Какие факторы следует учитывать?
Для того чтобы произвести все необходимые расчеты, которые помогут определиться с количеством материалов для теплого пола, следует учесть следующее:
суммарная площадь помещения, где будет обустраиваться подогрев пола. Именно от этой цифры и будет зависеть количество контуров в системе;
Как рассчитать площадь комнаты
количество коллекторов
Важно помнить, что каждый контур обогрева может быть подключен только к одному коллектору;
планировка помещений, где обустраивается подогрев;. Варианты схем укладки нагревательного кабеля
Варианты схем укладки нагревательного кабеля
- размеры окон и других мест, где тепло будет теряться. Вид остекления. Типы дверей;
- сказаться на показателе мощности может и толщина стен дома;
- влажность воздуха в помещении;
- расположение мебели и других предметов интерьера в помещении. Под ними теплый пол не укладывается, если он электрический, так как вентиляция будет недостаточной и система может быть повреждена. Да и на сохранности мебели и техники излишний нагрев также может сказаться негативно;
- назначение помещения, где будет производиться монтаж. В зависимости от этого и выбирается мощность подогрева;
- другие источники тепла и их мощность.
При расчете теплого пола нужно учитывать многие моменты
Немаловажным может оказаться температурный режим в регионе и необходимость подогрева конкретного помещения, регулировки температуры в нем. На мощность пола значительное влияние может оказать и вид финишного покрытия пола – одни материалы легко пропускают тепловую энергию, другие – хуже.
Схема установки электрических универсальных нагревательных матов для теплого пола
Пояснения по проведению расчетов длины контура
Существует немало схем укладки труб контуров водяного «теплого пола». Одним из основополагающих параметров является шаг укладки, то есть расстояние между соседними параллельными петлями, как показано на иллюстрации.
Почему лучше использовать трубу с внешним диаметром 16 мм?
Для начала – почему рассматривается именно труба 16 мм?
Всё очень просто – практика показывает, что для «тёплых полов» в доме или квартире такого диаметра вполне достаточно. То есть сложно представить ситуацию, когда контур не справится со своей задачей. А значит — нет никаких действительно оправданных оснований применять более крупную, 20-миллиметровую.
Чаще всего в условиях обычного жилого дома для «теплых полов» с лихвой достаточно труб диаметром 16 мм
И, вместе с тем, применение именно 16-миллиметровой трубы дает ряд преимуществ:
- Прежде всего, она примерно на четверть дешевле 20-миллиметрового аналога. То же самое касается и всей необходимой фурнитуры – тех же фитингов.
- Такие трубы более просты в укладке, с ними можно, при необходимости, выполнить уплотненный шаг раскладки контура, вплоть до 100 мм. С 20-миллиметровой трубой и возни намного больше, и малый шаг – бывает просто невозможен.
Труба диаметром 16 мм проще укладывается и позволяет выдерживать минимальный шаг между соседними петлями
- Существенно уменьшается объем теплоносителя в контуре. Простой подсчет показывает, что в погонном метре 16-мм трубы (при толщине стенок 2 мм внутренний канал составляет 12 мм) вмещается 113 мл воды. А в 20-мм (внутренний диаметр 16 мм) — 201 мл. То есть разница – более 80 мл на всего один метр трубы. А в масштабах системы отопления всего дома — это в буквальном смысле слова выливается в очень приличное количество! И ведь надо обеспечить нагрев этого объема, что влечет, в принципе, неоправданные расходы на энергоносители.
- Наконец, труба с большим диаметр потребует и увеличения толщины бетонной стяжки. Хочешь – не хочешь, но минимум 30 мм над поверхностью любой трубы придётся обеспечивать. Пусть не кажутся смешными эти «несчастные» 4–5 мм. Тот, кто занимался заливкой стяжки, знает, что эти миллиметры оборачиваются десятками и сотнями килограмм дополнительного бетонного раствора — всё зависит от площади. Тем более что для трубы 20 мм рекомендуют слой стяжки делать даже толще – порядка 70 мм над контуром, то есть она получается чуть ли не вдвое толще.
Кроме того, в жилых помещениях очень часто «идет борьба» за каждый миллиметр высоты пола – просто из соображений недостаточности «простора» для наращивания толщины общего «пирога» системы подогрева.
Увеличение диаметра трубы неизменно ведет к утолщению стяжки. А это не всегда возможно, да и в большинстве случаев – совершенно невыгодно.
