Výpočet tepla podlahového kúrenia na optimalizáciu činnosti vykurovacieho systému

Vymenovanie a výpočet tepla podlahového kúrenia

Nízkotlakový vykurovací okruh dokáže optimalizovať vykurovanie radiátormi alebo zabezpečiť rovnocenné vykurovanie domu a znížiť náklady na energiu.

Vykurovacie teleso a chladiaca kvapalina sú dizajnové prvky, ktoré rozlišujú medzi vodným a elektrickým podlahovým kúrením. Výkon elektrického podlahového kúrenia môžete vypočítať pomocou online kalkulačiek, ktoré sú zverejnené v špecializovaných službách na internete. V tomto článku sa bližšie pozrieme na účel a výpočet výkonu vodou ohrievaných podláh.

Stôl 1. Odporúčaný špecifický výkon vodného podlahového kúrenia na jednotku plochy:

Dizajnové prvky obytnej budovy		Výkon podlahového kúrenia, W / m2 (min / max)
Dodatočné (komfortné) kúrenie
Rok výstavby budovy - do roku 1996, klimatická oblasť - európska časť Ruska		80/120
Rok výstavby budovy - po roku 1996 (zlepšenie vonkajšej izolácie, izolácia suterénu a strechy, okná s dvojitým zasklením), klimatická oblasť - európska časť Ruska		50/80
V miestnostiach s drevenými podlahami (podklad a podklad)		80/80
Lodžie (balkóny), ktoré sú opatrené dvojitým zasklením a izoláciou		140/180
Hlavné kúrenie v dome
Kuchyne, obývacie izby na prvom a druhom poschodí (minimálne 3/4 vykurovanej plochy)		150/∞

Teplo Q (W), ktoré produkuje 1 meter štvorcový nízkotlakého vodného okruhu, je celkový tok sálavej (≈ 4,9 W / m²) a konvekčnej (≈ 6,1 W / m²) energie:

Q =

[α_l× (t_rod - t_Ok) + α_do× (t_rod - t_vzduch)] × S, (W), kde

α_l a α_do - sálavé a konvekčné energetické toky, W / m²;

t_rod - teplota podlahy, ° C;

t_Ok - teplota stien a stropu, ° C;

t_vzduch - izbová teplota, ° C;

S - užitočná plocha obrysu, m2.

Vysvetlenie schém 1 a 2 na výpočet teplej podlahy:

1 - podlahová doska; 2 - izolácia (expandovaný polystyrén); 3 - poter (hotová suchá zmes alebo cementovo-piesková malta); 4 - potrubie; 5 - samolepiaca kompenzačná páska; 6 - výstužná klietka alebo sieťovina (upevnenie); 7 - laminátová podlaha alebo lepiaca vrstva na dlaždice; 8 - dokončenie podlahovej krytiny; 9 - hydroizolácia; 10 - stena.

a - rozstup potrubia (0,15 ÷ 0,3 m); b - vzdialenosť od nosnej steny (0,3 m); c - hrúbka izolácie (0,02 ÷ 0,1 m); f - hrúbka výstužnej siete (0,04 ÷ 0,1 m); d - celková hrúbka poteru (0,03 ÷ 0,07 m); r, Dy - hrúbka steny a vnútorný priemer potrubia; g - hrúbka poteru nad potrubím (0,3 m); k je hrúbka podkladu alebo vrstvy lepidla na dlaždice (0,005 ÷ 0,01 m); h je hrúbka podlahovej krytiny (0,015 ÷ 0,025 m).

Výpočet podlahového vykurovania určuje spotrebu tepla bytového domu v súlade s regulačnými dokumentmi o tepelnej ochrane budov a stavebnej tepelnej techniky:

Q = (α_l + α_do) × S × (t_rod - t_vzduch), (W);

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

pri S = 1m², t_rod = Q / (α_l + α_do) + t_vzduch, (° C).

Keď sa izbová teplota ohreje o 1 stupeň, teplo z povrchu podlahy sa prenáša do vzduchu:

∆t = t_rod - t_vzduch = 1 ° C;

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

Ideálne podmienky, za ktorých je prenos tepla vodného okruhu na jeden meter štvorcový vykurovanej podlahy na ohrev vzduchu v miestnosti o 1 ° C 11 W / m². Čím vyššia je teplota v miestnosti, tým rýchlejšie sa miestnosť ohreje a tým nižšia bude spotreba energie nosiča tepla. Systém podlahového kúrenia je vhodnejší na zateplenie obytných budov s trvalým pobytom. Priemerná prípustná hodnota tepelných strát 65 W / m².

