Как рассчитать водяной теплый пол? Как произвести расчеты длины трубы для теплого пола Максимальная длина трассы теплого пола
Главный аргумент в пользу системы "теплый пол" - повышенный комфорт пребывания человека в помещении, когда в качестве отопительного прибора выступает вся поверхность пола. Воздух в помещении прогревается снизу вверх, при этом у поверхности пола он несколько теплее, чем на высоте 2-2,5 м.
В некоторых случаях (например, при обогреве торговых комплексов, бассейнов, спортивных залов, больниц) напольное отопление является наиболее предпочтительным.
К недостаткам систем напольного отопления относятся относительно высокая, по сравнению с радиаторными, стоимость оборудования, а также повышенные требования к технической грамотности монтажников и качеству их работы. При использовании качественных материалов и соблюдении технологии монтажа грамотно спроектированной системы водяного напольного отопления, проблем при ее последующей эксплуатации не возникает.
Отопительный котел работает на радиаторы в режиме 80/60 °С. Как правильно подключить "теплый пол"?
Для получения расчетной температуры (как правило, не выше 55 °С) и заданного расхода теплоносителя в контуре "теплых полов" используются насосно-смесительные узлы. Они образуют отдельный циркуляционный низкотемпературный контур, в который подмешивается горячий теплоноситель из первичного контура. Количество подмешиваемого теплоносителя может устанавливаться как вручную (если температура и расход в первичном контуре постоянны), так и автоматически с помощью терморегуляторов. Полностью реализовать все преимущества "теплого пола" позволяют насосно-смесительные узлы с погодной компенсацией, в которых температура подаваемого в низкотемпературный контур теплоносителя корректируется в зависимости от температуры наружного воздуха.
Допускается ли подключение "теплого пола" к системе центрального отопления или ГВС многоквартирного жилого дома?
Это зависит от местного законодательства. Например, в Москве устройство полов с подогревом от общедомовых систем водоснабжения и отопления исключено из перечня разрешенных видов переоборудования (постановление Правительства Москвы № 73-ПП от 8 февраля 2005 г.). В ряде регионов межведомственные комиссии, решающие вопрос согласования по установке системы "теплый пол", требуют дополнительной экспертизы и расчетного подтверждения того, что устройство "теплого пола" не приведет к нарушению в работе общедомовых инженерных систем (см. "Правила и нормы технической эксплуатации жилищного фонда", п. 1.7.2).
С технической точки зрения, подключение "теплого пола" к системе центрального отопления возможно при условии устройства отдельного насосно-смесительного узла с ограничением давления возвращаемого в домовую систему теплоносителя. Кроме того, при наличии в доме индивидуального теплового пункта, оборудованного элеватором (струйным насосом), использование пластиковых и металлопластиковых труб в отопительных системах не допускается.
Какой материал лучше использовать в качестве напольного покрытия в системе "теплый пол"? Можно ли применять полы из паркета?
Лучше всего эффект "теплого пола" ощущается при напольных покрытиях из материалов с высоким коэффициентом теплопроводности (керамическая плитка, бетон, наливные полы, безосновный линолеум, ламинат и т.д.). В случае применения ковролина, он должен иметь "знак пригодности" для использования на теплом основании. Прочие синтетические покрытия (линолеум, релин, ламинированные плиты, пластикат, плитка ПХВ и т.д.) должны иметь "знак отсутствия" токсичных выделений при повышенной температуре основания.
Паркет, паркетные щиты и доски также могут использоваться в качестве покрытия "теплого пола", но при этом температура поверхности не должна превышать 26 °С. Кроме того, в состав смесительного узла обязательно должен входить предохранительный термостат. Влажность материалов покрытия пола из естественной древесины не должна превышать 9 %. Работы по укладке паркетного или дощатого пола разрешается вести только при температуре в помещении не ниже 18 °С и 40-50-процентной влажности.
Какой должна быть температура на поверхности "теплого пола"?
Требования СНиП 41-01-2003 "Отопление, вентиляция и кондиционирование" (п. 6.5.12) относительно температуры поверхности "теплого пола" приведены в таблице. Следует отметить, что зарубежные нормативные документы допускают несколько большие значения температур поверхности. Это необходимо учитывать при использовании расчетных программ, разработанных на их основе.
Какой длины могут быть трубы контура "теплого пола"?
Длину одной петли "теплого пола" диктует мощность насоса. Если говорить о полиэтиленовых и металлопластиковых трубах, то экономически целесообразно, чтобы длина петли трубы с наружным диаметром 16 мм не превышала 100 м, а с диаметром 20 мм - 120 м. Желательно также, чтобы гидравлические потери давления в петле не превышали 20 кПа. Ориентировочная площадь, занимаемая одной петлей, при соблюдении данных условий составляет около 15 м2. При большей площади используются коллекторные системы, при этом желательно, чтобы длина петель, присоединенных к одному коллектору, была примерно одинаковой.
Какой должна быть толщина теплоизоляционного слоя под трубами "теплого пола"?
