Kā aprēķināt apsildāmo grīdu, kā piemēru izmantojot ūdens sistēmu

Grīdas apsildes efektivitāti ietekmē daudzi faktori.Neņemot vērā tos, pat tad, ja sistēma ir pareizi uzstādīta un tās izbūvei izmantoti vismodernākie materiāli, faktiskā siltuma efektivitāte neattaisnos cerības.

Šī iemesla dēļ pirms uzstādīšanas darbiem ir jāveic kompetents apsildāmās grīdas aprēķins, un tikai tad var garantēt labu rezultātu.

Apkures sistēmas projekta izstrāde nav lēta, tāpēc daudzi mājamatnieki aprēķinus veic paši. Piekrītu, ideja samazināt apsildāmo grīdu uzstādīšanas izmaksas šķiet ļoti vilinoša.

Mēs jums pastāstīsim, kā izveidot projektu, kādi kritēriji jāņem vērā, izvēloties apkures sistēmas parametrus, un aprakstīsim soli pa solim aprēķinu metodi. Skaidrības labad esam sagatavojuši siltās grīdas aprēķināšanas piemēru.

Sākotnējie dati aprēķinam

Sākotnēji pareizi plānota projektēšanas un uzstādīšanas darbu gaita novērsīs pārsteigumus un nepatīkamas problēmas nākotnē.

Aprēķinot apsildāmo grīdu, jums jāvadās no šādiem datiem:

• sienu materiāls un dizaina iezīmes;
• telpas izmēri plānā;
• apdares pārklājuma veids;
• durvju, logu dizaini un to izvietojums;
• konstrukcijas elementu izvietojums plānā.

Lai veiktu kompetentu projektēšanu, ir jāņem vērā noteiktais temperatūras režīms un tā regulēšanas iespēja.

Lai veiktu aptuvenu aprēķinu, tiek pieņemts, ka 1 m² apkures sistēmai jākompensē siltuma zudumi 1 kW.Ja ūdens sildīšanas kontūru izmanto kā papildinājumu galvenajai sistēmai, tad tam jāsedz tikai daļa no siltuma zudumiem

Ir ieteikumi par grīdas temperatūru, kas nodrošina komfortablu uzturēšanos telpās dažādiem mērķiem:

• 29°С - dzīves sektors;
• 33°C- vanna, telpas ar baseinu un citas ar augstu mitruma līmeni;
• 35°C — aukstās zonas (pie ieejas durvīm, ārsienām utt.).

Šo vērtību pārsniegšana izraisa gan pašas sistēmas, gan apdares pārklājuma pārkaršanu, kam seko neizbēgami materiāla bojājumi.

Veicot provizoriskus aprēķinus, jūs varat izvēlēties optimālo dzesēšanas šķidruma temperatūru atbilstoši savām personīgajām izjūtām, noteikt apkures loka slodzi un iegādāties sūknēšanas aprīkojumu, kas lieliski tiek galā ar dzesēšanas šķidruma kustības stimulēšanu. Tas ir izvēlēts ar 20% dzesēšanas šķidruma plūsmas rezervi.

Lai uzsildītu klonu, kura ietilpība ir lielāka par 7 cm, ir nepieciešams daudz laika.Tāpēc, uzstādot ūdens sistēmas, viņi cenšas nepārsniegt noteikto robežu. Grīdas keramika tiek uzskatīta par vispiemērotāko pārklājumu ūdens grīdām, siltās grīdas netiek liktas zem parketa tā īpaši zemās siltumvadītspējas dēļ.

Projektēšanas stadijā jāizlemj, vai apsildāmā grīda būs galvenais siltuma piegādātājs vai tiks izmantota tikai kā papildinājums radiatora apkures atzaram. No tā ir atkarīga siltumenerģijas zudumu daļa, kas tai ir jākompensē. Tas var svārstīties no 30% līdz 60% ar izmaiņām.

Ūdens grīdas sildīšanas laiks ir atkarīgs no klājumā iekļauto elementu biezuma. Ūdens kā dzesēšanas šķidrums ir ļoti efektīvs, taču pašu sistēmu ir grūti uzstādīt.

Siltās grīdas parametru noteikšana

Aprēķina mērķis ir iegūt termiskās slodzes vērtību. Šī aprēķina rezultāts ietekmē turpmākās veiktās darbības. Savukārt siltuma slodzi ietekmē vidējā ziemas temperatūra konkrētajā reģionā, sagaidāmā temperatūra telpu iekšienē, griestu, sienu, logu un durvju siltuma pārneses koeficients.

Siltuma zudumu cēlonis ir slikti izolētas mājas sienas, logi un durvis. Lielākā daļa siltuma tiek zaudēta caur ventilācijas sistēmu un jumtu (+)

Aprēķinu gala rezultāts iepriekš grīdas apsildes ierīce ūdens veids būs atkarīgs arī no papildu apkures ierīču klātbūtnes, tostarp mājā dzīvojošo cilvēku un mājdzīvnieku siltuma emisijas. Aprēķinos ir jāņem vērā infiltrācijas klātbūtne.

