Как рассчитать водяной теплый пол?

Теплопотери что это и где их взять

Расчет теплого пола делают по каждому помещению, в котором он будет уложен. Основан он на том, что вы знаете теплопотери дома в целом и в каждом помещении конкретно. Теплопотери — это то количество тепла, которое требуется возместить, чтобы поддерживать определенную/желаемую температуру. Теплопотери зависят от толщины и материала стен, от типа окон/дверей, от того как сделан пол, отапливаемое внизу помещение или нет, какой потолок, чердак, как это все утеплено. В общем, критериев масса. Учитывается все это в теплотехническом расчете.

Количество тепла для поддержания нужной температуры очень зависит от материала наружных стен и утепления

Теплотехнический расчет можно сделать самостоятельно (есть достаточное количество калькуляторов, методик), можно заказать в строительной организации. Для примерных прикидок можно воспользоваться усредненными нормами. Так считают, что для отопления одного квадратного метра в Средней полосе России требуется 100 Вт на квадратный метр площади. Это при условии, что утепление — среднее, высота потолков — 2,2-2,7 м, наружных стен не более чем две.

Примерные теплопотери для разных технологий строительства

Если утепление ниже среднего или потолки выше, регион более северный — эти показатели приводят к увеличению теплопотерь. Соответственно, наоборот, чем менее суровые зимы и лучше утепление, тем меньше требуется тепла. Подкорректировав таким образом норму, можно сделать более-менее точный расчет теплого пола, но всегда лучше взять с запасом — чтобы не мерзнуть.

Как выбрать и рассчитать трубы

Прежде, чем начать самостоятельные работы по сооружению гидропола, следует правильно выбрать вид труб и рассчитать оптимальный размер диаметра.

Трубы для теплого пола. Рекомендации специалистов // FORUMHOUSE

Watch this video on YouTube

Виды труб

Сегодня выпускается большое количество видов труб,  предназначенных для укладки в водяные тёплые полы, они изготавливаются из различного материала.

Профессионалы советуют при самостоятельном монтаже, отдавать предпочтение полиэтиленовым трубам сшитого типа PEX или PERT. Идеальный вариант — PE-Xa, имеющие наибольшую плотность сшивки (85%).

Это даёт возможность использовать аксиальные фитинги, имеющие надвижной конец, их можно смело монтировать в бетонную конструкцию. Кроме того, в случаи залома таких труб, не сложно вернуть им первоначальную форму с помощью строительного фена, нагрев участок излома.

Читайте статью: бывают ситуации, когда необходимо соединить трубы между собой в стяжке, пробили трубопровод или нужно его удлинить — узнайте как это сделать.

В контурах PERT отсутствует свойство памяти, поэтому его допустимо применять лишь с цанговыми фитингами, которые не рекомендуется скрывать в стяжку. Но если система смонтирована из цельных труб, то соединительные узлы будут только на коллекторе, и такой вид труб вполне подойдёт.

Специалисты рекомендуют использовать при монтаже водяных систем модель PE-Xa или PERT со слоем поливенилэтиленом, который бывает снаружи или внутри. Лучше устанавливать трубы с внутренним слоем EVOH.

Кроме того, часто устанавливаются металлопластиковые трубы — цена не дорогая и они не сложны в монтаже. Есть медные трубопрокатные изделия, которые дороже по стоимости, и требуют защиту при заливке бетонного раствора от щелочного воздействия.

Ещё один вид труб, рекомендованных для тёплых полов — композитные. Состоят из двух слоёв сшитого полиэтилена с фольгой между ними. Наличие неоднородного материала, который имеет разный коэффициент расширения при нагревании, может вызвать расслоение контура.

При выборе модели, необходимо учитывать:

• бренд (Rehau, Tece, KAN, Uponor) — это гарантия качества;
• маркировку;
• сертификат соответствия на продукцию;
• учитывать коэффициент теплового расширения труб;
• стоимость комплектующих необходимых при монтаже.

Расчёт размера труб

Для водяных полов выпускаются три основные размера труб: 16*2, 17*2 и 20*2 мм. Наиболее популярные размеры для монтажа 16*2 и 20*2.

