O cálculo do calor do piso quente é feito levando-se em consideração a perda de calor pelas estruturas de fechamento e a área útil das salas. Erros de cálculo afetam a operação do sistema, aumentam o consumo de energia e os custos de manutenção. Os erros são devidos ao uso de indicadores agregados. A eficiência do isolamento e estanqueidade das estruturas (fundação, paredes de suporte, tetos, tetos, vidros duplos, portas de entrada) garante um consumo econômico dos recursos energéticos do sistema aquecimento de piso de água.
Conteúdo
- 1 Nomeação e cálculo de aquecimento radiante
- 2 Temperatura do portador de calor
- 3 Bases de aquecimento por piso radiante
- 4 Cálculos de tubos para um piso aquecido a água (comprimento, diâmetro, passo e métodos de assentamento e tubos)
- 5 Revestimentos de piso
- 6 Equipamento de bombeamento para cálculos de aquecimento por piso radiante
- 7 Cálculo do custo do aquecimento por piso radiante
Nomeação e cálculo de aquecimento radiante
O circuito de aquecimento de baixa pressão pode otimizar o aquecimento do radiador ou fornecer aquecimento equivalente para a casa e reduzir os custos de energia.
O elemento de aquecimento e o líquido de arrefecimento são características de design que distinguem entre água e piso radiante elétrico. Pode calcular a potência de um aquecimento eléctrico de piso através de calculadoras online publicadas em serviços especializados na Internet. Neste artigo, examinaremos mais de perto a finalidade e o cálculo da potência dos pisos aquecidos a água.
Tabela 1. Potência específica recomendada de aquecimento de piso de água por unidade de área:
Características de design de um edifício residencial | Potência de aquecimento por piso radiante, W / m2 (mínimo máximo) | |
Aquecimento adicional (conforto) | ||
Ano de construção do edifício - até 1996, região climática - parte europeia da Rússia | 80/120 | |
Ano de construção do edifício - após 1996 (isolamento externo melhorado, isolamento do subsolo e do telhado, janelas com vidros duplos), região climática - a parte europeia da Rússia | 50/80 | |
Em quartos com piso de madeira (piso e contrapiso) | 80/80 | |
Loggias (varandas), equipadas com vidros duplos e isolamento | 140/180 | |
Aquecimento principal da casa | ||
Cozinhas, salas de estar no primeiro e segundo andar (pelo menos 3/4 da área aquecida) | 150/∞ |
Calor Q (W), que produz 1 metro quadrado de circuito de água de baixa pressão, é o fluxo total de energia radiante (≈ 4,9 W / m²) e convectiva (≈ 6,1 W / m²):
Q =
αeu e αpara - fluxos de energia radiante e convectiva, W / m²;
tgênero - temperatura do revestimento do piso, ° C;
tEstá bem - temperatura das paredes e do teto, ° C;
tar - temperatura ambiente, ° C;
S - área útil do contorno, m2.
Explicação dos esquemas 1 e 2 para calcular um piso quente:
|
|
O cálculo do aquecimento radiante determina o consumo de calor de um edifício residencial de acordo com os documentos regulamentares sobre proteção térmica de edifícios e engenharia térmica de construção:
Q = (αeu + αpara) × S × (tgênero - tar), (W);
tgênero = Q / [(αeu + αpara) × S] + tar, (° C);
em S = 1m², tgênero = Q / (αeu + αpara) + tar, (° C).
Quando a temperatura ambiente é aquecida em 1 grau, o calor da superfície do piso é transferido para o ar:
∆t = tgênero - tar = 1 ° C;
Q = (αeu + αpara) × S × ∆t = (4,9 + 6,1) × 1 × 1 = 11 (W).
As condições ideais em que a transferência de calor do circuito de água em um metro quadrado de piso aquecido para aquecer o ar na sala em 1 ° C é de 11 W / m². Quanto mais alta a temperatura da sala, mais rápido ela se aquecerá e menor será o consumo de energia do transportador de calor. O sistema de piso radiante é preferível para aquecer casas residenciais isoladas com residência permanente. A perda de calor média permitida é de 65 W / m².
