Výpočet tepla teplé podlahy pro optimalizaci provozu topného systému

Určení a výpočet tepla podlahového vytápění

Nízkotlaký topný okruh může optimalizovat radiátorové vytápění nebo zajistit ekvivalentní vytápění domácnosti a snížit náklady na energii.

Topné těleso a chladicí kapalina jsou konstrukční prvky, které rozlišují mezi vodním a elektrickým podlahovým vytápěním. Výkon elektrického podlahového vytápění můžete vypočítat pomocí online kalkulaček zveřejněných ve specializovaných službách na internetu. V tomto článku se blíže podíváme na účel a výpočet výkonu vodou ohřívaných podlah.

Stůl 1. Doporučený měrný výkon vodního podlahového vytápění na jednotku plochy:

Designové prvky obytné budovy		Výkon podlahového vytápění, W / m2 (min / max)
Dodatečné (komfortní) vytápění
Rok výstavby budovy - do roku 1996, klimatická oblast - evropská část Ruska		80/120
Rok výstavby budovy - po roce 1996 (lepší vnější izolace, izolace sklepů a střech, okna s dvojitým zasklením), klimatická oblast - evropská část Ruska		50/80
V místnostech s dřevěnými podlahami (podklad a podklad)		80/80
Loggias (balkony), které jsou opatřeny dvojitým zasklením a izolací		140/180
Hlavní vytápění domu
Kuchyně, obývací pokoje v prvním a druhém patře (minimálně 3/4 vytápěné plochy)		150/∞

Teplo Q (W), které produkuje 1 metr čtvereční nízkotlakého vodního okruhu, je celkový tok sálavé (≈ 4,9 W / m²) a konvekční (≈ 6,1 W / m²) energie:

Q =

[α_l× (t_Rod - t_OK) + α_na× (t_sex - t_vzduch)] × S, (W), kde

α_l a α_na - sálavé a konvekční energetické toky, W / m²;

t_Rod - teplota podlahy, ° C;

t_OK - teplota stěn a stropu, ° C;

t_vzduch - pokojová teplota, ° C;

S - užitečná plocha obrysu, m2.

Vysvětlení schémat 1 a 2 pro výpočet teplé podlahy:

1 - podlahová deska; 2 - izolace (expandovaný polystyren); 3 - potěr (hotová suchá směs nebo cementová písková malta); 4 - potrubí; 5 - samolepicí kompenzační páska; 6 - výztužná klec nebo síť (upevnění); 7 - laminátová podlaha nebo lepicí vrstva pro dlaždice; 8 - dokončovací podlahová krytina; 9 - hydroizolace; 10 - stěna.

a - stoupání potrubí (0,15 ÷ 0,3 m); b - vzdálenost od nosné stěny (0,3 m); c - tloušťka izolace (0,02 ÷ 0,1 m); f - tloušťka výztužné sítě (0,04 ÷ 0,1 m); d - celková tloušťka potěru (0,03 ÷ 0,07 m); r, Dy - tloušťka stěny a vnitřní průměr potrubí; g - tloušťka potěru nad trubkou (0,3 m); k je tloušťka podkladu nebo vrstvy lepidla na dlaždice (0,005 ÷ 0,01 m); h je tloušťka podlahové krytiny (0,015 ÷ 0,025 m).

Výpočet podlahového vytápění určuje spotřebu tepla bytového domu v souladu s regulačními dokumenty o tepelné ochraně budov a stavební tepelné technice:

Q = (α_l + α_na) × S × (t_Rod - t_vzduch), (W);

t_Rod = Q / [(α_l + α_na) × S] + t_vzduch, (° C);

při S = 1m², t_Rod = Q / (α_l + α_na) + t_vzduch, (° C).

Když se teplota v místnosti ohřeje o 1 stupeň, teplo z povrchu podlahy se přenáší do vzduchu:

=t = t_Rod - t_vzduch = 1 ° C;

Q = (α_l + α_na) × S × ∆t = (4,9 + 6,1) × 1 × 1 = 11 (W).

