Как рассчитать электрический теплый пол

Требования для установки теплого пола

Чтобы теплый пол создавал нужный климат и не становился причиной неудобств или коммунальных аварий, помещение, в котором будет монтироваться этот отопительный контур, должно отвечать следующим требованиям:

• высота потолков от чернового пола должна быть такой, чтобы ее уменьшение на 20 см не вызывало дискомфорта;
• дверной проем должен иметь высоту не менее 2,1 м;
• черновой пол должен быть достаточно прочным, чтобы выдержать цементную стяжку, которой будет закрыт тепловой контур;
• если черновой пол уложен на грунт или под утепляемым помещением находится неотапливаемое, необходимо проложить дополнительный слой утеплителя с экранирующим покрытием;
• поверхность, на которой планируется монтаж теплового контура и всех составляющих “пирога” теплого пола, должна быть ровной и чистой.

Производим расчеты

Чтобы рассчитать количество или метраж необходимых труб, необходимо сначала выбрать подходящую схему укладки. Самыми распространенными считаются «змейка» и «спираль».

Схемы укладки

Первый вариант может иметь две разновидности. В первом случае труба укладывается змейкой.

Обратите внимание! «Змейка» позволяет немного сэкономить на трубах, но при этом нагрев комнаты будет неравномерным. Сначала нагреется пол с одной стороны, и постепенно тепло будет продвигаться дальше. К тому же вода, продвигаясь по трубам, будет остывать

Это значит, что с одной стороны пол будет всегда чуть прохладнее

К тому же вода, продвигаясь по трубам, будет остывать. Это значит, что с одной стороны пол будет всегда чуть прохладнее.

Змейка

Более эффективная укладка – это двойная спираль. В этом случае трубы укладываются парой, та по которой поступает горячая вода, и та по которой будет отводиться остывший теплоноситель. Такой способ позволяет нагревать пол по всей комнате до одинаковых температур.

Обратите внимание! При укладке труб по системе «спираль» нагрев комнаты будет происходить с ее краев к середине. Такой метод считается наиболее эффективным

Спираль

Какой бы способ не был выбран, чтобы правильно рассчитать метраж необходимых труб, нужно начертить схему. На бумаге в масштабе рисуется будущая система. Наносятся контуры комнаты и линии, по которым в дальнейшем будут укладываться трубы. При этом нужно учитывать расположение крупных элементов мебели, под ними укладывать теплый пол не рекомендуется. Также стоит учесть, что укладывать трубы нужно с отступом от стен не менее 20 см.

Для правильного расчета необходимо знать еще один параметр – это расстояние между трубами или шаг. Этот параметр будет зависеть от диаметра и теплопроводности труб, а также от температуры подаваемого теплоносителя. Первые два показателя можно узнать в магазине, где будут приобретаться трубы. Второй показатель будет зависеть от используемого котла. Также выбор шага определяется от необходимой температуры в комнате. Если нужно чтобы было значительно теплее, то шаг делается меньше, и наоборот.

Расчет

Делая расчеты, нельзя забывать о том, что длина одного контура не должна превышать 60‒70 метров. В противном случае эффективность системы значительно снизится.

Обратите внимание! Если площадь комнаты довольно большая, и метраж труб будет больше 70 метров, то требуется создать дополнительные контуры (один или два, в зависимости от площади). Лучше, чтобы они были одинаковой длины

Комбинированная укладка

Сделав правильный чертеж будущей системы (с учетом отступа от стен и будущей расстановки крупных элементов мебели), можно точно рассчитать необходимое количество труб. Но всегда стоит брать с запасом. При любой работе неизбежны небольшие недочеты и огрехи. Лучше сделать десятипроцентный запас, чем затем бегать по магазинам в поисках подходящей трубы.

Теплый или комфортный пол

Сразу стоит разобраться в терминологии и в назначении подогрева пола. Могут быть две ситуации:

• Отопление у вас сделано другого типа, а подогревать пол надо только, чтобы ногам было приятно и тепло. Так называют комфортный пол. Он может включаться самостоятельно. Летом в непогожие дни или ранней осенью, поздней весной. Но глобальное отопление решено иными средствами.