Перед приобретением нагревательного контура следует провести расчет размера. Если вы не уверены, что сможете сами сделать его правильно, лучше доверьте это профессионалам. Для этого, требуется определиться:

• со схемой расположения водяного тёплого пола;
• с участками пола, где будет размещаться мебель, и монтироваться сантехника  (трубы под мебелью не устанавливаются).

Изделие с диаметром 16 мм, должно иметь контур длиной не больше 100 метров, при 20 мм — 120 м. То есть, каждый должен занимать максимум 15 кв. м, иначе давление в системе будет недостаточное.

Если помещение большой площади, оно делится на несколько контуров. Они должны иметь одинаковый размер, разница допускается в приделах 15 метров. При наличии хорошей теплоизоляции, стандартный укладочный шаг — 15 см, допустимо уменьшить его до 10 см.

При укладочном шаге:

• 15 см — потребуется 6,7 метров нагревательного элемента на 1 кв, м;
• 10 см — 10 м.

Кроме того, при расчёте размера водяного пола учитываются теплопотери, мощность системы, материал труб, перекрытий и полового покрытия.

Стандартная формула определения размера контура — обогреваемую площадь в м. кв. нужно разделить на шаг укладки в метрах. К данному показателю добавить размер завитков и расстояние до коллектора.

Данные для расчётов

Расчёты и проектирование базируются на нескольких характеристиках помещения, а также выборе варианта отопления — основное или дополнительное. Немаловажными показателями являются тип, конфигурация и площадь помещения, в котором запланирован монтаж такого вида отопительной системы. К оптимальному варианту относится использование поэтажного плана с указанием всех необходимых для расчётов параметров и размеров. Допускается самостоятельное выполнение максимально точных замеров.

График расчета теплого пола

Чтобы определиться с величиной теплопотерь, потребуется наличие следующих данных:

• тип материалов, использованных в процессе строительства;
• вариант остекления, включая тип профиля и стеклопакета;
• температурные показатели в регионе проживания;
• использование дополнительных источников обогрева;
• точные размеры площади помещения;
• предполагаемый температурный режим в помещении;
• высота этажа.

Кроме того, учитывается толщина и изоляция пола, а также вид предполагаемого к использованию напольного покрытия, что оказывает непосредственное влияние на эффективность всей отопительной системы.

При выполнении расчётов следует принимать во внимание желаемую для обустраиваемого помещения температуру. Расход трубы теплого пола в зависимости от шага петли

Расход трубы теплого пола в зависимости от шага петли

Шаг, мм	Расход трубы на 1 м2, м п.
100	10
150	6,7
200	5
250	4
300	3,4

Пример приблизительного расчёта

Предположим, необходимо сделать тёплый пол в комнате размером 5х6 м, общей площадью 30 м2. Часть пола заставлена мебелью и техникой. Считается, что обогреваемая площадь для эффективной работы системы не может быть меньше 70%, так что примем за активную площадь это значение. Оно составит 21 м2.

Дом имеет небольшие теплопотери, среднее значение которых 80 Вт/ м2, следовательно, удельные теплопотери комнаты составят 21х80=1680 Вт/ м2. Желаемая температура в комнате – 20 C°. Планируется использовать трубы диаметром 20 мм, на которые будет уложена стяжка толщиной 7 см и плитка. Если стяжка толще, то нужно знать, что каждый её сантиметр уменьшает плотность теплового потока на 5-8%.

На графике показана зависимость между температурой теплоносителя, плотностью теплопотока, шагом и диаметром труб.

На графике показана зависимость между температурой теплоносителя, плотностью теплопотока, шагом и диаметром труб

Как следует из данных графика, труба 20 мм ,чтобы компенсировать теплопотери 80 Вт/ м2, требует при шаге 10 см температуры воды 31,5 C°, с шагом в 15 см она становится уже 33,5 C°, а шагу 20 см нужна вода 36,5 C°. Стяжка и покрытие приведут к тому, что температура на поверхности пола будет на 6-7 градусов ниже, чем вода в трубах, а эти значения укладываются в норму для жилого помещения.