Para calcular a transferência de calor de um piso quente, existem programas especiais que podem ser encontrados nos recursos da rede. Para esclarecer a questão, sugerimos que se familiarize com o vídeo "Cálculo da transferência de calor sob o piso radiante".
Temperatura do portador de calor
A temperatura do meio de aquecimento no circuito depende da carga térmica, do passo de aplicação, do diâmetro do tubo, da espessura da betonilha e do material do revestimento do piso. Os valores mínimos de temperatura no circuito são considerados para placas de parquete e pequenos produtos de madeira. Ladrilhos, metlakhskaya, ladrilhos de cerâmica, grés porcelânico, mármore podem suportar a temperatura máxima permitida do transportador de calor (55 ° C). Os esquemas de aquecimento de baixa pressão que são usados na prática têm uma faixa de operação de 45/35 ° C.
Os padrões sanitários definem um limite de temperatura confortável (26 ° C) e permissível para um pé humano:
- 28 ° C nas salas de residência permanente;
- 35 ° C ao longo do perímetro das paredes de suporte de um edifício residencial;
- 33 ° C para cozinhas, banheiros e salas sanitárias.
Bases de aquecimento por piso radiante
O tipo de sobreposição afeta os materiais e a escolha das espessuras da camada acima e abaixo do tubo. O aquecimento por piso radiante baseia-se em betonilhas de cimento e sistemas de pavimentação em poliestireno ou placas de madeira intertubulares. O perfil de alumínio nos módulos da estante serve como isolamento da madeira do contato direto com o elemento de aquecimento e para a fixação de tubos.
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Tubulação de circuito em concreto lajes de piso organizar uma mesa de concreto no corpo. O volume de material e cálculos de instalação de pisos quentes são determinados após a marcação preliminar da superfície (hidráulica ou nível de laser) O plano de layout é realizado em papel (escala 1:50). A precisão com que o cálculo é realizado determina o consumo de material e a velocidade de trabalho.
A superfície limpa e tratada com primer polimérico é previamente nivelada, é feita a impermeabilização dos solos e primeiros pisos. As paredes são coladas em todo o perímetro com uma fita amortecedora a uma altura que passa por baixo da betonilha (com uma pequena margem). O material de isolamento térmico com uma base de folha protege o fluxo de calor específico para cima em uma determinada direção. A perda de calor através da folha não excede 5%.
O reforço é colocado no topo do isolamento, a moldura confere rigidez à betonilha e permite obter a correta fixação do degrau. O contorno do tubo é traçado, fixado, o contorno é testado sob pressão e preenchido com uma solução de contrapiso.
Os sistemas modulares leves são usados para estruturas de madeira (pisos ou toras) que não têm a capacidade de suportar altas cargas estáticas.
Cálculos de tubos para um piso aquecido a água (comprimento, diâmetro, passo e métodos de assentamento e tubos)
O comprimento limitado do circuito de aquecimento de baixa pressão deve-se ao efeito “malha fechada”, em que a perda de pressão ultrapassa 20 kPa (0,2 bar). Um aumento na potência da bomba, neste caso não uma saída - a resistência aumentará em proporção ao aumento na pressão.
O comprimento estimado dos tubos para um piso quente é determinado pela fórmula:
L = (S / a × 1,1) + 2c, (m), onde
L - comprimento do contorno, m;
S - área, contorno, m²;
a - passo de assentamento, m;
1.1 - aumentando o tamanho do degrau de dobra (margem);
2c - o comprimento dos tubos de alimentação do coletor ao circuito, m.
Importante! A área utilizável da sala leva em consideração a área do contorno com a adição de metade do passo do tubo.
O circuito de aquecimento é colocado a uma distância de 0,3 m das paredes. Leve em consideração a área aberta do piso, que transmite um fluxo uniforme de radiação. Os especialistas não recomendam a instalação do circuito de aquecimento nos locais de colocação dos móveis. O carregamento estático prolongado pode deformar os tubos.