Толщина теплоизоляции, ограничивающей потери тепла от труб "теплого пола" по направлению "вниз", должна определяться расчетом и во многом зависит от температуры воздуха в расчетном помещении и температуры в нижележащем помещении (или грунте). В большинстве западных расчетных программ потери тепла "вниз" принимаются в размере 10 % общего теплового потока. Если температура воздуха в расчетном и нижележащем помещении одинакова, то такому соотношению удовлетворяет слой пенополистирола толщиной 25 мм с коэффициентом теплопроводности 0,035 Вт/(мoК).
Какие трубы лучше использовать для устройства системы "теплый пол"?
Трубы для устройства "теплого пола" должны обладать следующими свойствами: гибкостью, позволяющей изгибать трубу с минимальным радиусом для обеспечения требуемого шага укладки; способностью сохранять форму; низким коэффициентом сопротивления движению теплоносителя для снижения мощности насосного оборудования; долговечностью и коррозионной стойкостью, поскольку доступ к трубам в период эксплуатации затруднен; кислородонепроницаемостью (как и любой трубопровод отопительной системы). Кроме того, труба должна легко обрабатываться простым инструментом и иметь приемлемую цену.
Наибольшее распространение получили системы "теплый пол" из полиэтиленовых (PEX-EVOH-PEX), металлопластиковых и медных труб. Полиэтиленовые трубы менее удобны в работе, поскольку не сохраняют приданную форму, а при нагреве стремятся распрямиться ("эффект памяти"). Медные трубы при замоноличивании в стяжку должны иметь покровный полимерный слой, чтобы избежать щелочного воздействия, к тому же этот материал достаточно дорог. Наиболее полно удовлетворяют предъявляемым требованиям металлопластиковые трубы.
Нужно ли использовать пластификатор при заливке "теплого пола"?
Использование пластификатора позволяет сделать стяжку более плотной, без воздушных включений, что существенно снижает тепловые потери и повышает прочность стяжки. Однако не все пластификаторы годятся для данной цели: большинство из используемых в строительстве являются воздухововлекающими, и их применение, напротив, приведет к понижению прочности и теплопроводности стяжки. Для систем "теплый пол" выпускаются специальные невоздухововлекающие пластификаторы, основанные на мелкодисперсных чешуйчатых частицах минеральных материалов с низким коэффициентом трения. Как правило, расход пластификатора составляет 3-5 л/м3 раствора.
В чем смысл использования теплоизоляции с покрытием из алюминиевой фольги?
В случаях, когда трубы "теплого пола" устанавливают в воздушной прослойке (например, в полах по лагам), фольгирование теплоизоляции позволяет отразить большую часть направленного вниз лучистого теплового потока, увеличивая тем самым КПД системы. Такую же роль при устройстве поризованных (газо- или пенобетонных) стяжек играет фольга.
Когда стяжка выполнена из плотной цементно-песчаной смеси, фольгирование теплоизоляции может быть оправдано только в качестве дополнительной гидроизоляции - отражающие свойства фольги себя проявить не могут из-за отсутствия границы "воздух - твердое тело". Нужно иметь в виду, что слой алюминиевой фольги, заливаемый цементным раствором, обязательно должен иметь защитное покрытие из полимерной пленки. В противном случае алюминий может разрушиться под воздействием высокощелочной среды раствора (рН = 12,4).
Как избежать растрескивания стяжки "теплого пола"?
Причинами появления трещин в стяжке "теплого пола" могут быть низкая прочность утеплителя, некачественное уплотнение смеси при укладке, отсутствие в смеси пластификатора, слишком толстая стяжка (усадочные трещины). Следует придерживаться следующих правил: плотность утеплителя (пенополистирола) под стяжкой должна быть не менее 40 кг/м3; раствор для стяжки должен быть удобоукладываемым (пластичным), использование пластификатора обязательно; во избежание появления усадочных трещин в раствор нужно добавить полипропиленовую фибру из расчета 1-2 кг фибры на 1 м3 раствора. Для силовых нагруженных полов используется стальная фибра.
Требуется ли гидроизоляция при устройстве напольного отопления?
Если в архитектурно-строительной части проекта не предусмотрено устройство пароизоляции, то при "мокром методе" устройства системы "теплый пол" по перекрытиям рекомендуется укладывать по выровненному перекрытию слой пергамина. Это поможет предотвратить протекание через перекрытие цементного молока во время заливки стяжки. Если в проекте предусмотрена междуэтажная пароизоляция, то дополнительно гидроизоляцию устраивать не обязательно. Гидроизоляция во влажных помещениях (ванные, санузлы, душевые) устраивается в обычном порядке поверх стяжки "теплого пола".
Какова должна быть толщина демпферной ленты, устанавливаемой по периметру помещения?
Для помещений с длиной стороны менее 10 м достаточно использовать шов толщиной 5 мм. Для прочих помещений расчет шва осуществляется по формуле: b = 0,55 o L, где b - толщина шва, мм; L -длина помещения, м.
Каким должен быть шаг укладки труб петли "теплого пола"?
