Calcul țevilor pentru pardoseli încălzite: selecția țevilor în funcție de parametri, alegerea etapei de pozare + exemplu de calcul
În ciuda complexității instalării, încălzirea prin pardoseală folosind un circuit de apă este considerată una dintre cele mai rentabile metode de încălzire a unei încăperi. Pentru ca sistemul să funcționeze cât mai eficient posibil și să nu provoace defecțiuni, este necesar să se calculeze corect conductele pentru podele încălzite - să se determine lungimea, pasul buclei și modelul de așezare a circuitului.
Confortul utilizării încălzirii apei depinde în mare măsură de acești indicatori. Aceste întrebări le vom examina în articolul nostru - vă vom spune cum să alegeți cea mai bună opțiune pentru țevi, ținând cont de caracteristicile tehnice ale fiecărui tip. De asemenea, după ce ați citit acest articol, veți putea să alegeți pasul corect de instalare și să calculați diametrul și lungimea necesară a conturului podelei încălzite pentru o anumită încăpere.
Conținutul articolului:
Parametri pentru calculul circuitului termic
În etapa de proiectare, este necesar să se rezolve o serie de probleme care determină caracteristici de proiectare podea caldă și modul de funcționare - selectați grosimea șapei, a pompei și a altor echipamente necesare.
Aspectele tehnice ale organizării unei ramuri de încălzire depind în mare măsură de scopul acesteia. Pe lângă scop, pentru a calcula cu precizie filmarea circuitului de apă, veți avea nevoie de o serie de indicatori: aria de acoperire, densitatea fluxului de căldură, temperatura lichidului de răcire, tipul de acoperire a podelei.
Zona de acoperire a conductei
Atunci când determinați dimensiunile bazei pentru așezarea țevilor, luați în considerare spațiul care nu este aglomerat cu echipamente mari și mobilier încorporat. Este necesar să vă gândiți în avans la aranjarea obiectelor din cameră.
Fluxul de căldură și temperatura lichidului de răcire
Densitatea fluxului de căldură este un indicator calculat care caracterizează cantitatea optimă de energie termică pentru încălzirea unei încăperi. Valoarea depinde de o serie de factori: conductivitatea termică a pereților, tavanelor, suprafața vitrajului, prezența izolației și rata de schimb a aerului. Pe baza fluxului de căldură, se determină etapa de așezare a buclei.
Temperatura maximă a lichidului de răcire este de 60 °C. Cu toate acestea, grosimea șapei și a acoperirii podelei reduc temperatura - de fapt, se observă aproximativ 30-35 ° C pe suprafața podelei. Diferența dintre indicatorii de temperatură la intrarea și la ieșirea circuitului nu trebuie să depășească 5 °C.
Tip de pardoseală
Finisajul afectează eficiența sistemului. Conductivitate termică optimă a plăcilor și gresie porțelană - suprafața se încălzește rapid.Un bun indicator al eficienței circuitului de apă atunci când se utilizează laminat și linoleum fără un strat de izolare termică. Acoperirile din lemn au cea mai scăzută conductivitate termică.
Gradul de transfer de căldură depinde și de materialul de umplutură. Sistemul este cel mai eficient atunci când se utilizează beton greu cu agregate naturale, de exemplu, pietricele fine de mare.
Atunci când calculați țevi pentru podele încălzite, ar trebui să țineți cont de standardele stabilite pentru regimul de temperatură al acoperirii:
- 29 °C - sufragerie;
- 33 °C – încăperi cu umiditate ridicată;
- 35 °C – zone de trecere și zone reci – zone de-a lungul pereților de capăt.
Caracteristicile climatice ale regiunii vor juca un rol important în determinarea densității circuitului de apă. La calcularea pierderilor de căldură trebuie luată în considerare temperatura minimă din timpul iernii.
După cum arată practica, izolarea preliminară a întregii case va ajuta la reducerea sarcinii. Este logic să izolați termic mai întâi camera și apoi să începeți să calculați pierderile de căldură și parametrii circuitului conductei.