Предположим, было принято решение укладывать трубы с шагом в 15 см. При этом на 1 м2 требуется 6,7 м.п. трубы, следовательно, площади в 21 м2 нужно 140,7 метра труб. Так как для трубы с диаметром 20 мм максимальная длина контура ограничена и составляет 120 м, придётся делать два контура длиной 71 м, чтобы образовался ещё и запас для подводки к коллектору и погрешностей.

Помимо труб и коллектора для этой комнаты нужно будет вычислить:

• цену гидроизоляции под стяжку. Её должно быть столько, чтобы она покрыла всю комнату с нахлёстом на стыках и запасом на стены;
• стоимость утеплителя. Это может быть пеноплекс, полистирол или специальные маты для водяного пола. К счастью, их количество вычислить легко: на упаковке обычно указывается, какую площадь можно покрыть её содержимым.
• стоимость демпферной ленты, длина которой буде равна периметру комнаты;
• цену армирующей сетки на всю площадь пола;
• стоимость материалов для стяжки. Это может быть как готовая смесь, так и песок и цемент отдельно. Иногда к ним добавляют пластификатор;
• стоимость фитингов и крепежа для труб.

Как правило, одной комнатой при установке водяного тёплого пола не ограничиваются, так что придётся выполнить такие расчёты для всех комнат, и уже исходя из этих данных подбирать газовый котёл и насос.

Любые самостоятельные расчёты носят приблизительный характер, если, конечно, организатор ремонта не обладает глубокими познаниями в физике. Но даже несмотря на это лучше выполнить эти вычисления. Во-первых, это даст хотя бы поверхностное представление о грядущих расходах. Они будут довольно ощутимыми, так что желательно заранее определиться, по карману ли в данный момент такой ремонт. Во-вторых, расчёты позволят лучше понять суть предстоящих работ, что поможет на чём-то сэкономить и проконтролировать нерадивых рабочих.

Основные характеристики и показатели

Перед тем как делать необходимые расчеты следует понять, что именно мы будем рассчитывать. Видов подобных устройств теплых полов не так уж и много, однако, для расчета каждого потребуется абсолютно разные данные и показатели. Из нагревательных труб, различных приборов (в том числе и нагревательных) и арматуры состоит жидкий теплый пол. Его монтаж производится непосредственно в напольное покрытие. Обогрев помещения производится за счет вырабатываемого трубами тепла в момент движения теплоносителя по трубам. В качестве теплоносителя может выступать вода, антифриз и этиленгликоль. Тёплый пол является залогом уюта и комфорта.

Пример расчета

Способы расчета

Расчет теплого водяного пола можно произвести несколькими способами. В первую очередь речь идет о монтаже трубы для теплого пола непосредственно в стяжку. Это позволит распределить имеющееся тепло равномерно по всей поверхности. Вторым вариантом является использования настила. Этот тип монтажа называется полистирольной технологией укладки, в которой трубы монтируются на поверхность используемой подкладки. На ней находятся специальные пазы, а состоит она из плотного пластика. В роли тепло отражателей выступают специальные пластины, изготовленные из алюминия. Это способ монтажа используется, если речь идет о невысоком и малогабаритном помещении, где есть смысл экономить каждый сантиметр.

Необходимо учесть диаметр труб

Еще один вариант используется для обогрева деревянных конструкций и домов. Для этого трубы теплого пола укладываются на лаги, или созданную для них обрешетку. Электрического теплого пола калькулятор не рекомендуется использовать самостоятельно, ведь речь идет о безопасности устройства и семьи. Для этого следует воспользоваться помощью специалистов, которые не впервые занимаются подобными манипуляциями. Электрические конструкции состоят из кабеля, стержней и пленки, которые монтируются в промежутке между финишным слоем и основным. Обогрев проводится за счет конвекции. Несмотря на многочисленные преимущества, его эксплуатация не считается одной из самых доступных, хотя и очень удобная в эксплуатации.

