Как рассчитать расстояние между трубами при укладке теплого водяного пола

Оборудование помещений теплыми водяными полами пользуется повышенным спросом.

Низкотемпературные системы отопления обеспечивают обогрев помещений при минимальном уровне эксплуатационных затрат и высокой эффективности использования тепловой энергии.

Однако, это справедливо только в том случае, если система грамотно спроектирована и правильно смонтирована.

Одним из важнейших вопросов при установке такой системы индивидуального отопления является выбор варианта укладки труб, который включает и определение расстояния между ними.

Содержание статьи:

• От чего зависит выбор шага укладки
• Выведение номинальной мощности
• Расчет, поправочные коэффициенты
• Тепловой поток
• Определение расстояния между трубами
• Конфигурация «теплого пола»

От чего зависит выбор шага укладки

Основным критерием для проектирования автономной напольной системы отопления (как, впрочем, и любой другой) является необходимая отопительная мощность.

Кроме того, при расчетах, необходимо учитывать эффективную площадь системы отопления и коэффициент теплопроводности (тепловое сопротивление) пола, в том числе, напольного покрытия.

Выведение номинальной мощности

Отопительная мощность — это степень нагрева, необходимого для поддержания в обслуживаемом пространстве заданной температуры, при условии теплового баланса между теплопотерями помещения и получаемой от нагревательного элемента энергией.

Таким образом, требуемая отопительная мощность равна суммарным теплопотерям помещения.

Она зависит от:

• объема помещения (площади и высоты потолков);
• характеристик материалов ограждений (стен, полов, потолков) и их толщины;
• количества окон и типа остекления;
• количества наружных стен в помещении;
• ориентации помещения в пространстве (выход оконных проемов и стен по сторонам света);
• температуры наружного воздуха (для расчета, необходимо знать среднее значение этого показателя в отопительный сезон — какая должна быть температура в квартире).

 

А что вам известно про отводы стальные 90 градусов, размеры и цена которых указаны в статье, скрытой под ссылкой? Прочитайте полезный материал, описывающий сферы применения и способы монтажа арматуры для водопровода.

Схемы и фото обвязки двухконтурного котла отопления полипропиленом посмотрите на этой странице.

Кроме того, учитывается, в каком окружении находится помещение:

• отапливаемые или неотапливаемые помещения находятся рядом,
• есть ли над комнатой чердачное помещение,
• расположена ли она целиком на грунте,
• есть ли зоны с пустотами под полом (теплоизоляция для труб отопления в подвале) и т.д.

 
Общая методика расчета приводится в справочной литературе.
Она включает:

• определение разницы между температурой воздуха внутри помещения (заданная величина) и окружающей среды;
• расчет площади ограждающих конструкций — стен, полов, потолков;
• определение коэффициентов теплопередачи конструкций по таблицам теплотехнических характеристики (для однослойных и многослойных конструкций из различных материалов эти значения приводятся в справочной литературе);
• определение поправочных коэффициентов (на расположение, относительно, сторон света, соседних помещений и т.д.);
• расчет основных и дополнительных тепловых потерь.

 
Методика, достаточно, сложна и требует знания множества справочных данных.

Расчет, поправочные коэффициенты

Более простой является методика расчета общих тепловых потерь с учетом поправочных коэффициентов.

[note]Для него используется удельная величина тепловых потерь (принимают равной от 65 до 80 Вт/кв.м в зависимости от конструкции дома и материалов, для современных технологий строительства можно использовать типовое значение 70 Вт/кв.м), которую следует умножить на общую площадь отапливаемого помещения.[/note]

Полученный результат умножают на поправочные коэффициенты, учитывающие специфику помещения:

• утепление стен — от 0.85 при использовании теплоизоляции в соответствии с нормами до 1.27 при ее отсутствии (про утеплитель для труб из вспененного полиэтилена прочитайте здесь);
• число наружных стен: 1 — 1.0 (поправка не требуется), 2 – 1.15, 4 – 1.33;
• число окон — для двух коэффициент составит 1.2 ;
• тип остекления – для обычного (двойного в деревянных рамах) используют коэффициент 1.27, для двойного стеклопакета поправку не вводят, для тройного поправочный коэффициент равен 0.85;
• отношение площади окон к площади помещения – от 0.8 при 10% до 1.5 при 50%;
• объем помещения (высоту потоков) – для стандартной высоты (2.5м) коэффициент равен 1.0, для потолков 3.5 м и выше – 1.2;
• соседние помещения – 0.8 отапливаемые, 1.0 – неотапливаемые (учитываются также и чердачные и подвальные помещения);
• разницу между температурами воздуха в помещении и наружного воздуха – расчет удобно вести для климатических зон, в средней полосе России коэффициент принимают равным 1.0, для восточных и северных регионов 1.5-1.6, для южных – 0.6-0.7.

 

А что вы знаете про воздушный компрессор для аэрации воды? В полезной статье прочитайте, какое оборудование можно установить, чтобы очистить жидкость от примесей до состояния питьевой.

Про канализационные пластиковые тройники написано здесь.

На странице: https://ru-canalizator.com/santehnika/aksessuary/dlya-polotentsesushitelya.html узнаете, что делать, если течет американка на полотенцесушителе.

Рассчитанная таким образом величина тепловых потерь отличается от точного расчета, в среднем, на 10-15%, что требует введения дополнительного коэффициента запаса 1.1-1.15.

Она является основным исходным значением для дальнейшего расчета «теплого пола».

Тепловой поток

Чтобы рассчитать конфигурацию напольной системы отопления – длину контуров и расстояние между трубами (про монтаж сшитого полиэтилена написано здесь), необходимо определить величину теплового потока.