Труба 20-мм оправдана, когда необходимо выполнить систему подогрева пола в помещениях с высокой нагрузкой, с большой интенсивностью движения людей, в спортзалах и т.п. Там просто из соображений повышения прочности основания приходится применять более массивные толстые стяжки, для прогрева которых требуется и большая площадь теплообмена, что как раз и обеспечивает труба 20, и иногда даже и 25 мм. В жилых же помещениях прибегать к таким крайностям – нет никакой необходимости.
Могут возразить, что для того, чтобы «продавить» теплоноситель по более тонкой трубе придется наращивать мощностные показатели циркуляционного насоса. Теоретически, так оно и есть – гидравлическое сопротивление с уменьшением диаметра, понятно, возрастает. Но как показывает практика, большинство циркуляционных насосов вполне справляются с этой задачей
Ниже будет уделено внимание этому параметру – он также увязан с длиной контура. На то и проводятся расчеты, чтобы добиться оптимальных или, по крайней мере, приемлемых, вполне работоспособных показателей системы
Итак, остановимся на трубе именно 16 мм. Про сами трубы в этой публикации разговор вести не будем – на то есть отдельная статья нашего портала.
Как рассчитать электрический теплый пол
Подогрев пола становится все более обыденной вещью в наших жилищах. Подогревают пол при помощи водяного отопления, уложив трубы в стяжку, или электричества — различных нагревательных элементов, которые электроэнергию превращают в тепло. Водяной теплый пол сделать можно далеко не всегда — в старых квартирах на него получить разрешение нереально. С электрическим подогревом проще — можно найти вариант даже для старых перекрытий, который нагрузку дает минимальную. Но чтобы в доме было тепло, обязательно предварительно сделать расчет электрического теплого пола. Тогда расход на обустройство будут оптимальны, а мощности достаточно даже для самых холодных периодов.
Подогрев пола значительно повышает уровень комфорта
Методики расчета
В первую очередь надо определиться, теплый пол у вас будет основным отоплением (без радиаторов и других источников тепла) или дополнительным (для повышения комфорта). В зависимости от этого меняется расчет электрического теплого пола. Если подогрев пола — только дополнительное отопление, единственное требование — мощности должно хватить для того чтобы нагреть пол до комфортных 28,5-29°C. Других требований нет. При таком раскладе смело пользуются средними цифрами, которые определены опытным путем (в таблице ниже). При использовании подогрева пола в качестве основного отопления, подход другой: тепла должно быть достаточно для компенсации теплопотерь. Тут все несколько сложнее — нужны расчеты.
Расчет электрического теплого пола по теплопотерям
Есть два способа сделать расчет электрического теплого пола. Первый является именно расчетом. При использовании этой методики сначала определяются теплопотери помещения. При этом учитывается регион, в котором находится здание, материал и толщина стен, толщина и вид утепления, размеры окон и тип остекления, наличие и площадь стен, выходящих на улицу, ориентация помещения (на юг, север, и т.п.). Все эти факторы влияют на количество тепла, которое уходит из помещения и которое придется восполнять.
Теплопотери для каждого вида строительного материала можно найти в специальной литературе, есть отдельные методики. Такой расчет — муторное дело, но он позволяет получить точные данные. Это на случай, если считать хотите сами. Если нет, можно заказать теплотехнический расчет у специалистов. И, если площади под теплы пол планируются большие, лучше все-таки заказать. Порой, самостоятельно определенные теплопотери в разы превышают те, которые вам выдадут спецы. А излишнюю мощность — зря потраченные деньги.
Пример расчета теплопотерь помещений
Полученная цифра и будет мощностью электрического теплого пола, которая необходима для компенсации теплопотерь данного помещения. Весь расчет электрического теплого пола состоит в том, чтобы подобрать нагревательные элементы в таком количестве и такой мощности, чтобы они суммарно выдавали требуемое количество тепла (можно с небольшим запасом). Если это будут нагревательные кабели, придется разработать схему укладки так, чтобы на заданной площади разместился весь необходимый метраж кабеля. Если решено использовать пленочный теплый пол, надо искать пленку требуемой мощности. В любом случае, учтите, что для того чтобы ногами не ощущать холодные и горячие места нагрева, расстояние между соседними нагревательными элементами не должно быть больше 30 см. А для нормального перераспределения тепла (не полосами) минимальная высота стяжки должна быть — 3 см, лучше около 5 см.
Обратите внимание! Электрический теплый пол укладывают только на той площади, которая не занята мебелью и крупной бытовой техникой. Это связано с тем, что в большинстве своем нагревательные элементы теплого пола не переносят перегрева (кроме саморегулирующегося греющегося кабеля)
Потому расчет электрического теплого пола начинается с расположения на плане комнаты мебели и техники (в масштабе). Определив площадь не занятую обстановкой, можно приступать к расчету. Еще один важный момент: если теплый пол является основным источником тепла, то обогреваемая поверхность не должна быть меньше 70% от общей площади помещения.
