Izračun cevi za ogrevana tla: izbira cevi glede na parametre, izbira koraka polaganja + primer izračuna

Kljub zapletenosti namestitve velja talno ogrevanje z uporabo vodnega kroga za enega najbolj stroškovno učinkovitih načinov ogrevanja prostora. Da bi sistem deloval čim bolj učinkovito in ne povzročal okvar, je treba pravilno izračunati cevi za ogrevana tla - določiti dolžino, korak zanke in vzorec polaganja tokokroga.

Udobje pri uporabi ogrevanja vode je v veliki meri odvisno od teh kazalnikov. Ta vprašanja bomo preučili v našem članku - povedali vam bomo, kako izbrati najboljšo možnost za cevi ob upoštevanju tehničnih značilnosti vsake vrste. Tudi po branju tega članka boste lahko izbrali pravilen korak namestitve in izračunali potreben premer in dolžino konture ogrevanega poda za določeno sobo.

Parametri za izračun toplotne zanke

V fazi načrtovanja je treba rešiti številna vprašanja, ki določajo oblikovne značilnosti topla tla in način delovanja - izberite debelino estriha, črpalko in drugo potrebno opremo.

Tehnični vidiki organizacije ogrevalne podružnice so v veliki meri odvisni od njenega namena. Poleg namena, za natančen izračun posnetkov vodnega kroga, boste potrebovali številne kazalnike: območje pokritosti, gostoto toplotnega toka, temperaturo hladilne tekočine, vrsto talne obloge.

Območje pokritosti cevi

Pri določanju dimenzij podlage za polaganje cevi upoštevajte prostor, ki ni natrpan z veliko opremo in vgradnim pohištvom. O razporeditvi predmetov v sobi je treba razmišljati vnaprej.

Če se kot glavni dobavitelj toplote uporablja vodna tla, mora biti njegova moč dovolj za nadomestitev 100% toplotnih izgub. Če je tuljava dodatek k radiatorskemu sistemu, mora pokriti 30-60 % stroškov toplotne energije prostora.

Toplotni tok in temperatura hladilne tekočine

Gostota toplotnega toka je izračunani indikator, ki označuje optimalno količino toplotne energije za ogrevanje prostora. Vrednost je odvisna od številnih dejavnikov: toplotne prevodnosti sten, stropov, površine zasteklitve, prisotnosti izolacije in stopnje izmenjave zraka. Na podlagi toplotnega toka se določi korak polaganja zanke.

Najvišja temperatura hladilne tekočine je 60 °C. Vendar pa debelina estriha in talne obloge zmanjšata temperaturo - dejansko opazimo približno 30-35 ° C na površini tal. Razlika med indikatorji temperature na vhodu in izhodu vezja ne sme presegati 5 °C.

Vrsta talne obloge

Končna obdelava vpliva na učinkovitost sistema. Optimalna toplotna prevodnost ploščic in porcelana - površina se hitro segreje.Dober pokazatelj učinkovitosti vodnega kroga pri uporabi laminata in linoleja brez toplotnoizolacijske plasti. Najnižjo toplotno prevodnost imajo lesene obloge.

Stopnja prenosa toplote je odvisna tudi od polnilnega materiala. Sistem je najbolj učinkovit pri uporabi težkega betona z naravnim agregatom, na primer drobnimi morskimi kamenčki.

Cementno-peščena malta zagotavlja povprečno stopnjo prenosa toplote, ko se hladilno sredstvo segreje na 45 ° C. Pri vgradnji polsuhega estriha se učinkovitost vezja znatno zmanjša

Pri izračunu cevi za ogrevana tla je treba upoštevati uveljavljene standarde za temperaturni režim prevleke:

• 29 °C - dnevna soba;
• 33 °C – sobe z visoko vlažnostjo;
• 35 °C – prehodne cone in hladne cone – območja ob končnih stenah.

Podnebne značilnosti regije bodo imele pomembno vlogo pri določanju gostote vodnega kroga. Pri izračunu toplotnih izgub je treba upoštevati minimalno temperaturo pozimi.

Kot kaže praksa, bo predhodna izolacija celotne hiše pripomogla k zmanjšanju obremenitve. Prostor je smiselno najprej toplotno izolirati, nato pa se lotiti izračuna toplotnih izgub in parametrov cevnega tokokroga.

