Проектирование системы напольного отопления

1. Бетонные наливные полы

Вналивных бетонных полах, или при так называемой «мокрой укладке», наливной слой распределяет тепло по поверхности, обеспечивая тем самым равномерную температуру поверхности пола. Необходимо проследить, чтобы в бетоне и в особенности вокруг труб не было воздушных карманов, поскольку воздух является плохим проводником тепла. Поэтому важно провибрировать бетон. Кроме того, в продаже имеются специальные добавки для бетона, которые помогут решить эту проблему. Эти добавки не оказывают влияния на трубы «AQUAPEX».

Существуют различные решения для укладки труб напольного отопления в бетонные конструкции пола, в зависимости от конструкции здания и конкретной обстановки. Следующие решения используются в большинстве случаев при укладке труб в бетонные конструкции пола. Существуют и другие способы с применением различного вида приспособлений для крепления труб до бетонирования.

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

Трубы укладываются согласно схеме укладки труб

Минимальная толщина цементно-песчаного раствора над трубой – 40 мм

Максимальная толщина цементно-песчаного раствора над трубой – 70 мм

СПОСОБЫ КРЕПЛЕНИЯ ТРУБ:

1.1. Крепление к арматурной сетке:

  • Стальная арматурная сетка конструкции пола обеспечивает легкое и экономичное крепление труб согласно требуемой схеме.
  • Идеальный вариант для труб PE-Xa
  • Арматурная сетка укладывается на всю площадь пола.
  • К арматурной сетке труба крепится с помощью:

Проволка для вязки труб

Стягивающий хомут

Максимальное расстояние между местами крепления трубы к сетке составляет 750 мм. На сгибах 300 мм.

1 – Покрытие теплого пола
2 – Бетонная стяжка (над трубой 30 – 70 мм)
3 – Труба для теплого пола
4 – Арматурная сетка
5 – Пароизоляция
6 – Утеплитель (толщиной 30 — 100 мм)
7 – Пароизоляция
8 – Плита перекрытия
9 – Демпферная лента

Примечание:
1. Слой пароизоляции под утеплителем можно не применять при условии расположения теплого пола над отапливаемым этажом.
2. Убедитесь в том, что сетка не лежит прямо на теплоизоляции. Сетка обычная предназначена для армирования бетона толщиной 4мм.
1.2. Крепление с помощью якорной скобы:

  • Самый дешевый способ крепления трубы.
  • Больше подходит для труб PE-RT/AL/PE-RT, чем для труб PE-Xa
  • К утеплителю труба крепится с помощью:
Клипса для крепления трубы Степлер для крепления труб

Максимальное расстояние между местами крепления трубы составляет 500 мм. На сгибах 250 мм.

1 – Покрытие теплого пола
2 – Бетонная стяжка  (над трубой 30 – 70 мм)
3 – Труба для теплого пола
4 – Клипса для крепления трубы
5 – Пароизоляция
6 – Утеплитель (толщиной 30 – 100 мм)
7 – Пароизоляция
8 – Плита перекрытия
9 – Демпферная лента

Примечание:
Слой пароизоляции под утеплителем можно не применять при условии расположения теплого пола над отапливаемым этажом.

1.3. Крепление с помощью монтажной планки:

Хорошо подходит для квадратных и прямоугольных помещений.

К утеплителю труба крепиться с помощью:

Монтажная планка

Максимальное расстояние между монтажными планками составляет 1500 мм.

1 – Покрытие теплого пола
2 – Бетонная стяжка  (над трубой 30 – 70 мм)
3 – Труба для теплого пола
4 – Монтажная планка
5 – Пароизоляция
6 – Утеплитель (толщиной 30 – 100 мм)
7 – Пароизоляция
8 – Плита перекрытия
9 – Демпферная лента

Примечание:
Слой пароизоляции под утеплителем можно не применять при условии расположения теплого пола над отапливаемым этажом.

2. Средняя температура поверхности.

