Расчеты труб для водяного теплого пола (длина, диаметр, шаг и способы укладки и трубы)
Ограниченная длина низконапорного отопительного контура связана эффектом «замкнутой петли», при котором потеря давления превышает 20 кПа (0,2 бара). Увеличение мощности насоса, в данном случае не выход — сопротивление будет возрастать пропорционально увеличению давления.
Теплые водяные полы лучше обустраивать в помещениях, где проживают постоянно, а не пользуются время от времени.
Расчетная длина труб для теплого пола определяется по формуле:
L = (S/a×1,1) + 2c, (м), где
L — длина контура, м;
S — площадь, контура, м²;
a — шаг укладки, м;
1,1 — увеличение размера шага на изгиб (запас);
2c — длина подводящих труб от коллектора до контура, м.
Обратите внимание! Полезная площадь помещения учитывает площадь контура с добавлением половины шага трубы. Схема обустройства теплого водяного пола в бетонной стяжке. Обогревательный контур прокладывают, отступив 0,3 м от стен
Обогревательный контур прокладывают, отступив 0,3 м от стен
Учитывают открытую площадь пола, которая передает равномерный поток излучения. Специалисты не рекомендуют монтировать отопительный контур в местах расстановки мебели. Длительная статическая нагрузка может стать причиной деформации труб
Обогревательный контур прокладывают, отступив 0,3 м от стен. Учитывают открытую площадь пола, которая передает равномерный поток излучения. Специалисты не рекомендуют монтировать отопительный контур в местах расстановки мебели. Длительная статическая нагрузка может стать причиной деформации труб.
При большой площади помещения отопительный контур разбивают на сектора. Основные правила зонирования — соотношение длин сторон 1/2, обогрев площади одного сектора не более 30 м² и соблюдение одинаковых длины и диаметра для цепей одного коллектора.
Температура теплоносителя в контуре теплого пола зависит от тепловой нагрузки, шага укладки, диаметра труб, толщины стяжки и материала напольного покрытия.
Соотношение длин и диаметров труб контура:
| Диаметр, мм | Материал трубы | Рекомендованная длина контура, м |
| 16 | металлопластик | 80 ÷ 100 |
| 18 | сшитый полиэтилен | 80 ÷ 120 |
| 20 | металлопластик | 120 ÷ 150 |
Диаметр и шаг трубной раскладки зависит от тепловой нагрузки, назначения, размера и геометрии комнаты. Зона распространения тепла пропорциональна радиусу трубы. Труба обогревает участок пола в каждую сторону от центра трубы. Сбалансированный шаг труб: Dy 16 мм — 0,16 м; 20 мм — 0,2 м; 26 мм — 0,26 м; 32 мм — 0,32 м.
Конструкция металлопластиковых труб для теплого водяного пола.
В паспортных данных изделий указывают максимальную пропускную способность труб, на основании которой вычисляют линейное изменение давления. Оптимальное значение скорости теплоносителя в трубах водяного отопления 0,15 ÷ 1 м/с.
Зависимость шага от площади и нагрузки сектора:
| Диаметр, мм | Расстояние по осям (шаг труб), м | Оптимальная нагрузка, Вт/м² | Общая (или разбитая на участки) полезная площадь помещения, м² |
| 16 | 0,15 | 80 ÷ 180 | 12 |
| 20 | 0,20 | 50 ÷ 80 | 16 |
| 26 | 0,25 | 20 | |
| 32 | 0,30 | меньше 50 | 24 |
Варианты укладки труб: простые, угловые или двойные петли (змейки), спирали (улитки). Для узких коридоров и помещений неправильной формы используют укладку змейкой. Большие площади разбивают на сектора. Допускается комбинированная укладка: в краевой зоне труба выкладывается змейкой, в основной части — улиткой.
Варианты укладки труб водяного теплого пола.
По периметру, ближе к наружной стене и возле оконных проемов, проходит подача контура. Шаг укладки в краевых зонах может быть меньше расстояний между трубами в центральной части комнаты. Подключение усилений краевой зоны необходимо для повышения мощности теплового потока.