• Подогрев пола — основной вид отопления. Именно он дает основное тепло. Возможно, есть другие источники тепла, но они больше как резерв — на случай слишком холодных дней. Такой тип называют теплый пол.

Это разделение неофициальное, но так будет проще понять, какой именно подход вам выбрать при расчете и проектировании. А подходы разные, так как требования отличаются.

Как рассчитать водяной контур

Для начала нужно создать проект обогрева помещения, определить материал покрытия и температуру теплоносителя (около 55 °C). Для контроля распределения температуры устанавливаются два термометра – на входе, и на выходе теплоносителей. Разница в показаниях 5 — 10 °C говорит о правильности работы. Таким образом, температура основной зоны пола при правильно работающей системе обогрева не должна превышать 29 °C. А в санузлах и граничных зонах соответственно 35 и 33 °C.

Укладка труб

Для правильного монтажа труб используют следующие методы укладки: змейка (обычная, угловая или двойная) и улитка. Эффективнее будет комбинирование нескольких методов. К примеру, граничную зону уложить в форме змейки, а центральную — улиткой. Последнее больше подходит для объёмных помещений без геометрических изменений, а для сложных используется змейка.

Укладка труб производится с шагом, рассчитанным в проекте. Шаг укладки для граничных зон 10 см, а для основных может меняться в пределах от 15 до 30 см, но не более 30 см, это обусловлено чувствительностью перепада температур на участке пола.

Далее необходимо учитывать следующий момент, чем меньше шаг укладки, тем больше длина используемых труб. Посчитать, сколько метров трубы уйдет на метр квадратный пола, можно по формуле:

Для расчета длины труб по площади используется формула:

L = S / N,

где , S – это площадь утепляемого пола (м2), N – шаг укладки, L- соответственно, искомая длина трубы.

На практике в расчет по площади нужно добавить коэффициент 1,1 – запас длины на повороты, а также стоит прибавить длину участков до коллектора.

Максимальная длина контура

Длине петли прямопропорционально гидравлическое сопротивление и потери давления в контуре, которые обусловлены диаметром магистрали.  Установлено, что при понижении давления на 20 кПа (0,2 бар) от рабочего, приводит к эффекту запертой петли. В результате циркуляция теплоносителя через трубы станет невозможна.

На практике оптимальная длина одной петли будет:

• из трубы диаметром 16 мм получится контур не более 100 м;
• при диаметре 20 мм максимальная длина петли будет до 125 м;

Допустимая минимальная длина контура может быть любой, но стоит помнить, что для упрощения балансировки насоса следует нарезать петли примерно одинаковой протяженности.

Мощность насоса

Немаловажным элементом системы является насос. Для его выбора необходимо рассчитать какой теплосъем с каждого квадратного метра получается в соответствии с проектом, далее нужно это значение умножить на количество квадратных метров в помещении, и получим суммарное значение.

Мощность насоса определяется способностью качать через себя объем теплоносителя за определённое время. Теперь остаётся сравнить суммарное  значение с мощностью устанавливаемого насоса.

Конструкция системы теплого водяного пола

Полы водяного типа имеют достаточно простую конструкцию. Говоря простым языком, они представляют собой бетонные плиты, с нагревательным элементом внутри, функцию которого выполняют трубы, наполненные горячей водой. Теплоноситель поступает в трубопровод из разводки основной отопительной системы и, после прохождения полного цикла, возвращается обратно. То есть, условно можно сказать, что теплый пол – это тот же отопительный радиатор, только горизонтального типа, смонтированный на основании помещения и защищенный от нагрузок и повреждений при эксплуатации бетонной стяжкой.

Такая система состоит из нескольких слоев, следующих друг за другом. Это:

1. Основание, предварительно выровненное и подготовленное соответствующим образом.
2. Гидроизоляция оклеечного или обмазочного типа. В первом случае ее функцию выполняют материалы на битумной основе с полимерными добавками, армированные стеклохолстом или полиэстером. Вторая группа представлена мастиками битумно-резинового, битумно-полимерного или цементно-полимерного типа.
3. Теплоизоляционный слой. Для его создания используется пенопласт или ЭППС (экструдированный пенополистирол). Толщина этой «прослойки» определяется расчетным методом.
4. Рулонная изоляция с отражающей поверхностью (экранирующая подложка).
5. Трубы, входящие в комплект системы теплого пола.
6. Бетонная стяжка, изготовленная с добавлением пластифицирующего состава и дополнительно укрепленная при помощи армированной сетки с ячейками 100 х 100 мм, из проволоки с сечением 3-4 мм.
7. Финишное напольное покрытие.