Ocena tehničnih lastnosti pri izbiri cevi

Zaradi nestandardnih delovnih pogojev so visoke zahteve glede materiala in velikosti vodnega dna:

• kemična inertnost, odpornost proti korozijskim procesom;
• Popolnoma gladek notranji premaz, ni nagnjen k nastanku vodnega kamna;
• moč – stene so stalno izpostavljene hladilu od znotraj, estrih pa od zunaj; cev mora prenesti tlak do 10 barov.

Zaželeno je, da ima ogrevalna veja majhno specifično težo.Pita vodnega dna že močno obremenjuje strop, težak cevovod pa bo le poslabšal situacijo.

V skladu s SNiP je uporaba varjenih cevi v zaprtih ogrevalnih sistemih prepovedana, ne glede na vrsto šiva: spiralno ali ravno.

Tri kategorije valjanih cevi v eni ali drugi meri izpolnjujejo navedene zahteve: zamreženi polietilen, kovinsko-plastični in baker.

Možnost št. 1 - zamreženi polietilen (PEX)

Material ima mrežasto širokocelično strukturo molekularnih vezi. Modificirani polietilen se od običajnega polietilena razlikuje po prisotnosti vzdolžnih in prečnih ligamentov. Ta struktura poveča specifično težo, mehansko trdnost in kemično odpornost.

Vodni krog iz PEX cevi ima številne prednosti:

• visoka elastičnost, ki omogoča namestitev tuljave z majhnim polmerom upogiba;
• varnost – pri segrevanju material ne oddaja škodljivih sestavin;
• toplotna odpornost: mehčanje – od 150 °C, taljenje – 200 °C, zgorevanje – 400 °C;
• ohranja strukturo med temperaturnimi nihanji;
• odpornost na poškodbe - biološki uničevalci in kemični reagenti.

Cevovod ohranja svojo prvotno pretočnost - na stenah se ne odlaga usedlina. Ocenjena življenjska doba vezja PEX je 50 let.

Pomanjkljivosti zamreženega polietilena vključujejo: strah pred sončno svetlobo, negativne učinke kisika, ko prodre v notranjost strukture, potrebo po togi pritrditvi tuljave med namestitvijo

Obstajajo štiri skupine izdelkov:

1. PEX-a – peroksidno zamreženje. Dosežena je najbolj trpežna in enotna struktura z gostoto vezi do 75%.
2. PEX-b – silansko zamreženje. Tehnologija uporablja silanide - strupene snovi, ki so nesprejemljive za uporabo v gospodinjstvu. Proizvajalci vodovodnih izdelkov ga nadomestijo z varnim reagentom. Za vgradnjo so sprejemljive cevi s higienskim certifikatom. Gostota zamreženja - 65-70%.
3. PEX-c – metoda obsevanja. Polietilen obsevamo s tokom gama žarkov ali elektronov. Posledično so obveznice stisnjene do 60%. Slabosti PEX-c: nevarna uporaba, neenakomerno navzkrižno povezovanje.
4. PEX-d – nitriranje. Reakcija za ustvarjanje mreže se pojavi zaradi dušikovih radikalov. Izhod je material z gostoto zamreženja približno 60-70%.

Trdnostne lastnosti PEX cevi so odvisne od načina zamreženja polietilena.

Če ste se odločili za cevi iz zamreženega polietilena, priporočamo, da se seznanite z njimi ureditvena pravila sistemi talnega ogrevanja iz njih.

Možnost #2 - kovinsko-plastična

Vodilna v valjanih ceveh za vgradnjo ogrevanih tal je kovinsko-plastična. Strukturno material vključuje pet plasti.

Notranji premaz in zunanja lupina sta polietilen visoke gostote, ki daje cevi potrebno gladkost in toplotno odpornost. Vmesni sloj – aluminijast distančnik

Kovina poveča trdnost linije, zmanjša stopnjo toplotnega raztezanja in deluje kot protidifuzijska pregrada - blokira pretok kisika v hladilno tekočino.

Značilnosti kovinsko-plastičnih cevi:

• dobra toplotna prevodnost;
• sposobnost vzdrževanja dane konfiguracije;
• delovna temperatura z ohranjanjem lastnosti – 110 °C;
• nizka specifična teža;
• neslišno gibanje hladilne tekočine;
• varnost uporabe;
• odpornost proti koroziji;
• življenjska doba - do 50 let.

