כיצד לחשב רצפה מחוממת באמצעות מערכת מים כדוגמה

היעילות של חימום תת רצפתי מושפעת מגורמים רבים.מבלי לקחת אותם בחשבון, גם אם המערכת מותקנת כהלכה ולבנייתה נעשה שימוש בחומרים המודרניים ביותר, היעילות התרמית בפועל לא תעמוד בציפיות.

מסיבה זו, יש להקדים את עבודת ההתקנה בחישוב מוכשר של הרצפה המחוממת, ורק אז ניתן להבטיח תוצאה טובה.

פיתוח פרויקט מערכת חימום אינו זול, ולכן בעלי מלאכה רבים לבית מבצעים את החישובים בעצמם. מסכים, הרעיון של הפחתת עלות התקנת רצפות מחוממות נראה מאוד מפתה.

אנו אגיד לך כיצד ליצור פרויקט, אילו קריטריונים לשקול בעת בחירת הפרמטרים של מערכת חימום, ונתאר שיטת חישוב שלב אחר שלב. לשם הבהירות, הכנו דוגמה לחישוב רצפה מחוממת.

נתונים ראשוניים לחישוב

בתחילה, מהלך מתוכנן כהלכה של עבודת עיצוב והתקנה יחסל הפתעות ובעיות לא נעימות בעתיד.

בעת חישוב רצפה מחוממת, עליך להמשיך מהנתונים הבאים:

• חומרי קיר ותכונות עיצוב;
• מידות החדר בתוכנית;
• סוג ציפוי הגמר;
• עיצובים של דלתות, חלונות והצבתם;
• סידור אלמנטים מבניים בתוכנית.

כדי לבצע עיצוב מוכשר, יש צורך לקחת בחשבון את משטר הטמפרטורה שנקבע ואת האפשרות של התאמתו.

כדי לבצע חישוב גס, ההנחה היא כי 1 מ'² מערכת החימום חייבת לפצות על אובדן חום של 1 קילוואט.אם מעגל חימום מים משמש כתוספת למערכת הראשית, הוא חייב לכסות רק חלק מאובדן החום

ישנן המלצות לגבי טמפרטורת הרצפה המבטיחה שהייה נוחה בחדרים למטרות שונות:

• 29 מעלות צלזיוס - מגזר החיים;
• 33 מעלות צלזיוס- אמבטיה, חדרים עם בריכת שחייה ואחרים עם לחות גבוהה;
• 35 מעלות צלזיוס - אזורים קרים (בדלתות כניסה, קירות חיצוניים וכו').

חריגה מערכים אלו כרוכה בחימום יתר הן של המערכת עצמה והן של ציפוי הגמר, ולאחר מכן נזק בלתי נמנע לחומר.

לאחר ביצוע חישובים ראשוניים, אתה יכול לבחור את הטמפרטורה האופטימלית של נוזל הקירור בהתאם לתחושותיך האישיות, לקבוע את העומס על מעגל החימום ולרכוש ציוד שאיבה המתמודד בצורה מושלמת עם גירוי תנועת נוזל הקירור. הוא נבחר עם מרווח של 20% זרימת נוזל קירור.

זה לוקח הרבה זמן כדי לחמם מגהץ עם קיבולת של יותר מ 7 ס"מ. לכן, בעת התקנת מערכות מים, הם מנסים לא לחרוג מהמגבלה שצוינה. קרמיקה לרצפה נחשבת לציפוי המתאים ביותר לרצפות על בסיס מים; רצפות מחוממות אינן מונחות מתחת לפרקט בשל המוליכות התרמית הנמוכה במיוחד.

בשלב התכנון כדאי להחליט האם הרצפה המחוממת תהיה ספקית החום העיקרית או תשמש רק כתוספת לענף חימום הרדיאטור. חלקם של הפסדי אנרגיה תרמית שעליו לפצות תלוי בכך. זה יכול לנוע בין 30% ל-60% עם וריאציות.

זמן החימום של רצפת המים תלוי בעובי האלמנטים הכלולים במגהץ. מים כנוזל קירור יעילים מאוד, אבל המערכת עצמה קשה להתקנה.

קביעת הפרמטרים של רצפה מחוממת

מטרת החישוב היא לקבל את ערך העומס התרמי. התוצאה של חישוב זה משפיעה על הצעדים הבאים שננקטו. בתורו, עומס החום מושפע מטמפרטורת החורף הממוצעת באזור מסוים, מהטמפרטורה הצפויה בתוך החדרים, ומקדם העברת החום של התקרה, הקירות, החלונות והדלתות.