Com uma grande área da sala, o circuito de aquecimento é dividido em setores. As regras básicas de zoneamento são a relação de aspecto 1/2, aquecendo a área de um setor no máximo 30 m² e mantendo o mesmo comprimento e diâmetro para as correntes do mesmo coletor.
Mesa 2. A proporção dos comprimentos e diâmetros dos tubos do circuito:
Diâmetro, mm | Material de tubo | Comprimento de loop recomendado, m |
16 | metal-plástico | 80 ÷ 100 |
18 | polietileno reticulado | 80 ÷ 120 |
20 | metal-plástico | 120 ÷ 150 |
O diâmetro e o passo do layout do tubo dependem da carga de calor, finalidade, tamanho e geometria da sala. A zona de distribuição de calor é proporcional ao raio do tubo. O tubo aquece uma seção do chão em cada lado do centro do tubo. Espaçamento balanceado do tubo: Dy 16 mm - 0,16 m; 20 mm - 0,2 m; 26 mm - 0,26 m; 32 mm - 0,32 m.
Os dados do passaporte dos produtos indicam a vazão máxima dos tubos, com base na qual é calculada a variação linear da pressão. O valor ideal da velocidade do refrigerante nos tubos aquecimento de água 0,15 ÷ 1 m / s.
Tabela 3. Dependência do degrau da área e carga do setor:
Diâmetro, mm | Distância ao longo dos eixos (espaçamento do tubo), m | Carga ideal, W / m2 | Área útil total (ou dividida em seções) das instalações, m2 |
16 | 0,15 | 80 ÷ 180 | 12 |
20 | 0,20 | 50 ÷ 80 | 16 |
26 | 0,25 | 20 | |
32 | 0,30 | menos de 50 | 24 |
Opções de instalação de tubos: simples, canto ou duplo laço (cobras), espirais (caracóis). Para corredores estreitos e salas de forma irregular, a postura de cobra é usada. Grandes áreas são divididas em setores. A colocação combinada é permitida: na zona da borda, o tubo é disposto com uma cobra, na parte principal - com um caracol.
Em torno do perímetro, mais perto da parede externa e perto das aberturas das janelas, a alimentação do contorno passa. O espaçamento de colocação nas zonas de borda pode ser menor do que a distância entre tubos na parte central da sala. A conexão dos reforços da zona de borda é necessária para aumentar a potência do fluxo de calor.
Importante! Uma curvatura de 90 ° dos tubos em um esquema espiral para conectar um piso aquecido a água reduz menos a resistência hidráulica, em comparação com a colocação em laços (cobra).
Nos cálculos de tubos para piso aquecido a água, são usados diâmetros de 16, 20, 26, 32 mm.
Para sistemas de pisos de água quente, são utilizados tubos corrugados, de aço inoxidável, cobre, metal-plástico e polietileno reticulado. A ondulação do tubo para aquecimento de piso tornou-se relativamente recente a fim de facilitar a instalação da estrutura e reduzir o custo de torneamento de aumentos de comprimento.
A tubulação de polipropileno tem um grande raio de curvatura, por isso raramente é usada em sistemas de aquecimento por piso radiante.
Revestimentos de piso
Tipos de pisos de acabamento para pisos quentes: superfície de enchimento, linóleo, laminado ou parquet, ladrilhos, ladrilhos de cerâmica e metlakh, mármore, granito, basalto e grés porcelânico.
A humidade constante da divisão é contra-indicada para pavimentos de madeira, pelo que não é utilizada em casas de banho com pavimento quente.
Tabela 4. Condutividade térmica de revestimentos para pisos:
Tipo de material | Espessura da camada δ, m | Densidade γ, kg / m³ | Coeficiente de condutividade térmica λ, W / (m ° ∁) |
Linóleo isolado | 0,007 | 1600 | 0,29 |
As telhas são ladrilhadas, metlakh, cerâmicas | 0,015 | 1800 ÷ 2400 | 1,05 |
Laminado | 0,008 | 850 | 0,1 |
Tábua de parquet | 0,015 ÷ 0,025 | 680 | 0,15 |
Isolamento (ursa) | 0,18 | 200 | 0,041 |
Betonilha de cimento e areia | 0,02 | 1800 | 0,76 |
Laje de concreto armado | 0,2 | 2500 | 1,92 |
Equipamento de bombeamento para cálculos de aquecimento por piso radiante
A redução da temperatura do refrigerante permite que você obtenha uma operação eficiente das bombas de circulação.
