Расчет теплого пола 3d

Схемы укладки труб теплого пола

Замкнутость контура теплого пола не единственная его особенность. В теории, проложить замкнутый контур из труб можно по хаотической траектории. На практике, трубу контура нужно проложить так, чтобы она не только возвращалась туда откуда началась, но и не пересекалась по трасе. Кстати, это же условие не пересечения. Относится и к разным контурам теплого пола.

Вы сами можете попробовать нарисовать линию с двумя перечисленными условиями, не пересекаться и заканчиваться, там, где началась. Получатся у вас схемы укладки труб теплого пола, называемые «улитка», «змейка 1», «змейка 2». Все остальные схемы будут производными от этих простейших схем.

Чем отличаются схемы укладки

Обратим внимание на отличия этих схем.  Схемы «улитка» и «змейка 2», нарисованы так, что теплая и холодная половики контура смешиваются, образуя чередование веток  тепло-холод-тепло-холод

Такая схема обеспечивает равномерный прогрев пола, не создавая отдельных холодных и теплых зон.

Схема «змейка 1», создает отдельную, теплую зону и отдельную холодную зону. Эта схема используется в комнатах имеющих наружные стены с окнами, для большего прогрева именно зон примыкания к наружным стенам.

Обращу ваше внимание, что используемы понятия холодная и теплая зоны весьма условны. Температура теплоносителя в «холодной» зоне выше 30˚C

Особенности подключения конструкции к источнику тепла

В напольном контуре чаще всего средняя температура теплоносителя равняется 35-40 градусам. Монтажные схемы водяных теплых полов в частном доме функционируют при помощи принудительного подмеса потоков. Часть теплоносителя из обратного потока переходит в подающий контур.

Схема подключения терморегулятора

Газовые котлы оборудуются специальной автоматикой. Твердотопливные агрегаты требуют более сложного устройства. Они оснащаются циркуляционными насосами и специальной буферной емкостью. При этом используется более сложная регулировка горения.

Расположение котла в отдельном помещениии

Лучшим вариантом для системы теплого пола считаются электрические котлы. Специальная автоматика позволяет поддерживать нужную температуру без потери тепловой мощности.

Электрический котел в работе

Схемы укладки контуров

Самыми распространенными способами укладки водяных полов, являются – улитка и змейка. У каждой из этих схем есть свои отличительные особенности и преимущества.

Улитка

При такой схеме укладки, теплоноситель и возвратная труба расположены на близком расстоянии друг от друга, благодаря чему происходит более качественный обогрев помещения. Этот вариант идеально подойдет для промерзающих зон. Укладку такого контура проводят по всему периметру помещения к его центру. В центре теплоноситель заканчивается петлей, от которой возвратная труба возвращается к коллектору параллельно теплоносителю.

Змейка

Такая укладка водяного теплого пола не способна равномерно распределить тепло по всей площади помещения, но она проста в конструкции и при ее помощи можно обеспечить теплом самые холодные участки. Укладка такого контура осуществляется от одной стены, где расположен коллектор к другой, возвращаясь к стартовому месту от противоположной стороны.

Для повышения качеств водяной отопительной системы в зданиях с большой площадью рекомендуется комбинировать эти укладки.

Подготовка поверхности. Особенности утепления основы под теплый пол

Старая стяжка полностью демонтируется вплоть до основания. В отличие от процесса формирования обычной стяжки при установке теплого пола следует уже на начальном этапе выровнять пол по горизонтали, если имеются перепады более 10 мм.

Далее на очищенную поверхность укладывается слой гидроизоляции. По всему периметру закрепляется демпферная лента. Она позволит компенсировать тепловое расширение пола при нагреве.

