Ako vypočítať vyhrievanú podlahu pomocou vodného systému ako príklad

Účinnosť podlahového vykurovania ovplyvňuje mnoho faktorov.Bez ich zohľadnenia, aj keď je systém správne nainštalovaný a na jeho konštrukciu sú použité najmodernejšie materiály, skutočná tepelná účinnosť nesplní očakávania.

Z tohto dôvodu musí inštalačným prácam predchádzať kompetentný výpočet vykurovanej podlahy a až potom je možné zaručiť dobrý výsledok.

Vypracovanie projektu vykurovacieho systému nie je lacné, takže mnohí domáci remeselníci vykonávajú výpočty sami. Súhlasíte, myšlienka zníženia nákladov na inštaláciu vyhrievaných podláh sa zdá byť veľmi lákavá.

Povieme vám, ako vytvoriť projekt, aké kritériá zvážiť pri výbere parametrov vykurovacieho systému a popíšeme postup výpočtu krok za krokom. Pre názornosť sme pripravili príklad výpočtu vykurovanej podlahy.

Počiatočné údaje pre výpočet

Spočiatku správne naplánovaný priebeh projekčných a inštalačných prác odstráni prekvapenia a nepríjemné problémy v budúcnosti.

Pri výpočte vykurovanej podlahy musíte vychádzať z nasledujúcich údajov:

• materiál stien a dizajnové prvky;
• rozmery miestnosti v pláne;
• typ povrchovej úpravy;
• návrhy dverí, okien a ich umiestnenie;
• usporiadanie konštrukčných prvkov v pôdoryse.

Na vykonanie kompetentného návrhu je potrebné vziať do úvahy stanovený teplotný režim a možnosť jeho úpravy.

Na vykonanie hrubého výpočtu sa predpokladá, že 1 m² vykurovací systém musí kompenzovať tepelné straty 1 kW.Ak sa ako doplnok k hlavnému systému používa okruh ohrevu vody, potom musí pokrývať iba časť tepelných strát

Existujú odporúčania týkajúce sa teploty podlahy, ktoré zaisťujú pohodlný pobyt v miestnostiach na rôzne účely:

• 29 °C - sektor bývania;
• 33 °C- kúpeľ, izby s bazénom a iné s vysokou vlhkosťou;
• 35 °C — studené zóny (pri vchodových dverách, vonkajších stenách atď.).

Prekročenie týchto hodnôt má za následok prehriatie samotného systému aj povrchovej úpravy, po ktorom nasleduje nevyhnutné poškodenie materiálu.

Po vykonaní predbežných výpočtov si môžete zvoliť optimálnu teplotu chladiacej kvapaliny podľa svojich osobných pocitov, určiť zaťaženie vykurovacieho okruhu a zakúpiť čerpacie zariadenie, ktoré sa dokonale vyrovná so stimuláciou pohybu chladiacej kvapaliny. Vyberá sa s rezervou 20% prietoku chladiacej kvapaliny.

Na zahriatie poteru s kapacitou viac ako 7 cm trvá veľa času.Pri inštalácii vodných systémov sa preto snažia neprekročiť stanovený limit. Podlahová keramika sa považuje za najvhodnejší náter na podlahy na vodnej báze, vyhrievané podlahy sa kvôli ultra nízkej tepelnej vodivosti nekladú pod parkety

V štádiu projektovania by ste sa mali rozhodnúť, či bude vykurovaná podlaha hlavným dodávateľom tepla alebo bude použitá len ako doplnok k vykurovacej vetve radiátorov. Od toho závisí podiel strát tepelnej energie, ktorý musí kompenzovať. Môže sa pohybovať od 30 % do 60 % s obmenami.

Doba ohrevu vodnej podlahy závisí od hrúbky prvkov zahrnutých v potere. Voda ako chladivo je veľmi účinná, ale samotný systém sa ťažko inštaluje.

Stanovenie parametrov vykurovanej podlahy

Účelom výpočtu je získať hodnotu tepelného zaťaženia. Výsledok tohto výpočtu ovplyvňuje nasledujúce kroky. Tepelnú záťaž zase ovplyvňuje priemerná zimná teplota v konkrétnom regióne, očakávaná teplota v miestnostiach a súčiniteľ prestupu tepla stropu, stien, okien a dverí.