Шаг петель определяется расчетом. Надо учитывать, что шаг петель менее 80 мм трудно осуществить на практике из-за маленького радиуса изгиба трубы, а шаг более 250 мм не рекомендуется, так как приводит к ощутимой неравномерности прогрева "теплого пола". Для облегчения задачи выбора шага петель можно воспользоваться приведенной таблице.
Возможно ли устройство отопления только на основе системы "теплый пол", без радиаторов?
Для ответа на этот вопрос в каждом конкретном случае требуется произвести теплотехнический расчет. С одной стороны, максимальный удельный тепловой поток от "теплого пола" составляет около 70 Вт/м2 при температуре воздуха в помещении 20 °С. Этого достаточно для компенсации тепловых потерь через ограждающие конструкции, выполненные в соответствии с нормами по тепловой защите.
С другой стороны, если учитывать затраты тепла на нагрев требуемого по санитарным нормам наружного воздуха (3 м3/ч на 1 м2 жилого помещения), то мощность системы "теплый пол" может оказаться недостаточной. В таких случаях рекомендуется использование краевых зон с повышенной температурой поверхности вдоль наружных стен, а также применение участков "теплых стен".
Через какое время после заливки стяжки можно запускать систему "теплый пол"?
Стяжка должна успеть приобрести достаточную прочность. Через трое суток в естественных условиях твердения (без подогрева) она набирает 50 % прочности, через неделю - 70 %. Полный набор прочности до проектной марки происходит через 28 сут. Исходя из этого, запускать "теплый пол" рекомендуется не ранее, чем через трое суток после заливки. Также нужно помнить, что заливка раствором системы "теплый пол" производится при заполненных водой под давлением 3 бар напольных трубопроводах.
«Теплые полы» давно уже не воспринимаются как некая экзотика – все больше хозяев домов обращаются к этой технологии обогрева своих жилых владений. Такая система может полностью брать на себя функцию полноценного отопления жилья, или работать в тандеме с классическими отопительными приборами – или конвекторами. Естественно, эти особенности учитываются заранее, на этапе общего проектирования.
Предложений по разработке проектов, монтажу и отладке систем - больше чем достаточно. И все же многие владельцы домов, по старой доброй традиции, стремятся все выполнить своими руками. Но такие работы «на глаз» все же не делаются – так или иначе, требуется проведение расчетов. И одним из ключевых параметров является общая допустимая длина труб одного контура.
А так как в условиях обычного среднестатистического частного жилого дома, как правило, для укладки вполне достаточно трубы диаметром 16 мм, то именно на нем и остановимся. Итак, рассматриваем вопрос, какова может быть максимальная длина контура теплого пола 16 трубой.
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.
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.
- 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.
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.
Какие трубы оптимальны для водяного «теплого пола»?
Далеко не все изделия подойдут для создания системы подогрева пола. Трубы вмуровываются в стяжку на многие годы, то есть к их качеству и эксплуатационным характеристикам предъявляются особые требования. Как подобрать - читайте в специальной публикации нашего портала.
Как определиться с длиной контура?
Вопрос кажется совершенно несложным. Дело в том, что в интернете можно отыскать массу рекомендаций по этому поводу – и от производителей труб, и от опытных мастеров, и от, скажем честно, абсолютных дилетантов, которые просто «передирают» информацию с других ресурсов, особо не вдаваясь в тонкости.
Так, в инструкциях по монтажу, которыми производители часто сопровождают свои изделия, можно встретить установленный предел длины контура для трубы 16 мм достигает 100 метров. В других публикациях показывается граница в 80 метров. Опытные установщики рекомендуют ограничиться длиной в 60÷70 метров.
Казалось бы, чего еще нужно?
Но дело в том, что показатель длины контура, тем более с размытым определением «максимальной длины», очень сложно рассматривать в отрыве от других параметров системы. Выложить контур «на глазок», просто чтобы не превысить рекомендуемых границ – дилетантский подход. И при таком отношении вполне можно вскорости столкнуться с глубокими разочарованиями в работе системы. Стало быть, лучше оперировать не абстрактной «допустимой» длиной контура, а оптимальной, соответствующей конкретным условиям.
А она зависит (если точнее – не столь зависит, сколько тесно взаимосвязана) от массы других параметров системы. Сюда можно отнести площадь помещения, его предназначение, расчётный уровень его теплопотерь, ожидаемую температуру в комнате – всё это позволит определиться с шагом укладки контура. И только потом можно будет судить о его получающейся длине.
Вот и постараемся «распутать этот клубок» чтобы прийти к оптимальной длине контура. А затем – проверим правильность наших расчетов.
Несколько основных требований к параметрам «теплого пола»
Прежде чем приступать к расчетам, необходимо ознакомиться с некоторыми требованиями, которым должна соответствовать система водяного подогрева полов.
- «Теплый пол» может выступать в качестве основной системы отопления, то есть полностью обеспечивать комфортный микроклимат в помещениях дома и компенсацию тепловых потерь. Другой вариант, более рациональный – он выступает в качестве «помощника» обычным радиаторам или конвекторам, принимая на себя определенную долю в общей работе системы, повышая общую комфортность в доме. В этом случае расчет должен проводиться в тесной взаимосвязи – хозяева должны заранее определиться, в каком соотношении будет работать общая система. Например, 60% берет на себя высокотемпературная система радиаторов, а остальное отдано контурам «теплого пола». Он может использоваться и автономно, например, поддерживая комфорт в помещениях в межсезонье, когда еще (или уже) нет смысла «гонять на полную» всю систему отопления.
