Напольное водяное отопление

C повышением уровня жизни возросли требования к комфорту в наших квартирах. Еще 10–15 лет назад рядовой потребитель не раздумывал, какую систему отопления ему выбрать. За основу бралась проверенная и довольно простая в эксплуатации водяная система отопления. Отдавая предпочтение такому виду отопления, оставалось только определиться с типом системы, которая будет установлена (а именно, однотрубная или двухтрубная система, верхняя разводка или нижняя, тип нагревательного прибора — конвектор или радиатор и т.д.). Системы лучистого, пассивного солнечного или напольного отопления воспринимались как экзотика.

Рис. 1. Распределение температур в помещении при традиционной системе отопления

Рис. 2. Распределение температур в помещении при напольном отоплении

Рис. 3. Конструкция теплого пола в поперечном срезе


Рис. 4. Теплоизоляционная плита Oventrop NP-35

Рис. 5. Укладка с использованием металлической сетки

Рис. 6. Укладка с использованием металлической сетки и проволоки

Рис. 7. Пластиковая скоба для крепежа труб

Рис. 8. План двухкомнатной квартиры

Рис. 9. Удельный тепловой поток, покрытие ковровое

Рис. 11. Удельная потеря напора

Табл. 1. Расчетные коэффициенты теплопередачи

Табл. 2. Теплопотери помещений

Однако было бы ошибкой утверждать, что системы напольного отопления являются для нас кардинально новыми технологиями. Еще при СССР в 70-х гг. существовали термины напольного или плинтусного отопления. Но попытки внедрить такие системы, как правило, оставались только проектами, воплощенными лишь в технической документации и чертежах.

Основная причина — отсутствие качественных материалов, с помощью которых можно было осуществить задуманное. Так, для напольного отопления предлагалось использовать обыкновенные стальные трубы, а для настенного отопления разрабатывались готовые нагревательные панели с уже залитыми в бетоне змеевиками. Из-за низкой технологичности монтажа системы ни первое, ни второе не было эффективным и не давало ожидаемых результатов.

Ведь стальные трубы согнуть без предварительного нагрева почти невозможно, а громоздкие готовые панели не всегда получалось интегрировать в жилые помещения. Да и нормативный срок службы данных конструкций как правило не превышал 20 лет, а расчетный срок эксплуатации здания приближается к 100 годам. Идея использования телефонных кабелей как нагревательных элементов в электрическом напольном отоплении приводила к повышенным значениям электромагнитного поля в помещении, а это неблагоприятно влияло на здоровье человека.

Системы напольного отопления снова привлекли к себе внимание с появлением на рынке качественных полиэтиленовых и металлопластиковых труб для водяного отопления, фитингов и арматуры для них, а также специальных нагревательных кабелей. В европейских странах эта система давно получила широкое распространение как удобная и эффективная технология. Нормативные документы (прим. ред.), согласно которым в России можно проводить расчет и установку систем напольного отопления:

  1. СНиП 41-01–2003 — «Отопление, вентиляция и кондиционирование». Приняты и введены в действие с 1 января 2004 г. постановлением Госстроя России от 26 июня 2003 г. №115 взамен СНиП 2.04.05–91.
  2. СНиП 41-02–2003 — «Тепловые сети». Приняты и введены в действие с 1 сентября 2003 г. постановлением Госстроя России от 24 июня 2003 г. №110 взамен СНиП 2.04.07–86*.
  3. СНиП 41-03–2003 — «Тепловая изоляция оборудованияи трубопроводов». Приняты и введены в действие с 1 ноября 2003 г. постановлением Госстроя России от 26 июня 2003 г. №114 взамен СНиП 2.04.14–88.
  4. СП 41-102–98 — Свод правил «Проектирование и монтаж трубопроводов систем отопления с использованием металлополимерных труб».

Преимущества и недостатки систем напольного отопления

Преимуществ систем водяного напольного отопления перед традиционными достаточно много:

  • Повышенный комфорт. Пол становится теплым и по нему приятно ходить, т.к. теплоотдача происходит с обширной поверхности с относительно низкой температурой.
  • Равномерное нагревание всей площади помещения. а значит, и равномерное отопление. Человек одинаково комфортно чувствует себя и возле окна, и посреди комнаты.
  • Оптимальное распределение температуры по высоте помещения. Еще издавна известна поговорка: «Держи ноги в тепле, а голову в холоде».