Ideální podmínky, za kterých je přenos tepla vodního okruhu na jeden metr čtvereční vytápěné podlahy pro ohřev vzduchu v místnosti o 1 ° C 11 W / m². Čím vyšší je teplota v místnosti, tím rychleji se místnost zahřeje a tím nižší bude spotřeba energie nosiče tepla. Systém podlahového vytápění je vhodnější pro zateplení obytných budov s trvalým pobytem. Průměrná přípustná hodnota tepelné ztráty 65 W / m².

Pro výpočet přenosu tepla teplé podlahy existují speciální programy, které lze nalézt na zdrojích v síti. Pro objasnění problému doporučujeme seznámit se s videem „Výpočet přenosu tepla při podlahovém vytápění“.

Teplota nosiče tepla

Teplota topného média v okruhu závisí na tepelném zatížení, rozteči pokládky, průměru potrubí, tloušťce potěru a materiálu podlahové krytiny. Minimální hodnoty teploty v okruhu se berou u parketových desek a drobných dřevěných výrobků. Kachle, metlakhskaya, keramické dlaždice, porcelánové kameniny, mramor vydrží maximální povolenou teplotu nosiče tepla (55 ° C). Schémata nízkotlakého vytápění, která se v praxi používají, mají provozní rozsah 45/35 ° C.

Hygienické normy určují pohodlný (26 ° C) a přípustný teplotní limit pro lidskou nohu:

• 28 ° C v obytných místnostech k trvalému pobytu;
• 35 ° C po obvodu nosných stěn obytné budovy;
• 33 ° C pro kuchyně, koupelny a sanitární místnosti.

Podlahové topení

Typ překrytí ovlivňuje materiály a výběr tloušťky vrstvy nad a pod trubkou. Základem podlahového vytápění jsou cementové potěry a podlahové systémy z polystyrenu nebo dřevěných mezitrubkových desek. Hliníkový profil v regálových modulech slouží jako izolace dřeva před přímým kontaktem s topným tělesem a pro upevnění trubek.

Související článek:

Vodní podlahové vytápění si udělejte sami, video a popis procesu. Popis procesu instalace podlahy ohřívané vodou. Jeho výhody a nevýhody, na rozdíl od jiných typů systémů podlahového vytápění. Výběr materiálů. Video lekce.

Okruhové potrubí na betonu podlahové desky uspořádat betonový potěr v těle. Objem materiálu a výpočty montáže teplých podlah se stanoví po předběžném značení povrchu (hydraulické nebo laserová úroveň). Dispoziční plán se provádí na papíře (měřítko 1:50). Přesnost, s jakou se výpočet provádí, určuje spotřebu materiálu a rychlost práce.

Povrch očištěný a ošetřený polymerním základním nátěrem je předem vyrovnán, hydroizolace je provedena na půdách a prvních podlažích. Stěny jsou po obvodu přilepeny tlumicí páskou do výšky, která půjde pod potěr (s malým okrajem). Tepelně izolační materiál s fóliovou základnou chrání specifický tepelný tok směrem nahoru v daném směru. Ztráta tepla fólií nepřesahuje 5%.

Výztuha je položena na izolaci, rám zajišťuje tuhost potěru a umožňuje dosáhnout správné fixace schodu. Trubková smyčka je rozložena, upevněna, smyčka je testována pod tlakem a naplněna potěrovým roztokem.

Lehké modulární systémy se používají pro dřevěné konstrukce (podklad nebo kulatiny), které nejsou schopné odolat vysokému statickému zatížení.

Výpočty potrubí pro podlahu ohřátou vodou (délka, průměr, rozteč a způsoby pokládky a potrubí)

Omezená délka nízkotlakého topného okruhu souvisí s efektem „uzavřené smyčky“, při kterém tlaková ztráta přesahuje 20 kPa (0,2 bar). Zvýšení výkonu čerpadla, v tomto případě nikoli výkonu - odpor se zvýší úměrně se zvýšením tlaku.

Odhadovaná délka potrubí pro teplou podlahu je určena vzorcem:

L = (S / a × 1,1) + 2c, (m), kde

L - délka obrysu, m;

S - plocha, obrys, m²;

a - krok pokládky, m;

1.1 - zvětšení velikosti kroku ohýbání (okraj);

2c - délka přívodního potrubí od kolektoru k okruhu, m.