הסיבה לאיבוד החום היא קירות, חלונות ודלתות הבית המבודדים בצורה גרועה. אחוז החום הגדול ביותר הולך לאיבוד דרך מערכת האוורור והגג (+)

התוצאה הסופית של החישובים לפני מכשיר חימום תת רצפתי סוג המים יהיה תלוי גם בנוכחותם של התקני חימום נוספים, כולל פליטת החום של אנשים המתגוררים בבית וחיות מחמד. יש לקחת בחשבון את נוכחות ההסתננות בחישוב.

אחד הפרמטרים החשובים הוא תצורת החדרים, ולכן תצטרכו תוכנית קומה של הבית וחלקים מתאימים.

שיטה לחישוב אובדן חום

לאחר קביעת פרמטר זה, תגלו כמה חום צריכה הרצפה לייצר לרווחתם הנוחה של האנשים בחדר, ותוכלו לבחור את הדוד, המשאבה והרצפה לפי הספק. במילים אחרות: החום המופק ממעגלי החימום חייב לפצות על אובדן החום של הבניין.

הקשר בין שני הפרמטרים הללו מתבטא בנוסחה:

MP = 1.2 x Q, איפה

• MP - כוח מעגל נדרש;
• ש - איבוד חום.

כדי לקבוע את המדד השני, נלקחות מדידות וחישובים של שטח החלונות, הדלתות, התקרות והקירות החיצוניים. מכיוון שהרצפה תתחמם, השטח של המבנה התוחם לא נלקח בחשבון. המידות מתבצעות מבחוץ, כולל פינות המבנה.

החישוב ייקח בחשבון הן את העובי והן מוליכות התרמית של כל מבנה. ערכים סטנדרטיים מקדם מוליכות תרמית (λ) עבור החומרים הנפוצים ביותר ניתן לקחת מהטבלה.

מהטבלה ניתן לקחת את ערך המקדם לחישוב. חשוב לברר מהספק את ערך העמידות התרמית של החומר אם מותקנים חלונות ממתכת-פלסטיק (+)

אובדן החום מחושב בנפרד עבור כל אלמנט בניין באמצעות הנוסחה:

Q = 1/R*(tв-tн)*S x (1+∑b), איפה

• ר - התנגדות תרמית של החומר שממנו עשוי המבנה התוחם;
• ס - שטח האלמנט המבני;
• tв ו- tн - טמפרטורות פנימיות וחיצוניות, בהתאמה, כאשר המחוון השני נלקח לפי הערך הנמוך ביותר;
• ב - הפסדי חום נוספים הקשורים לכיוון הבניין ביחס לכיוונים הקרדינליים.

מדד ההתנגדות התרמית (R) נמצא על ידי חלוקת עובי המבנה במקדם המוליכות התרמית של החומר ממנו הוא עשוי.

הערך של מקדם b תלוי בכיוון הבית:

• 0,1 - צפון, צפון מערב או צפון מזרח;
• 0,05 - מערב, דרום מזרח;
• 0 - דרום, דרום מערב.

אם נשקול את השאלה באמצעות כל דוגמה לחישוב רצפה מחוממת מים, היא הופכת ברורה יותר.

דוגמא חישוב ספציפית

נניח שקירות בית למגורים לא קבועים, בעובי 20 ס"מ, עשויים מגושי בטון סודה. השטח הכולל של הקירות התוחמים ללא פתחי חלונות ודלתות הוא 60 מ"ר. טמפרטורה חיצונית -25 מעלות צלזיוס, פנימית +20 מעלות צלזיוס, העיצוב מכוון לדרום מזרח.

בהתחשב בכך שמקדם המוליכות התרמית של הבלוקים הוא λ = 0.3 W/(m°*C), ניתן לחשב את אובדן החום דרך הקירות: R=0.2/0.3= 0.67 m²°C/W.

איבודי חום נצפים גם דרך שכבת הטיח. אם העובי שלו הוא 20 מ"מ, אז Rpcs. = 0.02/0.3 = 0.07 m²°C/W. סכום שני האינדיקטורים הללו ייתן את הערך של איבוד חום דרך הקירות: 0.67+0.07 = 0.74 מ"ר מעלות צלזיוס/W.

כשיש לנו את כל הנתונים הראשוניים, נחליף אותם בנוסחה ונקבל את איבוד החום של חדר עם הקירות הבאים: Q = 1/0.74*(20 - (-25)) *60*(1+0.05) = 3831.08 W .