Рекомендованная температура:

  • для полов с постоянным пребыванием людей – 24 °С
  • для полов с временным пребыванием людей – 28 °С

Максимальная температура (в соответствии со СНиП 2.04.05-91):

Вид помещений Максимальная температура поверхности, °С
Для полов помещений с постоянным пребыванием людей 26
Для полов помещений с временным пребыванием людей и для обходных дорожек, скамей крытых бассейнов 31
Для потолков при высоте помещения от 2,5 до 2,8 м 28
Для потолков при высоте помещения от 2,8 до 3,0 м 30
Для потолков при высоте помещения от 3,0 до 3,5 м 33

3. Теплоотдача поверхностного отопления.

Температура поверхности пола по оси нагревательного элемента в детских учреждениях, жилых зданиях и плавательных бассейнах не должна превышать 35 °С.

Для расчета теплоотдачи поверхностного отопления можно воспользоваться формулой:

Q = k * (Tn — Tв), [Вт/m2]

, где:

Tn — температура отопительной панели в помещении, °С
Tв — температура воздуха в помещении, 0С
k — коэффициент внешнего теплообмена составляет:

  • для потолочной панели — 7
  • для стеновой панели (“теплая стена’) — 9
  • для напольной панели (“теплый пол”) — 11

4. Материалы для покрытия пола

Структура, толщина и материал покрытия пола оказывают заметное влияние на теплопередачу. К примеру, толстое ковровое покрытие, настеленное от стены до стены, служит хорошим теплоизолятором, поэтому для обеспечения такой же температуры поверхности пола, как в случае использования более тонкого покрытия, потребуется нагревать воду в системе отопления до более высокой температуры. В то же время, теплоизолирующие покрытия позволяют добиться более равномерного нагрева поверхности пола. При использовании для покрытия пола других материалов, являющихся хорошими проводниками тепла (например, керамической плитки), для подогрева поверхности пола потребуется вода более низкой температуры.

Помните следующее:

В случае применения для покрытия пола материалов на основе натурального дерева, они должны обладать необходимой степенью влажности, достаточной для их применения в системе обогрева полов.

Для паркетных полов в системе AQUAPEX рекомендуется максимальная температура поверхности пола 27°С.

Для того, чтобы определить степень воздействия материалов для покрытия на теплопередачу, можно использовать следующую формулу. Более высокое значение 1/R материала означает, что теплопередача осуществляется более эффективно.

Коэффициент теплопередачи материала

λ – коэффициент теплопроводности, Вт/мК

d – толщина, м

Если толщина бетонного слоя (но уже с керамической плиткой) над трубами 30 мм, то в расчетах принимается 1/R=100.

5. Требования к теплоизоляции

Теплоизоляция пола рекомендуется для уменьшения потерь тепла по направлению вниз. Толщина теплоизоляции зависит от коэффициента сопротивления теплопередачи, который должен быть не меньше чем:

Вид помещения Коэффициент сопротивления теплопередаче, м2·К/Вт Нормативный документ
Перекрытие над отапливаемым помещением 0,75 EN 1264-4
Перекрытие на грунте 1,25 – 2,5 EN 1264-4
Перекрытие над подвалом или неотапливаемым помещением расположенным ниже уровня земли 2,5
3,75 (для зданий до 4 этажей)
ДБН В.2.6-31:2006
Перекрытие над подвалом или неотапливаемым помещением расположенным выше уровня земли 2,80 ДБН В.2.6-31:2006
Перекрытие над проездом 3,5 ДБН В.2.6-31:2006

так, например, для пола расположенного над отапливаемым помещением толщина изоляции с теплопроводностью λ = 0,05 Вт/м·К будет составлять 30мм.

6. Регулирование температуры в помещении

Для повышения комфорта в помещении необходимо выполнять регулирование температуры. В зависимости от действия различных внешних факторов (направление и сила ветра, изменение температуры, и т.д.) потребность в тепле может меняться несколько раз в течение суток.

