Kljub kompleksnosti vgradnje se talno ogrevanje z vodnim krogom šteje za eno najbolj stroškovno učinkovitih načinov ogrevanja prostora. Da bi sistem deloval čim bolj učinkovito in da ne bi propadel, je treba pravilno izračunati cevi za ogrevano tla - določite dolžino, korak zanke in shemo polaganja kontur.
Od teh kazalnikov je v veliki meri odvisno udobje uporabe ogrevanja vode. Ta vprašanja bomo analizirali v našem članku - povedali vam bomo, kako izbrati najboljšo možnost za cevi, ob upoštevanju tehničnih značilnosti vsake vrste. Tudi po branju tega članka boste lahko pravilno izbrali korak namestitve in izračunali potreben premer in dolžino konture ogrevanega tal za določeno sobo.
Parametri za izračun termičnega kroga
V fazi projektiranja je potrebno rešiti številna vprašanja, ki določajo konstrukcijske značilnosti ogrevanega tal in način delovanja - izbrati debelino estriha, črpalko in drugo potrebno opremo.
Tehnični vidiki organizacije ogrevalne panoge so v veliki meri odvisni od njenega namena. Poleg imenovanja, za natančen izračun posnetka vodnega kroga, bodo potrebni številni kazalniki: površina premaza, gostota toplotnega toka, temperatura nosilca toplote, vrsta talne obloge.
Območje zajetja cevi
Pri določanju dimenzij podlage za polaganje cevi se zavzame prostor, ki ni pretrgan z velikimi napravami in vgrajenim pohištvom. Treba je vnaprej razmišljati o postavitvi predmetov v sobi.
Če se vodno dno uporablja kot glavni dobavitelj toplote, mora biti njegova zmogljivost dovolj za nadomestitev 100% izgube toplote. Če je tuljava dodatek k radiatorskemu sistemu, je dolžan pokriti 30-60% stroškov ogrevanja prostora.
Toplotni tok in temperatura hladilne tekočine
Gostota toplotnega pretoka je izračunani indikator, ki označuje optimalno količino toplotne energije za ogrevanje prostora. Vrednost je odvisna od številnih dejavnikov: toplotne prevodnosti sten, tal, zasteklitve, prisotnosti izolacije in intenzivnosti izmenjave zraka. Na podlagi toplotnega toka se določi korak polaganja zanke.
Najvišja temperatura hladilnega sredstva - 60 ° C. Vendar pa debelina estriha in talne obloge razbije temperaturo - pravzaprav je na površini tal približno 30-35 ° C. Razlika med toplotnimi indikatorji na vstopu in izstopu v tokokrogu ne sme presegati 5 ° S.
Vrsta talne obloge
Zaključna obdelava vpliva na delovanje sistema. Optimalna toplotna prevodnost ploščic in porcelana - površina se hitro segreje. Dober pokazatelj učinkovitosti vodnega kroga pri uporabi laminata in linoleja brez toplotnoizolacijskega sloja. Najnižja toplotna prevodnost lesene prevleke.
Stopnja prenosa toplote je odvisna od materiala za polnjenje. Sistem je najučinkovitejši pri uporabi težkega betona z naravnim agregatom, npr.
Raztopina cementa in peska zagotavlja povprečno stopnjo prenosa toplote, ko se hladilno sredstvo segreje na 45 ° C. Izkoristek konture bistveno zmanjša, ko naprava pol-suhi estrih
Pri izračunu cevi za talno ogrevanje je treba upoštevati ustaljene standarde za temperaturni režim obloge:
- 29 ° С - dnevna soba;
- 33 ° S - prostori z visoko vlažnostjo;
- 35 ° S - prehodne cone in hladni pasovi - odseki ob končnih stenah.
Pomembna vrednost za določanje gostote polaganja vodnega kroga bo imela podnebne značilnosti regije. Pri izračunu toplotnih izgub je treba upoštevati zimsko najnižjo temperaturo.
Kot kaže praksa, bo predgrevanje celotne hiše pomagalo zmanjšati obremenitev. Smiselno je najprej izolirati prostor, nato pa nadaljevati z izračunom toplotne izgube in parametrov vezja cevi.