באותו אופן, אובדן חום דרך מבנים סגורים אחרים מחושב: חלונות, פתחים, קירוי.

ייתכן שהחום הנפלט ממעגלי החימום לא יספיק כדי לחמם את האוויר בתוך הבית לערך הנדרש אם הספק שלהם מוזל. אם יש כוח עודף, תהיה צריכת נוזל קירור עודפת

כדי לקבוע אובדן חום דרך התקרה, ההתנגדות התרמית שלה נלקחת שווה לערך עבור סוג הבידוד המתוכנן או הקיים: R = 0.18/0.041 = 4.39 m²°C / W.

שטח התקרה זהה לשטח הרצפה ושווה ל-70 מ"ר. החלפת ערכים אלה בנוסחה, מתקבל אובדן החום דרך מעטפת הבניין העליונה: Q זיעה. = 1/4.39*(20 - (-25))* 70* (1+0.05) = 753.42 W.

כדי לקבוע אובדן חום דרך פני השטח של חלונות, אתה צריך לחשב את השטח שלהם. אם יש 4 חלונות ברוחב 1.5 מ' וגובה 1.4 מ', השטח הכולל שלהם יהיה: 4 * 1.5 * 1.4 = 8.4 מ"ר.

אם היצרן מציין בנפרד את ההתנגדות התרמית של יחידת הזכוכית והפרופיל - 0.5 ו-0.56 מ"ר מעלות צלזיוס/W, בהתאמה, אז Rocon = 0.5*90+0.56*10)/100 = 0.56 מ"ר מעלות צלזיוס/ ג' כאן 90 ו-10 הם השיתוף לכל אלמנט של החלון.

בהתבסס על הנתונים שהתקבלו, נמשכים חישובים נוספים: Qwindow = 1/0.56*(20 - (-25))*8.4*(1+0.05) = 708.75 W.

לדלת החיצונית שטח של 0.95 * 2.04 = 1.938 מ"ר. ואז Rdv. = 0.06/0.14 = 0.43 m²°C/W. דלת Q = 1/0.43*(20 - (-25))* 1.938*(1+0.05) = 212.95 W.

מכיוון שדלתות חיצוניות נפתחות לעתים קרובות, כמות גדולה של חום אובדת דרכן. לכן, חשוב להקפיד שהם נסגרים היטב.

כתוצאה מכך, אובדן החום יהיה: Q = 3831.08 +753.42 + 708.75 + 212.95 + 7406.25 = W.

לתוצאה זו הוסף עוד 10% לחדירת אוויר, ואז Q = 7406.25 + 740.6 = 8146.85 W.

כעת אתה יכול לקבוע את ההספק התרמי של הרצפה: Mp = 1.*8146.85 = 9776.22 W או 9.8 קילוואט.

חום נדרש לחימום האוויר

אם הבית מצויד במערכת אוורור, אז חלק מהחום שמשחרר המקור חייב להיות מושקע על חימום האוויר המגיע מבחוץ.

הנוסחה משמשת לחישוב:

Qv. = c*m*(tв—tн), איפה

• ג = 0.28 ק"ג⁰С ומציין את קיבולת החום של מסת האוויר;
• M הסמל מציין את זרימת המסה של אוויר חיצוני בק"ג.

הפרמטר האחרון מתקבל על ידי הכפלת נפח האוויר הכולל, השווה לנפח כל החדרים, בתנאי שהאוויר מתחדש כל שעה, בצפיפות, המשתנה בהתאם לטמפרטורה.

הגרף מראה את התלות של צפיפות האוויר בטמפרטורה שלו.הנתונים נחוצים כדי לחשב את כמות החום הנדרשת לחימום מסת האוויר הנכנסת לבית כתוצאה מאוורור כפוי (+)

אם הבניין מקבל 400 מ'³/h, ואז m=400*1.422 = 568.8 ק"ג לשעה. Qv. = 0.28*568.8*45 = 7166.88 W.

במקרה זה, הכוח התרמי הנדרש של הרצפה יגדל באופן משמעותי.

חישוב המספר הנדרש של צינורות

עבור התקנת רצפה מחוממת מים, בחר אחרת שיטות הנחת צינורות, שונים בצורתם: שלושה סוגי נחש - הנחש האמיתי, זוויתי, כפול וחילזון. במעגל רכוב אחד יכול להיות שילוב של צורות שונות. לפעמים נבחר "שבלול" לאזור המרכזי של הרצפה, ואחד מסוגי ה"נחש" נבחר לקצוות.

