Proračun cijevi za grijane podove: izbor cijevi prema parametrima, izbor koraka polaganja + primjer izračuna
Unatoč složenosti instalacije, podno grijanje pomoću vodenog kruga smatra se jednim od najisplativijih načina grijanja prostorije. Da bi sustav funkcionirao što je moguće učinkovitije i da ne uzrokuje kvarove, potrebno je pravilno izračunati cijevi za grijane podove - odrediti duljinu, korak petlje i shemu polaganja kruga.
Udobnost korištenja grijanja vode uvelike ovisi o ovim pokazateljima. Upravo ćemo ta pitanja ispitati u našem članku - reći ćemo vam kako odabrati najbolju opciju za cijevi, uzimajući u obzir tehničke karakteristike svake vrste. Također, nakon čitanja ovog članka, moći ćete odabrati ispravan korak ugradnje i izračunati potrebni promjer i duljinu konture grijanog poda za određenu sobu.
Sadržaj članka:
Parametri za proračun toplinske petlje
U fazi projektiranja potrebno je riješiti niz pitanja koja određuju značajke dizajna topli pod i način rada - odaberite debljinu estriha, pumpu i drugu potrebnu opremu.
Tehnički aspekti organiziranja grane grijanja uvelike ovise o njegovoj namjeni. Osim svrhe, za točan izračun snimke vodenog kruga trebat će vam niz pokazatelja: područje pokrivenosti, gustoća toplinskog toka, temperatura rashladne tekućine, vrsta podne obloge.
Područje pokrivenosti cijevi
Prilikom određivanja dimenzija baze za polaganje cijevi, uzmite u obzir prostor koji nije zatrpan velikom opremom i ugrađenim namještajem. Potrebno je unaprijed razmisliti o rasporedu predmeta u sobi.
Tok topline i temperatura rashladnog sredstva
Gustoća toplinskog toka je izračunati pokazatelj koji karakterizira optimalnu količinu toplinske energije za grijanje prostorije. Vrijednost ovisi o nizu čimbenika: toplinskoj vodljivosti zidova, stropova, površini ostakljenja, prisutnosti izolacije i stupnju izmjene zraka. Na temelju protoka topline određuje se korak polaganja petlje.
Maksimalna temperatura rashladnog sredstva je 60 °C. Međutim, debljina estriha i podne obloge smanjuju temperaturu - zapravo se na površini poda opaža oko 30-35 ° C. Razlika između indikatora temperature na ulazu i izlazu kruga ne smije biti veća od 5 °C.
Vrsta podnice
Završna obrada utječe na učinkovitost sustava. Optimalna toplinska vodljivost pločica i porculanskog kamena - površina se brzo zagrijava.Dobar pokazatelj učinkovitosti vodenog kruga pri korištenju laminata i linoleuma bez sloja toplinske izolacije. Drvene obloge imaju najmanju toplinsku vodljivost.
Stupanj prijenosa topline također ovisi o materijalu za punjenje. Sustav je najučinkovitiji kada se koristi teški beton s prirodnim agregatom, primjerice sitnim morskim kamenčićima.
Prilikom izračunavanja cijevi za grijane podove, trebali biste uzeti u obzir utvrđene standarde za temperaturni režim premaza:
- 29 °C - dnevna soba;
- 33 °C – sobe s visokom vlagom;
- 35 °C – zone prolaza i hladne zone – područja uz krajnje zidove.
Klimatske značajke regije igrat će važnu ulogu u određivanju gustoće vodenog kruga. Pri proračunu toplinskih gubitaka mora se uzeti u obzir minimalna temperatura zimi.
Kao što pokazuje praksa, preliminarna izolacija cijele kuće pomoći će smanjiti opterećenje. Ima smisla prvo toplinski izolirati prostoriju, a zatim početi izračunavati gubitak topline i parametre cijevnog kruga.
