Kako izračunati ogrevana tla na primeru vodnega sistema

Na učinkovitost talnega ogrevanja vpliva veliko dejavnikov.Brez njihovega upoštevanja, tudi če je sistem pravilno nameščen in so za njegovo izdelavo uporabljeni najsodobnejši materiali, dejanska toplotna učinkovitost ne bo dosegla pričakovanj.

Zato je treba pred inštalacijskimi deli opraviti kompetenten izračun ogrevanega poda in šele takrat je mogoče zagotoviti dober rezultat.

Razvoj projekta ogrevalnega sistema ni poceni, zato mnogi domači obrtniki izračune izvajajo sami. Strinjam se, ideja o zmanjšanju stroškov namestitve ogrevanih tal se zdi zelo mamljiva.

Povedali vam bomo, kako ustvariti projekt, katera merila je treba upoštevati pri izbiri parametrov ogrevalnega sistema in opisali metodo izračuna po korakih. Za jasnost smo pripravili primer izračuna ogrevanega poda.

Začetni podatki za izračun

Sprva pravilno načrtovan potek projektiranja in inštalacijskih del bo v prihodnosti odpravil presenečenja in neprijetne težave.

Pri izračunu ogrevanih tal morate izhajati iz naslednjih podatkov:

• material stene in oblikovne značilnosti;
• dimenzije prostora v načrtu;
• vrsta zaključnega premaza;
• načrti vrat, oken in njihova namestitev;
• razporeditev strukturnih elementov v načrtu.

Za izvedbo kompetentnega načrtovanja je treba upoštevati uveljavljen temperaturni režim in možnost njegove prilagoditve.

Za izvedbo grobega izračuna se predpostavi, da je 1 m² ogrevalni sistem mora nadomestiti toplotne izgube 1 kW.Če se vodni ogrevalni krog uporablja kot dodatek k glavnemu sistemu, mora pokriti le del toplotnih izgub

Obstajajo priporočila glede temperature tal, ki zagotavlja udobno bivanje v prostorih za različne namene:

• 29°C - bivalni sektor;
• 33°C- kopel, sobe z bazenom in druge z visoko vlažnostjo;
• 35°С — hladne cone (pri vhodnih vratih, zunanjih stenah itd.).

Preseganje teh vrednosti povzroči pregrevanje tako samega sistema kot zaključnega premaza, čemur sledi neizogibna poškodba materiala.

Po predhodnih izračunih lahko izberete optimalno temperaturo hladilne tekočine glede na osebne občutke, določite obremenitev ogrevalnega kroga in kupite črpalno opremo, ki se popolnoma spopade s spodbujanjem gibanja hladilne tekočine. Izbran je z rezervo 20% pretoka hladilne tekočine.

Za segrevanje estriha z zmogljivostjo več kot 7 cm je potrebno veliko časa, zato pri nameščanju vodnih sistemov poskušajo ne preseči določene meje. Talna keramika velja za najprimernejši premaz za vodna tla, ogrevanih tal ne polagamo pod parket zaradi ultra nizke toplotne prevodnosti

V fazi projektiranja se morate odločiti, ali bo ogrevana tla glavni dobavitelj toplote ali pa se bo uporabljala le kot dodatek veji radiatorskega ogrevanja. Od tega je odvisen delež izgub toplotne energije, ki jih mora nadomestiti. Lahko se giblje od 30 % do 60 % z variacijami.

Čas ogrevanja vodnega dna je odvisen od debeline elementov, vključenih v estrih. Voda kot hladilno sredstvo je zelo učinkovita, sam sistem pa je težko namestiti.

Določanje parametrov ogrevanega poda

Namen izračuna je pridobiti vrednost toplotne obremenitve. Rezultat tega izračuna vpliva na nadaljnje izvedene korake. Na toplotno obremenitev pa vplivajo povprečna zimska temperatura v določeni regiji, pričakovana temperatura v prostorih in koeficient toplotne prehodnosti stropa, sten, oken in vrat.