O circuito do piso radiante é horizontal e cobre uma grande área. A força que a bomba circulante transmite ao fluxo é gasta na superação das resistências lineares e locais. O cálculo da bomba para o piso radiante depende do diâmetro, da rugosidade da tubagem, dos acessórios e do comprimento do circuito.
O principal parâmetro de cálculo é o desempenho da bomba no circuito de baixa pressão:
H = (P × L + ΣK) / 1000, (m), onde
H é a altura da bomba de circulação, m;
P - perda hidráulica por metro corrido de comprimento (dados do passaporte do fabricante), pascal / metro;
L é o comprimento máximo dos tubos no circuito, m;
K é o fator de potência para resistências locais.
K = K1 + K2 + K3Onde
K1 - resistência em adaptadores e tees, conexões (1,2);
K2 é a resistência nas válvulas (1,2);
K3 - resistência na unidade misturadora do sistema de aquecimento (1.3).
O grau de desempenho possuído pela bomba de circulação é determinado pela fórmula:
G = Q / (1,16 × ∆t), (m³ / hora), onde
Q é a carga de calor do circuito de aquecimento (W);
1,16 - capacidade calorífica específica da água (Wh / kgC);
∆t - remoção de calor no sistema (para circuitos de baixa pressão 5 ÷ 10 ° С).
Tabela 5. Dependência da potência da unidade na área das instalações aquecidas (para cálculo hidráulico do piso quente):
Área útil, m2 | Capacidade da bomba de circulação para piso radiante, m³ / h | |
80 ÷ 120 | 1,5 | |
120 ÷ 160 | 2,0 | |
160 ÷ 200 | 2,5 | |
200 ÷ 240 | 3,0 | |
240 ÷ 280 | 4,0 |
Conselho útil! A potência da unidade consiste na soma dos custos de todos os circuitos. Em caso de clima frio anormal, é necessário fornecer uma reserva de capacidade da bomba de 15 ÷ 20%.
Cálculo do custo do aquecimento por piso radiante
Aquecedor de água à Gas e um circuito hidráulico de piso conecta o manifold. Um fluxo uniforme do transportador de calor é fornecido por regulação automática, usando válvulas de balanceamento e termostáticas. A válvula de retenção protege a unidade de mistura da bomba.
Tabela 6. Elementos de um conjunto completo de piso radiante:
Nome do item | Tamanho e unidade | Preço unitário (RUB) |
Impermeabilização | rolo (1,5 × 50 m) | de 2000 |
Fita mais úmida | 25 m | de 500 |
Isolamento térmico de blindagem (poliestireno expandido) | 1100 × 800 × 38 mm | 769 |
Trompete | 16 ÷ 20 mm | 50 ÷ 80 |
Mesa de concreto: cimento misturas secas |
50 Kg 25 Kg |
125 200 |
Grupo coletor montado | 2 saídas | 4600 |
Bomba e unidade de mistura: cabeça termostática, válvulas de balanceamento e termostáticas, bomba de circulação | conjunto | de 20.000 |
O custo total do piso radiante é determinado pela área da divisão, equipamento, qualidade do material e método de trabalho. A formação de lotes de um piso quente fornece compatibilidade de elementos e aquecimento efetivo em faixas de temperatura. O equipamento da fábrica reduz o custo dos materiais em 1,5-2 vezes.
O dono da casa pode fazer um cálculo de pisos aquecidos a água, montar o sistema com as próprias mãos, se tiver conhecimento suficiente em engenharia térmica, hidráulica, ciência dos materiais e experiência na execução de trabalhos de canalização. A massa de exemplos positivos da vida é inspiradora. No entanto, todos devem levar "sua própria pasta", sua própria casa não é um trampolim para experimentos.