Таблица расхода труб

В чем особенность методики расчета. Что лучше, считать вручную или использовать калькулятор

Технологические расчеты на стадии проектирования позволяют не только получить представление о  том, как будет вести себя в действии система отопления, но и дадут вам реальное представление о том, с чем вам придется столкнуться. Можно заранее подсчитать количество расходного материала, получить готовую схему отопления. Подсчеты делаются вручную или на калькуляторе, которым можно воспользоваться прямо сейчас.

Если вы определились в принципе, водный теплый пол станет для вас основным источником тепла в доме, точность расчетов в данной ситуации должна быть идеальной. Почему?

Все дело в том, что такой выбор ставит перед вами массу нюансов, включая подготовку нормативных документов, а так же подбор необходимых для монтажа материалов. Здесь ставки очень высоки. От правильности расчетов зависит ваш комфорт в доме и благосостояние, поэтому проект и все гидравлические и тепловые расчеты лучше доверить специализированной компании.

*Второй вариант, когда теплый пол для вас является вспомогательным вариантом, выглядит гораздо проще и привлекательнее. Рассчитать такую конструкцию можно самостоятельно, используя собственные знания, советы профессионалов или взяв на вооружение онлайн калькулятор. При вводе данных для автоматического расчета учитывается масса нюансов. Следует ввести данные об этажности здания, о типе и площади жилого помещения. Нередко требуется другая техническая информация и другие технологические параметры.

Схема подключения водяного теплого пола к котлу

Существуют разные способы обвязки котла с тёплым полом. Все они имеют положительные и отрицательные стороны, и предназначены для определённых условий. Рассмотрим популярные схемы подсоединения водяных тёплых полов к котлу.

2. Теплый пол: Схемы подключения к котлу и системе отопления. Теплый пол от А до Я.

Watch this video on YouTube

Схема с трёхходовым клапаном

Распространённая схема для многоконтурной системы с разными нагревательными приборами — с трёхходовым клапаном. Подходит для совмещённого отопления — радиаторы, температура воды 80 градусов, и тёплый пол — 45.

Обеспечить такую разницу температур поможет установка трёхходового клапана с циркуляционным насосом. Нужный уровень нагрева теплоносителя достигается смешиванием воды из котла с идущей из обратки. Порции подмеса холодной жидкости регулируются открыванием или закрыванием клапана.

Схема со смесительным узлом

Способ предназначен для комбинированных систем — батареи и ТП. Здесь, вместо термостатического клапана монтируется насосоно-смесительный узел.

Подключение коллектора к котлу —  энергоэффективная схема, в ней, при помощи балансировочного вентиля происходит перемешивание горячей и охлаждённой воды в строгих пропорциях.

Схема с электронным терморегулятором

Система подачи ТП функционирует с помощью малогабаритных термоэлектроных наборов, они могут обеспечить работу только одной петли обогревающей площадь не более 20 м2.

Терморегулятор — это небольшой прибор с пластиковым корпусом, в котором размещены:

Принцип работы схемы простой — нагретая жидкость направляется в контур напрямую из котла, без подмеса. Регулировка температуры осуществляется встроенным регулятором.

Он отдаёт команду электромеханическому клапану, который отвечает за подачу газа к котлу. Вода движется по контуру без воздействия насоса, и охлаждается непосредственно внутри петли.

Схема несложная и обходится такая обвязка не дорого, но она не позволяет производить точную настройку. Она подходит:

Схема прямого подключения

Для запитывание пола по этой схеме применяется гидравлическая стрелка. Способ отличается тем, что при подключении тёплого пола к котлу с насосом, его контур должен иметь насосный агрегат, который работает вмести с терморегулятором. Они будут регулировать скорость движения жидкости с учётом температуры воздуха.

Процесс следующий — нагретая вода от котла движется в гидравлический коллектор, где она распределяется по контурам пола. После прохода по петлям,  она возвращается в нагреватель через обратную трубу.

Этот способ применяется в основном только на конденсационных устройствах, так как при данной схеме понижение температуры на трубе подачи не происходит. Если установить обычный газовый котёл, то работа в таком режиме приведёт к быстрой поломке теплообменника.

При монтаже твёрдотопливного котла, чтобы система функционировала правильно, потребуется установка буферного бака, а это ограничит температурный уровень.