- Температура теплоносителя на подаче в «теплый пол» ограничивается – максимум 55 градусов. Перепад температур на входе и в обратке должен находиться в диапазоне от 5 до 15 градусов. Нормальным считается падение на 10 градусов (оптимально желательно доводить до 5 — 7).
Обычно принимают в расчет следующие режимы работы.
Таблица режимов работы водяного «теплого пола»
- Существуют довольно жесткие ограничения по максимальной температуре поверхности «теплого пола». Перегрев полов не допускается по целому ряду причин. Это и некомфортные ощущение для ног человека, и сложности с созданием оптимального микроклимата, и возможная порча финишного покрытия.
Установлены следующие предельные значения нагрева поверхности для различных помещений:
- Перед началом расчетов желательно сразу составить примерную схему раскладки контура в помещении. Существуют две основных схемы укладки труб – «змейка» и «улитка» со множественными вариациями.
А – обычная «змейка»;
Б – двойная «змейка»;
В – угловая «змейка»;
Г – «улитка».
Обычная «змейка» выкладывается вроде бы проще, но в ней получается слишком много поворотов на 180 градусов, что увеличивает гидравлическое сопротивление контура. Кроме того, при такой раскладке явно может ощущаться перепад температуры от начала контура к концу – это хорошо показано на схеме изменением цвета. Недостаток можно устранить укладкой двойной змейки, но такой монтаж уже выполнить сложнее.
В «улитке» тепло распределяется более равномерно. Кроме того, преобладают повороты на 90 градусы, что снижает потери напора. Но укладывать такую схему все же сложнее, особенно если нет опыта в подобных работах.
Сам контур может занимать не всю площадь комнаты – нередко трубы не прокладывают в тех местах, где планируется установка стационарной мебели.
Впрочем, многие мастера критикуют такой подход. Стационарность мебели – величина все же довольно условная, а «теплый пол» закладывается на десятилетия. Кроме того, чередование холодных и нагретых зон – явление нежелательное хотя бы с точки зрения возможного появления со временем очагов сырости. В отличие от электрических систем, водяным полам локальный перегрев из-за закрытых участков не грозит, так что с этой стороны опасений быть не должно.
Так что строгих рамок на этот счет не существует. Можно, в целях экономии материала, оставить незаполненные участки, или же проложить контур полностью по всей площади. Но если на каком-то участке планируется установка предметов мебели или сантехнических устройств, требующих крепления к полу (например, крепление унитаза дюбелями или анкерами), то это место, естественно, остается свободным от контура. Просто велика вероятность повредить трубу при установке крепежа.
Какую схему укладки контура лучше выбрать?
Более подробно о выборе схем укладки, с теоретическими обоснованиями, рассказывается в отдельной статье нашего портала
- Шаг укладки труб может быть от 100 до 300 мм (обычно он кратен 50 мм, но это не догма). Меньше 100 мм выполнить нет ни возможности, ни необходимости. А при шаге более 300 мм может ощущаться «эффект зебры», то есть чередование теплых и холодных полос.
А вот какой шаг станет оптимальным – покажут расчеты, так как он тесно связан с ожидаемой теплоотдачей пола и температурным режимом системы.
- Еще одна оговорка – все последующие теплотехнические расчеты показаны для оптимальных размеров «пирога» системы подогрева пола.
Выше говорилось, что толщина стяжки минимально должна быть 300 мм над поверхностью труб. Но для обеспечения полноценного аккумулирования и равномерного распределения тепла рекомендуется придерживаться толщины в 45-50 мм (именно для трубы диаметром 16 мм).
Узнайте, как правильно сделать , выбрать смеси, приготовить раствор, а также ознакомьтесь с технологией заливки водяного и электрического теплого пола.
А чтобы выработанное тепло не расходовалось впустую на прогрев межэтажного перекрытия или иного основания «теплого пола», под трубным контуром в обязательном порядке предусматривается термоизоляционный слой. Обычно для этого используется пенополистирол с плотностью порядка 35 кг/м³ (лучше – экструдированный, как более прочный и эффективный). Минимальная толщина, обеспечивающая корректную работу «теплого пола» должна составлять:
| Особенности основания «теплого пола» | Минимальная толщина термоизоляционной «подушки» |
|---|---|
| Пол по перекрытию над отапливаемым помещением, температура в котором ˃ 18 °С | 30 мм |
| 50 мм | |
| Пол по перекрытию над отапливаемым помещением, температура в котором от 10 до 17 °С | 70 мм |
| Пол по грунту, в том числе и в подвальных или цокольных помещениях с заглублением от уровня земли до 1500 мм. | 120 мм |
| Пол в подвальных или цокольных помещениях с заглублением от уровня земли более 1500 мм | 100 мм |
Обязательное условие — система подогрева полов должна укладываться на тщательно утепленную основу, иначе тепло будет расходоваться крайне неэффективно
Все эти последние замечания были сделаны потому, что последующие расчеты будут справедливы именно для таких рекомендуемых «идеальных» условий.