Ocena tehničnih lastnosti pri izbiri cevi
Zaradi nestandardnih obratovalnih pogojev se na material in velikost vodne talne tuljave postavljajo visoke zahteve:
- kemična inertnost, odpornost na korozivne procese;
- prisotnost popolnoma gladke notranje obloge, ki ni nagnjena k nastajanju apna;
- trdnost - na notranji strani stene nenehno vpliva hladilno sredstvo, zunaj pa - estrih; cev mora vzdržati pritisk do 10 bar.
Zaželeno je, da ima ogrevalna panoga majhen delež. Pita vodnega dna in brez njega močno obremenjuje tla, težki cevovod pa le še poslabša razmere.
Glede na SNiP v zaprtih ogrevalnih sistemih je uporaba varjenih cevi prepovedana, ne glede na vrsto zvara: spiralno ali ravno
Tri kategorije valjanih izdelkov izpolnjujejo eno ali drugo od navedenih zahtev: premrežen polietilen, kovina-plastika in baker.
Možnost št. 1 - premrežen polietilen (PEX)
Material ima celično celično molekularno strukturo. Modificiran iz navadnega polietilena je označen s prisotnostjo obeh vzdolžnih in prečnih ligamentov. Takšna struktura poveča specifično težo, mehansko trdnost in kemično odpornost.
Vodni krog iz PEX cevi ima več prednosti:
- visoka elastičnost, ki omogoča polaganje tuljave z majhnim radijem upogiba;
- varnost - pri segrevanju material ne oddaja škodljivih sestavin;
- odpornost na toploto : mehčanje - od 150 ° C, taljenje - 200 ° C, pekoča - 400 ° C;
- ohranja strukturo pri temperaturnih nihanjih;
- odpornost na poškodbe - biološki destruktorji in kemični reagenti.
Cevovod ohranja svojo prvotno pretočno zmogljivost - na stenah se ne odlagajo sedimenti. Predvidena življenjska doba vezja PEX je 50 let.
Slabosti zamreženega polietilena vključujejo: strah pred sončno svetlobo, negativni učinek kisika, ko prodre v konstrukcijo, potrebo po togi pritrditvi tuljave pri polaganju
Obstajajo štiri skupine izdelkov:
- PEX-a - peroksidno zamreženje . Dosežena je najbolj vzdržljiva in enotna struktura z gostoto obveznic do 75%.
- PEX-b - zamreženje s silanom . Tehnologija uporablja silanide - strupene snovi, ki niso dovoljene za uporabo v gospodinjstvu. Proizvajalci vodovodnih izdelkov ga nadomestijo z varnim reagentom. Za namestitev veljavnih cevi s higienskim certifikatom. Gostota zamreženja je 65-70%.
- Metoda sevanja PEX-c . Polietilen se obseva z gama žarki ali elektronom. Posledično so obveznice zapečatene na 60%. Slabosti PEX-c: negotovost uporabe, neenakomeren šiv.
- PEX-d - nitriranje . Reakcija za ustvarjanje mreže se nadaljuje na račun dušikovih radikalov. Izhod je material z gostoto zamreženja približno 60-70%.
Trdnostne lastnosti cevi PEX so odvisne od metode zamreženja polietilena.
Če ste se ustavili na ceveh iz umreženega polietilena, vam priporočamo, da se seznanite s pravili za ureditev talnega ogrevanja.
Možnost # 2 - kovinska plastika
Vodja cevi valjanih za urejanje talnega ogrevanja - kovinsko-plastične. Strukturno ima material pet plasti.
Notranji premaz in zunanja lupina sta polietilena visoke gostote, kar daje cevi potrebno gladkost in odpornost na toploto. Vmesna plast - aluminijasto tesnilo
Kovina povečuje trdnost linije, zmanjšuje hitrost toplotnega raztezanja in deluje kot protidifuzijska pregrada - blokira pretok kisika v hladilno tekočino.
Značilnosti kovinskih cevi:
- dobra toplotna prevodnost;
- zmožnost ohranitve določene konfiguracije;
- delovna temperatura z ohranjanjem lastnosti - 110 ° C;
- nizka specifična teža;
- tiho gibanje hladilne tekočine;
- varnost uporabe;
- odpornost proti koroziji;
- Trajanje operacije - do 50 let.
