Как сделать расчет теплого пола на примере водяной системы

Из какого материала выбрать трубы для теплого пола

Металлопластиковая труба.

Если вы предпочли подогрев плов традиционной системе отопления, то первое что потребуется сделать – это выбрать трубы для теплого пола. Какие лучше из всех? Вариантов в принципе не так уж и много, всего три:

• металлопластик;
• полиэтилен;
• медь.

При этом реально рассматривать какую трубу выбрать для теплого пола нужно среди двух первых вариантов. Трубы из цветного металла не только для низкотемпературных систем отопления, а для традиционных уже не используются. Это связано с тем, что полимеры во всех отношениях лучше:

• не ржавеют – несмотря на то, что медь это цветной металл, она подвержена химической коррозии от контакта с алюминием и при воздействии на нее вихревых токов;
• легкий монтаж;
• низкая стоимость;
• устойчивость к механическим воздействиям.

Мы можем выбирать какие трубы лучше для теплого водяного пола среди полимерных изделий, благодаря тому, что в низкотемпературном контуре теплоноситель не нагревается больше чем 55 градусов. В принципе, максимальная рабочая температура, которую выдерживает пластик, составляет 95 градусов. Возможно повышение до 110 градусов, но только на короткое время. При этом полимер сильно расширяется (тепловое расширение)

Именно поэтому так важно, чтобы температура в теплом полу не превышала 55 градусов. В идеале стяжка должна нагреваться до температуры тела

В противном случае вследствие теплового расширения трубы теплого пола разорвут слой стяжки.

По надежности РЕХ трубы лучше металлопластиковых. Они монолитные, поэтому не расслаиваются. Зато у металлопластиковых благодаря алюминиевому армированию меньше тепловое расширение и они сохраняют форму после сгибания. Несмотря на это, специалисты рекомендуют все же остановить свой выбор на сшитом полиэтилене.

Провести утепление потолка Эковатой можно даже вручную, без задувной машины.

Напыляемый жидкий утеплитель Пеноизол прекрасно пропускает пар. Подробные характеристики .

Сшитый полиэтилен

Благодаря современным технологиям, такой, казалось бы, непрочный материал как полиэтилен, удалось сделать пригодным для производства труб. В обычном полиэтилене молекулы углеводорода никак не связаны между собой, а вот в новом материале (PEX, или сшитом полиэтилене) углеводородные молекулы соединены посредством взаимодействия атомов водорода и углерода. Дополнительная обработка под высоким давлением делает материал еще более прочным

Производство сшитой трубы для теплого пола получило распространение лишь недавно, хотя сама технология была разработана примерно 40 лет назад. Новый материал обладает характеристиками, которые не присущи его предшественнику. В частности, сшитый пропилен для теплого пола отличается высокой механической прочностью, то есть не боится царапин и не истирается, устойчив к температурным колебаниям. Главным образом, на свойствах материала сказывается техника и степень его сшивания.

Определяясь, какой сшитый полиэтилен выбрать для теплого пола, стоит обратить внимание на материал со степенью сшивки 65-80 %. Данный показатель будет влиять на прочность и долговечность изделий, но вместе с тем, вырастет и их цена

Правда, излишние расходы на этапе монтажа в дальнейшем окупятся из-за надежности и долгого срока эксплуатации труб.

При малой степени сшивки полиэтилен быстро утратит свои исходные качества, потрескается под влиянием внешних факторов и потребует замены. Однако не менее значимым является способ создания молекулярных связей.

Различают 4 типа сшивки:

• пероксидный;
• силановый;
• азотный;
• радиационный.

Выбирая, из какой трубы делать теплый пол, присмотритесь к ее маркировке. Наиболее качественным является PEX-a, хотя он и самый дорогостоящий. А вот повышенным спросом пользуются трубы с маркировкой PEX-b, сшитые силановым методом. У них относительно невысокая цена наряду с хорошими эксплуатационными свойствами.