Проведение расчетов основных параметров контура
Чтобы уложить контур труб с оптимальным шагом (а от этого впоследствии и будет зависеть его общая длина), необходимо для начала выяснить, какая теплоотдача ожидается от системы. Лучше всего это показывает удельная плотность теплового потока g , рассчитанная на единицу площади пола (Вт/м²). С этого и начнем.
Расчет удельной плотности теплового потока «теплого пола»
Рассчитать эту величину, в принципе, несложно – надо лишь разделить потребное количество тепловой энергии, необходимое для восполнения теплопотерь помещения, на площадь «тёплого пола». Имеется в виду не вся площадь комнаты, а именно «активная», то есть задействованная в системе подогрева, на которой будет проводиться раскладка контура.
Безусловно, если «теплый пол» будет работать в связке с обычной системой отопления, то это тоже сразу учитывается – берется лишь планируемая процентная доля от общей тепловой мощности. Например, для обогрева комнаты (восполнения теплопотерь) требуется 1.5 кВт, и при этом доля участия «теплого пола» подразумевается в 60 %. Значит, при расчете удельной плотности теплового потока оперируем значением 1,5 кВт × 0,6 = 0,9 кВт
Откуда взять показатель общей необходимой мощности для восполнения тепловых потерь? Встречается немало рекомендаций исходить из соотношения 1 кВт энергии на 10 м² площади помещения. Однако, такой подход получается уж слишком приближенным, не учитывающим массу важных внешних факторов и особенностей комнаты. Поэтому лучше провести более тщательный расчет. Не пугайтесь – с нашим калькулятором это особого труда не представит.
Калькулятор расчета удельного теплового потока «теплого пола»
Продолжаем разбирать проектирование теплых полов , начатое в предыдущей статье , и теперь рассмотрим основные рекомендации по проектированию.
Какая должна быть температура поверхности теплого пола?
Вообще-то, я об этом уже писал в отдельной статье, но повторить будет не лишне. Ниже перечислены максимально предельные температуры поверхности пола для помещений разного назначения:
- для жилых помещений и рабочих комнат, в которых люди преимущественно стоят: 21…27 градусов;
- для жилых комнат и офисов: 29 градусов;
- для вестибюлей, прихожих и коридоров: 30 градусов;
- для ванн, бассейнов: 33 градуса
- для помещений, в которых имеет место активная деятельность: 17 градусов
- в помещениях с ограниченным пребыванием людей (производственные помещения) допускается максимальная температура пола 37 градусов.
В краевых зонах до 35 градусов.
Какая температура теплоносителя в системе водяного теплого пола?
Температура подающей воды должна находиться в пределах от 40 до 55 градусов. Максимальная же температура теплоносителя на входе в систему водяного теплого пола не должна превышать +60 градусов.
Перепад температур теплоносителя между подающим и обратным трубопроводом оптимальный 5...15 градусов. Меньше пяти градусов не рекомендуется из-за сильно возрастающего расхода теплоносителя через контур, что приводит к большим потерям напора. Больше пятнадцати градусов не рекомендуется по причине ощутимого перепада температуры поверхности самого пола (под окнами можем в таком случае иметь 27 градусов, в конце контура 22 градуса, такой большой перепад не комфортен). Оптимальное же падение температуры 10 градусов. Рекомендуемые температуры на входе/выходе петель: 55/45 градусов, 50/40 градусов, 45/35 градусов, 40/30 градусов.
Если в качестве источника тепла используется тепловая насосная установка (хоть это и большая редкость), то желательно взять температуру подающего теплоносителя в контур отопления 40 градусов. Во всех других случаях можно использовать любую другую подающую температуру в указанном выше диапазоне.
Какой должна быть длина труб водяного теплого пола?
Максимальная длина одного контура (петли) зависит от диаметра применяемых труб:
- диаметром 16 мм - 70…90 метров;
- диаметром 17 мм – 90…100 м;
- диаметром 20 мм – 120 м.
Разница в длинах объясняется различным гидравлическим сопротивлением и тепловой нагрузкой труб разных диаметров. Ну, понятно: чем толще труба, тем меньше в ней гидравлическое сопротивление (сопротивление протеканию жидкости).
Обычно один контур обогревает одно помещение. Но если площадь помещения большая, длина контура получается больше оптимальной, то лучше сделать два контура на помещение, чем класть слишком длинную трубу.
Если при проектировании и расчётах брать один диаметр трубы, а потом монтировать другой, то гидравлика системы будет отличаться. Так что все эксперименты лучше и правильно допускать на этапе проектирования и расчетов, сравнивать результаты, выбрать лучший и ему следовать.
Если в помещении укладывается два и больше контуров, нужно стремиться, чтобы их длины были одинаковы (в длину контура считается вся труба, начиная от коллектора, а не только та её часть, которая непосредственно в самом отапливаемом помещении).