Ocjena tehničkih svojstava pri izboru cijevi
Zbog nestandardnih radnih uvjeta, visoki zahtjevi se postavljaju na materijal i veličinu spirale vodenog poda:
- kemijska inertnost, otpornost na korozijske procese;
- Apsolutno glatka unutarnja prevlaka, nije sklona stvaranju naslaga kamenca;
- snaga – zidovi su stalno izloženi rashladnoj tekućini iznutra, a estrih izvana; cijev mora izdržati pritisak do 10 bara.
Poželjno je da grana grijanja ima malu specifičnu težinu.Pita vodenog poda već značajno opterećuje strop, a teški cjevovod samo će pogoršati situaciju.
Tri kategorije valjanih cijevi ispunjavaju navedene zahtjeve u jednom ili drugom stupnju: umreženi polietilen, metal-plastika i bakar.
Opcija #1 - umreženi polietilen (PEX)
Materijal ima mrežastu strukturu molekularnih veza sa širokim stanicama. Modificirani polietilen razlikuje se od konvencionalnog polietilena u prisutnosti i uzdužnih i poprečnih ligamenata. Ova struktura povećava specifičnu težinu, mehaničku čvrstoću i kemijsku otpornost.
Vodeni krug izrađen od PEX cijevi ima niz prednosti:
- visoka elastičnost, omogućujući ugradnju zavojnice s malim radijusom zavoja;
- sigurnost – kada se zagrijava, materijal ne emitira štetne komponente;
- otpornost na toplinu: omekšavanje – od 150 °C, taljenje – 200 °C, izgaranje – 400 °C;
- održava strukturu tijekom temperaturnih fluktuacija;
- otpornost na oštećenja - biološki razarači i kemijski reagensi.
Cjevovod zadržava svoju izvornu propusnost - na stijenkama se ne taloži talog. Procijenjeni životni vijek PEX sklopa je 50 godina.
Postoje četiri grupe proizvoda:
- PEX-a – peroksidno umrežavanje. Postiže se najtrajnija i ujednačena struktura s gustoćom veze do 75%.
- PEX-b – umrežavanje silanom. Tehnologija koristi silanide - otrovne tvari koje su neprihvatljive za uporabu u kućanstvu. Proizvođači vodovodnih proizvoda zamjenjuju ga sigurnim reagensom. Za ugradnju su prihvatljive cijevi s higijenskim certifikatom. Gustoća umrežavanja – 65-70%.
- PEX-c – metoda zračenja. Polietilen se zrači strujom gama zraka ili elektrona. Kao rezultat toga, obveznice su zbijene do 60%. Nedostaci PEX-c: nesigurna uporaba, neravnomjerno umrežavanje.
- PEX-d – nitriranje. Reakcija stvaranja mreže događa se zbog dušikovih radikala. Izlaz je materijal s gustoćom umreženosti od oko 60-70%.
Karakteristike čvrstoće PEX cijevi ovise o načinu umrežavanja polietilena.
Ako ste se odlučili za cijevi od umreženog polietilena, preporučujemo da se upoznate pravila uređenja sustavi podnog grijanja od njih.
Opcija # 2 - metal-plastika
Lider u valjanim cijevima za ugradnju grijanih podova je metal-plastika. Strukturno, materijal uključuje pet slojeva.
Metal povećava čvrstoću voda, smanjuje brzinu toplinskog širenja i djeluje kao antidifuzijska barijera - blokira protok kisika u rashladnu tekućinu.
Značajke metalno-plastičnih cijevi:
- dobra toplinska vodljivost;
- sposobnost održavanja zadane konfiguracije;
- radna temperatura uz očuvanje svojstava – 110 °C;
- niska specifična težina;
- bešumno kretanje rashladne tekućine;
- sigurnost uporabe;
- otpornost na koroziju;
- vijek trajanja - do 50 godina.
Nedostatak kompozitnih cijevi je nedopustivost savijanja oko osi.Ponovljenim uvijanjem postoji opasnost od oštećenja aluminijskog sloja. Preporučujemo da pročitate ispravna tehnologija ugradnje metal-plastične cijevi, koje će pomoći u izbjegavanju oštećenja.