Обратите внимание! Загиб труб на 90° в спиральной схеме подключения водяного теплого пола, снижает гидравлическое сопротивление меньше, в сравнении с укладкой петлями (змейкой). В расчетах труб для водяного теплого пола используют диаметры 16, 20, 26, 32 мм. В расчетах труб для водяного теплого пола используют диаметры 16, 20, 26, 32 мм
В расчетах труб для водяного теплого пола используют диаметры 16, 20, 26, 32 мм.
Укладка труб водяного теплого пола по спиральной схеме снижает гидравлическое сопротивление.
Для систем теплых водяных полов применяют гофрированный, нержавеющий стальной, медный, металлопластиковый, сшитый полиэтиленовый трубопровод. Гофрировать трубу для теплых полов стали относительно недавно для того, чтобы облегчить монтаж конструкции и сократить расход на поворотные увеличения длины.
Полипропиленовый трубопровод обладает большим радиусом изгиба, поэтому в системах теплых полов применяется редко.
Гофрированная труба из нержавеющей стали для обустройства водяного теплого пола.
Почему лучше использовать трубу с внешним диаметром 16 мм?
Для начала – почему рассматривается именно труба 16 мм?
Всё очень просто – практика показывает, что для «тёплых полов» в доме или квартире такого диаметра вполне достаточно. То есть сложно представить ситуацию, когда контур не справится со своей задачей. А значит — нет никаких действительно оправданных оснований применять более крупную, 20-миллиметровую.
Чаще всего в условиях обычного жилого дома для «теплых полов» с лихвой достаточно труб диаметром 16 мм
И, вместе с тем, применение именно 16-миллиметровой трубы дает ряд преимуществ:
- Прежде всего, она примерно на четверть дешевле 20-миллиметрового аналога. То же самое касается и всей необходимой фурнитуры – тех же фитингов.
- Такие трубы более просты в укладке, с ними можно, при необходимости, выполнить уплотненный шаг раскладки контура, вплоть до 100 мм. С 20-миллиметровой трубой и возни намного больше, и малый шаг – бывает просто невозможен.
Труба диаметром 16 мм проще укладывается и позволяет выдерживать минимальный шаг между соседними петлями
- Существенно уменьшается объем теплоносителя в контуре. Простой подсчет показывает, что в погонном метре 16-мм трубы (при толщине стенок 2 мм внутренний канал составляет 12 мм) вмещается 113 мл воды. А в 20-мм (внутренний диаметр 16 мм) — 201 мл. То есть разница – более 80 мл на всего один метр трубы. А в масштабах системы отопления всего дома — это в буквальном смысле слова выливается в очень приличное количество! И ведь надо обеспечить нагрев этого объема, что влечет, в принципе, неоправданные расходы на энергоносители.
- Наконец, труба с большим диаметр потребует и увеличения толщины бетонной стяжки. Хочешь – не хочешь, но минимум 30 мм над поверхностью любой трубы придётся обеспечивать. Пусть не кажутся смешными эти «несчастные» 4–5 мм. Тот, кто занимался заливкой стяжки, знает, что эти миллиметры оборачиваются десятками и сотнями килограмм дополнительного бетонного раствора — всё зависит от площади. Тем более что для трубы 20 мм рекомендуют слой стяжки делать даже толще – порядка 70 мм над контуром, то есть она получается чуть ли не вдвое толще.
Кроме того, в жилых помещениях очень часто «идет борьба» за каждый миллиметр высоты пола – просто из соображений недостаточности «простора» для наращивания толщины общего «пирога» системы подогрева.
Увеличение диаметра трубы неизменно ведет к утолщению стяжки. А это не всегда возможно, да и в большинстве случаев – совершенно невыгодно.
Труба 20-мм оправдана, когда необходимо выполнить систему подогрева пола в помещениях с высокой нагрузкой, с большой интенсивностью движения людей, в спортзалах и т.п. Там просто из соображений повышения прочности основания приходится применять более массивные толстые стяжки, для прогрева которых требуется и большая площадь теплообмена, что как раз и обеспечивает труба 20, и иногда даже и 25 мм. В жилых же помещениях прибегать к таким крайностям – нет никакой необходимости.