Расчеты

Итак, переходим к основному вопросу нашей статьи: как рассчитать теплый пол?

• В первую очередь необходимо рассчитать длину трубы, которая будет использована в системе отопления. Для этого есть специальная простая формула, где отапливаемая площадь помещения делится на шаг, который умножается на константу – 1,1. Что это за показатель 1,1? По сути, это расходы трубы на повороты контура.
• Второй – определяем мощность теплого пола. Так как все расчеты проводятся относительно полезной площади обогрева, то перед тем как приступить к этим расчетам, необходимо обозначить эту полезную площадь. По сути, это пол, на котором не будет стоять мебель и другие элементы декора. С электрическими теплыми полами такая площадь определяется как 70% пропорция к общей площади помещения.

А вот теперь возвращаемся к нашему первому определению, в качестве какого источника тепла теплый пол будет использован вами (в качестве основного или вспомогательного)? Если он будет являться основной системой отопления, то для расчета используется удельная мощность, равная 150-180 Вт/м². Если как вспомогательная система, тогда 110-140 Вт/м².

Тип укладки контура

Но и это еще не все. Большое значение имеет и тип помещения, где устанавливается теплый пол. Внизу расположена таблица, где нами показаны помещения и рекомендуемые в них теплые полы относительно используемой мощности.

Помещение	Мощность теплого пола, Вт/м²
Жилые комнаты	110-150
Ванная	140-150
Балкон или лоджия (присоединенные)	140-180

Зависимость получается прямая: чем ниже теплоизоляционные качества помещения, тем большей мощности в нем должны укладываться теплые полы. Необходимо добавить сюда и наличие дополнительного источника тепла. К примеру, на кухне можно устанавливать теплые полы из расчета 110-120 Вт/м². Правда, надо заметить, что все показатели мощности, приведенные в таблицы, даны с определенным запасом в размере до 25%. И еще не стоит забывать об этажности расположения квартир, если дело касается электрических теплых полов в городских квартирах. Если это первый этаж, то стоит добавить ко всем цифровым показателям процентов пятнадцать. Особенно, если в многоквартирном доме нет отапливаемого подвала.

Схема расположения контуров

Пример расчета

Давайте рассмотрим небольшой пример, как можно правильно рассчитать мощность водяного теплого пола, уложенного на кухне площадью 15 м². Будем считать, что кухня находится в частном доме, чтобы не противоречить утверждению специалистов – водяные теплые полы в городских квартирах, где используются централизованные сети отопления, не устанавливаются.

Итак, в первую очередь определяется полезная площадь. Из общей площади вычитаются размеры холодильника, варочной плиты, раковины и различной мебели. Пусть приблизительно это будет 5 м².

Общие тепловые потери по-любому будут рассчитываться с учетом общей площади пола, то есть 15 кв.м. Если брать стандартную теплоотдачу любой системы отопления, а это 100 Вт на 1 м², то можно получить, что теплопотери нашей кухни составляют 1500 Вт. Вот такую мощность должен вырабатывать теплый пол. Добавляем сюда коэффициент запаса, который варьируется в пределах 1,2-1.3. Возьмем минимальный, поэтому теплопотери составляют 1800 Вт.

Теплый пол на кухне

Теперь высчитываем длину контура. Эта формула нам известна, о ней было написано выше. Для нее необходима полезная площадь – 10 м², шаг укладки – выбираем, к примеру, 20 см, и дополнительный коэффициент 1,1. В конечном итоге получаем – 45 м.

Теперь, чтобы определить максимальную мощность самого теплого пола, надо общие теплопотери помещения разделить на полезную площадь: 1800:10=180 Вт/м². Если уменьшить шаг укладки, то можно снизить удельную мощность контура. При увеличении полезной площади также увеличивается и мощность. Варьируя различными размерными показателями, можно изменять чисто технические характеристики системы отопления. А от этого будет зависеть и стоимость самой конструкции.