Сначала надо определить площадь, на которой не будет мебели
Определение требуемой мощности в зависимости от назначения помещения
Второй способ — считать по среднестатистическим данным. Количество материалов, которое используют при строительстве жилых домов, ограничено. Это дало возможность вывести средние цифры необходимых мощностей теплого пола для отопления помещений разного назначения. (смотрите таблицу).
Информация по назначению калькулятора
Онлайн 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.
При завышении предельно допустимых значений основных параметров, калькулятор укажет на ошибки.
Тепловые 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.
Правильно 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.
Система 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.
Полученные расчеты будут особенно полезны тем, кто планирует реализовать систему отопления теплого пола своими руками в частном доме.
Для более точного расчета обязательно обратитесь к квалифицированным специалистам в вашем регионе!
Типы котлов для водяного подогрева полов
Котлов для подогрева теплоносителя, то есть воды, существует несколько типов. Они отличаются особенностями работы, установки и эксплуатации, а также типом топлива, за счет которого функционируют.
Котлы отопительные
Таблица. Типы отопительных котлов.
| Тип | Общая информация |
|---|---|
 Одноконтурный | Такие котлы нагревают только теплоноситель (в нашем случае – воду). Чтобы они могли использоваться для чего-то еще, необходимо приобрести бойлеры, теплообменники и т. д. |
 Двухконтурный | Котлы этого типа могут использоваться для подогрева воды и с целью отопления. Подогрев в таком агрегате возможен благодаря наличию теплообменника или бойлера уже непосредственно в самом устройстве. |
Также котлы могут разделяться на две категории по месту установки. Они бывают настенные, напольные. Напольные, как правило, имеют большую мощность, чем подвесные. Но последние гораздо удобнее в плане установки и не такие затратные в обслуживании.
Установка газового котла BAXI + электрокотел Protherm
Котлы дизельные
В этом случае топливом выступает обычная солярка. Эти агрегаты производительны и очень эффективны, отличаются абсолютной автономностью, то есть не зависят от того, подключены ли они к каким-либо коммуникациям (газовым, электрическим сетям и т. д.). Они просты в монтаже, легки в эксплуатации и имеют высокие показатели КПД при небольшом расходе горючего.
Устройство дизельного котла
дизельные котлы отопления
Котлы на твердом топливе
Топливом для этих агрегатов служат дрова, топливные пеллеты. Принцип работы напоминает сжигание дров в обычной печи. Но при этом сгорание происходит при высоких температурах (от +250 градусов) и без доступа воздуха. Нагрев теплоносителя происходит за счет выделения горячего дыма во время сжигания топлива.
Твердотопливный котел для теплого пола
В жилых помещениях такие котлы применяются редко, обычная сфера их использования – производство, сельское хозяйство. Эти агрегаты в доме требуют постоянного внимания, а также подгрузки топлива, что усложняет эксплуатацию.
Схема твердотопливного котла
твердотопливные котлы отопления
Котлы газовые
Догадаться нетрудно, что этот тип котлов работает на газу. Корпус этих устройств обычно изготавливается из чугуна или стали, от чего будет зависеть срок службы и простота монтажа. Стальные котлы гораздо легче чугунных, они имеют небольшие габариты и легко ремонтируются. Однако срок эксплуатации у них ниже. Именно поэтому чугунные агрегаты стоят дороже, так как отличаются повышенными показателями надежности. Устройства могут работать как на магистральном газе, так и на сжиженном из баллонов. Довольно экономны, а для подогрева одних лишь полов можно взять маломощную установку.
Газовый котел для теплого пола
Для подключения к системе теплого пола эти котлы не рекомендованы. Причина проста – они, конечно, в состоянии поддерживать температуру воды на невысоких показателях (около +45 градусов), но ведь на самом деле рассчитаны на подогрев теплоносителя не менее +80 градусов. Из-за этого КПД котла очень сильно упадет (до 15%).
Но все же есть вариант использования газового котла для работы с системой теплого пола. Для этого придется использовать узел смесительный, оборудованный специальным распределителем и циркуляционным насосом. Однако это увеличит и затраты на приобретение оборудования и его монтаж.
Котел газовый напольный двухконтурный
газовые котлы отопления
Котлы на электричестве
Эти агрегаты, работающие на электрическом токе, могут применяться в любых сферах и лучше всего подходят для подключения к системе подогрева пола. Подключение этого котла просто, несмотря на кажущуюся сложность. Такие агрегаты позволят организовать низкотемпературный подогрев – такой, какой и нужен для теплого пола – за счет возможности регулировки температуры исходящего потока теплоносителя.