"שבלול" הוא בחירה רציונלית עבור חדרים גדולים עם גיאומטריה פשוטה. בחדרים מוארכים מאוד או בעלי קווי מתאר מורכבים, עדיף להשתמש ב"נחש" (+)

המרחק בין הצינורות נקרא המגרש. בעת בחירת אפשרות זו, אתה צריך לעמוד בשתי דרישות: כף הרגל שלך לא צריכה להרגיש את הפרש הטמפרטורה באזורים בודדים של הרצפה, ואתה צריך להשתמש בצינורות בצורה יעילה ככל האפשר.

עבור אזורי גבול של הרצפה, מומלץ להשתמש במדרגה של 100 מ"מ. באזורים אחרים, ניתן לבחור גובה שנע בין 150 ל-300 מ"מ.

בידוד תרמי של הרצפה חשוב. בקומת הקרקע עוביו צריך להגיע ל-100 מ"מ לפחות. למטרה זו, השתמש בצמר מינרלי או קצף פוליסטירן שחול.

כדי לחשב את אורך הצינור יש נוסחה פשוטה:

L = S/N*1.1, איפה

• ס - אזור קו המתאר;
• נ - מדרגת הנחת;
• 1,1 - מרווח לכיפוף 10%.

לערך הסופי מתווסף קטע צינור שהונח מהאספן לחלוקת המעגל החם הן על ההחזר והן על האספקה.

דוגמא חישוב.

ערכים ראשוניים:

• כיכר - 10 מ"ר;
• מרחק לאספן - 6 מ';
• מדרגת הנחת - 0.15 מ'.

הפתרון לבעיה פשוט: 10/0.15*1.1+(6*2) = 85.3 מ'.

בעת שימוש בצינורות מתכת-פלסטיק באורך של עד 100 מ', לרוב נבחר קוטר של 16 או 20 מ"מ. עם אורך צינור של 120-125 מ', חתך הרוחב שלו צריך להיות 20 מ"מ.

העיצוב במעגל יחיד מתאים רק לחדרים עם שטח קטן. הרצפה בחדרים גדולים מחולקת למספר קווי מתאר ביחס של 1:2 - אורך המבנה צריך להיות פי 2 מהרוחב.

הערך שחושב קודם לכן הוא ההיקף צינורות רצפה בדרך כלל. עם זאת, כדי להשלים את התמונה, יש צורך להדגיש את אורך קו מתאר נפרד.

פרמטר זה מושפע מההתנגדות ההידראולית של המעגל, שנקבעת על ידי קוטר הצינורות שנבחרו ונפח המים המסופקים ליחידת זמן. אם גורמים אלה מוזנחים, אובדן הלחץ יהיה כה גדול עד שאף משאבה לא תאלץ את נוזל הקירור להסתובב.

קביעת זרימת הצינור בהתאם לשלב הנחת הנבחר

קווי מתאר באותו אורך הם מקרה אידיאלי, אך בפועל נתקלים בהם לעתים רחוקות, מכיוון ששטח החדרים למטרות שונות שונה מאוד ופשוט לא מעשי לצמצם את אורך קווי המתאר לערך אחד. אנשי מקצוע מאפשרים הבדל באורך צינור של 30 עד 40%.

קוטר האספן והתפוקה של יחידת הערבוב קובעים את המספר המותר של לולאות המחוברות אליו. בדרכון ליחידת הערבוב תמיד ניתן למצוא את כמות העומס התרמי עבורו היא מיועדת.

נניח מקדם התפוקה (Kvs) שווה ל-2.23 מ'³/h. עם מקדם זה, דגמי משאבות מסוימים יכולים לעמוד בעומס של 10 עד 15 וואט.

כדי לקבוע את מספר המעגלים, עליך לחשב את העומס התרמי של כל אחד מהם.אם השטח התפוס על ידי רצפה מחוממת הוא 10 מ"ר, והעברת החום היא 1 מ"ר, אז המחוון Kvs הוא 80 W, ואז 10*80 = 800 W. המשמעות היא שיחידת הערבוב תוכל לספק 15,000/800 = 18.8 חדרים או מעגלים בשטח של 10 מ"ר.

נתונים אלה הם מקסימליים, וניתן ליישם אותם רק באופן תיאורטי, אך במציאות יש להפחית את הנתון ב-2 לפחות, ואז 18 - 2 = 16 מעגלים.