Материалы по теме: киев теплый пол

Этим требованиям в полной мере соответствует система напольного отопления. При помощи термостатов, расположенных в каждом помещении, можно точно отрегулировать температуру. При открытой планировке смежные комнаты рассматриваются как одно целое. Для таких случаев AQUAPEX рекомендует применять один термостат, расположенный в помещении с максимальными теплопотерями. С его помощью контролируется температура всех прилегающих помещений. Чаще всего термостат устанавливают в комнате с наибольшим количеством окон или наружных стен.

ДВУХПОЗИЦИОННОЕ (ВКЛ-ВЫКЛ) РЕГУЛИРОВАНИЕ

Коррекция температуры в системах “AQUAPEX” обычно происходит по принципу двухпозиционного регулирования. Например, принимаем, что температура помещения немного ниже, чем заданная комнатным термостатом. Термостат включает отопление. Применяя принцип вкл-выкл, термостат открывает приток тепла в течение 5 минут. После этого он закрывает приток независимо от температуры помещения, если температура помещения все же ниже заданной, термостат снова включает после 5-минутной паузы отопление на следующие 5 минут и т.д. Идея такого принципа регулирования — это максимально равномерное, насколько это возможно, повышение температуры поверхности для обеспечения повышенной степени комфорта. В течение 5 минут, когда термостат открыт, вода циркулирует с большой скоростью и заполняет контур отопления полностью новой водой с равномерной температурой.

Варианты комнатных термостатов:
Механический термостат Цифровой термостат Хронотермостат

РЕГУЛИРОВАНИЕ ПОТОКА

Управление системой напольного отопления может осуществляться путем регулирования потока воды. При большем расходе обеспечивается высокая теплоотдача поверхности пола, а при его уменьшении теплоотдача снижается. Однако такой метод не позволяет поддерживать равномерную температуру всей поверхности пола.

На время реакции регулирующей арматуры системы напольного отопления оказывают влияние различные факторы, в том числе климатические условия и конструктивное решение здания.

В зависимости от наружной температуры изменяется время реагирования. При проектировании системы отопления учитывается необходимость поддержания необходимой температуры в наиболее холодный период года. В более теплое время образуется резерв мощности, за счет которого сокращается время реакции системы.

КОНСТРУКЦИЯ ЗДАНИЯ

На надежность работы систем напольного отопления влияет уровень теплоизоляции здания и коэффициент сопротивления теплопередаче. При недостаточной теплоэффективности ограждающих конструкций, происходят значительные потери тепла, которые могут повлиять на время реагирования. Особое значение имеет конструкция пола. Деревянные полы отличаются более коротким временем реагирования из-за низкой теплоемкости древесины. Бетонные наливные полы способны накапливать тепло, из-за чего увеличивается первоначальное время реагирования. Подобный эффект может быть использован в зданиях общественного назначения с целью экономии тепла в ночное время или нерабочие дни, когда ввиду отсутствия людей в здании допускается более низкая температура. Для регулирования системы может применяться, например, недельный таймер, запрограммированный соответствующим образом.

САМОРЕГУЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОГО ПОТОКА

Эффект саморегулирования заключается в способности системы панельного отопления уменьшать или увеличивать теплоотдачу с метра квадратного в зависимости от температуры в помещении. Данный эффект связан с небольшой разницей между температурой воздуха и температурой панели. Как видно из формулы в п.9.3, при повышении температуры воздуха теплоотдача с поверхности панели уменьшается, а если температура воздуха сравняется с температурой панели (вследствие теплопоступлений от других источников тепла) то теплоотдача будет равна 0.

7. Конфигурация петли

Имеется три основных типа конфигурации петли напольного отопления. Выбор типа конфигурации зависит от техники и традиций строительства в разных странах.

Вообще при составлении планов укладки труб необходимо обратить внимание на то, чтобы направить подающий поток воды к внешним стенам или другим потенциально холодным зонам.

На этой стадии необходимо принять во внимание такой момент, как предотвращение прохождения петель через швы расширения, которые имеются в бетонной плите.

Понижение температуры в петлях трубы должно удерживаться на возможно низком уровне, приблизительно 5-10°С, чтобы избежать неравномерной температуры пола.