Príčinou tepelných strát sú zle izolované steny, okná a dvere domu. Najväčšie percento tepla sa stráca ventilačným systémom a strechou (+)

Konečný výsledok výpočtov predtým zariadenie na podlahové kúrenie typ vody bude závisieť aj od prítomnosti ďalších vykurovacích zariadení vrátane vyžarovania tepla ľudí žijúcich v dome a domácich zvierat. Pri výpočte je potrebné vziať do úvahy prítomnosť infiltrácie.

Jedným z dôležitých parametrov je konfigurácia miestností, takže budete potrebovať pôdorys domu a zodpovedajúce sekcie.

Metóda výpočtu tepelných strát

Po určení tohto parametra zistíte, koľko tepla má podlaha generovať pre komfortnú pohodu ľudí v miestnosti a budete si môcť vybrať kotol, čerpadlo a podlahu podľa výkonu. Inými slovami: teplo vydávané vykurovacími okruhmi musí kompenzovať tepelné straty budovy.

Vzťah medzi týmito dvoma parametrami je vyjadrený vzorcom:

MP = 1,2 x Q, Kde

• MP - požadovaný výkon obvodu;
• Q - Tepelné straty.

Na určenie druhého ukazovateľa sa vykonajú merania a výpočty plochy okien, dverí, stropov a vonkajších stien. Keďže podlaha bude vyhrievaná, plocha tejto obvodovej konštrukcie sa neberie do úvahy. Merania sa vykonávajú na vonkajšej strane vrátane rohov budovy.

Výpočet bude brať do úvahy hrúbku aj tepelnú vodivosť každej konštrukcie. Štandardné hodnoty súčiniteľ tepelnej vodivosti (λ) pre najbežnejšie používané materiály možno prevziať z tabuľky.

Z tabuľky môžete vziať hodnotu koeficientu na výpočet. Je dôležité zistiť u dodávateľa hodnotu tepelného odporu materiálu, ak sú osadené okná z kovoplastu (+)

Tepelné straty sa vypočítajú samostatne pre každý prvok budovy pomocou vzorca:

Q = 1/R*(tв-tn)*S x (1+∑b), Kde

• R — tepelný odpor materiálu, z ktorého je zhotovená obvodová konštrukcia;
• S - plocha konštrukčného prvku;
• tв a tн — vnútorné a vonkajšie teploty, pričom druhý ukazovateľ sa berie podľa najnižšej hodnoty;
• b — dodatočné tepelné straty spojené s orientáciou budovy vzhľadom na svetové strany.

Index tepelného odporu (R) sa zistí vydelením hrúbky konštrukcie súčiniteľom tepelnej vodivosti materiálu, z ktorého je vyrobená.

Hodnota koeficientu b závisí od orientácie domu:

• 0,1 - sever, severozápad alebo severovýchod;
• 0,05 - západ, juhovýchod;
• 0 - juh, juhozápad.

Ak zvážime otázku pomocou akéhokoľvek príkladu výpočtu podlahy ohrievanej vodou, bude to jasnejšie.

Konkrétny príklad výpočtu

Povedzme, že steny domu na nestály pobyt s hrúbkou 20 cm sú vyrobené z pórobetónových tvárnic. Celková plocha obvodových stien bez okenných a dverných otvorov je 60 m². Vonkajšia teplota -25°С, vnútorná +20°С, prevedenie je orientované na juhovýchod.

Vzhľadom na to, že súčiniteľ tepelnej vodivosti tvárnic je λ = 0,3 W/(m°*C), je možné vypočítať tepelné straty stenami: R=0,2/0,3= 0,67 m²°C/W.

Tepelné straty sa pozorujú aj cez vrstvu omietky. Ak je jeho hrúbka 20 mm, potom Rpcs. = 0,02/0,3 = 0,07 m2°C/W. Súčet týchto dvoch ukazovateľov dá hodnotu tepelných strát cez steny: 0,67+0,07 = 0,74 m²°C/W.

Keď máme všetky počiatočné údaje, dosadíme ich do vzorca a získame tepelnú stratu miestnosti s nasledujúcimi stenami: Q = 1/0,74*(20 - (-25)) *60*(1+0,05) = 3831,08 W .