У данного материала есть еще и другие достоинства, в частности:

• Возможность полноценно работать при температурах от 0 ℃ до 95 ℃.
• Сшитый полиэтилен начинает плавиться только при температуре в 150 ℃, а горит он при 400 ℃, поэтому с успехом может использоваться в системах теплого пола.
• Трубам из сшитого полиэтилена присуща так называемая «молекулярная память», то есть после повышения температуры материала любые возможные деформации разглаживаются, а сами изделия принимают исходную форму.
• Хорошая устойчивость изделий из сшитого полиэтилена к перепадам давления в системах отопления является еще одним аргументом в их пользу в момент принятия решения, какую трубу взять для теплого пола. В зависимости от характеристик такие трубы могут поддерживать давление в 4-10 атмосфер.
• PEX-трубы отличаются хорошей пластичностью, поэтому даже при многократном изгибе в одном и том же месте они не ломаются.
• Сшитый полиэтилен является биологически и химически устойчивым. Это значит, что на внутренней поверхности труб не размножаются бактерии и грибок, а сам материал не вступает в реакцию с агрессивной средой и не поддается коррозии.
• Химический состав сшитого полиэтилена абсолютно безопасен. Он не выделяет токсинов, а в момент горения распадается на углекислый газ и воду.

Рекомендуемые температуры эксплуатации труб из сшитого полиэтилена составляют 0-95 ℃, но на краткое время диапазон может расширяться до -50 — +150 ℃, причем материал не лопнет и останется прочным. Однако такие повышенные нагрузки приводят к сокращению срока службы материала.

Некоторые пользователи путают термостойкие полиэтиленовые трубы с изделиями из PEX. Это некорректно. Действительно, термостойкий полиэтилен способен функционировать при высоких температурных значениях, однако по всем остальным качествам он сильно отстает от сшитого. Трубы PEX способны сопротивляться агрессивным внешним факторам намного дольше, но и цена на них выше. А их монтаж не нуждается в сложном оборудовании и доступен каждому потребителю.

Итак, если вы сомневаетесь, какие трубы нужны для теплого пола, можете смело остановиться на изделиях из сшитого полиэтилена. Более того, их характеристики позволяют применять такие трубы даже для радиаторного отопления и горячего водоснабжения. Единственное ограничение – минимизировать воздействие на материал прямых солнечных лучей, хотя для теплого пола оно не актуально.

Чтобы не повредить внешний антидиффузный слой на трубах, их транспортировку и монтаж следует выполнять очень осторожно. Нарушение целостности защитного покрытия приведет к снижению долговечности трубы из-за попадания кислорода в структуру материала.
.

Почему лучше использовать трубу с внешним диаметром 16 мм

Для начала – почему рассматривается именно труба 16 мм?

Всё очень просто – практика показывает, что для «тёплых полов» в доме или квартире такого диаметра вполне достаточно. То есть сложно представить ситуацию, когда контур не справится со своей задачей. А значит — нет никаких действительно оправданных оснований применять более крупную, 20-миллиметровую.

Чаще всего в условиях обычного жилого дома для «теплых полов» с лихвой достаточно труб диаметром 16 мм

И, вместе с тем, применение именно 16-миллиметровой трубы дает ряд преимуществ:

• Прежде всего, она примерно на четверть дешевле 20-миллиметрового аналога. То же самое касается и всей необходимой фурнитуры – тех же фитингов.
• Такие трубы более просты в укладке, с ними можно, при необходимости, выполнить уплотненный шаг раскладки контура, вплоть до 100 мм. С 20-миллиметровой трубой и возни намного больше, и малый шаг – бывает просто невозможен.

Труба диаметром 16 мм проще укладывается и позволяет выдерживать минимальный шаг между соседними петлями

• Существенно уменьшается объем теплоносителя в контуре. Простой подсчет показывает, что в погонном метре 16-мм трубы (при толщине стенок 2 мм внутренний канал составляет 12 мм) вмещается 113 мл воды. А в 20-мм (внутренний диаметр 16 мм) — 201 мл. То есть разница – более 80 мл на всего один метр трубы. А в масштабах системы отопления всего дома — это в буквальном смысле слова выливается в очень приличное количество! И ведь надо обеспечить нагрев этого объема, что влечет, в принципе, неоправданные расходы на энергоносители.
• Наконец, труба с большим диаметр потребует и увеличения толщины бетонной стяжки. Хочешь – не хочешь, но минимум 30 мм над поверхностью любой трубы придётся обеспечивать. Пусть не кажутся смешными эти «несчастные» 4–5 мм. Тот, кто занимался заливкой стяжки, знает, что эти миллиметры оборачиваются десятками и сотнями килограмм дополнительного бетонного раствора — всё зависит от площади. Тем более что для трубы 20 мм рекомендуют слой стяжки делать даже толще – порядка 70 мм над контуром, то есть она получается чуть ли не вдвое толще.