Конечно, на практике, подогнать длину идеально невозможно, но стремиться к этому нужно и разница должна составлять не больше 10 м!
Помещения в доме, как известно, имеют разную площадь. Чтобы уложить в меньшее помещение метров трубы столько же, сколько в большее, нужно делать меньше шаг между витками.
Если помещение мало и потери тепла из него не велики (туалет, прихожая), то можно объединять контуры, отапливать от обратной трубы соседнего контура.
С каким шагом раскладывать трубы теплого пола?
Шаг (расстояние между соседними витками труб) укладки трубы от 15 до 30 см (15, 20, 25, 30 см – то есть, не 21; 22,4; 27 и т. п., а с шагом 5 см в указанном диапазоне 15-30 см). Допускается шаг укладки трубы 30, 35, 40, 45 см в больших помещениях (спортзалах и т. п.). И 10 см возле больших окон, наружных стен (в так называемых краевых зонах).
Шаг раскладки трубы выбирается в зависимости от тепловой нагрузки, типа помещения, длины контура, материала покрытия и др.:
- краевые зоны - 100…150 мм (стандартное количество рядов в краевой зоне – 6);
- центральные зоны 200…300 мм;
- санузлы, ванные, душевые комнаты и т. п. полностью укладываются шагом 100...150 мм. Одинаковый шаг может не получиться из-за необходимости обходить сантехнику и из-за тесноты в помещении;
- в помещениях, где пол будет покрыт материалом с хорошей теплопроводностью (кафельная плитка, мрамор, керамогранит) шаг укладки труб - 200 мм.
Внимание! Выше приведены рекомендуемые цифры. На практике же часто металлопластиковую трубу невозможно изогнуть с малым радиусом без опасности её сломать (при укладке змейкой). Поэтому при укладке змейкой лучше и оптимально шаг 150…200 мм. Да и вообще, возьмите себе на заметку: не смотря ни на какие рекомендации и умные обоснования, делайте шаг трубы в краевых зонах 100 мм, а в остальных 150 мм и никогда не прогадаете.
Шаг же 300 мм вообще не даст равномерного прогрева пола (опять же при укладке змейкой).
Как подобрать диаметр труб для систем теплого пола?
В жилых домах или квартирах с площадью, начиная от 50 м2 и до безконечности – используется труба диаметром 16 мм. Толще не надо!
Даже в хорошо утеплённых домах желательно, чтобы шаг трубы не превышал 150, максимум, 200 мм – и 16-я труба даёт возможность все эти условия соблюсти. В общем, для частного дома трубы большего диаметра не нужны: они оптимальны по соотношению "лёгкость монтажа – цена – объём теплоносителя".
Другая труба, часто используемая – 18 мм. Однако, надо понимать, что более толстая труба – это лишние расходы, и не только на трубу, а и на фитинги и всё прочее.
Иногда кладут трубу диаметром 20 мм, не учитывая характеристик. А в такой трубе количество воды уже существенно больше, из-за чего на нагрев потребуется и больше энергии. Да и монтировать такую трубу тяжело: согнуть её для укладки змейкой и шагом 150 мм - нереально, а больший шаг не даст тепла в доме, а расходы на теплоноситель будут неприлично приличные. Такая труба может быть уложена в каких-то общественных зданиях, с высокими потолками, с одновременным нахождением там большого числа людей. Там будет залита толстая стяжка! Для трубы же 16 мм толщина стяжки достаточна 50 мм от верха трубы. Допускается до 80 мм.
Какой должен быть диаметр труб от котла до коллектора?
Задача – подключить один, два или более коллекторов теплого пола .
Практически каждый коллектор теплого пола имеет для подключения к магистрали резьбу 1 дюйм (25 мм) – не важно, внутренняя она или наружная.
Есть коллекторы с резьбой на дюйм с четвертью, но это для больших промышленных или общественных учреждений, где будет использоваться труба большего диаметра, так что для частного дома такие коллекторы брать НЕ надо.
Не имеет смысла изначально заужать или «уширять» диаметры магистральных труб (т. е. подводящих теплоноситель от котла), а имеет смысл брать того же диаметра, что вход коллектора, т. е. 1 дюйм. Для полипропиленовой трубы это диаметр 32 мм (это наружный, а внутренний как раз 25 мм). Для металлопластиковой трубы это диаметр 26 мм. Для медной – 28 мм. Это – стандартные варианты по использованию труб. Но если есть сомнения по количеству контуров, то можно увеличить диаметр магистральных труб на один размер (40, 32 и 32 мм для полипропиленовой, металлопластиковой и медной труб соответственно; для перехода на 1 дюйм потребуется переходник).
Трубы из сшитого полиэтилена (PEX) имеют одинаковые размеры с металлопластиковыми по толщине стенки и диаметрам.
Другие данные для проектирования теплых полов
Не желательно подключать бетонную и настильную систему к одному смесительному узлу (и коллектору).
Один контур должен быть на одно помещения (в смысле, не нужно чудить, разложив петлю, залив стяжку, а потом делить помещение перегородкой).