Na výpočet prenosu tepla teplou podlahou existujú špeciálne programy, ktoré možno nájsť v zdrojoch v sieti. Na objasnenie problému vám odporúčame oboznámiť sa s videom „Výpočet prestupu tepla pri podlahovom vykurovaní“.

Teplota nosiča tepla

Teplota vykurovacieho média v okruhu závisí od tepelného zaťaženia, rozstupu pokládky, priemeru potrubia, hrúbky poteru a materiálu podlahovej krytiny. Minimálne hodnoty teploty v obvode sa berú pre parketové dosky a výrobky z drobného dreva. Kachle, metlakhskaya, keramické dlaždice, porcelánové kameniny, mramor vydržia maximálnu povolenú teplotu nosiča tepla (55 ° C). Schémy nízkotlakového vykurovania, ktoré sa v praxi používajú, majú prevádzkový rozsah 45/35 ° C.

Hygienické normy určujú pohodlný (26 ° C) a prípustný teplotný limit pre ľudskú nohu:

• 28 ° C v obývacích izbách na trvalý pobyt;
• 35 ° C po obvode nosných stien bytového domu;
• 33 ° C pre kuchyne, kúpeľne a sanitárne miestnosti.

Podlahové kúrenie

Typ prekrytia ovplyvňuje materiály a výber hrúbky vrstvy nad a pod potrubím. Základom pre podlahové kúrenie sú cementové potery a podlahové systémy vyrobené z polystyrénu alebo drevených medzitrubkových dosiek. Hliníkový profil v moduloch regálov slúži ako izolácia dreva pred priamym kontaktom s vykurovacím telesom a na upevnenie rúr.

Súvisiaci článok:

Vodné podlahové kúrenie si urobte sami, video a popis postupu. Popis procesu inštalácie podlahy ohrievanej vodou. Jeho výhody a nevýhody, na rozdiel od iných typov systémov podlahového vykurovania. Výber materiálov. Video lekcie.

Potrubné obvody na betóne podlahové dosky usporiadať betónový poter v tele. Objem materiálu a výpočty montáže teplých podláh sa určujú po predbežnom vyznačení povrchu (hydraulické resp laserová úroveň). Dispozičný plán je realizovaný na papieri (mierka 1:50). Presnosť, s akou sa vykonáva výpočet, určuje spotrebu materiálu a rýchlosť práce.

Povrch očistený a ošetrený polymérnym základným náterom je vopred vyrovnaný, hydroizolácia sa vykonáva na pôdach a prvých poschodiach. Steny sú po obvode prilepené tlmiacou páskou do výšky, ktorá pôjde pod poter (s malou rezervou). Tepelnoizolačný materiál s fóliovou základňou chráni špecifický tok tepla smerom hore v danom smere. Strata tepla fóliou nepresahuje 5%.

Výstuž je položená na vrchu izolácie, rám dodáva tuhosť poteru a umožňuje dosiahnuť správnu fixáciu schodu. Slučka potrubia je rozložená, pripevnená, slučka je testovaná pod tlakom a naplnená roztokom poteru.

Ľahké modulárne systémy sa používajú pre drevené konštrukcie (podklad alebo guľatina), ktoré nie sú schopné odolávať vysokému statickému zaťaženiu.

Výpočty potrubí pre vodu ohrievanú podlahu (dĺžka, priemer, rozstup a spôsoby kladenia a potrubia)

Obmedzená dĺžka nízkotlakového vykurovacieho okruhu súvisí s účinkom „uzavretej slučky“, pri ktorom tlaková strata presahuje 20 kPa (0,2 bar). Zvýšenie výkonu čerpadla, v tomto prípade nie výstupu - odpor sa zvýši úmerne so zvýšením tlaku.

Odhadovaná dĺžka potrubí pre teplú podlahu je určená vzorcom:

L = (S / a × 1,1) + 2c, (m), kde

L - dĺžka obrysu, m;

S - plocha, obrys, m²;

a - krok kladenia, m;

1,1 - zväčšenie veľkosti kroku ohýbania (okraja);

2c - dĺžka prívodných potrubí od kolektora k okruhu, m.

Dôležité! Využiteľná plocha miestnosti zohľadňuje obrysovú plochu s pridaním polovice stúpania rúry.

