Obliczanie ciepła z ciepłej podłogi w celu optymalizacji działania systemu grzewczego

Powołanie i obliczenie ogrzewania podłogowego

Obwód ogrzewania niskociśnieniowego może zoptymalizować ogrzewanie grzejnikowe lub zapewnić równoważne ogrzewanie domu i zmniejszyć koszty energii.

Element grzejny i chłodziwo to cechy konstrukcyjne, które odróżniają wodne i elektryczne ogrzewanie podłogowe. Możesz obliczyć moc elektrycznego ogrzewania podłogowego za pomocą kalkulatorów online, które są publikowane w specjalistycznych serwisach w Internecie. W tym artykule przyjrzymy się bliżej celowi i obliczeniu mocy podłóg ogrzewanych wodą.

Tabela 1. Zalecana moc właściwa wodnego ogrzewania podłogowego na jednostkę powierzchni:

Cechy konstrukcyjne budynku mieszkalnego		Moc ogrzewania podłogowego, W / m2 (minimum maksimum)
Dodatkowe (komfortowe) ogrzewanie
Rok budowy budynku - do 1996 roku, region klimatyczny - europejska część Rosji		80/120
Rok budowy budynku - po 1996 roku (ulepszona izolacja zewnętrzna, docieplenie piwnic i dachu, okna z podwójnymi szybami), region klimatyczny - europejska część Rosji		50/80
W pomieszczeniach z drewnianymi podłogami (podkład i podkład)		80/80
Loggie (balkony) z podwójnymi szybami i izolacją		140/180
Ogrzewanie główne domu
Kuchnie, salony na I i II piętrze (co najmniej 3/4 ogrzewanej powierzchni)		150/∞

Ciepło Q (W), które wytwarza 1 metr kwadratowy obwodu wody pod niskim ciśnieniem, to całkowity strumień energii promieniowania (≈ 4,9 W / m2) i konwekcyjnej (≈ 6,1 W / m²):

Q =

[α_l× (t_płeć - t_ok) + α_do× (t_płeć - t_powietrze)] × S, (W), gdzie

α_l i α_do - strumienie energii promieniowania i konwekcji, W / m²;

t_płeć - temperatura podłogi, ° C;

t_ok - temperatura ścian i sufitu, ° C;

t_powietrze - temperatura pokojowa, ° C;

S - powierzchnia użytkowa konturu, m2.

Objaśnienie schematów 1 i 2 do obliczania ciepłej podłogi:

1 - płyta podłogowa; 2 - izolacja (styropian); 3 - jastrych (gotowa sucha mieszanka lub zaprawa cementowo-piaskowa); 4 - rura; 5 - samoprzylepna taśma kompensacyjna; 6 - klatka wzmacniająca lub siatka (mocowanie); 7 - podłoga laminowana lub warstwa kleju do płytek; 8 - wykończenie wykładziny podłogowej; 9 - hydroizolacja; 10 - ściana.

a - rozstaw rur (0,15 ÷ 0,3 m); b - odległość od ściany nośnej (0,3 m); c - grubość izolacji (0,02 ÷ 0,1 m); f - grubość siatki zbrojeniowej (0,04 ÷ 0,1m); d - całkowita grubość jastrychu (0,03 ÷ 0,07 m); r, Dy - grubość ścianki i średnica wewnętrzna rury; g - grubość jastrychu nad rurą (0,3 m); k to grubość podłoża lub warstwy kleju do płytek (0,005 ÷ 0,01 m); h to grubość pokrycia podłogowego (0,015 ÷ 0,025 m).

Obliczenie ogrzewania podłogowego określa zużycie ciepła w budynku mieszkalnym zgodnie z dokumentami regulacyjnymi dotyczącymi ochrony cieplnej budynków i ciepłownictwa budowlanego:

Q = (α_l + α_do) × S × (t_płeć - t_powietrze), (W);

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

przy S = 1m², t_płeć = Q / (α_l + α_do) + t_powietrze, (° C).

Gdy temperatura w pomieszczeniu zostanie podgrzana o 1 stopień, ciepło z powierzchni podłogi jest przekazywane do powietrza:

∆t = t_płeć - t_powietrze = 1 ° C;

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

Idealne warunki, w których przenoszenie ciepła z obiegu wodnego na 1 metr kwadratowy ogrzewanej podłogi do ogrzania powietrza w pomieszczeniu o 1 ° C wynosi 11 W / m². Im wyższa temperatura w pomieszczeniu, tym szybciej pomieszczenie się nagrzeje i tym mniejsze zużycie energii nośnika ciepła. System ogrzewania podłogowego jest preferowany, aby ogrzewać ocieplone budynki mieszkalne ze stałym miejscem zamieszkania. Średnia dopuszczalna wartość strat ciepła 65 W / m².