Действует она следующим образом:

• По напорной трубе теплоноситель (вода), нагретый до оптимальной температуры, поступает в контур теплого пола.
• Пройдя по системе трубопровода, он передает свое тепло стяжке, нагревая ее до температуры примерно в 27-36 С⁰.
• Остывшая вода перемещается к обратке, по которой она стекает в котел, где вновь происходит ее нагревание.

То есть, по сути, одним из основных элементов обогревающей конструкции является теплоизоляция. Соответственно, производя расчет теплого водяного пола, необходимо правильно подобрать ее толщину.

Для «холодных оснований», располагающихся над неотапливаемым подвалом или грунтом, она должна составлять не менее 50 мм при плотности теплоизолятора в 25 кг/м³.

Данные, необходимые для проектировки устройства теплых полов:

• План квартиры или дома (со всеми этажами).
• Информация о типе и составе стен, окон и дверей.
• Указания относительно температурного режима, планируемого в помещении.
• Сведения о месте установки отопительного котла и его расположении относительно уровня пола.
• Количество отводов и стояков внутри дома.

На основе этих показателей производится расчет отопления теплыми полами. В первую очередь для этого составляется план-проект, включающий следующую информацию:

• Количество радиаторов отопления, подключенных к системе, их тип и места размещения.
• Схема будущего расположения трубопровода с диаметром труб и длинами прямых участков.
• Схема раскладки труб с указанием расстояний между ними и температуры теплоносителя (эти два пункта можно совместить).
• Данные о мощности радиаторов, входящих в систему.
• Информация о настройке ее автоматической части.

Теплый пол расчет мощности

На определение необходимой мощности теплого пола в помещении влияет показатель теплопотерь, для точного определения которых потребуется произвести сложный теплотехнический подсчет по особой методике.

• При этом учитываются следующие факторы:
• площадь обогреваемой поверхности, общая площадь помещения;
• площадь, тип остекления;
• наличие, площадь, тип, толщина, материал и термическое сопротивление стен и иных ограждающих конструкций;
• уровень проникновения солнечных лучей в помещение;
• наличие иных источников тепла, в том числе учитывается тепло, источаемое оборудованием, различными приборами и людьми.

Методика выполнения подобных точных расчетов требует глубоких теоретических знаний и опыта, а потому теплотехнический расчет лучше доверить специалистам.

Ведь только они знают, как рассчитать мощность теплого пола водяного с наименьшей погрешностью и оптимальными параметрами

Особенно это важно при проектировании обогреваемого встроенного отопления в помещениях большой площадью с большой высотой

Укладка и эффективная эксплуатация водяного обогреваемого пола возможна лишь в помещениях с уровнем теплопотерь менее 100 Вт/м². Если теплопотери выше, необходимо принять меры по утеплению помещения с целью снижения потерь тепла.

Однако если проектный инженерный расчет стоит немалых денег, в случае с небольшими помещениями приблизительные расчеты можно провести самостоятельно, приняв 100 Вт/м² за усредненную величину и отправную точку в дальнейших расчетах.

1. При этом для частного дома принято корректировать усредненный показатель потерь тепла исходя из общей площади строения:
2. 120 Вт/м² – при площади дома до 150 м²;
3. 100 Вт/м² – при площади 150-300 м²;
4. 90 Вт/м² – при площади 300-500 м².

Нагрузка на систему

• На то, какая будет мощность водяного теплого пола на квадратный метр, влияют такие параметры, создающие нагрузку на систему, определяющие гидравлическое сопротивление и уровень теплоотдачи, как:
• материал, из которого изготовлены трубы;
• схема укладки контуров;
• длина каждого контура;
• диаметр;
• расстояние между нитками труб.