Opcija # 3 - bakrene cijevi
Što se tiče tehničkih i operativnih karakteristika, žuti metal će biti najbolji izbor. Međutim, njegova je potražnja ograničena visokom cijenom.
Osim što su skupi, bakreni cjevovod ima i dodatni nedostatak - složenost montaža. Za savijanje konture trebat će vam stroj za prešanje ili savijač cijevi.
Opcija # 4 - polipropilen i nehrđajući čelik
Ponekad se grana za grijanje stvara od polipropilena ili valovitih cijevi od nehrđajućeg čelika. Prva opcija je pristupačna, ali prilično kruta u savijanju - minimalni radijus je osam puta veći od promjera proizvoda.
To znači da će cijevi standardne veličine od 23 mm morati biti postavljene na udaljenosti od 368 mm jedna od druge - povećani korak polaganja neće osigurati ravnomjerno zagrijavanje.
Mogući načini postavljanja konture
Da biste odredili potrošnju cijevi za uređenje grijanog poda, trebali biste odlučiti o rasporedu vodenog kruga. Glavni zadatak planiranja rasporeda je osigurati ravnomjerno zagrijavanje, uzimajući u obzir hladna i negrijana područja prostorije.
Metoda broj 1 - zmija
Rashladna tekućina se dovodi u sustav duž zida, prolazi kroz zavojnicu i vraća se razvodni razvodnik. U tom slučaju pola prostorije se grije toplom vodom, a ostatak rashlađenom vodom.
Kod polaganja zmijom nemoguće je postići ravnomjerno zagrijavanje - temperaturna razlika može doseći 10 ° C. Metoda je primjenjiva u uskim prostorima.
Dvostruka zmija omogućuje blaži prijelaz temperature. Prednji i obrnuti krugovi idu paralelno jedan s drugim.
Metoda # 2 - puž ili spirala
Ovo se smatra optimalnom shemom koja osigurava ravnomjerno zagrijavanje podne obloge. Izravne i obrnute grane polažu se naizmjenično.
Za velika područja provodi se kombinirana shema. Površina je podijeljena na sektore i za svaki je razvijen poseban krug, koji vodi do zajedničkog kolektora. U središtu prostorije cjevovod je postavljen poput puža, a duž vanjskih zidova - poput zmije.
Imamo još jedan članak na našoj web stranici u kojem smo detaljno raspravljali instalacijski dijagrami podnog grijanja i dao preporuke o odabiru optimalne opcije ovisno o karakteristikama pojedine prostorije.
Metoda proračuna cijevi
Kako se ne biste zbunili u izračunima, predlažemo da rješenje problema podijelite u nekoliko faza.Prije svega, potrebno je procijeniti gubitak topline prostorije, odrediti korak polaganja, a zatim izračunati duljinu kruga grijanja.
Principi projektiranja sklopova
Kada započnete izračune i izradite skicu, trebali biste se upoznati s osnovnim pravilima za mjesto kruga vode:
- Preporučljivo je postaviti cijevi duž otvora prozora - to će značajno smanjiti gubitak topline zgrade.
- Preporučeno područje pokrivanja jednog kruga vode je 20 četvornih metara. m. U velikim sobama potrebno je podijeliti prostor u zone i postaviti zasebnu granu grijanja za svaku.
- Udaljenost od zida do prve grane je 25 cm, dopušteni korak zavoja cijevi u središtu prostorije je do 30 cm, duž rubova iu hladnim zonama - 10-15 cm.
- Određivanje maksimalne duljine cijevi za podno grijanje treba se temeljiti na promjeru zavojnice.
Za krug s poprečnim presjekom od 16 mm nije dopušteno više od 90 m, granica za cjevovod debljine 20 mm je 120 m. Usklađenost sa standardima osigurat će normalan hidraulički tlak u sustavu.
