Расчет мощности теплого пола

Пошаговый план монтажа

Итак, монтаж греющего кабеля состоит из нескольких этапов:

1. Подготовка основания. На черновом полу должна быть залита цементно-песчаная стяжка, толщина которой составляет не менее 3 см. Для прокладки провода, соединяющего терморегулятор с системой, придется проштробить канал, диаметр которого составляет 2 см.
2. Монтаж теплоотражающей подложки.
3. Укладка арматурной сетки, к которой будет крепиться кабель. Если этот этап будет опущен, то крепить провод нужно будет на монтажной ленте. Нельзя забывать, что изделие не укладывается под мебель.
4. Укладка провода.
5. Монтаж теплодатчика. Он помещается в специальную гофрированную трубку и укладывается в предварительно проделанной штробе.
6. Заливка цементной стяжки. Она должна иметь небольшую толщину, всего 4 см. После того, как термический кабель будет скрыт под раствором, необходимо произвести проверку его работоспособности: омическое сопротивление и сопротивление изоляции. Укладку напольного покрытия можно осуществлять только после того, как раствор хорошо высохнет – не ранее, чем через месяц.

Пошаговая технология кабельного теплого пола

Вот и все особенности выбора и монтажа греющего кабеля для теплого пола. В любом случае перед работой нужно рассмотреть все нюансы укладки. И напоследок, видео выполнения монтажа с подробными комментариями:

Воздушные теплообменники

Один из самых распространённых на сегодняшний день теплообменных аппаратов – это трубчатые оребрённые теплообменники. Их ещё называют змеевиками. Где их только не устанавливают, начиная от фанкойлов (от англ. fan + coil, т.е. «вентилятор» + «змеевик») во внутренних блоках сплит-систем и заканчивая гигантскими рекуператорами дымовых газов (отбор теплоты от горячего дымового газа и передача его на нужды отопления) в котельных установках на ТЭЦ. Вот почему расчет змеевикового теплообменника зависит от того применения, куда этот теплообменник пойдёт в эксплуатацию. Промышленные воздухоохладители (ВОПы), устанавливаемые в камерах шоковой заморозки мяса, в морозильных камерах низких температур и на других объектах пищевого холодоснабжения, требуют определённых конструктивных особенностей в своём исполнении. Расстояния между ламелями (оребрением) должно быть максимальным, для увеличения времени непрерывной работы между циклами оттайки. Испарители для ЦОДов (центров обработки данных), наоборот, делают как можно более компактными, зажимая межламельные расстояния до минимума. Такие теплообменники работают в «чистых зонах», окруженные фильтрами тонкой очистки (вплоть до класса HEPA), поэтому такой расчет трубчатого теплообменника проводят с упором на минимизацию габаритов.

Тёплый пол кабель или мат

Выбор в первую очередь зависит от того, будет ли выполняться установка своими руками или планируется пригласить специалистов. Легче монтировать нагревательные маты. Для укладки кабельных полов потребуется проведение работ по изготовлению стяжки, подключения к системе электроснабжения и т.д.

Потребуется учитывать, что теплоотдача матов несколько ниже, чем у кабеля, соответственно потребуется больший расход электроэнергии.

Если планируется приглашать профессиональных монтажников, рекомендуется применять саморегулируемый экранированный нагревательный кабель для обогрева полов. Высокая себестоимость окупится за счет длительного срока эксплуатации и отсутствия вредного воздействия электромагнитного поля на человека.

Расчет тепловых потерь помещения

Работа любой системы отопления направлена на поддержание комфортной температуры в помещении. Поэтому на первом этапе необходимо рассчитать тепловые потери комнаты (здания). При этом учитывается наличие основной системы отопления.

Правильная методика расчета теплого пола основана на определении тепловых потерь через наружные конструкции — стены и окна. Для предварительного расчета будут взяты именно они. Для этого понадобится значение коэффициента сопротивления теплопередачи материалов, из которых изготовлены конструкции.