Характеристика:

Трубы могут быть медными (отличаются наилучшими теплотехническими и эксплуатационными характеристиками, однако обходятся не дешево и требуют специальных навыков, а также инструмента).

Основных схем укладки контура два: змейкой и улиткой. Первый вариант наиболее прост, но менее эффективен, так как дает неравномерный нагрев пола. Второй более сложен в реализации, но эффективность прогрева на порядок выше.

Площадь, отапливаемая одним контуром, не должна превышать 20 м². Если отапливаемая площадь больше, то целесообразно трубопровод разбить на 2 или более контуров, подключив их к распредколлектору с возможностью регулирования нагрева участков пола.

Общая длина труб одного контура должна быть не больше 90 м. При этом, чем больший выбран диаметр, тем больше расстояние между нитками труб. Как правило, не применяются трубы с диаметром более 16 мм.

Каждый параметр имеет свои коэффициенты для дальнейших расчетов, посмотреть которые можно в справочниках.

Расчет мощности теплоотдачи: калькулятор

Чтобы определить мощность водяного пола, необходимо найти произведение общей площади помещения (м²), разницы температур подачи и обратно поступающей жидкости, и коэффициентами, зависящими от материала труб, напольного покрытия (дерево, линолеум, плитка и т.д.), других элементов системы.

Мощность водяного теплого пола на 1 м², или теплоотдача, не должна превышать уровень теплопотерь, однако не более чем на 25%. В случае слишком малого или слишком большого значения, необходимо произвести перерасчет, выбрав иной диаметр труб и расстояние между нитями контура.

Показатель мощности тем выше, чем больше диаметр выбранных труб, и тем ниже, чем больший шаг задан между нитками. Для экономии времени можно воспользоваться электронными калькуляторами расчета водяного пола или скачать специальную программу.

Как проводят расчет трубы для водяного теплого пола

Водяной теплый пол представляет собой систему соединенных между собой труб, которые затем подключаются к коллектору. В качестве расходных материалов берут гофрированные, медные (очень дорогие) или металлопластиковые изделия. Тип труб должен учитываться используемым вами калькулятором теплого пола, ведь материал их производства не только влияет на стоимость монтажа системы, но и на тепловые характеристики. Но для расчета расхода труб для теплого водяного пола на квадратный метр только типа расходных материалов недостаточно.

Нужно знать:

Площадь, на которой будет выполняться укладка системы.

Ее называют полезной. Рассчитывается она очень просто. Нужно из общей площади помещения вычесть ту площадь, которую будут занимать стационарные предметы мебели — кухня, диван или кровать с коробами, шкафы и т.д. Чтобы было проще выполнить расчет трубы для теплого пола без калькулятора, эксперты предлагают сделать графический чертеж. План помещения, где будет выполнена укладка, или всей квартиры с разметкой полезных площадей. Теперь провести расчет водяных теплых полов по площади будет не сложно — нужно сложить все полезные площади.

Тип укладки труб.

Существует несколько вариантов — «змейка», «улитка», «двойная змейка» и «угловая улитка». Формы монтажа труб можно комбинировать.

Обычно «змейку» выбирают при организации вспомогательной системы обогрева незначительных по площади помещений. Также имеет смысл поинтересоваться, как рассчитать длину трубы для теплого пола с учетом укладки «змейка» и владельцам частных домов с качественным наружным утеплением. В комнатах с незначительными потерями тепла этот способ монтажа труб будет эффективным. Дело в том, что он предполагает размещение изделия по синусоиде с протягиванием вдоль стен. Поэтому в больших комнатах (длина трубы свыше 65 м) температура поверхности может сильно колебаться — свыше 90С. Этот недостаток слегка устраняет «двойная змейка». Поэтому использовать нужно тот онлайн калькулятор теплого водяного пола, который учитывает полезную площадь и тип монтажа труб.

В объемных пространствах стандартной геометрии (без дизайнерских излишеств) — прямоугольник, квадрат, круг — удобнее применять тип укладки «улитка». Способ еще называть «спираль». Он предполагает фиксацию трубы вдоль стен с последующим изгибом на 900 и закручиванием. Метод позволяет эффективно чередовать трубы «подачи» и «обратки». Его применение не только упрощает расчет трубы для теплого пола на 1 м2, но и позволяет организовать равномерный прогрев поверхности.