Для того чтобы тепло не уходило вниз, необходимо утеплить основу пола. В зависимости от расположения помещения и типа пола, а также целевой направленности системы обогрева, выбирается соответствующее утепление:

• Если теплый пол — это дополнение к основной системе отопления, то достаточно использовать вспененный полиэтилен с отражающим фольгированным покрытием в качестве подложки для теплого пола (пенофол).
• Для квартир с отапливаемыми помещениями этажом ниже достаточно использовать листы пенополистирола или экструдированного пенополистирола толщиной от 20 до 50 мм или другой прочный утеплитель подходящей толщины.
• Для квартир первого этажа с неотапливаемым подвалом или домов, в которых пол расположен на грунте, следует использовать боле серьезное утепление в виде насыпи керамзита и листов пенополистирола толщиной в 50-100 мм.

Поверх утеплителя укладывается армирующая сетка. Она необходима для закрепления слоя стяжки, которой будет закрываться вся система теплого пола. Помимо прочего можно именно к сетке закреплять впоследствии трубу теплого пола, вместо использования специальных крепежных полос и клипс. При этом используются обычные пластиковые стяжки.

Схема устройства поверхности теплого пола

Как рассчитать мощность насоса для теплого пола

Системы отопления, в большинстве случаев, работают в паре с циркуляционными насосами. Они не способны создавать избыточное давление и используются для проталкивания теплоносителя на определенной скорости.

В связи с тем, что потребность в температуре может меняться в зависимости от погоды, то и в скорость движения теплоносителя необходимо вносить определенные коррективы. Из-за этого следует устанавливать трехскоростные насосы с возможностью регулировки.

Перед покупкой агрегата для теплых полов в квартире следует определиться с несколькими важными параметрами: напором и мощностью. Если роль теплоносителя будет играть вода, то для расчета мощности насоса используют такую формулу:

Q=0,86*Ph/(t пр.т-t обр.т)

• где:
• Ph – это мощность отопительного контура;
• t обр. т – температура воды в обратном направлении;
• t пр.т – температура подачи.

До полученного результата следует прибавить еще 15 % на то случай, если в регионе будут аномальные холода.

Таблица характеристик для выбора насоса

Второй характеристикой мотора является создаваемый им напор. Он обязательно необходим для преодоления сопротивления фитингов, труб и других элементов трубопровода. В любом случае гидравлическое сопротивление трубы будет зависеть от материала, из которого она изготовлена.

При расчете следует обратить внимание на сопротивление в области вентиля, фитингов и смесительного узла. Для расчета напора используют следующую формулу:. H=(П*L+ƩK)/(1000)

H=(П*L+ƩK)/(1000)

• где:
• H – это напор насоса;
• П – гидравлическое сопротивление одного погонного метра трубопровода;
• – длина наиболее протяженного контура трубопровода;
• K – показатель запаса мощности.

При расчете напора необходимо умножить длину контура на сопротивление одного метра трубопровода. Полученное значение измеряется в кПа. В дальнейшем его нужно перевести в атмосферы, используя соотношение: 100 кПа=0,1 атм.

Особенность укладки труб теплого пола

Принцип работы теплого пола ничем не отличается от радиаторного отопления. От источника тепла, нагретая вода,  циркулирует по системе, отдавая тепло в помещение. Передача тепла от труб осуществляется через слой стяжки или отражается от конструкции пола.

Ключевое словом в принципе работы теплого пола, важное для дальнейшего рассказа, является слово – циркулирует, то есть движется по условно замкнутой траектории, в нашем случае движется по условно замкнутому контуру. Контур теплого пола это труба, проложенная в строительной конструкции пола или стены, по траектории, начинающейся от коллектора и заканчивающейся в нём же

Контур теплого пола это труба, проложенная в строительной конструкции пола или стены, по траектории, начинающейся от коллектора и заканчивающейся в нём же.

Тип подключения теплого пола в санузле – от полотенцесушителя

При формировании контура теплого пола, особое внимание следует уделить выбору способа его подключения. В качестве места для подсоединения к общей системе может быть радиатор, магистральная труба, полотенцесушитель

Полотенцесушитель для подключения системы теплого пола

При формировании отопительной системы, следует учитывать тот фактор, что использовать насос для прокачки жидкости по системе в ванной совсем не обязательно. Это обосновано тем, что большинство таких помещений не имеют большой площади и естественного циркулирования будет вполне достаточно. Прежде чем смонтировать теплый пол водяной, расчет туб следует выполнить тщательно и хорошо подготовить поверхность, а именно удалить старое покрытие.