КОНФИГУРАЦИЯ А

Конфигурация А обеспечивает легкий монтаж труб и более равномерное распределение тепла по поверхности пола. Колебания температуры на малых площадях минимальные.

Основным преимуществом конфигурации А является то, что её легко приспособить ко всем видам конструкции пола. Она может быть легко преобразована для компенсации теплопотерь путем изменения шага укладки трубы.

Конфигурация А подходит для большинства систем напольного отопления в жилых домах. Рекомендуется использование очень гибкой трубы, такой как “AQUAPEX”.

КОНФИГУРАЦИЯ B

Эту конфигурацию характеризует то, что трубы подающего и обратного потока воды на схеме укладки петель направлены параллельно друг другу.

Конфигурация B, параллельная укладка подающей и обратной труб

Конфигурация В обеспечивает равномерную среднюю температуру, но при ней возможны более высокие колебания температуры на малых площадях. Она подходит для отопления более обширных площадей с повышенной потребностью в тепле, например церкви, ангары или на улице, где требуется таяние снега.

8. Размер трубы

Система “AQUAPEX” рекомендует два вида трубы 16х2,0мм и 20×2,0мм, которые отвечают требованиям большинства систем. Несмотря на это, могут быть приняты во внимание и другие размеры, например, при наличии особых требований по теплоотдаче и падению давления. Практические аспекты, такие как гибкость трубы, также могут влиять на  определение размера трубы.

9. Глубина укладки трубы

Глубина прокладки труб зависит от температуры теплоносителя. Принимается согласно графика 3.

При укладке труб для отопления на большей глубине, необходимо повысить температуру воды.

В то же время, при более глубокой прокладке труб обеспечивается более равномерная температура на поверхности пола.

Для прокладки отопительных труб в бетоне рекомендуется глубина 30-70 мм. При размещении труб слишком близко к поверхности пола, его температура может колебаться. При слишком глубокой прокладке труб внутри бетонного пола, происходит поглощение части тепловой энергии и увеличивается время реакции системы.

Примечания:

В случаях размещения над трубами для отопления материалов с низкой теплопроводность (например, дерево), трубопроводы следует располагать ближе к поверхности пола.

При укладке отопительных труб в бетоне, нельзя допускать образования вокруг трубопровода заполненных воздухом пустот, которые могут ухудшить передачу тепла через бетон.

10. Шаг укладки трубы

Шаг укладки трубы зависит от таких параметров как теплоотдача, температура теплоносителя и глубина укладки трубы.

Рекомендованные шаги укладки труб диаметром 16 и 20мм: 150, 200, 250 и 300 мм. Меньший шаг укладки труб приводит к перерасходу трубы и сложностям в монтаже, больший приводит к дискомфорту вследствие неравномерного прогрева пола.

Расход трубы в зависимости от шага укладки:

Шаг укладки трубы, мм Расход трубы м/м2
100 10
150 6,7
200 5,0
250 4,0
300 3,3

11. Основные величины при проектировании поверхностного отопления.

Существуют три основных переменных величины при проектировании напольного отопления: потери тепла зданием, температура воды и шаг укладки трубы. Решающей переменной величиной являются, конечно же, потери тепла. Для упрощения проектных расчетов можно оставить постоянной либо температуру воды, либо шаг укладки трубы.

А) ПОСТОЯННАЯ ТЕМПЕРАТУРА ВОДЫ

Если температура подаваемой воды поддерживается постоянной, то теоретически различающийся шаг укладки трубы будет уравновешивать неравномерность распределения температуры пола. Однако, изменение шага укладки трубы имеет больше пользы при переменных температурах. В домах с различными конструкциями пола, например бетонный пол на грунте на первом этаже и пол на деревянных балках на втором этаже, где разница требуемой температуры воды между этажами может быть более чем 15°С, трудно скомпенсировать разницу температур только изменением шага укладки трубы. Поэтому системы с постоянной температурой воды главным образом применяются там, где назначение отапливаемого пола второстепенное и/или когда подающая вода имеет постоянную температуру: например в случае, когда для напольного отопления применяются отработанное тепло или тепловые насосы.