Рисунки 1 и 2 иллюстрируют примерное распределение температур по высоте помещения при использовании традиционного отопления и напольного. Распределение температур при напольном отоплении (см. рис. 2) ощущается человеком как наиболее благоприятное. Также необходимо отметить снижение потерь тепла через потолок, т.к. разность температур внутренний воздух — наружный воздух существенно снижается, и мы получаем комфортное тепло только там, где нужно, а не отапливаем окружающую среду через крышу.

Это позволяет эффективно использовать систему напольного отопления для зданий с высокими потолками — церквей, выставочных холлов, спортзалов и т.п.

Гигиеничность. Отсутствует циркуляция воздуха, уменьшаются сквозняки, а значит, и нет циркуляции пыли, что является большим плюсом для самочувствия людей, особенно если они страдают заболеваниями дыхательных путей.

Существенная часть тепла от пола передается в виде лучистого теплообмена. Излучение, в отличие от конвекции, немедленно распространяет тепло к окружающим поверхностям.

Нет искусственного осушения воздуха вблизи нагревательных приборов.

Эстетичность. Отсутствуют нагревательные приборы, нет необходимости в их дизайнерском оформлении или подборе оптимальных размеров.

Экономическая выгода. Путем отключения отопительных контуров в полу или уменьшения расхода воды через них можно регулировать температуру в тех зонах или помещениях, где это необходимо. Для отопления используется вода с температурой 40–50 °С. Это позволяет широко использовать вторичные энергоресурсы, а также теплонасосные установки в роли источника теплоты.

Система водяного напольного отопления, как и всякая другая технология, имеет свои недостатки:

  • Удельные теплопотери помещения не должны составлять более 100 Вт/м 2 пола. В противном случае помещению требуется дополнительная теплоизоляция либо применение комбинированной системы: радиаторы и теплый пол.
  • Также данный вид отопления нельзя применять во многоэтажных жилых домах с однотрубными системами центрального отопления. Нередки случаи, когда жильцы самовольно устанавливают теплый пол в ванных и туалетных комнатах. При этом нагревательный контур подсоединяют к входу полотенцесушителя. Это приводит к тому, что температура пола в этих комнатах нередко достигает 45 °С и выше. В результате человек физически не может ступить на такой пол без обуви, и все преимущества этого способа отопления теряются. К тому же вода, пройдя через нагревательный контур, охлаждается, и соседи по стояку получают горячую воду с температурой ниже, чем необходимо.
  • Необходимость заливки пола цементным раствором, а также дополнительной изоляции приводит к поднятию уровня пола от 10 см (на втором этаже и выше) до 13–15 см на первом этаже и в случае холодного подвала. Это, в свою очередь, приводит к дополнительным работам по установке дверей. Также большая толщина заливки ведет к возрастанию нагрузки на плиты перекрытия и несущие конструкции.
  • Стоимость монтажаи материалов выше по сравнению с традиционным отоплением.

Физика процесса теплоотдачи с поверхности пола

На каждый градус разницы между температурой пола и воздуха в помещении приходится около 6,5 Вт/м 2 удельной теплоты, переносимой конвекцией, и около 5 Вт/м 2 удельной теплоты в виде теплового излучения. Конвекционное тепло распределяется по комнате за счет передвижения потоков воздуха. Тепловое излучение передается непосредственно на окружающие предметы, мебель и людей, находящихся в комнате. Формула, иллюстрирующая теплоотдачу при тепловом излучении, выгдядит следующим образом:

где tп — средняя температура поверхности пола, °C; tк — температура воздуха в комнате, °C. Следующая формула иллюстрирует теплоотдачу при конвекции:

?конв = 4,1(tп – tк ) 0,25. Вт/(м 2 •°C).

Общий удельный тепловой поток с 1 м2 поверхности пола:

q = (?изл + ?конв )(tп – tк ), Вт/м 2 .

В общей сложности, теплоотдача, приходящаяся на каждый градус разницы между средней температурой поверхности пола и температурой воздуха в комнате, равна 11,5 Вт/м 2. В хорошо утепленных современных домах в самое холодное время года отопительная нагрузка равна 50–60 Вт/м 2. Иными словами, для поддержания температуры в помещении 20 °C при отопительной нагрузке на пол 50–60 Вт/м 2 температура поверхности пола должна быть на 4,5 и 5,5 °C соответственно выше температуры воздуха в комнате.