Могут возразить, что для того, чтобы «продавить» теплоноситель по более тонкой трубе придется наращивать мощностные показатели циркуляционного насоса. Теоретически, так оно и есть – гидравлическое сопротивление с уменьшением диаметра, понятно, возрастает. Но как показывает практика, большинство циркуляционных насосов вполне справляются с этой задачей
Ниже будет уделено внимание этому параметру – он также увязан с длиной контура. На то и проводятся расчеты, чтобы добиться оптимальных или, по крайней мере, приемлемых, вполне работоспособных показателей системы. Итак, остановимся на трубе именно 16 мм
Про сами трубы в этой публикации разговор вести не будем – на то есть отдельная статья нашего портала
Итак, остановимся на трубе именно 16 мм. Про сами трубы в этой публикации разговор вести не будем – на то есть отдельная статья нашего портала.
Далеко не все изделия подойдут для создания системы подогрева пола. Трубы вмуровываются в стяжку на многие годы, то есть к их качеству и эксплуатационным характеристикам предъявляются особые требования. Как подобрать трубы для системы водяного «теплого пола» — читайте в специальной публикации нашего портала.
Какие данные нужны для расчета?
Традиционный расчет контура выполняется для труб с диаметром 16мм, но схема для любого размера трубы остается той же: считаются по длине петли, по которым будет двигаться носитель тепла.
Собираются исходные данные:
- Желаемая температура над полом:
- Схема укладки контура;
- Расстояние между элементами трубопровода;
- Максимальная длина используемой трубы;
- Число используемых контуров с разной длиной;
- Возможность присоединения петель к одному насосу и коллектору, число такие соединений.
Расстояние между трубами в контуре
По периметру помещения контур с греющими элементами укладывается с шагом 0,1 м. В остальном пространстве принято считать шаг от 0,15 до 0,25м. Если превысить максимальный показатель, то при ходьбе владельца по напольному покрытию будет ощущаться сильная разница температур, что крайне неприятно.
Допустимая длина контура
Показатель зависит от параметров давления в петле и сопротивления гидравлики – их определяет количество теплоносителя, проходящего через определенный диаметр трубы за единицу времени.
Когда обустраивается тёплый пол, циркуляция воды в одной из петель нарушается, и восстановить ее не удается даже циркуляционным насосом. Теплоноситель оказывается запертым в контуре, остывает, снижает давление до 0,2 бар.
Специалисты рекомендуют следующие размеры в контуре:
- Петля из металлопластика в 16 мм диаметром может быть до 100 метров. Оптимальным значением считается 80 м;
- Трубы из полиэтилена диаметров в 18 мм могут образовывать петли до 120м (лучше 80…100м);
- Труба из металлопластика в 20мм диаметром допускает петли в 125 метров. Чем меньше будет в этом случае длина, тем надежнее и стабильнее прогнозируется работа системы.
Как рассчитать контуры с разной длиной?
Иногда теплый пол делается с несколькими контурами. В идеале они должны быть равны по длине, тогда балансировать систему не придется. На практике подобная схема практически неосуществима даже опытными специалистами.
Для расчета трубопровода в разных комнатах учитывается разница в длине каждого из контуров до 40%. Рекомендуется варьировать диаметры труб и менять шаг их укладки, что позволит компенсировать длины петель.
Возможность подсоединения к одному насосу и коллектору
Число подключаемых к коллектору и насосу петель можно узнать по мощности оборудования, трубам (диаметры и материал изготовления), числу контуров, метражу комнаты, а также материалу, из которого сделаны все конструкции ограждающего типа.
Самостоятельно с такими вычислениями справиться сложно, поэтому на этом этапе стоит привлечь профессионалов, у которых достаточно опыта и знаний в расчетах проектов теплых полов.
Как посчитать петлю?