Не только это является причиной ограниченного применения, но и технические неудобства укладки труб с различным шагом. Другой недостаток очевиден в случае, если покрытие пола заменяется другим, например, при замене керамических плиток на ковер от стены до стены: шаг укладки остается прежним, уменьшая таким образом теплоотдачу.

Б) ПОСТОЯННЫЙ ШАГ УКЛАДКИ ТРУБЫ

  • При постоянном шаге укладки трубы происходит изменение температуры подающей воды. Упрощается проектирование (чертежи и т.д.) и монтаж. Монтажник укладывает трубы с одним и тем же шагом и остается лишь вопрос последующей регулировки температуры. Однако это приводит к увеличению количества смесительных узлов, т.е. происходит удорожание системы (как первоначальное, так и в процессе эксплуатации).
  • Необходимо помнить, что существуют ограничения температуры воды (см. Температура пола (выше) и Температура воды). В случаях, когда требуется более высокая температура, необходимо применить разный шаг укладки трубы и разную конфигурацию петли.

12. Силы при удлинении и усадке

ТЕПЛОВОЕ РАСШИРЕНИЕ

В системе напольного отопления, где используются трубы 16×2,0 мм и 20×2,0 мм, силы теплового расширения незначительны. Удлинение и расширение труб не может происходить, когда они залиты бетоном. Тем не менее, поперечное расширение приводит к незначительному увеличению толщины стенки. Это значит, что трубы не повредят бетон, например, вызвав трещины, как в случае использования металлических труб.

График 4. Тепловое удлинение

ОБЩЕЕ

Максимальное удлинение происходит при нагреве закрепленной отопительной трубы до наибольшей допустимой рабочей температуры – 95°С. С другой стороны, максимальная усадка происходит при продольном тепловом сокращении трубы, подвергнутой действию наибольшей допустимой рабочей температуры в течение определенного времени.

13. Расположение коллекторов

На начальной стадии проектирования необходимо тщательно продумать расположение коллекторов. Коллекторы должны быть расположены, по возможности, в центре здания, чтобы длина проложенных труб между коллектором и индивидуальными зонами отопления была минимальной. Это поможет сбалансировать систему и улучшить регулирование температуры в отдельных помещениях. Монтаж должен быть осуществлен таким образом, чтобы было легко проводить обслуживание и, чтобы уменьшить ущерб от затопления водой, если возникнет необходимость ремонта.

Предлагаемые распределители напольного отопления выполнены из латуни сечением 1″.

РВ подающий распределитель встроены топметр-регуляторы для балансировки отдельных петель.

В возвратный распределитель встроены термостатические клапаны. По желанию пользователя, каждый из этих клапанов можно оборудовать сервомотором, управляемым комнатным термостатом.

Перед каждым распределителем необходимо установить запорные клапаны (шаровые краны). А в случае использования нескольких разнонагруженных коллекторов также необходимо установить балансировочные вентили.

 

14. Деформационные швы при напольном отоплении

В целях обеспечения необходимых условий для правильной работы плавающей стяжки пола, следует помнить об устройстве в ней температурных швов. Система напольного отопления, будучи низкотемпературной системой, не способствует, существенному возрастанию напряжений в слое стяжки, однако выполнение в ней температурных швов, в соответствии со строительными требованиями, является необходимым условием. Они предотвращают образование трещин в бетонной стяжке, снижают до минимума в ней напряжения, ограничивая их распространение на стены и другие конструкции здания . Конкретно месторасположение швов определяется на стадии проектирования.

Температурные швы в стяжке пола необходимо устраивать по периметру всех помещений – в дверных поемах, лестничных маршах, вокруг строительных колонн и т.п. В этом случае требуется выполнение швов, позволяющих компенсировать минимум 5 миллиметровое перемещение и удлинение бетонной плиты.