В расчете, отдаваемая «теплым полом» мощность, принимается равной тепловым потерям помещения.

Тепловой поток определяется, как отношение мощности (тепловых потерь) к эквивалентной площади системы отопления.

В общем случае, если эквивалентная площадь системы отопления не соответствует площади помещения, то это происходит по нескольким причинам:

• ограничения на длину трубопровода могут потребовать укладки нескольких контуров;
• в местах, где планируется установка массивной мебели, трубы отопительной системы не прокладываются, чтобы избежать их повреждения;
• укладку труб отопления не ведут вплотную к стенам, что также снижают активную площадь системы отопления.

 
Важно!
Для каждого из контуров, подключенных к коллекторной группе для теплого пола, расчет теплового потока рекомендуется провести отдельно.

Для охватываемой, каждым из них части помещения, следует провести собственный расчет тепловых потерь, как это делается в случае двух смежных помещений.

Определение расстояния между трубами

Зная величину требуемого теплового потока системы «теплый пол», можно переходить к расчету ее конфигурации.

Для этого потребуются дополнительные данные:

• температура поверхности пола;
• средняя температура теплоносителя.

 
Температура поверхности пола определяет температуру в помещениях.

Однако, вследствие неравномерного распределения температуры по длине трубопровода (размеры толстостенных бесшовных труб указаны здесь), для различных участков разброс может быть достаточно значительным.

Для борьбы с этим явлением используют различные методы, например, выбирают, оптимальный вариант укладки.

Кроме того, усреднение температуры по поверхности обеспечат бетонная стяжка или элементы конструкции настильных систем (многие из них предусматривают в составе для этой цели алюминиевые плиты).

Выбирать температуру поверхности пола следует с учетом ограничений, предусмотренных нормативными документами. В СНиП 41-01-2003 указывается, что допустимый максимум такой температуры для помещений, в которых, постоянно, находятся люди, составляет 26 градусов, а для тех, где люди бывают периодически – 31 градус.

Этих величин вполне, достаточно, чтобы обеспечить в любом помещении комфортную температуру (про газовый накопительный водонагреватель с закрытой камерой сгорания написано в этой статье).

Средняя температура теплоносителя для системы отопления определяется как половина суммы его температур на подающей и возвратной трубе контура.

При наличии всех этих данных можно обращаться к графикам зависимости температуры пола от теплового потока, шага трубы и ее диаметра, которые приводятся в справочной литературе для проектирования систем «теплый пол».

Важно!

Следует учитывать, что «теплый пол» является, как правило, низкотемпературной системой отопления, соответственно, большая разница температур на «подаче» и «обратке» для нее, практически, недостижима, как и не может быть достаточно высокой температура теплоносителя в контуре.

К примеру, для теплового потока в 90 Вт/кв.м и средней температуры теплоносителя 38 градусов, комфорт в помещениях обеспечит система из труб диметром 16 мм, уложенных с шагом 200 мм.

Для 20 мм трубы, шаг укладки которой составляет 150 мм, при той же величине теплового потока, потребуется поддерживать среднюю температуру теплоносителя (как залить антифриз в систему отопления дома) на уровне 36 градусов.

Существуют и ориентировочные расчетные соотношения, которые получены путем обобщения опыта проектирования и эксплуатации подобных отопительных систем.

Они содержат рекомендации по шагу кладки труб за зависимости от величины теплового потока:

• до 50 Вт/кв.м ведут укладку с шагом 300мм;
• от 50 до 80 Вт/кв.м используют шаг 200 мм;
• свыше 80 Вт/кв.м расстояние между трубами сокращают до 150 мм.

 
Часто, при укладке, применяют переменный шаг. Это позволяет обеспечить более интенсивный нагрев участков помещения с высокой теплоотдачей (например, вдоль наружных стен).

Переменный шаг, как правило, лежит в тех же пределах – от 150 до 300 мм (другие значения расстояния между трубами на практике встречаются редко).

Конфигурация «теплого пола»

От выбора способа укладки зависит равномерность распределения температуры на поверхности пола и в помещении в целом.

Связано это с тем, что при прохождении по трубам отопительного контура теплоноситель отдает энергию и остывает.

Поскольку, длина контура достаточно велика (для помещений даже средней площади составляет порядка 100 м), разность температур теплоносителя может оказаться значительной.

Если же расчет мощности источника тепловой энергии и температуры подачи ведется из соображений обеспечения заданной температуры на самом холодном участке пола над обратной трубой контура, в самых нагретых участках над подачей поверхность пола может перегреваться.

При этом, температура, нередко, превышает допустимые нормативами значения (подключение радиаторов отопления: схемы обвязки, монтаж батарей).

Все множество применяемых способов укладки можно свести к двум основным:

1. укладка «змейкой»;
2. спиральная укладка («улиткой»).

Недостаток первого типа укладки состоит в ярко выраженном разделении зон помещения по температуре за счет остывания теплоносителя.

Специалисты рекомендуют использовать его только при разнице в температуре теплоносителя не более 5 градусов.

В противном случае, лучше воспользоваться модифицированной топологией «двойная змейка, в которой подающий и обратный участок трубы укладываются параллельно.

Метод укладки по спирали отличается лучшей равномерностью распределения температуры, но оказывается более сложным технологически.

При таком способе, до середины комнаты половину трубопровода укладывают с двойным шагом, а вторую половину (фактически – обратную трубу) в промежутках между витками первой укладки.

Таким образом, более холодные трубы обратной ветви оказываются между нагретыми до более высокой температуры витками подающей.

[note]Конструкция покрытия (или стяжки) выравнивает температуру пола во всей площади помещения. [/note]

Посмотрите видео-мастеркласс по укладке теплого водяного пола, записанного исполнителями во время выполнения работы.