Выполнение проекта теплого водяного пола

Если выбор способа подключения к системе отопления сделан в пользу полотенцесушителя, то в обязательном порядке следует предусмотреть установку краном, а именно Маевского или обычного типа. Благодаря таким элементам предоставляется возможность удалить из системы образовавшийся воздух.

Когда водяной теплый пол в ванной от полотенцесушителя работает, то на его обратку следует установить гермостатический клапан RTL. Благодаря такому устройству будет осуществляться не только регулировка подачи воды, но и температурного режима. Обратку в данном случае рекомендуют подключать в магистральную систему.

В целях безопасности и удобства в последующем обслуживании не следует бетонировать узел подключения. В противном случае доступ к нему будет исключен, что является не очень хорошо. Зачастую в качестве места его установки выбирают пространство под ванной либо нишу в стене, если такая имеется. При втором варианте обычно ее скрывают под декоративной дверцей или же плиткой, которую легко потом снять.

Очередность выполнения монтажных работ

Чтобы теплоотдача теплого водяного пола была максимальной, применяется теплоизоляция. В качестве материала берется экструдированный пенополистирол толщиной в 50 мм и плотностью 35 кг на куб либо фольгированный пеноизолом. Следующим шагом является укладка отражающей пленки, задача которой направить тепловую энергию вверх. Для покрытия стен используется демпферная краевая лента. Ее задача – это защита стяжки от образования трещин.

Потом наступает черед укладки металлопластиковых труб.

Металлопластиковые трубы для конструкции теплого пола

Самым часто используемым методом является способ «улитка». Для нее характерно:

• шаг между трубами равняется 15 см, вблизи наружных стен – 10см;
• их крепление осуществляется при помощи скоб и вязальной проволоки, используется либо монтажная сетка, либо пластмассовый распределитель.

Если теплоизоляция производится за счет пленки, ее следует прикрепить к напольному покрытию саморезами.

Герметичность трубопровода и стяжки пола

С целью избежать неприятностей в будущем по поводу качества выполненной укладки теплого пола, следует в обязательном порядке проверять ее на герметичность соединения.

Проверка системы на герметичность

Этот процесс осуществляется путем заполнения системы водой. При положительном результате наступает черед заливки бетона, но при этом все трубы должны быть наполнены жидкостью с давлением в 2 атм. Этот слой в общей сложности должен равняться 6 см. После затвердения смеси, следует выполнить обрезку краевой ленты, которая выступает за края, и начать укладывать плитку.

Только после 21-28 дней от дня заливки бетонной смеси систему можно вводить в эксплуатацию. Но при этом следует делать это постепенно – повышать температурный режим со временем. В противном случае это грозит появлением разности коэффициента расширения.

Таким образом, подключить водяной теплый пол можно к любому элементу общей системы, но при этом следует учитывать все нормы и требования. А вот правильность проведения расчетов дает возможность продлить срок эксплуатации такого способа отопления на длительный период.

https://youtube.com/watch?v=eD3nK4Lo-g8

Расчет необходимого материала

Отличительной особенностью водяных теплых полов, от других дополнительных источников тепла, является то, что теплоноситель и обратная труба, которые будут располагаться в стяжке должны быть цельные, без стыков соединений. Поэтому прежде чем приступить к монтажным работам, необходимо правильно произвести расчет труб, по следующим критериям:

Для расчета труб на 1 кв. м. влияет расстояние между витками труб в контуре. Если расстояние шага будет равен 10 см, тогда потребуется приблизительно – 10 п. м. труб, если же 30 см. – 3,4 п. м. Такой расчет применяется для всех способов укладки контуров.
Длина цельного контура не превышает – 70 см. Если произвести расчет труб с шагом в 10 см., тогда получиться, что одного контура хватит на 7 кв. м

Если площадь помещения превышает этого показателя, соответственно понадобится увеличить количество контуров.
При подсчете труб важно не превышать расстояние шага в 30 см. Если водяной пол планируется установить, как основной источник подачи тепла, оптимальным расстоянием шага считается 10 см.