Шаг укладки.

Шаг — расстояние между соседними изделиями. Он не должен превышать отметку в 30 см. Такое ограничение связано с неэффективностью работы теплого пола. При ходьбе по нему ступни человека не должны ощущать перепад температур. При монтаже труб с шагом свыше 33 см такой эффект будет очень заметен. Любой онлайн калькулятор трубы теплого пола учитывает этот параметр.

Есть ограничение и для граничных зон. Здесь трубы размещаются с шагом 10 см. В остальных зона параметр увеличивают на 5 см (обычно). То есть 15, 20 и 25 см. Чем больше шаг, тем менее тепло в помещении и тем меньший объем расходных материалов потребуется. Поэтому если вы не знаете, как рассчитать длину трубы для теплого водяного пола, вспомните о назначении отапливаемой площади и личных требованиях комфорта. Если это спальня при плохом центральном отоплении, тогда 10-15 см. Если коридор, 20-25 см. Но прибавка 5 см не категоричная. Шаг может быть и 17.5 см, и 11.5 см. Его удобнее рассчитать по площади и назначению комнаты, учитывая теплоотдачу теплого пола, которую по таблице выше можно посмотреть.

Методики расчета

В первую очередь надо определиться, теплый пол у вас будет основным отоплением (без радиаторов и других источников тепла) или дополнительным (для повышения комфорта). В зависимости от этого меняется расчет электрического теплого пола. Если подогрев пола — только дополнительное отопление, единственное требование — мощности должно хватить для того чтобы нагреть пол до комфортных 28,5-29°C. Других требований нет. При таком раскладе смело пользуются средними цифрами, которые определены опытным путем (в таблице ниже). При использовании подогрева пола в качестве основного отопления, подход другой: тепла должно быть достаточно для компенсации теплопотерь. Тут все несколько сложнее — нужны расчеты.

Расчет электрического теплого пола по теплопотерям

Есть два способа сделать расчет электрического теплого пола. Первый является именно расчетом. При использовании этой методики сначала определяются теплопотери помещения. При этом учитывается регион, в котором находится здание, материал и толщина стен, толщина и вид утепления, размеры окон и тип остекления, наличие и площадь стен, выходящих на улицу, ориентация помещения (на юг, север, и т.п.). Все эти факторы влияют на количество тепла, которое уходит из помещения и которое придется восполнять.

Теплопотери для каждого вида строительного материала можно найти в специальной литературе, есть отдельные методики. Такой расчет — муторное дело, но он позволяет получить точные данные. Это на случай, если считать хотите сами. Если нет, можно заказать теплотехнический расчет у специалистов. И, если площади под теплы пол планируются большие, лучше все-таки заказать. Порой, самостоятельно определенные теплопотери в разы превышают те, которые вам выдадут спецы. А излишнюю мощность — зря потраченные деньги.

Пример расчета теплопотерь помещений

Полученная цифра и будет мощностью электрического теплого пола, которая необходима для компенсации теплопотерь данного помещения. Весь расчет электрического теплого пола состоит в том, чтобы подобрать нагревательные элементы в таком количестве и такой мощности, чтобы они суммарно выдавали требуемое количество тепла (можно с небольшим запасом). Если это будут нагревательные кабели, придется разработать схему укладки так, чтобы на заданной площади разместился весь необходимый метраж кабеля. Если решено использовать пленочный теплый пол, надо искать пленку требуемой мощности. В любом случае, учтите, что для того чтобы ногами не ощущать холодные и горячие места нагрева, расстояние между соседними нагревательными элементами не должно быть больше 30 см. А для нормального перераспределения тепла (не полосами) минимальная высота стяжки должна быть — 3 см, лучше около 5 см.

Сначала надо определить площадь, на которой не будет мебели

Определение требуемой мощности в зависимости от назначения помещения

Второй способ — считать по среднестатистическим данным. Количество материалов, которое используют при строительстве жилых домов, ограничено. Это дало возможность вывести средние цифры необходимых мощностей теплого пола для отопления помещений разного назначения. (смотрите таблицу).