Důležité! Užitná plocha místnosti zohledňuje obrysovou plochu s přidáním poloviny rozteče potrubí.

Topný okruh je položen ve vzdálenosti 0,3 m od stěn. Vezměte v úvahu otevřenou podlahovou plochu, která přenáší rovnoměrný tok záření. Odborníci nedoporučují instalovat topný okruh na místa, kde je umístěn nábytek. Dlouhodobé statické zatížení může deformovat potrubí.

U velké plochy místnosti je topný okruh rozdělen na sektory. Základní pravidla pro zónování jsou poměr stran 1/2, ohřev plochy jednoho sektoru o více než 30 m² a zachování stejné délky a průměru řetězů jednoho kolektoru.

Tabulka 2. Poměr délek a průměrů obvodových potrubí:

Průměr, mm	Materiál potrubí	Doporučená délka smyčky, m
16	kov-plast	80 ÷ 100
18	zesítěný polyethylen	80 ÷ 120
20	kov-plast	120 ÷ 150

 

Průměr a stoupání rozložení potrubí závisí na tepelném zatížení, účelu, velikosti a geometrii místnosti. Zóna distribuce tepla je úměrná poloměru trubky. Trubka ohřívá část podlahy na každé straně od středu trubky. Vyvážený rozestup trubek: Dy 16 mm - 0,16 m; 20 mm - 0,2 m; 26 mm - 0,26 m; 32 mm - 0,32 m.

Údaje o pasech produktů označují maximální průchodnost potrubí, na základě čehož se vypočítá lineární změna tlaku. Optimální hodnota rychlosti chladicí kapaliny v potrubí ohřev vody 0,15 ÷ 1 m / s.

Tabulka 3. Závislost kroku na ploše a zatížení sektoru:

Průměr, mm	Vzdálenost podél os (rozteč trubek), m	Optimální zatížení, W / m2	Celková (nebo rozdělená do sekcí) užitná plocha areálu, m2
16	0,15	80 ÷ 180	12
20	0,20	50 ÷ 80	16
26	0,25		20
32	0,30	méně než 50	24

 

Možnosti pokládání potrubí: jednoduché, rohové nebo dvojité smyčky (hadi), spirály (hlemýždi). U úzkých chodeb a místností nepravidelného tvaru se používá pokládání hadů. Velké plochy jsou rozděleny do sektorů. Kombinované pokládání je povoleno: v okrajové zóně je potrubí vyloženo hadem, v hlavní části - hlemýžďem.

Po obvodu, blíže k vnější stěně a poblíž okenních otvorů, prochází obrysový posuv. Rozteč pokládky v okrajových zónách může být menší než vzdálenost mezi trubkami ve střední části místnosti. Spojení výztuh okrajové zóny je nezbytné pro zvýšení výkonu tepelného toku.

Důležité! 90 ° ohyb trubek ve spirálovém schématu pro připojení podlahy ohřívané vodou snižuje hydraulický odpor méně ve srovnání s pokládáním do smyček (had).

Při výpočtech potrubí pro podlahu ohřátou vodou se používají průměry 16, 20, 26, 32 mm.

Pro systémy teplovodních podlah se používají potrubí z vlnité lepenky, nerezové oceli, mědi, kovoplastu a zesítěného polyethylenu. Zvlnění trubky pro podlahové vytápění se stalo relativně nedávným, aby se usnadnila instalace konstrukce a snížily se náklady na zvětšení délky soustružení.

Polypropylenové potrubí má velký poloměr ohybu, takže se zřídka používá v systémech podlahového vytápění.

Podlahové krytiny

Typy dokončovacích podlah pro teplé podlahy: plnicí plocha, linoleum, laminát nebo parkety, dlaždice, keramické a metlahové dlaždice, mramor, žula, čedič a porcelánové kameniny.

Konstantní vlhkost v místnosti je u dřevěných podlah kontraindikována, proto se nepoužívá v koupelnách s teplou podlahou.