Так же нужно будет составить схему расположения контуров. Составляется она следующим способом: от общей площади помещения отнимаются зоны расположения габаритной мебели и электротехники. Если пренебречь этим правилом и все же произвести в этих местах укладку теплого пола, система отопления от перегрева начнет давать сбои в подаче тепла и в итоге выйдет из строя. Так же контур нельзя стелить вплотную к стенам, здесь должно быть соблюдено расстояние в 20 см.

Трубопровод закреплен на арматурной сетке

Укладка теплого водяного пола

Чаще всего при укладке теплого водяного пола используют бетонную заливку. При этом способе трубопровод будет располагаться в цементном растворе, что в свою очередь поспособствуем качественному креплению труб и их защите. Монтаж теплого пола выполняется в несколько этапов.

Подготовка червонного пола

Если основание помещения имеет неровную поверхность, ямы или трещины, в этом случае его необходимо тщательно выровнять. Для этого предварительно убрав мусор, грязь и пыль заливается бетонная стяжка.

Укладка гидроизоляции

Многие на этом этапе укладки теплого пола, допускают ошибку, считая гидроизоляцию не важным элементом в конструкции. Однако по рекомендациям опытных специалистов, гидроизоляционный слой необходимо установить, так как он играет не маловажную роль в защите утеплителя, от бетонной стяжки.

Установка утеплителя

Утепление – один из важных этапов в укладке теплого водяного пола, так как именно оно предотвращает теплопотери, которые расходуются на грунт под зданием и на подвальное помещение. Самыми распространенными утеплителями считаются:

1. ЭППС. Данный пенополистирол ценится за шумоизоляционные и влагостойкие свойства, низкую теплопроводимость и долгий срок эксплуатации.
2. ППС. Эти профильные маты очень удобны в применение. У них на поверхности есть специальные выступы для крепления труб, поэтому можно значительно сэкономить свободного времени при монтаже. Но здесь стоит отметить, что они имеют весьма высокую цену.

Толщина утеплителей для укладки теплого водяного пола должна определяться от вида основания помещения и от погодных условий региона.

 Укладка труб

Перед тем как приступить к укладке трубопровода, на основание подготовленного помещения необходимо при помощи маркера нанести схему направления труб, с учетом их шага, толщины и углов поворота.

Последовательность укладки контуров проводиться в таком порядке:

1. С бухты отматывают 10 метров трубопровода.
2. На конец трубы надевают гофру с фитингом и присоединяют к коллектору.
3. По размеченной схеме одновременно отматывают, укладывают и фиксируют трубу.
4. Пройдя весь путь, трубу подводят к коллектору.
5. Отметив расстояние, трубу отрезают и подсоединяют к коллектору.

Такой принцип укладки подходит для всех видов контуров водяной отопительной системы. Вместе с этими работами можно одновременно закрепить демпферную ленту, которая предотвратит деформации стяжки и стен.

Заливка цементного раствора

Перед тем, как приступить к заливке бетонной стяжки , необходимо проверить работу водяных теплых полов и присутствия воздуха в трубах. После того как будет проверена вся опрессовка системы, ориентируясь по высоте пола устанавливают маяки и заливают стяжку. Качество стяжки, будет зависеть от бетонной смеси. В ее состав должны входить:

• усиленная фибра;
• пластификаторы.

В этом случае стяжка при засыхании будет подвижной, а после высыхания иметь высокую прочность.

https://youtube.com/watch?v=MhOvv-BKZuI

Длина контура

Для того чтобы отопительная система была более эффективной в обогреве помещения, оптимальная длинна контура не должна быть выше 80 метров. Так как только в этом случае конструкция  создать нужную циркуляцию и давление в отопительной системе. Но как поступить, если при расчетах для помещения требуется 130 – 140 метров трубы? В этом случае, нужно будет сделать несколько контуров. Таким образом, если необходимо установить 160 метров трубы, тогда нужно ее разделить на 80 метров и сделать два отдельных контуров.