Pomanjkanje kompozitnih cevi - nedopustnost upogibanja na osi. Pri večkratnem sukanju obstaja nevarnost poškodbe aluminijeve plasti. Priporočamo vam, da se seznanite s pravilno tehnologijo vgradnje kovinsko-plastičnih cevi, s čimer boste preprečili poškodbe.
Možnost # 3 - bakrene cevi
Na tehnične in operativne značilnosti rumene kovine bo najboljša izbira. Vendar je njeno povpraševanje omejeno na visoke stroške.
V primerjavi s sintetičnimi cevovodi bakreno vezje zmaga na več točkah: toplotna prevodnost, toplotna in fizikalna trdnost, neomejena variabilnost upogibanja, absolutna nepropustnost za pline
Poleg visokih stroškov imajo bakrene cevi dodatno negativno - kompleksnost namestitve. Za upogibanje konture potrebujete stroj za stiskanje ali cev.
Možnost št. 4 - polipropilen in nerjaveče jeklo
Včasih gre ogrevalna veja iz polipropilenskih ali nerjavnih valovitih cevi. Prva možnost je cenovno ugodna, vendar precej težka za upogibanje - minimalni polmer osmih premerov izdelka.
To pomeni, da morajo biti cevi velikosti 23 mm nameščene na razdalji 368 mm ena od druge - povečana naklonska površina ne bo zagotovila enotnega ogrevanja.
Nerjavne cevi imajo visoko toplotno prevodnost in dobro fleksibilnost. Minus: krhkost tesnilne gume, ustvarjanje valovitega močnega hidravličnega upora
Možni načini polaganja konture
Za določitev pretoka cevi za razporeditev ogrevanega tla je potrebno določiti razporeditev vodnega kroga. Glavna naloga prostorskega načrtovanja je zagotoviti enakomerno ogrevanje ob upoštevanju hladnih in neogrevanih prostorov prostora.
Možne so naslednje postavitve: kača, dvojna kača in polž. Pri izbiri sheme je treba upoštevati velikost, konfiguracijo prostora in lokacijo zunanjih sten
Metoda # 1 - Kača
Hladilno sredstvo se dovaja v sistem vzdolž stene, prehaja skozi tuljavo in se vrne v razdelilnik. V tem primeru se polovica prostora segreva z vročo vodo, preostali del pa se ohladi.
Pri polaganju kače je nemogoče doseči enotno ogrevanje - temperaturna razlika lahko doseže 10 ° C. Metoda je uporabna v ozkih prostorih.
Shema vogalne kače je najprimernejša, če je potrebno, da se hladno območje maksimalno izolira v bližini končne stene ali v hodniku.
Dvojna kača vam omogoča, da dosežete mehkejši prehod temperature. Krožnica naprej in nazaj poteka vzporedno.
Metoda # 2 - Polž ali spirala
To velja za optimalno shemo, ki zagotavlja enotno ogrevanje talne obloge. Naprej in nazaj sta izmenično zloženi.
Dodatna prednost »lupin« je vgradnja ogrevalnega kroga z gladkim ovinkom. Ta metoda je pomembna pri delu s cevmi, ki niso dovolj fleksibilne.
V velikih območjih se izvaja kombinirana shema. Površina je razdeljena na sektorje, od katerih vsak razvije ločeno vezje, ki vodi do skupnega kolektorja. V središču prostora cevovod postavlja polž, ob zunanjih stenah pa kača.
Na naši spletni strani imamo še en članek, v katerem smo podrobno pregledali sheme ožičenja za polaganje ogrevanega tla in podali priporočila za izbiro najboljše možnosti glede na značilnosti posameznega prostora.
Metoda izračuna cevi
Da ne bi bili zmedeni pri izračunih, predlagamo, da se rešitev problema razdeli na več stopenj. Najprej je treba oceniti toplotne izgube prostora, določiti stopnjo polaganja in nato izračunati dolžino ogrevalnega kroga.
Načela gradnje sheme
Z začetkom izračunov in ustvarjanjem skice se morate seznaniti z osnovnimi pravili za lokacijo vodnega kroga:
- Priporočljivo je, da se cevi postavijo vzdolž okenske odprtine - to bo bistveno zmanjšalo toplotne izgube zgradbe.