При расчете электрического теплого пола найденную  незанятую площадь умножают на норму, взятую из таблицы. Получают цифру, которую может выдать электрический теплый пол. В принципе, это также будет и максимальная потребляемая мощность, необходимая для подогрева пола.

Требуемую мощность нагрева пола можно определить исходя из его назначения

Например, если обогреваться будет 10 квадратов в  жилой комнате на первом этаже, то выдать/потребить нагревательный элемент может  140 Вт/м2 * 10 м2 = 1400 Вт. Это потребляемая мощность в час. Не стоит пугаться. Реально такой расход может быть только сразу после включения и до тех пор, пока пол не наберет заданную температуру. В этот промежуток времени нагреватели работают постоянно. Затем подогрев включается/выключается терморегулятором, который поддерживает заданную температуру с точностью до 1°C. Количество потребляемого в этот период электричества зависит от погоды (чем холоднее, тем чаще будет включаться) и степени утепления пола и помещения в целом.

Калькулятор расчета длины контура водяного теплого пола

Подогрев поверхности пола – это один из наиболее эффективных и рентабельных способов отопления помещений. Если судить с позиций эксплуатационных расходов, то водяной «теплый пол» выглядит предпочтительнее, особенно в том случае, если в доме уже имеется система водяного отопления. Поэтому, несмотря на достаточно высокую сложность монтажа и отладки водяного подогрева, часто выбирают именно его.

Калькулятор расчета длины контура водяного теплого пола

Работа над водяным «теплым полом» начинается с его проектирования и проведения расчетов. И одним из важнейших параметров станет длина труб в прокладываемом контуре

Дело здесь не только, да и не столько в расходах на материал – важно добиться того, чтобы длина контура не превышала допустимых максимальных значений, иначе работоспособность и эффективность системы – не гарантируется. Помочь с необходимыми вычислениями сможет калькулятор расчета длины контура водяного теплого пола, размещенный ниже

Несколько необходимых разъяснений по работе с калькулятором — приведены под ним.

Пояснения по проведению расчетов длины контура

Существует немало схем укладки труб контуров водяного «теплого пола». Одним из основополагающих параметров является шаг укладки, то есть расстояние между соседними параллельными петлями, как показано на иллюстрации.

Иллюстрация наглядно показывает, что такое шаг укладки.

Очевидно, что чем меньше шаг, тем больше будет теплоотдача от уложенного контура. Но одновременно с этим будет расти и длина трубы, необходимая для реализации такой схемы.

Обычно шаг выбирается от 100 мм (в том случае, если «теплый пол» становится основным источником обогрева помещений) до 300 мм (если он будет лишь «помощником» главной системе отопления). Меньше 100 мм сделать шаг практически невозможно по технологическим соображениям (труба на малом радиусе изгиба может переломиться), а свыше 300 – неизбежно появится эффект «зебры», то есть чередование теплых и холодных полос на поверхности пола.

Калькулятор поможет определить длину контура при выбранном шаге укладки для конкретной площади участка, на котором будет производиться монтаж. При этом учитывается еще один скрытый коэффициент – на изгиб труб.

В том случае, если длина контура с трубой диаметром 16 мм превышает 70÷80 мм, а диаметром 20 мм – 100 ÷ 120 м, придется или увеличивать шаг укладки, или делить участок на два (или больше) контура приблизительно одинаковой длины. В противном случае не исключен эффект «закрытой петли», при котором циркуляционный насос просто не в силах будет преодолеть гидравлическое сопротивление труб, и движение теплоносителя по ним прекратится.

Нередко при составлении монтажных схем используют неравномерный шаг укладки, например, уплотняя его к холодным стенам или разрежая на участках, не требующих сильного подогрева. В этом случае придется провести расчет для каждого участка с определенным шагом укладки отдельно, а затем – суммировать результат.

Конечный результат выдается в метрах

ВАЖНО. он не учитывает участка контура до соединения с коллектором, если последний расположен на некотором удалении от обогреваемой площади

Система водяного «теплого пола»

Сложность монтажа и высокая стоимость первоначальных вложений должны окупиться простотой в эксплуатации и экономичностью работы подобной системы. Как выполняется расчет и монтаж водяного «теплого пола» — в специальной публикации нашего портала.