Предположим, что необходимо поддерживать температуру в помещении 25°С с учетом максимально низкой на улице – 35 °С. Наружная стена изготовлена из кирпича и ее толщина составляет 0,38 м. Тепловые потери рассчитываются по следующей формуле:

q=S*(tв — tн)*R

Где q – тепловые потери, Вт.

S – площадь отапливаемого помещения, м².

tв tн — температура в помещении и на улице, °С.

R – коэффициент сопротивления теплопередачи, м²*К/Вт.

Для комнаты общим объемом 50 м³ они составят:

q=50*(25-(-35)*0,43=1290 Вт

При наличии основного радиаторного отопления большая часть этих потерь будет компенсироваться им – порядка 60%. Следовательно, для комнаты площадью 20 м² необходим расчет теплоотдачи теплого пола с минимальным показателем 1290*0,4= 516 Вт. Учитывая среднюю теплоемкость 80 Вт/м², можно вычислить, что для поддержания требуемой температуры нужно установить трубы на площадь около 6 м².

Совет
Также нужно знать, что оптимальная температура поверхности теплого пола должна составлять 30°С.

Особенности расчета теплого водного пола

Передвигаться босиком по теплой поверхности в собственном доме или квартире гораздо приятнее, чем по холодному покрытию, поэтому в последние годы многие владельцы недвижимости отдают предпочтение системе отопления, получившей название «теплый пол». Такая конструкция позволяет обеспечить комфортное пребывание в помещениях.

На практике чаще всего монтируют водяные или электрические полы. В первом случае нагревательным элементом конструкции обогрева является горячий теплоноситель.

Водяные системы можно назвать оптимальным выбором для частных домовладений по нескольким причинам:

• они способны полноценно заменить отопление, предусматривающее использование радиаторов;
• несмотря на дороговизну при монтаже в помещении большой квадратуры, конструкции окупают себя в течение 5-6 лет и они дешевле в эксплуатации, чем электрические полы.

Что касается квартир, расположенных в многоэтажных домах, то в них установка водяных теплых систем разрешается только в новостройках и то не во всех. В других жилых зданиях монтаж таких конструкций запрещен. Дело в том, что их можно подключить только путем врезки в систему централизованного отопления, что, скорее всего, приведет к падению давления и температуры в ней.

Своими силами смонтировать теплый пол практически невозможно, поскольку предстоит не только уложить трубы в бетонную стяжку, но еще и запустить в работу оборудование, например, циркуляционный насос и газовый котел. Кроме этого, перед установкой конструкции нужно выполнить точные расчеты, что сделать могут профессионалы, обладающие специальными навыками.

С целью экономии владелец недвижимости может самостоятельно выполнить некоторые работы, например, залить стяжку. Также будет не лишним предварительный расчет, чтобы хоть приблизительно знать размер денежных затрат.

Для того, чтобы определиться с финансовой стороной проведения монтажа, можно:

1. Обратиться к мастерам, которые будут заниматься установкой системы. Им следует предоставить всю требуемую информацию и получить в итоге максимально точные сведения.
2. Отыскать в Интернете сайт с онлайн калькулятором. Такие компьютерные программы подсчитывают будущие расходы на ремонт с разной степенью точности.
3. Выполнить все вычисления самостоятельно. Правда, для этого необходимо узнать, как рассчитать водяной теплый пол правильно, иначе вычисления без обладания нужными навыками дадут только приблизительный результат. Правда этого будет достаточно для подсчета предстоящих затрат.

Как рассчитать теплый пол электрический

В целом, система подогрева пола состоит из нескольких элементов. Это терморегулятор, который помогает управлять уровнем нагрева полов, термодатчик, следящий за тем, насколько нагреты полы, нагревательный элемент, а также силовой кабель для подключения к электросети всего этого оборудования.

Терморегулятор обычно устанавливается на стену, к нему подключаются все провода. Сам теплый пол, а также термодатчик обустраиваются под напольным покрытием (в стяжку или же на ее поверхности в зависимости от типа системы – нагревательный мат, ИК пленка или кабель нагревательный).

