Účinnost podlahového vytápění ovlivňuje mnoho faktorů. Bez jejich zohlednění, i když je správně namontován a na jeho zařízení jsou použity nejmodernější materiály, návratnost z něj nesplní očekávání.
Z tohoto důvodu musí montážním pracím předcházet kompetentní výpočet podlahového vytápění a jedině tak lze zaručit dobrý výsledek.
- Počáteční data pro výpočet
- Stanovení parametrů teplé podlahy
- Metoda výpočtu tepelných ztrát
- Specifický příklad výpočtu
- Potřebné teplo pro ohřev vzduchu
- Kontrola správného výběru průměrů potrubí
Počáteční data pro výpočet
Zpočátku vás správně naplánovaný průběh projekčních a instalačních prací ušetří překvapení a nepříjemných problémů v budoucnu.
Při výpočtu teplé podlahy je nutné vycházet z následujících údajů:
- materiál stěn a vlastnosti jejich designu;
- velikost místnosti z hlediska;
- typ povrchové úpravy;
- návrhy dveří, oken a jejich umístění;
- uspořádání konstrukčních prvků v plánu.
Pro provedení kompetentního návrhu je nutné vzít v úvahu stanovený teplotní režim a možnost jeho úpravy.
Pro hrubý výpočet se předpokládá, že 1 m 2 otopné soustavy musí kompenzovat tepelné ztráty 1 kW. Pokud je okruh ohřevu vody použit jako doplněk k hlavnímu systému, pak musí pokrýt pouze část tepelných ztrát
Existují doporučení ohledně teploty v blízkosti podlahy, která zajišťuje pohodlný pobyt v místnostech pro různé účely:
- 29⁰ – obytná oblast;
- 33⁰ – vana, pokoje s bazénem a další s vysokým indexem vlhkosti;
- 35⁰ – studené zóny (u vchodových dveří, vnějších stěn atd.).
Překročení těchto hodnot má za následek přehřátí jak samotného systému, tak povrchové úpravy, následované nevyhnutelným poškozením materiálu.
Po předběžných výpočtech si můžete zvolit optimální teplotu chladicí kapaliny podle svých osobních pocitů, určit zatížení topného okruhu a zakoupit čerpací zařízení, které se dokonale vyrovná se stimulací pohybu chladicí kapaliny. Vybírá se s dvacetiprocentní rezervou pro průtok chladicí kapaliny.
Ve fázi návrhu by se mělo rozhodnout, zda bude podlahové vytápění hlavním dodavatelem tepla nebo bude použito pouze jako doplněk k radiátorové topné větvi. Od toho se odvíjí podíl ztrát tepelné energie, který musí kompenzovat. Může to být od 30 do 60 % s obměnami.
Zahřátí potěru s kapacitou větší než 7 cm trvá hodně času.Proto se při instalaci vodních systémů snaží nepřekročit stanovený limit. Za nejvhodnější nátěr pro vodní podlahy je považována podlahová keramika, pod parkety se díky ultra nízké tepelné vodivosti nepokládají teplé podlahy
Doba ohřevu vodní podlahy závisí na tloušťce prvků obsažených v potěru. Voda jako chladicí kapalina je velmi účinná, ale samotný systém se obtížně instaluje.
Stanovení parametrů teplé podlahy
Účelem výpočtu je získat velikost tepelné zátěže. Výsledek tohoto výpočtu ovlivňuje další podniknuté kroky. Tepelnou zátěž zase ovlivňuje průměrná zimní teplota v konkrétním regionu, očekávaná teplota uvnitř místností, součinitel prostupu tepla stropu, stěn, oken a dveří.
Příčinou tepelných ztrát jsou špatně izolované stěny, okna, dveře domu. Největší procento tepla uniká ventilačním systémem a střechou
Konečný výsledek výpočtů před instalací teplovodní podlahy bude také záviset na přítomnosti dalších topných zařízení, včetně odvodu tepla lidí žijících v domě a domácích zvířat. Nezapomeňte vzít v úvahu přítomnost infiltrace. Jedním z důležitých parametrů je konfigurace místností, takže budete potřebovat půdorys domu a odpovídající řezy.
Metoda výpočtu tepelných ztrát
Po určení tohoto parametru zjistíte, jaké množství tepla má podlaha generovat pro komfortní pohodu lidí v místnosti, můžete si vybrat kotel, čerpadlo a podlahu podle výkonu. Jinými slovy: teplo vydávané topnými okruhy musí kompenzovat tepelné ztráty budovy. Vztah mezi těmito 2 parametry je vyjádřen vzorcem:
Mn u1,2d XNUMX x Q
Zde: Mp je požadovaný výkon obvodů, Q je tepelná ztráta.
Pro určení druhého ukazatele se vypracují měření a výpočty plochy oken, dveří, stropů a vnějších stěn. Vzhledem k tomu, že podlaha bude vyhřívaná, plocha této obvodové konstrukce se nebere v úvahu. Měření se provádí na vnější straně se zachycením rohů budovy.