Обводные температурные швы устраиваются при помощи компенсационной ленты. Кроме компенсации линейных удлинений, она выполняет также роль теплоизоляции, ограничивающей потери тепла через стены и конструкции здания. Перед укладкой стяжки пола компенсационную ленту следует прикрепить к бетонной плите или стене так, чтобы они не имели возможности «всплыть» в процессе заливки бетонной стяжки, т.к. являются очень легкими материалами. Такое всплытие будет причиной прерывания температурного шва, что приведет к жесткому соединению плиты перекрытия со стеновой панелью или другой конструкцией здания. В результате этого, кроме неизбежного образования трещин в стяжке, будут наблюдаться еще и потери тепла сквозь стены, а также перенос звуковых волн с плиты перекрытия на другие конструкции здания. Стяжку пола необходимо выполнить таким, образом, чтобы она нигде не соприкасалась с конструкциями здания. Со всех сторон она должна быть отгорожена эластичным материалом.

Принципы размещения деформационных швов:

на границах бетонной поверхности;

в местах пересечения строительных конструкций;

в местах расположения дверных проёмов;

при сложной форме отапливаемой поверхности пола;

максимальная площадь отапливаемой поверхности пола между деформационными швами не должна превышать 40 м2, при максимальной длине боковой поверхности плиты 8 м и соотношении длины к ширине не более 1:2.

Место прокладки демпферной ленты

На неправильно выполненных температурных швах больших площадей или площадей сложной формы, особенно в углах контуров, возникают большие напряжения, которые в результате могут привести к возникновению трещин и повреждению пола. В помещениях с относительно высокой температурой пола (бассейны или помещения с покрытием пола из материалов с высоким сопротивлением теплопроводности, например, ковровые покрытия, дерево и т.п.) температурные швы следует выполнять немного чаще, чем на иных объектах, т.к. опасность образования трещин в этих полах, возрастает.

Для устройства температурных швов используется специальная Т-образная демпферная лента. Образовавшуюся щель следует заполнить эластичной мастикой. Не допускается использование для заполнения щелей битумной мастики, из-за возможного повреждения полиэтиленовой пленки, пенополистирола и т.п. Материалы для устройства температурных швов, следует укладывать перед укладкой труб напольного отопления. Укладка труб должна быть скоординирована с выполнением температурных швов. Трубы следует укладывать таким образом, чтобы до минимума ограничить количество проходов через швы. Там, где проход необходим, трубу на отрезке 40cм (по 20cм с каждой стороны дилатации), следует укладывать в гофрированной защитной трубе „пешель”. Это предотвратит жесткое сцепление отопительных труб со стяжкой при прохождении температурного шва, а также исключит возможность действия срезающих сил на трубы и возникновение трещин в стяжке пола.

Разрез деформационного шва (параллельно к отопительным трубам)

Неправильное размещение и выполнение температурных швов, является чаще всего, причиной повреждения стяжки в конструкции пола, что приводит к откалыванию кафельной плитки или поднятию пакетных покрытий.

Способ укладки отопительных петель в случае
необходимости выполнения дилатации

 

Пример деления на дилатационные поля

 

15. Методика расчетов

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Данное руководство рассматривает в основном следующие исходные данные:

  • Температура в помещении 20°С
  • Теплопотери здания составляют <100 Вт/м2, исключая потери через пол (для ограничения температуры пола до 29°С)
  • Понижение температуры в петле трубы приблизительно 5°С
  • Конфигурация петель по типу А
  • Шаг укладки трубы 300 мм
  • Петли из трубы «AQUAPEX» диаметром 20х2,0 мм
  • Магистральные трубы «AQUAPEX».

НЕОБХОДИМАЯ ЭНЕРГИЯ (QРАСЧ)

Величина qрасч рассчитывается:

Р – теплопотери, Вт

Апол – площадь пола, м2

КОЭФФИЦИЕНТ ТЕПЛООТДАЧИ ПОЛА

Коэффициент теплоотдачи пола αпол составляет 10 — 12 Вт/м2К. αпол имеет два компонента: радиацию и конвекцию, каждый из которых покрывает около 50% от общей αпол.