Сенсорный программируемый терморегулятор

Для обустройства кабельного обогрева используется одно- или двужильный кабель. Первый является самым простым, но при этом сложным в работе, хоть и дешевым. Рассчитать все параметры для него будет довольно сложно, так как оба конца кабеля нужно выводить в одно место. Да и электромагнитное поле от него образуется обширное.

Двужильный кабель для теплого пола

Проще купить двужильный кабель, который, хоть и стоит немного дороже, все же за счет особого расположения проводов прост в установке и работе.

Формулы расчета для электропола

Определить мощность системы теплого электропола просто. Для этого мощность 1 м2 выбранной системы достаточно умножить на площадь, которую он будет обогревать. Кстати, в приобретаемом комплекте уже отмерено и отмечено количество используемого кабеля. Расстояние между витками проводов должно быть 5-20 см. Точно его вычислить можно по формуле h = Sх100/L, где h – искомое значение ширины шага, L – длина кабеля, а S – площадь комнаты.

Рассчитываем электрический теплый пол

Номинальный и реальный расход энергии электрического теплого пола

Основные виды электрических полов

Чтобы определиться с электропотреблением теплого пола, следует рассмотреть базовую мощность каждого вида материала, используемого при монтаже. Наиболее распространены следующие виды:

• пленочное инфракрасное покрытие;
• греющий кабель;
• термомат.

Классификация теплых электрических полов

Для тонкого напольного покрытия, например, ламината или линолеума, чаще всего используются пленочные системы обогрева. Для плитки и прочих твердых материалов – кабель или маты. Пленочное покрытие больше всего потребляет электричества, греющий кабель – самый экономичный. Термоматы в основе имеют инфракрасную пеленку, поэтому показатели потребления энергии у них схожи с пленочными.

Базовая мощность нагревательных приборов

Потребление электричества каждой системой нагрева зависит от набора характеристик:

• толщины материала;
• мощности приборов на 1 кв. метр;
• максимальной температуры нагрева.

Таблица теплопотребления теплых полов в помещениях

Эти данные производитель обязан указывать на заводской упаковке материала, как и номинальную величину потребляемой энергии.

Таблица электропотребления некоторых моделей греющих элементов на 1 кв. метр:

Кабель имеет небольшую мощность, но его располагают в несколько витков на 1 кв. метр, таким образом, чтобы суммарная мощность теплого пола составила – 130–150 Вт на квадратный метр – это средний показатель.

Расчет мощности для теплых полов

Факторы, влияющие на электропотребление

Совокупные затраты на системы отопления теплыми полами

Но есть и другие факторы, способные снизить или увеличить потребление электричества, к ним относятся:

• уровень теплоизоляции стен в помещении — чем он выше, тем меньшим будет потребление энергии;
• температура воздуха на улице – в холодное время года электрический пол будет работать намного больше;

Расчет энергопотребления

Для того, чтобы рассчитать какое количество электричества будет потреблять теплый пол, есть несколько подходов:

Расчет номинального потребления: в комнате площадью 14 м 2 нагревательные элементы будут занимать 10 м 2 . Чтобы рассчитать потребление электричества, нужно площадь покрытия умножить на мощность.

Потребление электроэнергии инфракрасными теплыми полами

Предположим, что используется термомат мощностью 130 Вт на 1 метр², тогда 10*130 = 1300 Вт или 1,3 кВт/ч – это номинальный расход. Далее, предполагаем, что в сутки пол включен 8 часов, тогда в день получается – 8*1,3 = 10,4, а в месяц – 10,4*30 = 312 кВт.

Средняя стоимость 1 кВт в России – 2,5 рубля, поэтому расходы на эксплуатацию теплого пола составят 780 рублей. Этот метод дает возможность рассчитать максимальную величину энергопотребления, без учета использования терморегулятора и прочих факторов, влияющих на потребление.

Технология расчета затрат с использованием коэффициента.