Кроме того, в жилых помещениях очень часто «идет борьба» за каждый миллиметр высоты пола – просто из соображений недостаточности «простора» для наращивания толщины общего «пирога» системы подогрева.

Увеличение диаметра трубы неизменно ведет к утолщению стяжки. А это не всегда возможно, да и в большинстве случаев – совершенно невыгодно.

Труба 20-мм оправдана, когда необходимо выполнить систему подогрева пола в помещениях с высокой нагрузкой, с большой интенсивностью движения людей, в спортзалах и т.п. Там просто из соображений повышения прочности основания приходится применять более массивные толстые стяжки, для прогрева которых требуется и большая площадь теплообмена, что как раз и обеспечивает труба 20, и иногда даже и 25 мм. В жилых же помещениях прибегать к таким крайностям – нет никакой необходимости.

Могут возразить, что для того, чтобы «продавить» теплоноситель по более тонкой трубе придется наращивать мощностные показатели циркуляционного насоса. Теоретически, так оно и есть – гидравлическое сопротивление с уменьшением диаметра, понятно, возрастает. Но как показывает практика, большинство циркуляционных насосов вполне справляются с этой задачей

Ниже будет уделено внимание этому параметру – он также увязан с длиной контура. На то и проводятся расчеты, чтобы добиться оптимальных или, по крайней мере, приемлемых, вполне работоспособных показателей системы

Итак, остановимся на трубе именно 16 мм. Про сами трубы в этой публикации разговор вести не будем – на то есть отдельная статья нашего портала.

Какие трубы оптимальны для водяного «теплого пола»?

Далеко не все изделия подойдут для создания системы подогрева пола. Трубы вмуровываются в стяжку на многие годы, то есть к их качеству и эксплуатационным характеристикам предъявляются особые требования. Как подобрать — читайте в специальной публикации нашего портала.

Исходные данные для расчета

Изначально правильно спланированный ход проектных и монтажных работ избавит от неожиданностей и неприятных проблем в дальнейшем.

При расчете теплого пола необходимо исходить из следующих данных:

• материала стен и особенностей их конструкции;
• размеров помещения в плане;
• вида финишного покрытия;
• конструкции дверей, окон и их размещения;
• расположения элементов конструкции в плане.

Для выполнения грамотного проектирования требуется обязательный учет установленного температурного режима и возможности его регулировки.

Для проведения грубого расчета принимается, что 1 м2 отопительной системы должен возмещать потери тепла в 1 кВт. Если водяной обогревательный контур используется как дополнения к основной системе, то он обязан покрывать только часть теплопотерь

Существуют рекомендации по поводу температуры у пола, обеспечивающей комфортное пребывание в помещениях разного предназначения:

• 29°С — жилая зона;
• 33°С— ванна, помещения с бассейном и другие с высоким показателем влажности;
• 35°С — пояса холода (у входных дверей, наружных стен и т.п.).

Превышение этих значений влечет за собой перегрев как самой системы, так и финишного покрытия с последующей неизбежной порчей материала.

Проведя предварительные расчеты, можно выбрать оптимальную по личным ощущениям температуру теплоносителя, определить нагрузку на обогревательный контур и приобрести насосное оборудование, безукоризненно справляющееся со стимулированием движения теплоносителя. Его подбирают с запасом по расходу теплоносителя в 20%.

Много времени уходит на прогрев стяжки мощностью более 7 см. Поэтому при устройстве водяных систем стараются не превышать указанный предел.  Наиболее подходящим покрытием по водяным полам считается напольная керамика, под паркет из-за его сверхнизкой теплопроводности теплые полы не укладывают

На стадии проектирования следует решить, будет ли теплый пол основным поставщиком тепла или станет использоваться лишь как дополнение к радиаторной отопительной ветке. От этого зависит доля потерь тепловой энергии, которые ему предстоит возмещать. Она может составить от 30% до 60% с вариациями.

Время нагрева водяного пола находится в зависимости от толщины элементов входящих в стяжку. Вода как теплоноситель очень эффективна, но сама система отличается сложностью в монтаже.

