здания является «Удельная характеристика расхода тепловой энергии за отопительный период«. Она по размерности и по величинам похожа на «удельные характеристики», которые есть во всех справочниках, но смысл совсем иной — не определить максимум.

И вот здесь важно правильно баланс составлять. Точно по СП 50. Если теплый пол не попадет в компенсацию теплопотерь, т.е. в теплозащитную характеристику, то он должен попасть в «бытовые тепловыделения». Причем в соответствии с количеством его часов работы, которое нафантазировал проектировщик и включил в «инструкцию по проживанию».

Иначе получится или здание класса А++, но в котором люди замерзнут или класса Е, которое экспертизу не пройдет.

Калькулятор расчета производительности насосно-смесительного узла «теплого пола»

Многие хозяева загородных домов, начитавшись и наслушавшись о тех преимуществах, которые дают водяные «тепловые полы», всерьез задумываются о самостоятельном создании подобной системы обогрева помещений. Следует сразу сказать: задача эта – чрезвычайно непростая, масштабная, требующая мобилизации всех своих умений и навыков как в общестроительных вопросах, так и в сантехническом монтаже. Необходимо с особой тщательностью отнестись к подбору всех комплектующие, которые, в свою очередь, должны отвечать целому ряду важных требований.

Калькулятор расчета производительности насосно-смесительного узла «теплого пола»

Если не считать котел, то в качестве основного узла, обеспечивающего требуемый уровень температуры в контурах и стабильную циркуляцию, выступает насосно-смесительный узел. Его приобретают в готовом виде, то есть заводской сборки, или же монтируют самостоятельно. Но как бы то ни было, он в любом случае должен быть в состоянии обеспечить циркуляцию необходимого для реально издаваемой системы количества теплоносителя. Как оценить эту способность? В этом может помочь калькулятор расчета производительности насосно-смесительного узла «теплого пола»

Цены на теплый пол

Калькулятор расчета производительности насосно-смесительного узла «теплого пола»

Пояснения по принципу и порядку проведения расчета

Прежде всего, что такое производительность? Все очень просто – это способность прибора или узла (то есть каждого его элемента) пропустить через себя определённое количество теплоносителя за единицу времени. В рассматриваемом случае это прежде всего касается насоса, обеспечивающего должный уровень циркуляции по всем проложенным контурам «теплого пола». Важна пропускная способность и для двух- или трехходового термоклапана, обеспечивающего дозированное смешение горячих и холодных потоков для получения необходимой температуры.

Понятно, что насос выступает «активным звеном» то есть должен суметь прокачать необходимый объем, а клапан – всего лишь обладать способностью пропустить его через себя. Несмотря на эту принципиальную разницу, значение производительности должно соответствовать параметрам обоих приборов.

  • Естественно, в исходных данных ключевым параметром выступает площадь помещений, в которых расположены контуры «теплого пола», подключенные к данному смесительному узлу. Важное значение имеет и планируемый принцип эксплуатации такой системы – будет ли она зимой выступать в роли единственного источника тепла, либо ее работа необходима лишь для повышения общего уровня комфорта в комнатах, а основная нагрузка все же ляжет на радиаторы. Понятно, что необходимая тепловая мощность для этих двух случаев будет различаться.

Для помещений типа ванны, санузла, прихожей, кухни целесообразно принимать в расчет то условие, что «теплый пол» является единственным источником обогрева.

  • Далее, в основу вычислений положена теплоемкость теплоносителя, то есть его способность накапливать тепловую энергию в котельной и отдавать ее в помещения. Чем больше прокачано жидкости определённой температуры, тем выше перенос тепла. Этот параметр уже заложен в программу расчета.
  • Перепад температуры на подающем и обратном коллекторе вычисляется обычным вычитанием значений. Для водяных теплых полов, при правильной их балансировке и хорошем качестве термоизоляции помещения, оптимальной разницей является 5 ºС. Может быть и несколько больше, но за пределы 8÷10 ºС выходить нельзя. А для комфортного восприятия самой поверхности «теплого пола» достаточно 25-27, реже – 30 ºС .
  • По умолчанию калькулятор произведёт расчет для системы «теплого пола», заполненной водой. Если же применяется иной теплоноситель, то можно сделать поправку и на это обстоятельство. Дело в том, что ни один антифриз не может сравниться с водой по удельной теплоемкости, отличаясь вместе с тем более высокой плотностью. Эти данные могут быть указаны на заводской упаковке теплоносителя, или же их несложно найти в интернете именно для планируемого типа незамерзающей жидкости той или иной концентрации.

Результат будет показан в нескольких единицах измерения – это кубометры в част, литры в минуту и в секунду. Это для того чтобы пользователю не пришлось самостоятельно переводить из одной в другую – различные производители комплектующих практикуют нередко и разный подход в указании производительности своих приборов.

Водяной «теплый пол» — масштабная, трудная. но выполнимая задача

Весь комплекс мероприятий включает множество разноплановых операций – от подготовки основания, утепления, раскладки контуров, заливки стяжки – и до монтажа управляющего оборудования и тонкой отладки системы. Оценить всю масштабность создания водяного «теплого пола» своими руками вам поможет специальная публикация нашего портала.

Как рассчитать водяной теплый пол: расчет теплопотерь

В следующих материалах (начиная с этого) разберёмся на примере, как рассчитать водяной теплый пол. И начнём с расчета тепловых потерь каждого помещения и всего дома в целом.

Для чего нужен расчет теплопотерь дома?

Расчет тепловых потерь нужно делать, чтобы убедиться, хватит ли отопления тёплым полом для обогрева данного помещения. Есть, конечно, ещё ограничения, связанные с тем, какое покрытие будет у пола и в каком регионе дом находится. Одно дело хорошо утепленный дом и покрытие плиткой, другое – неутеплённый дом с дощатым полом. но обо всём этом в других материалах.

Итак, можно ли в этом помещении (доме) делать теплые полы, задаёте вы вопрос? Если теплопотери меньше или равны 100 Вт/м2, то можно, и система теплого пола будет работать как основное отопление.

Если же теплопотери выше 100 Вт/м2, тогда нужно либо пересмотреть систему отопления, выбрав другую, или сделать комбинированную (теплый пол + радиаторы), или утеплять дом.

Рассчитаем тепловые потери помещений дома, план которого был представлен в одной из прошлых статей. Приведу снова этот план здесь:

Сперва нужно рассчитать теплопотери через все ограждающие конструкции (стены, полы, потолки). Материалы конструкций перечислялись, так что здесь этого делать не стану. Но лучше отметить их на плане. На плане также отмечены размеры оконных и дверных проёмов, т. к. их присутствие влияет на тепловые потери помещений.

Расчёт тепловых потерь в программе Valtec

Открываем программу Valtec, дважды кликнув на значке:

Дальнейшие действия уже разбирались в материалах, посвящённых радиаторной системе отопления, переписывать их заново смысла нет, вот ссылки: статья о расчете тепловой энергии на отопление и несколько видео о расчете тепловых потерь дома. Прочитайте, посмотрите видеоролики, выполните для своего дома всё, что нужно, после чего возвращайтесь сюда.

Продолжение расчётов смотрите, перейдя по ссылке внизу этой страницы.

Ссылка на основную публикацию