После сбора исходных данных и определения оптимального варианта теплых полов, приступают к вычислению максимальной длины контура водяного теплого пола:
Площадь отапливаемой комнаты делится на шаг укладки, умножается на 1,1 (коэффициент учета 10% на загибы и повороты в трубопроводе). К итоговому значению добавляют длину труб от коллектора к системе теплого пола и в обратном направлении.
Подобные расчеты позволяют создать системы нагрева полов с достаточной мощностью для регулирования и поддержания заданной владельцем температуры в жилой комнате. Считая длину труб в нескольких контурах для большого дома, предполагая их соединение с одним коллектором, стоит обратиться к проектировщикам с опытом выполнения подобных работ.
Какая температура должна быть в комнатах частного дома?
Расчет длины трубопровода в теплых полах важен для скорости нагрева и достаточного выделения тепла. Внутри помещения должна поддерживаться стабильная температура, для чего теплоноситель прогревается до 60 градусов тепла. Если это значение будет превышено, то материалы коммуникаций могут пострадать.
Значения теплового комфорта для жилых помещений частного дома должны быть примерно следующие:
- В комнатах нужно поддерживать от 27 градусов до 29 градусов тепла;
- Коридор или прихожая (все проходные места) – 35 градусов тепла;
- Ванные и места с высокой влажностью – до 33 градусов тепла.
Если максимальная длина трубопровода составляет около 100 метров, то на подаче и обратке у котла-смесителя разница не должна быть более 5 градусов. Если число оказалось иным, значит, в контуре есть теплопотери, которые следует срочно устранить.
Инструкция по выбору мощности теплого пола с электроподогревом
Пред тем, как принимать окончательное решение об установке теплого пола с электрическим обогревом, следует выполнить несколько очень важных условий.
-
Сделать ревизию существующей в помещении электрической проводки и установленной защитной арматуры. Если нет специальных знаний и приборов, то настоятельно рекомендуется обратиться за помощью к профессионалам.
- Связаться с ответственными представителями энергокомпаний и поинтересоваться возможностью подключения дополнительных мощностей. Если технические возможности существующих сетей позволяют увеличить мощность, то придется обязательно сделать проект, в противном случае сложно получить полный официальный комплект документов.
- Внимательно проанализировать целесообразность монтажа полов с электрическим подогревом, обдумать вопрос подключения зонального счетчика. Мощность теплого пола во многом зависит от того, какую функцию он будет выполнять: основного или дополнительного источника тепла.
Важно понимать, что мощность электрического обогрева на квадратный метр отличается в зависимости от используемой технологии
Если с этими подготовительными работами все в норме, то можно приступать к расчету мощности теплого пола.
Шаг 1. Измерьте площадь помещения. Если высота нестандартная, то придется использовать специальные поправочные коэффициенты. К примеру, пусть площадь помещения равняется 18 м2 (длина 4,5 м, ширина 4 м).
Вначале измеряется площадь помещения
Шаг 2. Узнайте общую мощность электрических матов. Она зависит от использования теплых полов, если они будут основным источником обогрева помещения, то для одного квадратного метра требуется не менее 140 Вт. Если теплый пол служит как дополнение к главному отоплению или для увеличения комфортности пребывания в зданиях, то мощность может уменьшаться до значения 40–80 кВт/м2. В нашем случае теплый пол считается главным источником тепла, именно поэтому такая большая мощность требуется для обогрева одного квадратного метра помещения. Полная мощность равняется 2,52 кВт (18×140 Вт).
Расчет полной мощности
Шаг 3. Подсчитайте, какое количество пленки нужно покупать для одной комнаты. Перед этим ознакомьтесь с техническими данными от производителей оборудования, а именно – какая мощность одного квадратного метра пленки. Далее следует разделить общую мощность для подогрева пола на мощность квадратного метра материала. В нашем случае 2,52 кВт : 220 Вт/м2 = 11,45 м2. После округления в большую сторону получаем 11,5 м2, столько пленки надо для обустройства теплого пола в комнате площадью 18 квадратных метров.