Evaluarea proprietăților tehnice la alegerea țevilor
Datorită condițiilor de funcționare non-standard, sunt impuse cerințe mari asupra materialului și dimensiunii serpentinei de podea cu apă:
- inerție chimică, rezistenta la procese de coroziune;
- Acoperire interioară absolut netedă, nu sunt predispuse la formarea depunerilor de calcar;
- putere – pereții sunt expuși constant la lichidul de răcire din interior, iar șapa din exterior; conducta trebuie să reziste la o presiune de până la 10 bar.
Este de dorit ca ramura de încălzire să aibă o greutate specifică mică.Placinta cu podea de apă pune deja o sarcină semnificativă pe tavan, iar o conductă grea nu va face decât să agraveze situația.
Trei categorii de țevi laminate îndeplinesc cerințele enumerate într-un grad sau altul: polietilenă reticulata, metal-plastic și cupru.
Opțiunea #1 - polietilenă reticulata (PEX)
Materialul are o structură celulară largă de legături moleculare. Polietilena modificată diferă de polietilena convențională prin prezența ligamentelor longitudinale și transversale. Această structură mărește greutatea specifică, rezistența mecanică și rezistența chimică.
Un circuit de apă realizat din țevi PEX are o serie de avantaje:
- elasticitate ridicată, permițând instalarea unei bobine cu o rază de curbură mică;
- Siguranță – la încălzire, materialul nu emite componente nocive;
- rezistență la căldură: înmuiere – de la 150 °C, topire – 200 °C, ardere – 400 °C;
- mentine structura în timpul fluctuațiilor de temperatură;
- rezistență la deteriorare - distrugători biologici și reactivi chimici.
Conducta își păstrează debitul inițial - niciun sediment nu este depus pe pereți. Durata de viață estimată a unui circuit PEX este de 50 de ani.
Există patru grupe de produse:
- PEX-a – reticulare cu peroxid. Se realizează cea mai durabilă și uniformă structură, cu o densitate de legătură de până la 75%.
- PEX-b – reticulare silan. Tehnologia folosește silanide - substanțe toxice care sunt inacceptabile pentru uz casnic. Producătorii de produse sanitare îl înlocuiesc cu un reactiv sigur. Conductele cu certificat de igienă sunt acceptabile pentru instalare. Densitatea de reticulare – 65-70%.
- PEX-c – metoda radiației. Polietilena este iradiată cu un curent de raze gamma sau cu un electron. Drept urmare, legăturile sunt compactate până la 60%. Dezavantajele PEX-c: utilizare nesigură, reticulare neuniformă.
- PEX-d – nitrurare. Reacția de a crea o rețea are loc din cauza radicalilor de azot. Rezultatul este un material cu o densitate de reticulare de aproximativ 60-70%.
Caracteristicile de rezistență ale țevilor PEX depind de metoda de reticulare a polietilenei.
Dacă v-ați hotărât asupra țevilor de polietilenă reticulate, vă recomandăm să vă familiarizați cu regulile de amenajare sisteme de încălzire în pardoseală de la acestea.
Opțiunea #2 - metal-plastic
Liderul în țevile laminate pentru instalarea pardoselilor încălzite este metal-plastic. Din punct de vedere structural, materialul include cinci straturi.
Metalul crește rezistența liniei, reduce viteza de dilatare termică și acționează ca o barieră antidifuzie - blochează fluxul de oxigen către lichidul de răcire.
Caracteristici ale țevilor metal-plastic:
- conductivitate termică bună;
- capacitatea de a menține o anumită configurație;
- temperatura de funcționare cu păstrarea proprietăților – 110 °C;
- greutate specifică scăzută;
- mișcarea fără zgomot a lichidului de răcire;
- siguranța utilizării;
- rezistență la coroziune;
- durata de viață – până la 50 de ani.
Dezavantajul țevilor compozite este inadmisibilitatea îndoirii în jurul axei.Răsucirea repetată riscă să deterioreze stratul de aluminiu. Vă recomandăm să citiți tehnologie de instalare corectă țevi metal-plastic, care vor ajuta la evitarea deteriorării.