Устройство системы теплого пола

Система теплого пола в общем случае состоит из нескольких слоев и устроена по принципу «слоеного пирога» (рис. 3).

Монтаж теплого пола

На очищенную и сухую поверхность плиты перекрытия 1 (здесь и далее см. рис. 3) укладываются звуко- 10 и теплоизоляция 9 (бетонная плита считается сухой при достижении относительной влажности 80 %). Неровности пола предварительно нужно выровнять цементной стяжкой. Укладывание полиэтиленовой пленки под плиты изолятора требуется, если внизу располагается неотапливаемое помещение, помещение с повышенной влажностью или наружный воздух.

Возможно применение одного типа изолятора, т.к. теплоизоляция также выполняет функции звукоизоляции. В типичном случае общая толщина изоляции составляет40 мм. В качестве изоляции можно использовать полистирольные плиты плотностью не менее 35 мг/м 3. подходят и другие изоляционные материалы с коэффициентом теплопроводности от 0,028 Вт/ (м•°C) до 0,05 Вт/(м•°C). Например, можно использовать плиты пенопласта, жесткие и полужесткие минеральные плиты Rockwool, Paroc — 0,04 Вт/(м•°C) и др.

Толщина изолирующего слоя зависит от температуры воздуха в помещении, находящемся снизу, и принимается на начальном этапе расчета. Она может составлять от 20 мм, в случае отапливаемого помещения внизу с температурой воздуха около 20 °C — до 80 мм, если снизу плиты холодный наружный воздух. Демпферная лента 2 может представлять собой поролоновую ленту или ленту из вспененного полиэтилена толщиной 5–10 мм.

Она необходима для компенсации температурного расширения бетонной стяжки. После застывания стяжки и укладки чистового покрытия пола выступающую часть ленты можно срезать, а зазор скрыть плинтусом. При этом плинтус крепить к стене, а не к покрытию пола. Сверху изоляции укладывается полиэтиленовая пленка, она должна также покрывать и демпферную ленту. Все места стыковки слоев пленки проклеить скотчем.

Пленка выполняет роль гидроизоляции, не давая влаге из залитой бетонной стяжки пропитывать слой тепловой изоляции. Крепление труб к полу с требуемым шагом можно проводить несколькими способами. Можно воспользоваться специальными готовыми плитами изолятора с выступами, например плитами Oventrop NP-35 (см. рис. 4). Эти плиты позволяют быстро укладывать трубу с требуемым шагом. Укладка труб с использованием специальных пластиковых шин 4 более целесообразна.

Они имеют ряд углублений с шагом обычно 50 мм, в которых прочно защелкивается труба. Обычно таких шин требуется три-четыре на помещение (через каждые 2–3 м по шине). Крепятся такие шины двусторонним скотчем к полиэтиленовой пленке, для усиления также можно прибить их пластиковыми скобами (см. рис. 7) с помощью специального инструмента. Трубы также рекомендуется закреплять этими скобами через каждые 1–1,5 м длины, и особо тщательно на изгибах, т.к. именно на изгибах возможно поднятие труб из-за возникающих напряжений в процессе загибания труб.

Довольно часто трубы укладывают на крупноячеистые металлические сетки, с типичным размером ячейки 150 мм на 150 мм (см. рис. 5, 6). Затем трубы привязывают к сетке проволокой или прибивают пластиковыми скобами к плитам изолятора. Бывает укладка сетки сверху греющих труб. Сетка выполняет функции проводника тепла и позволяет более равномерно распределять тепло от труб в горизонтальной плоскости стяжки.

Сетку можно устанавливать и поверх смонтированных и закрепленных труб с целью равномерного распределения тепла, но при шаге труб 10–30 см в этом нет большой необходимости. На подводящие трубопроводы (как на подающий, так и на обратный) надевается кольцевая изоляция, выполненная в виде рукава. Подводящие трубопроводы изолируются в местах их густого расположения, это обычно подсобные помещения и коридоры.

Длина изоляционного рукава должна составлять не более 6 м. Расстояние от трубы до стен обычно составляет 10 см, это относитсякак к наружным, так и к внутренним стенам. Заливка бетона осуществляется после монтажа труб, заполнения смонтированной системы теплоносителем и проведения гидравлических испытаний. Толщина стяжки над трубой должна быть не менее 45–50 мм. Марка бетона — не ниже М-300 (В-22.5).