Výpočet zohlední jak tloušťku, tak tepelnou vodivost každé z konstrukcí. Normativní hodnoty součinitele tepelné vodivosti (λ) pro nejběžněji používané materiály lze převzít z tabulky:
Z tabulky si můžete vzít hodnotu koeficientu pro výpočet. V případě montáže oken z kovoplastu je důležité zjistit u dodavatele hodnotu tepelného odporu materiálu.
Výpočet tepelných ztrát se provádí samostatně pro každý prvek budovy pomocí vzorce:
Q u1d 1 / R x (tv – tn) x S x (XNUMX+ ∑β)
Zde: R označuje tepelný odpor materiálu, ze kterého je plášť budovy vyroben.
Zjistí se vydělením tloušťky konstrukce tepelnou vodivostí materiálu, ze kterého je vyrobena:
R = XNUMX/A
Symbol S označuje plochu konstrukčního prvku, cín a tn jsou vnitřní a vnější teploty. V tomto případě se druhý ukazatel bere na nejnižší hodnotu. β – dodatečné tepelné ztráty spojené s orientací budovy vůči světovým stranám.
Tuto tabulku je vhodné použít při výpočtu tepelných ztrát všech hlavních obvodových konstrukcí budovy s přihlédnutím k její orientaci.
Pokud vezmeme v úvahu problém na jakémkoli příkladu výpočtu podlahy vytápěné vodou, stane se to srozumitelnější. Například stěny domu pro netrvalé bydlení o tloušťce 20 cm jsou z pórobetonových tvárnic. Celková plocha obvodových stěn bez okenních a dveřních otvorů je 60 m². Venkovní teplota – minus 25 uvnitř – plus 20, a design je orientován na jihovýchod.
Specifický příklad výpočtu
Vzhledem k tomu, že součinitel tepelné vodivosti bloků je λ = 0,3 W / (m ° x C), můžeme vypočítat R = 0,2 / 0,3 = 0,67 m² ° C / W. Tepelné ztráty jsou pozorovány i přes vrstvu omítky. Pokud je jeho tloušťka 20 mm, pak Rpcs. u0,02d 0,3 / 0,07 u2d 0,67 m² ° C / W. Součet těchto 0,07 ukazatelů dá hodnotu tepelných ztrát stěnami: 0,74 + XNUMX = XNUMX m² ° C / W.
Máme-li všechna počáteční data, dosadíme je do vzorce a získáme tepelné ztráty místnosti s takovými stěnami:
Q u1d 0,74 / 20 x (25 – (-60)) x 1 x (0,05 + 3831,08) uXNUMXd XNUMX W.
Stejným způsobem se počítají tepelné ztráty přes zbytek pláště budovy: okna, dveře, střešní krytina.
Teplo vydávané topnými okruhy nemusí stačit k ohřátí vzduchu uvnitř domu na požadovanou hodnotu, pokud je jejich výkon podceněn. Při nadměrném výkonu dojde k přetečení chladicí kapaliny
Pro určení tepelných ztrát stropem se jeho tepelný odpor rovná hodnotě plánovaného nebo stávajícího typu izolace:
R u0,18d 0,041 / 4,39 uXNUMXd XNUMX m² ° C / W.
Plocha stropu je shodná s podlahovou plochou a činí 70 m². Nahrazením těchto hodnot do vzorce se získá tepelná ztráta horní uzavírací konstrukcí:
Q hrnec. u1d 4,39 / 20 x (25 – (-70)) x 1 x (0,05 + 753,42) uXNUMXd XNUMX W.
Chcete-li určit tepelné ztráty povrchem oken, musíte vypočítat jejich plochu. Pokud jsou 4 okna 1,5 m široká a 1,4 m vysoká, jejich celková plocha bude: 4 x 1,5 x 1,4 = 8,4 m². Pokud výrobce specifikuje samostatně tepelný odpor pro okna s dvojitým zasklením a profily – 0,5 a 0,56 m² ° C / W, v tomto pořadí, pak Rocon = 0,5 x 90 + 0,56 x 10) / 100 = 0,56 m² ° C / W zde 90 a 10 – podíl přiřaditelný každému prvku okna.
Na základě získaných údajů pokračují další výpočty: Qwindow u1d 0,56 / 20 x (25 – (-8,4)) x 1 x (0,05 + 708,75) uXNUMXd XNUMX W.
Vnější dveře mají plochu 0,95 x 2,04 = 1,938 m². Pak Rdv. u0,06d 0,14 / 0,43 u1d 0,43 m² ° C / W. Q dv. u20d 25 / 1,938 x (1 – (-0,05)) x 212,95 x (XNUMX + XNUMX) uXNUMXd XNUMX wattů.
Protože se venkovní dveře často otevírají, uniká jimi velké množství tepla. Proto je důležité zajistit jejich těsné uzavření.
