Kako izračunati grijani pod na primjeru vodenog sustava

Na učinkovitost podnog grijanja utječu mnogi čimbenici.Bez njihovog uzimanja u obzir, čak i ako je sustav ispravno instaliran i za njegovu izradu korišteni najsuvremeniji materijali, stvarna toplinska učinkovitost neće ispuniti očekivanja.

Iz tog razloga, instalacijskom radu mora prethoditi kompetentan izračun grijanog poda, a tek tada se može zajamčiti dobar rezultat.

Izrada projekta sustava grijanja nije jeftina, tako da mnogi domaći majstori sami provode izračune. Slažem se, ideja o smanjenju troškova ugradnje grijanih podova čini se vrlo primamljivom.

Reći ćemo vam kako izraditi projekt, koje kriterije treba uzeti u obzir pri odabiru parametara sustava grijanja i opisati metodu izračuna korak po korak. Radi jasnoće, pripremili smo primjer izračuna grijanog poda.

Početni podaci za izračun

U početku, pravilno planirani tijek projektiranja i instalacijskih radova će eliminirati iznenađenja i neugodne probleme u budućnosti.

Prilikom izračunavanja grijanog poda morate poći od sljedećih podataka:

• zidni materijal i značajke dizajna;
• dimenzije prostorije u planu;
• vrsta završnog premaza;
• nacrti vrata, prozora i njihovo postavljanje;
• raspored konstruktivnih elemenata u tlocrtu.

Za izvođenje kompetentnog dizajna potrebno je uzeti u obzir utvrđeni temperaturni režim i mogućnost njegove prilagodbe.

Da bi se izvršio grubi izračun, pretpostavlja se da je 1 m² sustav grijanja mora nadoknaditi gubitak topline od 1 kW.Ako se krug grijanja vode koristi kao dodatak glavnom sustavu, tada mora pokriti samo dio gubitka topline

Postoje preporuke koje se odnose na temperaturu poda koja osigurava ugodan boravak u prostorijama različitih namjena:

• 29°C - dnevni sektor;
• 33°C- kupka, sobe s bazenom i druge s visokom vlagom;
• 35°C — hladne zone (na ulaznim vratima, vanjskim zidovima itd.).

Prekoračenje ovih vrijednosti povlači za sobom pregrijavanje i samog sustava i završnog premaza, praćeno neizbježnim oštećenjem materijala.

Nakon što ste izvršili preliminarne izračune, možete odabrati optimalnu temperaturu rashladne tekućine prema svojim osobnim osjećajima, odrediti opterećenje kruga grijanja i kupiti crpnu opremu koja se savršeno nosi s poticanjem kretanja rashladne tekućine. Odabire se s marginom od 20% protoka rashladnog sredstva.

Potrebno je puno vremena za zagrijavanje estriha s kapacitetom većim od 7 cm, stoga se prilikom postavljanja vodenih sustava pokušava ne prekoračiti navedena granica. Podna keramika smatra se najprikladnijim premazom za vodene podove, grijani podovi se ne polažu ispod parketa zbog njegove ultra niske toplinske vodljivosti

U fazi projektiranja trebali biste odlučiti hoće li grijani pod biti glavni dobavljač topline ili će se koristiti samo kao dodatak grani radijatorskog grijanja. O tome ovisi udio gubitaka toplinske energije koje mora nadoknaditi. Može se kretati od 30% do 60% s varijacijama.

Vrijeme zagrijavanja vodenog poda ovisi o debljini elemenata uključenih u estrih. Voda kao rashladno sredstvo je vrlo učinkovita, ali je sam sustav teško instalirati.

Određivanje parametara grijanog poda

Svrha proračuna je dobivanje vrijednosti toplinskog opterećenja. Rezultat ovog izračuna utječe na sljedeće poduzete korake. S druge strane, na toplinsko opterećenje utječu prosječna zimska temperatura u određenoj regiji, očekivana temperatura u prostorijama i koeficijent prolaza topline stropa, zidova, prozora i vrata.