Для подсчета применяется формула: W=S*P*k, где:

График нагрева и потребления электроэнегрии инфракрасным теплым полом

S – площадь комнаты;

P – мощность нагревательного элемента;

k – коэффициент полезной площади обогрева, по общепринятым стандартам он равен 0,4.

Комната площадью 20 м 2 , используется термомат, мощностью 130 Вт на 1 метр², тогда формула будет иметь следующий вид:

W= 20*130*0,4 = 1040 Вт (1,04 кВт).

Далее, рассчитываем расход электричества в день: 8 часов *1,04 кВт = 8,32, в месяце – 12*30 = 249,60 кВт. Стоимость затрат – 249,60*2,5 = 624 рублей.

Потребление электроэнергии инфракрасной пленки

Насколько отличаются реальные показатели энергопотребления от номинальных?

Конечно, реальный расход будет сильно отличаться от номинальных показателей, поскольку часто бывает, что целый день в доме никого нет и пол включать нет смысла, поэтому реально он будет работать лишь 5 часов. Потребностей в ежедневном нагреве также не возникнет, особенно теплой осенью, поздней весной и летом, поэтому рассчитанные показатели будут примерно в два раза ниже.

Правильная установка электрического теплого пола

Есть еще и способы значительно снизить электропотребление, например, использовать терморегулятор. Хороший прибор будет экономить до 30% номинальной величины энергопотребления. На практике получается так, что электрический пол нагревается до заданной температуры за 5 минут, затем остывает 10 минут и снова включается. В час нагревательный элемент работает лишь 20 минут. Если вся система включена 9 ч. в сутки, из них электричество потребляется только 3 ч., следовательно затраты будут выглядеть следующим образом:

W= 20*130*0,4 = 1040 Вт/ч (1,04 кВт);

1,5*3 = 3,12 – в сутки;

3,12*30 = 93,60 – в месяц;

93,60*2,5 = 234 рубля.

Есть еще несколько способов снизить расход энергопотребления:

Рассчитаем мощность электрического теплого пола

Перед проведением расчёта мощности тёплого электрического пола (греющего кабеля, мат, инфракрасной системы), нужно узнать — выдержит ли дополнительную нагрузку сеть, и сделать проект. Так же решить, будет он:

• основной — 150 — 220 Вт/м2;
• дополнительный — 110 — 150.

Рекомендовано устанавливать тёплый пол при потерях тепла не более 100 Вт на м2. Если показатель больше, то необходима дополнительная система отопления. 

Все электрические полы, кроме саморегулирующегося греющего кабеля, не укладываются под тяжёлой мебелью, так как данные системы боятся перегрева.

Поэтому, как и при водяном обогреве, чтобы вычислить мощность устройства надо сначала составить план расстановки мебели. То есть, надо рассчитать площадь, которая будет обогреваться.

Вообще, правильно рассчитывать мощность системы не по площади, а по объёму, так как для обогрева большего количества воздуха требуется больше энергии.

На выбор теплоотдачи электрополов, так же влияют теплопотери. Этот довольно сложные вычисления, поэтому можно воспользоваться таблицами, которые имеются в специализированной литературе или в интернете. Конечно указанные там значения усреднённые.

Мощность электрического тёплого пола на 1 м2 производители указывают на маркировке. Это выглядит так: 220v/50-60hz/50см/55w, то есть работает пол при напряжении 220 Вт, а с каждого квадрата отдаёт 55 Вт тепла. Если используется греющий резистивный кабель, то у него производительность небольшая, и увеличить её до 200 Вт на м2 можно путём сокращения ширины витков.

Произведём расчёт на примере вычисления максимальной мощности инфракрасного тёплого пола. Берём размер обогреваемой площади, которую мы определили выше — 12 м2, и стандартную плёнку с напряжением 220 Вт на 1 м2.

В итоге мы получаем, что для нашей комнаты потребуется плёночный тёплый пол с общей мощностью 2640 Вт.