Расчет необходимого количества ИК пленки
220 Вт/м кв. — это стандартная мощность пленки
140 Вт/м кв. рекомендуется для полов с финишным покрытием ламинатом, ковролином или линолеумом
Следует знать, что мощность нагрева полов из натуральных пиломатериалов нужно понижать – дерево не любит длительного нагрева, оно пересыхает и теряет свои первоначальные качества. Кроме того, из-за существенного уменьшения относительной влажности изменяются размеры деревянных элементов, что становится причиной появления трещин и неприятных скрипов во время ходьбы. Избавиться от скрипов очень трудно, придется делать капитальный ремонт настила, а иногда необходима полная его замена. Это не только дорого, но и очень долго, процесс сопровождается большим количеством мусора и пыли в жилых помещениях.
Пример укладки электрического теплого пола на кухне
По вышеописанному принципу можно рассчитать мощность всех электрических полов вне зависимости от того, какие нагреватели применяются: кабели, маты, стержни и т. д.
Способы установки системы теплый пол
Для правильного функционирования этой отопительной системы важна четкая последовательность слоев так называемого “пирога” теплого пола.
Тепловой контур укладывается на предварительно тепло- и гидроизолированную поверхность, а сверху заливается или засыпается цементной стяжкой, поверх которой укладывается финишное напольное покрытие. Вышеперечисленные слои – оболочка пирога – обязательны в обоих случаях. Они защищают систему от внешних воздействий и повышают ее КПД.
Теплые полы отличное решение для благоустройства своего жилья. Температура пола напрямую зависит от длины труб теплого пола, спрятанных в стяжке. Труба в полу укладывается петлями. Фактически из количества петель и их длинны и складывается общая длина трубы. Понятно, чем длиннее труба в одинаковом объеме, тем теплее пол. В этой статье поговорим об ограничениях на длину одного контура теплого пола.
Приблизительные расчетные характеристики для труб диаметром 16 и 20 мм составляют: 80-100 и 100-120 метров соответственно. Эти данные приведены приблизительно для примерных расчетов. Давайте более детально рассмотрим процесс монтажа и заливки теплых полов.
Последствия превышения длины
Разберемся к каким последствиям может привести увеличение длины трубы теплого пола. Одна из причин — это увеличение гидравлического сопротивления, которая создаст дополнительную нагрузку на гидравлический насос в результате которой он может выйти из строя или же просто может не справится с возложенной на него задачей. Расчет сопротивления состоит из многих параметров. Условий, параметров укладки. Материала применяемых труб. Вот три основных: длина петли, количество изгибов и тепловая нагрузка на нее.
Стоит заметить, что тепловая нагрузка с увеличением петли растет. Также увеличивается и скорость потока и гидравлическое сопротивление. По скорости потока есть ограничения. Он не должен превышать 0.5 м/с. Если мы превысим это значение могут возникнуть различные шумовые эффекты в системе трубопровода. Так же увеличивается основной параметр, ради которого и делается этот расчет. Гидравлическое сопротивление нашей системы. На него тоже есть ограничения. Они составляют 30-40 кП на одну петлю.
Следующая причина состоит в том, что при увеличении длинны трубы теплого пола возрастает давление на стенки трубы, вызывающие удлинение этого участка при нагревании. Трубе находящейся в стяжке некуда деваться. И она начнет сужаться в самом слабом месте. Сужение может вызвать перекрытие потока в теплоносителе. У труб, изготовленных из различного материала, разный коэффициент расширения. Например, у полимерных труб коэффициент расширения очень высок. Все эти параметры необходимо учитывать при монтаже теплого пола.
Поэтому заливать стяжку теплого пола необходимо с опрессованными трубами. Опрессовать лучше воздухом с давлением примерно в 4 бара. Таким образом, когда Вы заполните систему водой и начнете ее нагревать, трубе в стяжке будет где расширяться.