Vzrok za toplotne izgube so slabo izolirane stene, okna in vrata hiše. Največji odstotek toplote se izgubi skozi prezračevalni sistem in streho (+)

Končni rezultat izračunov pred naprava za talno ogrevanje vrsta vode bo odvisna tudi od prisotnosti dodatnih grelnih naprav, vključno z emisijo toplote ljudi, ki živijo v hiši, in hišnih ljubljenčkov. Pri izračunu je treba upoštevati prisotnost infiltracije.

Eden od pomembnih parametrov je konfiguracija prostorov, zato boste potrebovali tloris hiše in pripadajoče odseke.

Metoda za izračun toplotnih izgub

Po določitvi tega parametra boste ugotovili, koliko toplote naj ustvarijo tla za udobno počutje ljudi v prostoru, in glede na moč boste lahko izbrali kotel, črpalko in tla. Z drugimi besedami: toplota, ki jo oddajajo ogrevalni krogi, mora nadomestiti toplotne izgube stavbe.

Razmerje med tema dvema parametroma je izraženo s formulo:

MP = 1,2 x Q, Kje

• MP - potrebna moč tokokroga;
• Q - toplotne izgube.

Za določitev drugega indikatorja se opravijo meritve in izračuni površine oken, vrat, stropov in zunanjih sten. Ker bodo tla ogrevana, se površina te ograjene konstrukcije ne upošteva. Meritve se izvajajo na zunanji strani, vključno z vogali stavbe.

Izračun bo upošteval tako debelino kot toplotno prevodnost vsake strukture. Standardne vrednosti koeficient toplotne prevodnosti (λ) za najpogosteje uporabljene materiale lahko vzamemo iz tabele.

Iz tabele lahko vzamete vrednost koeficienta za izračun. Pomembno je, da od dobavitelja ugotovite vrednost toplotne odpornosti materiala, če so nameščena okna iz kovinske plastike (+)

Toplotne izgube se izračunajo za vsak gradbeni element posebej po formuli:

Q = 1/R*(tв-tн)*S x (1+∑b), Kje

• R — toplotna odpornost materiala, iz katerega je izdelana ograjena konstrukcija;
• S — območje konstrukcijskega elementa;
• tв in tн — notranja in zunanja temperatura, pri čemer je drugi indikator vzet glede na najnižjo vrednost;
• b — dodatne toplotne izgube, povezane z orientacijo stavbe glede na kardinalne smeri.

Indeks toplotne odpornosti (R) se določi tako, da se debelina konstrukcije deli s koeficientom toplotne prevodnosti materiala, iz katerega je izdelana.

Vrednost koeficienta b je odvisna od orientacije hiše:

• 0,1 - sever, severozahod ali severovzhod;
• 0,05 - zahod, jugovzhod;
• 0 - jug, jugozahod.

Če vprašanje obravnavamo s katerim koli primerom izračuna vodno ogrevanega tal, postane jasnejše.

Konkreten primer izračuna

Recimo, da so stene hiše za občasno bivanje, debeline 20 cm, izdelane iz gaziranih betonskih blokov. Skupna površina ograjenih sten brez okenskih in vratnih odprtin je 60 m². Zunanja temperatura -25°С, notranja +20°С, zasnova je orientirana na jugovzhod.

Glede na to, da je koeficient toplotne prevodnosti blokov λ = 0,3 W/(m°*C), je možno izračunati toplotne izgube skozi stene: R=0,2/0,3= 0,67 m²°C/W.

Toplotne izgube opazimo tudi skozi plast ometa. Če je njegova debelina 20 mm, potem Rpcs. = 0,02/0,3 = 0,07 m²°C/W. Seštevek teh dveh kazalnikov bo dal vrednost toplotne izgube skozi stene: 0,67+0,07 = 0,74 m²°C/W.

