Cum se calculează o pardoseală încălzită folosind un sistem de apă ca exemplu

Eficacitatea încălzirii prin pardoseală este influențată de mulți factori.Fără a ține cont de ele, chiar dacă sistemul este instalat corect și pentru construcția lui se folosesc cele mai moderne materiale, eficiența termică reală nu se va ridica la înălțimea așteptărilor.

Din acest motiv, lucrările de instalare trebuie să fie precedate de un calcul competent al podelei încălzite și numai atunci se poate garanta un rezultat bun.

Dezvoltarea unui proiect de sistem de încălzire nu este ieftină, așa că mulți meșteri acasă efectuează singuri calculele. De acord, ideea de a reduce costul instalării pardoselilor încălzite pare foarte tentantă.

Vă vom spune cum să creați un proiect, ce criterii să luați în considerare atunci când alegeți parametrii unui sistem de încălzire și vă vom descrie o metodă de calcul pas cu pas. Pentru claritate, am pregătit un exemplu de calcul al unei podele încălzite.

Date inițiale pentru calcul

Inițial, un curs de proiectare și instalare planificat corespunzător va elimina surprizele și problemele neplăcute în viitor.

Când calculați o pardoseală încălzită, trebuie să procedați de la următoarele date:

• materialul peretelui și caracteristicile de design;
• dimensiunile camerei în plan;
• tipul de acoperire de finisare;
• design de uși, ferestre și amplasarea acestora;
• dispunerea elementelor structurale în plan.

Pentru a realiza proiectarea competentă, este necesar să se țină cont de regimul de temperatură stabilit și de posibilitatea de reglare a acestuia.

Pentru a efectua un calcul brut, se presupune că 1 m² sistemul de încălzire trebuie să compenseze pierderile de căldură de 1 kW.Dacă un circuit de încălzire a apei este utilizat ca suplimentar la sistemul principal, atunci acesta trebuie să acopere doar o parte din pierderea de căldură

Există recomandări privind temperatura podelei care asigură o ședere confortabilă în camere pentru diverse scopuri:

• 29°С - sector de locuit;
• 33°С- baie, camere cu piscina si altele cu umiditate ridicata;
• 35°C — zone reci (la ușile de intrare, pereții exteriori etc.).

Depășirea acestor valori implică supraîncălzirea atât a sistemului în sine, cât și a stratului de finisare, urmată de deteriorarea inevitabilă a materialului.

După efectuarea calculelor preliminare, puteți alege temperatura optimă a lichidului de răcire în funcție de sentimentele dvs. personale, puteți determina sarcina pe circuitul de încălzire și puteți achiziționa echipamente de pompare care se descurcă perfect cu stimularea mișcării lichidului de răcire. Este selectat cu o marjă de debit de lichid de răcire de 20%.

Este nevoie de mult timp pentru a încălzi o șapă cu o capacitate mai mare de 7 cm.De aceea, la instalarea sistemelor de apă, acestea încearcă să nu depășească limita specificată. Ceramica de pardoseală este considerată cea mai potrivită acoperire pentru podelele pe bază de apă; podelele încălzite nu sunt așezate sub parchet datorită conductivității sale termice ultra-scăzute.

În faza de proiectare, ar trebui să decideți dacă pardoseala încălzită va fi principalul furnizor de căldură sau va fi folosită doar ca suplimentar la ramura de încălzire cu radiatoare. De aceasta depinde ponderea pierderilor de energie termică pe care trebuie să le compenseze. Poate varia de la 30% la 60% cu variații.

Timpul de încălzire al podelei de apă depinde de grosimea elementelor incluse în șapă. Apa ca lichid de răcire este foarte eficientă, dar sistemul în sine este dificil de instalat.

Determinarea parametrilor unei podele încălzite

Scopul calculului este obținerea valorii sarcinii termice. Rezultatul acestui calcul influențează pașii următori. La rândul său, sarcina termică este afectată de temperatura medie de iarnă într-o anumită regiune, de temperatura așteptată din interiorul camerelor și de coeficientul de transfer termic al tavanului, pereților, ferestrelor și ușilor.