Uzrok gubitka topline su loše izolirani zidovi, prozori i vrata kuće. Najveći postotak topline gubi se kroz ventilacijski sustav i krov (+)

Konačni rezultat izračuna prije uređaj za podno grijanje vrsta vode također će ovisiti o prisutnosti dodatnih uređaja za grijanje, uključujući emisiju topline ljudi koji žive u kući i kućnih ljubimaca. U izračunu se mora uzeti u obzir prisutnost infiltracije.

Jedan od važnih parametara je konfiguracija prostorija, pa će vam trebati tlocrt kuće i pripadajućih dijelova.

Metoda proračuna toplinskih gubitaka

Nakon što ste odredili ovaj parametar, saznat ćete koliko topline treba generirati pod za ugodan boravak ljudi u prostoriji, a moći ćete odabrati kotao, pumpu i pod prema snazi. Drugim riječima: toplina koju ispuštaju krugovi grijanja mora nadoknaditi gubitak topline zgrade.

Odnos između ova dva parametra izražava se formulom:

MP = 1,2 x Q, Gdje

• MP - potrebna snaga kruga;
• Q - Gubitak topline.

Za određivanje drugog pokazatelja provode se mjerenja i izračuni površine prozora, vrata, stropova i vanjskih zidova. Budući da će se pod grijati, površina ove ograde se ne uzima u obzir. Mjerenja se vrše izvana, uključujući kutove zgrade.

Izračun će uzeti u obzir i debljinu i toplinsku vodljivost svake strukture. Standardne vrijednosti koeficijent toplinske vodljivosti (λ) za najčešće korištene materijale mogu se uzeti iz tablice.

Iz tablice možete uzeti vrijednost koeficijenta za izračun. Važno je od dobavljača saznati vrijednost toplinske otpornosti materijala ako su ugrađeni prozori od metalne plastike (+)

Gubitak topline izračunava se zasebno za svaki građevinski element prema formuli:

Q = 1/R*(tv-tn)*S x (1+∑b), Gdje

• R — toplinska otpornost materijala od kojeg je izrađena zagradna konstrukcija;
• S — područje strukturnog elementa;
• tv i tn — unutarnje i vanjske temperature, pri čemu se drugi pokazatelj uzima prema najnižoj vrijednosti;
• b — dodatni gubici topline povezani s orijentacijom zgrade u odnosu na kardinalne smjerove.

Indeks toplinske otpornosti (R) dobiva se dijeljenjem debljine konstrukcije s koeficijentom toplinske vodljivosti materijala od kojeg je izrađena.

Vrijednost koeficijenta b ovisi o orijentaciji kuće:

• 0,1 - sjever, sjeverozapad ili sjeveroistok;
• 0,05 - zapad, jugoistok;
• 0 - jug, jugozapad.

Ako razmotrimo pitanje pomoću bilo kojeg primjera izračuna vodenog grijanog poda, postaje jasnije.

Konkretan primjer izračuna

Recimo, zidovi kuće za nestalni boravak, debljine 20 cm, izrađeni su od blokova gaziranog betona. Ukupna površina ogradnih zidova bez otvora za prozore i vrata je 60 m². Vanjska temperatura -25°S, unutarnja +20°S, dizajn je orijentiran na jugoistok.

S obzirom da je koeficijent toplinske vodljivosti blokova λ = 0,3 W/(m°*C), moguće je izračunati gubitak topline kroz zidove: R=0,2/0,3= 0,67 m²°C/W.

Gubici topline također se promatraju kroz sloj žbuke. Ako je njegova debljina 20 mm, onda Rpcs. = 0,02/0,3 = 0,07 m²°C/W. Zbroj ova dva pokazatelja dat će vrijednost gubitka topline kroz zidove: 0,67+0,07 = 0,74 m²°C/W.