После монтажа системы очень важно произвести гидравлическое уравнивание контуров. Для гидравлической увязки каждого контура на обратной гребенке расположены вентили. Каждый контур имеет свою потерю напора. За основной выбирается контур с наибольшей потерей напора, на нем оставляют открытый вентиль, остальные контуры уравниваются на разницу между максимальным перепадом давления и перепадом самих контуров. Для этих целей служат специальные графики, которые предоставляются производителем для каждого типа вентиля. Расчет положений регулирующих вентилей проводится на конечном этапе проектирования.

Выбор труб

На рынке представлен большой ассортимент труб, фитингов и сопутствующих материалов для монтажа теплого пола. От типа выбранных труб в первую очередь будет зависеть долговечность системы и ее надежность. Многие фирмы предлагают только полиэтиленовые трубы, утверждая, что только эти трубы идеально подходят для монтажа теплого пола. Но это не так. За рубежом, где такие системы уже получили широкое распространение, в основном используется металлопластиковая труба.

Она имеет алюминиевую кислородонепроницаемую прослойку и очень удобна в монтаже. При изгибании она не возвращается в исходное положение, как полиэтиленовая, таким образом, нужно меньше закрепляющих скоб на поворотах труб. Алюминиевая прослойка надежно защищает от диффузии кислорода внутрь трубы, при этом увеличивает теплопроводящие способности стенки трубы.

Но во время монтажа нужно соблюдать значения минимальных радиусов изгиба, они составляют около пяти диаметров. Эти значения у разных производителей могут отличаться довольно сильно. Поэтому, если есть возможность, нужно выбирать трубы с наименьшим радиусом изгиба, а они, соответственно, дороже. Также самое пристальное внимание нужно обратить на алюминиевую прослойку.

Ни в коем случае нельзя использовать трубы, у которых эта прослойка идет внахлест, при изгибе на малый радиус она почти со стопроцентной вероятностью разойдется, и толку от такой трубы будет мало, а вероятность протечки в месте изгиба очень велика. Демонтировать бетонную стяжку в месте протечки очень дорогое «удовольствие», а соединение труб в стяжке не рекомендуется производить.

Итак, выбор типа трубы зависит от наличия на рынке качественных металлопластиковых труб. В противном случае лучше выбрать полиэтиленовую трубу. Выбор размера трубы зависит от тепловой нагрузки на погонный метр трубы, расхода теплоносителя и определяется на начальном этапе проектирования. Наиболее распространены трубы 16/12 мм (внутренний диаметр 12 мм). В редких случаях используются трубы других типоразмеров: 20/16 и 18/14 мм.

Оценка объекта проектирования и исходные данные для проектирования

Получив заявку на проектирование теплого пола, нужно оценить сам объект проектирования. Визит и осмотр места желателен, но если есть готовые поэтажные планы и разрезы с размерами, выполненные в приемлемом масштабе, такая необходимость отпадает. Начинать проектирование нужно сразу же после получения планов у архитектора. Возможно, потребуется изменить расположение шахт в доме, материал, толщину утеплителя, толщину несущих стен и перекрытий, заранее определить места технологических отверстий под стояки. Исходными данными для проектирования являются:

  • местонахождение здания (климатические данные);
  • поэтажные планы и разрезы, выполненные в масштабе;
  • перечень материалов, использованных в строительстве;
  • материал и толщина всех наружных ограждений, а также внутренних, если они находятся против неотапливаемых помещений;
  • материал и тип остекления. Двухкамерное или однокамерное, заполнение специальными газами, тип профиля, как окно открывается;
  • желаемая температура в помещении;
  • материал покрытия пола для каждого помещения;
  • толщина и тип изоляции в полу, минимальная толщина бетонной стяжки;
  • расположение гребенки отопления;
  • расположение мебели в помещении (встраиваемые шкафы и т.п.);
  • расположение, материал и толщина ковровых покрытий.

Также необходимо обсудить с заказчиком следующие вопросы:

  • возможность комбинированного отопления в случае больших удельных теплопотерь помещения (теплый пол и радиаторы), в этом случае нужно применять смесительныеузлы для разделения отопительных контуров с разными температурами теплоносителей;
  • отопление ванных комнат в летний период (применение электрического обогрева в теплый период);
  • регулирование температуры в помещении (регулировка по каждому контуру/помещению или регулирование температурой подающей воды на входе в гребенку, расположение датчиков температуры в помещении).