- Priporočena površina pokritja enega vodnega kroga je 20 kvadratnih metrov. V velikih prostorih je potrebno prostor razdeliti na cone in za vsakega položiti ločeno ogrevalno vejo.
- Razdalja od stene do prve veje je 25 cm, dopustna višina vrtljajev cevi v sredini prostora pa je do 30 cm, ob robovih in v hladnih conah - 10-15 cm.
- Določitev največje dolžine cevi za talno ogrevanje mora temeljiti na premeru tuljave.
Za konturo s presekom 16 mm, največ 90 m je dovoljena omejitev za cevovod debeline 20 mm 120 m. Skladnost z normativi bo zagotovila normalni hidravlični tlak v sistemu.
Tabela prikazuje ocenjeni pretok cevi, odvisno od naklona zanke. Za pridobitev posodobljenih podatkov upoštevajte rezervo za zavoje in razdaljo do zbiralnika.
Osnovna formula s pojasnili
Izračun dolžine konture ogrevanega tla se izvaja po formuli:
L = S / n * 1.1 + k,
Kje?
- L je želena dolžina ogrevalnega voda;
- S je površina tal, ki jo je treba pokriti;
- n je stopnja polaganja;
- 1.1 - standardni faktor desetodstotne meje upogibanja;
- k - razdalja zbiralnika od tal - upošteva se razdalja do ožičenja tokokroga pri pretoku in povratnem toku.
Odločilen pomen bo pokrival območje pokrivanja in stopenjske ovire.
Zaradi jasnosti je potrebno na papirju sestaviti tloris, ki prikazuje točne dimenzije in označiti prehod vodnega kroga.
Ne smemo pozabiti, da namestitev cevi za ogrevanje ni priporočljiva za velike naprave in vgrajeno pohištvo. Parametre označenih predmetov je treba odšteti od skupne površine.
Da bi našli optimalno razdaljo med vejami, je potrebno izvesti bolj zapletene matematične manipulacije v smislu toplotnih izgub iz prostora.
Toplotni izračun z definicijo konturne smeri
Gostota postavitve cevi neposredno vpliva na količino toplotnega toka iz ogrevalnega sistema. Za določitev zahtevane obremenitve je potrebno izračunati stroške ogrevanja pozimi.
Toplotne stroške skozi konstrukcijske elemente stavbe in prezračevanje je treba v celoti kompenzirati s pridobljeno toplotno energijo vodnega kroga.
Moč ogrevalnega sistema je določena s formulo:
M = 1, 2 * Q,
Kje?
- Delovanje M - vezja;
- Q - skupna toplotna izguba prostora.
Vrednost Q je mogoče razčleniti na njene sestavne dele: porabo energije skozi ovoj stavbe in stroške, ki jih povzroča delovanje prezračevalnega sistema. Razumeli bomo, kako izračunati vsakega od kazalnikov.
Izguba toplote skozi elemente stavbe
Potrebno je določiti porabo toplotne energije za vse zaprte objekte: stene, strope, okna, vrata itd.
Q1 = (S / R) * Δt,
Kje?
- S je površina elementa;
- R je toplotna upornost;
- Δt je razlika med temperaturo znotraj in zunaj.
Pri določanju Δt se indikator uporablja za najhladnejši čas v letu.
Toplotna upornost se izračuna na naslednji način:
R = A / Kt,
Kje?
- In - debelina plasti, m;
- CT - koeficient toplotne prevodnosti, W / m * K.
Za kombinirane elemente strukture je treba uporovati vse plasti.
Koeficient toplotne prevodnosti gradbenih materialov in izolacije je mogoče vzeti iz telefonskega imenika ali pogledati v spremno dokumentacijo za določen izdelek.
Več vrednosti koeficienta toplotne prevodnosti za najbolj priljubljene gradbene materiale smo podali v tabeli v naslednjem članku.
Toplotne izgube prezračevanja
Za izračun kazalnika se uporablja formula:
Q2 = (V * K / 3600) * C * P * Δt,
Kje?
- V - prostornina prostora, mladič. m;
- K - menjalni tečaj zraka;
- C - specifična toplotna moč zraka, J / kg * K;
- P - gostota zraka pri normalni sobni temperaturi - 20 ° S.