Галерея изображений
Фото из

Для выполнения расчетов водяной системы теплый пол первым делом производят расчеты теплопотерь, которые должен компенсировать контур. Если это дополнительная система, то учитывают часть потерь тепла Расчеты производятся только для той части пола, на которой будет располагаться греющий змеевик. Те участки, где трубы не прокладываются, к примеру, под мебелью, в вычислениях не используются Для производства расчетов нужны средние значения температуры на выходе теплоносителя из коллекторного устройства и на входе в него обратки

Водяной теплый пол в деревянном доме

Вариант раскладки водяного контура

Коллектор и трубопровод греющей системы

Контур теплого пола из медных труб

Длина контура

Для того чтобы отопительная система была более эффективной в обогреве помещения, оптимальная длинна контура не должна быть выше 80 метров. Так как только в этом случае конструкция  создать нужную циркуляцию и давление в отопительной системе. Но как поступить, если при расчетах для помещения требуется 130 – 140 метров трубы? В этом случае, нужно будет сделать несколько контуров. Таким образом, если необходимо установить 160 метров трубы, тогда нужно ее разделить на 80 метров и сделать два отдельных контуров.

Они не обязательно должны быть одинаковыми по величине, так как, по мнению специалистов, разница может составлять до 14 метров.

Расчет трубы для теплого водяного пола зависит и от их моделей.

Модели труб для контуров

По рекомендациям специалистов, длина формы укладки трубопровода зависит от следующих моделей труб.

1. Из металлопластиковых и полиэтиленовых с диаметром 16 миллиметров контур может достигать 100 метров.
2. Предельная норма контура из полиэтиленовых труб в 18 миллиметров достигает 120 метров.
3. Контур в 120 – 125 метров используется из пластиковых трубопроводов в 20 миллиметров.

Расчет трубы для теплого пола зависит не только от изготавливающего материала, но и от диаметра.

Основные виды труб для водяного теплого пола выбираем подходящие

Итак, в случае установки водяного теплого пола в помещении очень ответственно следует подойти к выбору комплектующих, в частности, это касается труб. Учитывая специфику монтажа, необходимо, чтобы выбранные изделия соответствовали ряду требований.

А именно, трубы для водяного теплого пола должны обладать:

1. Высокой прочностью и надежностью.
2. Высокой устойчивостью к коррозии.
3. Высокой теплопроводностью.
4. Пластичностью.
5. Низкими показателями теплового расширения.
6. Длительным сроком эксплуатации.

Задаваясь вопросом, какую трубу использовать для теплого пола, важно обратить внимание на некоторые аспекты. Очевидно, что трубы следует выбирать от проверенных фирм, которые могут дать длительную гарантию на свою продукцию (до 30 лет и более)

С самой положительной стороны зарекомендовали себя такие производители комплектующих для систем отопления как Rehau и Valtec

Для того чтобы выбрать трубы для водяного теплого пола как можно более подходящие ко всем требованиям, важно знать следующее.
.

Как правило, на строительном рынке представлен разнообразный ассортимент труб для отопительных систем.

Среди них наиболее популярны:

• полиэтиленовые;
• полипропиленовые;
• металлопластиковые;
• металлические (стальные и медные);
• гофрированные.

Преимуществами труб из сшитого полиэтилена являются высокая прочность, пластичность и гибкость. Благодаря этим характеристикам можно добиться более равномерного распределения тепла по поверхности пола. Также, максимальная температура теплоносителя, на которую рассчитаны такие трубы, составляет 120ºС. Однако возможность повреждения целостности изделия при монтаже и создание специальных лотков (с учетом деформации из-за линейного расширения), можно отнести к недостаткам полиэтиленовых труб (прочитайте также: «Какая труба лучше для теплого водяного пола – преимущества и недостатки материалов»).

Полипропиленовые трубы обладают оптимальным соотношением «цена-качество», а также достаточной прочностью и надежностью. Тем не менее, при их монтаже следует учитывать, что создать небольшой радиус изгиба не получится, а большие зазоры не смогут обеспечить достаточную эффективность системы. Также, учитывая высокий коэффициент линейного расширения, при установке этих труб следует предусмотреть создание специальных каналов.