Rovnakým spôsobom sa vypočítajú tepelné straty cez ostatné obvodové konštrukcie: okná, dvere, strešná krytina.

Teplo, ktoré vydávajú vykurovacie okruhy, nemusí stačiť na ohriatie vzduchu vo vnútri domu na požadovanú hodnotu, ak je ich výkon podcenený. Ak dôjde k nadmernému výkonu, dôjde k nadmernej spotrebe chladiacej kvapaliny

Na určenie tepelných strát stropom sa berie jeho tepelný odpor rovný hodnote pre plánovaný alebo existujúci typ izolácie: R = 0,18/0,041 = 4,39 m²°C / W.

Plocha stropu je totožná s podlahovou plochou a rovná sa 70 m². Nahradením týchto hodnôt do vzorca sa získajú tepelné straty horným plášťom budovy: Q pot. = 1/4,39*(20 - (-25))* 70* (1+0,05) = 753,42 W.

Na určenie tepelných strát cez povrch okien je potrebné vypočítať ich plochu. Ak sú k dispozícii 4 okná široké 1,5 m a vysoké 1,4 m, ich celková plocha bude: 4 * 1,5 * 1,4 = 8,4 m².

Ak výrobca udáva samostatne tepelný odpor pre sklenenú jednotku a profil - 0,5 a 0,56 m²°C/W, potom Rocon = 0,5*90+0,56*10)/100 = 0,56 m²°C/ Ut. Tu sú 90 a 10 podiely na každý prvok okna.

Na základe získaných údajov pokračujú ďalšie výpočty: Qwindow = 1/0,56*(20 - (-25))*8,4*(1+0,05) = 708,75 W.

Vonkajšie dvere majú plochu 0,95 * 2,04 = 1,938 m². Potom Rdv. = 0,06/0,14 = 0,43 m²°C/W. Q dvere = 1/0,43*(20 - (-25))* 1,938*(1+0,05) = 212,95 W.

Keďže vonkajšie dvere sa často otvárajú, uniká nimi veľké množstvo tepla. Preto je dôležité zabezpečiť, aby boli tesne uzavreté.

V dôsledku toho budú tepelné straty: Q = 3831,08 + 753,42 + 708,75 + 212,95 + 7406,25 = W.

K tomuto výsledku pridajte ďalších 10% pre infiltráciu vzduchu, potom Q = 7406,25 + 740,6 = 8146,85 W.

Teraz môžete určiť tepelný výkon podlahy: Mp = 1,*8146,85 = 9776,22 W alebo 9,8 kW.

Potrebné teplo na ohrev vzduchu

Ak dom vybavené ventilačným systémom, potom časť tepla uvoľneného zdrojom musí byť vynaložená na ohrev vzduchu prichádzajúceho zvonku.

Na výpočet sa používa vzorec:

Qv. = c*m*(tв—tн), Kde

• c = 0,28 kg⁰С a označuje tepelnú kapacitu vzdušnej hmoty;
• m Symbol označuje hmotnostný prietok vonkajšieho vzduchu v kg.

Posledný parameter získame vynásobením celkového objemu vzduchu, ktorý sa rovná objemu všetkých miestností, za predpokladu, že sa vzduch každú hodinu obnovuje, hustotou, ktorá sa mení v závislosti od teploty.

V grafe je znázornená závislosť hustoty vzduchu od jeho teploty.Údaje sú potrebné na výpočet množstva tepla potrebného na ohrev vzdušnej hmoty vstupujúcej do domu v dôsledku núteného vetrania (+)

Ak budova dostane 400 m³/h, potom m = 400 x 1,422 = 568,8 kg/h. Qv. = 0,28 x 568,8 x 45 = 7 166,88 W.

V tomto prípade sa požadovaný tepelný výkon podlahy výrazne zvýši.

Výpočet požadovaného počtu potrubí

Pre inštaláciu podlahy vyhrievanej vodou vyberte iné spôsoby kladenia potrubí, líšia sa tvarom: tri druhy hada - skutočný had, hranatý, dvojitý a slimák. V jednom namontovanom obvode môže byť kombinácia rôznych tvarov. Niekedy sa pre strednú oblasť podlahy vyberie „slimák“ a pre okraje sa vyberie jeden z typov „hada“.