Če imamo vse začetne podatke, jih nadomestimo v formulo in dobimo toplotne izgube prostora z naslednjimi stenami: Q = 1/0,74*(20 - (-25)) *60*(1+0,05) = 3831,08 W .

Na enak način se izračunajo toplotne izgube skozi druge ograjene konstrukcije: okna, vrata, strešne kritine.

Toplota, ki jo oddajajo ogrevalni krogi, morda ne bo zadostovala za ogrevanje zraka v hiši na zahtevano vrednost, če je njihova moč podcenjena. Če je moč presežna, bo poraba hladilne tekočine prekomerna

Za določitev toplotnih izgub skozi strop je njegova toplotna upornost enaka vrednosti za načrtovano ali obstoječo vrsto izolacije: R = 0,18/0,041 = 4,39 m²°C / W.

Površina stropa je enaka površini tal in znaša 70 m². Če nadomestimo te vrednosti v formulo, dobimo toplotne izgube skozi zgornji ovoj stavbe: Q znoj. = 1/4,39*(20 - (-25))* 70* (1+0,05) = 753,42 W.

Če želite določiti toplotne izgube skozi površino oken, morate izračunati njihovo površino. Če so 4 okna 1,5 m široka in 1,4 m visoka, bo njihova skupna površina: 4 * 1,5 * 1,4 = 8,4 m².

Če proizvajalec ločeno navede toplotno upornost za stekleno enoto in profil - 0,5 oziroma 0,56 m²°C/W, potem je Rocon = 0,5*90+0,56*10)/100 = 0,56 m²°C/tor. Tu sta 90 in 10 delež za vsak element okna.

Na podlagi pridobljenih podatkov se nadaljujejo nadaljnji izračuni: Qwindow = 1/0,56*(20 - (-25))*8,4*(1+0,05) = 708,75 W.

Zunanja vrata imajo površino 0,95 * 2,04 = 1,938 m². Potem Rdv. = 0,06/0,14 = 0,43 m²°C/W. Q vrata = 1/0,43*(20 - (-25))* 1,938*(1+0,05) = 212,95 W.

Ker se zunanja vrata pogosto odpirajo, se skozi njih izgubi velika količina toplote. Zato je pomembno zagotoviti, da se tesno zaprejo.

Posledično bo toplotna izguba: Q = 3831,08 +753,42 + 708,75 + 212,95 + 7406,25 = W.

Temu rezultatu dodajte še 10 % za infiltracijo zraka, nato pa Q = 7406,25 + 740,6 = 8146,85 W.

Zdaj lahko določite toplotno moč tal: Mp = 1.*8146,85 = 9776,22 W ali 9,8 kW.

Potrebna toplota za ogrevanje zraka

Če hiša opremljen s prezračevalnim sistemom, potem je treba del toplote, ki jo sprosti vir, porabiti za ogrevanje zraka, ki prihaja od zunaj.

Za izračun se uporablja formula:

Qv. = c*m*(tв—tн), Kje

• c = 0,28 kg⁰С in označuje toplotno kapaciteto zračne mase;
• m Simbol označuje masni pretok zunanjega zraka v kg.

Zadnji parameter dobimo tako, da celotno prostornino zraka, ki je enaka prostornini vseh prostorov, pod pogojem, da se zrak obnavlja vsako uro, pomnožimo z gostoto, ki se spreminja glede na temperaturo.

Graf prikazuje odvisnost gostote zraka od njegove temperature.Podatki so potrebni za izračun količine toplote, potrebne za ogrevanje zračne mase, ki vstopa v hišo zaradi prisilnega prezračevanja (+)

Če stavba prejme 400 m³/h, potem m=400*1,422 = 568,8 kg/h. Qv. = 0,28*568,8*45 = 7166,88 W.

V tem primeru se bo potrebna toplotna moč tal znatno povečala.