Imajući sve početne podatke, zamijenimo ih u formulu i dobijemo gubitak topline prostorije sa sljedećim zidovima: Q = 1/0,74*(20 - (-25)) *60*(1+0,05) = 3831,08 W .

Na isti način izračunava se gubitak topline kroz druge ograde: prozore, vrata, krovište.

Toplina koju emitiraju krugovi grijanja možda neće biti dovoljna za zagrijavanje zraka u kući na potrebnu vrijednost ako je njihova snaga podcijenjena. Ako postoji višak snage, doći će do prekomjerne potrošnje rashladnog sredstva

Za određivanje gubitka topline kroz strop, njegov toplinski otpor uzima se jednak vrijednosti za planiranu ili postojeću vrstu izolacije: R = 0,18/0,041 = 4,39 m²°C / W.

Površina stropa je identična površini poda i iznosi 70 m². Zamjenom ovih vrijednosti u formulu dobiva se gubitak topline kroz gornju ovojnicu zgrade: Q znoj. = 1/4,39*(20 - (-25))* 70* (1+0,05) = 753,42 W.

Da biste odredili gubitak topline kroz površinu prozora, morate izračunati njihovu površinu. Ako postoje 4 prozora širine 1,5 m i visine 1,4 m, njihova će ukupna površina biti: 4 * 1,5 * 1,4 = 8,4 m².

Ako proizvođač zasebno navede toplinski otpor za staklo i profil - 0,5 odnosno 0,56 m²°C/W, tada je Rocon = 0,5*90+0,56*10)/100 = 0,56 m²°C/ uto Ovdje su 90 i 10 udio po svakom elementu prozora.

Na temelju dobivenih podataka nastavljaju se daljnji izračuni: Qwindow = 1/0,56*(20 - (-25))*8,4*(1+0,05) = 708,75 W.

Vanjska vrata imaju površinu od 0,95 * 2,04 = 1,938 m². Zatim Rdv. = 0,06/0,14 = 0,43 m²°C/W. Q vrata = 1/0,43*(20 - (-25))* 1,938*(1+0,05) = 212,95 W.

Budući da se vanjska vrata često otvaraju, kroz njih se gubi velika količina topline. Stoga je važno osigurati da se čvrsto zatvore.

Kao rezultat toga, gubitak topline će biti: Q = 3831,08 +753,42 + 708,75 + 212,95 + 7406,25 = W.

Ovom rezultatu dodajte još 10% za infiltraciju zraka, tada Q = 7406,25 + 740,6 = 8146,85 W.

Sada možete odrediti toplinsku snagu poda: Mp = 1.*8146,85 = 9776,22 W ili 9,8 kW.

Potrebna toplina za zagrijavanje zraka

Ako je kuća opremljen ventilacijskim sustavom, tada se dio topline koju oslobađa izvor mora potrošiti na zagrijavanje zraka koji dolazi izvana.

Za izračun se koristi formula:

Qv. = c*m*(tv—tn), Gdje

• c = 0,28 kg⁰S i označava toplinski kapacitet zračne mase;
• m Simbol označava maseni protok vanjskog zraka u kg.

Posljednji parametar dobiva se množenjem ukupnog volumena zraka, jednakog volumenu svih prostorija, pod uvjetom da se zrak obnavlja svakih sat vremena, s gustoćom koja varira ovisno o temperaturi.

Na grafikonu je prikazana ovisnost gustoće zraka o njegovoj temperaturi.Podaci su potrebni za izračun količine topline potrebne za zagrijavanje zračne mase koja ulazi u kuću kao rezultat prisilne ventilacije (+)

Ako zgrada prima 400 m³/h, tada m=400*1,422 = 568,8 kg/h. Qv. = 0,28*568,8*45 = 7166,88 W.

U tom će se slučaju potrebna toplinska snaga poda značajno povećati.