Более востребованными при монтаже водяного теплого пола являются металлопластиковые трубы. Благодаря особой многослойной структуре из нескольких слоев пластика, между которыми проложена фольга (или стекловолокно), они обладают достаточной пластичностью, прочностью и довольно длительным сроком эксплуатации. А минимальный коэффициент линейного расширения препятствует деформации и провисанию со временем данного вида труб.

Гофрированные трубы из нержавейки также могут быть использованы при монтаже теплого пола. За счет своей структуры, увеличенная площадь их поверхности способствует лучшей и эффективной отдаче тепла. Также они более устойчивы к механическому давлению по сравнению с полимерными трубами для теплого пола. Гофротрубы можно использовать как поверх пластиковых (для придания дополнительной прочности), так и самостоятельно. Однако следует учитывать их достаточно высокую стоимость.

Если говорить о металлических трубах для теплого пола, то следует отметить, что они, по сравнению с полимерными, используются реже. Чаще всего это связано с их высокой стоимостью и индивидуальными характеристиками. Так, стальные трубы при контакте со строительными смесями, могут начать разрушаться, что делает их использование для монтажа теплого пола нецелесообразным.

А также они больше всех склонны к появлению коррозии и отложению известкового налета на внутренней поверхности. В итоге это может привести к образованию протечек и уменьшению пропускной способности системы. Более предпочтительны в этом плане трубы из меди. Им свойственны отличная теплопроводность при меньших затратах электроэнергии, устойчивость к коррозии и высокая надежность. Единственным фактором, препятствующим их приобретению, может стать достаточно высокая цена. Читайте также: «».

После окончательного выбора типа труб для теплого пола, важным этапом будет определение их необходимых размеров, а именно, примерной длины и диаметра. Далее расскажем о том, что следует учитывать при расчетах коммуникаций для устанавливаемой системы теплый пол.

Как правильно рассчитать теплый водяной пол в доме

1. Климатические характеристики места, где стоит ваш дом (по соответствующим таблицам).
2. План помещения (можно эскиз).
3. Перечень и толщина материалов, используемых в ограждающих конструкциях (стены, перекрытие и т.п.).
4. Тип остекления в помещении, где будут проводиться работы, так как это основной источник теплопотерь.
5. Какую температуру в помещении вы планируете обеспечить.
6. Тип напольного покрытия.
7. Теплоизоляция полов (материал и толщина), а также бетонной стяжки.
8. Стационарно расположенная мебель (газовая плита, шкаф-купе и т.п.).

В зависимости от назначения вашего помещения необходимо ориентироваться на максимально допустимую температуру, определённую СНиП:

• Рабочие комнаты – 21 – 27 град;
• Жилые – 29 град;
• Коридор – 30 град;
• Ванная комната – 33 град.

Требования к температуре теплоносителя

Температура поступающего в тёплые полы теплоносителя 40 – 55 град. (max 60). Перепад между подачей и обраткой не должен выходить за диапазон 5 – 15 градусов.

Объясняется это тем, что при значении менее 5 град. расход теплоносителя значительно увеличивается, приводя к существенным потерям напора. А при значениях выше 15 град. получаем чувствительный перепад температур на поверхности полов.

Выбор отопительных труб и расчет их длины

Расчёт труб для водяного пола в одной петле (контуре) проводится с учётом их выбранного диаметра и составляет при диаметрах:

• 16 мм – до 90 м;
• 17 мм – до 100 м;
• 20 мм – до 120 м.

Разброс по длине определяется разными показателями тепловой нагрузки и гидравлического сопротивления. Расчёт монтажа водяных тёплых полов показывает, что в небольших помещениях обогрев выполняется одним уложенным контуром. В больших – двумя и более (чтобы не превысить максимально разрешённую длин труб).

В последнем случае необходимо стремиться к тому, чтобы длина всех укладываемых контуров была примерно одинаковой. (Под длиной понимается вся труба, считая от коллектора), с максимальным разбросом до 10 м.

Задаваемый шаг раскладки

Расчёт тёплого водяного пола своими руками предусматривает выбор величины шага, который определяется тепловой нагрузкой, длиной контура и ещё целым рядом параметров.