Viens no svarīgiem parametriem ir telpu konfigurācija, tāpēc jums būs nepieciešams mājas grīdas plāns un atbilstošās sadaļas.

Siltuma zudumu aprēķināšanas metode

Nosakot šo parametru, jūs uzzināsiet, cik daudz siltuma jārada grīdai, lai telpā būtu ērta cilvēku labsajūta, kā arī varēsiet izvēlēties katlu, sūkni un grīdu atbilstoši jaudai. Citiem vārdiem sakot: siltumam, ko izdala apkures loki, ir jākompensē ēkas siltuma zudumi.

Attiecību starp šiem diviem parametriem izsaka ar formulu:

MP = 1,2 x Q, Kur

• MP - nepieciešamā ķēdes jauda;
• J - siltuma zudumi.

Lai noteiktu otro rādītāju, tiek veikti logu, durvju, griestu un ārsienu laukuma mērījumi un aprēķini. Tā kā grīda tiks apsildīta, šīs norobežojošās konstrukcijas platība netiek ņemta vērā. Mērījumi tiek veikti ārpusē, ieskaitot ēkas stūrus.

Aprēķinos tiks ņemts vērā gan katras konstrukcijas biezums, gan siltumvadītspēja. Standarta vērtības siltumvadītspējas koeficients (λ) visbiežāk izmantotajiem materiāliem var ņemt no tabulas.

No tabulas varat ņemt koeficienta vērtību aprēķināšanai. Svarīgi no piegādātāja noskaidrot materiāla termiskās pretestības vērtību, ja tiek uzstādīti logi no metāla plastmasas (+)

Siltuma zudumus aprēķina katram ēkas elementam atsevišķi, izmantojot formulu:

Q = 1/R*(tв-tн)*S x (1+∑b), Kur

• R — materiāla, no kura izgatavota norobežojošā konstrukcija, termiskā pretestība;
• S — konstrukcijas elementa laukums;
• tв un tн — attiecīgi iekšējā un ārējā temperatūra, otrais indikators ņemts pēc zemākās vērtības;
• b — papildu siltuma zudumi, kas saistīti ar ēkas orientāciju attiecībā pret kardinālajiem virzieniem.

Siltuma pretestības indeksu (R) nosaka, dalot konstrukcijas biezumu ar materiāla, no kura tā ir izgatavota, siltumvadītspējas koeficientu.

Koeficienta b vērtība ir atkarīga no mājas orientācijas:

• 0,1 - ziemeļi, ziemeļrietumi vai ziemeļaustrumi;
• 0,05 - rietumi, dienvidaustrumi;
• 0 - dienvidi, dienvidrietumi.

Ja mēs apsvērsim jautājumu, izmantojot jebkuru ūdens apsildāmās grīdas aprēķināšanas piemēru, tas kļūst skaidrāks.

Konkrēts aprēķina piemērs

Pieņemsim, ka nepastāvīgās dzīves mājas sienas 20 cm biezas ir no gāzbetona blokiem. Kopējā norobežojošo sienu platība, neskaitot logu un durvju ailas, ir 60 m². Ārējā temperatūra -25°С, iekšējā +20°С, dizains orientēts uz dienvidaustrumiem.

Ņemot vērā, ka bloku siltumvadītspējas koeficients ir λ = 0,3 W/(m°*C), iespējams aprēķināt siltuma zudumus caur sienām: R=0,2/0,3= 0,67 m²°C/W.

Siltuma zudumi tiek novēroti arī caur apmetuma slāni. Ja tā biezums ir 20 mm, tad Rpcs. = 0,02/0,3 = 0,07 m²°C/W. Šo divu rādītāju summa dos siltuma zudumu caur sienām vērtību: 0,67+0,07 = 0,74 m²°C/W.

Ņemot visus sākotnējos datus, tos aizstājam formulā un iegūstam siltuma zudumus telpai ar šādām sienām: Q = 1/0,74*(20 - (-25)) *60*(1+0,05) = 3831,08 W .

Tādā pašā veidā tiek aprēķināti siltuma zudumi caur citām norobežojošām konstrukcijām: logiem, durvju ailēm, jumta segumam.

Siltuma, ko izdala apkures loki, var nepietikt, lai uzsildītu gaisu mājā līdz vajadzīgajai vērtībai, ja to jauda ir nepietiekami novērtēta. Ja ir pārmērīga jauda, ​​būs pārmērīgs dzesēšanas šķidruma patēriņš

Lai noteiktu siltuma zudumus caur griestiem, to termiskā pretestība tiek ņemta vienāda ar plānoto vai esošā izolācijas veida vērtību: R = 0,18/0,041 = 4,39 m²°C / W.

Griestu platība ir identiska grīdas laukumam un ir vienāda ar 70 m². Aizvietojot šīs vērtības formulā, tiek iegūti siltuma zudumi caur augšējo ēkas norobežojošo konstrukciju: Q sviedri. = 1/4,39*(20 - (-25))* 70* (1+0,05) = 753,42 W.

