Pomimo złożoności instalacji, ogrzewanie podłogowe za pomocą obiegu wody jest uważane za jedną z najbardziej opłacalnych metod ogrzewania pomieszczenia. Aby system działał tak efektywnie, jak to możliwe i nie zawiódł, konieczne jest prawidłowe obliczenie rur dla ogrzewanej podłogi - określenie długości, skoku pętli i schematu układania konturu.
Od tych wskaźników zależy w dużej mierze komfort korzystania z ogrzewania wody. Te pytania przeanalizujemy w naszym artykule - powiemy Ci, jak wybrać najlepszą opcję dla rur, biorąc pod uwagę właściwości techniczne każdego typu. Ponadto, po przeczytaniu tego artykułu, będziesz w stanie prawidłowo wybrać krok instalacji i obliczyć wymaganą średnicę i długość konturu ogrzewanej podłogi dla konkretnego pomieszczenia.
Parametry do obliczania obwodu termicznego
Na etapie projektowania konieczne jest rozwiązanie szeregu problemów, które określają cechy konstrukcyjne ogrzewanej podłogi i sposób działania - wybór grubości stołu, pompy i innych niezbędnych urządzeń.
Techniczne aspekty organizacji branży grzewczej są w dużej mierze zależne od jej celu. Oprócz umówionego spotkania, w celu dokładnego obliczenia materiału z obiegu wody, potrzebne będą różne wskaźniki: powierzchnia powłoki, gęstość przepływu ciepła, temperatura nośnika ciepła, rodzaj pokrycia podłogowego.
Obszar pokrycia rury
Przy określaniu wymiarów podstawy do układania rur zajmuje miejsce, które nie jest zaśmiecone dużymi urządzeniami i wbudowanymi meblami. Konieczne jest wcześniejsze zastanowienie się nad układem obiektów w pomieszczeniu.

Przepływ ciepła i temperatura płynu chłodzącego
Gęstość strumienia ciepła jest obliczonym wskaźnikiem charakteryzującym optymalną ilość energii cieplnej do ogrzewania pomieszczenia. Wartość zależy od wielu czynników: przewodności cieplnej ścian, podłóg, powierzchni przeszklenia, obecności izolacji i intensywności wymiany powietrza. Na podstawie przepływu ciepła określa się etap układania pętli.
Maksymalna temperatura chłodziwa - 60 ° C Jednak grubość jastrychu i wykładziny podłogowej obniżają temperaturę - w rzeczywistości na powierzchni podłogi jest około 30-35 ° C Różnica między wskaźnikami termicznymi na wlocie i wylocie obwodu nie powinna przekraczać 5 ° С.
Rodzaj podłogi
Wykończenie wpływa na wydajność systemu. Optymalna przewodność cieplna płytek i porcelany - powierzchnia szybko się nagrzewa. Dobry wskaźnik skuteczności obiegu wody przy zastosowaniu laminatu i linoleum bez warstwy termoizolacyjnej. Najniższa przewodność cieplna powłoki drewnianej.
Stopień wymiany ciepła zależy od materiału wypełniającego. System jest najskuteczniejszy, gdy stosuje się ciężki beton z naturalnym kruszywem, na przykład kamyczki morskie o małej frakcji.

Przy obliczaniu rur do ogrzewania podłogowego należy wziąć pod uwagę ustalone normy dla reżimu temperaturowego powlekania:
- 29 ° С - salon;
- 33 ° С - pomieszczenia o wysokiej wilgotności;
- 35 ° С - strefy przejścia i zimne pasy - odcinki wzdłuż ścian końcowych.
Ważna wartość dla określenia gęstości układania obwodu wodnego będzie odgrywać cechy klimatyczne regionu. Przy obliczaniu strat ciepła należy wziąć pod uwagę minimalną temperaturę zimą.
Jak pokazuje praktyka, wstępne ogrzewanie całego domu pomoże zmniejszyć obciążenie. Ma sens najpierw zaizolować pomieszczenie, a następnie przystąpić do obliczania strat ciepła i parametrów obwodu rury.
Ocena właściwości technicznych przy wyborze rury
Ze względu na niestandardowe warunki pracy, wysokie wymagania są stawiane materiałowi i rozmiarowi cewki podłogowej wody:
- obojętność chemiczna, odporność na procesy korozyjne;
- obecność całkowicie gładkiej powłoki wewnętrznej, nie podatnej na tworzenie się osadów wapiennych;
- siła - na wewnętrznej ścianie stale wpływa chłodziwo, a na zewnątrz - jastrych; rura musi wytrzymać ciśnienie do 10 bar.
Pożądane jest, aby gałąź grzewcza miała niewielki udział. Kawałek podłogi wodnej i bez niej wywiera znaczny nacisk na podłogę, a ciężki rurociąg tylko pogarsza sytuację.