Aby obliczyć przenikanie ciepła ciepłej podłogi, istnieją specjalne programy, które można znaleźć w zasobach w sieci. W celu wyjaśnienia problemu proponujemy zapoznanie się z filmem „Obliczanie wymiany ciepła przy ogrzewaniu podłogowym”.

Temperatura nośnika ciepła

Temperatura czynnika grzewczego w obwodzie zależy od obciążenia cieplnego, skoku układania, średnicy rury, grubości jastrychu i materiału wykładziny podłogowej. Minimalne wartości temperatury w obwodzie są brane pod uwagę dla desek parkietowych i drobnych produktów drewnianych. Kafelkowe, metlakhskaya, płytki ceramiczne, gres porcelanowy, marmur mogą wytrzymać maksymalną dopuszczalną temperaturę nośnika ciepła (55 ° C). Stosowane w praktyce systemy ogrzewania niskociśnieniowego mają zakres roboczy 45/35 ° C.

Normy sanitarne określają komfortową (26 ° C) i dopuszczalną granicę temperatury dla ludzkiej stopy:

• 28 ° C w pomieszczeniach mieszkalnych na pobyt stały;
• 35 ° C na obwodzie ścian nośnych budynku mieszkalnego;
• 33 ° C do kuchni, łazienek i pomieszczeń sanitarnych.

Podstawy do ogrzewania podłogowego

Rodzaj zakładki wpływa na materiały i wybór grubości warstw powyżej i poniżej rury. Podstawą ogrzewania podłogowego są jastrychy cementowe oraz systemy podłogowe wykonane ze styropianu lub drewnianych płyt międzyrurowych. Profil aluminiowy w modułach regałów służy jako izolacja drewna przed bezpośrednim kontaktem z elementem grzejnym oraz do mocowania rur.

Powiązany artykuł:

Podgrzewanie wody zrób to sam, wideo i opis procesu. Opis procesu montażu podłogi ogrzewanej wodą. Jego zalety i wady w przeciwieństwie do innych typów systemów ogrzewania podłogowego. Dobór materiałów. Lekcje wideo.

Orurowanie obwodu na betonie płyty podłogowe ułożyć betonowy jastrych w ciele. Objętość materiału i obliczenia instalacyjne ciepłych podłóg określa się po wstępnym oznaczeniu powierzchni (hydraulicznym lub poziom lasera). Plan rozmieszczenia wykonywany jest na papierze (skala 1:50). Dokładność, z jaką wykonywane są obliczenia, decyduje o zużyciu materiału i szybkości pracy.

Powierzchnia oczyszczona i zabezpieczona podkładem polimerowym jest wcześniej wyrównana, hydroizolacja jest wykonywana na glebach i pierwszych piętrach. Ściany są przyklejone na obwodzie taśmą tłumiącą na wysokość, która przejdzie pod jastrych (z niewielkim marginesem). Materiał termoizolacyjny z podstawą z folii osłania strumień ciepła w górę w określonym kierunku. Strata ciepła przez folię nie przekracza 5%.

Zbrojenie układane jest na izolacji, rama nadaje jastrychowi sztywność i pozwala uzyskać prawidłowe zamocowanie stopnia. Pętla rurowa jest układana, mocowana, pętla jest testowana pod ciśnieniem i wypełniana roztworem jastrychu.

Lekkie systemy modułowe są stosowane do konstrukcji drewnianych (podkładów lub kłód), które nie mają zdolności wytrzymywania dużych obciążeń statycznych.

Obliczenia rur dla podłogi ogrzewanej wodą (długość, średnica, skok i metody układania oraz rury)

Ograniczona długość niskociśnieniowego obwodu grzewczego wynika z efektu „zamkniętej pętli”, w którym strata ciśnienia przekracza 20 kPa (0,2 bar). Wzrost mocy pompy, w tym przypadku nie wyjście - opór wzrośnie proporcjonalnie do wzrostu ciśnienia.

Szacunkowa długość rur do ciepłej podłogi jest określona wzorem:

L = (S / a × 1,1) + 2c, (m), gdzie

L - długość konturu, m;

S - powierzchnia, kontur, m²;

a - krok układania, m;

1.1 - zwiększenie wielkości kroku gięcia (marginesu);

2c - długość rur zasilających od kolektora do obwodu, m.