„Slimák“ je racionálnou voľbou pre veľké miestnosti s jednoduchou geometriou. V miestnostiach, ktoré sú veľmi pretiahnuté alebo majú zložité obrysy, je lepšie použiť „hada“ (+)

Vzdialenosť medzi rúrkami sa nazýva rozstup. Pri výbere tejto možnosti musíte uspokojiť dve požiadavky: vaša noha by nemala cítiť teplotný rozdiel v jednotlivých oblastiach podlahy a musíte potrubia využívať čo najefektívnejšie.

Pre okrajové zóny podlahy sa odporúča použiť krok 100 mm. V ostatných oblastiach si môžete vybrať rozteč v rozmedzí od 150 do 300 mm.

Dôležitá je tepelná izolácia podlahy. V prízemí by jej hrúbka mala dosahovať minimálne 100 mm. Na tento účel použite minerálnu vlnu alebo extrudovanú polystyrénovú penu.

Na výpočet dĺžky potrubia existuje jednoduchý vzorec:

L = S/N*1,1, Kde

• S — obrysová oblasť;
• N — krok kladenia;
• 1,1 — rezerva na ohyb 10 %.

Ku výslednej hodnote sa pripočíta úsek potrubia uložený od kolektora po rozvod teplého okruhu na spiatočke aj prívode.

Príklad výpočtu.

Počiatočné hodnoty:

• námestie — 10 m²;
• vzdialenosť ku kolektoru - 6 m;
• krok kladenia - 0,15 m.

Riešenie problému je jednoduché: 10/0,15*1,1+(6*2) = 85,3 m.

Pri použití kovoplastových rúr do dĺžky 100 m sa najčastejšie volí priemer 16 alebo 20 mm. Pri dĺžke potrubia 120-125 m by mal byť jeho prierez 20 mm².

Jednokruhový dizajn je vhodný len pre miestnosti s malou plochou. Podlaha vo veľkých miestnostiach je rozdelená do niekoľkých obrysov v pomere 1: 2 - dĺžka konštrukcie by mala byť 2-násobkom šírky.

Predtým vypočítaná hodnota je rozsah podlahové rúry všeobecne. Na dokončenie obrázka je však potrebné vyzdvihnúť dĺžku samostatného obrysu.

Tento parameter je ovplyvnený hydraulickým odporom okruhu, určeným priemerom zvolených potrubí a objemom vody dodanej za jednotku času. Ak sa tieto faktory zanedbá, tlaková strata bude taká veľká, že žiadne čerpadlo nebude nútiť chladiacu kvapalinu cirkulovať.

Určenie prietoku potrubia v závislosti od zvoleného kroku kladenia

Obrysy rovnakej dĺžky sú ideálnym prípadom, ale v praxi sa s nimi stretávame len zriedka, pretože plocha miestností na rôzne účely je veľmi odlišná a je jednoducho nepraktické zmenšiť dĺžku obrysov na jednu hodnotu. Profesionáli umožňujú rozdiel v dĺžkach potrubí 30 až 40 %.

Priemer kolektora a priepustnosť miešacej jednotky určujú prípustný počet slučiek, ktoré sú k nemu pripojené. V pase pre miešaciu jednotku vždy nájdete množstvo tepelného zaťaženia, pre ktoré je určené.

Povedzme koeficient priepustnosti (Kvs) sa rovná 2,23 m³/h S týmto koeficientom niektoré modely čerpadiel vydržia zaťaženie 10 až 15 W.

Ak chcete určiť počet okruhov, musíte vypočítať tepelné zaťaženie každého z nich.Ak je plocha, ktorú zaberá vyhrievaná podlaha, 10 m² a prenos tepla je 1 m², potom indikátor Kvs je 80 W, potom 10*80 = 800 W. To znamená, že miešacia jednotka bude schopná poskytnúť 15 000/800 = 18,8 miestností alebo okruhov s plochou 10 m².

Tieto čísla sú maximálne a možno ich použiť iba teoreticky, ale v skutočnosti je potrebné číslo znížiť aspoň o 2, potom 18 - 2 = 16 okruhov.