Cauza pierderii de căldură sunt pereții, ferestrele și ușile prost izolați. Cel mai mare procent de căldură se pierde prin sistemul de ventilație și acoperiș (+)

Rezultatul final al calculelor de mai înainte dispozitiv de încălzire prin pardoseală tipul de apă va depinde și de prezența dispozitivelor suplimentare de încălzire, inclusiv de emisia de căldură a persoanelor care locuiesc în casă și a animalelor de companie. La calcul trebuie luată în considerare prezența infiltrațiilor.

Unul dintre parametrii importanți este configurația camerelor, așa că veți avea nevoie de un plan al casei și secțiunile corespunzătoare.

Metoda de calcul a pierderilor de căldură

După ce ați determinat acest parametru, veți afla câtă căldură ar trebui să genereze podeaua pentru bunăstarea confortabilă a oamenilor din cameră și veți putea selecta cazanul, pompa și podeaua în funcție de putere. Cu alte cuvinte: căldura degajată de circuitele de încălzire trebuie să compenseze pierderile de căldură ale clădirii.

Relația dintre acești doi parametri este exprimată prin formula:

MP = 1,2 x Q, Unde

• MP - puterea circuitului necesara;
• Q - pierdere de căldură.

Pentru a determina al doilea indicator, sunt luate măsurători și calcule ale zonei ferestrelor, ușilor, tavanelor și pereților exteriori. Deoarece podeaua va fi încălzită, zona acestei structuri de închidere nu este luată în considerare. Măsurătorile se fac la exterior, inclusiv la colțurile clădirii.

Calculul va ține cont atât de grosimea cât și de conductibilitatea termică a fiecărei structuri. Valori standard coeficient de conductivitate termică (λ) pentru cele mai frecvent utilizate materiale poate fi luată din tabel.

Din tabel puteți lua valoarea coeficientului pentru calcul. Este important să aflați de la furnizor valoarea rezistenței termice a materialului dacă sunt montate ferestre din metal-plastic (+)

Pierderile de căldură se calculează separat pentru fiecare element de construcție folosind formula:

Q = 1/R*(tв-tн)*S x (1+∑b), Unde

• R — rezistența termică a materialului din care este realizată structura de închidere;
• S - zona elementului structural;
• tв și tн — temperaturile interioare, respectiv exterioare, cu al doilea indicator luat în funcție de cea mai mică valoare;
• b — pierderi suplimentare de căldură asociate cu orientarea clădirii față de direcțiile cardinale.

Indicele de rezistență termică (R) se află împărțind grosimea structurii la coeficientul de conductivitate termică a materialului din care este realizată.

Valoarea coeficientului b depinde de orientarea casei:

• 0,1 - nord, nord-vest sau nord-est;
• 0,05 - vest, sud-est;
• 0 - sud, sud-vest.

Dacă luăm în considerare întrebarea folosind orice exemplu de calcul al unei podele încălzite cu apă, aceasta devine mai clară.

Exemplu de calcul specific

Să presupunem că pereții unei case pentru locuință nepermanentă, de 20 cm grosime, sunt din blocuri de beton celular. Suprafața totală a pereților de închidere, excluzând deschiderile ferestrelor și ușilor, este de 60 m². Temperatura exterioară -25°С, internă +20°С, designul este orientat spre sud-est.

Având în vedere că coeficientul de conductivitate termică al blocurilor este λ = 0,3 W/(m°*C), se poate calcula pierderea de căldură prin pereți: R=0,2/0,3= 0,67 m²°C/W.

Pierderile de căldură se observă și prin stratul de ipsos. Dacă grosimea sa este de 20 mm, atunci Rpcs. = 0,02/0,3 = 0,07 m²°C/W. Suma acestor doi indicatori va da valoarea pierderilor de căldură prin pereți: 0,67+0,07 = 0,74 m²°C/W.