Izračun potrebnega števila cevi

Za vgradnjo vodno ogrevanih tal izberite drugo metode polaganja cevi, ki se razlikujejo po obliki: tri vrste kač - dejanska kača, kotna, dvojna in polž. V enem montiranem vezju je lahko kombinacija različnih oblik. Včasih je za osrednji del tal izbran "polž", za robove pa ena od vrst "kače".

"Polž" je racionalna izbira za velike prostore s preprosto geometrijo. V prostorih, ki so zelo podolgovati ali imajo zapletene obrise, je bolje uporabiti "kačo" (+)

Razdalja med cevmi se imenuje korak. Pri izbiri te možnosti morate izpolniti dve zahtevi: vaša noga ne sme čutiti temperaturne razlike v posameznih delih tal in cevi morate uporabljati čim bolj učinkovito.

Za mejne cone tal je priporočljivo uporabiti korak 100 mm. Na drugih območjih lahko izberete korak od 150 do 300 mm.

Pomembna je toplotna izolacija tal. V pritličju mora biti njegova debelina najmanj 100 mm. V ta namen uporabite mineralno volno ali ekstrudirano polistirensko peno.

Za izračun dolžine cevi obstaja preprosta formula:

L = S/N*1,1, Kje

• S — konturno območje;
• n — korak polaganja;
• 1,1 — rob za upogibanje 10%.

Končni vrednosti se doda del cevi, položen od kolektorja do razdelitve toplega kroga tako na povratku kot na dovodu.

Primer izračuna.

Začetne vrednosti:

• kvadrat — 10 m²;
• razdalja do zbiralnika - 6 m;
• korak polaganja - 0,15 m.

Rešitev problema je preprosta: 10/0,15*1,1+(6*2) = 85,3 m.

Pri uporabi kovinsko-plastičnih cevi dolžine do 100 m se najpogosteje izbere premer 16 ali 20 mm. Pri dolžini cevi 120-125 m mora biti njen presek 20 mm².

Zasnova z enim krogom je primerna samo za prostore z majhno površino. Tla v velikih prostorih so razdeljena na več obrisov v razmerju 1: 2 - dolžina konstrukcije mora biti 2-krat večja od širine.

Prej izračunana vrednost je obseg talne cevi na splošno. Vendar pa je za dokončanje slike potrebno poudariti dolžino ločene konture.

Na ta parameter vpliva hidravlični upor tokokroga, ki je določen s premerom izbranih cevi in ​​količino dobavljene vode na enoto časa. Če te dejavnike zanemarimo, bo izguba tlaka tako velika, da nobena črpalka ne bo prisilila hladilne tekočine v kroženje.

Določitev pretoka cevi glede na izbrani korak polaganja

Konture enake dolžine so idealen primer, vendar jih v praksi redko srečamo, ker je površina prostorov za različne namene zelo različna in je preprosto nepraktično zmanjšati dolžino kontur na eno vrednost. Strokovnjaki dovoljujejo razliko v dolžini cevi od 30 do 40%.

Premer kolektorja in pretok mešalne enote določata dovoljeno število zank, ki so nanj priključene. V potnem listu za mešalno enoto lahko vedno najdete količino toplotne obremenitve, za katero je zasnovana.

Recimo koeficient prepustnosti (Kvs) je enako 2,23 m³/h S tem koeficientom lahko nekateri modeli črpalk prenesejo obremenitev od 10 do 15 W.

Če želite določiti število tokokrogov, morate izračunati toplotno obremenitev vsakega.Če je površina, ki jo zaseda ogrevana tla, 10 m² in je prenos toplote 1 m², potem indikator Kvs je 80 W, potem je 10*80 = 800 W. To pomeni, da bo mešalna enota lahko zagotovila 15.000/800 = 18,8 prostorov ali krogov s površino 10 m².

Te številke so največje in jih je mogoče uporabiti le teoretično, v resnici pa je treba številko zmanjšati za vsaj 2, nato pa 18 - 2 = 16 krogov.