Коллектор желательно размещать в середине дома. Если не получается, то проблема с разницей в длинах петель решается с помощью установки на коллекторе расходомеров : с их помощью регулируется равномерный проток теплоносителя через петли разной длины.
Если контуры имеют длины по 90 м (или даже больше), то на один коллектор можно «цеплять» максимум девять контуров. При длинах петель 60…80 м можно монтировать на один коллектор до 11 контуров.
Не надо одним насосом «давить» на два (или больше) коллектора. Правильно ставить отдельные насосы для каждой коллекторной группы.
Модули подмеса (смесительные узлы) не все подходят для любых длин труб петель теплого пола, так что уточняйте при покупке.
Для точного расчёта нужно учесть не только теплопотери, но и возможный приток тепла в помещения – например, от работающего оборудования, бытовой аппаратуры и т. п. (вряд ли этим имеет смысл морочиться, рассчитывая отопление частного дома), приток тепла через потолок – если в верхнем помещении тоже устроен тёплый пол. Расчёт многоэтажных домов нужно вести, начиная с помещений верхнего этажа к нижним. Потому что теплопотери через пол второго этажа являются полезным притоком тепла для помещений первого этажа.
Толщина утеплителя на первом и цокольном этаже не менее 50 мм (в реальности же, зависит от климатической зоны: что хорошо для юга, то совсем не катит на севере), на других этажах – не менее 30 мм. Закономерный вопрос: зачем утеплять перекрытие между первым и вторым этажом, пусть тепло от теплого пола на втором этаже греет и первых этаж? Ответ: если перекрытие бетонное, то утеплитель кладётся, чтобы не греть само перекрытие, потому что это весьма затратно и по деньгам и по времени.
Максимальная потеря напора в контуре 15 кПа (оптимально 13 кПа). Если контур имеет потери напора больше 15 кПа, нужно уменьшить расход теплоносителя или разбить площадь пола в помещении на несколько контуров. Что это значит, рассмотрим в одной из следующих статей, когда будем выполнять расчёты на конкретном примере.
Минимальный расход теплоносителя в одном контуре составляет не менее 27-30 литров в час. В противном случае контуры нужно объединять. Почему такое ограничение? При более низком расходе теплоноситель, не успев пройти весь контур, зато успеет остыть – пол будет холодным! Минимальный расход теплоносителя на каждом контуре можно выставить на регулирующем вентиле (расходомере), устанавливаемом на коллекторе.
Перечисленные выше требования к проектированию теплых полов нужно будет учитывать при выполнении расчетов тёплого пола, когда мы будем это делать в специальной программе. Так что, если эти термины вам пока ни о чём, не волнуйтесь, в своё время всё станет на свои места. Однако рекомендую где-то сделать для себя пометку, чтобы при расчетах вернуться к информации в данной статье.
проектирование теплых полов
Одним из условий осуществления качественного и правильного отопления помещения при помощи теплого пола является поддержание температуры теплоносителя в соответствие с заданными параметрами.
Эти параметры определяются проектом с учетом необходимого количества тепла для отапливаемого помещения и напольного покрытия.
Необходимые данные для расчета
От правильно уложенного контура зависит эффективность системы отопления
Для поддержания заданного температурного режима в помещении необходимо правильно рассчитать длину петель, используемых для циркуляции теплоносителя.
Сначала необходимо собрать исходные данные, на основании которых будет выполнен расчет и которые состоят из следующих показателей и характеристик:
- температура, которая должна быть над покрытием пола;
- схема раскладки петель с теплоносителем;
- расстояние между трубами;
- максимально возможная длина трубы;
- возможность использования нескольких различных по длине контуров;
- подключение нескольких петель к одному коллектору и к одному насосу и возможное их количество при таком подключении.
На основании перечисленных данных можно выполнить правильный расчет длины контура теплого пола и благодаря этому обеспечить комфортный температурный режим в помещении с минимальными затратами на оплату энергообеспечения.
Температура пола
Температура на поверхности пола, выполненного с устройством под ним водяного отопления, зависит от функционального назначения помещения. Ее значения должны быть не более указанных в таблице:
Соблюдение температурного режима согласно указанным выше значениям позволит создать благоприятную обстановку для работы и отдыха находящихся в них людей.
Варианты укладки трубы, применяемые для теплого пола
Варианты укладки теплого пола
Схема укладки может быть выполнена обычной, двойной и угловой змейкой или улиткой. Также возможны различные комбинации этих вариантов, например, по краю помещения можно выложить трубу змейкой, а далее среднюю часть – улиткой.
В больших комнатах сложной конфигурации лучше выполнять укладку улиткой. В помещениях небольших размеров и имеющих разнообразные сложные конфигурации применяют укладку змейкой.
Расстояние между трубами
Шаг укладки трубы определяется расчетом и обычно соответствует 15, 20 и 25 см, но не более. При раскладке трубы с шагом более 25 см нога человека будет ощущать разность температур между и непосредственно над ними.
По краям помещения трубу греющего контура закладывают с шагом 10 см.
