Расчет водяных теплых полов

Теплые полы способны не только эффективно обогревать помещение, но и оказывать благотворное влияние на здоровье человека. Однако добиться хорошего результата удастся лишь в том случае, если правильно произвести расчет водяных теплых полов.

1. Расчет удельной тепловой нагрузки помещения. Основным параметром расчета водяных теплых полов является тепловая нагрузка помещения. Она определяется путем суммирования всех потерь теплоты в холодный период года и зависит от конкретного района строительства. Удельная тепловая нагрузка помещения определяется по формуле:

q = Q / S, где

q (Вт/м2 ) — удельная тепловая нагрузка помещения;

Q (Вт) — тепловая нагрузка помещения;

S (м2) — площадь помещения за минусом неиспользуемых площадей (площади размещения шкафов и т.д.).

Зная температуру, которую требуется получить внутри помещения, и рассчитав удельную тепловую нагрузку, можно определить, сможет ли мощность теплых полов полностью покрывать требуемую тепловую нагрузку. Дело в том, что существует ограничение по температуре поверхности теплого пола. В случае нехватки мощности полов применяют комбинированную систему отопления.


2. Расчет средней температуры теплоносителя в контуре теплых полов.

Tср. = Tпл + ? q х (?сл. / ?сл.), где

Tср. (град.) — средняя температура теплоносителя в контуре теплых полов;

Tпл. (град.) — средняя температура поверхности пола;

q (Вт/м2) — удельная тепловая нагрузка;

?сл. (м) — толщина слоя над трубой;

?сл. (м) — коэффициент теплопроводности материала слоя.

Средняя температура теплоносителя позволяет подобрать оптимальное расстояние между трубами и определиться с предполагаемым диаметром труб. Максимальный шаг трубы не может превышать 0,3 м, иначе поверхность пола будет прогреваться неравномерно, что приведет к так называемому эффекту полосатости, когда сильно заметна разница температур в середине шага и над трубой.

3. Расчет температуры теплоносителя в подающем трубопроводе контура теплого пола.

Tп. = Tср. + ?t / 2, где

Tп. (град.) — температура в подающем трубопроводе;

Tср. (град.) — средняя температура теплоносителя в контуре теплых полов;

?t — разница между температурами подающего и обратного трубопровода (температурный перепад, который рекомендуется брать при расчете, — 5 град.).

4. Расчет температуры теплоносителя в обратном трубопроводе контура теплого пола.

Tо. = Tср. — ?t / 2, где

Tо. (град.) — температура в обратном трубопроводе;

Tср. (град.) — средняя температура теплоносителя в контуре теплых полов;

?t — разница между температурами подающего и обратного трубопровода (температурный перепад, который рекомендуется брать при расчете, — 5 град.).

5. Вычисление расхода теплоносителя в контуре теплого пола.

G = Q / (4187 х ?t), где

G (кг/с) — расход теплоносителя в контуре теплого пола;

Q (Вт) — тепловая нагрузка помещения (при совмещенной системе отопления берется нагрузка, приходящаяся непосредственно на контур теплого пола);

?t — разница между температурами подающего и обратного трубопровода (температурный перепад, который рекомендуется брать при расчете, — 5 град.).

6. Расчет скорости движения потока теплоносителя в контуре.

v = 1.274 х G /(dвн.2 х ?), где

v (м/с) — скорость движения потока теплоносителя в контуре;

G (кг/с) — расход теплоносителя в контуре;

dвн. (м) — внутренний диаметр трубопровода;

? (кг/м3) — плотность теплоносителя при заданной температуре.

Рекомендуемая максимальная скорость теплоносителя — от 0,15 до 1 м/с. Если полученное значение v выходит за указанные пределы, нужно пересмотреть конструкцию (изменить значение тепловой нагрузки или увеличить диаметр труб).

7. Расчет потерь давления в контуре.

?P = ?Pм. + ?Pл. где

?P (Па) — потери давления в контуре;

?Pм. (Па) — потери давления на местные сопротивления в контуре;

?Pл. (Па) — потери давления на линейные сопротивления в контуре.

Потери давления на местные сопротивления в контуре теплого пола можно рассчитать по формуле:

?Pм. = ? х Z х v2 / 2, где

?Pм. (Па) — потери давления на местные сопротивления в контуре;

? (кг/м3) — плотность теплоносителя при заданной температуре;

Z — произведение количества поворотов трубы (отводов) на коэффициент местного сопротивления отвода;

v (м/с) — скорость движения потока теплоносителя в контуре.

Линейные потери давления определяются по формуле:

?Pл. = ?Pтехн. х l, где

?Pл. (Па) — линейные потери давления в контуре;

?Pтехн. (Па) — линейные потери давления на 1 м трубы контура (данная величина обычно предоставляется производителем);

l (м) — длина трубы контура.

Величина потерь давления в контуре (?P) не должна превышать 20000 Па, иначе возможен эффект, когда пропорционально увеличению производительности насоса системы возрастают гидравлические потери в контуре.

8. При расчете длины трубопроводов контуров необходимо учитывать длину трубы в упаковке. Это поможет избежать больших остатков материалов и оптимизировать затраты.

По материалам сайта: http://otoplenie-wizard.ru