V důsledku toho budou tepelné ztráty: Q = 3831,08 + 753,42 + 708,75 + 212,95 + 7406,25 = W. K tomuto výsledku se přidá dalších 10 % pro infiltraci vzduchu, pak Q = 7406,25 + 740,6 = 8146,85 W. Nyní můžete také určit tepelný výkon podlahy Mp u1,2d 8146,85 x 9776,22 u9,8d XNUMX W nebo XNUMX kW.
Potřebné teplo pro ohřev vzduchu
Pokud je dům vybaven ventilačním systémem, musí se určitá část tepla vydávaného zdrojem vynaložit na ohřev vzduchu přicházejícího zvenčí. K výpočtu se používá vzorec:
Qv. uXNUMXd c x m x (tv – tn)
V něm: c u0,28d XNUMX kg⁰С a označuje tepelnou kapacitu hmoty vzduchu a symbol m označuje hmotnostní průtok venkovního vzduchu v kg.
Poslední parametr se získá vynásobením celkového objemu vzduchu, který se rovná objemu všech místností, za předpokladu, že se vzduch každou hodinu obnovuje, hustotou, která se mění v závislosti na teplotě.
Tato tabulka je dobrým pomocníkem při výpočtu množství tepla potřebného k ohřevu vzduchové hmoty vstupující do domu v důsledku nuceného větrání.
Pokud budova přijímá 400 m 3 / h. pak m u400d 1,422 x 568,8 u0,28d 568,8 kg / h. Qv. u45d 7166,88 x XNUMX x XNUMX uXNUMXd XNUMX wattů. V tomto případě se požadovaný tepelný výkon podlahy výrazně zvýší.
Výpočet potřebného počtu trubek
Pro instalaci podlahy s ohřevem vody jsou zvoleny různé způsoby pokládky potrubí, které se liší tvarem: had tří typů – samotný had, hranatý, dvojitý a šnek. V jednom namontovaném obvodu lze nalézt kombinaci různých tvarů. Někdy se pro centrální zónu podlahy volí „šnek“ a pro okraje jeden z typů „hada“.
“Snail” je racionální volbou pro velké místnosti s jednoduchou geometrií. V místnostech, které jsou velmi protáhlé nebo mají složité tvary, je lepší použít “hada”
Vzdálenost mezi trubkami se nazývá rozteč. Při výběru tohoto parametru musíte splnit 2 požadavky: noha by neměla cítit teplotní rozdíl v určitých oblastech podlahy a potrubí by mělo být používáno co nejefektivněji. Pro okrajové oblasti podlahy se doporučuje použít krok 100 mm. V ostatních oblastech si můžete vybrat rozteč v rozsahu od 150 do 300 mm.
Důležitá je izolace podlahy. V přízemí by jeho tloušťka měla dosahovat minimálně 100 mm. K tomuto účelu se používá minerální vlna nebo extrudovaná polystyrenová pěna.
Pro výpočet délky potrubí existuje jednoduchý vzorec:
L u1,1d S/N x XNUMX
Zahrnuje oblast obrysu (S), krok (N), 10% rezervu pro ohyby (1,1). Ke konečné hodnotě se připočítá kus potrubí položeného od kolektoru k rozvodu teplého okruhu, a to jak na zpátečce, tak na přívodu.
Podívejte se na příklad výpočtu záběru potrubí pro teplou podlahu o ploše 10 m². Kolektor je odstraněn z podlahy o 6 m a potrubí je položeno v krocích po 0,15 m. Řešení problému je jednoduché: 10/0, 15 x 1,1 + (6 x 2) = 85,3 m. Pomocí kov- plastové trubky do délky 100 m , nejčastěji volte průměr 16 nebo 20 mm. Při délce potrubí 120-125 m by měl být jeho průřez 20 mm².
Jednookruhové provedení je vhodné pouze pro místnost s malou plochou. Podlaha ve velkých místnostech je rozdělena do několika obrysů v poměru 1: 2, což znamená, že délka konstrukce by měla přesahovat šířku dvakrát.
Hodnota vypočítaná dříve je délka potrubí pro podlahu jako celek, ale pro dokončení obrázku je třeba zvýraznit délku samostatného okruhu. Tento parametr je ovlivněn hydraulickým odporem okruhu, určeným průměrem zvolených trubek a objemem dodané vody za jednotku času. Pokud se tyto faktory zanedbá, tlaková ztráta bude tak velká, že žádné čerpadlo nebude nutit chladicí kapalinu cirkulovat.
Pokud délka potrubí v úseku vedení kolektor-podlaha přesahuje 15 m, odborníci doporučují přidat k tabulkovým hodnotám 2 m²
Kontury stejné délky jsou ideálním případem, ale v praxi se s ním jen zřídka setkáváme, protože plocha prostor pro různé účely je velmi odlišná a je prostě nepraktické přivést délku kontur na stejnou hodnotu. Profesionálové umožňují rozdíl v délce potrubí od 30 do 40 %.
