Установка теплого пола в квартире или частном доме начинается с расчета. Нагревательные трубы или кабели необходимо выбирать в соответствии с их удельной теплопроизводительностью и прокладывать через определенные промежутки времени. Опыт показывает, что нельзя полагаться только на опыт наемных строителей, а разрабатывать планы кладки самостоятельно. В следующем разделе объясняется, как рассчитать электромонтаж и теплый пол с использованием доступных методов расчета.
Выясняем потребную тепловую мощность
Чтобы рассчитать все параметры будущего теплого пола, будь то электрический или водяной, необходимо определить, сколько ватт тепла необходимо для обогрева помещения. Предлагаем рассчитать необходимую мощность обогрева максимально просто — по площади или объему помещения.
Кончик. Монтаж контуров теплого пола стоит недешево. Стоимость работ, включая материалы и аксессуары, колеблется в пределах 5-8 у.е. за квадратный метр (без установки котла и электромонтажа). Если вы собираетесь нанять бригаду мастеров и у вас нет проекта системы отопления, запросите у подрядчиков все расчеты, а затем сравните результаты.
В качестве примера возьмем контурный чертеж небольшого одноэтажного дома площадью 100 м² (внешний размер). Следует помнить, что зимой угловые помещения с яркими проемами и внешними стенами будут терять намного больше тепла, чем внутренние помещения — коридор, ванная и холл. Предлагаемая методика учитывает это:
- Найдите площадь каждой комнаты, измерив и умножив длину.
- Умножьте площадь комнат с одной внешней стеной и световым проемом на 0,1 кВт. Центральные помещения (в примере, холл, ванная и коридор) также относятся к этой категории.
- Помещения в углах здания потребуют больше тепловой энергии. Площадь комнаты с двумя внешними стенами и окном нужно умножить на 0,12 кВт (кухня и детская).
- Если в угловой комнате 2 и более оконных проема, площадь умножается на 0,13 кВт (гостиная и спальня на плане).
Результатом расчетов является требуемая тепловая мощность отопительных контуров или радиаторов в киловаттах для каждого помещения отдельно. С этими цифрами можно переходить к следующему этапу расчетов.
Внимание. Эти значения действительны для центральной зоны Российской Федерации и для Беларуси. Для квартир, выходящих на южную сторону, умножьте тепловую мощность на коэффициент 0,7. В северных регионах к результатам применяется множитель 1,5-2.
Вышеуказанная методика не подходит для помещений с потолками от 3 м и более. В этих случаях потребность в тепле возникает из-за того, что объем помещения умножается на 35, 40 или 45 Вт, в зависимости от внутренней планировки помещения. Подробные расчеты тепловой нагрузки представлены в отдельной статье.
Определение тепловой мощности исходя из объема помещений с потолками 3 м и более.
Расчет водяных греющих контуров
После определения тепловой мощности, которую должен обеспечить теплый пол в каждой комнате, следует рассчитать его основные параметры в следующем порядке:
- Определите расход теплоносителя, который обеспечит необходимую тепловую мощность контуров. Определите и откорректируйте температуру поверхности пола.
- Рассчитайте расстояние между контурами, а также температуру подачи и возврата.
- Найдите длину трубы в петле.
Прежде чем производить какие-либо дальнейшие расчеты, мы хотели бы предостеречь вас от использования теплых полов в качестве основной и единственной системы отопления. По мнению многих экспертов, в том числе Владимира Сухорукова, теплые полы должны работать вместе с обычными радиаторами по следующим причинам:
- водяные контуры нагревают приличную массу бетонной стяжки, поэтому они достаточно нейтральны и медленно реагируют на изменение температуры теплоносителя;
- Нагреватели хорошо подходят для ручного и автоматического регулирования, быстро реагируют на повышение или понижение температуры воды в сети;
- Чтобы обогреть комнату без радиаторов, трубы нужно нагреть поверхность до 28-33 ° С, что вызывает ощущение духоты в помещении;
- Соответственно, теплоноситель должен быть нагрет до температуры 50-55 ° С; экономичное распределение температуры для водяных полов составляет 45-35 ° C.