Trzy kategorie produktów walcowanych na rury spełniają jedno lub drugie z wymienionych wymagań: usieciowany polietylen, metaloplastik i miedź.
Opcja nr 1 - usieciowany polietylen (PEX)
Materiał ma bogatą w sieć komórkową strukturę molekularną. Zmodyfikowany ze zwykłego polietylenu charakteryzuje się obecnością więzadeł wzdłużnych i poprzecznych. Taka struktura zwiększa ciężar właściwy, wytrzymałość mechaniczną i odporność chemiczną.
Obieg wody z rur PEX ma kilka zalet:
- wysoka elastyczność, umożliwiająca układanie cewki z małym promieniem gięcia;
- bezpieczeństwo - po podgrzaniu materiał nie emituje szkodliwych składników;
- odporność na ciepło : zmiękczanie - od 150 ° С, topnienie - 200 ° С, spalanie - 400 ° С;
- zachowuje strukturę przy wahaniach temperatury;
- odporność na uszkodzenia - destruktory biologiczne i odczynniki chemiczne.
Rurociąg zachowuje swoją pierwotną przepustowość - na ścianach nie osadza się osad. Szacowany okres użytkowania obwodu PEX wynosi 50 lat.

Istnieją cztery grupy produktów:
- Sieciowanie PEX-a - nadtlenku . Uzyskano najbardziej trwałą i jednolitą strukturę z gęstością wiązań do 75%.
- PEX-b - sieciowanie silanem . Technologia wykorzystuje silanidy - substancje toksyczne, które nie są dozwolone do użytku domowego. Producenci produktów hydraulicznych zastępują go bezpiecznym odczynnikiem. Aby zainstalować ważne rury z certyfikatem higienicznym. Gęstość sieciowania wynosi 65-70%.
- PEX-c - metoda promieniowania . Polietylen jest napromieniowywany promieniami gamma lub elektronami. W rezultacie obligacje są zabezpieczone do 60%. Wady PEX-c: niepewność użytkowania, nierówne szwy.
- PEX-d - azotowanie . Reakcja tworzenia siatki przebiega kosztem rodników azotowych. Wydajność jest materiałem o gęstości usieciowania około 60-70%.
Charakterystyki wytrzymałościowe rur PEX zależą od metody sieciowania polietylenu.
Jeśli zatrzymałeś się na rurach wykonanych z usieciowanego polietylenu, zalecamy zapoznanie się z zasadami aranżacji systemu ogrzewania podłogowego.
Opcja nr 2 - metalowe tworzywo sztuczne
Lider walcowanej rury do układania ogrzewania podłogowego - metal-plastik. Strukturalnie materiał zawiera pięć warstw.

Metal zwiększa wytrzymałość linii, zmniejsza szybkość rozszerzalności cieplnej i działa jako bariera antydyfuzyjna - blokuje przepływ tlenu do chłodziwa.
Cechy rur metalowych:
- dobra przewodność cieplna;
- zdolność do zachowania danej konfiguracji;
- temperatura pracy z zachowaniem właściwości - 110 ° C;
- niski ciężar właściwy;
- cichy ruch chłodziwa;
- bezpieczeństwo użytkowania;
- odporność na korozję;
- Czas trwania operacji - do 50 lat.
Brak rur kompozytowych - niedopuszczalność zginania na osi. Przy wielokrotnym skręcaniu istnieje ryzyko uszkodzenia warstwy aluminium. Zalecamy zapoznanie się z właściwą technologią montażu rur metalowo-plastikowych, która pomoże uniknąć uszkodzeń.
Opcja nr 3 - rury miedziane
Na właściwości techniczne i operacyjne żółtego metalu będzie najlepszym wyborem. Jednak jego zapotrzebowanie jest ograniczone do wysokich kosztów.

Oprócz wysokich kosztów miedziana instalacja rurowa ma dodatkowy negatywny aspekt - złożoność instalacji. Do wygięcia konturu potrzebna jest maszyna do prasowania lub giętarka do rur.
Opcja nr 4 - polipropylen i stal nierdzewna
Czasami gałąź grzewcza jest wykonana z polipropylenowych lub nierdzewnych falistych rur. Pierwsza opcja jest niedroga, ale dość trudna do zgięcia - minimalny promień ośmiu średnic produktu.
Oznacza to, że rury o wielkości 23 mm będą musiały być umieszczone w odległości 368 mm od siebie - zwiększony skok instalacji nie zapewni jednolitego ogrzewania.