Průměr kolektoru a průchodnost směšovací jednotky určují přípustný počet smyček, které jsou k němu připojeny. V pasportu pro směšovací jednotku vždy najdete množství tepelné zátěže, pro které je určena. Řekněme, že kapacitní faktor (Kvs) je 2,23 m 3 /h. S tímto koeficientem mohou určité modely čerpadel vydržet zatížení 10 až 15 tun. W.
Chcete-li určit počet okruhů, musíte vypočítat tepelné zatížení každého z nich. Pokud je plocha obsazená teplou podlahou 10 m² a přenos tepla 1 m² je 80 W, pak 10 x 80 u800d 15 W. Odtud bude směšovací jednotka schopna poskytnout 000 800/18,8 = 10 místností nebo okruhů o ploše XNUMX m².
Tyto ukazatele jsou maximální a lze je aplikovat pouze teoreticky, ale ve skutečnosti je nutné toto číslo snížit minimálně o 2, tedy 18 – 2 = 16 okruhů. Při výběru kolektoru je třeba hledět na to, zda má takové množství závěrů.
Kontrola správného výběru průměrů potrubí
Chcete-li zkontrolovat, zda byla část potrubí vybrána správně, můžete použít vzorec:
υ u4d 10 x Q x XNUMXᶾ / n x d²
Když rychlost odpovídá nalezené hodnotě, je úsek potrubí vybrán správně. Regulační dokumenty povolují maximální rychlost 3 m/s. o průměru do 0,25 m, ale optimální hodnota je 0,8 m/s. protože s nárůstem jeho hodnoty se zvyšuje hlukový efekt v potrubí.
Vypočítáme recirkulační čerpadlo
Aby byl systém ekonomický, musíte zvolit čerpadlo, které zajistí požadovaný tlak a optimální průtok vody v okruzích. Pasy čerpadel obvykle udávají tlak v okruhu největší délky a celkový průtok chladicí kapaliny ve všech smyčkách. Tlak je ovlivněn hydraulickými ztrátami:
∆h = L x Q² / k1
- L je délka obrysu.
- Q – průtok vody v l za sec.
- k1 je koeficient charakterizující ztráty v systému. Můžete to převzít z referenčních tabulek v příručce hydrauliky nebo z pasu zařízení.
Znáte-li velikost tlaku, vypočítejte průtok v systému:
Q = k x √H
Zde k je průtok. Profesionálové měří průtok na každých 10 m² domu v rozmezí 0,3-0,4 l/s.
Mezi komponenty teplovodní podlahy má zvláštní roli oběhové čerpadlo. Pouze jednotka, jejíž výkon je o 20 % vyšší než skutečný průtok chladicí kapaliny, bude schopen překonat odpor v potrubí
Údaje týkající se velikosti tlaku a průtoku uvedené v pasu nelze brát doslova – je to maximum, ale ve skutečnosti jsou ovlivněny délkou a geometrií sítě. Pokud je tlak příliš vysoký, zkraťte délku okruhu nebo zvyšte průměr potrubí.
Doporučení pro volbu tloušťky potěru
V adresářích najdete informaci, že minimální tloušťka potěru je 30 mm. Když je místnost poměrně vysoká, umístí se pod mazaninu topidlo, které zvyšuje efektivitu využití tepla vydávaného topným okruhem. Nejoblíbenějším materiálem pro substrát je pěnový polystyren. Má mnohem nižší odpor prostupu tepla než beton.
Při instalaci potěru, aby se vyrovnaly lineární roztažnosti betonu, je obvod místnosti ozdoben tlumicí páskou. Je důležité zvolit správnou tloušťku. Odborníci doporučují při ploše místnosti nepřesahující 100 m² položit 5 mm vyrovnávací vrstvu. Pokud jsou hodnoty plochy větší z důvodu délky přesahující 10 m, tloušťka se vypočítá podle vzorce: b u0,55d XNUMX x L. Symbol L je délka místnosti vm.
Závěry a užitečné video k tématu
O výpočtu a instalaci teplé hydraulické podlahy, toto video:
Odtud se dozvíte mnoho užitečných věcí o pokládce podlahy a můžete se vyhnout chybám, které amatéři obvykle dělají:
Výpočet umožňuje navrhnout systém “teplé podlahy” s optimálním výkonem. Je přípustné instalovat vytápění pomocí pasových údajů a doporučení. Bude to fungovat, ale odborníci stále doporučují věnovat čas výpočtu, aby nakonec systém spotřeboval méně energie.
Účinnost podlahového vytápění ovlivňuje mnoho faktorů. Bez jejich zohlednění, i když je systém správně instalován a na jeho stavbu jsou použity nejmodernější materiály, skutečná tepelná účinnost nesplní očekávání.
Z tohoto důvodu musí montážním pracím předcházet kompetentní výpočet podlahového vytápění a jedině tak lze zaručit dobrý výsledek.
