Популярные способы расчета мощности теплых полов

Общие правила

Прежде чем перейти к подсчетам, сформулируем несколько правил общего характера, применимых при монтаже систем теплого пола своими руками.

• Все материалы над уровнем нагревательного элемента (трубы, кабеля или пленки) должны иметь максимальную теплопроводность. Инструкция связана с тем, что эффективная теплоотдача прямо пропорциональна тепловой мощности нагревательного элемента и обратно – тепловому сопротивлению покрытия.
• Ниже нагревательного элемента необходима, напротив, максимально эффективная теплоизоляция. Мы не заинтересованы в потерях тепла через перекрытие. В идеале теплоизоляционный материал должен не только блокировать передачу тепла за счет прямого контакта или конвекции, но и отражать тепловое излучение.
• Чем лучше теплоизоляция дома в целом, тем меньше потребности в тепловой мощности. Рекомендации и нормативы несложно найти в СНиП “Тепловая защита зданий” (23-02-2003); там же в приложении приводятся значения теплопроводности различных материалов, используемых в строительстве.
• Теплые полы под мебелью с массивным основанием – пустая трата денег. Поверхность все равно будет надежно теплоизолирована от комнаты. В случае пленочного нагревательного элемента или резистивного греющего кабеля высокая степень теплоизоляции участка пола грозит еще и перегревом с последующим выходом нагревательного элемента из строя.

Схема укладки для кухни. Пол под мебелью не обогревается.

Расчет мощности

После составления плана и проекта отопительной системы производится расчет мощности теплого пола. Этот показатель будет зависеть от следующих факторов:

• Площади и типа обогреваемого помещения.
• Особенностей его конструкции и характера будущей эксплуатации.

В соответствии с этими показателями нужно подбирать мощность источника тепла. Она рассчитывается по следующей формуле:

Мп = 1,2 * Q, в которой

Мп – это тепловая мощность;

Q – потери тепла при эксплуатации;1,2 – коэффициент запаса, изменяющийся от 1 до 1,2 единиц.

То есть, для того, чтобы произвести гидравлический расчет теплого пола, необходимо определить размер теплопотерь, возникающих при его эксплуатации. Они равны:

Q = (V * Pt * k) / 860

V – объем помещения (его находят путем умножения площади на высоту потолков);

Pt – разница температур внутри и снаружи помещения (для ее определения за основу берут +20 С⁰ — комфортную для человека температуру в помещении и наименьшее отрицательное значение, характерное для данной климатической зоны в зимний период, например -30 С⁰ и т.п).

K – коэффициент теплостойкости дома (от 1,5 до 2).

Здесь необходимо помнить о том, что в случае, если величина теплопотерь на 1 кв.м площади превышает 100 Вт, помещение нуждается в дополнительном утеплении. Это связано с тем, что плохая теплоизоляция может приводить к потерям тепла до 80 Вт на кв. м.

Тем же, кому эти расчеты кажутся слишком сложными, может помочь специальная программа расчета теплого водяного пола, которую можно найти в интернете. Пример: http://teplo-info.com/otoplenie/raschet_teplogo_pola_online и т.д.

Выполнение основных проектных расчетов и подбор материала при укладке пола лучше доверить квалифицированным специалистам в этой области. Это же касается и расчета электрического теплого пола.

Кроме мощности отопительной системы и качества теплоизоляции дома, тепло в нем будет зависеть и от других факторов, например:

• Толщины и типа изоляции пола.
• Разновидности напольного покрытия.
• Количества окон в помещении и способа их остекления.
• Расположения помещения относительно других комнат в доме и т.д.

Следующим шагом проектирования отопительной системы данного является расчет шага труб для теплого пола. От этого зависит равномерность обогрева помещения и требуемая длина трубопровода.