Możliwe sposoby układania konturu
W celu określenia przepływu rury dla rozmieszczenia ogrzewanej podłogi, konieczne jest określenie układu obiegu wody. Głównym zadaniem planowania układu jest zapewnienie jednolitego ogrzewania, biorąc pod uwagę zimne i nieogrzewane obszary pomieszczenia.

Metoda # 1 - Snake
Chłodziwo jest dostarczane do układu wzdłuż ściany, przechodzi przez cewkę i wraca do rozdzielacza. W tym przypadku połowa pomieszczenia jest ogrzewana gorącą wodą, a pozostała część jest chłodzona.
Podczas układania węża nie można osiągnąć jednolitości ogrzewania - różnica temperatur może osiągnąć 10 ° C Metoda ma zastosowanie w wąskich przestrzeniach.

Podwójny wąż pozwala uzyskać łagodniejsze przejścia temperatur. Pętla do przodu i do tyłu biegną równolegle do siebie.
Metoda # 2 - Ślimak lub spirala
Jest to optymalny schemat, zapewniający równomierne ogrzewanie wykładziny podłogowej. Oddziały do przodu i do tyłu są układane na przemian.

Na dużych obszarach wdrażaj połączony schemat. Powierzchnia jest podzielona na sektory i każdy tworzy oddzielny obwód prowadzący do wspólnego kolektora. Pośrodku pomieszczenia rurociąg układany jest przez ślimaka, a wzdłuż zewnętrznych ścian - przez węża.
Mamy kolejny artykuł na naszej stronie internetowej, w którym szczegółowo przeanalizowaliśmy schematy okablowania do układania ogrzewanej podłogi i przedstawiliśmy zalecenia dotyczące wyboru najlepszej opcji w zależności od charakterystyki danego pokoju.
Metoda obliczania rur
Aby nie pomylić obliczeń, proponujemy podzielić rozwiązanie problemu na kilka etapów. Przede wszystkim należy ocenić straty ciepła w pomieszczeniu, określić krok układania, a następnie obliczyć długość obwodu grzewczego.
Zasady budowy systemu
Rozpoczynając obliczenia i tworząc szkic, należy zapoznać się z podstawowymi zasadami lokalizacji obiegu wody:
- Zaleca się układanie rur wzdłuż otworu okiennego, co znacznie zmniejszy straty ciepła w budynku.
- Zalecany zasięg jednego obwodu wody wynosi 20 metrów kwadratowych. W dużych pomieszczeniach konieczne jest podzielenie przestrzeni na strefy i dla każdego oddzielne odgałęzienie grzewcze.
- Odległość od ściany do pierwszej gałęzi wynosi 25 cm. Dopuszczalny skok zwojów rur w środku pomieszczenia wynosi do 30 cm, wzdłuż krawędzi iw strefach zimnych - 10-15 cm.
- Określenie maksymalnej długości rury do ogrzewania podłogowego powinno opierać się na średnicy cewki.
Dla konturu o przekroju 16 mm dopuszczalne jest maksimum 90 m, ograniczenie dla rurociągu o grubości 20 mm wynosi 120 m. Zgodność z normami zapewni normalne ciśnienie hydrauliczne w systemie.

Podstawowa formuła z wyjaśnieniami
Obliczanie długości konturu ogrzewanej podłogi odbywa się według wzoru:
L = S / n * 1, 1 + k,
Gdzie
- L jest pożądaną długością linii grzewczej;
- S to powierzchnia podłogi, która ma być pokryta;
- n jest krokiem układania;
- 1.1 - standardowy współczynnik dziesięcioprocentowego marginesu zgięcia;
- k - odległość kolektora od podłogi - uwzględnia się odległość do okablowania obwodu przy przepływie i powrocie.
Decydujące znaczenie obejmie obszar zasięgu i skręty.

Należy pamiętać, że nie zaleca się umieszczania rur grzewczych w dużych urządzeniach i meblach do zabudowy. Parametry wyznaczonych elementów należy odjąć od całkowitej powierzchni.
Aby znaleźć optymalną odległość między gałęziami, konieczne jest przeprowadzenie bardziej złożonych manipulacji matematycznych pod względem utraty ciepła z pomieszczenia.
Obliczenia termiczne z definicją skoku konturu
Gęstość rozmieszczenia rur wpływa bezpośrednio na ilość przepływu ciepła z systemu grzewczego. Aby określić wymagane obciążenie, konieczne jest obliczenie kosztów ciepła w zimie.