Схема электрокотла для теплого водяного пола
На фото — электрический котел отопления
электрические котлы отопления
Определение тепловой нагрузки
Прежде чем заготавливать материалы для монтажа напольного электрообогрева, нужно посчитать, сколько тепла подать в конкретное помещение. Данный расчет принято вести по удельной характеристике – количеству теплоты, выделяемой на единицу объема или площади комнаты.
Мощность отопительной системы считается через площадь в тех случаях, когда высота потолков жилища не достигает 3 м. Наиболее точный результат методика дает в помещениях с потолками 2,6—2,8 м. Порядок расчета такой:
- Измерив габариты комнаты, высчитайте площадь в квадратных метрах.
- Найденную квадратуру умножьте на величину удельной тепловой характеристики (базовая – 100 Вт/м²).
- К полученной мощности примените региональный поправочный коэффициент.
Удельные показатели расхода тепла для разных помещений
Комнаты, расположенные в различных частях дома, охлаждаются по-разному – угловые теряют больше тепла, нежели средние. Отсюда рекомендация: значение удельной характеристики принимайте в зависимости от типа помещения:
- для комнат, находящихся внутри здания либо имеющих одну внешнюю стену с окном, — базовое значение 0,1 кВт/м²;
- угловые помещения (2 внешних ограждения и один световой проем) – 0,12 кВт/м²;
- те же угловые комнаты, но с двумя окнами – 0,13 кВт/м².
Поправочный коэффициент применяйте в зависимости от региона проживания. Для коттеджа, построенного в южных областях, значение коэффициента составит 0,7—0,8, в северных районах – 1,5—2,0.
Расчет расхода теплоты по объему жилища ведется аналогично: путем замеров определяется кубатура комнаты, умножаемая на удельную характеристику. Базовое значение для внутренних помещений – 35 Вт/м3, угловых – 40 и 45 Вт/м3 соответственно.
Расчет циркуляционного насоса для системы отопления
1. Отправной точкой при выборе циркуляционного насоса для системы отопления является потребность здания в тепле, рассчитанная для наиболее холодного времени года.
Согласно европейским стандартам на отопление 1 кв.м в доме с 1–2 квартирами необходимо 100 Вт, а для многоквартирных домов 70 Вт. Если состояние здания не отвечает нормативам, проектировщик берет в расчет более высокое удельное потребление тепла.
– для 1–2-этажных зданий – 173 Вт/кв.м при расчетной температуре наружного воздуха –25 град C и 177 Вт/кв.м при –30 град C;
По СНиП 2.04.05-91* “Отопление, вентиляция и кондиционирование” расчетная температура наружного воздуха в Москве составляет –26 град C, в Хабаровске этот показатель равен -31 град. С.
2. Определив потребление тепла (G, Вт), следует перейти к расчету требуемой производительности насоса (подаче) по формуле:
DT – разница температур в подающем и обратном трубопроводе схемы отопления (в стандартных двухтрубных системах она составляет 20 град C; в низкотемпературных 10 град C; для теплых полов 5 град C);
Такую методику расчета предлагают заграничные проектировщики. В обязательном приложении к СНиП 2.04.05-91* приведена следующая формула:
c – удельная теплоемкость воды, равная 4,2 кДж/ кг*град C.
Для пересчета полученной величины в куб.м/ч (как правило, именно эта единица измерения производительности насосов используется в технической документации) необходимо разделить ее на плотность воды при расчетной температуре; при 80 град C она составляет 971,8 кг/куб.метров.
При проектировании новой системы возможны точные расчеты с учетом сопротивления всех элементов нитки (труб, фитингов, арматуры и приборов). Обычно необходимые сведения приводятся в паспортах на оборудование.
R – сопротивление в прямой трубе (Па/м);
l – длина трубопровода (м);
*Z – сопротивление фитингов и т. д. (Па);
p – плотность перекачиваемой среды (кг/куб.м);
g – ускорение свободного падения (м/кв.с).
В случаях с действующими теплопроводами подобные вычисления, как правило, невозможны. В таких ситуациях чаще всего пользуются приблизительными оценками.
Также на опыте было определено, что в фитингах и арматуре теряется около 30% от потерь в прямой трубе. Если в системе есть терморегулирующий вентиль, добавляется еще около 70%.
На трехходовой смеситель в узле управления всей системой отопления или устройство, предотвращающее естественную циркуляцию, приходится 20%.