Izračun potrebnog broja cijevi

Za ugradnju vodeno grijanog poda odaberite drugačije metode polaganja cijevi, razlikuju se u obliku: tri vrste zmija - stvarna zmija, kutna, dvostruka i puž. U jednom montiranom krugu može postojati kombinacija različitih oblika. Ponekad se za središnje područje poda odabere "puž", a za rubove jedna od vrsta "zmije".

"Puž" je racionalan izbor za velike sobe s jednostavnom geometrijom. U sobama koje su vrlo izdužene ili imaju složene obrise, bolje je koristiti "zmiju" (+)

Razmak između cijevi naziva se korak. Prilikom odabira ove opcije morate zadovoljiti dva zahtjeva: vaša noga ne smije osjećati temperaturnu razliku u pojedinim dijelovima poda i trebate koristiti cijevi što učinkovitije.

Za granične zone poda preporuča se koristiti korak od 100 mm. U ostalim područjima možete odabrati korak od 150 do 300 mm.

Bitna je toplinska izolacija poda. U prizemlju njegova debljina trebala bi doseći najmanje 100 mm. U tu svrhu koristite mineralnu vunu ili ekstrudiranu polistirensku pjenu.

Za izračunavanje duljine cijevi postoji jednostavna formula:

L = S/N*1,1, Gdje

• S — konturno područje;
• N — korak polaganja;
• 1,1 — margina za savijanje 10%.

Konačnoj vrijednosti dodaje se dio cijevi položen od kolektora do razvoda toplog kruga i na povratu i na dovodu.

Primjer izračuna.

Početne vrijednosti:

• kvadrat - 10 m²;
• udaljenost do kolektora - 6 m;
• korak polaganja - 0,15 m.

Rješenje problema je jednostavno: 10/0,15*1,1+(6*2) = 85,3 m.

Kada se koriste metalno-plastične cijevi duljine do 100 m, najčešće se odabire promjer od 16 ili 20 mm. S duljinom cijevi od 120-125 m, njegov poprečni presjek trebao bi biti 20 mm².

Dizajn s jednim krugom prikladan je samo za sobe s malom površinom. Pod u velikim sobama podijeljen je na nekoliko kontura u omjeru 1: 2 - duljina strukture trebala bi biti 2 puta veća od širine.

Prethodno izračunata vrijednost je opseg podne cijevi općenito. Međutim, da biste dovršili sliku, potrebno je istaknuti duljinu zasebne konture.

Na ovaj parametar utječe hidraulički otpor kruga, određen promjerom odabranih cijevi i volumenom dovedene vode po jedinici vremena. Ako se ti čimbenici zanemare, gubitak tlaka bit će toliki da nijedna pumpa neće prisiliti rashladno sredstvo da cirkulira.

Određivanje protoka cijevi ovisno o odabranom koraku polaganja

Konture iste duljine su idealan slučaj, ali u praksi se rijetko susreću, jer je površina prostorija za različite namjene vrlo različita i jednostavno je nepraktično smanjiti duljinu kontura na jednu vrijednost. Profesionalci dopuštaju razliku u duljini cijevi od 30 do 40%.

Promjer kolektora i propusnost jedinice za miješanje određuju dopušteni broj petlji povezanih s njim. U putovnici jedinice za miješanje uvijek možete pronaći količinu toplinskog opterećenja za koju je dizajnirana.

Recimo koeficijent propusnosti (Kvs) jednaka je 2,23 m³/h. S ovim koeficijentom određeni modeli pumpi mogu izdržati opterećenje od 10 do 15 W.

Da biste odredili broj krugova, morate izračunati toplinsko opterećenje svakog od njih.Ako je površina koju zauzima grijani pod 10 m², a prijenos topline 1 m², tada je indikator Kvs je 80 W, tada je 10*80 = 800 W. To znači da će jedinica za miješanje moći osigurati 15 000/800 = 18,8 prostorija ili krugova s ​​površinom od 10 m².

Ove brojke su maksimalne i mogu se primijeniti samo teoretski, ali u stvarnosti brojku treba smanjiti za najmanje 2, a zatim 18 - 2 = 16 krugova.

