Тепловая мощность системы водяного напольного отопления

• 06.08.18
  Поделиться с Друзьями:

  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  

  Доброго времени суток, уважаемый Читатель!

  Многие мои знакомые, которые строят свой дом или собираются делать основательный ремонт, задаются вопросом: как узнать, сколько тепла способна отдать водяная система теплого пола? Нужно ли дополнительно предусматривать радиаторы отопления или вполне можно обойтись трубами в полу? Каким образом сделать систему более мощной, и насколько в принципе можно увеличить теплоотдачу?

  Что ж, попробую немного прояснить ситуацию.

  Основные принципы

  Тепловая мощность отопительной системы принимается равной теплопотерям вашего жилища. Отопительный прибор для каждой отдельной комнаты выбирается таким образом, чтобы его полезная площадь была достаточной для покрытия потерь тепла данной комнаты.

  В отличие от полезной площади радиаторов, площадь пола увеличить у вас не получится, соответственно, система напольного отопления будет ограничена в своих возможностях. Конечно, увеличить теплоотдачу возможно путем уменьшения шага труб или увеличения температуры теплоносителя. Но, опять же, всему есть предел.

  

  Как известно, температура поверхности пола не может быть выше 28-29 град. С. Это связано главным образом с комфортом и здоровьем человека, а также с сохранностью отделочных материалов, мебели и т.п. Что касается шага труб, то принято принимать его равным 150-200 мм. Уменьшение шага экономически не целесообразно, так как это уже не приводит к ощутимому росту теплоотдачи, а увеличение ведет к заметным перепадам температуры поверхности пола, что делает систему менее комфортной и эффективной.

  Теплопотери дома

  Точный расчет теплопотерь каждой из комнат Вашего жилища – достаточно трудоемкий и небыстрый процесс, который выполнят для Вас специализированные организации, если Вы туда обратитесь.

  Упрощенные методы расчета предлагают различные онлайн-калькуляторы, которые легко можно найти в интернет-пространстве. Попробуйте посчитать свои потери тепла на разных сайтах, отдавая предпочтение тем, что учитывают наибольшее количество факторов: площадь и объем помещения, количество наружных стен, размер и конструкцию окон, способ утепления ограждений, их ориентацию по сторонам света и т.п.

  Укрупнено можно рассчитать расход тепла на отопление всего дома по следующей формуле:

  ►Q=a* q₀* V_н*( t_в– t_но)◄

  Q – максимальный часовой расход тепла на отопление, Вт;

  q₀ – удельные теплопотери здания,Вт/(м³*К). Это значение приводится в справочниках, которые составлены в результате обобщения практических и опытных данных по характеристикам теплопотерь однотипных зданий для расчетной температуры наружного воздуха =-30. Удельные теплопотери принимаются по таблице:

  Здание	Объем здания, м3	q0
  Жилые здания	до 3 000	0,49
  	до 5 000	0,44
  	до 10 000	0,41

  a – коэффициент, учитывающий действительную температуру наружного воздуха наиболее холодной пятидневки t_но, которую для своего региона можно найти в СП 131.13330.2012 «Строительная климатология». Принимается a по таблице:

  tно	-10	-15	-20	-25	-30	-35	-40
  a	1,45	1,29	1,17	1,08	1,0	0,95	0,9

  Промежуточные значения находятся методом интерполяции.

  Например, для г.Белгорода t_но=-23 град. С. Тогда:

  a=1,17-((1,17-1,08)/(-20-(-25)))*(-20-(-23))=1,116

  V_н – строительный объем здания, м³;

  t_в – внутренняя температура воздуха, град. С. Для жилых комнат принимают 20 град. С.;

  Рассчитаем тепловую нагрузку для одноэтажного типового дома площадью 100 м² (объемом 400 м³⁾:

  Q=1,116*0,49*400*(-20-(-23))=9405,65 Вт

  Т.е. максимальная нагрузка на систему отопления составит 9,4 кВт. Добавьте запас в 10-20% и получите мощность котла, который необходимо установить в доме для его обогрева.

  Тепловой расчет системы напольного отопления

  1. Определим необходимую плотность теплового потока q_расч, Вт/м²:

  ►q_расч=Q/А◄

  Q – максимальная часовая нагрузка на отопление, Вт

  А – площадь дома, м2.

  Для нашего типового дома:

  q_расч=9405,65/100=94 Вт/м²

  2. Среднюю температуру поверхности пола t_пол, град.С, можно найти, используя соотношение:

  ►ΔТ_a= t_пол –t_в= q_расч/a_пола◄

  ΔТ_a – понижение температуры вследствие процесса отдачи тепла финишным покрытием воздуху помещения;

  a_пола – коэффициент теплоотдачи пола, который принимается равным 10-12 Вт/(м²*К).