Stopnja izmenjave zraka v večini sob je enaka. Izjema je doma z notranjo parno zaporo - za vzdrževanje normalne mikroklime, je treba zrak posodobiti dvakrat na uro.
Specifična toplotna moč je referenca. Pri standardni temperaturi brez tlaka je vrednost 1005 J / kg * K.
Tabela prikazuje odvisnost gostote zraka od temperature okolja pri atmosferskem tlaku - 1.0132 bar (1 atm)
Skupne toplotne izgube
Skupna količina toplotnih izgub v prostoru bo: Q = Q1 * 1.1 + Q2 . Koeficient 1.1 - povečanje porabe energije za 10% zaradi infiltracije zraka skozi razpoke, puščanja v gradbenih konstrukcijah.
Če pomnožimo pridobljeno vrednost z 1, 2, dobimo potrebno moč talnega ogrevanja za kompenzacijo toplotnih izgub. S pomočjo grafa toplotnega toka v primerjavi s temperaturo hladilne tekočine lahko določite ustrezno višino in premer cevi.
Navpična lestvica je povprečni temperaturni način vodnega kroga, vodoravni pa je kazalnik proizvodnje toplotne energije po ogrevalnem sistemu na 1 kvadratni meter. m
Podatki so pomembni za tople talne obloge na peščeno-cementnem estrihu debeline 7 mm, material za prevleko pa je keramična ploščica. Pri drugih pogojih je treba prilagoditi vrednosti ob upoštevanju toplotne prevodnosti končne obdelave.
Na primer, pri polaganju preproge je treba temperaturo hladilne tekočine povečati za 4-5 ° C. Vsak dodatni centimeter estriha zmanjša toplotno moč za 5-8%.
Izbira končne dolžine konture
Poznavanje koraka polaganja tuljav in pokritega območja je enostavno določiti pretok cevi. Če je dobljena vrednost večja od dovoljene vrednosti, je treba opremiti več kontur.
Optimalno, če so zanke enake dolžine - ne prilagajati in uravnotežiti ničesar. Vendar je v praksi pogosteje treba prekiniti ogrevalni vod na različna območja.
Razpršenost konturnih dolžin mora ostati v razponu od 30 do 40%. Glede na namen lahko obliko prostora »predvajamo« z zanko in premerom cevi
Poseben primer izračuna ogrevalne panoge
Recimo, da želite določiti parametre toplotnega kroga za hišo 60 kvadratnih metrov.
Za izračun bodo potrebni naslednji podatki in značilnosti:
- dimenzije prostora: višina - 2, 7 m, dolžina in širina - 10 in 6 m;
- Hiša ima 5 kovinsko-plastičnih oken po 2 kvadratna metra. m;
- zunanje stene - prezračevalni beton, debelina - 50 cm, Kt = 0, 20 W / mK;
- dodatna izolacija sten - penasta pena 5 cm, Kt = 0, 041 W / mK;
- material za strop - armirana betonska plošča, debelina - 20 cm, Kt = 1, 69 W / mK;
- izolacija podstrešja - plošče iz ekspandiranega polistirena debeline 5 cm;
- dimenzije vhodnih vrat so 0, 9 * 2, 05 m, toplotna izolacija je poliuretanska pena, plast 10 cm, CT = 0, 035 W / mK.
Nato upoštevamo primer korak za korakom izračuna.
Korak 1 - izračun toplotne izgube preko strukturnih elementov
Toplotna odpornost stenskih materialov:
- Gazirani beton: R1 = 0, 5 / 0, 20 = 2, 5 kvadratnih metrov * K / W;
- ekspandirani polistiren: R2 = 0, 05 / 0, 041 = 1, 22 m * K / W.
Toplotna odpornost stene kot celote je: 2, 5 + 1, 22 = 3, 57 m2. m * K / W. Povprečna temperatura v hiši je +23 ° C, najmanj zunaj 25 ° C z znakom minus. Razlika je 48 ° C.
Izračun skupne površine stene: S1 = 2, 7 * 10 * 2 + 2, 7 * 6 * 2 = 86, 4 m² m. Od nastale številke je potrebno odvzeti velikost oken in vrat: S2 = 86, 4-10-1, 85 = 74, 55 m2. m
Z nadomestitvijo dobljenih parametrov v formulo dobimo toplotno izgubo sten: Qc = 74, 55 / 3, 57 * 48 = 1002 W
Po analogiji se stroški toplotne energije izračunajo prek oken, vrat in stropa. Za oceno izgub energije skozi podstrešje se upošteva toplotna prevodnost materiala stropa in izolacije.