Obavezno tijekom odabira jedinica za miješanje (kolektor) vidjeti ima li toliki broj zaključaka.

Provjera pravilnog odabira promjera cijevi

Da biste provjerili je li poprečni presjek cijevi ispravno odabran, možete koristiti formulu:

υ = 4*Q*10ᶾ/n*d²

Kada brzina odgovara pronađenoj vrijednosti, poprečni presjek cijevi je ispravno odabran. Regulatorni dokumenti dopuštaju maksimalnu brzinu od 3 m/sek. s promjerom do 0,25 m, ali optimalna vrijednost je 0,8 m/s, budući da se s povećanjem njegove vrijednosti povećava učinak buke u cjevovodu.

Dodatne informacije o proračunu cijevi za podno grijanje dane su u ovaj članak.

Proračun cirkulacijske pumpe

Da bi sustav bio ekonomičan, potrebno je odaberite cirkulacijsku pumpu, osiguravajući potreban tlak i optimalan protok vode u krugovima. Putovnice pumpe obično pokazuju tlak u krugu najveće duljine i ukupni protok rashladne tekućine u svim petljama.

Na tlak utječu hidraulički gubici:

∆h = L*Q²/k1, Gdje

• L — duljina konture;
• Q — potrošnja vode l/sek;
• k1 - koeficijent koji karakterizira gubitke u sustavu; indikator se može uzeti iz referentnih tablica na hidraulici ili iz putovnice opreme.

Znajući veličinu pritiska, izračunati protok u sustavu:

Q = k*√H, Gdje

k je koeficijent protoka.Profesionalci pretpostavljaju da je protok za svakih 10 m² kuće unutar 0,3-0,4 l/s.

Među komponentama toplog vodenog poda, posebna se uloga daje cirkulacijskoj pumpi. Samo jedinica čija je snaga 20% veća od stvarnog protoka rashladne tekućine moći će prevladati otpor u cijevima

Podaci o tlaku i protoku navedeni u putovnici ne mogu se shvatiti doslovno - ovo je maksimum, ali zapravo na njih utječu duljina i geometrija mreže. Ako je tlak previsok, smanjite duljinu kruga ili povećajte promjer cijevi.

Preporuke za odabir debljine estriha

U referentnim knjigama možete pronaći informacije da je minimalna debljina estriha 30 mm. Kada je prostorija dosta visoka, ispod estriha se postavlja izolacija, čime se povećava učinkovitost iskorištenja topline koju odaje krug grijanja.

Najpopularniji materijal za podlogu je ekstrudirana polistirenska pjena. Njegov otpor prijenosu topline znatno je manji nego kod betona.

Prilikom postavljanja estriha, kako bi se uravnotežilo linearno širenje betona, perimetar prostorije ukrašen je prigušnom trakom. Važno je odabrati pravu debljinu. Stručnjaci savjetuju da za prostoriju koja ne prelazi 100 m² postavite kompenzacijski sloj od 5 mm.

Ako su vrijednosti površine veće zbog duljine veće od 10 m, debljina se izračunava prema formuli:

b = 0,55*L, Gdje

L je duljina sobe u m.

Zaključci i koristan video na tu temu

Ovaj video govori o proračunu i postavljanju grijanog hidrauličkog poda:

Videozapis daje praktične preporuke za postavljanje poda. Informacije će vam pomoći da izbjegnete pogreške koje obično rade amateri:

Izračun omogućuje projektiranje sustava "toplog poda" s optimalnim pokazateljima učinka. Dopušteno je instalirati grijanje koristeći podatke i preporuke putovnice.

Radit će, ali stručnjaci savjetuju da još uvijek trošite vrijeme na izračune kako bi sustav u konačnici trošio manje energije.

Imate li iskustva u proračunu podnog grijanja i izradi nacrta kruga grijanja? Ili još uvijek imate pitanja o temi? Podijelite svoje mišljenje i ostavite komentare.