В заключение
Определив так называемую рабочую точку “циркуляционника” (напор и подачу), остается подобрать в каталогах насос с близкой характеристикой. По производительности (Q) рабочая точка должна попадать в среднюю треть диаграммы (рис. 1).
Как подобрать циркуляционник для системы отопления
Нельзя забывать, что рассчитанные параметры необходимы для действия системы при максимальной нагрузке. Такие условия встречаются крайне редко, наибольшую часть отопительного сезона потребность в тепле не так велика.
Пример в качестве проверки
Правильность расчетов по представленной методике можно проверить, сравнив их результаты с итогами точных вычислений в реальном проекте, выполненном в соответствии со СНиП.
Таким образом, “циркуляционник” для данной системы должен обеспечивать подачу 2,02 куб.м/ч теплоносителя и напор в 1,3 м.
Как рассчитать показатель мощности и затраты на отопление
Расчёт мощности электрокотла можно произвести по формуле:
где:
- К — коэффициент запаса, он равен 1,15 или 1,2;
- ОП — площадь помещения;
- РТ — температурная разница, между комнатной и вешней;
- КР — коэффициент рассеивания.
Стандартный норматив тепловой мощности электрического котла для гидропола считается 1 кВт на 10 м2. Если монтируется двухконтурный, то к этому показателю добавляется еще 30%.
Особенность агрегата — при включении горячего ГВС, нагрев жидкости продолжается, а это дополнительная нагрузка. Поэтому, в технической документации указывается — кабель с какими параметрами рекомендован для этого вида отопления.
Как уменьшить расходы на электроэнергию теплого пола?
- Запрограммированная система терморегуляторов поможет сэкономить. Вы можете ввести данные в программу на включение пола лишь при определенных температурах в помещении или в назначенное время. Только представьте, таким образом можно добиться до 80% экономии трат.
- Альтернатива есть – водяной пол как замена теплого пола электрического. Потребляемая мощность водяного будет, конечно, снижена, также этот вид пола требует меньше затрат во время монтажа и эксплуатации, но есть и нюансы. Например, эту систему пола можно использовать лишь в частных домах или в квартирах с индивидуальным отоплением, она имеет риск затопления при нарушении целостности трубопроводов и т.д.
Можно ли снизить расход электроэнергии теплого пола электрического с использованием магнитов на счетчики?
Электронные и электрические счетчики всех типов могут притормозить или даже остановить свою работу при умелом монтаже «магнитного помощника». Но такие «усовершенствованные» счетчики электроэнергии будут ломаться где-то в 30 – 40 раз быстрее, чем в режиме нормальной эксплуатации. И есть риск, что обнаружив при проверке в устройстве следы намагниченности, Вас могут привлечь к административной ответственности. Это влечет за собой денежный штраф, который в несколько раз будет выше сэкономленных средств на электроэнергии.
За комфорт надо платить. Понятно, что дешевые исходные материалы могут быстрее выйти из строя и потребовать замены всей системы и, соответственно, укладки нового пола. Или более широкий шаг укладки труб (в водяном теплом полу) повлечет уменьшение тепла. Поэтому на начальном этапе работ лучше не экономить. А вот в период эксплуатации можно поискать варианты выгодного и более грамотного использования системы теплого пола, для экономии средств и ресурсов.
Ответ счастливого обладателя тёплого пола.
Уровень мощности
Различают всего три вида теплых полов:
- кабельные;
- инфракрасные стержневые;
- инфракрасные пленочные.
Каждый из видов имеет ряд характерных особенностей, которые способны повлиять на расход электроэнергии теплого пола.
Мощности
Можно относятся:
- уровень потребления самого нагревательного кабеля. Показатель может составлять от 120 ватт до 2 000 ватт. От этого будет напрямую зависеть шаг укладки кабеля системы;
- температура прогрева является одним из основных показателей. Максимальная температура пленочного теплого пола приравнивается к 56°C. Для стержневого этот показатель составляет 60°C. Для кабельного теплого пола 65°C. В среднем рабочая температура выставляется на 35°C;
- чем больше коэффициент сопротивления, тем выше расход;
- ИК системы потребляют на квадратный метр поверхности от 65 до 155 Вт;
- ИК пол потребляет 130-170 Вт на квадратный метр площади;
- Чем мощнее система теплого пола, тем выше будет показатель электрического расхода электроэнергии.
Просчитать средний расход весьма просто. В среднем показатель составляет 120 Вт на квадратный метр площади помещения. Исходя из практических наблюдений, использование инфракрасного пола считается более выгодным.