Вычисление мощности нагревательного кабеля

Расчет мощности, которую будет потреблять нагревательный кабель для обогрева пола помещения, необходим для того, чтобы в помещении всегда был приятный и комфортный микроклимат, но при это не расходовалось больше энергетических ресурсов от необходимых. Проще говоря, электрокабель должен расходовать столько энергии, сколько нужно для полноценного обогрева комнаты.

Алгоритм проведения расчета мощностной характеристики обогревательного кабеля следующий:

1.Вначале стоит определиться с типом работы системы «Теплый пол», то есть будет она выступать в качестве основного источника тепла или все же в качестве дополнительно. В первом случае, когда «Теплый пол» является основной системой, потребляемая энергия на обогрев одного квадратного метра будет составлять 160-180 ватт. При использовании ее в качестве дополнительной – оптимальная мощность нагревательного электрокабеля будет на уровне 100-150 ватт.

2.Следующим шагом нужно определить полезную площадь помещения. Полезной площадью называется та часть пола, под которую будет уложен обогревательный электропровод

Отметим, что площадь под мебелью, оборудованием, которое находится на одном месте постоянно, во внимание не берется. Например, комната имеет площадь 17 квадратных метров, а площадь под мебелью и оборудование составляет примерно 4 квадратных метра, тогда, полезная площадь помещения будет равняться разности этих цифр, то есть, 17-4=13 квадратных метров

3.Теперь можно определить оптимальную мощность нагревательного шнура системы «Теплый пол». Для помещений, где система является основным источником подогрева, мощность шнура должна составлять 13х160=2,08 киловатт. Для комнат, где «Теплый пол» используется дополнительно к основной системе подогрева, оптимальная величина равняется 13*100=1,3 киловатта.

4.Длину обогревательного электрокабеля рассчитываем, в соответствии, с необходимой мощностью для нагрева 1 квадратного метра полезной площади. Отметим, что покупке кабеля в магазине, основным показателем выступает общая нагревательная мощность, а не метраж. В соответствии с полученными вычислениями у нас вышло, что для обогрева полезной площади в 13 квадратных метров необходим электрокабель нагревательной мощностью 2,08 киловатт. Ориентируясь, на таблицу, представленную ниже (есть в наличии во всех специализированных магазинах), при полезной площади комнаты в 13 квадратных метров, в таблице это 12,8, нам потребуется 140 погонных метров кабеля с удельной мощность 160 ватт на квадратный метр.

Схемы и примеры

Помещение

Простейшая схема расчета потребности в тепле в зависимости от площади помещения была заложена еще в СНиПы полувековой давности. На один квадрат площади полагалось выделить тепловую мощность в сто ватт. Скажем, на комнату размером 4х5 метров положено 4*5*0,1=2 киловатта тепла.

Увы, простые расчеты далеко не всегда дают точный результат.

Расчет по площади пренебрегает рядом дополнительных параметров:

Высота потолка далеко не всегда равна стандартным в 60-е годы 2,5 метрам. В сталинках типичны трехметровые потолки, а в новостройках — высотой 2,7-2,8 метра. Очевидно, что с увеличением объема помещения вырастет и необходимая для его обогрева мощность;

• Требования к утеплению новых зданий сильно изменились за последние десятилетия. Согласно СНиП 23-02-2003, наружные стены жилых домов должны утепляться минеральной ватой или пенопластом. Лучшее утепление означает меньшие теплопотери;
• Остекление тоже вносит свою лепту в тепловой баланс здания. Через тройной стеклопакет с энергосберегающим стеклом будет теряться явно меньшее количество тепла, чем через остекление в одну нитку;

Наконец, в разных климатических зонах потери тепла опять-таки будут различаться. Физика, камрады: при неизменной теплопроводности ограждающей конструкции поток тепла через нее будет прямо пропорционален разности температур по обе ее стороны.

Именно поэтому для получения точного результата используется несколько усложненная формула: Q=V*Dt*k/860.

Переменные в ней (слева направо):

1. Мощность (КВт);
2. Отапливаемый объем (м3);
3. Разница температур снаружи и внутри дома;
4. Коэффициент утепления.