Расчет длины теплого пола можно произвести самостоятельно, взяв за основу данные о необходимой мощности отопительной системы, сопоставив площадь трубопровода с температурой теплоносителя, курсирующего в системе, по формуле:

L = S / N * 1,1, где:

L – длина трубы;

S – площадь отапливаемого помещения;

N – шаг укладки;

1,1 – запас трубопровода в 10 % (на повороты).

Производя расчет трубы для теплого пола, таким образом, к полученному значению нужно также добавить длину трубы до коллектора, включая раздачу и обратку.

Кроме того, расчет теплого пола по площади производится графическим методом.

Для этого на листе миллиметровой бумаги, положенной поверх эскиза-проекта дома, размечается расположение отопительного контура в соответствии со следующими нормами и правилами:

• Длина трубы в контуре отопления не должна превышать 120 м. При этом на ее выходе из напорного коллектора и входе в обратку не должно быть стыков и разрывов.
• Трубы в спирали контура должны располагаться с шагом 10-15 см.
• Толщина стяжки должна соответствовать диаметру трубы. То есть для трубопровода в 16 мм слой заливки должен составлять 6 см.

В среднем, расход трубы на 1 кв. м площади составляет около 5 погонных метров при расстоянии между витками в 20-30 см. То есть на помещение размером 20 кв. м понадобится около 100 м труб. Чтобы облегчить расчеты, можно использовать специальный калькулятор для расчета теплого пола в интернете.

Температура теплоносителя в системе и скорость его движения определяются по усредненным значениям:

• Для прогрева поверхности до оптимальных 25 – 37 ⁰С его температура должна составлять 40-55 ⁰С.
• При этом теплоноситель должен двигаться со скоростью 27-30 л/ч (для контура с диаметром 16 мм).

Шаг укладки труб определяется в соответствии с составленным проектом. Для краевых участков он должен составлять 10 см, для всей остальной поверхности пола – 15, 20, 25 см, но не более 30 см. Для проведения точных расчетов также существует программа для расчета теплого пола, которую можно найти на специализированных сайтах в сети Интернет.

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

Учет нюансов при выборе

Некоторые критерии все же стоит рассмотреть. Первым фактором, а иногда и самым главным, становится цена на провод для теплого пола. Такие города, как Москва или СПБ обладают крупными строительными гипермаркетами.

Наличие огромного выбора сбивает людей с толку, не говоря уже о продавцах-консультантах. Идеальным вариантом станет обращение в фирмы, занимающиеся монтажом. У них есть опыт и знания.

На основе чего можно сделать собственные выводы. Ведь не всегда проверенный производитель дает необходимые результаты.

Рекомендуем: Что представляет собой тёплый пол Национальный комфорт?

Резистивный электрический кабель для теплого пола функционирует только с помощью регулятора. Это специальное устройство, отвечающее за выставление конкретной температуры. Такой набор 100% монтируется на средние и выше показатели площади.

То есть, 20 квадратных метров и далее. Саморегулирующийся работает без подобного оборудования. Плюс, он больше подходит для некоторых финишных покрытий с последующим размещением декоративных элементов.

Окончательный выбор все равно происходит после подсчета всех за и против. Человеку нужно определиться с ожиданиями, чтобы в дальнейшем не иметь проблем с реализацией. Иногда вместо обоих кабелей реально использовать маты.

Во всех случаях придется покрывать бетонной стяжкой. Её толщина не должна превосходить 5 см. Этого достаточно для прогрева в короткие сроки.

Монтаж

Чтобы установить ИК пленочный пол, надо выполнить ряд последовательных действий:

1. В первую очередь необходимо разработать проект и произвести все необходимые расчеты.
2. Обзавестись всеми нужными материалами и инструментами.
3. Произвести монтаж ИК пола.
4. Запустить систему и проверить функционирование.
5. Произвести чистовую отделку.

Расчёт площади

Главное отличительное свойство инфракрасного пленочного пола в том, что он не устанавливается под мебель. Поэтому производя расчет количества материала, которое потребуется и выбрав место размещения пленки, надо вычесть тот участок, где пленка не будет прокладываться.