Оптимальное решение — теплый пол + установка радиатора.
Отсюда и рекомендация. Рекомендуется устанавливать теплый пол до комфортной температуры поверхности +26 ° С. Также рекомендуется установить радиаторную систему, которая может работать автономно, независимо от теплых полов. Таким образом воздух автоматически нагревается до желаемой температуры.
Если из-за удорожания строительства вы решили не устанавливать конвекционные обогреватели, вы можете воспользоваться приведенными ниже расчетами для определения размеров контуров, диаметра и уклона труб. Наш специалист по установке радиаторов объясняет:
Расход теплоносителя и температура покрытия
Предлагаемый метод расчета основан на графическом методе решения. Однако необходимо знать объем воды, протекающей по контуру за 1 час, чтобы правильно настроить расходомеры распределительного коллектора, выполнить гидравлические расчеты и подобрать циркуляционный насос по КПД.
Расход отопительной воды рассчитывается по формуле:
- G — требуемое значение расхода, единица измерения — кг / ч;
- Q — тепловая мощность на обогрев помещения (рассчитанная в предыдущем пункте), Вт;
- Δt — разница температур подачи и возврата, обычно 10 ° C в случае теплого пола.
Пример. Жилая комната 15,75 м2 требует 15,75 х 130 = 2048 Вт тепла. Часовой расход нагретой воды G = 0,86 х 2048/10 = 176,13 кг / час.
Чтобы определить температуру поверхности пола, важно знать ее тип, так как плитка, линолеум и деревянные полы (ламинат) по-разному передают тепловой поток. Предполагая, что пол из линолеума планируется в вышеупомянутой гостиной, обратимся к номограмме, которая отражает следующие параметры:
- разница между средней температурой теплоносителя и температурой воздуха в жилом помещении;
- единичное тепловыделение с 1 м² этажа;
- соответствующая температура поверхности;
- таблицы для шага труб от 10 см до 35 см.
Алгоритм следующий: найдите тепловую мощность на квадратный метр, проведите горизонтальную линию и найдите обогрев поверхности.
Чтобы узнать, насколько нагревается пол, выбираем номограмму линолеума. Посмотрим на тепловыделение — в гостиной оно превышает 120 Вт / м², что соответствует температуре 31 ° C. Ранее мы определили, что это значение завышено, и использовали для расчетов оптимальное значение 26 ° C. Тогда удельная тепловая мощность q составит 68 Вт / м².
Недостаток тепла, компенсируемого радиаторами, подсчитать несложно. В этом примере умножьте найденное значение q на площадь гостиной и вычтите полученное число из ранее рассчитанного значения мощности: 2048 Вт — 68 Вт / м² x 15,75 м² = 977 Вт.
Соответственно меняется количество теплоносителя, потребляемого системой пола. Это снижается до 0,86 x 1071/10 = 92,1 кг / ч.
Внимание. Подобные готовые схемы имеются и для других типов полов — керамогранита, ламината и толстого паркета, номограммы которых приводятся по ходу статьи. В случае сухих полов с подогревом в деревянных потолках руководствуйтесь схемами для керамической плитки.
Шаг укладки и температура воды
Для теплого пола в частных домах и квартирах обычно устанавливают трубы 16 х 2 мм (DN10) из пластика или сшитого полиэтилена. Представленные номограммы были специально разработаны для этих пластиков.
На примере гостиной двухэтажного дома выберите высоту установки:
- По той же номограмме, что и для синтетического пола (линолеума), выберите график с расстоянием 15 см.
- От точки пересечения графика с зеленой линией, падающей на шкалу температурных перепадов, получаем tn = 19 ° C.
- Найти среднюю температуру охлаждающей жидкости tcp по формуле:
Здесь обозначение tv указывает на желаемую температуру воздуха в гостиной, примем +22 ° C. Рассчитайте tcp: 19 + 22 = 41 ° C. Учитывая, что разница температур подачи и возврата Δt составляет 10 градусов, график температуры легко рассчитать: 41 ± 5 = 46/36 ° C.