Vypracování projektu topného systému není levné, takže mnoho domácích řemeslníků provádí výpočty samostatně. Souhlasíte, myšlenka na snížení nákladů na uspořádání teplé podlahy se zdá velmi lákavá.
Řekneme vám, jak vytvořit projekt, jaká kritéria vzít v úvahu při výběru parametrů topného systému a napíšeme postup výpočtu krok za krokem. Pro přehlednost jsme připravili příklad výpočtu teplé podlahy.
Počáteční data pro výpočet
Zpočátku vás správně naplánovaný průběh projekčních a instalačních prací ušetří překvapení a nepříjemných problémů v budoucnu.
Při výpočtu teplé podlahy je nutné vycházet z následujících údajů:
- materiál stěn a vlastnosti jejich designu;
- velikost místnosti z hlediska;
- typ povrchové úpravy;
- návrhy dveří, oken a jejich umístění;
- uspořádání konstrukčních prvků v plánu.
Pro provedení kompetentního návrhu je nutné vzít v úvahu stanovený teplotní režim a možnost jeho úpravy.
Pro hrubý výpočet se předpokládá, že 1 m 2 otopné soustavy musí kompenzovat tepelné ztráty 1 kW. Pokud je okruh ohřevu vody použit jako doplněk k hlavnímu systému, pak musí pokrýt pouze část tepelných ztrát
Existují doporučení ohledně teploty v blízkosti podlahy, která zajišťuje pohodlný pobyt v místnostech pro různé účely:
- 29 ° C – životní sektor;
- 33 ° C– koupelna, pokoje s bazénem a další s vysokým indexem vlhkosti;
- 35 ° C – chladné zóny (u vchodových dveří, venkovních stěn atd.).
Překročení těchto hodnot má za následek přehřátí jak samotného systému, tak povrchové úpravy, následované nevyhnutelným poškozením materiálu.
Po předběžných výpočtech si můžete zvolit optimální teplotu chladicí kapaliny podle svých osobních pocitů, určit zatížení topného okruhu a zakoupit čerpací zařízení, které se dokonale vyrovná se stimulací pohybu chladicí kapaliny. Pro průtok chladicí kapaliny se volí s rezervou 20 %.
Zahřátí potěru s kapacitou větší než 7 cm trvá hodně času.Proto se při instalaci vodních systémů snaží nepřekročit stanovený limit. Za nejvhodnější nátěr pro vodní podlahy je považována podlahová keramika, pod parkety se díky ultra nízké tepelné vodivosti nepokládají teplé podlahy
Ve fázi návrhu by se mělo rozhodnout, zda bude podlahové vytápění hlavním dodavatelem tepla nebo bude použito pouze jako doplněk k radiátorové topné větvi. Od toho se odvíjí podíl ztrát tepelné energie, který musí kompenzovat. Může se pohybovat od 30 % do 60 % s obměnami.
Doba ohřevu vodní podlahy závisí na tloušťce prvků obsažených v potěru. Voda jako chladicí kapalina je velmi účinná, ale samotný systém se obtížně instaluje.
Aby bylo možné provést výpočty pro vodní systém, teplá podlaha nejprve vypočítá tepelné ztráty, které musí okruh kompenzovat. Pokud se jedná o doplňkový systém, pak se započítává část tepelných ztrát
Výpočty se dělají pouze pro tu část podlahy, na které bude topný had umístěn. Oblasti, kde nejsou trubky položeny, například pod nábytkem, se ve výpočtech nepoužívají.
Výpočty vyžadují průměrné teploty na výstupu chladicí kapaliny z kolektorového zařízení a na vstupu zpátečky
Abyste získali přesný výsledek, musíte znát tepelnou vodivost potrubí plánovaného pro instalaci a přibližnou délku topného okruhu
Stanovení parametrů teplé podlahy
Účelem výpočtu je získat velikost tepelné zátěže. Výsledek tohoto výpočtu ovlivňuje další podniknuté kroky. Tepelnou zátěž zase ovlivňuje průměrná zimní teplota v konkrétním regionu, očekávaná teplota uvnitř místností, součinitel prostupu tepla stropu, stěn, oken a dveří.
Příčinou tepelných ztrát jsou špatně izolované stěny, okna, dveře domu. Největší procento tepla uniká ventilačním systémem a střechou (+)
Konečný výsledek výpočtů před zařízením pro podlahové vytápění vodního typu bude také záviset na přítomnosti dalších topných zařízení, včetně odvodu tepla lidí žijících v domě a domácích zvířat. Nezapomeňte vzít v úvahu přítomnost infiltrace.
Jedním z důležitých parametrů je konfigurace místností, takže budete potřebovat půdorys domu a odpovídající řezy.
Metoda výpočtu tepelných ztrát
Po určení tohoto parametru zjistíte, jaké množství tepla má podlaha generovat pro komfortní pohodu lidí v místnosti, můžete si vybrat kotel, čerpadlo a podlahu podle výkonu. Jinými slovy: teplo vydávané topnými okruhy musí kompenzovat tepelné ztráty budovy.