Осуществляя расчет обогреваемой площади, учитывайте, что ИК пленка укладывается на расстоянии 100 мм и более к любой вертикальной поверхности.

Когда размер нужной площади выявлен, следующим шагом становится расчет мощности.

Мощность пленки	150 Вт/м²	220 Вт/м²
Основной источник отопления	Не менее 95 % площади	Не менее 70 % площади
Дополнительный источник отопления	Не менее 60 % площади	Не менее 40 % площади
Тип напольного покрытия	ламинат, линолеум, ковролин	паркет, ковролин

Расчет энергопотребления

Сумма затрачиваемых средств на отопление инфракрасным полом высчитывается, исходя из тарифа на электроэнергию в вашей местности.

Установка терморегулятора позволяет сократить расходы на ИК тёплый пол примерно на 35 %.

Расчет мощности

Если площадь помещения, которое планируется обогреваться пленочным полом, очень большая — для монтажа такой системы понадобится несколько комплектов ИК пленки. В такой ситуации нужно суммировать их мощность.

Использование нескольких комплектов ИК плёнки Pобщ = P1+P2+…+Pi Использование части комплекта Pобщ=1,10*L

где, Pобщ — общая мощность пленочного пола, Вт; P1…Pi — мощность отдельно взятого комплекта пленки, Вт; L — длина инфракрасной пленки, которая используется при монтаже, м; 1,10 — коэффициент пересчета мощности пленочного пола.

Расчет количества терморегуляторов

Главное предназначение терморегулятора для инфракрасного теплого пола — регулирование степени обогрева.

Если вы подключаете сразу несколько комплектов пленочного пола, то нужны сразу несколько термостатов , поскольку мощность, которую потребляет теплый пол, суммируется.

Устанавливать терморегулятор рекомендуется на высоте от 15-20 см, над уровнем чистового покрытия.

Терморегулятор лучше размещать на стене, которая перпендикулярна направлению расположения полос.

Выделяется два способа подключения:

1. Зонирование и подсоединение каждой зоны к отдельному термостату .
2. Подсоединить твердотельное реле или магнитный пускатель. Осуществлять такое подключение самостоятельно нельзя, здесь нужны знания и навыки электрика.

Определение желаемой температуры в комнатах

Итоговый показатель температуры пола зависит от того, с какой целью используется комната. Например:

• +29-30 градусов – холлы, прихожие;
• +27-29 – кабинеты, комнаты жилые;
• +30-35 – полы возле окон, на верандах;
• +32 – ванные, санузлы;
• +17-19 – спортивные залы.

Монтаж водяного теплого пола

При этом температура теплоносителя не должна быть менее +40 градусов или превышать +60. Система подогрева должна быть такой, чтобы разница между температурными показателями прямой и обратной труб в случае с водяными полами не превышала 15 градусов. Иначе основание будет прогрето абсолютно неравномерно.

Баланс тепловых/гидравлических нагрузок для водяного пола должен быть также оптимален и выверен. Поэтому нагревательные контуры должны иметь определенную длину в соответствии с диаметром. Оптимальный вариант трубы – 18 мм, так как даже при небольшом количестве воды такой трубопровод будет правильно работать и обогревать основание.

Теплый пол расчет мощности

На определение необходимой мощности теплого пола в помещении влияет показатель теплопотерь, для точного определения которых потребуется произвести сложный теплотехнический подсчет по особой методике.

• При этом учитываются следующие факторы:
• площадь обогреваемой поверхности, общая площадь помещения;
• площадь, тип остекления;
• наличие, площадь, тип, толщина, материал и термическое сопротивление стен и иных ограждающих конструкций;
• уровень проникновения солнечных лучей в помещение;
• наличие иных источников тепла, в том числе учитывается тепло, источаемое оборудованием, различными приборами и людьми.

Методика выполнения подобных точных расчетов требует глубоких теоретических знаний и опыта, а потому теплотехнический расчет лучше доверить специалистам.