Примечание: при использовании большего расстояния между трубами отопления (например, 20 см) теплоноситель необходимо нагреть больше. Шнур питания необходимо хранить при температуре 48 ° C, а обратный шнур — при 38 ° C.
Благодаря прохождению через толстый паркет значительно снижается теплоотдача. Схема показывает, что невозможно расположить трубы с большими интервалами.
Проведенные расчеты температурной диаграммы помогают в правильном выборе трехходового смесительного клапана, который следует установить на коллекторе водяного отопления. Когда возвратная вода из контуров остынет до 36 градусов, она смешается с горячей водой из газового (или другого) котла. Когда она достигнет 46 ° C, клапан закроет приток, и насос заставит воду в контуре вращаться, пока она снова не остынет.
Длина трубы и окончательные результаты
Обозначив интервал прокладки петель латинской буквой б и переведя единицы в метры, рассчитайте длину трубы по формуле:
Буква F обозначает площадь комнаты в квадратных метрах. Длина трубы в жилом помещении в нашем примере L = 15,75 м² / 0,15 м = 105 м. Здесь возникает следующая проблема: для того, чтобы бетонный монолит нагрелся равномерно, длина окружности не должна превышать 100 м. , а гидравлическое сопротивление — 20 кПа. В гостиной необходимо 105 м плюс длина труб для подключения отопительного контура к гребенке.
Важная заметка. Перед тем как произвести расчеты, нужно нарисовать схематический чертеж дома и выделить место под распределительный шкаф. На фото полоса обогрева расположена в коридоре — расстояние до всех комнат более-менее одинаковое.
Труба длиной более 100 метров разделена на 2 нагревательные секции.
Как решить проблему длинных труб:
- Разделите гостиную на 2 отопительных контура равного размера.
- Определить длину одной трубы с учетом подключения к коллектору — (105 + 5) / 2 = 55 м.
- Между двумя монолитами сделайте компенсационный шов, который позволит панелям расширяться в результате нагрева, не повреждая друг друга.
Защита труб, проходящих через щель между двумя стяжками, крышкой
Чтобы правильно закрепить 2 доски с помощью компенсаторов, внимательно ознакомьтесь со схемой ниже. Основание и пенопласт у монолитов общие, отделена только верхняя часть «пирога» — стяжка с трубами внутри.
Кончик. Если длина контуров не превышает 60 метров, рекомендуется установить термоголовку RTL в коллекторе теплого пола вместо дополнительного насоса и трехходового клапана. Этот элемент ограничивает обратный поток до тех пор, пока не будет достигнута расчетная температура теплоносителя (в данном примере 36 ° C).
На плане схематично показан наиболее эффективный способ укладки труб: спиральный. Деформационные швы выполняются между досками и на входах в помещения.
Осталось рассчитать параметры контуров пола в остальных комнатах одноэтажного дома. Допустим, спальня и детская комната облицованы ламинатом, а кухня облицована керамической плиткой. Воспользуйтесь номограммами для вышеперечисленных напольных покрытий, произведите расчеты и занесите результаты в общую таблицу.
Внимание. Температура пола в детских комнатах ограничена до 24 ° C в соответствии с санитарными правилами. Предлагаемая методика расчета опубликована в книге В. Покотилова «Системы водяного отопления», изданной в 2008 году.
Ванную комнату следует отапливать с помощью кабеля сопротивления или ковриков, так как люди не находятся в этой комнате все время. О том, как рассчитать электрические теплые полы, читайте ниже. Если такие расчеты кажутся вам слишком сложными, воспользуйтесь программами ведущих производителей отопительных приборов — Valtec, Herz Armaturen. Инструкция по эксплуатации показана на видео:
Особенности электрических напольных систем
Технология подготовки и укладки ТЭНов отличается от таковой для водяных контуров и зависит от типа выбранных ТЭНов:
- Кабели сопротивления, стержни из углеродного волокна и кабельные коврики можно укладывать «всухую» (непосредственно под напольное покрытие) и «мокро» (под стяжкой или клеем для плитки);
- Изображенную на фото инфракрасную углеродную фольгу лучше использовать в качестве основы под покрытие без заливки стяжки, хотя некоторые производители допускают укладку под керамическую плитку.