Vyžaduje sa pri výbere miešacia jednotka (kolektor) uvidíme, či to má taký počet záverov.

Kontrola správneho výberu priemerov potrubí

Ak chcete skontrolovať, či bol prierez potrubia vybraný správne, môžete použiť vzorec:

υ = 4*Q*10ᶾ/n*d²

Keď rýchlosť zodpovedá zistenej hodnote, je správne zvolený prierez potrubia. Regulačné dokumenty povoľujú maximálnu rýchlosť 3 m/s. s priemerom do 0,25 m, ale optimálna hodnota je 0,8 m/s, keďže so zvyšujúcou sa hodnotou sa zvyšuje hlukový efekt v potrubí.

Ďalšie informácie o výpočte potrubí podlahového vykurovania sú uvedené v tento článok.

Výpočet obehového čerpadla

Aby bol systém ekonomický, potrebujete vyberte obehové čerpadlo, poskytujúce požadovaný tlak a optimálny prietok vody v okruhoch. Pasy čerpadiel zvyčajne označujú tlak v okruhu s najväčšou dĺžkou a celkový prietok chladiacej kvapaliny vo všetkých slučkách.

Tlak je ovplyvnený hydraulickými stratami:

∆h = L*Q²/k1, Kde

• L — dĺžka obrysu;
• Q — spotreba vody l/s;
• k1 - koeficient charakterizujúci straty v systéme, ukazovateľ možno prevziať z referenčných tabuliek hydrauliky alebo z pasu zariadenia.

Poznať veľkosť tlaku, vypočítajte prietok v systéme:

Q = k*√H, Kde

k je prietokový koeficient.Odborníci predpokladajú, že prietok na každých 10 m² domu je v rozmedzí 0,3-0,4 l/s.

Medzi komponentmi podlahy s teplou vodou má osobitnú úlohu obehové čerpadlo. Iba jednotka, ktorej výkon je o 20 % vyšší ako skutočný prietok chladiacej kvapaliny, dokáže prekonať odpor v potrubí

Údaje o tlaku a prietokoch uvedené v pase nemožno brať doslovne - toto je maximum, ale v skutočnosti sú ovplyvnené dĺžkou a geometriou siete. Ak je tlak príliš vysoký, znížte dĺžku okruhu alebo zväčšite priemer potrubí.

Odporúčania pre výber hrúbky poteru

V referenčných knihách nájdete informáciu, že minimálna hrúbka poteru je 30 mm. Keď je miestnosť dosť vysoká, pod poter sa umiestňuje izolácia, ktorá zvyšuje efektivitu využitia tepla odovzdávaného vykurovacím okruhom.

Najobľúbenejším podkladovým materiálom je extrudovaná polystyrénová pena. Jeho odpor prestupu tepla je výrazne nižší ako u betónu.

Pri inštalácii poteru, aby sa vyrovnala lineárna expanzia betónu, je obvod miestnosti ozdobený tlmiacou páskou. Je dôležité zvoliť správnu hrúbku. Odborníci odporúčajú pri ploche miestnosti nepresahujúcej 100 m² inštalovať 5 mm vyrovnávaciu vrstvu.

Ak sú hodnoty plochy väčšie z dôvodu dĺžky presahujúcej 10 m, hrúbka sa vypočíta podľa vzorca:

b = 0,55 x 1, Kde

L je dĺžka miestnosti v m.

Závery a užitočné video na túto tému

Toto video je o výpočte a inštalácii vyhrievanej hydraulickej podlahy:

Video poskytuje praktické odporúčania pre kladenie podlahy. Tieto informácie vám pomôžu vyhnúť sa chybám, ktoré amatéri zvyčajne robia:

Výpočet umožňuje navrhnúť systém „teplej podlahy“ s optimálnymi ukazovateľmi výkonu. Je povolené inštalovať vykurovanie pomocou pasových údajov a odporúčaní.

Bude to fungovať, ale odborníci odporúčajú tráviť čas výpočtami, aby systém nakoniec spotreboval menej energie.

Máte skúsenosti s výpočtom podlahového vykurovania a prípravou návrhu vykurovacieho okruhu? Alebo máte ešte otázky k téme? Podeľte sa o svoj názor a zanechajte komentáre.