Vykurovací okruh je položený vo vzdialenosti 0,3 m od stien. Berte do úvahy otvorenú podlahovú plochu, ktorá prenáša rovnomerný tok žiarenia. Odborníci neodporúčajú inštalovať vykurovací okruh na miestach, kde je umiestnený nábytok. Dlhodobé statické zaťaženie môže zdeformovať rúry.

Pri veľkej ploche miestnosti je vykurovací okruh rozdelený na sektory. Základné pravidlá zónovania sú pomer strán 1/2, vykurovanie plochy jedného sektoru nie viac ako 30 m² a zachovanie rovnakej dĺžky a priemeru pre reťaze jedného kolektora.

Tabuľka 2. Pomer dĺžok a priemerov obvodových potrubí:

Priemer, mm	Materiál potrubia	Odporúčaná dĺžka slučky, m
16	kov-plast	80 ÷ 100
18	zosieťovaný polyetylén	80 ÷ 120
20	kov-plast	120 ÷ 150

 

Priemer a rozstup potrubia závisí od tepelného zaťaženia, účelu, veľkosti a geometrie miestnosti. Zóna distribúcie tepla je úmerná polomeru potrubia. Rúra ohrieva časť podlahy na každej strane od stredu rúry. Vyvážený rozstup potrubí: Dy 16 mm - 0,16 m; 20 mm - 0,2 m; 26 mm - 0,26 m; 32 mm - 0,32 m.

V pasových údajoch o výrobkoch je uvedená maximálna priepustnosť potrubí, na základe ktorej sa počíta lineárna zmena tlaku. Optimálna hodnota rýchlosti chladiacej kvapaliny v potrubiach ohrev vody 0,15 ÷ 1 m / s.

Tabuľka 3. Závislosť kroku od plošného a sektorového zaťaženia:

Priemer, mm	Vzdialenosť pozdĺž osí (rozstup rúrok), m	Optimálne zaťaženie, W / m2	Celková (alebo rozdelená na časti) úžitková plocha priestorov, m2
16	0,15	80 ÷ 180	12
20	0,20	50 ÷ 80	16
26	0,25		20
32	0,30	menej ako 50	24

 

Možnosti kladenia potrubí: jednoduché, rohové alebo dvojité slučky (hady), špirály (slimáky). Pre úzke chodby a miestnosti nepravidelného tvaru sa používa hadie kladenie. Veľké plochy sú rozdelené do sektorov. Kombinované pokladanie je povolené: v okrajovej zóne je potrubie vyložené hadom, v hlavnej časti - slimákom.

Po obvode, bližšie k vonkajšej stene a blízko okenných otvorov, prechádza obrysový posuv. Rozstupy v okrajových zónach môžu byť menšie ako vzdialenosť medzi rúrkami v strednej časti miestnosti. Spojenie výstuží okrajovej zóny je potrebné na zvýšenie výkonu tepelného toku.

Dôležité! Ohýbanie rúrok o 90 ° v špirálovej schéme na pripojenie podlahy ohrievanej vodou znižuje hydraulický odpor menej v porovnaní s kladením do slučiek (had).

Pri výpočtoch potrubí pre podlahu ohrievanú vodou sa používajú priemery 16, 20, 26, 32 mm.

Pre systémy teplovodných podláh sa používajú potrubia z vlnitej lepenky, nehrdzavejúcej ocele, medi, kovoplastov a zosieťovaného polyetylénu. Zvlnenie rúry na podlahové vykurovanie sa stalo relatívne nedávnym javom, aby sa uľahčila inštalácia konštrukcie a znížili náklady na zväčšenie dĺžky sústružením.

Polypropylénové potrubie má veľký polomer ohybu, preto sa zriedka používa v systémoch podlahového vykurovania.

Podlahové krytiny

Druhy povrchovej úpravy podláh pre teplé podlahy: plniaca plocha, linoleum, laminát alebo parkety, dlaždice, keramické a metlahové dlaždice, mramor, žula, čadič a porcelánové kameniny.

Konštantná vlhkosť v miestnosti je kontraindikovaná pre drevené podlahy, preto sa nepoužíva v kúpeľniach s teplou podlahou.