Ведь только они знают, как рассчитать мощность теплого пола водяного с наименьшей погрешностью и оптимальными параметрами

Особенно это важно при проектировании обогреваемого встроенного отопления в помещениях большой площадью с большой высотой

Укладка и эффективная эксплуатация водяного обогреваемого пола возможна лишь в помещениях с уровнем теплопотерь менее 100 Вт/м². Если теплопотери выше, необходимо принять меры по утеплению помещения с целью снижения потерь тепла.

Однако если проектный инженерный расчет стоит немалых денег, в случае с небольшими помещениями приблизительные расчеты можно провести самостоятельно, приняв 100 Вт/м² за усредненную величину и отправную точку в дальнейших расчетах.

1. При этом для частного дома принято корректировать усредненный показатель потерь тепла исходя из общей площади строения:
2. 120 Вт/м² – при площади дома до 150 м²;
3. 100 Вт/м² – при площади 150-300 м²;
4. 90 Вт/м² – при площади 300-500 м².

Нагрузка на систему

• На то, какая будет мощность водяного теплого пола на квадратный метр, влияют такие параметры, создающие нагрузку на систему, определяющие гидравлическое сопротивление и уровень теплоотдачи, как:
• материал, из которого изготовлены трубы;
• схема укладки контуров;
• длина каждого контура;
• диаметр;
• расстояние между нитками труб.

Характеристика:

Трубы могут быть медными (отличаются наилучшими теплотехническими и эксплуатационными характеристиками, однако обходятся не дешево и требуют специальных навыков, а также инструмента).

Основных схем укладки контура два: змейкой и улиткой. Первый вариант наиболее прост, но менее эффективен, так как дает неравномерный нагрев пола. Второй более сложен в реализации, но эффективность прогрева на порядок выше.

Площадь, отапливаемая одним контуром, не должна превышать 20 м². Если отапливаемая площадь больше, то целесообразно трубопровод разбить на 2 или более контуров, подключив их к распредколлектору с возможностью регулирования нагрева участков пола.

Общая длина труб одного контура должна быть не больше 90 м. При этом, чем больший выбран диаметр, тем больше расстояние между нитками труб. Как правило, не применяются трубы с диаметром более 16 мм.

Каждый параметр имеет свои коэффициенты для дальнейших расчетов, посмотреть которые можно в справочниках.

Расчет мощности теплоотдачи: калькулятор

Чтобы определить мощность водяного пола, необходимо найти произведение общей площади помещения (м²), разницы температур подачи и обратно поступающей жидкости, и коэффициентами, зависящими от материала труб, напольного покрытия (дерево, линолеум, плитка и т.д.), других элементов системы.

Мощность водяного теплого пола на 1 м², или теплоотдача, не должна превышать уровень теплопотерь, однако не более чем на 25%. В случае слишком малого или слишком большого значения, необходимо произвести перерасчет, выбрав иной диаметр труб и расстояние между нитями контура.

Показатель мощности тем выше, чем больше диаметр выбранных труб, и тем ниже, чем больший шаг задан между нитками. Для экономии времени можно воспользоваться электронными калькуляторами расчета водяного пола или скачать специальную программу.

Энергопотребление теплого пола

Расход электроэнергии инфракрасного пленочного теплого пола высчитывается по простейшим формулам. Перед монтажом необходимо определиться, как будет использоваться пленка – как основной источник обогрева или как вспомогательный источник тепла в дополнение к радиаторам, батареям и другим приборам.

Если пленочный теплый пол будет выступать как дополнение, потребуется пленка мощностью 150 Вт/кв. м. Для работы в самостоятельном режиме ее мощность должна составлять 200-220 Вт/кв. м. Если помещение холодное, да еще и сырое, увеличиваем мощность до 300 кв. м. В качестве основы для наших расчетов мы выберем два образца – мощностью 150 и 220 Вт/кв. м. Давайте посмотрим, сколько теплый пол потребляет электроэнергии в месяц, в киловаттах.