Vztah mezi těmito dvěma parametry je vyjádřen vzorcem:
Mn u1,2d XNUMX x QKde
Pro určení druhého ukazatele se vypracují měření a výpočty plochy oken, dveří, stropů a vnějších stěn. Vzhledem k tomu, že podlaha bude vyhřívaná, plocha této obvodové konstrukce se nebere v úvahu. Měření se provádí na vnější straně se zachycením rohů budovy.
Výpočet zohlední jak tloušťku, tak tepelnou vodivost každé z konstrukcí. Normativní hodnoty součinitele tepelné vodivosti (λ) pro nejběžněji používané materiály lze převzít z tabulky.
Z tabulky si můžete vzít hodnotu koeficientu pro výpočet. Je důležité zjistit u dodavatele hodnotu tepelného odporu materiálu, pokud montujete okna z kovoplastu (+)
Výpočet tepelných ztrát se provádí samostatně pro každý prvek budovy pomocí vzorce:
Q u1d 1 / R * (tv-tn) * S x (XNUMX + ∑b)Kde
- R – tepelný odpor materiálu, ze kterého je plášť budovy vyroben;
- S je plocha konstrukčního prvku;
- tv a tn – vnitřní a vnější teploty, přičemž druhý ukazatel se bere podle nejnižší hodnoty;
- b – dodatečné tepelné ztráty spojené s orientací budovy vůči světovým stranám.
Index tepelného odporu (R) se zjistí vydělením tloušťky konstrukce tepelnou vodivostí materiálu, ze kterého je vyrobena.
Hodnota koeficientu b závisí na orientaci domu:
- 0,1 – sever, severozápad nebo severovýchod;
- 0,05 – západ, jihovýchod;
- jih, jihozápad.
Pokud vezmeme v úvahu problém na jakémkoli příkladu výpočtu podlahy vytápěné vodou, stane se to srozumitelnější.
Specifický příklad výpočtu
Například stěny domu pro netrvalé bydlení o tloušťce 20 cm jsou z pórobetonových tvárnic. Celková plocha obvodových stěn bez okenních a dveřních otvorů je 60 m². Venkovní teplota -25°С, vnitřní teplota +20°С, stavba je orientována na jihovýchod.
Vzhledem k tomu, že součinitel tepelné vodivosti bloků λ = 0,3 W / (m ° * C), je možné vypočítat tepelné ztráty stěnami: R = 0,2 / 0,3 = 0,67 m² ° C / W.
Tepelné ztráty jsou pozorovány i přes vrstvu omítky. Pokud je jeho tloušťka 20 mm, pak Rpcs. u0,02d 0,3 / 0,07 u0,67d 0,07 m² ° C / W. Součet těchto dvou ukazatelů dá hodnotu tepelných ztrát stěnami: 0,74 + XNUMX uXNUMXd XNUMX m² ° C / W.
Máme-li všechna počáteční data, dosadíme je do vzorce a získáme tepelné ztráty místnosti s takovými stěnami: Q u1d 0,74 / 20 * (25 – (-60)) * 1 * (0,05 + 3831,08) uXNUMXd XNUMX W.
Stejným způsobem se počítají tepelné ztráty přes zbytek pláště budovy: okna, dveře, střešní krytina.
Teplo vydávané topnými okruhy nemusí stačit k ohřátí vzduchu uvnitř domu na požadovanou hodnotu, pokud je jejich výkon podceněn. Při nadměrném výkonu dojde k přetečení chladicí kapaliny
K určení tepelných ztrát stropem se jeho tepelný odpor rovná hodnotě plánovaného nebo stávajícího typu izolace: R u0,18d 0,041 / 4,39 uXNUMXd XNUMX m² ° C / W.
Plocha stropu je shodná s podlahovou plochou a činí 70 m². Dosazením těchto hodnot do vzorce se získají tepelné ztráty horním pláštěm budovy: Q pot. u1d 4,39 / 20 * (25 – (-70)) * 1 * (0,05 + 753,42) uXNUMXd XNUMX W.
Chcete-li určit tepelné ztráty povrchem oken, musíte vypočítat jejich plochu. Pokud jsou 4 okna 1,5 m široká a 1,4 m vysoká, jejich celková plocha bude: 4 * 1,5 * 1,4 = 8,4 m².
Pokud výrobce specifikuje samostatně tepelný odpor pro okna a profily s dvojitým zasklením – 0,5 a 0,56 m² ° C / W, v tomto pořadí, pak Rokon u0,5d 90 * 0,56 + 10 * 100) / 0,56 = 90 m² ° C / Út Zde 10 a XNUMX představují podíl na okenní prvek.
Na základě získaných dat pokračují další výpočty: Qwindows = 1 / 0,56 * (20 – (-25)) * 8,4 * (1 + 0,05) = 708,75 W.