Pomanjkljivost kompozitnih cevi je nesprejemljivost upogibanja okoli osi.Ponavljajoče zvijanje lahko poškoduje aluminijasto plast. Priporočamo, da preberete pravilna tehnologija namestitve kovinsko-plastične cevi, ki bodo pomagale preprečiti poškodbe.

Možnost #3 - bakrene cevi

Z vidika tehničnih in operativnih značilnosti bo rumena kovina najboljša izbira. Vendar pa je njegovo povpraševanje omejeno z visokimi stroški.

V primerjavi s sintetičnimi cevovodi bakreno vezje zmaga v več točkah: toplotna prevodnost, toplotna in fizična trdnost, neomejena variabilnost upogiba, absolutna neprepustnost za pline

Bakreni cevovodi imajo poleg drage še dodatno slabost – zapletenost namestitev. Za upogibanje konture boste potrebovali stiskalni stroj oz upogib cevi.

Možnost #4 - polipropilen in nerjavno jeklo

Včasih je ogrevalna veja izdelana iz polipropilena ali valovitih cevi iz nerjavečega jekla. Prva možnost je cenovno dostopna, vendar precej toga pri upogibanju - najmanjši polmer je osemkrat večji od premera izdelka.

To pomeni, da bo treba cevi s standardno velikostjo 23 mm postaviti na razdalji 368 mm drug od drugega - povečan korak polaganja ne bo zagotovil enakomernega ogrevanja.

Cevi iz nerjavečega jekla imajo visoko toplotno prevodnost in dobro fleksibilnost. Slabosti: krhkost tesnilnih gumijastih trakov, ustvarjanje močnega hidravličnega upora z valovitostjo

Možni načini postavitve konture

Da bi določili porabo cevi za ureditev ogrevanega poda, se morate odločiti za postavitev vodnega kroga. Glavna naloga načrtovanja postavitve je zagotoviti enakomerno ogrevanje ob upoštevanju hladnih in neogrevanih območij prostora.

Možne so naslednje možnosti postavitve: kača, dvojna kača in polž.Pri izbiri sheme morate upoštevati velikost, konfiguracijo prostora in lokacijo zunanjih sten

Metoda #1 - kača

Hladilna tekočina se v sistem dovaja vzdolž stene, prehaja skozi tuljavo in se vrne v razdelilni razdelilnik. V tem primeru se polovica prostora ogreva s toplo vodo, preostanek pa z ohlajeno vodo.

Pri polaganju s kačo je nemogoče doseči enakomerno segrevanje - temperaturna razlika lahko doseže 10 ° C. Metoda je uporabna v ozkih prostorih.

Zasnova kotne kače je optimalna, če morate maksimalno izolirati hladno območje v bližini končne stene ali na hodniku

Dvojna kača omogoča mehkejši temperaturni prehod. Tokokrog naprej in nazaj potekata vzporedno drug z drugim.

Metoda # 2 - polž ali spirala

To velja za optimalno shemo za zagotovitev enakomernega segrevanja talne obloge. Neposredne in vzvratne veje se polagajo izmenično.

Dodatna prednost "lupine" je namestitev ogrevalnega kroga z gladkim vrtenjem ovinka. Ta metoda je pomembna pri delu s cevmi z nezadostno prožnostjo.

Za velika območja se izvaja kombinirana shema. Površina je razdeljena na sektorje in za vsakega se razvije ločeno vezje, ki vodi do skupnega zbiralnika. V središču prostora je cevovod položen kot polž, vzdolž zunanjih sten pa kot kača.

Na naši spletni strani imamo še en članek, v katerem smo podrobno razpravljali namestitveni diagrami talno ogrevanje in podal priporočila o izbiri optimalne možnosti glede na značilnosti posameznega prostora.

Metoda izračuna cevi

Da ne bi prišlo do zmede pri izračunih, predlagamo, da rešitev problema razdelite na več stopenj.Najprej je treba oceniti toplotne izgube prostora, določiti korak polaganja in nato izračunati dolžino ogrevalnega kroga.