• Если речь идёт о краевых зонах, то шаг принимается равным 10 – 15 см. При этом стандартом определено, что к указанной зоне относится до 6 рядов;
• Санузел (все варианты) – шаг 150 мм;
• Зоны, относящиеся к центральным – 20 – 30 см.

Подбор диаметра

Расчёт трубы для тёплого водяного пола начинается с выбора диаметра. Оптимальным диаметром для помещений жилых, площадь которых составляет более 50 кв. м является 16 мм. В частном доме это обеспечивает наиболее приемлемое соотношение трёх базовых показателей: цена / простота монтажа / объём потребного теплоносителя.

Достаточно часто применяют 18 мм трубы. Но существенной разницы в качестве работы обустроенной системы это не даёт, а расходы на приобретение материалов возрастают многократно.

Расчёт тёплого водяного пола свидетельствует о том, что трубы в 20 мм принимают гораздо больше теплоносителя, что автоматически требует использования более мощного источника его прогрева. А согнуть такую трубу с шагом даже в 150 мм практически невозможно. Увеличение шага снижает количество тепла на единицу площади.

Особенности тёплого водяного пола

Принцип работы водяного тёплого пола заключается в создании системы труб, по которым циркулирует горячая вода. Эта система напоминает отопительную. Но на полу трубопровод устанавливают в цементную стяжку. Возможен сухой монтаж.

Такой пол рекомендуется устраивать в частных домах. В многоэтажках, где работает централизованное отопление, подключение к общему трубопроводу чревато проблемами с обогревом соседей. У них может понижаться температура воды в радиаторах. От этого в помещениях будет холодно.

Тёплый пол с водяным обогревом состоит из следующих элементов:

• система труб;
• котёл (газовый или электрический);
• циркуляционный насос;
• автоматическая система регулирования температуры жидкости в трубах.

В заводских системах присутствуют дополнительные компоненты, которые повышают эффективность работы водяного пола.

Главным элементом устройства является трубопровод. Сейчас используются пластиковые, металлопластиковые изделия 16-20 мм в диаметре. Они отлично гнутся, что позволяет создавать разные по форме контуры. Самые популярные – змейка, спираль. Они просты в монтаже, их можно устроить своими руками.

Двухтрубный контур в частном доме

Для начала немного обобщим. Возьмём для примера расчет диаметра труб из полипропилена для отопления в частном доме. В основном для контура применяют изделия сечением 25 мм, а отводы к радиаторам ставят 20 мм. Благодаря тому, что размер труб для отопления в частном доме, использованных в качестве патрубков к батареям меньше, происходят следующие процессы:

• скорость теплоносителя растет;
• улучшается циркуляция в радиаторе;
• батарея прогревается равномерно, что важно при нижнем подключении.

Также возможны комбинации диаметра основного контура 20 мм и отводов 16 мм.

Чтобы убедиться в вышеуказанных данных, можно провести расчет диаметра труб для отопления частного дома самостоятельно. Для этого потребуются следующие значения:

• квадратура помещения.

Зная количество отапливаемых квадратных метров, мы можем рассчитать мощность котла и какой диаметр трубы выбрать для отопления. Чем мощнее нагреватель, тем большего сечения изделия можно использовать с ним в тандеме. Для обогрева одного квадратного метра помещения потребуется 0,1 кВт мощности котла. Данные справедливы если потолки составляют стандартные 2,5 м;

• теплопотери.

Показатель зависит от региона и утепления стен. Суть в том, что чем больше теплопотери, тем мощнее должен быть нагреватель. Чтобы обойти сложные вычисления, которые в приблизительном расчете неуместны, просто нужно добавить 20% к мощности котла, рассчитанной выше;

• скорость воды в контуре.

Допускается скорость теплоносителя в диапазоне от 0,2 до 1,5 м/с. При этом в большинстве расчетов диаметра труб для отопления с принудительной циркуляцией принято брать среднее значение в 0,6 м/с. При такой скорости исключается появление шума от трения теплоносителя об стенки;

• насколько остывает теплоноситель.

Для этого от температуры подачи отнимают температуру обратки. Естественно, точных данных вы не можете знать, тем более что находитесь на этапе проектирования. Поэтому оперируйте средними данными, которые составляют 80 и 60 градусов, соответственно. Исходя из этого, теплопотери составляют 20 градусов.