Основные параметры для проектирования ТП

Расположение нагревательных элементов, влияющих на удельную мощность теплового пола на 1м2, проектируют, основываясь на теплофизических характеристиках строения. В этом достаточно сложном процессе, приходится учитывать множество различных факторов, в том числе:

• региональные тепловые стандарты – минимальную наружную температуру воздуха в наиболее холодный период года;
• среднюю температуру в каждой из комнат и их расположение;
• особенности строительных конструкций – материал и толщину стен, пола и потолка или межэтажных перекрытий;
• количество и тип окон, их общую площадь, коэффициент теплопотерь, во многом зависящий от разновидности установленных стеклопакетов;
• позиционирование здания относительно сторон света;
• высоту помещений, а также ряд других.

Предложенный перечень параметров, оказывающий влияние на расчет теплых полов, далеко не полный – опытный специалист теплотехник укажет еще с десяток важных теплофизических характеристик.

Тем не менее, первоочередная задача подобного проектирования заключается в подборе такой теплопроизводительности ТП, которая гарантированно сможет компенсировать все энергетические потери отапливаемого здания. Нельзя также забывать, что рекомендуется увеличивать вычисленную теоретическую мощность на 10-15% для того, чтобы тепловая установка не работала на пределе своих возможностей.

Независимо от того, будет ли выполняться расчет теплых полов своими руками либо силами профильных специалистов, во всех случаях отталкиваются от требований ГОСТ Р 55656-2013 «Энергетические характеристики зданий. Расчет использования энергии для отопления помещений». Ниже приводится упрощенная методика для самостоятельного проектирования небольшой квартирной установки обогрева полов.

Расчет с учетом мебели

Специалисты рекомендуют укладывать теплый пол только там, где не будет находиться громоздких предметов мебели – шкафов, каминов, диванов и т.д. Соответственно, нужно учесть при подсчете места, где не будет теплого пола. Для этого используем формулу:

(S – S1) / H x 1,1 + D x 2 = L

В этой формуле (все значения в метрах):

• L – Необходимая длина труб;
• S – Общая площадь помещения;
• S1 – Общая площадь помещения, где не будет теплого пола (пустых участков);
• H – Шаг между трубами;
• D – Расстояние от комнаты до коллектора.

Пример расчета длины труб теплого пола с пустыми участками

• Длина комнаты 4 метра;
• Ширина комнаты 3,5 метра;
• Расстояние между трубами – 20 см;
• Расстояние до коллектора – 2,5 метра;

В комнате находится:

1. Диван размерами 0,8 х 1,8 метра;
2. Шкаф, размерами 0,6 х 1,5 метра.

Вычисляем площадь помещения: 4 х 3,5 = 14 кв.м.

Считаем площадь пустых участков: 0,8 х 1,8 + 0,6 х 1,5 = 2,34 кв.м.

Подставляем значения в формулу и получаем: (14 – 2,34) / 0,2 х 1,1 + 2,5 х 2 = 69,13 погонных метра труб.

Заключение

Ничего сложного в методике расчета теплого водяного пола нет. Если хотите побыстрее – воспользуйтесь сетевым калькулятором.

В интернете есть специализированные программы – «Комплекс Valtek» и др.

С их помощью, частично меняя параметры, можно подобрать необходимое сочетание шага и сечения трубы, материала изготовления, рекомендуемых характеристик напольного покрытия, стяжки, утеплителя. В следующих статьях вы можете узнать:

Видео о расчете водяного теплого пола и монтаже.

https://youtube.com/watch?v=PXdSuPLNuQY

Современная система тёплых водяных полов отождествляется с высоким уровнем уюта и комфорта. Такой пол эффективно обогревает помещение и не оказывает вредного воздействия на жизнь и здоровье жильцов. Подобные результаты могут быть достигнуты только при условии правильно выполненных расчётов и грамотно проведённых монтажных работах.

Расчет теплого пола водяного

Тёплый водяной пол может являться основным источником отопления жилого помещения или служить вспомогательным обогревательным элементом. Основные расчёты таких полов базируются на данных схемы работы: лёгкий подогрев поверхности для улучшения комфорта или обеспечение полноценным теплом всей площади помещения. Выполнение второго варианта предполагает более сложную конструкцию тёплого пола и надёжную систему регулировки.

График комфортных температурных условий