Общие рекомендации при проектировании напольного отопления

Температура подающей воды. Подающая температура может находиться в пределах от 40 до 50 °C. Если в качестве источника тепла используется теплонасосная установка, желательно взять температуру подающей воды в контур напольного отопления 40 °C. Во всех других случаях можно использовать любую подающую температуру в указанных выше пределах.

Перепад температуры теплоносителя в контуре. Оптимальный перепад температур на входе и выходе из контура напольного отопления составляет 10 °C. То есть температурный режим 40/30, 45/35, 50/40. К сожалению, добиться этого часто невозможно, и поэтому рекомендуемый перепад находится в пределах от 5 до 15 °C. Меньше 5 °C не рекомендуется устанавливать из-за сильно возрастающего расхода теплоносителя через контур, что приводит к большим потерям напора. Больше 15 °C не рекомендуется брать по причине ощутимого перепада температуры поверхности пола, т.е. под окнами мы можем иметь температуру пола 27 °C, а в конце контура она опускается до 22 °C.

Длина контура. Максимальная длина одного контура не должна превышать 120 м, оптимальная длина контура — 100 м. Если в помещении укладываются два и больше контуров, их длину, по возможности, нужно спроектировать одинаковой. Если площадь помещения очень мала и потери тепла из него невелики (туалетная комната, участок перед входными дверьми), можно объединять контуры, т.е. отапливать его от обратной трубы соседнего контура.

Шаг труб. Применяются следующие расстояния между трубами: 10/15/20/25/ 30 см. В исключительных случаях используют межтрубные расстояния в 35/ 40/45 см, например для отопления холлов, спортзалов.

Теплопритоки в помещение. Теплоприток может быть от работающей аппаратуры, бытовой техники и т.д. Теплоприток в помещение через потолок учитывается, если помещение вверху имеет такое же напольное отопление. Расчет многоэтажных домов нужно вести с верхнего этажа к нижнему. Например, потери через пол в помещении, расположенном на втором этаже, являются полезным теплопритоком для помещения, расположенного на первом этаже. При этом полезный теплоприток помещения на первом этаже принимается не более 50 % от потерь помещения на втором.

Максимальная температура поверхности пола :

  • Офисные и жилые помещения — 29 °C.
  • Коридоры, вспомогательные помещения — 30 °C.
  • Ванные комнаты, бассейны — 32 °C.
  • Краевые зоны — 35 °C.
  • Помещения с ограниченным пребыванием людей (производственные помещения) — 37 °C.

Потери напора. Потери напора в контуре напольного отопления не должны превышать 15 кПа, оптимальный вариант 12 кПа. Если контур имеет потери напора более 15 кПа, нужно уменьшить расход теплоносителя или разбить площадь пола в помещении на несколько контуров.

Минимальный расход теплоносителя через контур. При проектировании напольного отопления нужно помнить, что на регулирующем вентиле можно выставить минимальный расход теплоносителя на каждый контур не менее 27– 30 л/ч. В противном случае нужно объединять контуры.

Пример расчета

На рис. 8 представлен план двухкомнатной квартиры на втором этаже, она, по желанию заказчика, отапливается системой «теплый пол». Территориально квартира находится в Швейцарии, проект был утвержден в декабре 2004 г. Температура в помещениях выбрана заказчиком. Исходные данные на расчет:

  • наружная температура воздуха — –10 °C, внутренние температуры показаны на рис. 8;
  • материалы покрытия — паркет дубовый (толщина 10 мм), ковролин (7 мм), плитка керамическая (7 мм);
  • утеплитель напольного отопления. 1-й слой — Isover PS81, 0,032 Вт/(м•°C), толщина 17 мм; 2-й слой — Gopor T/SE, 0,038 Вт/(м•°C), толщина 15 мм;
  • толщина бетонной стяжки 70 мм;
  • окна — стеклопакеты одинарные, коэффициент теплопередачи стеклопакета 1,1 Вт/(м 2 •°C), профиль 1,5 Вт/(м 2 •°C).

материал наружных стен (перечисление от внутреннего слоя):

  • гипсокартон 10 мм; кирпич керамический, ширина 175 мм, 0,44 Вт/(м•°C);
  • минеральная вата, ширина 160 мм, 0,04 Вт/(м•°C); ❏ сайдинг.

