Как провести расчет водяного теплого пола

Основные параметры для проектирования ТП

Расположение нагревательных элементов, влияющих на удельную мощность теплового пола на 1м2, проектируют, основываясь на теплофизических характеристиках строения. В этом достаточно сложном процессе, приходится учитывать множество различных факторов, в том числе:

• региональные тепловые стандарты – минимальную наружную температуру воздуха в наиболее холодный период года;
• среднюю температуру в каждой из комнат и их расположение;
• особенности строительных конструкций – материал и толщину стен, пола и потолка или межэтажных перекрытий;
• количество и тип окон, их общую площадь, коэффициент теплопотерь, во многом зависящий от разновидности установленных стеклопакетов;
• позиционирование здания относительно сторон света;
• высоту помещений, а также ряд других.

Предложенный перечень параметров, оказывающий влияние на расчет теплых полов, далеко не полный – опытный специалист теплотехник укажет еще с десяток важных теплофизических характеристик.

Тем не менее, первоочередная задача подобного проектирования заключается в подборе такой теплопроизводительности ТП, которая гарантированно сможет компенсировать все энергетические потери отапливаемого здания. Нельзя также забывать, что рекомендуется увеличивать вычисленную теоретическую мощность на 10-15% для того, чтобы тепловая установка не работала на пределе своих возможностей.

Независимо от того, будет ли выполняться расчет теплых полов своими руками либо силами профильных специалистов, во всех случаях отталкиваются от требований ГОСТ Р 55656-2013 «Энергетические характеристики зданий. Расчет использования энергии для отопления помещений». Ниже приводится упрощенная методика для самостоятельного проектирования небольшой квартирной установки обогрева полов.

Правила установки

Многие после установки системы водяного отопления сталкиваются с большими трудностями. Поэтому перед началом работ следует ознакомиться с общими требованиями:

1. По правилам безопасности, водяную отопительную конструкцию строго запрещено подключать к центральной отопительной системе.
2. Устанавливать дополнительное оборудование стоит строго по соблюдение всех правил. Иначе при попадании воды или конденсата на электроприборы, замыкание проводки может привести к не поправимым последствиям, вплоть до выхода системы из строя.

Так же нельзя без разрешения соответствующих органов самостоятельно подключать систему к общим стоякам многоквартирных домов. Иначе административного штрафа не избежать.

Ознакомившись со всеми требующими данными, которые потребуются программе теплых полов, произвести итог не составит трудностей. Онлайн калькулятор имеет формулы для вычисления всех параметров, а так же и их характеристик. Благодаря которым вы воспользуетесь этими параметрами при установке системы или на наглядном примере увидите ошибки, которые совершили при предварительных подсчетах.

Монтаж водяного теплого пола собственноручно

После того как Вы закупили материалы, можно приступать к монтажу.

Ввиду того что перекрытия могут быть не только бетонным, но и деревянным, мы рассмотрим оба варианта

Монтаж водяных теплых полов своими руками мы разделили на 6 этапов:

2.1. Очистка основания
2.1.1. Бетонный пол

Уберите весь мусор и сбейте отдельные бетонные наросты, если они есть. Не волнуйтесь если основание пола неровное, это никак не повлияет на качество монтажа.

2.1.2. Деревянный пол

Просто очистить поверхность от крупного мусора.

2.2. Утепление основания
2.2.1. Бетонное

В случае если черновая стяжка не утеплена – требуется утепление. Чаще всего утепляют экструдированным пенополистиролом (Пеноплэкс) или матами. Плиты Пеноплэкса или маты просто прибиваются дюбель-грибами к основанию как это показано на видео:

2.2.2. Деревянное

Деревянное основание не нуждается в утеплении, но не лишним будет застелить его вспененным полиэтиленов (Пенофол) с отражающей поверхностью.

2.3. Монтаж демпферной ленты

Лента крепится на стены, посему, разделим все стены на 2 типа по методу монтажа.

2.3.1. Бетонная или кирпичная стена

Тут следует крепить ленту дюбель-грибами. Не стоит надеяться на самоклеящуюся ленту – она отвалится на следующий же день.

2.3.2. Деревянная, гипсокартонная, стена со штукатуркой

В данном случае, лента крепится обычным монтажным степлером, это просто и быстро.

2.4. Арматурная сетка

Если стяжка Вашего пола менее 3 см или в связи с рельефом основания существуют локальные места где стяжка будет менее 3 см – вам нужна будет арматурная сетка.

Сетку можно укладывать под трубу и на трубу. Но если Вы положите сетку на трубу, то Вам будет очень неудобно ходить по ней во время монтажа бетонной стяжки, сетка под ногами будет выгибаться и торчать из стяжки, чтобы этого избежать необходимо положить несколько досок и ходить только по ним.