Načela načrtovanja vezij

Ko začnete z izračuni in ustvarite skico, se morate seznaniti z osnovnimi pravili za lokacijo vodnega kroga:

1. Priporočljivo je, da cevi položite vzdolž okenske odprtine - to bo znatno zmanjšalo toplotne izgube stavbe.
2. Priporočena površina enega vodnega kroga je 20 kvadratnih metrov. m V velikih prostorih je treba prostor razdeliti na cone in za vsako postaviti ločeno grelno vejo.
3. Razdalja od stene do prve veje je 25 cm, dovoljeni korak zavojev cevi v središču prostora je do 30 cm, ob robovih in v hladnih conah - 10-15 cm.
4. Določitev največje dolžine cevi za talno ogrevanje mora temeljiti na premeru tuljave.

Za vezje s prečnim prerezom 16 mm ni dovoljeno več kot 90 m, meja za cevovod debeline 20 mm je 120 m, skladnost s standardi bo zagotovila normalen hidravlični tlak v sistemu.

Tabela prikazuje približen pretok cevi, odvisno od koraka zanke. Za natančnejše podatke morate upoštevati obračalni rob in razdaljo do kolektorja

Osnovna formula z razlagami

Dolžina konture ogrevanega poda se izračuna po formuli:

L=S/n*1,1+k,

Kje:

• L — zahtevana dolžina ogrevalnega voda;
• S – pokrita talna površina;
• n – korak polaganja;
• 1,1 – standardni faktor desetih odstotkov upogibne rezerve;
• k – oddaljenost kolektorja od tal – upošteva se razdalja do napeljave dovodnega in povratnega tokokroga.

Območje pokritosti in višina zavojev bosta imela odločilno vlogo.

Zaradi jasnosti morate na papirju sestaviti tloris z navedbo natančnih mer in navesti prehod vodnega kroga

Ne smemo pozabiti, da postavitev ogrevalnih cevi pod velike gospodinjske aparate in vgrajeno pohištvo ni priporočljivo. Parametre določenih predmetov je treba odšteti od skupne površine.

Za izbiro optimalne razdalje med vejami je potrebno izvesti bolj zapletene matematične manipulacije, ki delujejo s toplotnimi izgubami prostora.

Toplotnotehnični izračun z določitvijo koraka tokokroga

Gostota cevi neposredno vpliva na količino toplotnega toka, ki izhaja iz ogrevalnega sistema. Za določitev potrebne obremenitve je treba izračunati stroške toplote pozimi.

Toplotne stroške skozi konstrukcijske elemente stavbe in prezračevanje mora v celoti nadomestiti ustvarjena toplotna energija vodnega kroga.

Moč ogrevalnega sistema se določi po formuli:

M=1,2*Q,

Kje:

• M – zmogljivost vezja;
• Q – skupna toplotna izguba prostora.

Vrednost Q lahko razčlenimo na komponente: porabo energije skozi ograjene konstrukcije in stroške, ki nastanejo zaradi delovanja prezračevalnega sistema. Ugotovimo, kako izračunati vsakega od kazalnikov.

Izguba toplote skozi gradbene elemente

Treba je določiti porabo toplotne energije za vse ograjene konstrukcije: stene, strope, okna, vrata itd. Formula za izračun:

Q1=(S/R)*Δt,

Kje:

• S – območje elementa;
• R – toplotna odpornost;
• Δt – razlika med notranjo in zunanjo temperaturo.

Pri določanju Δt se uporablja indikator za najhladnejši čas v letu.

Toplotna upornost se izračuna na naslednji način:

R=A/Kt,

Kje:

• A – debelina sloja, m;
• CT – koeficient toplotne prevodnosti, W/m*K.

Za kombinirane elemente konstrukcije je treba sešteti odpornost vseh plasti.

Koeficient toplotne prevodnosti gradbenih materialov in izolacije lahko vzamete iz referenčne knjige ali si ogledate priloženo dokumentacijo za določen izdelek.

Več vrednosti koeficienta toplotne prevodnosti za najbolj priljubljene gradbene materiale smo podali v tabeli v naslednjem članku.

Izguba toplote pri prezračevanju

Za izračun indikatorja se uporablja formula:

Q2=(V*K/3600)*C*P*Δt,

Kje:

• V - prostornina prostora, kubični metri. m;
• K – stopnja izmenjave zraka;
• C – specifična toplotna kapaciteta zraka, J/kg*K;
• p – gostota zraka pri normalni sobni temperaturi – 20 °C.