Оптимальная длина трубы
Учитывая все выше перечисленные причины с учетом поправок на линейное расширение материала труб возьмем за основу максимальную длину труб теплого пола на один контур:
Какая длина трубы теплого пола будет оптимальной? Давайте выясним оптимальную длину трубы теплого пола и какие могут быть последствия, если контур получится большей длины. Все в нашей статье
Как рассчитать водяной контур
Для начала нужно создать проект обогрева помещения, определить материал покрытия и температуру теплоносителя (около 55 °C). Для контроля распределения температуры устанавливаются два термометра – на входе, и на выходе теплоносителей. Разница в показаниях 5 — 10 °C говорит о правильности работы. Таким образом, температура основной зоны пола при правильно работающей системе обогрева не должна превышать 29 °C. А в санузлах и граничных зонах соответственно 35 и 33 °C.
Укладка труб
Для правильного монтажа труб используют следующие методы укладки: змейка (обычная, угловая или двойная) и улитка. Эффективнее будет комбинирование нескольких методов. К примеру, граничную зону уложить в форме змейки, а центральную — улиткой. Последнее больше подходит для объёмных помещений без геометрических изменений, а для сложных используется змейка.
Укладка труб производится с шагом, рассчитанным в проекте. Шаг укладки для граничных зон 10 см, а для основных может меняться в пределах от 15 до 30 см, но не более 30 см, это обусловлено чувствительностью перепада температур на участке пола.
Далее необходимо учитывать следующий момент, чем меньше шаг укладки, тем больше длина используемых труб. Посчитать, сколько метров трубы уйдет на метр квадратный пола, можно по формуле:
Для расчета длины труб по площади используется формула:
L = S / N,
где , S – это площадь утепляемого пола (м2), N – шаг укладки, L- соответственно, искомая длина трубы.
На практике в расчет по площади нужно добавить коэффициент 1,1 – запас длины на повороты, а также стоит прибавить длину участков до коллектора.
Максимальная длина контура
Длине петли прямопропорционально гидравлическое сопротивление и потери давления в контуре, которые обусловлены диаметром магистрали. Установлено, что при понижении давления на 20 кПа (0,2 бар) от рабочего, приводит к эффекту запертой петли. В результате циркуляция теплоносителя через трубы станет невозможна.
На практике оптимальная длина одной петли будет:
- из трубы диаметром 16 мм получится контур не более 100 м;
- при диаметре 20 мм максимальная длина петли будет до 125 м;
Допустимая минимальная длина контура может быть любой, но стоит помнить, что для упрощения балансировки насоса следует нарезать петли примерно одинаковой протяженности.
Мощность насоса
Немаловажным элементом системы является насос. Для его выбора необходимо рассчитать какой теплосъем с каждого квадратного метра получается в соответствии с проектом, далее нужно это значение умножить на количество квадратных метров в помещении, и получим суммарное значение.
Мощность насоса определяется способностью качать через себя объем теплоносителя за определённое время. Теперь остаётся сравнить суммарное значение с мощностью устанавливаемого насоса.
Рассчитаем длину контура
При проведении расчётов, по определению количества труб для укладки конструкции — водяной тёплый пол, следует учитывать такие моменты:
- суммарную площадь всех помещений;
- количество коллекторов;
- планировку помещения;
- размер оконных проёмов и дверей, через которые тепло может выходить;
- толщину стен;
- размещение мебели;
- влажность воздуха;
- предназначение комнат;
- наличие других отопительных систем.
Если исходить из среднего показателя, то на 1 м2 потребуется 5 погонных метров трубы, при укладочном шаге 20 см.
Для наиболее точного подсчёта размера трубопровода подойдёт формула:
где:
- S — площадь комнаты;
- N — шаг укладки;
- 1,1 — запас для осуществления поворотов.
К полученным данным следует добавить количество метров от пола до коллекторного шкафа и обратно.
Для наглядности рассмотрим процесс расчёта на примере:
- площадь комнаты — 15 метров;
- максимальное расстояние до коллекторного шкафа от пола — 4 метра;
- расстояние между труб — 0,15 мм;
Ещё один способ вычислить количество трубопровода — отразить схему укладки на миллиметровой бумаге. При этом, нужно обязательно соблюдать масштаб, и учитывать размер помещения.
После отражения всей системы на бумаге, нужно измерить длину всех змеевиков на чертеже при помощи линейки, и умножить данный результат на соответствующий масштаб.