Для начала следует посчитать площадь самих пленочных теплых полов. Площадь помещения нас особо не интересует, но расчеты ведутся для комнат с высотой потолков до трех метров. Обычно пленка располагается не под всей площадью помещений – под кроватями, диванами и шкафами она не нужна, так как здесь она может повредиться в результате элементарного перегрева. Поэтому перед расчетами нужно составить план и определиться, где будет лежать ИК-пленка и сколько ее нужно.

Представленные цифры действительны при круглосуточной работе пленочных теплых полов, но на практике они работают в прерывистом режиме, повинуясь системе терморегуляции.

Предположим, что площадь нашего домовладения составляет 100 кв. м. Из этой сотни под мебель отводится около 20% всей площади. Итого площадь ИК-пленки в доме составляет 80 кв. м. Если она используется как основной источник тепла, суточное потребление электроэнергии теплым полом составит 17,6 кВт. Для вспомогательного источника потребление составит 12 кВт.

Основной теплый пол потребляет электроэнергии в месяц максимум 528 кВт, вспомогательный – 360 кВт. Цифры вполне сносные, но они не совсем верные. Необходимо учитывать:

• Уровень тепловых потерь в обогреваемом здании;
• Наличие терморегуляции и установленной на нем температуры;
• Характер использования жилого здания.

Большие тепловые потери способствуют увеличению расхода электроэнергии. Например, отсутствие утепления стен повышает затраты на 10%. Тоже самое делают однослойные стеклопакеты, в то время как тройные стекла уменьшают затраты на те же 10% — аналогичным образом работают некоторые другие ухищрения.

Расчет трубы для теплого пола

Водяной теплый пол – соединение труб, которые подключаются к коллектору. Он может быть выполнен из металлопластиковых, медных или гофрированных труб. В любом случае, необходимо правильно определить его протяжность. Для этого предлагается использовать графический метод.

На миллиметровой бумаге в масштабе или в натуральную величину прочерчивают будущий контур «нагревательного элемента», предварительно выбрав тип укладки труб. Как правило, выбор делается в пользу одного из двух вариантов:

• Змейка. Выбирается для небольших жилых помещений, имеющих низкие тепловые потери. Труба располагается как вытянутая синусоида и вытягивается вдоль стены к коллектору. Минус такой укладки в том, что теплоноситель в трубе постепенно остывает, поэтому температура в начале и конце комнаты может сильно отличаться. Например, если длина трубы составляет 70 м, то разница может составить 10 градусов.
• Улитка. Такая схема предполагает, что труба изначально укладывается вдоль стенок, а затем изгибается на 90 градусов и закручивается. Благодаря такой укладке удается чередовать холодные и горячие трубы, получая равномерно прогревающуюся поверхность.

Выбрав тип укладки, при реализации схемы на бумаге учитываются следующие показатели:

• Шаг труб, допустимый в спирали, варьируется от 10 до 15 см.
• Длина труб в контуре не превышает 120 м. Чтобы определить точную длину (L), можно использовать формулу:

S – площадь, покрываемая контуром (м?);N – шаг (м);1,1 – коэффициент запаса на изгибы.

Стоит понимать, что труба должна располагаться цельным отрезком от выхода напорного коллектора и до «обратки».

Диаметр прокладываемых труб – 16 мм, а толщина стяжки не превышает 6 см. Встречаются также диаметры 20 и 25. В идеале, чем больше этот параметр, тем выше теплоотдача системы.

Температура теплоносителя и его скорость определяется исходя из усредненных значений:

• Расход воды в час при пропускном диаметре труб в 16 см может достигать от 27 до 30 л в час.
• Чтобы прогреть помещение до температуры от 25 до 37 градусов, нужно чтобы система сама нагревалась до 40-55 °С.
• Снизить температуру в контуре до 15 градусов поможет потеря давления в корпусе 13-15 кПа.

В результате применения графического метода будет известен вход и выход отопительной системы.