2.5. Крепления для трубы

Крепежные элементы трубы подбираются исходя из типа утеплителя, наличия закрепленной арматурной сетки под трубой и типом основания.

Об этом уже говорилось в пункте

2.6. Укладка трубы

Перед началом монтажа необходимо определиться с методом укладки трубы и местом где будет размещаться коллектор. Существует 3 варианта:

• двойной спиралью (рис.1);
• змейкой (рис.2);
• двойной змейкой (рис.3).

Самый эффективный вариант — это двойная спираль (рис.1), в этом варианте тепло распределяется максимально равномерно.

К этому моменты Вы должны были уже определиться с шагом укладки трубы. А для того чтобы было удобней производить монтаж рекомендуем сделать лекало размером равным Вашему шагу укладки из любого подручного материала (кусочка трубы или утеплителя, например).

Начинать монтаж рекомендуем с самых дальних от коллектора контуров!

2.7. Монтаж коллектора

Коллектор обычно монтируется в специальный шкаф и на стену.

2.7.1. Сборка коллектора

Для начала надо собрать коллектор и закрепить его на месте.

2.7.2. Обвязка коллектора

После сборки коллекторного узла и монтажа его в том месте где Вам необходимо, переходим к «обвязке» (присоединение петель водяного теплого пола к патрубкам коллектора через фитинги) коллектора.

2.7.3. Опрессовка системы

После того как у нас уже собрана вся основная система водяного теплого пола, ее необходимо «опрессовать» (заполнить контура теплого пола теплоносителем или сжатым воздухом). Это делается для проверки герметичности.

Рекомендуется оставить опрессованную систему под давлением 3-6 бар на 1-2 суток чтобы выявить возможные протечки.

После опрессовки и проверки системы можно переходить к монтажу цементно-песчаной стяжки.

Расчет теплого пола

Для новичков, для которых затруднительно производить расчет теплого пола электрического самостоятельно, существуют специальные сервисы. Воспользоваться можно он-лайн калькулятором для расчета теплого пола и специальными программами. Такой способ позволяет быстро определить мощность пленочной или кабельной систем подогрева.

Как рассчитать теплый пол, не используя он-лайн сервисы?  Для этого можно использовать следующую формулу: Р=Рм * Sкомн, где Рм — мощность используемого материала, а Sкомн — площадь, занятая системой обогрева (полезная).

Полезная площадь выражается разностью общей и занятой предметами интерьера площадей. Мощность материала выбирается по средним показателям с учетом характера помещения и его теплопроводных свойств.

Шаг укладки кабеля на кв.м.  выбирается самостоятельно таким образом, чтоб в итоге мощность материала соответствовала общепринятым средним значениям.

Нагревательные маты

Использование нагревательных матов в системах теплого пола — самый простой способ монтажа и расчета. Маты представляют собой сетку, на которую с необходимым шагом уложен двухжильный нагревающий кабель. На сетку наносится клеевой слой, что значительно упрощает монтаж таких систем.

Этот материал имеет удельную мощность в расчете на м2 100 — 150 Вт/м2. Иногда встречаются маты с показателем мощности в 200 Вт/м2.

Пленочные системы

Инфракрасный пленочный пол основаны на применении пересечения  графитовых полос с  медно-серебряными проводниками, подключенными к ним. Пленка достаточно тонкая. С ее помощью происходит нагрев окружающих предметов (инфракрасное излучение), что считается является оптимальным для установки в жилых помещениях. Размеры пленочных материалов позволяют легко заполнить любую площадь пола.

Инновационной считается система инфракрасного стержневого обогрева. Она состоит из гибких нагревательных элементов, выполненных из карбона, серебра и графита. Особенность таких  матов в том, что при показаниях нагрева до 60, происходит уменьшение потребляемой мощности. Эта система обогрева самая экономичная из всех существующих. Она не требует толстого слоя стяжки. Такие материалы выпускаются в виде матов размером от 0,5 до 25 метров длиной. Минусом этого вида обогрева является высокая стоимость материалов ввиду особой технологии и новизны способа. Поэтому на сегодняшний день этот вид напольного обогрева не получил широкого распространения.

На КПД обогревательного элемента влияет способ монтажа теплого пола. Бетонные стяжки, в которых монтируются системы обогрева, должны составлять по толщине не менее 3-5 см. Это уменьшает теплопотери. В термоаккумулирующих бетонных полах толщиной 10-15 см происходит эффективная теплоотдача в помещение.

Расчет тепловых потерь

На показатель тепловых потерь оказывают влияние такие аспекты:

• климатические условия региона;
• теплопроводные свойства материалов внешних стен, пола и потолка помещения;
• наличие и размер окон, их теплосберегающие свойства;
• вентиляционные шахты;
• температурный минимум окружающей среды для данной местности;
• способность системы нагреть воздух в помещении до необходимых значений.