Теперь сам расчет как подобрать диаметр трубы для отопления. Для этого возьмем формулу, в которой изначально есть две постоянные величины, сумма которых составляет 304,44.

Условный проход контура, возведённый в квадрат = 304,44 х (квадратура помещения х 0,1 кВт + 20%) / теплопотери теплоносителя / скорость потока.

Последнее действие – это извлечение корня квадратного из полученного результата. Для наглядности посчитаем, какого диаметра трубы использовать для отопления частного дома с одним этажом площадью 120 м2:

304,44 х (120 х 0,1 + 20%) / 20 / 0,6 = 368,328

Теперь вычислим корень квадратный из 368,328, что равно 19,11 мм. Перед тем как выбрать диаметр трубы для отопления, еще раз делаем акцент на том, что это так называемый условный проход. У изделий из разного материала отличается толщина стенок. Так, например, у полипропилена стенки толще, чем у металлопластика. Раз уж мы в качестве образца вяли полипропиленовый контур, продолжим рассматривать этот материал. В маркировке этих изделий указывается наружное сечение и толщина стенок. Методом отнимания узнаем нужную нам величину и подбираем в магазине.

Соотношение наружного и внутреннего диаметра полипропиленовых труб

Для удобства воспользуемся таблицей.

По результатам таблицы можно сделать вывод:

• если достаточно номинального давления в 10 атмосфер, то подходит наружное сечение трубы для отопления в 25 мм;
• если требуется номинальное давление в 20 или 25 атмосфер, то 32 мм.

Расчет для двухтрубной системы

Имеется двухэтажный дом с двухтрубной системой отопления по два крыла на каждом этаже. Использоваться будут полипропиленовые изделия, режим работы 80/60 с дельтой температур 20°C. Теплопотери дома составляют 38 кВт тепловой энергии. На первый этаж приходится 20 кВт, на второй 18 кВт. Схема приведена ниже.

Двухтрубная схема отопления двухэтажного дома. Правое крыло (кликните для увеличения размера)

Двухтрубная схема отопления двухэтажного дома. Левое крыло (кликните для увеличения размера)

Справа размещена таблица, по которой определять будем диаметр. Розоватая область — зона оптимальной скорости движения теплоносителя.

Таблица для расчета диаметра полипропиленовых труб отопления. Режим работы 80/60 с дельтой температур 20оС (кликните для увеличения размера)

Начинаем расчет.

1. Определяем, какую трубу нужно использовать на участке от котла до первого разветвления. Через этот участок проходит весь теплоноситель, потому проходит весь объем тепла в 38 кВт. В таблице находим соответствующую строку, по ней доходим до тонированной розовым цветом зоны и поднимаемся вверх. Видим, что подходят два диаметра: 40 мм, 50 мм. Выбираем по понятным соображениям меньший — 40 мм.
2. Снова обратимся к схеме. Там где поток разделяется 20 кВт идет на 1-й этаж, 18 кВт отправляется на 2-ой этаж.  В таблице находим соответствующие строки, определяем сечение труб. Получается, что обе ветки разводим диаметром 32 мм.
3. Каждый из контуров разделяется на две ветки с равной нагрузкой. На первом этаже вправо и влево идет по 10 кВт (20 кВт/2=10 кВт), на втором по 9 кВт (18 кВт/2)=9 кВт). По таблице находим соответствующие значения для этих участков: 25 мм. Этот размер используется и далее до того момента, пока тепловая нагрузка не снизится до 5 кВт (по таблице видно). Далее идет уже сечение 20 мм. На первом этаже на 20 мм переходим после второго радиатора (смотрите по нагрузке), на втором — после третьего. В этом пункте есть одна поправка, внесенная накопленным опытом — лучше переходить на 20 мм  при нагрузке 3 кВт.

Все. Диаметры полипропиленовых труб для двухтрубной системы рассчитаны.   Для обратки сечение не рассчитывается, а разводка делаются такими же трубами, как и подача. Методика, надеемся,  понятна. Аналогичный расчет при наличии всех исходных данных провести будет несложно. Если решите использовать другие трубы — вам понадобятся другие таблицы, рассчитанные для нужного вам материала. Можете попрактиковаться на этой системе, но уже для режима средних температур 75/60 и дельтой 15°C (таблица расположена ниже).