Они не обязательно должны быть одинаковыми по величине, так как, по мнению специалистов, разница может составлять до 14 метров.

Расчет трубы для теплого водяного пола зависит и от их моделей.

Модели труб для контуров

По рекомендациям специалистов, длина формы укладки трубопровода зависит от следующих моделей труб.

1. Из металлопластиковых и полиэтиленовых с диаметром 16 миллиметров контур может достигать 100 метров.
2. Предельная норма контура из полиэтиленовых труб в 18 миллиметров достигает 120 метров.
3. Контур в 120 – 125 метров используется из пластиковых трубопроводов в 20 миллиметров.

Расчет трубы для теплого пола зависит не только от изготавливающего материала, но и от диаметра.

Выбор материалов и необходимых устройств

Прежде чем сделать теплый пол своими руками следует определиться с составом оборудования и всех элементов системы и просчитать материалы.

Состав и устройство теплого водяного пола включает в себя следующие элементы:

1. Водонагревательный котел;
2. Нагнетающий насос (может быть в составе котла);
3. Шаровые клапаны на входе котла;
4. Трубы разводки;
5. Коллектор с системой настройки и регулировки теплых полов;
6. Трубы для укладки по поверхности пола;
7. Различные фитинги для прокладки основной трассы от котла и подсоединения труб теплого пола к коллектору.

Материалом трубы для водяного теплого пола может быть как полипропилен, так и сшитый полиэтилен. Полипропиленовые трубы лучше выбрать с армированием стекловолокном, так как сам по себе полипропилен имеет существенное значение линейного расширения при нагреве. Полиэтиленовые трубы в меньшей степени подвержены расширению. Именно последние получили наибольшее распространение при компоновке поверхностных систем отопления.

Используются трубы диаметром 16-20 мм. Необходимо, чтобы труба выдерживала температуры до 95 градусов и давление в 10 Бар. Не обязательно гнаться за дорогими вариантами с кислородными защитами и дополнительными слоями. Особенно если основная задача — снизить общие затраты на установку теплых полов.

Коллектор представляет собой патрубок с целым рядом отводов (разветвитель). Он необходим для подключения нескольких контуров теплого пола к одной основной линии подачи теплой воды и забора обратной, охлажденной. При этом используются два разветвителя, которые устанавливаются в специальный коллекторный шкаф. Один — для распределения горячей воды, а второй — для сбора обратной, остывшей воды. Именно в составе коллектора размещаются все необходимые элементы настройки теплых полов: клапаны, регулировщики расхода, воздухоотводчики и системы аварийного слива.

Схема-пример подключения водяного теплого пола

Расчет теплых полов по площади

Если вы решили установить такую систему в своем доме, то учтите, что она требует точных цифр, для того чтобы действительно соответствовать названию. Это необходимо потому, что каждый контур пола имеет значительную протяженность, а, следовательно, и приличное гидравлическое сопротивление.

Чтобы она успешно функционировала, придется поставить на каждом этаже небольшой насос или один, но очень мощный на всю систему.

1. Для его правильного выбора нужно учитывать:
2. Количество теплоносителя.
3. Требуемое давление.

• При этом, производя расчеты, необходимо учитывать не только метраж, но и другие важные показатели, оказывающие влияние:
• Диаметр труб.
• Количество разветвлений и вентилей.
• Метод монтажа.

Есть и другие возможности получить ответ на вопрос как правильно рассчитать водяной теплый пол. Вычисления выполняются с применением специальных программ. В этом случае гидравлические свойства подгоняются в зависимости от параметров под характеристики насоса. При использовании данного метода можно маневрировать различными параметрами системы.