материал внутренних стен :

  • кирпич 0,44 Вт/(м•°C);

стена против лестничной клетки (отапливаемая, температура 15 °C) утеплена со стороны лестничной клетки минеральной ватой толщиной 30 мм.

Расчет коэффициентов теплопередачи наружных ограждений .

Расчет производится по стандартной формуле:

где ?нар — коэффициент теплоотдачи со стороны наружного воздуха, равен 20 Вт/(м 2 •°C); ?вн — коэффициент теплоотдачи со стороны внутреннего воздуха, равен 8 Вт/(м 2 •°C); ?— толщина слоя материала, м; ?— коэффициент теплопроводности материала, Вт/(м•°C). Значения коэффициентов теплоотдачи взяты из швейцарских норм SIA 384/2 (Schweizerischer Ingenieurund ArchitektenVerband, Warmeleistungsbedarf von Gebauden). Из расчета получены следующие величины (cм. табл. 1).

Расчет теплопотерь помещений. Расчет теплопотерь помещений производится по методике SIA 384/2, т.е. теплопотери помещения складываются из суммы потерь через все ограждения данного помещения. Также рассчитываются потери теплоты на инфильтрацию наружного воздуха через неплотности. Не будем акцентировать внимание на этих расчетах, ведь ими владеет в достаточной мере любой инженер-проектировщик. Результаты расчета сведем в табл. 2.

Расчет теплого пола. Рассмотрим пример расчета помещения 03 (см. рис. 8). Для лучшего понимания расчет сделаем по методике ручного расчета системы напольного отопления от компании HAKA AG. Расчет довольно трудоемкий, и это делает его практически неприменимым для расчета большого количества помещений, например при проектировании отопления многоквартирных домов. К тому же он не имеет достаточной степени точности в определении реального расхода теплоносителя через контур и температуры обратной воды и может быть использован для предварительной оценки расхода материалов при инсталляции системы напольного отопления. Автор статьи пользуется программным продуктом WinHT швейцарской компании AAA Software fur den Haustechniker, которая специализируется на программах для проектировщиков. Эта программа позволяет производить весь комплекс теплотехнических расчетов.

Удельные потери тепла :

где Qh — теплопотери помещения, без учета потерь через пол, Вт; А — площадь, пригодная для укладки труб, м 2 .

Термическое сопротивление покрытия. Паркет в зависимости от толщины и материала имеет величину коэффициента термического сопротивления R = 0,07–0,1 (м 2 •°C)/Вт, ковровое покрытие — около 0,14 (м 2 •°C)/Вт, мраморные плиты — 0,01–0,02 (м 2 •°C)/Вт.

Температуры теплоносителя. Подающая температура теплоносителя выбрана 45 °C, обратная — 35 °C. Средняя температура теплоносителя:

Температурный напор :

∆tв.вх = tв.ср – tк = 40 – 20 = 20 °C,

где tк — температура воздуха в помещении.

Площадь краевой зоны .

Под окнами прокладываются так называемые краевые зоны. В них труба укладывается с малым шагом, обычно 10 см, глубина такой зоны зависит от размеров окна и отношения площади окна к площади всей стены. Обычно принимают от четырех до восьми витков трубы в краевой зоне. Окна в помещении 03 занимают менее 25 % общей площади стены, при этом краевая зона имеет четыре витка с шагом 10 см. Глубина зоны составляет 50 см. AR = 0,5•2,2 + 0,5•3,8 = 3 м 2 .

Удельный тепловой поток в краевой зоне. По шагу трубы в краевой зоне 10 см, температурному напору 20 °C, при фиксированной величине термического сопротивления покрытия 0,14 (м 2 •°C)/Вт получаем из диаграммы на рис. 9: QR = 67 Вт/м 2 .

Суммарное тепло. выделяемое в краевой зоне: QR = 67•3 = 201 Вт.

Остаточное тепло. QA = Qh – QR – QD. Вт, где QD — теплоприток внутрь помещения. Это может быть тепло, поступающее от работающего оборудования. Это также и тепло, поступающее из помещения, которое находится сверху и имеет напольное отопление. В этом случае QD равно 50 % тепловых потерь в вышерасположенном помещении через изоляцию вниз. В нашем случае для упрощения расчета не будем принимать QD во внимание. QA = 630 – 201 – 0 = 429 Вт. Таким образом, осталось покрыть не менее 430 Вт в данном помещении.