Osnovna formula s objašnjenjima
Duljina konture grijanog poda izračunava se pomoću formule:
L=S/n*1,1+k,
Gdje:
- L — potrebna duljina glavnog grijanja;
- S – natkrivena podna površina;
- n – korak polaganja;
- 1,1 – standardni faktor od deset posto rezerve savijanja;
- k – udaljenost kolektora od poda – uzima se u obzir udaljenost do ožičenja dovodnog i povratnog kruga.
Područje pokrivenosti i nagib zavoja igrat će odlučujuću ulogu.
Treba imati na umu da se ne preporučuje postavljanje cijevi za grijanje ispod velikih kućanskih aparata i ugrađenog namještaja. Parametri označenih stavki moraju se oduzeti od ukupne površine.
Da biste odabrali optimalnu udaljenost između grana, potrebno je izvršiti složenije matematičke manipulacije, radeći s gubitkom topline prostorije.
Toplinskotehnički proračun s određivanjem koraka kruga
Gustoća cijevi izravno utječe na količinu toplinskog toka koji proizlazi iz sustava grijanja. Za određivanje potrebnog opterećenja potrebno je izračunati troškove topline zimi.
Snaga sustava grijanja određena je formulom:
M=1,2*Q,
Gdje:
- M – performanse kruga;
- Q – ukupni toplinski gubitak prostorije.
Vrijednost Q može se rastaviti na komponente: potrošnja energije kroz ogradne konstrukcije i troškovi uzrokovani radom ventilacijskog sustava. Hajde da shvatimo kako izračunati svaki od pokazatelja.
Gubitak topline kroz građevne elemente
Potrebno je odrediti potrošnju toplinske energije za sve ogradne konstrukcije: zidove, stropove, prozore, vrata itd. Formula za izračun:
Q1=(S/R)*Δt,
Gdje:
- S – područje elementa;
- R – toplinska otpornost;
- Δt – razlika između unutarnje i vanjske temperature.
Pri određivanju Δt koristi se pokazatelj za najhladnije doba godine.
Toplinski otpor izračunava se na sljedeći način:
R=A/Kt,
Gdje:
- A – debljina sloja, m;
- CT – koeficijent toplinske vodljivosti, W/m*K.
Za kombinirane elemente konstrukcije, otpor svih slojeva mora se zbrojiti.
Dali smo više vrijednosti koeficijenta toplinske vodljivosti za najpopularnije građevinske materijale u priloženoj tablici u sljedećem članku.
Ventilacijski gubitak topline
Za izračun pokazatelja koristi se formula:
Q2=(V*K/3600)*C*P*Δt,
Gdje:
- V – volumen prostorije, kubični metri. m;
- K – stupanj izmjene zraka;
- C – specifični toplinski kapacitet zraka, J/kg*K;
- P – gustoća zraka pri normalnoj sobnoj temperaturi – 20 °C.
Stopa izmjene zraka većine prostorija jednaka je jedan. Izuzetak su kuće s unutarnjom parnom branom - za održavanje normalne mikroklime zrak se mora obnavljati dva puta na sat.
Specifični toplinski kapacitet je referentni pokazatelj. Na standardnoj temperaturi bez tlaka, vrijednost je 1005 J/kg*K.
Ukupni gubitak topline
Ukupni gubitak topline u prostoriji bit će jednak: Q=Q1*1.1+Q2. Koeficijent 1,1 – povećanje troškova energije za 10% zbog infiltracije zraka kroz pukotine i nepropusnosti građevinskih konstrukcija.
Množenjem dobivene vrijednosti za 1,2 dobivamo potrebnu snagu grijanog poda za nadoknadu gubitka topline. Pomoću grafikona protoka topline u odnosu na temperaturu rashladne tekućine možete odrediti odgovarajući korak i promjer cijevi.
Podaci su relevantni za grijane podove na pješčano-cementnom estrihu debljine 7 mm, materijal za oblaganje su keramičke pločice. Za druge uvjete, vrijednosti se moraju prilagoditi kako bi se uzela u obzir toplinska vodljivost završne obrade.