Подбор компонентов системы обогрева

Основным элементом теплого пола является кабель, выбор которого и определяет трассу прокладки и мощность системы.

Резистивный кабель

Внешне он не отличим от обычного, но имеет совершенно другие характеристики. Если для сердцевины обычного электрического кабеля производители выбирают материал с наименьшим сопротивлением для того, чтобы сократить потери энергии на его преодоление, то при изготовлении нагревательного кабеля поступают как раз наоборот. Чаще всего сердцевина кабеля выполнена из нихрома, обладающего очень высоким сопротивлением.

Нагревательный резистивный кабель

Решающим в выборе кабеля становится значение его погонной мощности (удельного тепловыделения). Для бытового применения этот показатель колеблется от 15 до 21 Вт/м. При выборе кабеля помните, что расстояние между витками при укладке не должно быть меньше 5–6 см – это чревато перегревом, и больше 10-12 см – иначе на полу будут чувствоваться перепады температуры. Исходя из этих значений и следует выбирать погонную мощность кабеля. То есть, при расстоянии между витками в 10 см, на 1 м2 вам потребуется 9 метров кабеля. При необходимой удельной мощности системы 140 Вт/м2 расчет будет выглядеть следующим образом:

140:9=15,6 Вт/м.

В то же время при укладке участков кабеля на расстоянии 5 см друг от друга, расчет будет выглядеть вот так:

100 см (1 м): 5 (расстояние между участками провода) = 20 м – необходимая длина провода.

140 Вт/м2: 20 = 7 Вт/м – необходимая погонная мощность кабеля.

Саморегулирующийся кабель

Это двужильный кабель, обе жилы которого выполнены из материала с низким сопротивлением. Роль нагревательного элемента здесь выполняет полупроводниковая полимерная матрица. Именно свойства полупроводника и позволяют такой матрице осуществлять функцию саморегуляции.

Саморегулирующийся кабель для теплого пола

Применение этого кабеля исключает возможность местного перегрева и позволяет его укладку под такие покрытия, как ламинат и паркетная доска. Учитывать расположение мебели тоже не нужно. Так что такой кабель идеален для любителей частой смены интерьера. Единственным недостатком саморегулирующейся системы является достаточно высокая цена.

Нагревательные маты

Нагревательные маты по сути — тот же резистивный кабель, только уже уложенный змейкой и прикрепленный к полимерной сетке.

Нагревательные маты позволяют намного ускорить процесс монтажа

Таким образом, значительно облегчается укладка электрического теплого пола, но возрастает его цена. Стоимость матов в среднем на 20-50% выше, чем цена сопоставимого по качеству кабеля.

Выбор термостата

Термостат не менее важная деталь системы теплого пола, чем нагревательный кабель. Непрограммируемые термостаты необходимо включать вручную. Регулировка такого прибора может быть как ступенчатой, так и резисторной (плавной).

Непрограммируемый и программируемый терморегулятор

Программируемые термостаты значительно более сложные устройства, позволяющие поддерживать в комнате постоянную температуру. Некоторые из них оснащены таймерами, которые включают и выключают систему в определенное время.

Выбор теплоизоляции

Чтобы тепло не тратилось на обогрев подвала или перекрытий под кабель необходимо уложить слой изолирующего материала. Существует два способа сделать это, каждый из которых имеет своих противников и сторонников. Первый способ подразумевает использование экструдированного пенополистирола толщиной около 30 мм. Противники этого способа утверждают, что настолько поднимать пол не имеет смысла и советуют использовать фольгоизол. На что сторонники ЭППС говорят, что в щелочной среде цементной стяжки через несколько лет фольгоизол разрушится, что приведет к дополнительным теплопотерям.

Для тех, кто решил монтировать теплый пол самостоятельно, но опасается ошибок в подборе подходящих друг другу деталей, существуют уже готовые наборы, включающие кабель, термостат, трубку для установки датчика под поверхностью пола и подробную инструкцию по монтажу.