Ważny! Powierzchnia użytkowa uwzględnia powierzchnię konturu z dodatkiem połowy skoku rur

Obwód grzewczy układa się w odległości 0,3 m od ścian. Weź pod uwagę otwartą powierzchnię podłogi, która przepuszcza jednolity strumień promieniowania. Eksperci nie zalecają instalowania obwodu grzewczego w miejscach, w których ustawione są meble. Długotrwałe obciążenia statyczne mogą deformować rury.

Przy dużej powierzchni pomieszczenia obieg grzewczy jest podzielony na sektory. Podstawowe zasady zagospodarowania przestrzennego to współczynnik kształtu 1/2, ogrzewający obszar jednego sektora nie więcej niż 30 m² i zachowując tę ​​samą długość i średnicę dla łańcuchów tego samego kolektora.

Tabela 2. Stosunek długości i średnic przewodów obwodowych:

Średnica, mm	Materiał rury	Zalecana długość pętli, m
16	metal-plastik	80 ÷ 100
18	usieciowany polietylen	80 ÷ 120
20	metal-plastik	120 ÷ 150

 

Średnica i skok ułożenia rur zależy od obciążenia cieplnego, przeznaczenia, wielkości i geometrii pomieszczenia. Strefa dystrybucji ciepła jest proporcjonalna do promienia rury. Rura ogrzewa sekcję podłogi po każdej stronie środka rury. Zrównoważony rozstaw rur: Dy 16 mm - 0,16 m; 20 mm - 0,2 m; 26 mm - 0,26 m; 32 mm - 0,32 m.

Dane paszportowe produktów wskazują maksymalną przepustowość rur, na podstawie której obliczana jest liniowa zmiana ciśnienia. Optymalna wartość prędkości chłodziwa w rurach podgrzewanie wody 0,15 ÷ 1 m / s.

Tabela 3. Zależność stopnia od obszaru i obciążenia sektora:

Średnica, mm	Odległość wzdłuż osi (rozstaw rur), m	Optymalne obciążenie, W / m2	Całkowita (lub podzielona na sekcje) powierzchnia użytkowa lokalu, m2
16	0,15	80 ÷ 180	12
20	0,20	50 ÷ 80	16
26	0,25		20
32	0,30	mniej niż 50	24

 

Opcje układania rur: proste, narożne lub podwójne pętle (węże), spirale (ślimaki). W przypadku wąskich korytarzy i pomieszczeń o nieregularnym kształcie stosuje się układanie węża. Duże obszary są podzielone na sektory. Dozwolone jest łączone układanie: w strefie krawędziowej rura układana jest wężem, w głównej części - ślimakiem.

Na obwodzie, bliżej zewnętrznej ściany i w pobliżu otworów okiennych, przebiega posuw konturu. Odległość układania w strefach krawędziowych może być mniejsza niż odległość między rurami w centralnej części pomieszczenia. Połączenie wzmocnień strefy brzegowej jest niezbędne dla zwiększenia mocy przepływu ciepła.

Ważny! Wygięcie rur pod kątem 90 ° w układzie spiralnym do podłączenia podłogi ogrzewanej wodą zmniejsza mniejszy opór hydrauliczny w porównaniu z układaniem w pętle (wąż).

W obliczeniach rur do podłogi ogrzewanej wodą stosuje się średnice 16, 20, 26, 32 mm.

W przypadku systemów podłóg ciepłej wody stosuje się rury faliste, ze stali nierdzewnej, miedzi, metaloplastyki, usieciowanego polietylenu. Falistość rury do ogrzewania podłogowego pojawiła się stosunkowo niedawno, aby ułatwić montaż konstrukcji i zmniejszyć koszt toczenia przy zwiększaniu długości.

Rury polipropylenowe mają duży promień gięcia, dlatego rzadko są stosowane w systemach ogrzewania podłogowego.

Wykładziny podłogowe

Rodzaje wykończenia podłóg do ciepłych podłóg: powierzchnia wypełnienialinoleum, laminat lub parkiet, płytki, płytki ceramiczne i metlachowe, marmur, granit, bazalt i gres porcelanowy.

Stała wilgotność w pomieszczeniu jest przeciwwskazana w przypadku podłóg drewnianych, dlatego nie stosuje się jej w łazienkach z ciepłą podłogą.