Opțiunea #3 - țevi de cupru
În ceea ce privește caracteristicile tehnice și operaționale, metalul galben va fi cea mai bună alegere. Cu toate acestea, cererea sa este limitată de costul ridicat.
Pe lângă faptul că sunt costisitoare, conductele de cupru prezintă un dezavantaj suplimentar - complexitatea instalare. Pentru a îndoi conturul veți avea nevoie de o mașină de presare sau îndoit țevi.
Opțiunea #4 - polipropilenă și oțel inoxidabil
Uneori, o ramură de încălzire este creată din țevi ondulate din polipropilenă sau oțel inoxidabil. Prima opțiune este accesibilă, dar destul de rigidă în îndoire - raza minimă este de opt ori diametrul produsului.
Aceasta înseamnă că țevile cu dimensiunea standard de 23 mm vor trebui plasate la o distanță de 368 mm una de cealaltă - o etapă de așezare crescută nu va asigura o încălzire uniformă.
Modalități posibile de aranjare a conturului
Pentru a determina consumul de conducte pentru amenajarea unei pardoseli încălzite, ar trebui să decideți asupra dispoziției circuitului de apă. Sarcina principală a planificării aspectului este de a asigura o încălzire uniformă, ținând cont de zonele reci și neîncălzite ale încăperii.
Metoda #1 - șarpe
Lichidul de răcire este furnizat sistemului de-a lungul peretelui, trece prin serpentină și revine la colector de distributie. În acest caz, jumătate din încăpere este încălzită cu apă caldă, iar restul cu apă răcită.
Când vă culcați cu un șarpe, este imposibil să obțineți o încălzire uniformă - diferența de temperatură poate ajunge la 10 ° C. Metoda este aplicabilă în spații înguste.
Șarpele dublu permite o tranziție mai ușoară a temperaturii. Circuitele înainte și invers sunt paralele între ele.
Metoda #2 - melc sau spirală
Aceasta este considerată schema optimă pentru a asigura încălzirea uniformă a pardoselii. Ramurile directe și inverse sunt așezate alternativ.
Pentru suprafețe mari, este implementată o schemă combinată. Suprafața este împărțită în sectoare și este dezvoltat un circuit separat pentru fiecare, conducând la un colector comun. În centrul camerei, conducta este așezată ca un melc, iar de-a lungul pereților exteriori - ca un șarpe.
Avem un alt articol pe site-ul nostru în care am discutat în detaliu scheme de instalare încălzire prin pardoseală și a oferit recomandări cu privire la alegerea opțiunii optime în funcție de caracteristicile unei anumite încăperi.
Metoda de calcul al conductei
Pentru a nu fi confuz în calcule, vă sugerăm să împărțiți soluția problemei în mai multe etape.În primul rând, este necesar să se estimeze pierderea de căldură a încăperii, să se determine etapa de așezare și apoi să se calculeze lungimea circuitului de încălzire.
Principii de proiectare a circuitelor
Când începeți calculele și creați o schiță, ar trebui să vă familiarizați cu regulile de bază pentru locația circuitului de apă:
- Este recomandabil să așezați țevi de-a lungul deschiderii ferestrei - acest lucru va reduce semnificativ pierderea de căldură a clădirii.
- Suprafața recomandată de acoperire a unui circuit de apă este de 20 de metri pătrați. m. În încăperile mari, este necesar să se împartă spațiul în zone și să se așeze o ramură de încălzire separată pentru fiecare.
- Distanța de la perete la prima ramură este de 25 cm. Pasul admisibil al țevilor în centrul încăperii este de până la 30 cm, de-a lungul marginilor și în zonele reci - 10-15 cm.
- Determinarea lungimii maxime a conductei pentru încălzirea prin pardoseală ar trebui să se bazeze pe diametrul serpentinei.
Pentru un circuit cu o secțiune transversală de 16 mm, nu este permisă mai mult de 90 m, limita pentru o conductă cu o grosime de 20 mm este de 120 m. Respectarea standardelor va asigura o presiune hidraulică normală în sistem.