Vnější dveře mají plochu 0,95 * 2,04 = 1,938 m². Pak Rdv. u0,06d 0,14 / 0,43 u1d 0,43 m² ° C / W. Q dv. u20d 25 / 1,938 * (1 – (-0,05)) * 212,95 * (XNUMX + XNUMX) uXNUMXd XNUMX W.
Protože se venkovní dveře často otevírají, uniká jimi velké množství tepla. Proto je důležité zajistit jejich těsné uzavření.
V důsledku toho budou tepelné ztráty: Q = 3831,08 + 753,42 + 708,75 + 212,95 + 7406,25 = W.
K tomuto výsledku se přidá dalších 10 % pro infiltraci vzduchu, pak Q = 7406,25 + 740,6 = 8146,85 W.
Nyní je možné určit tepelný výkon podlahy: Mp = 1. * 8146,85 = 9776,22 W nebo 9,8 kW.
Potřebné teplo pro ohřev vzduchu
Pokud je dům vybaven ventilačním systémem, musí se určitá část tepla vydávaného zdrojem vynaložit na ohřev vzduchu přicházejícího zvenčí.
K výpočtu se používá vzorec:
Qv. uXNUMXd c * m * (tv – tn)Kde
- c u0,28d XNUMX kg⁰С a označuje tepelnou kapacitu vzduchové hmoty;
- m symbol udává hmotnostní průtok venkovního vzduchu v kg.
Poslední parametr se získá vynásobením celkového objemu vzduchu, který se rovná objemu všech místností, za předpokladu, že se vzduch každou hodinu obnovuje, hustotou, která se mění v závislosti na teplotě.
V grafu je znázorněna závislost hustoty vzduchu na jeho teplotě. Údaje jsou potřebné pro výpočet množství tepla potřebného k ohřevu vzduchové hmoty vstupující do domu v důsledku nuceného větrání (+)
Pokud do budovy vstoupí 400 m 3 / h, pak m u400d 1,422 * 568,8 u0,28d 568,8 kg / h. Qv. u45d 7166,88 * XNUMX * XNUMX uXNUMXd XNUMX W.
V tomto případě se požadovaný tepelný výkon podlahy výrazně zvýší.
Výpočet potřebného počtu trubek
Pro instalaci podlahy s ohřevem vody jsou zvoleny různé způsoby pokládky potrubí, které se liší tvarem: had tří typů – samotný had, hranatý, dvojitý a šnek. V jednom namontovaném obvodu lze nalézt kombinaci různých tvarů. Někdy se pro centrální zónu podlahy volí „šnek“ a pro okraje jeden z typů „hada“.
“Snail” je racionální volbou pro velké místnosti s jednoduchou geometrií. V místnostech, které jsou velmi protáhlé nebo mají složité tvary, je lepší použít „hada“ (+)
Vzdálenost mezi trubkami se nazývá rozteč. Při volbě tohoto parametru musí být splněny dva požadavky: noha by neměla cítit teplotní rozdíl v jednotlivých oblastech podlahy a potrubí by mělo být využíváno co nejefektivněji.
Pro okrajové oblasti podlahy se doporučuje použít krok 100 mm. V ostatních oblastech si můžete vybrat rozteč v rozsahu od 150 do 300 mm.
Důležitá je izolace podlahy. V přízemí by jeho tloušťka měla dosahovat minimálně 100 mm. K tomuto účelu se používá minerální vlna nebo extrudovaná polystyrenová pěna.
Pro výpočet délky potrubí existuje jednoduchý vzorec:
L=S/N*1.1Kde
Ke konečné hodnotě se připočítá kus potrubí položeného od kolektoru k rozvodu teplého okruhu, a to jak na zpátečce, tak na přívodu.
Příklad výpočtu.
Řešení problému je jednoduché: 10 / 0,15 * 1,1 + (6 * 2) u85,3d XNUMX m.
Pomocí kovoplastových trubek do délky 100 m volte nejčastěji průměr 16 nebo 20 mm. Při délce potrubí 120-125 m by měl být jeho průřez 20 mm².
Jednookruhové provedení je vhodné pouze pro místnost s malou plochou. Podlaha ve velkých místnostech je rozdělena do několika okruhů v poměru 1: 2 – délka konstrukce by měla přesahovat šířku 2krát.
Dříve vypočítaná hodnota je délka potrubí pro podlahu jako celek. Pro dokončení obrázku je však nutné zvýraznit délku samostatného obrysu.
Tento parametr je ovlivněn hydraulickým odporem okruhu, určeným průměrem zvolených trubek a objemem dodané vody za jednotku času. Pokud se tyto faktory zanedbá, tlaková ztráta bude tak velká, že žádné čerpadlo nebude nutit chladicí kapalinu cirkulovat.
Kontury stejné délky jsou ideálním případem, ale v praxi se s ním jen zřídka setkáváme, protože plocha prostor pro různé účely je velmi odlišná a je prostě nepraktické přivést délku kontur na stejnou hodnotu. Profesionálové umožňují rozdíl v délce potrubí od 30 do 40 %.