Tabela 4. Przewodność cieplna wykładzin podłogowych:

Typ materiału	Grubość warstwy δ, m	Gęstość γ, kg / m³	Współczynnik przewodzenia ciepła λ, W / (m ° ∁)
Izolowane linoleum	0,007	1600	0,29
Płytki są kaflowe, metlakh, ceramiczne	0,015	1800 ÷ 2400	1,05
Laminat	0,008	850	0,1
Deska parkietowa	0,015 ÷ 0,025	680	0,15
Izolacja (Ursa)	0,18	200	0,041
Jastrych cementowo-piaskowy	0,02	1800	0,76
Płyta żelbetowa	0,2	2500	1,92

 

Sprzęt pompujący do obliczeń ogrzewania podłogowego

Obniżenie temperatury chłodziwa pozwala uzyskać wydajną pracę pomp obiegowych.

Obieg ogrzewania podłogowego jest poziomy i zajmuje dużą powierzchnię. Siła, jaką pompa cyrkulacyjna wywiera na przepływ, jest wykorzystywana do pokonywania liniowych i lokalnych oporów. Obliczenie pompy do ogrzewania podłogowego zależy od średnicy, chropowatości rury, armatury i długości obwodu.

Głównym parametrem obliczeniowym jest wydajność pompy w obwodzie niskiego ciśnienia:

H = (P × L + ΣK) / 1000, (m), gdzie

H jest głową pompy obiegowej, m;

P - strata hydrauliczna na metr bieżący długości (dane paszportowe od producenta), paskal / metr;

L to maksymalna długość rur w obwodzie, m;

K jest współczynnikiem mocy dla lokalnych rezystancji.

K = K1 + K2 + K3gdzie

K1 - rezystancja na adapterach i trójnikach, połączenia (1,2);

K2 jest oporem na zaworach (1,2);

K3 - opór na zespole mieszającym w układzie grzewczym (1.3).

Stopień produktywności posiadanej przez pompę obiegową określa wzór:

G = Q / (1,16 × ∆t), (m³ / godz.), gdzie

Q jest obciążeniem cieplnym obiegu grzewczego (W);

1,16 - ciepło właściwe wody (Wh / kgC);

∆t - odprowadzanie ciepła w układzie (dla obwodów niskiego ciśnienia 5 ÷ 10 ° С).

Tablica 5. Zależność mocy agregatu od powierzchni ogrzewanego pomieszczenia (do obliczeń hydraulicznych ciepłej podłogi):

Powierzchnia, m2		Wydajność pompy obiegowej do ogrzewania podłogowego, m³ / h
80 ÷ 120		1,5
120 ÷ 160		2,0
160 ÷ 200		2,5
200 ÷ 240		3,0
240 ÷ 280		4,0

 

Pomocna rada! Moc jednostki składa się z sumy kosztów wszystkich obwodów. W przypadku wyjątkowo niskich temperatur konieczne jest zapewnienie rezerwy wydajności pompy na poziomie 15 ÷ 20%.

Kalkulacja kosztów ogrzewania podłogowego

Kocioł gazowy a podłogowy obwód hydrauliczny łączy kolektor. Równomierny przepływ nośnika ciepła zapewnia automatyczna regulacja za pomocą zaworów równoważących i termostatycznych. Zawór zwrotny zabezpiecza zespół pompowo-mieszający.

Tablica 6. Elementy kompletu ciepłej podłogi:

Nazwa przedmiotu	Rozmiar i jednostka	Cena jednostkowa (RUB)
Hydroizolacja	rolka (1,5 × 50 m)	od 2000r
Taśma tłumiąca	25 m	od 500
Ekranująca izolacja termiczna (styropian)	1100 × 800 × 38 mm	769
Trąbka	16 ÷ 20 mm	50 ÷ 80
Jastrych betonowy: cement suche mieszanki	50 kg 25 kg	125 200
Zmontowana grupa kolektorów	2 wyjścia	4600
Zespół pompowo-mieszający: głowica termostatyczna, zawory równoważące i termostatyczne, pompa cyrkulacyjna	zestaw	od 20000

 

Całkowity koszt ogrzewania podłogowego zależy od powierzchni pomieszczenia, wyposażenia, jakości materiału i sposobu pracy. Tworzenie partii ciepłej podłogi zapewnia kompatybilność elementów i efektywne ogrzewanie w zakresach temperatur. Wyposażenie fabryczne zmniejsza koszt materiałów o 1,5-2 razy.

Właściciel domu może wykonać obliczenia podłóg ogrzewanych wodą, zamontować system własnymi rękami, jeśli ma wystarczającą wiedzę z zakresu ciepłownictwa, hydrauliki, materiałoznawstwa i doświadczenia w wykonywaniu prac hydraulicznych. Mnogość pozytywnych przykładów z życia jest inspirująca. Jednak każdy powinien mieć „własne portfolio”, własny dom nie jest trampoliną do eksperymentów.