1. Для выполнения системы отопления на площади 10 квадратных оптимальным вариантом будет:
2. использование 16 мм труб с длиной в 65 метров;
3. показатели расхода используемого в системе насоса не могут быть меньше двух литров в минуту;
4. контуры должны обладать равноценной длиной с разницей не более 20%;
5. оптимальный показатель расстояния между трубами составляет 15 сантиметров.

Следует учитывать, что разница между температурой поверхности и теплоносителя может составлять порядка 15 °C. Оптимальный способ при укладке трубной системы представлен «улиткой».

Именно такой вариант монтажа способствует максимально равномерному распределению тепла по всей поверхности и позволяет минимизировать гидравлические потери, что обусловлено плавными поворотами.

При укладке труб в зоне наружных стен оптимальный шаг составляет десять сантиметров. Для выполнения качественного и грамотного крепления целесообразно проводить предварительную разметку.

Полистирольная схема

Полистирольная система теплого водяного пола

Более современный метод, бетонную стяжку делать нет надобности. Такая схема значительно ускоряет монтажные работы, позволяет использовать систему не только во время нового строительства, но и в период выполнения капитального ремонта здания. За счет минимальной толщины всех слоев удается уменьшить потери помещения по высоте, минимизировать нагрузку на перекрытие.

Полистирольная система

Схема предусматривает встраивание в полистирольные плиты алюминиевых пластин, в которых фиксируются трубы. Толщина плит позволяет прятать в них трубы диаметром до 20 мм.

Фрагменты монтажа полистирольной системы

Системы сверху накрывается гипсоволокнистыми плитами. Не рекомендуется пользоваться фанерой или ОСП, они имеют недостаточную теплопроводность, что понизит эффективность отопительной системы. Гипс отлично проводит тепло, а добавление синтетических волокон делает его достаточно прочными. Поверх этих плит можно класть финишное половое покрытие.

Полистирольная система может иметь основание толщиной от 15мм до 70мм

Заключение

В приведенной расчетной методике не упоминается об утеплении «пирога» теплого пола со стороны грунта либо перекрытия. Причина проста: теплоизоляция должна присутствовать в любом случае, на земле – 10 см пенопласта или плотной минеральной ваты, по перекрытию – 20 мм экструдированного пенополистирола. Точный расчет материала и толщины утеплителя – обширная тема для отдельной публикации.

Если ход вычислений показался вам чересчур сложным, попробуйте использовать онлайн-средства – калькуляторы, выкладываемые на различных сайтах. Но помните – результаты подсчетов необходимо проверять с помощью специализированных программ либо предложенным графическим способом. Пример работы с программным комплексом от бренда Herz Armaturen представлен на видео.

Watch this video on YouTube

В заключение — полезные советы

При закупке материалов для монтажа электрического теплого пола примите во внимание следующие рекомендации:

1. Подавляющее большинство греющих элементов нуждается в регулировании извне. В каждое помещение нужно установить терморегулятор и датчик перегрева, закрепляемый непосредственно на кабеле или пленке.
2. Обязательно укладывайте под напольные контуры слой утеплителя, если не хотите греть дорогим электричеством землю, перекрытие либо соседнюю квартиру.
3. Толщина теплоизоляционного слоя на грунте – не менее 10 см пенопласта или минеральной ваты. Межэтажное перекрытие достаточно застелить фольгированным пенополиэтиленом 8—12 мм в толщину.
4. Если на полах используются толстые покрытия – паркет, доска 25 мм и более, войлочный линолеум, то мощность греющих элементов придется увеличить на 30—40% против расчетной.
5. Заготовьте медные провода сечением 2,5 мм² для подсоединения контуров к электросети. Длины кабелей должно хватить, чтобы протянуть линию до главного щита.

Подведенную к электрощиту линию необходимо защитить автоматическим выключателем соответствующего номинала. Автомат лучше брать двухполюсный, разрывающий обе цепи – фазу и ноль.

Опубликовано 01.06.2020 Обновлено 03.06.2020 Пользователем admin