Având toate datele inițiale, le înlocuim în formulă și obținem pierderea de căldură a unei încăperi cu următorii pereți: Q = 1/0,74*(20 - (-25)) *60*(1+0,05) = 3831,08 W .

În același mod, se calculează pierderile de căldură prin alte structuri de închidere: ferestre, uși, acoperișuri.

Căldura emisă de circuitele de încălzire poate să nu fie suficientă pentru a încălzi aerul din interiorul casei la valoarea necesară dacă puterea acestora este subestimată. Dacă există putere în exces, va exista un consum excesiv de lichid de răcire

Pentru a determina pierderea de căldură prin tavan, rezistența termică a acestuia este luată egală cu valoarea pentru tipul de izolație planificat sau existent: R = 0,18/0,041 = 4,39 m²°C / W.

Suprafața tavanului este identică cu suprafața podelei și este egală cu 70 m². Înlocuind aceste valori în formulă, se obține pierderea de căldură prin învelișul superior al clădirii: Q transpirație. = 1/4,39*(20 - (-25))* 70* (1+0,05) = 753,42 W.

Pentru a determina pierderea de căldură prin suprafața ferestrelor, trebuie să calculați aria acestora. Dacă există 4 ferestre de 1,5 m lățime și 1,4 m înălțime, suprafața lor totală va fi: 4 * 1,5 * 1,4 = 8,4 m².

Dacă producătorul indică separat rezistența termică pentru unitatea de sticlă și profil - 0,5 și respectiv 0,56 m²°C/W, atunci Rocon = 0,5*90+0,56*10)/100 = 0,56 m²°C/ Mar. Aici 90 și 10 sunt cota pentru fiecare element al ferestrei.

Pe baza datelor obținute, calculele ulterioare continuă: Qwindow = 1/0,56*(20 - (-25))*8,4*(1+0,05) = 708,75 W.

Ușa exterioară are o suprafață de 0,95 * 2,04 = 1,938 m². Apoi Rdv. = 0,06/0,14 = 0,43 m²°C/W. usa Q = 1/0,43*(20 - (-25))* 1,938*(1+0,05) = 212,95 W.

Deoarece ușile exterioare sunt deschise frecvent, prin ele se pierde o cantitate mare de căldură. Prin urmare, este important să vă asigurați că se închid etanș.

Ca urmare, pierderea de căldură va fi: Q = 3831,08 +753,42 + 708,75 + 212,95 + 7406,25 = W.

La acest rezultat adăugați încă 10% pentru infiltrarea aerului, apoi Q = 7406,25 + 740,6 = 8146,85 W.

Acum puteți determina puterea termică a podelei: Mp = 1.*8146,85 = 9776,22 W sau 9,8 kW.

Căldura necesară pentru încălzirea aerului

Dacă casa echipat cu sistem de ventilatie, atunci o parte din căldura degajată de sursă trebuie cheltuită pentru încălzirea aerului care vine din exterior.

Formula este folosită pentru calcul:

Qv. = c*m*(tв—tн), Unde

• c = 0,28 kg⁰С și denotă capacitatea termică a masei de aer;
• m Simbolul indică debitul masic al aerului exterior în kg.

Ultimul parametru se obține prin înmulțirea volumului total de aer, egal cu volumul tuturor încăperilor, cu condiția ca aerul să fie reînnoit în fiecare oră, cu densitatea, care variază în funcție de temperatură.

Graficul arată dependența densității aerului de temperatura acestuia.Datele sunt necesare pentru a calcula cantitatea de căldură necesară pentru a încălzi masa de aer care intră în casă ca urmare a ventilației forțate (+)

Dacă clădirea primește 400 m³/h, apoi m=400*1,422 = 568,8 kg/h. Qv. = 0,28*568,8*45 = 7166,88 W.

În acest caz, puterea termică necesară a podelei va crește semnificativ.

Calculul numărului necesar de țevi

Pentru instalarea unei podele încălzite cu apă, alegeți diferit metode de pozare a conductelor, care diferă ca formă: trei tipuri de șarpe - șarpele propriu-zis, unghiular, dublu și melc. Într-un circuit montat poate exista o combinație de forme diferite. Uneori, un „melc” este ales pentru zona centrală a podelei, iar unul dintre tipurile de „șarpe” este ales pentru margini.