Следующую формулу можно применить для расчета средней температуры поверхности пола:

Пример:

Рассчитайте температуру пола здания при qрасч=63 Вт/м2.

Данные:

Исходные данные, как было указано выше, плюс следующие:

qрасч = 63 Вт/м3

αпол = 11 Вт/м2·К

tпом = 20°С

Расчет:

(Заметьте, что эта цифра не должна превышать максимальную температуру пола, см. раздел Температура пола).

Пример:

Рассчитайте разницу температуры пола и помещения при qрасч=63 Вт/м2.

Данные:

Исходные данные, как было указано выше, плюс следующие:

qрасч = 63 Вт/м3

αпол = 11 Вт/м2·К

Расчет:

Понижение температуры через конструкцию пола.

Тип материала для покрытия пола и его толщина влияют на понижение температуры в этом слое. При использовании материалов с большей толщиной или имеющих меньший коэффициент теплопроводности требуется большая температура теплоносителя. Толщина цементно-песчаного раствора над трубой тоже влияет на падение температуры – чем она больше, тем выше необходима температура воды.

Формула для расчета понижения температуры через конструкцию пола:

, где

qрасч — расчетная теплоотдача, Вт

λ1, λ2, … λi — коэффициент теплопроводности различных слоев конструкции пола, Вт/м·К

d1, d2, … di — толщина различных слоев конструкции пола, м

Пример 2:

Рассчитайте понижение температуры через конструкцию пола. Покрытие пола паркет.

Данные:

Исходные данные, как было указано выше, плюс следующие:

λпр = 0,13 Вт/м·К

λкон = 0,81 Вт/м·К

dпр = 13 мм

dкон = 40 мм

qрасч = 63 Вт/м2

Расчет:

ТЕМПЕРАТУРА ВОДЫ

Температура воды в трубах напольного отопления определяется температурой помещения, которая должна быть достигнута при определенной qрасч. Эта температура является средней температурой воды.

Системы напольного отопления обычно спроектированы с понижением температуры в петле на 5°С. Это может быть выражено равенством

Незначительное понижение температуры в петле трубы обеспечивает более равномерную температуру пола.

 означает, что температура подающего потока воды рассчитана путем прибавления 2,5°С к средней температуре воды и температура обратного потока воды рассчитана путем вычитания 2,5°С из средней температуры.

Пример:

Рассчитайте среднюю температуру, температуру подающего и обратного потока воды в доме.

Данные:

Исходные данные, как было указано выше, плюс следующие:

qрасч = 63 Вт/м2

tпом = 10°С

Тип покрытия пола – паркет, толщина 13 мм

Тип конструкции пола – бетонный наливной пол (слой над трубой 40мм)

Расчет:

Средняя температура воды 

 — 5,70С

 — 6,30С

 — 3,20С

Температура подающей воды 

Температура обратной воды 

РАСХОД ВОДЫ

В системе напольного отопления поток воды несет тепло к полу. Величина расхода воды определяется количеством тепла, которое должно быть передано, и заданным понижением температуры.

Расход воды в системе может быть рассчитан по следующей формуле:

Q – расход воды, л/с

Роб – общее количество тепла, Вт

, где:

Рпер – количество тепла передаваемое от поверхностного отопления, Вт

Ртер – количество тепла теряемое через пол, Вт

, где:

tпод – температура воды на подающем трубопроводе, °С

tобр – температура воды на обратном трубопроводе, °С

Пример 1:

Рассчитайте расход воды для насоса в системе напольного отопления в доме.

Данные:

Исходные данные, как было указано выше, плюс следующие:

Теплопотери – 6304 Вт

=5°C

Расчет:

Площадь помещения может меняться в зависимости от планировки интерьера дома.

Теплопотери будут пропорциональны площади помещения и петли труб, соответственно, будут различной длины. Обычно самое большое помещение имеет наибольшие теплопотери. Теплопотери меняются в зависимости от расположения помещения, количества наружных дверей и окон.