Formula de bază cu explicații
Lungimea conturului podelei încălzite este calculată folosind formula:
L=S/n*1,1+k,
Unde:
- L — lungimea necesară a magistralei de încălzire;
- S – suprafata acoperita;
- n – etapa de așezare;
- 1,1 – factor standard de zece procente rezervă de îndoire;
- k – distanța colectorului față de podea – se ia în considerare distanța până la cablajul circuitului de alimentare și retur.
Zona de acoperire și pasul virajelor vor juca un rol decisiv.
Trebuie reținut că nu este recomandată plasarea conductelor de încălzire sub aparatele electrocasnice mari și mobilierul încorporat. Parametrii articolelor desemnate trebuie scăzuți din suprafața totală.
Pentru a selecta distanța optimă dintre ramuri, este necesar să se efectueze manipulări matematice mai complexe, care operează cu pierderea de căldură a încăperii.
Calcul de inginerie termică cu determinarea pasului circuitului
Densitatea conductelor afectează direct cantitatea de flux de căldură care emană din sistemul de încălzire. Pentru a determina sarcina necesară, este necesar să se calculeze costurile de căldură în timpul iernii.
Puterea sistemului de încălzire este determinată de formula:
M=1,2*Q,
Unde:
- M – performanta circuitului;
- Q – pierderea totală de căldură a încăperii.
Valoarea lui Q poate fi descompusă în componente: consumul de energie prin structurile de închidere și costurile cauzate de funcționarea sistemului de ventilație. Să ne dăm seama cum să calculăm fiecare dintre indicatori.
Pierderi de căldură prin elementele de construcție
Este necesar să se determine consumul de energie termică pentru toate structurile de închidere: pereți, tavane, ferestre, uși etc. Formula de calcul:
Q1=(S/R)*Δt,
Unde:
- S – aria elementului;
- R - rezistenta termica;
- Δt – diferența dintre temperatura din interior și exterior.
La determinarea Δt se folosește indicatorul pentru perioada cea mai rece a anului.
Rezistența termică se calculează după cum urmează:
R=A/Kt,
Unde:
- A – grosimea stratului, m;
- CT – coeficient de conductivitate termică, W/m*K.
Pentru elementele combinate ale unei structuri, rezistența tuturor straturilor trebuie însumată.
Am furnizat mai multe valori ale coeficientului de conductivitate termică pentru cele mai populare materiale de construcție în tabelul conținut în articolul următor.
Pierderi de căldură prin ventilație
Pentru a calcula indicatorul, se utilizează formula:
Q2=(V*K/3600)*C*P*Δt,
Unde:
- V – volumul camerei, metri cubi. m;
- K – cursul de schimb aerian;
- C – capacitatea termică specifică a aerului, J/kg*K;
- P – densitatea aerului la temperatura normală a camerei – 20 °C.
Rata de schimb de aer din majoritatea camerelor este egală cu unu. Excepția este pentru casele cu barieră internă de vapori - pentru a menține un microclimat normal, aerul trebuie reînnoit de două ori pe oră.
Capacitatea termică specifică este un indicator de referință. La temperatura standard fără presiune, valoarea este de 1005 J/kg*K.
Pierderea totală de căldură
Cantitatea totală de pierderi de căldură în cameră va fi egală cu: Q=Q1*1,1+Q2. Coeficientul 1.1 – o creștere a costurilor energetice cu 10% din cauza infiltrării aerului prin fisuri și scurgeri în structurile clădirilor.
Înmulțind valoarea obținută cu 1,2 obținem puterea necesară a pardoselii încălzite pentru a compensa pierderile de căldură. Folosind un grafic al fluxului de căldură în funcție de temperatura lichidului de răcire, puteți determina pasul și diametrul țevii adecvate.
Datele sunt relevante pentru podele încălzite pe o șapă de nisip-ciment cu o grosime de 7 mm, materialul de acoperire este plăci ceramice. Pentru alte condiții, valorile trebuie ajustate pentru a ține cont de conductibilitatea termică a finisajului.