„Melcul” este o alegere rațională pentru încăperi mari cu geometrie simplă. În camerele care sunt foarte alungite sau au contururi complexe, este mai bine să folosiți un „șarpe” (+)

Distanța dintre țevi se numește pas. Atunci când alegeți această opțiune, trebuie să îndepliniți două cerințe: piciorul nu trebuie să simtă diferența de temperatură în zonele individuale ale podelei și trebuie să utilizați conductele cât mai eficient posibil.

Pentru zonele de margine ale podelei, se recomandă utilizarea unui pas de 100 mm. În alte zone, puteți alege o pasă cuprinsă între 150 și 300 mm.

Izolarea termică a podelei este importantă. La parter, grosimea sa ar trebui să atingă cel puțin 100 mm. În acest scop, utilizați vată minerală sau spumă de polistiren extrudat.

Pentru a calcula lungimea conductei există o formulă simplă:

L = S/N*1,1, Unde

• S — zona de contur;
• N — etapa de așezare;
• 1,1 — marja de îndoire 10%.

La valoarea finală se adaugă o secțiune de conductă așezată de la colector la distribuția circuitului cald atât pe retur, cât și pe alimentare.

Exemplu de calcul.

Valori initiale:

• pătrat — 10 m²;
• distanta pana la colector — 6 m;
• pas de așezare - 0,15 m.

Soluția problemei este simplă: 10/0,15*1,1+(6*2) = 85,3 m.

Când se utilizează țevi metal-plastic de până la 100 m lungime, cel mai adesea se alege un diametru de 16 sau 20 mm. Cu o lungime a conductei de 120-125 m, secțiunea sa transversală trebuie să fie de 20 mm².

Designul cu un singur circuit este potrivit doar pentru camere cu o suprafață mică. Podeaua în încăperi mari este împărțită în mai multe contururi într-un raport de 1:2 - lungimea structurii trebuie să fie de 2 ori lățimea.

Valoarea calculată anterior este măsura țevi de podea în general. Cu toate acestea, pentru a completa imaginea, este necesar să evidențiați lungimea unui contur separat.

Acest parametru este influențat de rezistența hidraulică a circuitului, determinată de diametrul conductelor selectate și de volumul de apă furnizat pe unitatea de timp. Dacă acești factori sunt neglijați, pierderea de presiune va fi atât de mare încât nicio pompă nu va forța lichidul de răcire să circule.

Determinarea debitului conductei în funcție de etapa de pozare selectată

Contururile de aceeași lungime sunt un caz ideal, dar în practică sunt rar întâlnite, deoarece zona camerelor pentru diferite scopuri este foarte diferită și este pur și simplu nepractic să se reducă lungimea contururilor la o singură valoare. Profesioniștii permit o diferență de lungimi de țevi de 30 până la 40%.

Diametrul colectorului și debitul unității de amestec determină numărul permis de bucle conectate la acesta. În pașaportul pentru unitatea de amestec puteți găsi întotdeauna cantitatea de sarcină termică pentru care este proiectată.

Să spunem coeficientul de debit (Kvs) este egal cu 2,23 m³/h. Cu acest coeficient, anumite modele de pompe pot rezista la o sarcină de 10 până la 15 W.

Pentru a determina numărul de circuite, trebuie să calculați sarcina termică a fiecăruia.Dacă suprafața ocupată de o pardoseală încălzită este de 10 m², iar transferul de căldură este de 1 m², atunci indicatorul Kvs este 80 W, apoi 10*80 = 800 W. Aceasta înseamnă că unitatea de amestec va putea furniza 15.000/800 = 18,8 încăperi sau circuite cu o suprafață de 10 m².

Aceste cifre sunt maxime și pot fi aplicate doar teoretic, dar în realitate cifra trebuie redusă cu cel puțin 2, apoi 18 - 2 = 16 circuite.