Moc systemu grzewczego określa wzór:
M = 1, 2 * Q,
Gdzie
- M - wydajność obwodu;
- Q - całkowita utrata ciepła w pomieszczeniu.
Wartość Q można rozłożyć na jej składniki: zużycie energii przez przegrodę budynku i koszty spowodowane działaniem systemu wentylacji. Zrozumiemy, jak obliczyć każdy ze wskaźników.
Straty ciepła przez elementy budynku
Konieczne jest określenie zużycia energii cieplnej dla wszystkich konstrukcji otaczających: ścian, sufitów, okien, drzwi itp. Wzór obliczeniowy:
Q1 = (S / R) * Δt,
Gdzie
- S to obszar elementu;
- R oznacza opór cieplny;
- Δt to różnica między temperaturą wewnątrz i na zewnątrz.
Przy określaniu Δt wskaźnik jest używany w najzimniejszym okresie roku.
Opór cieplny oblicza się w następujący sposób:
R = A / Kt,
Gdzie
- I - grubość warstwy, m;
- CT - współczynnik przewodności cieplnej, W / m * K.
W przypadku połączonych elementów konstrukcji należy zsumować opór wszystkich warstw.

Więcej wartości współczynnika przewodności cieplnej dla najpopularniejszych materiałów budowlanych podaliśmy w tabeli zawartej w następnym artykule.
Wentylacyjne straty ciepła
Aby obliczyć wskaźnik, stosuje się wzór:
Q2 = (V * K / 3600) * C * P * Δt,
Gdzie
- V - objętość pokoju, cub. m;
- K - kurs wymiany powietrza;
- C - pojemność cieplna powietrza, J / kg * K;
- P - gęstość powietrza w normalnej temperaturze pokojowej - 20 ° С.
Kurs wymiany powietrza w większości pokoi wynosi jeden. Wyjątek jest w domu z wewnętrzną barierą parową - aby utrzymać normalny mikroklimat, powietrze musi być aktualizowane dwa razy na godzinę.
Pojemność cieplna właściwa jest odniesieniem. W standardowej temperaturze bez ciśnienia wartość wynosi 1005 J / kg * K.

Całkowita utrata ciepła
Całkowita ilość strat ciepła w pomieszczeniu wyniesie: Q = Q1 * 1.1 + Q2 . Współczynnik 1, 1 - wzrost zużycia energii o 10% z powodu infiltracji powietrza przez pęknięcia, nieszczelności w konstrukcjach budynków.
Mnożąc otrzymaną wartość przez 1, 2, uzyskujemy wymaganą moc ogrzewania podłogowego w celu skompensowania strat ciepła. Korzystając z wykresu przepływu ciepła w funkcji temperatury chłodziwa, można określić odpowiedni skok i średnicę rury.

Dane dotyczą ciepłych podłóg na jastrychu cementowo-piaskowym o grubości 7 mm, materiałem powlekającym są płytki ceramiczne. W innych warunkach konieczne jest dostosowanie wartości, biorąc pod uwagę przewodność cieplną wykończenia.
Na przykład podczas układania dywanu wartość temperatury chłodziwa należy zwiększyć o 4-5 ° C. Każdy dodatkowy centymetr stołu obniża moc cieplną o 5-8%.
Ostateczny wybór długości konturu
Znajomość etapu układania cewek i pokrytego obszaru jest łatwa do określenia przepływu rur. Jeśli uzyskana wartość jest większa niż dopuszczalna wartość, konieczne jest wyposażenie kilku konturów.
Optymalnie, jeśli pętle mają tę samą długość - niczego nie dostosowuj i nie balansuj. Однако на практике чаще возникает необходимость разрыва отопительной магистрали на разные участки.