Площадь внутренней зоны. Площадь равна разнице между общей площадью помещения и площадью краевой зоны. AA = 18,8 – 3 = 15,8 м 2 .

Минимально необходимый тепловой поток внутренней зоны :

Воспользуемся снова рис. 9. Полученный в результате расчета удельный тепловой поток qA = 27,2 Вт/м 2 больше минимально возможного. Так, из диаграммы видно, что при температурном напоре 20 °C, даже при шаге трубы 40 см обеспечивается тепловой поток в 36 Вт/м 2. Рекомендованный максимальный шаг труб для жилых помещений составляет 30 см, принимаем его. При этом эффективный удельный тепловой поток внутренней зоны составляет: QAэф = 43 Вт/м 2 .

Эффективное тепловыделение внутренней зоны. QAэф = 43•15,8 = 680 Вт.

Потери тепла через изоляцию в помещение, расположенное внизу. На первом этаже находится такая же двухкомнатная квартира. Температура воздуха нижнего помещения 20 °C. Температурный перепад между теплоносителем и температурой воздуха в нижнем помещении: ∆tв.вх = tв.ср – tк = 40 – 20 = 20 °C. По диаграмме на рис. 10 находим потери через изоляцию в нижнее помещение. В краевой зоне, при шаге труб 10 см: QDкр = 19,7 Вт/м 2. Во внутренней зоне, при шаге труб 30 см: QDвн = 11,5 Вт/м 2. Поправка на толщину изоляции, отличную от толщины в 20 мм: 40 мм — f = 0,64; 50 мм — f = 0,54.

Термическое сопротивление теплопроводности двух слоев изоляции в комнате 03 :

Эквивалентная толщина изоляции с величиной ?: ?экв = 0,04Rт.пров = 40 мм. Поправка f = 0,64, итого: qDкр = 19,7•0,64 = 12,6 Вт/м 2 ; qDвн = 11,5•0,64 = 7,4 Вт/м 2. Потери тепла через изоляцию пола составят: QD = qDкр AR + qDвн AA = 12,6•3 + 7,4•15,8 = 155 Вт.

Расход теплоносителя на контур :

или m = 89,2 кг/ч.

Длина труб в комнате :

Длина подводящих труб из замеров по чертежу составляет 22 м. Итого общая длина трубы: L = 83 + 22 = 105 м.

Потеря напора. Из диаграммы на рис. 11 по расходу теплоносителя m = 89,2 кг/ч и выбранной трубе 16/12 находим удельную потерю напора: ∆h = 74 Па/м. Общая потеря напора: ∆H = ∆hL = 74•105 = 7770 Па. Аналогичным образом рассчитывается каждое помещение. После расчета изготавливаются чертежи. Для каждой комнаты приводится таблица, она используется при монтаже системы (см. рис. 12).

Выводы

ффективность системы напольного отопления в первую очередь зависит от компетенции проектировщика. Расчет напольного отопления — весьма трудоемкий процесс, он включает в себя также и расчет теплопотерь помещений. Не имея проверенной методики расчета или специализированного программного продукта, практически невозможно правильно рассчитать всю систему. Рассчитанная «на глаз» народными умельцами система, да к тому же не уравненная гидравлически, будет только предметом постоянного недовольства заказчика и не предоставит требуемого уровня комфорта.

Само по себе напольное отопление — это довольно дорогостоящая система, ведь нужно закупить дорогие и качественные трубы, теплоизоляцию, фитинги, гребенки, регулирующую аппаратуру, циркуляционные насосы. Поэтому цена ошибки проектирования оборачивается в круглую сумму. А ведь исправить недочеты и просчеты в смонтированной и залитой системе напольного отопления, даже в отдельно взятом помещении практически невозможно.

Это соизмеримо с установкой новой системы плюс затраты на демонтаж старой. Сейчас монтажом теплого пола занимаются много частных лиц. При этом, как правило, они используют типовую наработку, в то время как каждый проект имеет массу индивидуальных особенностей, учитывать которые нужно на начальном этапе проектирования, а не с помощью молотка пытаться отрегулировать типовую систему, которая почему-то не хочет работать как нужно. Монтажник выполняет свою работу согласно чертежу и отвечает только за качество монтажа, проектировщик же отвечает за то, будет ли система работать правильно.

По материалам сайта: http://www.c-o-k.ru