Все эти факторы учитываются для того, чтобы компенсировать возможные тепловые потери. Рассчитать их значения, учитывая характер и возраст объекта, можно с помощью специальных интернет-ресурсов и калькуляторов.

Расчет мощности теплого пола, используемого как основной источник тепла производится по формуле: Руст = 1,3 * Рп, где Рп — мощность теплопотерь, а Руст — установленная мощность. Коэффициент 1,3 составляет 30%-ый запас мощности.

В термоаккумулирующей стяжке используют коэффициент 1,4.

Удельная мощность Руд — это отношение установленного значения к обогреваемой площади помещения: Р уд = Р уст/ S пом.

Тщательный расчет теплого пола — эффективность и надежность конструкции и гарантия длительной безупречной службы

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

Принципы монтажа систем водяного типа

Сначала нужно подготовить основание: выровнять его и очистить от загрязнений. После этого укладывают слой теплоизоляции, часто для этого используют плиты экструдированного пенополистирола.

Такой материал поставляется в виде плит, которые не сложно установить. После этого теплоизоляционный материал застилают гидроизолирующей пленкой.

Перед началом монтажа по периметру комнаты кладут демпферную ленту, чтобы компенсировать тепловое расширение во время работы системы. На больших площадях ее устанавливают не только вдоль стен, но и в проходящие посредине помещения швы.

Демпферная лента, установленная по периметру помещения, необходима при применении бетонной стяжки для укладки ТП, чтобы компенсировать тепловое расширение

Поверх пленки нужно уложить трубы для горячей воды, именно на этом этапе должна быть реализована схема укладки водяного теплого пола, ее выбирают заранее. Трубы следует укладывать ровно, стараясь сохранить равное расстояние между ними, чтобы добиться равномерного прогрева пола.

Какой бы ни была выбранная схема ТП, следует правильно согнуть трубу и аккуратно разложить ее по разметочной сетке, чтобы прогрев пола был равномерным

Уложенные коммуникации подключают к распределительному коллектору, через который подключаются к отопительной системе дома, к котлу и т.п. Трубы заливают бетонной стяжкой, после чего необходимо подождать ее полного высыхания. Остается проверить работу системы и уложить напольное покрытие.

Каждую петлю трубы подключают к коллектору. Желательно, чтобы отдельные участки системы обладали примерно равной длиной и гидравлическим сопротивлением

При монтаже систем этого типа мелочей не существует. Небольшая погрешность может вызвать серьезную поломку в будущем.

Поэтому имеет смысл учесть ряд полезных советов еще перед началом монтажных работ:

1. Прежнюю стяжку лучше полностью демонтировать, а гидроизоляцию и утеплитель положить на максимально прочное основание, тщательно выровненное по горизонтали.
2. Не стоит думать, что под стяжкой неровности основания будут незаметны, все перепады более 10 мм нужно старательно выровнять.
3. Если в одном помещении укладывается несколько отдельных контуров системы, пространство между ними следует разделить демпферной лентой, не ограничиваясь только ее укладкой по периметру.
4. На небольших участках в качестве утеплителя вполне допустимо использовать пенофол.
5. Над неотапливаемым подвалом или на грунте нужно сделать максимально надежное утепление, например, слой керамзита и плиты пенополистирола не менее 50 мм толщиной.
6. Прикрепляя трубы к сетке, не следует затягивать стяжки слишком туго, чтобы не повредить трубу.
7. Диаметр трубы для такой системы может варьироваться в пределах 16-20 мм, материал должен быть рассчитан на давление не менее 10 бар и нагрев до 95 градусов.
8. При ограниченном бюджете не стоит тратиться на трубы с опциями в виде дополнительной защиты, хотя армирование полипропиленовых коммуникаций стекловолокном лишним не будет.
9. Чтобы автоматизировать работу системы, нужно правильно выбрать и установить коллектор, дополнив его конструкцию сервоприводами, датчикам давления, воздухоотводчиками и другими полезными устройствами.
10. Ящик коллектора размещают в нише на стене, он должен возвышаться над уровнем пола достаточно высоко, чтобы можно было правильно изогнуть входящие в него трубы.
11. Все трубы должны выходить из коллектора вниз, и никогда – вверх, чтобы обеспечить корректную работу устройств для отведения воздуха, попавшего в систему.
12. Не рекомендуется делать нишу для коллектора в несущих стенах, если другого варианта нет, лучше просто установить шкаф на стене, а не внутри ее.

По понятным причинам исправить огрехи после окончания монтажа такой системы может быть очень затруднительно, поэтому следует все операции выполнять очень внимательно. Например, каждая петля должна состоять из одной цельной трубы, никакие спайки и любые другие соединения недопустимы.