Конкретный пример расчета отопительной ветки
Предположим, что требуется определить параметры теплового контура для дома площадью 60 квадратных метров.
Для расчета понадобятся следующие данные и характеристики:
- габариты помещения: высота – 2, 7 м, длина и ширина – 10 и 6 м соответственно;
- в доме 5 металлопластиковых окна по 2 кв. м;
- внешние стены – газобетон, толщина – 50 см, Кт=0, 20 Вт/мК;
- дополнительное утепление стен – пеноплистирол 5 см, Кт=0, 041 Вт/мК;
- материал потолочного перекрытия – ж/б плита, толщина – 20 см, Кт=1, 69 Вт/мК;
- утепление чердака – плиты пенополистирола толщиной 5 см;
- габариты входной двери – 0, 9*2, 05 м, теплоизоляция – пенополиуретан, слой – 10 см, Кт=0, 035 Вт/мК.
Далее рассмотрим пошаговый пример выполнения расчета.
Шаг 1 - расчет теплопотерь через конструктивные элементы
Термическое сопротивление стеновых материалов:
- газобетон: R1=0, 5/0, 20=2, 5 кв.м*К/Вт;
- пенополистирол: R2=0.05/0.041=1.22 кв.м*К/Вт.
Термосопротивление стены в целом составляет: 2, 5+1, 22=3, 57 кв. м*К/Вт. Среднюю температуру в доме принимаем за +23 °C, минимальную на улице 25 °C со знаком минус. Разница показателей – 48 °C.
Вычисление общей площади стены: S1=2, 7*10*2+2, 7*6*2=86, 4 кв. м. От полученного показателя необходимо отнять величину окон и двери: S2=86, 4-10-1, 85=74, 55 кв. m
Подставляя полученные показатели в формулу, получим стеновые теплопотери: Qc=74, 55/3, 57*48=1002 Вт

Итоговое термическое сопротивление потолка равно: 0, 2/1, 69+0, 05/0, 041=0, 118+1, 22=1, 338 кв. м*К/Вт. Теплопотери составят: Qп=60/1, 338*48=2152 Вт.
Чтобы подсчитать утечку тепла через окна необходимо определить средневзвешенное значение теплового сопротивления материалов: стеклопакета – 0, 5 и профиля – 0, 56 кв. м*К/Вт соответственно.
Rо=0, 56*0, 1+0, 5*0, 9=0, 56 кв.м*К/Вт. Здесь 0, 1 и 0, 9 – доля каждого материала в оконной конструкции.
Теплопотери окна: Qо=10/0, 56*48=857 Вт.
С учетом теплоизоляции двери ее тепловое сопротивление составит: Rд=0, 1/0, 035=2, 86 кв. м*К/Вт. Qд=(0, 9*2, 05)/2, 86*48=31 Вт.
Итого теплопотери через ограждающие элементы равны: 1002+2152+857+31=4042 Вт. Результат надо увеличить на 10%: 4042*1, 1=4446 Вт.
Шаг 2 - тепло на обогрев + общие теплопотери
Сначала вычислим расход тепла на обогрев поступающего воздуха. Объем помещения: 2, 7*10*6=162 куб. м. Соответственно вентиляционные теплопотери составят: (162*1/3600)*1005*1, 19*48=2583 Вт.
По данным параметрам помещения, суммарные тепловые издержки составят: Q=4446+2583=7029 Вт.
Шаг 3 - необходимая мощность теплового контура
Рассчитываем оптимальную мощность контура, необходимую для возмещения теплопотерь: N=1.2*7029=8435 Вт.
Далее: q=N/S=8435/60=141 Вт/кв.м.

Шаг 4 - определение шага укладки и длины контура
Полученное значение сравниваем с графиком зависимости. Если температура теплоносителя в системе составляет 40 °C, то подойдет контур с параметрами: шаг – 100 мм, диаметр – 20 мм.
Если в магистрали циркулирует вода, разогретая до 50 °C, то интервал между ветками можно увеличить до 15 см и использовать трубу сечением 16 мм.
Считаем длину контура: L=60/0, 15*1, 1=440 м.
Отдельно необходимо учесть расстояние от коллекторов до тепловой системы.
Как видно из расчетов, для обустройства водяного пола придется делать не менее четырех петель отопления. А как правильно уложить и закрепить трубы, а также другие секреты монтажа мы рассмотрели здесь.
Wnioski i przydatne wideo na ten temat
Наглядные видеообзоры помогут сделать предварительный расчет длины и шага теплового контура.
Выбор наиболее эффективного расстояния между ветками напольной системы отопления:
Пособие о том, как узнать длину петли эксплуатируемого теплого пола:
Методику расчета нельзя назвать простой. Одновременно следует учитывать множество факторов, влияющих на параметры контура. Если водяной пол планируется использовать как единственный источник тепла, то эту работу лучше доверить профессионалам – ошибки на этапе планирования могут дорого обойтись .
Подсчитываете необходимый метраж труб для теплого пола и их оптимальный диаметр самостоятельно? Может у вас остались вопросы, которые мы не затронули в этом материале? Задавайте их нашим экспертам в блоке комментариев.
Если вы специализируетесь на расчете труб для обустройства водяного теплого пола и у вас есть, что добавить к изложенному выше материалу, пишите, пожалуйста, свои замечания ниже под статьей.