Stopnja izmenjave zraka v večini prostorov je enaka ena. Izjema so hiše z notranjo parno zaporo - za vzdrževanje normalne mikroklime je treba zrak obnavljati dvakrat na uro.

Specifična toplotna kapaciteta je referenčni indikator. Pri standardni temperaturi brez tlaka je vrednost 1005 J/kg*K.

Tabela prikazuje odvisnost gostote zraka od temperature okolice pri atmosferskem tlaku - 1,0132 bar (1 Atm)

Skupna toplotna izguba

Skupna količina toplotne izgube v prostoru bo enaka: Q=Q1*1,1+Q2. Koeficient 1,1 - povečanje stroškov energije za 10% zaradi pronicanja zraka skozi razpoke in puščanja v gradbenih konstrukcijah.

Če dobljeno vrednost pomnožimo z 1,2, dobimo potrebno moč ogrevanega poda za kompenzacijo toplotne izgube. Z grafom toplotnega toka v odvisnosti od temperature hladilne tekočine lahko določite ustrezen korak in premer cevi.

Navpična lestvica je povprečni temperaturni režim vodnega kroga, vodoravna lestvica je indikator proizvodnje toplotne energije ogrevalnega sistema na 1 kvadratni meter. m

Podatki so pomembni za ogrevana tla na peščeno-cementnem estrihu debeline 7 mm, premazni material so keramične ploščice. Za druge pogoje je treba vrednosti prilagoditi glede na toplotno prevodnost zaključka.

Na primer, pri polaganju preproge je treba temperaturo hladilne tekočine povečati za 4-5 °C. Vsak dodatni centimeter estriha zmanjša prenos toplote za 5-8%.

Končna izbira dolžine konture

Če poznamo korak polaganja tuljav in pokrito površino, je enostavno določiti pretok cevi. Če je dobljena vrednost večja od dovoljene vrednosti, je treba namestiti več vezij.

Optimalno je, če so zanke enake dolžine - ni treba ničesar prilagajati ali uravnotežiti. Vendar pa je v praksi pogosteje potrebno ogrevalni vod razdeliti na različne odseke.

Razmik dolžin kontur mora ostati znotraj 30-40%. Glede na namen in obliko prostora se lahko "poigrate" z naklonom zanke in premerom cevi.

Konkreten primer izračuna ogrevalne veje

Predpostavimo, da morate določiti parametre toplotnega kroga za hišo s površino 60 kvadratnih metrov.

Za izračun boste potrebovali naslednje podatke in značilnosti:

• dimenzije prostora: višina - 2,7 m, dolžina in širina - 10 oziroma 6 m;
• hiša ima 5 kovinsko-plastičnih oken 2 kvadratnih metrov. m;
• zunanje stene - porobeton, debeline - 50 cm, Kt = 0,20 W/mK;
• dodatna izolacija sten – polistirenska pena 5 cm, Kt=0,041 W/mK;
• material stropa – armirano betonska plošča, debelina – 20 cm, Kt=1,69 W/mK;
• izolacija podstrešja – plošče iz penastega polistirena debeline 5 cm;
• dimenzije vhodnih vrat - 0,9 * 2,05 m, toplotna izolacija - poliuretanska pena, sloj - 10 cm, Kt = 0,035 W/mK.

Nato si poglejmo korak za korakom primer izvajanja izračuna.

1. korak - izračun toplotnih izgub skozi strukturne elemente

Toplotna odpornost stenskih materialov:

• porobeton: R1=0,5/0,20=2,5 ​​m²*K/W;
• ekspandiran polistiren: R2=0,05/0,041=1,22 kv.m*K/W.

Toplotni upor stene kot celote je: 2,5 + 1,22 = 3,57 sq. m*K/W. Za povprečno temperaturo v hiši vzamemo +23 °C, najnižjo zunanjo temperaturo pa 25 °C s predznakom minus. Razlika v indikatorjih je 48 ° C.

Izračun skupne površine stene: S1=2,7*10*2+2,7*6*2=86,4 m². m Od dobljenega indikatorja je treba odšteti velikost oken in vrat: S2 = 86,4-10-1,85 = 74,55 m². m.