Разница температур рассчитывается как разность санитарных норм для жилых помещений (18 — 22 градуса в зависимости от зимних температур и расположения комнаты в центре или в торце дома) и температуры самых холодных пяти дней в году.

В первом столбце — температура самых холодных пятидневок для некоторых городов России.

Подобрать коэффициент утепления поможет таблица:

Давайте воспользуемся этой формулой для подбора тепловой мощности системы отопления частного дома со следующими параметрами:

• Размер по фундаменту — 8х8 метров;
• Один этаж;
• Стены имеют наружное утепление;
• Окна — тройные стеклопакеты;
• Высота потолков — 2,6 метра;
• В доме поддерживается температура +22С;
• Температура самой холодной зимней пятидневки — -15С.

Итак:

1. Коэффициент k возьмем равным 0,8;
2. Dt = 22 — -15=37;
3. Объем дома равен 8*8*2,6=166,4 м3;
4. Подставляем значения в формулу: Q=166,4*37*0,8/860=5,7 киловатта.

Радиатор

Для всех приборов фабричного изготовления производитель указывает два параметра:

• Тепловую мощность;
• Тепловой напор, при котором радиатор способен отдать эту мощность.

На практике напор в 70 градусов — скорее исключение, чем правило:

• В системе центрального отопления теплоноситель нагрет до 90С только на подаче и только в верхней зоне температурного графика (то есть в пик холодов). Чем теплее на улице — тем холоднее батареи;
• На автономном отоплении вообще типичны безопасные для пластиковых и металлопластиковых труб 70С на подаче и 50 на обратном трубопроводе.

Автономное отопление. На подаче — 65 градусов.

Именно поэтому расчет мощности радиаторов отопления заводского производства (не только стальных, но и любых других) выполняют по формуле Q=A*Dt*k. В ней:

Изящество предлагаемой схемы расчета именно в том, что эти параметры не нужно искать. Их произведение (A*k) равно результату деления заявленной производителем мощности на тепловой напор, при котором прибор отдаст эту мощность.

Давайте выполним расчет радиаторов отопления для следующих условий:

Пластинчатый радиатор имеет заявленную мощность в 700 ватт при тепловом напоре 70 градусов (90С/20С);

• Фактическая температура воздуха в комнате должна составлять 25 градусов;
• Теплоноситель будет нагрет до 60С.

Приступим:

1. Произведение площади и коэффициента теплопередачи равно 700/70=10;
2. Реальный тепловой напор при заданных условиях будет равен 60-25=35 градусов;
3. 10*35=350. Именно такой будет мощность стальных пластин в описанных условиях.

На фото — секционный стальной радиатор.

Какие факторы снижают расход электроэнергии

Установка электрических теплых полов, независимо от площади помещения, в любом случае требует немалых вложений. Но если придерживаться следующих советов, можно заметно сэкономить на дальнейших расходах энергоресурсов:

1. Выполнить качественное утепление. В случае успешного покрытия мастер может уменьшить расход на 30–50 %.
2. Установить нагревательный пол на свободной площади. Как говорилось ранее, монтаж теплых полов должен производиться в том месте, которое исключает нахождение мебели.
3. Установить многофункциональные счетчики. Ночной тариф всегда подразумевает небольшой расход электроэнергии. В этом случае затрат будет вдвое меньше.
4. Установить регуляторы с программой. Благодаря специальным тумблерам можно задавать время активации и отключения.
5. Использовать отделочные покрытия, которым характерен высокий уровень теплопроводимости.
6. Не поддерживать завышенный температурный режим в помещениях, которые редко посещают люди.

Еще одним немаловажным фактором является температура за пределами помещения. Если расхождения между улицей и комнатой будут большими, то затраты энергии увеличатся.

Каждый из приведенных видов теплых полов отличается функциональными и конструктивными особенностями. В то время как один вариант позволяет сэкономить на расходах, другой обеспечивает более высокий уровень обогрева комнаты. Чтобы выбрать подходящий вариант, рекомендуется опираться на приведенную статью и учитывать свои финансовые возможности.