Na primjer, kada postavljate tepih, temperaturu rashladne tekućine treba povećati za 4-5 °C. Svaki dodatni centimetar estriha smanjuje prijenos topline za 5-8%.
Konačni izbor duljine konture
Poznavajući korak polaganja zavojnica i pokriveno područje, lako je odrediti protok cijevi. Ako je dobivena vrijednost veća od dopuštene vrijednosti, tada je potrebno instalirati nekoliko krugova.
Optimalno je ako su petlje iste duljine - nema potrebe ništa prilagođavati ili uravnotežiti. Međutim, u praksi je češće potrebno rastaviti glavni grijač na različite dijelove.
Konkretan primjer proračuna grane grijanja
Pretpostavimo da trebate odrediti parametre toplinskog kruga za kuću s površinom od 60 četvornih metara.
Za izračun bit će vam potrebni sljedeći podaci i karakteristike:
- dimenzije prostorije: visina – 2,7 m, duljina i širina – 10 odnosno 6 m;
- kuća ima 5 metalno-plastičnih prozora od 2 kvadrata. m;
- vanjski zidovi - porobeton, debljina - 50 cm, Kt = 0,20 W/mK;
- dodatna izolacija zidova – pjenasti polistiren 5 cm, Kt=0,041 W/mK;
- materijal stropa – armirano betonska ploča, debljina – 20 cm, Kt=1,69 W/mK;
- izolacija potkrovlja – pjenaste polistirenske ploče debljine 5 cm;
- dimenzije ulaznih vrata - 0,9 * 2,05 m, toplinska izolacija - poliuretanska pjena, sloj - 10 cm, Kt = 0,035 W/mK.
Zatim, pogledajmo korak po korak primjer izvođenja izračuna.
Korak 1 - proračun gubitaka topline kroz konstrukcijske elemente
Toplinska otpornost zidnih materijala:
- gazirani beton: R1=0,5/0,20=2,5 sq.m*K/W;
- ekspandirani polistiren: R2=0,05/0,041=1,22 sq.m*K/W.
Toplinski otpor zida u cjelini je: 2,5 + 1,22 = 3,57 sq. m*K/W. Uzimamo da je prosječna temperatura u kući +23 °C, minimalna vanjska temperatura je 25 °C s predznakom minus. Razlika u pokazateljima je 48 °C.
Izračun ukupne površine zida: S1=2,7*10*2+2,7*6*2=86,4 sq. m. Od dobivenog pokazatelja potrebno je oduzeti veličinu prozora i vrata: S2 = 86,4-10-1,85 = 74,55 sq. m.
Zamjenom dobivenih pokazatelja u formulu dobivamo gubitak topline zida: Qc=74,55/3,57*48=1002 W
Konačni toplinski otpor stropa je: 0,2/1,69+0,05/0,041=0,118+1,22=1,338 sq. m*K/W. Gubitak topline će biti: Qp=60/1,338*48=2152 W.
Za izračunavanje propuštanja topline kroz prozore potrebno je odrediti ponderiranu prosječnu vrijednost toplinskog otpora materijala: prozor s dvostrukim staklom - 0,5 i profil - 0,56 sq. m*K/W redom.
Ro=0,56*0,1+0,5*0,9=0,56 m2*K/W. Ovdje su 0,1 i 0,9 udio svakog materijala u strukturi prozora.
Gubitak topline prozora: Qo=10/0,56*48=857 W.
Uzimajući u obzir toplinsku izolaciju vrata, njihov toplinski otpor će biti: Rd=0,1/0,035=2,86 sq. m*K/W. Qd=(0,9*2,05)/2,86*48=31 W.
Ukupan gubitak topline kroz elemente za zatvaranje je: 1002+2152+857+31=4042 W. Rezultat se mora povećati za 10%: 4042*1,1=4446 W.