De exemplu, la așezarea covorului, temperatura lichidului de răcire ar trebui să crească cu 4-5 °C. Fiecare centimetru suplimentar de șapă reduce transferul de căldură cu 5-8%.
Alegerea finală a lungimii conturului
Cunoscând pasul de așezare a bobinelor și zona acoperită, este ușor de determinat debitul conductelor. Dacă valoarea obținută este mai mare decât valoarea admisă, atunci este necesar să instalați mai multe circuite.
Este optim dacă buclele au aceeași lungime - nu este nevoie să reglați sau să echilibrați nimic. Cu toate acestea, în practică, este mai des necesară spargerea conductei de încălzire în diferite secțiuni.
Un exemplu specific de calcul al unei ramuri de încălzire
Să presupunem că trebuie să determinați parametrii circuitului termic pentru o casă cu o suprafață de 60 de metri pătrați.
Pentru calcul veți avea nevoie de următoarele date și caracteristici:
- dimensiuni camere: înălțime – 2,7 m, lungime și lățime – 10, respectiv 6 m;
- casa are 5 ferestre metal-plastic de 2 mp. m;
- pereți exteriori - beton celular, grosime - 50 cm, Kt = 0,20 W/mK;
- izolatie suplimentara perete – spuma de polistiren 5 cm, Kt=0,041 W/mK;
- material tavan – placa de beton armat, grosime – 20 cm, Kt=1,69 W/mK;
- izolatie mansarda – placi din spuma de polistiren de 5 cm grosime;
- dimensiunile ușii de la intrare - 0,9 * 2,05 m, termoizolație - spumă poliuretanică, strat - 10 cm, Kt = 0,035 W/mK.
În continuare, să ne uităm la un exemplu pas cu pas de efectuare a calculului.
Pasul 1 - calculul pierderilor de căldură prin elementele structurale
Rezistenta termica a materialelor de perete:
- beton celular: R1=0,5/0,20=2,5 mp*K/W;
- polistiren expandat: R2=0,05/0,041=1,22 mp*K/W.
Rezistența termică a peretelui în ansamblu este: 2,5 + 1,22 = 3,57 mp. m*K/W. Considerăm ca temperatura medie în casă să fie de +23 °C, temperatura minimă de afară este de 25 °C cu semnul minus. Diferența de indicatori este de 48 °C.
Calculul suprafeței totale a peretelui: S1=2,7*10*2+2,7*6*2=86,4 mp. m. Din indicatorul obținut este necesar să se scadă dimensiunea ferestrelor și ușilor: S2 = 86,4-10-1,85 = 74,55 mp. m.
Înlocuind indicatorii obținuți în formulă, obținem pierderea de căldură pe perete: Qc=74,55/3,57*48=1002 W
Rezistenta termica finala a tavanului este: 0,2/1,69+0,05/0,041=0,118+1,22=1,338 mp. m*K/W. Pierderile de căldură vor fi: Qp=60/1.338*48=2152 W.
Pentru a calcula scurgerea de căldură prin ferestre, este necesar să se determine valoarea medie ponderată a rezistenței termice a materialelor: geam dublu - 0,5 și profil - 0,56 mp. m*K/W respectiv.
Ro=0,56*0,1+0,5*0,9=0,56 mp*K/W. Aici 0,1 și 0,9 sunt proporția fiecărui material din structura ferestrei.
Pierderi de căldură la fereastră: Qо=10/0,56*48=857 W.
Tinand cont de termoizolatia usii, rezistenta termica a acesteia va fi: Rd=0,1/0,035=2,86 mp. m*K/W. Qd=(0,9*2,05)/2,86*48=31 W.
Pierderea totală de căldură prin elementele de închidere este: 1002+2152+857+31=4042 W. Rezultatul trebuie crescut cu 10%: 4042*1,1=4446 W.