Obvezno med izbiro mešalna enota (zbiralnik) preverite, ali ima tako število zaključkov.

Preverjanje pravilne izbire premera cevi

Če želite preveriti, ali je bil prečni prerez cevi pravilno izbran, lahko uporabite formulo:

υ = 4*Q*10ᶾ/n*d²

Ko hitrost ustreza najdeni vrednosti, je presek cevi pravilno izbran. Regulativni dokumenti dovoljujejo največjo hitrost 3 m/s. s premerom do 0,25 m, vendar je optimalna vrednost 0,8 m/s, saj se z večanjem njene vrednosti povečuje hrupni učinek v cevovodu.

Dodatne informacije o izračunu cevi za talno ogrevanje so navedene v Ta članek.

Izračun obtočne črpalke

Da bo sistem ekonomičen, potrebujete izberite obtočno črpalko, ki zagotavlja potreben tlak in optimalen pretok vode v tokokrogih. Potni listi črpalk običajno kažejo tlak v tokokrogu največje dolžine in skupni pretok hladilne tekočine v vseh zankah.

Na tlak vplivajo hidravlične izgube:

∆h = L*Q²/k1, Kje

• L — dolžina konture;
• Q — poraba vode l/s;
• k1 - koeficient, ki označuje izgube v sistemu; indikator se lahko vzame iz referenčnih tabel o hidravliki ali iz potnega lista opreme.

Poznavanje velikosti pritiska, izračunajte pretok v sistemu:

Q = k*√H, Kje

k je koeficient pretoka.Strokovnjaki predvidevajo, da je pretok na vsakih 10 m² hiše v območju 0,3-0,4 l/s.

Med sestavnimi deli tople vode ima posebno vlogo obtočna črpalka. Samo enota, katere moč je 20% večja od dejanskega pretoka hladilne tekočine, bo lahko premagala upor v ceveh.

Številk glede tlaka in pretoka, navedenih v potnem listu, ni mogoče jemati dobesedno - to je največ, vendar nanje dejansko vplivata dolžina in geometrija omrežja. Če je tlak previsok, zmanjšajte dolžino tokokroga ali povečajte premer cevi.

Priporočila za izbiro debeline estriha

V referenčnih knjigah najdete informacije, da je najmanjša debelina estriha 30 mm. Kadar je prostor precej visok, se pod estrih položi izolacija, ki poveča učinkovitost izrabe toplote, ki jo oddaja ogrevalni krog.

Najbolj priljubljen podporni material je ekstrudirana polistirenska pena. Njegova toplotna odpornost je bistveno nižja kot pri betonu.

Pri vgradnji estriha je za izravnavo linearnega raztezanja betona obod prostora okrašen z dušilnim trakom. Pomembno je izbrati pravo debelino. Strokovnjaki svetujejo, da pri prostoru, ki ne presega 100 m², namestite 5 mm kompenzacijski sloj.

Če so vrednosti površine večje zaradi dolžine, ki presega 10 m, se debelina izračuna po formuli:

b = 0,55*l, Kje

L je dolžina sobe v m.

Zaključki in uporaben video na to temo

Ta videoposnetek govori o izračunu in namestitvi ogrevanega hidravličnega poda:

Videoposnetek ponuja praktična priporočila za polaganje tal. Informacije vam bodo pomagale preprečiti napake, ki jih običajno delajo amaterji:

Izračun omogoča oblikovanje sistema "topla tla" z optimalnimi kazalniki učinkovitosti. Ogrevanje je dovoljeno namestiti z uporabo podatkov in priporočil potnega lista.

Delovalo bo, vendar strokovnjaki svetujejo, da še vedno porabite čas za izračune, tako da sistem na koncu porabi manj energije.

Ali imate izkušnje z izračunom talnega ogrevanja in pripravo načrta ogrevalnega kroga? Ali imate še vedno vprašanja o tej temi? Prosimo, delite svoje mnenje in pustite komentarje.