נדרש במהלך הבחירה יחידת ערבוב (אספן) לראות אם יש לזה מספר כזה של מסקנות.

בדיקת הבחירה הנכונה של קוטרי הצינור

כדי לבדוק אם חתך הצינור נבחר נכון, אתה יכול להשתמש בנוסחה:

υ = 4*Q*10ᶾ/n*d²

כאשר המהירות מתאימה לערך שנמצא, חתך הצינור נבחר בצורה נכונה. מסמכי רגולציה מאפשרים מהירות מרבית של 3 מ' לשנייה. בקוטר של עד 0.25 מ', אך הערך האופטימלי הוא 0.8 מ' לשנייה, שכן ככל שערכו עולה, אפקט הרעש בצנרת גדל.

מידע נוסף על חישוב צינורות חימום תת רצפתי ניתן ב המאמר הזה.

חישוב משאבת הסחרור

כדי להפוך את המערכת לחסכונית, אתה צריך בחר משאבת מחזור, מתן הלחץ הנדרש וזרימת מים אופטימלית במעגלים. דרכוני משאבה מציינים בדרך כלל את הלחץ במעגל באורך הארוך ביותר ואת זרימת נוזל הקירור הכוללת בכל הלולאות.

הלחץ מושפע מהפסדים הידראוליים:

∆h = L*Q²/k1, איפה

• ל - אורך קו המתאר;
• ש - צריכת מים l/sek;
• k1 - מקדם המאפיין הפסדים במערכת; ניתן לקחת את המחוון מטבלאות ייחוס על הידראוליקה או מדרכון הציוד.

לדעת את גודל הלחץ, לחשב קצב זרימה במערכת:

Q = k*√H, איפה

ק הוא מקדם הזרימה.אנשי מקצוע מניחים שקצב הזרימה עבור כל 10 מ"ר של בית הוא בטווח של 0.3-0.4 ליטר לשנייה.

בין המרכיבים של רצפת מים חמים, תפקיד מיוחד ניתן למשאבת המחזור. רק יחידה שההספק שלה גבוה ב-20% מזרימת נוזל הקירור בפועל תוכל להתגבר על ההתנגדות בצינורות

לא ניתן לקחת את הנתונים לגבי לחץ וזרימה המצוינים בדרכון באופן מילולי - זהו המקסימום, אך למעשה הם מושפעים מהאורך והגיאומטריה של הרשת. אם הלחץ גבוה מדי, הקטן את אורך המעגל או הגדל את קוטר הצינורות.

המלצות לבחירת עובי המגהץ

בספרי העיון ניתן למצוא מידע שעובי המינימום של המגהץ הוא 30 מ"מ. כאשר החדר גבוה למדי, מניחים בידוד מתחת למשטח המגהץ, מה שמגביר את יעילות השימוש בחום המופק ממעגל החימום.

חומר הגיבוי הפופולרי ביותר הוא קצף פוליסטירן שחול. התנגדות העברת החום שלו נמוכה משמעותית מזו של בטון.

בעת התקנת מגהץ, על מנת לאזן את ההתרחבות הליניארית של הבטון, היקף החדר מעוטר בסרט מנחת. חשוב לבחור את העובי הנכון. מומחים ממליצים כי עבור שטח חדר שאינו עולה על 100 מ"ר, התקן שכבת פיצוי של 5 מ"מ.

אם ערכי השטח גדולים יותר בגלל האורך העולה על 10 מ', העובי מחושב באמצעות הנוסחה:

b = 0.55*L, איפה

ל הוא אורך החדר ב-m.

מסקנות וסרטון שימושי בנושא

סרטון זה עוסק בחישוב והתקנה של רצפה הידראולית מחוממת:

הסרטון מספק המלצות מעשיות להנחת הרצפה. המידע יעזור לך להימנע מטעויות שחובבים בדרך כלל עושים:

החישוב מאפשר לתכנן מערכת "רצפה חמה" עם מדדי ביצועים אופטימליים. מותר להתקין חימום באמצעות נתוני הדרכון וההמלצות.

זה יעבוד, אבל אנשי מקצוע ממליצים להשקיע זמן בחישובים כך שהמערכת בסופו של דבר צורכת פחות אנרגיה.

יש לך ניסיון בחישוב חימום תת רצפתי והכנת תכנון מעגל חימום? או שעדיין יש לך שאלות בנושא? אנא שתפו את דעתכם והשאירו תגובות.