Če nadomestimo dobljene kazalnike v formulo, dobimo toplotne izgube stene: Qc = 74,55 / 3,57 * 48 = 1002 W

Po analogiji se izračunajo stroški toplote skozi okna, vrata in strop. Za oceno energetskih izgub skozi podstrešje se upošteva toplotna prevodnost talnih oblog in izolacije

Končna toplotna upornost stropa je: 0,2/1,69+0,05/0,041=0,118+1,22=1,338 sq. m*K/W. Toplotne izgube bodo: Qp=60/1,338*48=2152 W.

Za izračun uhajanja toplote skozi okna je treba določiti tehtano povprečno vrednost toplotne upornosti materialov: okno z dvojno zasteklitvijo - 0,5 in profil - 0,56 kvadratnih metrov. m*K/W.

Ro=0,56*0,1+0,5*0,9=0,56 m2*K/W. Tu sta 0,1 in 0,9 delež vsakega materiala v okenski strukturi.

Toplotne izgube okna: Qо=10/0,56*48=857 W.

Ob upoštevanju toplotne izolacije vrat bo njihova toplotna upornost: Rd=0,1/0,035=2,86 sq. m*K/W. Qd=(0,9*2,05)/2,86*48=31 W.

Skupna toplotna izguba skozi ograjene elemente je: 1002+2152+857+31=4042 W. Rezultat je treba povečati za 10 %: 4042*1,1=4446 W.

2. korak - toplota za ogrevanje + splošne toplotne izgube

Najprej izračunamo porabo toplote za ogrevanje vstopnega zraka. Prostornina prostora: 2,7*10*6=162 kubičnih metrov. m V skladu s tem bodo toplotne izgube pri prezračevanju: (162 * 1/3600) * 1005 * 1,19 * 48 = 2583 W.

Glede na te parametre prostora bodo skupni stroški toplote: Q=4446+2583=7029 W.

Korak 3 - potrebna moč toplotnega kroga

Izračunamo optimalno moč tokokroga, potrebno za kompenzacijo toplotnih izgub: N=1,2*7029=8435 W.

Naprej: q=N/S=8435/60=141 W/m2.

Na podlagi zahtevane zmogljivosti ogrevalnega sistema in aktivne površine prostora je mogoče določiti gostoto toplotnega toka na 1 m2. m

4. korak - določitev koraka polaganja in dolžine konture

Dobljeno vrednost primerjamo z grafom odvisnosti. Če je temperatura hladilne tekočine v sistemu 40 ° C, je primeren krog z naslednjimi parametri: korak - 100 mm, premer - 20 mm.

Če v glavnem kroži voda, segreta na 50 °C, se lahko razmak med vejami poveča na 15 cm in uporabi cev s prečnim prerezom 16 mm.

Izračunamo dolžino konture: L=60/0,15*1,1=440 m.

Ločeno je treba upoštevati razdaljo od kolektorjev do ogrevalnega sistema.

Kot je razvidno iz izračunov, boste morali za namestitev vodnega dna narediti vsaj štiri ogrevalne zanke. Kako pravilno položiti in pritrditi cevi ter druge skrivnosti namestitve, smo pregledano tukaj.

Zaključki in uporaben video na to temo

Vizualni video pregledi vam bodo pomagali narediti predhodni izračun dolžine in koraka toplotnega kroga.

Izbira najučinkovitejše razdalje med vejami sistema talnega ogrevanja:

Navodilo, kako ugotoviti dolžino zanke ogrevanega poda v uporabi:

Metode izračuna ni mogoče imenovati preprosto. Hkrati je treba upoštevati številne dejavnike, ki vplivajo na parametre vezja. Če nameravate uporabiti vodna tla kot edini vir toplote, potem je bolje, da to delo zaupate strokovnjakom - napake v fazi načrtovanja so lahko drage.

Ali sami izračunate potrebno dolžino cevi za ogrevana tla in njihov optimalen premer? Imate morda še vedno vprašanja, ki jih v tem gradivu nismo zajeli? Zastavite jih našim strokovnjakom v razdelku za komentarje.

Če ste specializirani za izračun cevi za ureditev vodno ogrevanih tal in imate kaj dodati zgoraj predstavljenemu gradivu, napišite svoje komentarje spodaj pod člankom.