Pasul 2 - căldură pentru încălzire + pierdere generală de căldură
Mai întâi, să calculăm consumul de căldură pentru încălzirea aerului de intrare. Volumul camerei: 2,7*10*6=162 metri cubi. m. În consecință, pierderea de căldură prin ventilație va fi: (162*1/3600)*1005*1,19*48=2583 W.
Conform acestor parametri ai încăperii, costurile totale de căldură vor fi: Q=4446+2583=7029 W.
Pasul 3 - puterea necesară a circuitului termic
Calculăm puterea optimă a circuitului necesară pentru a compensa pierderile de căldură: N=1,2*7029=8435 W.
În continuare: q=N/S=8435/60=141 W/mp.
Pasul 4 - determinarea pasului de așezare și a lungimii conturului
Valoarea rezultată este comparată cu graficul de dependență. Dacă temperatura lichidului de răcire în sistem este de 40 °C, atunci este potrivit un circuit cu următorii parametri: pas – 100 mm, diametru – 20 mm.
Dacă apa încălzită la 50 °C circulă în magistrală, atunci intervalul dintre ramuri poate fi mărit la 15 cm și poate fi folosită o țeavă cu o secțiune transversală de 16 mm.
Calculăm lungimea conturului: L=60/0,15*1,1=440 m.
Separat, este necesar să se țină cont de distanța de la colectoare la sistemul de încălzire.
După cum se vede din calcule, pentru a instala o podea cu apă va trebui să faceți cel puțin patru bucle de încălzire. Cum să așezați și să asigurați corect țevile, precum și alte secrete de instalare, noi revizuit aici.
Concluzii și video util pe această temă
Recenziile video vizuale vă vor ajuta să faceți un calcul preliminar al lungimii și pasului circuitului termic.
Alegerea celei mai eficiente distanțe între ramurile unui sistem de încălzire prin pardoseală:
Un ghid despre cum să aflați lungimea buclei podelei încălzite în uz:
Metoda de calcul nu poate fi numită simplă. În același timp, ar trebui luați în considerare mulți factori care afectează parametrii circuitului. Dacă intenționați să utilizați podeaua cu apă ca singura sursă de căldură, atunci este mai bine să încredințați această muncă profesioniștilor - greșelile în etapa de planificare pot fi costisitoare.
Calculați singuri materialul necesar al țevilor pentru podele încălzite și diametrul optim al acestora? Poate mai aveți întrebări pe care nu le-am acoperit în acest material? Întrebați-le experților noștri în secțiunea de comentarii.
Dacă sunteți specializat în calculul conductelor pentru amenajarea podelelor încălzite cu apă și aveți ceva de adăugat la materialul prezentat mai sus, vă rugăm să scrieți comentariile voastre mai jos sub articol.
Totul este bine descris, competent. Dar vreau să avertizez pe toți cei care urmează să facă o pardoseală caldă, trebuie să aleagă singuri acoperirea podelei potrivite. Nu știam, nu l-am citit nicăieri și am cumpărat cele mai obișnuite gresie. Și a început să crape. Pe măsură ce podeaua încălzită începe să funcționeze, apar noi fisuri. Tulburarea este completă. Poate că povestea mea va avertiza pe cineva și îl va ajuta să nu greșească.
Buna ziua. Motivul nu este faianta. Cel mai probabil, nu ați așteptat ca șapa sau adezivul pentru plăci să se usuce complet după instalare. Când porniți TP-ul, uscarea se accelerează, țigla trage și, în consecință, crapă. Temperatura nu este suficient de ridicată pentru a sparge plăcile ceramice. Aici este fie versiunea mea, fie versiunea cu plăci defecte. Nu există produse speciale pentru TP.
De asemenea, se poate ca adezivul să nu fi fost folosit pentru pardoseli încălzite.
Păcat că acest bilet nu mi-a atras atenția când plănuiam să fac o pardoseală încălzită în casa mea de la țară. Am avut încredere într-o echipă nu foarte bună de muncitori și au construit o ramură de încălzire din oțel inoxidabil.Și acum totul este așa cum ați descris dvs. - căldura este distribuită neuniform în camere, deoarece conductele sunt departe una de cealaltă. Va trebui să o refacem.