  Возьмем среднее значение 11, тогда:

  t_пол= q_расч/a_пола+ t_в=94/11+20=28,55 град. С.

  Эту величину можно найти с помощью ΔТ_a, используя график, который учитывает материал пола:

  

  Линия шероховатой поверхности обозначает ковролин от стены до стены, а гладкая – плитку керамическую, ламинат и т.п.

  При q_расч=94 Вт/м2 и гладком покрытии, ΔТ_a составит около 8,5 град. Тогда температура пола:

  t_пол= t_в+ΔТ_a =20+8,5=28,5 град. С

  Таким образом, видно, что при наших исходных данных температура пола не превышает допустимую, равную 29 град. С, следовательно, теплый пол сможет взять на себя всю тепловую нагрузку.

  3. Найдем температуру теплоносителя: подающей воды Т_под и обратной Т_обр.

  Для этого определим коэффициент теплопередачи напольного покрытия, Вт/м2*К:

  ►k_п=1/R=l/d◄

  R – термическое сопротивление, м²*К/Вт;

  l – коэффициент теплопроводности, Вт/ м*К;

  d – толщина напольного покрытия, м.

  Табл. Коэффициент теплопроводности напольных покрытий

  Наименование покрытия	l, Вт/ м*К;
  Кафельная плитка	2
  Ламинат	0,29
  Паркет	0,17
  Линолеум	0,23
  Пробковый пол	0,03
  Ковровое покрытие	0,12

  В нашем случае мы имеем дело с ламинатом толщиной 12 мм. Тогда:

  k_п =0,29/0,012=24,17=1/R

  Определим приблизительно понижение температуры через напольное покрытие по следующей диаграмме:

  

  При q_расч=94 Вт/м² и 1/R около 25, понижение температуры через ламинат ΔТ_пок составит около 3,8 град.С.

  Обратите внимание, если бы на полу лежала, например, керамическая плитка толщиной 8 мм, то значение 1/R было бы равно 250, т.е. понижение температуры через финишное напольное покрытие было бы настолько мало, что им можно было бы пренебречь.

  Теперь нужно определить понижение температуры через толщу конструкции пола, которая находится между трубами и финишным покрытием:

  

  Здесь:

  линия А – бетонный наливной пол толщиной 30-70 мм;

  линия В – ДСП толщиной 16 мм, расположенная над трубами, при этом 80% площади пола покрыты алюминиевыми теплораспределительными пластинами;

  линия С – ДСП толщиной 22 мм, расположенная над трубами при этом 80% площади пола покрыты алюминиевыми теплораспределительными пластинами;

  У нас трубы залиты стяжкой, определяем понижение температуры ΔТ_кон в толще пола по линии А. При q_расч=94 Вт/м² она составит около 5,8 град. С.

  Значит, средняя температура теплоносителя будет равна:

  ►t_ср= t_пом +ΔТ_a+ΔТ_пок+ΔТ_кон◄

  Или:

  t_ср=20+8,5+3,8+5,8=38,1 град. С

  Обычно, разница температур в подающей и обратной ветке принимается равной 5 град. С. Поэтому:

  ►Т_под= t_ср+2,5◄
  ►Т_обр= t_ср-2,5◄

  В нашем случае:

  Т_под= 38,1+2,5=40,6 град. С
  Т_обр= 38,1-2,5=35,6 град. С

  Пара советов насчет применения системы теплый пол

  Конечно, можно применять данный способ обогрева во всем доме. Однако моя личная практика и советы знающих людей убедительно доказывают, что лучше использовать совмещенную систему отопления, а именно, теплый пол в тандеме с радиаторами.

  Я очень рекомендую вам предусматривать теплый пол в ванной комнате и санузле, в кухне и коридоре, и я не рекомендую монтировать его в спальнях. Дело в том, что напольный обогрев очень сильно сушит воздух в помещении, а спать в комнате с пониженной влажностью очень некомфортно. Особенно это касается детской. И особенно малышам трудно дышать сухим воздухом в период простуд и вирусных заболеваний. Это важно!

  В остальном же данная система очень удобна и функциональна.

  

  На этом у меня все. Буду рад, если статья окажется вам полезной, и жду ваших комментариев!

Комментарии

Хотите оставить комментарий без авторизации?

Ваше имя

Комментарий

Опубликовать