Для справки. Саморегулирующиеся стержневые системы представляют собой нагревательные элементы из углеродного волокна, соединенные параллельно двумя проводниками. Если один из стержней сгорит, остальные элементы увеличат мощность обогрева и продолжат обогревать помещение.
Электронагревательные элементы имеют 3 характеристики:
- равномерная тепловая мощность по всей длине;
- интенсивность нагрева и температура поверхности контролируются термостатом, управляемым датчиками;
- непереносимость перегрева.
Последняя особенность — самая неприятная. Если на часть периметра задвинуть мебель без ножек или стационарных устройств, теплообмен с окружающим воздухом будет нарушен. Кабельные и фольговые системы перегреваются и служат недолго. Все нюансы этой проблемы объясняются в этом видео:
Саморегулирующиеся штанги переносят подобные вещи спокойно, но тут начинает действовать другой фактор — покупать и ставить под мебель дорогие угольные обогреватели не рационально.
Подбор кабельных и пленочных нагревателей
За счет вышеперечисленных моментов расчет электрического обогрева несколько упрощается, параметры кабельного теплого пола определяются следующим образом:
- Подсчитайте количество тепла, необходимое для обогрева данной комнаты (см. Главу 1).
- Прорисовывает планировку комнаты с расположением стационарной мебели и техники. Масштабируйте чертеж до реальных размеров шкафов, стиральных машин и т. д.
- Рассчитайте свободную площадь комнаты, вычтя из нее площадь, занимаемую людьми.
- Выявленное ранее количество тепла следует распределить по оставшейся поверхности. Чтобы получить тепловую мощность от 1 м², необходимо разделить потребляемую мощность на свободную площадь.
- Кабели и маты сопротивления с тепловой мощностью 9-25 Вт / м продаются фиксированной длины. Выбирайте нагревательный элемент из каталога производителя в зависимости от необходимой тепловой мощности.
- Разделите квадрат свободной площади на длину выбранного изделия — вы будете знать расстояние между кабелями.
Схема электрического теплого пола
Пример одноэтажного дома с полезной площадью 6 м², из которых 2,5 м² занимают ванна, умывальник и шкаф. Размер свободного помещения — 3,5 м2, требуемая мощность нагрева — 600 Вт. От известного бренда Devi был выбран двухжильный нагревательный кабель DEVIflex 18T длиной 37 метров и тепловой мощностью 622 Вт. 3,5 м2 на 37 метров, получаем падение 0,095 м с округлением до 10 см.
Внимание. Подобрать кабельные коврики еще проще — производитель указывает площадь, занимаемую нагревательным элементом. В ванной комнате подойдет DEVImat 200T мощностью 635 Вт, который рассчитан на площадь 3,45 м2.
Аналогичным образом рассчитывается и подбирается фольгированный утеплитель для размещения под полом. Небольшая деталь: при прокладке кабеля из углеродной фольги или резистивного кабеля в жилом помещении следует делать отступ от перегородок не менее 150 мм. Эти полосы вдоль стен тоже придется вычесть из общей площади. На лоджиях, балконах и ванных комнатах это углубление равно монтажному шагу (в примере 10 см).
Заключение
Приведенный выше метод расчета не учитывает изоляцию теплого пола на земле или плите перекрытия. Причина проста: теплоизоляция должна присутствовать в любом случае, на земле — 10 см пенопласта или плотной минеральной ваты, над плитой — 20 мм экструдированного пенополистирола. Расчет точного материала и толщины утеплителя — задача для отдельной публикации.
Если расчеты кажутся вам слишком сложными, попробуйте использовать онлайн-инструменты — калькуляторы, размещенные на разных сайтах. Однако следует помнить, что результаты расчетов следует проверять с помощью специализированных программ или предлагать графический метод. Пример программного обеспечения Herz Armaturen показан на видео.