Tabuľka 4. Tepelná vodivosť podlahových krytín:

Typ materiálu	Hrúbka vrstvy δ, m	Hustota γ, kg / m3	Súčiniteľ tepelnej vodivosti λ, W / (m ° ∁)
Izolované linoleum	0,007	1600	0,29
Dlaždice sú kachľové, metlakhskaya, keramické	0,015	1800 ÷ 2400	1,05
Laminát	0,008	850	0,1
Parketová doska	0,015 ÷ 0,025	680	0,15
Izolácia (ursa)	0,18	200	0,041
Cementovo-pieskový poter	0,02	1800	0,76
Železobetónová doska	0,2	2500	1,92

 

Čerpacie zariadenie na výpočty podlahového kúrenia

Zníženie teploty chladiacej kvapaliny vám umožňuje dosiahnuť efektívnu prevádzku obehových čerpadiel.

Okruh podlahového kúrenia je vodorovný a pokrýva veľkú plochu. Sila, ktorú obehové čerpadlo dodáva prietoku, sa vynakladá na prekonanie lineárneho a lokálneho odporu. Výpočet čerpadla pre podlahové kúrenie závisí od priemeru, drsnosti potrubia, tvaroviek a dĺžky okruhu.

Hlavným parametrom výpočtu je výkon čerpadla v nízkotlakom okruhu:

H = (P × L + ΣK) / 1 000, (m), kde

H je hlava obehového čerpadla, m;

P - hydraulická strata na bežný meter dĺžky (údaje o pase od výrobcu), pascal / meter;

L je maximálna dĺžka potrubí v okruhu, m;

K je účinník pre miestne odpory.

K = K1 + K2 + K3kde

K1 - odpor na adaptéroch a T-kusoch, pripojeniach (1,2);

K2 - odpor na ventiloch (1,2);

K3 - odpor na zmiešavacej jednotke vo vykurovacom systéme (1.3).

Stupeň výkonu obehového čerpadla je určený vzorcom:

G = Q / (1,16 × ∆t), (m³ / hod.), kde

Q je tepelné zaťaženie vykurovacieho okruhu (W);

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

--T - odvod tepla v systéme (pre nízkotlakové okruhy 5 ÷ 10 ° С).

Tabuľka 5. Závislosť výkonu jednotky na ploche vykurovaných priestorov (pre hydraulický výpočet teplej podlahy):

Podlahová plocha, m2		Výkon obehového čerpadla na podlahové kúrenie, m³ / h
80 ÷ 120		1,5
120 ÷ 160		2,0
160 ÷ 200		2,5
200 ÷ 240		3,0
240 ÷ 280		4,0

 

Užitočná rada! Výkon jednotky pozostáva zo súčtu nákladov všetkých obvodov. V prípade abnormálneho chladného počasia je potrebné zabezpečiť rezervu výkonu čerpadla 15 ÷ 20%.

Výpočet nákladov na podlahové kúrenie

Plynový kotol a podlahový hydraulický okruh spája rozdeľovač. Rovnomerný tok nosiča tepla je zabezpečený automatickou reguláciou pomocou vyvažovacích a termostatických ventilov. Spätný ventil chráni zmiešavaciu jednotku čerpadla.

Tabuľka 6. Prvky kompletnej sady teplých podláh:

Názov položky	Veľkosť a jednotka	Jednotková cena (RUB)
Vodeodolný	návin (1,5 × 50 m)	od roku 2000
Tlmiaca páska	25 m	od 500
Tieniaca tepelná izolácia (expandovaný polystyrén)	1 100 × 800 × 38 mm	769
Trúbka	16 ÷ 20 mm	50 ÷ 80
Betónový poter: cement suché zmesi	50 kg 25 kg	125 200
Zberateľská skupina sa zhromaždila	2 výstupy	4600
Čerpadlová a zmiešavacia jednotka: termostatická hlavica, vyvažovacie a termostatické ventily, obehové čerpadlo	nastaviť	od 20 000

 

Celkové náklady na podlahové vykurovanie sa určujú podľa plochy miestnosti, vybavenia, kvality materiálu a spôsobu práce. Šaržová formácia teplej podlahy poskytuje kompatibilitu prvkov a efektívne vykurovanie v teplotných rozsahoch. Továrenské vybavenie znižuje náklady na materiál o 1,5-2 krát.

Majiteľ domu môže vykonať výpočet podlahy ohrievanej vodou, inštalovať systém vlastnými rukami, ak má dostatočné zásoby vedomostí v oblasti tepelnej techniky, hydrauliky, materiálových vied a skúseností s vykonávaním inštalatérskych prác. Množstvo pozitívnych príkladov zo života je inšpiratívne. Každý by si však mal nosiť „svoje portfólio“, jeho vlastný domov nie je odrazovým mostíkom pre experimenty.