Tabulka 4. Tepelná vodivost podlahových krytin:

Typ materiálu	Tloušťka vrstvy δ, m	Hustota γ, kg / m³	Koeficient tepelné vodivosti λ, W / (m ° ∁)
Izolované linoleum	0,007	1600	0,29
Dlaždice jsou obklady, metlakh, keramika	0,015	1800 ÷ 2400	1,05
Laminát	0,008	850	0,1
Parketová deska	0,015 ÷ 0,025	680	0,15
Izolace (ursa)	0,18	200	0,041
Cementový pískový potěr	0,02	1800	0,76
Železobetonová deska	0,2	2500	1,92

 

Čerpací zařízení pro výpočty podlahového vytápění

Snížení teploty chladicí kapaliny umožňuje dosáhnout efektivního provozu oběhových čerpadel.

Okruh podlahového vytápění je vodorovný a pokrývá velkou plochu. Síla, kterou oběhové čerpadlo dodává průtoku, se vynakládá na překonání lineárních a místních odporů. Výpočet čerpadla pro podlahové vytápění závisí na průměru, drsnosti potrubí, armatur a délce okruhu.

Hlavním parametrem výpočtu je výkon čerpadla v nízkotlakém okruhu:

H = (P × L + ΣK) / 1000, (m), kde

H je hlava oběhového čerpadla, m;

P - hydraulická ztráta na běžný metr délky (údaje o pasu od výrobce), pascal / metr;

L je maximální délka potrubí v okruhu, m;

K je účiník pro místní odpory.

K = K1 + K2 + K3kde

K1 - odpor na adaptérech a T-kusech, připojení (1,2);

K2 je odpor ventilů (1,2);

K3 - odpor na směšovací jednotce v topném systému (1.3).

Stupeň výkonu oběhového čerpadla je dán vzorcem:

G = Q / (1,16 × ∆t), (m³ / hod), kde

Q je tepelné zatížení topného okruhu (W);

1,16 - měrná tepelná kapacita vody (Wh / kgC);

--T - odvod tepla v systému (pro nízkotlaké okruhy 5 ÷ 10 ° С).

Tabulka 5. Závislost výkonu jednotky na ploše vytápěných prostor (pro hydraulický výpočet teplé podlahy):

Podlahová plocha, m2		Výkon oběhového čerpadla pro podlahové vytápění, m³ / h
80 ÷ 120		1,5
120 ÷ 160		2,0
160 ÷ 200		2,5
200 ÷ 240		3,0
240 ÷ 280		4,0

 

Užitečná rada! Výkon jednotky se skládá ze součtu nákladů všech obvodů. V případě abnormálního chladného počasí je nutné zajistit rezervu výkonu čerpadla 15 ÷ 20%.

Výpočet nákladů na podlahové vytápění

Plynový kotel a podlahový hydraulický obvod spojuje potrubí. Rovnoměrný tok tepelného nosiče zajišťuje automatická regulace pomocí vyvažovacích a termostatických ventilů. Zpětný ventil chrání směšovací jednotku čerpadla.

Tabulka 6. Prvky kompletní sady podlahového vytápění:

Název položky	Velikost a jednotka	Jednotková cena (RUB)
Hydroizolace	role (1,5 × 50 m)	od roku 2000
Tlumicí páska	25 m	od 500
Stínění tepelné izolace (expandovaný polystyren)	1100 × 800 × 38 mm	769
Trubka	16 ÷ 20 mm	50 ÷ 80
Betonový potěr: cement suché směsi	50 kg 25 kg	125 200
Sestavena skupina sběratelů	2 výstupy	4600
Čerpací a směšovací jednotka: termostatická hlavice, vyvažovací a termostatické ventily, oběhové čerpadlo	soubor	od 20 000

 

Celkové náklady na podlahové vytápění jsou určeny plochou místnosti, vybavením, kvalitou materiálu a způsobem práce. Dávková tvorba teplé podlahy zajišťuje kompatibilitu prvků a efektivní vytápění v teplotních rozsazích. Tovární zařízení snižuje náklady na materiál 1,5-2krát.

Majitel domu může provést výpočet podlah vytápěných vodou, nainstalovat systém vlastními rukama, pokud má dostatečné zásoby znalostí v oblasti tepelné techniky, hydrauliky, vědy o materiálech a zkušeností s prováděním instalatérských prací. Množina pozitivních příkladů ze života je inspirativní. Každý by si však měl nosit „vlastní kufřík“, jeho vlastní domov není odrazovým můstkem pro experimenty.