Končna toplotna upornost stropa je: 0, 2 / 1, 69 + 0, 05 / 0, 041 = 0, 118 + 1, 22 = 1, 338 kvadratnih metrov. m * K / W. Toplotne izgube bodo: Qp = 60 / 1, 338 * 48 = 2152 W.
Za izračun uhajanja toplote skozi okna je treba določiti tehtano povprečno vrednost toplotne upornosti materialov: okno z dvojno zasteklitvijo - 0, 5 in profil - 0, 56 kvadratnih metrov. m * K / W.
Ro = 0, 56 * 0, 1 + 0, 5 * 0, 9 = 0, 56 m * K / W. Tukaj je 0, 1 in 0, 9 delež vsakega materiala v konstrukciji oken.
Toplotne izgube oken: Qо = 10 / 0, 56 * 48 = 857 W.
Upoštevajoč toplotno izolacijo vrat bo toplotna upornost: Rd = 0, 1 / 0, 035 = 2, 86 kvadratnih metrov. m * K / W. Qd = (0, 9 * 2, 05) / 2, 86 * 48 = 31 W.
Skupne toplotne izgube skozi obdajajoče elemente so: 1002 + 2152 + 857 + 31 = 4042 W. Rezultat je treba povečati za 10%: 4042 * 1, 1 = 4446 vatov.
Korak 2 - toplota na toploto + skupne toplotne izgube
Najprej izračunamo porabo toplote za ogrevanje vhodnega zraka. Prostor: 2, 7 * 10 * 6 = 162 cu. V skladu s tem bodo toplotne izgube pri prezračevanju: (162 * 1/3600) * 1005 * 1.19 * 48 = 2583 W.
Skupni termični stroški bodo glede na parametre prostora: Q = 4446 + 2583 = 7029 vatov.
3. korak - zahtevana moč termičnega tokokroga
Izračunamo optimalno moč vezja, ki je potrebna za kompenzacijo toplotnih izgub: N = 1, 2 * 7029 = 8435 W.
Nadalje: q = N / S = 8435/60 = 141 W / m2.
Na podlagi zahtevane zmogljivosti ogrevalnega sistema in aktivnega območja prostora je mogoče določiti gostoto toplotnega toka na 1 kvadratni meter. m
Korak 4 - določitev koraka polaganja in dolžine konture
Dobljena vrednost se primerja z grafom odvisnosti. Če je temperatura hladilne tekočine v sistemu 40 ° C, se ujema z naslednjimi parametri: korak - 100 mm, premer - 20 mm.
Če voda kroži do 50 ° C, se v liniji kroži razmik med vejami do 15 cm in lahko se uporabi cev s presekom 16 mm.
Считаем длину контура: L=60/0, 15*1, 1=440 м.
Отдельно необходимо учесть расстояние от коллекторов до тепловой системы.
Как видно из расчетов, для обустройства водяного пола придется делать не менее четырех петель отопления. А как правильно уложить и закрепить трубы, а также другие секреты монтажа мы рассмотрели здесь.
Zaključki in koristen videoposnetek o tej temi
Наглядные видеообзоры помогут сделать предварительный расчет длины и шага теплового контура.
Выбор наиболее эффективного расстояния между ветками напольной системы отопления:
Пособие о том, как узнать длину петли эксплуатируемого теплого пола:
Методику расчета нельзя назвать простой. Одновременно следует учитывать множество факторов, влияющих на параметры контура. Если водяной пол планируется использовать как единственный источник тепла, то эту работу лучше доверить профессионалам – ошибки на этапе планирования могут дорого обойтись .
Подсчитываете необходимый метраж труб для теплого пола и их оптимальный диаметр самостоятельно? Может у вас остались вопросы, которые мы не затронули в этом материале? Задавайте их нашим экспертам в блоке комментариев.
Если вы специализируетесь на расчете труб для обустройства водяного теплого пола и у вас есть, что добавить к изложенному выше материалу, пишите, пожалуйста, свои замечания ниже под статьей.