Допустимая длина контура
Длину контура необходимо подбирать под диаметр трубы
Это зависит от давления в конкретной замкнутой петле и гидравлического сопротивления, величины которых определяют диаметр труб и объем жидкости, который подается в них в единицу времени.
При устройстве теплого пола часто происходят ситуации, когда нарушается циркуляция теплоносителя в отдельной петле, восстановить которую невозможно ни одним насосом, вода запирается в этом контуре, в результате чего он остывает. К этому приводят потери давления до 0,2 бар.
Исходя из практического опыта, можно придерживаться следующих рекомендуемых размеров:
- Менее 100 м может быть петля, изготавливаемая из металлопластиковой трубы диаметром 16 мм. Для надежности оптимальный размер составляет 80 м.
- Не более 120 м принимают максимальную длину контура из 18 мм трубы, изготовленной из сшитого полиэтилена. Специалисты стараются устанавливать контур длиной 80-100 м.
- Не более 120-125 м считается допустимым размер петли для металлопластика диаметром 20 мм. На практике также эту длину стараются уменьшить для обеспечения достаточной надежности работы системы.
Для более точного определения размера длины петли для теплого пола в рассматриваемом помещении, при которой не будет проблем с циркуляцией теплоносителя, необходимо выполнить расчеты.
Применение нескольких контуров разной длины
Устройство системы отопления пола предусматривает выполнение нескольких контуров. Конечно, идеальным является вариант, когда все петли имеют одинаковую длину. В этом случае не требуется настройка и балансировка системы, но осуществить такую схему разводки труб практически невозможно. Подробное видео о расчете длины водяного контура смотрите в этом видео:
Например, необходимо выполнить систему теплого пола в нескольких помещениях, одно из которых, допустим, ванная, имеет площадь 4 м2. Значит, на ее обогрев понадобится 40 м трубы. Устраивать в других помещениях контуры по 40 м нецелесообразно, тогда как можно выполнить петли по 80-100 м.
Разница длин труб определяется расчетом. При невозможности выполнить расчеты можно применить требование, которое допускает разницу в длине контуров порядка 30-40%.
Также разницу длин петель можно компенсировать увеличением или уменьшением диаметра трубы и изменением шага ее укладки.
Возможность подключения к одному узлу и насосу
Количество петель, которые можно подключить к одному коллектору и одному насосу, определяется в зависимости от мощности применяемого оборудования, количества тепловых контуров, диаметра и материала используемых труб, площади отапливаемых помещений, материала ограждающих конструкций и от многих других различных показателей.
Такие расчеты необходимо доверить специалистам, имеющим знания и практические навыки в выполнении таких проектов.
Определение размера петли
Размер петли зависит от общей площади помещения
Собрав все исходные данные, рассмотрев возможные варианты создания обогреваемого пола и определив самый оптимальный из них, можно приступить непосредственно к расчету длины контура водяного теплого пола.
Для этого необходимо разделить площадь помещения, в котором укладываются петли для водяного отопления пола на расстояние между трубами и умножить на коэффициент 1,1, который учитывает 10% на повороты и загибы.
К результату нужно прибавить длину трубопровода, который необходимо будет проложить от коллектора к теплому полу и обратно. Ответ на ключевые вопросы организации теплого пола смотрите в этом видео:
Определить длину петли, укладываемой с шагом 20 см в помещении площадью 10 м2, находящемся на расстоянии 3 м от коллектора можно, выполнив следующие действия:
10/0,2*1,1+(3*2)=61 м.
В этом помещении нужно уложить 61 м трубы, образующей тепловой контур, чтобы обеспечить возможность качественного обогрева напольного покрытия.
Представленный расчет помогает создать условия для поддержания комфортной температуры воздуха в небольших отдельных помещениях.
Чтобы правильно определить длину трубы нескольких тепловых контуров для большого количества помещений, запитанных от одного коллектора, необходимо привлечь проектную организацию.
Она сделает это с помощью специализированных программ, которые учитывают много разных факторов, от которых зависит бесперебойная циркуляция воды, а значит и качественный обогрев пола.
Подогрев поверхности пола – это один из наиболее эффективных и рентабельных способов отопления помещений. Если судить с позиций эксплуатационных расходов, то водяной «теплый пол» выглядит предпочтительнее, особенно в том случае, если в доме уже имеется система водяного отопления. Поэтому, несмотря на достаточно высокую сложность монтажа и отладки водяного подогрева, часто выбирают именно его.
Работа над водяным «теплым полом» начинается с его проектирования и проведения расчетов. И одним из важнейших параметров станет длина труб в прокладываемом контуре. Дело здесь не только, да и не столько в расходах на материал – важно добиться того, чтобы длина контура не превышала допустимых максимальных значений, иначе работоспособность и эффективность системы – не гарантируется. Помочь с необходимыми вычислениями сможет калькулятор расчета длины контура водяного теплого пола, размещенный ниже.
Несколько необходимых разъяснений по работе с калькулятором - приведены под ним.
Пойдет ли правительство на обвал рубля
Как проходит аттестация воспитателей Новое положение об аттестации учителей
Переписка с зарубежными партнерами по организации встреч и переговоров