Korak 2 - toplina za grijanje + opći gubitak topline
Prvo, izračunajmo potrošnju topline za zagrijavanje ulaznog zraka. Zapremina prostorije: 2,7*10*6=162 kubika. m. Prema tome, gubitak topline ventilacije bit će: (162 * 1/3600) * 1005 * 1,19 * 48 = 2583 W.
Prema ovim parametrima prostorije, ukupni troškovi topline će biti: Q=4446+2583=7029 W.
Korak 3 - potrebna snaga toplinskog kruga
Izračunavamo optimalnu snagu kruga potrebnu za kompenzaciju gubitka topline: N=1,2*7029=8435 W.
Dalje: q=N/S=8435/60=141 W/m2.
Korak 4 - određivanje koraka polaganja i duljine konture
Dobivena vrijednost se uspoređuje s grafom ovisnosti. Ako je temperatura rashladne tekućine u sustavu 40 ° C, tada je prikladan krug sa sljedećim parametrima: korak - 100 mm, promjer - 20 mm.
Ako u glavnom cirkulira voda zagrijana na 50 °C, tada se razmak između grana može povećati na 15 cm i koristiti cijev s presjekom od 16 mm.
Izračunavamo duljinu konture: L=60/0,15*1,1=440 m.
Zasebno, potrebno je uzeti u obzir udaljenost od kolektora do sustava grijanja.
Kao što se može vidjeti iz izračuna, za postavljanje vodenog poda morat ćete napraviti najmanje četiri petlje za grijanje. Kako pravilno položiti i osigurati cijevi, kao i druge tajne instalacije, mi pregledano ovdje.
Zaključci i koristan video na tu temu
Vizualni video pregledi pomoći će vam da napravite preliminarni izračun duljine i koraka toplinskog kruga.
Odabir najučinkovitije udaljenosti između grana sustava podnog grijanja:
Vodič o tome kako saznati duljinu petlje grijanog poda u uporabi:
Metoda izračuna se ne može nazvati jednostavnom. Istodobno, treba uzeti u obzir mnoge čimbenike koji utječu na parametre kruga. Ako planirate koristiti vodeni pod kao jedini izvor topline, onda je bolje povjeriti ovaj posao profesionalcima - pogreške u fazi planiranja mogu biti skupe.
Izračunavate li sami potrebne snimke cijevi za grijane podove i njihov optimalni promjer? Možda još uvijek imate pitanja koja nismo obradili u ovom materijalu? Postavite ih našim stručnjacima u odjeljku za komentare.
Ako ste specijalizirani za izračun cijevi za uređenje podova s vodenim grijanjem i imate nešto dodati gore predstavljenom materijalu, napišite svoje komentare ispod članka.
Sve je dobro opisano, kompetentno. Ali želim upozoriti sve koji će napraviti topli pod, moraju odabrati pravu podnu oblogu. Nisam znala, nigdje nisam pročitala, a kupila sam najobičnije podne pločice. I počelo je pucati. Kako grijani pod počinje djelovati, pojavljuju se nove pukotine. Poremećaj je potpun. Možda će moja priča nekoga upozoriti i pomoći mu da ne pogriješi.
Zdravo. Razlog nije pločica. Najvjerojatnije niste čekali da se estrih ili ljepilo za pločice potpuno osuše nakon postavljanja. Kada uključite TP, sušenje se ubrzava, pločica se povlači i, shodno tome, puca. Temperatura nije dovoljno visoka da bi se keramičke pločice razbile. Ovdje je ili moja verzija ili verzija s neispravnim pločicama. Nema posebnih proizvoda za TP.
Također može biti da ljepilo nije korišteno za grijane podove.
Šteta što mi ova bilješka nije zapela za oko kada sam planirao napraviti grijani pod u svojoj seoskoj kući. Vjerovao sam ne baš dobroj ekipi radnika, a oni su napravili granu za grijanje od inoxa.I sada je sve kako ste opisali - toplina se neravnomjerno raspoređuje po sobama, jer su cijevi udaljene jedna od druge. Morat ćemo to ponoviti.