Пример 2:

Рассчитайте расход воды для отдельных помещений дома.

Данные:

Исходные данные, как было указано выше, плюс следующие:

P = 6304 Вт

=5°C

Адом = 100 м2

Адом 1…8 = 20, 15, 12, 10, 15, 7, 8, 13 м2 (100 м2)

Рдом 1…8 = 1260, 946, 756, 630, 946, 442, 504, 820 Вт (=6304 Вт)

Расчет:

Qпом.2…8 = 0,045; 0,036; 0,03; 0,045; 0,021; 0,024; 0,039 л/с (=0,24 л/с)

Примечание: Минимальная скорость потока воды для транспортирования пузырьков воздуха различна в зависимости от размера трубы. В системе напольного отопления с трубой «AQUAPEX» 20×2,0 мм скорость потока воды должна превышать 0,2 м/с.

Скорость потока воды может быть рассчитана следующим образом:

V – скорость потока воды, м/с

Q – расход воды, л/с

Vтрб – объем воды на метр трубы, л/м (0,197 л/м для трубы 20х2,0 мм)

ПОТЕРИ ДАВЛЕНИЯ

Для определения мощности насоса для системы напольного отопления необходимо иметь данные о суммарных потерях давления и расходе воды. Расход воды может быть получен как было показано в предыдущем разделе.

Суммарные потери давления могут быть получены путем сложения потерь давления в:

  1. Петлях труб напольного отопления
  2. Коллекторах
  3. Трубах подающей и обратной воды
  4. Котле, клапанах и т.д.

Пример:

Рассчитайте необходимую мощность насоса для системы напольного отопления в доме.

Примечание: Номограмма вентилей коллектора (график 9), применяемая в примерах расчета в данном руководстве дана только для иллюстрации и упрощения расчетов. Ее нельзя использовать при практических расчетах.

Для практических расчетов необходимо использовать диаграммы, соответствующие используемым коллекторам.

Данные:

Исходные данные, как было указано выше, плюс следующие:

Общий расход воды, Q = 0,3 л/с

Длина труб подающей и обратной воды, L = 10 м

Потери давления в трубах подающей и обратной воды = 0,2 кПа/м

Расход воды в самой длинной петле трубы = 0,06 л/с

Длина самой длинной петли = 70 м

Расчет:

Потери давления в самой длинной петле можно определить по графику 10, при выборе параметров 0,06 л/с и 70 м, равняются 0,085 х 70 = 5,95 кПа

Потери давления в вентилях (коллекторах) можно определить по графику 9, при выборе параметра 0,06 л/с, при полностью открытых клапанах = 3,0 кПа.

Потери давления в трубах подающей и обратной воды получаем путем умножения 10 м на 0,2 кПа/м = 2 кПа.

Суммарные потери давления = 5,95 + 3,0 + 2,0 = 10,95 кПа.

Необходимая мощность насоса для данной системы: Q = 0,3 л/с, Р = 10,95 кПа

Обратите внимание на то, что в расчет не включены потери давления в котле, вентилях и т.д.

Диаграмма падения давления на расходомере для коллектора IVR
Диаграмма падения давления для труб “AQUAPEX”

16. Балансирование трубных петель

Система с петлями труб различной длины и различными требуемыми расходами воды будет иметь разные значения потерь давления в разных петлях. Для того, чтобы добиться равномерного распределения тепла между помещениями, потери давления в разных петлях системы должны быть сбалансированы (выровнены). В системах напольного отопления “AQUAPEX” это можно сделать при помощи встроенного в возвратный распределитель топметр — регулятора. Для этого на топметр-регуляторах устанавливается, необходимый (расчетный) расход по петле.

17. Расширительный сосуд

В системах напольного отопления требования к расширительным сосудам не отличаются от требований в других системах.

Объем воды в системе напольного отопления может быть рассчитан следующим образом:

V – объем воды в трубах напольного отопления, л

Vтрб – приблизительно 0,2 л/м в трубе «AQUAPEX» 20х2,0 мм

L – общая длина труб, м.

  • arco