Таблица для расчета диаметра полипропиленовых труб отопления. Режим работы 75/60 и дельта 15 °C (кликните для увеличения размера)

Как рассчитать водяной теплый пол задача последовательного приближения

Вот когда эти мудрённые математические термины, вдруг, застанут вас на жизненном пути – когда вы попытаетесь хоть как-то дисциплинировать свой процесс укладки водяного тёплого пола. Не стоит думать, что полученные расчеты будут один к одному потом реализованы на практике.

Ни в коем случае. Вам не раз придётся проверять и перепроверять полученные цифры, корректировать исходные данные, постепенно приближаясь к тем значениям, которые наиболее точно будут отражать свойства именно вашей системы отопления пола.

Рассчитать водяной теплый пол – это всегда немного искусство, но и математику не мешает применить для подтверждения своей интуиции

Когда расчёт корректируется практикой

На фото никакими расчётами и никто не занимался – просто своими руками уложена труба и всё, инструкция проигнорирована полностью, цена такого отношения – полная неработоспособность системы

Как проводится расчёт длины теплоносителей

Расчёт длины трубопровода основывается на совмещении разных параметров:

• размер помещения;
• необходимая температура воздуха;
• температура на входе и выходе;
• расположение труб, расстояние между ними;
• вид финишного покрытия пола;
• толщина стяжки под системой и над ней;
• длина подводящей магистрали.

В некоторых случаях для калькуляции требуются дополнительные показатели. Наиболее важным является расположение теплоносителей в стяжке.

Существуют общие правила, на которые ориентируются мастера и любители.

1. Расстояние от стены до внешнего контура труб – 20-30 см.
2. Промежуток между трубами – 30 см (учитывается диаметр самого теплоносителя – 3 мм).
3. Расстояние от конца трубы до коллектора – примерно 40 см.

Включая данные показатели, рассчитывается максимальная длина контура водяного пола.

Показатели температуры

Температурный режим в теплоносителе влияет на размер трубопровода. Чтобы по полу комфортно было перемещаться, вода должна быть нагрета максимум на 60 градусов. Оптимальный нагрев самой поверхности зависит от назначения помещения:

• жилые – 29 градусов;
• проходные – 350;
• рабочие — 330.

Внимание! Цементная стяжка и напольное покрытие поглощают часть тепла. . Для контроля и регулирования данного показателя устаналивают датчики

Их обычно 2: на входе и выходе из системы. Разница температур на этих приборах – не более 5 градусов.

Для контроля и регулирования данного показателя устаналивают датчики. Их обычно 2: на входе и выходе из системы. Разница температур на этих приборах – не более 5 градусов.

При работе системы напольного обогрева вода циркулирует по трубам. Проходя по всему контуру, она охлаждается. Общая длина трубы влияет на скорость этого процесса.

Коллектор

Коллектор – главный элемент системы отопления пола, который служит её началом и концом. Эти устройства имеют 2 модификации: внутреннюю (монтируются в полу) и внешнюю (устанавливаются в помещении на стене). При расчёте длины контура водяного тёплого пола учитывают подведение теплоносителей к данному прибору.

Количество воды

Для создания водяного тёплого пола количество потребляемой жидкости является приоритетным показателем. Недостаток её приведёт к быстрому охлаждению системы и поверхности. Вариант калькуляции потребляемой воды может быть следующим:

• 20 м. кв – площадь помещения;
• 27 см – расстояние между трубами;
• 15 труб – количество основных деталей для создания змейки;
• 40 см – расстояние от трубы до коллектора.

При учёте данных показателей максимальная длина контура составит 51 метр. Это общие размеры всех деталей.

Внимание! Длина носителей тёплого водяного пола – минимум 40 м, максимум 100 м.

Если габариты помещения таковы, что максимальная длина труб превышает 100 м, водяной контур лучше не монтировать. Его эффективность будет низкой. Оптимальными считаются 70 м. При необходимости устройства тёплого пола на превышающей 100 м площади стоит создать 2 приблизительно одинаковых контура. Например, первый – 62,5 м, второй – 77,5.

Для трубопровода в 51 м потребуется 17,5 литров воды. Такое количество жидкости должно присутствовать в системе. Для её пополнения используется насос. Он заставляет воду циркулировать, способствуетвозмещению потерь от естественного испарения.