Necesar în timpul selecției unitate de amestec (colector) vezi dacă are un asemenea număr de concluzii.

Verificarea alegerii corecte a diametrelor conductei

Pentru a verifica dacă secțiunea transversală a conductei a fost selectată corect, puteți utiliza formula:

υ = 4*Q*10ᶾ/n*d²

Când viteza corespunde valorii găsite, secțiunea transversală a conductei este selectată corect. Documentele de reglementare permit o viteza maxima de 3 m/sec. cu un diametru de până la 0,25 m, dar valoarea optimă este de 0,8 m/sec., deoarece pe măsură ce valoarea sa crește, efectul de zgomot în conductă crește.

Informații suplimentare despre calculul conductelor de încălzire prin pardoseală sunt date în Acest articol.

Calculul pompei de circulație

Pentru a face sistemul economic, aveți nevoie alegeți o pompă de circulație, asigurand presiunea necesara si debitul optim de apa in circuite. Pașapoartele pompei indică de obicei presiunea din circuitul de cea mai mare lungime și debitul total de lichid de răcire în toate buclele.

Presiunea este influențată de pierderile hidraulice:

∆h = L*Q²/k1, Unde

• L — lungimea conturului;
• Q — consum de apă l/sec;
• k1 - coeficient de caracterizare a pierderilor in sistem; indicatorul poate fi preluat din tabele de referinta privind hidraulica sau din pasaportul echipamentului.

Cunoscând mărimea presiunii, calcula debitul in sistem:

Q = k*√H, Unde

k este coeficientul de curgere.Profesioniștii presupun că debitul pentru fiecare 10 m² dintr-o casă este între 0,3-0,4 l/s.

Dintre componentele unei podele cu apă caldă, un rol deosebit îl are pompei de circulație. Doar o unitate a cărei putere este cu 20% mai mare decât debitul real de lichid de răcire va putea depăși rezistența din țevi

Cifrele privind presiunea și debitele indicate în pașaport nu pot fi luate la propriu - acesta este maximul, dar de fapt sunt influențate de lungimea și geometria rețelei. Dacă presiunea este prea mare, reduceți lungimea circuitului sau măriți diametrul țevilor.

Recomandări pentru alegerea grosimii șapei

În cărțile de referință puteți găsi informații că grosimea minimă a șapei este de 30 mm. Când încăperea este destul de înaltă, sub șapă se pune izolație, ceea ce crește eficiența utilizării căldurii degajate de circuitul de încălzire.

Cel mai popular material de suport este spumă de polistiren extrudat. Rezistența sa la transferul de căldură este semnificativ mai mică decât cea a betonului.

La instalarea unei șape, pentru a echilibra expansiunea liniară a betonului, perimetrul încăperii este decorat cu o bandă amortizoare. Este important să alegeți grosimea potrivită. Experții recomandă ca pentru o suprafață a încăperii care nu depășește 100 m², instalați un strat de compensare de 5 mm.

Dacă valorile suprafeței sunt mai mari din cauza lungimii care depășește 10 m, grosimea se calculează folosind formula:

b = 0,55*L, Unde

L este lungimea camerei în m.

Concluzii și video util pe această temă

Acest videoclip este despre calculul și instalarea unei podele hidraulice încălzite:

Videoclipul oferă recomandări practice pentru așezarea podelei. Informațiile vă vor ajuta să evitați greșelile pe care le fac de obicei amatorii:

Calculul face posibilă proiectarea unui sistem „pardoseală caldă” cu indicatori optimi de performanță. Este permisă instalarea încălzirii folosind datele și recomandările pașaportului.

Va funcționa, dar profesioniștii vă sfătuiesc să petreceți în continuare timp pe calcule, astfel încât sistemul să consume în cele din urmă mai puțină energie.

Aveți experiență în calcularea încălzirii în pardoseală și pregătirea unui proiect de circuit de încălzire? Sau mai ai intrebari pe acest subiect? Vă rugăm să vă împărtășiți părerea și să lăsați comentarii.