Průměr kolektoru a průchodnost směšovací jednotky určují přípustný počet smyček, které jsou k němu připojeny. V pasportu pro směšovací jednotku vždy najdete množství tepelné zátěže, pro které je určena.
Předpokládejme, že koeficient propustnosti (Kvs) se rovná 2,23 m 3 / h. S tímto koeficientem mohou určité modely čerpadel vydržet zatížení 10 až 15 wattů.
Chcete-li určit počet okruhů, musíte vypočítat tepelné zatížení každého z nich. Pokud je plocha obsazená teplou podlahou 10 m² a přenos tepla je 1 m², pak indikátor Kvs je 80 W, pak 10*80 = 800 W. To znamená, že směšovací jednotka bude schopna poskytnout 15 000/800 = 18,8 místností nebo okruhů o ploše 10 m².
Tyto ukazatele jsou maximální a lze je aplikovat pouze teoreticky, ale ve skutečnosti je nutné toto číslo snížit minimálně o 2, tedy 18 – 2 = 16 okruhů.
Při výběru směšovací jednotky (kolektoru) je nutné zjistit, zda má takový počet závěrů.
Kontrola správného výběru průměrů potrubí
Chcete-li zkontrolovat, zda byla část potrubí vybrána správně, můžete použít vzorec:
υ = 4*Q*10ᶾ/n*d²
Když rychlost odpovídá nalezené hodnotě, je úsek potrubí vybrán správně. Regulační dokumenty povolují maximální rychlost 3 m/s. s průměrem do 0,25 m, ale optimální hodnota je 0,8 m / s, protože se zvýšením jeho hodnoty se zvyšuje hlukový efekt v potrubí.
Další informace o výpočtu potrubí podlahového vytápění jsou uvedeny v tomto článku.
Vypočítáme oběhové čerpadlo
Aby byl systém ekonomický, musíte zvolit oběhové čerpadlo, které zajistí potřebný tlak a optimální průtok vody v okruzích. Pasy čerpadel obvykle udávají tlak v okruhu největší délky a celkový průtok chladicí kapaliny ve všech smyčkách.
Tlak je ovlivněn hydraulickými ztrátami:
∆h = L*Q²/k1Kde
- L – délka obrysu;
- Q — spotřeba vody l/s;
- k1 – koeficient charakterizující ztráty v systému, ukazatel lze převzít z referenčních tabulek o hydraulice nebo z pasportu pro zařízení.
Znáte-li velikost tlaku, vypočítejte průtok v systému:
Q = k*√HKde
k je průtok. Profesionálové měří průtok na každých 10 m² domu v rozmezí 0,3-0,4 l/s.
Mezi komponenty teplovodní podlahy má zvláštní roli oběhové čerpadlo. Pouze jednotka, jejíž výkon je o 20 % vyšší než skutečný průtok chladicí kapaliny, bude schopen překonat odpor v potrubí
Údaje týkající se velikosti tlaku a průtoku uvedené v pasu nelze brát doslova – je to maximum, ale ve skutečnosti jsou ovlivněny délkou a geometrií sítě. Pokud je tlak příliš vysoký, zkraťte délku okruhu nebo zvyšte průměr potrubí.
Doporučení pro volbu tloušťky potěru
V adresářích najdete informaci, že minimální tloušťka potěru je 30 mm. Když je místnost poměrně vysoká, umístí se pod mazaninu topidlo, které zvyšuje efektivitu využití tepla vydávaného topným okruhem.
Nejoblíbenějším podkladovým materiálem je extrudovaná polystyrenová pěna. Má mnohem nižší odpor prostupu tepla než beton.
Při instalaci potěru, aby se vyrovnaly lineární roztažnosti betonu, je obvod místnosti ozdoben tlumicí páskou. Je důležité zvolit správnou tloušťku. Odborníci doporučují při ploše místnosti nepřesahující 100 m² položit 5 mm vyrovnávací vrstvu.
Pokud jsou hodnoty plochy větší z důvodu délky přesahující 10 m, tloušťka se vypočítá podle vzorce:
b = 0,55*LKde
L je délka místnosti v metrech.
Závěry a užitečné video k tématu
O výpočtu a instalaci teplé hydraulické podlahy, toto video:
Video poskytuje praktická doporučení pro pokládku podlahy. Tyto informace pomohou vyhnout se chybám, které amatéři obvykle dělají:
Výpočet umožňuje navrhnout systém “teplé podlahy” s optimálním výkonem. Je přípustné instalovat vytápění pomocí pasových údajů a doporučení.
Bude to fungovat, ale odborníci stále doporučují věnovat čas výpočtu, aby nakonec systém spotřeboval méně energie.
Máte zkušenosti s kalkulací podlahového vytápění a přípravou projektu topného okruhu? Nebo máte dotazy k tématu? Podělte se o svůj názor a zanechte komentáře.