Lai noteiktu siltuma zudumus caur logu virsmu, jāaprēķina to platība. Ja ir 4 logi 1,5 m plati un 1,4 m augsti, to kopējā platība būs: 4 * 1,5 * 1,4 = 8,4 m².

Ja ražotājs atsevišķi norāda siltuma pretestību stikla paketei un profilam - attiecīgi 0,5 un 0,56 m²°C/W, tad Rocon = 0.5*90+0.56*10)/100 = 0.56 m²°C/ Ot. Šeit 90 un 10 ir katra loga elementa daļa.

Pamatojoties uz iegūtajiem datiem, turpinās aprēķini: Qwindow = 1/0,56*(20 - (-25))*8,4*(1+0,05) = 708,75 W.

Ārdurvju platība ir 0,95 * 2,04 = 1,938 m². Tad Rdv. = 0,06/0,14 = 0,43 m²°C/W. Q durvis = 1/0,43*(20–(-25))* 1,938*(1+0,05) = 212,95 W.

Tā kā ārdurvis tiek atvērtas bieži, caur tām tiek zaudēts liels daudzums siltuma. Tāpēc ir svarīgi nodrošināt, lai tie būtu cieši noslēgti.

Rezultātā siltuma zudumi būs: Q = 3831,08 + 753,42 + 708,75 + 212,95 + 7406,25 = W.

Šim rezultātam pievienojiet vēl 10% gaisa infiltrācijai, tad Q = 7406,25 + 740,6 = 8146,85 W.

Tagad jūs varat noteikt grīdas siltumjaudu: Mp = 1.*8146.85 = 9776.22 W vai 9.8 kW.

Nepieciešamais siltums, lai sildītu gaisu

Ja māja aprīkots ar ventilācijas sistēmu, tad kāda daļa no avota izdalītā siltuma jātērē no ārpuses nākošā gaisa sildīšanai.

Aprēķinos tiek izmantota formula:

Qv. = c*m*(tв—tн), Kur

• c = 0,28 kg⁰С un apzīmē gaisa masas siltumietilpību;
• m Simbols norāda ārējā gaisa masas plūsmu kg.

Pēdējais parametrs tiek iegūts, reizinot kopējo gaisa tilpumu, kas vienāds ar visu telpu tilpumu, ar nosacījumu, ka gaiss tiek atjaunots katru stundu, ar blīvumu, kas mainās atkarībā no temperatūras.

Grafikā parādīta gaisa blīvuma atkarība no tā temperatūras.Dati nepieciešami, lai aprēķinātu siltuma daudzumu, kas nepieciešams, lai uzsildītu piespiedu ventilācijas rezultātā mājā ienākošo gaisa masu (+)

Ja ēka saņem 400 m³/h, tad m=400*1,422 = 568,8 kg/h. Qv. = 0,28 * 568,8 * 45 = 7166,88 W.

Šajā gadījumā grīdas nepieciešamā siltuma jauda ievērojami palielināsies.

Nepieciešamā cauruļu skaita aprēķins

Ūdens apsildāmās grīdas uzstādīšanai izvēlieties citu cauruļu ieguldīšanas metodes, kas atšķiras pēc formas: trīs čūsku veidi - faktiskā čūska, stūrainā, dubultā un gliemeža. Vienā uzstādītajā shēmā var būt dažādu formu kombinācija. Dažreiz grīdas centrālajai zonai tiek izvēlēts "gliemezis", bet malām - viens no "čūskas" veidiem.

Gliemezis ir racionāla izvēle lielām telpām ar vienkāršu ģeometriju. Telpās, kas ir ļoti iegarenas vai ar sarežģītām kontūrām, labāk ir izmantot “čūsku” (+)

Attālumu starp caurulēm sauc par piķi. Izvēloties šo opciju, jums ir jāizpilda divas prasības: jūsu pēda nedrīkst sajust temperatūras starpību atsevišķās grīdas zonās, un jums ir jāizmanto caurules pēc iespējas efektīvāk.

Grīdas apmales zonām ieteicams izmantot 100 mm soli. Citās vietās varat izvēlēties soli no 150 līdz 300 mm.

Svarīga ir grīdas siltumizolācija. Pirmajā stāvā tā biezumam jāsasniedz vismaz 100 mm. Šim nolūkam izmantojiet minerālvilnu vai ekstrudētu putupolistirolu.

Lai aprēķinātu caurules garumu, ir vienkārša formula:

L = S/N*1,1, Kur

• S — kontūru laukums;
• N — dēšanas solis;
• 1,1 — lieces rezerve 10%.

Galīgajai vērtībai tiek pievienota caurules daļa, kas novilkta no kolektora līdz siltās ķēdes sadalei gan atgriešanai, gan padevei.

Aprēķinu piemērs.

Sākotnējās vērtības:

• kvadrāts - 10 m²;
• attālums līdz kolektoram - 6 m;
• ieklāšanas solis - 0,15 m.

Problēmas risinājums ir vienkāršs: 10/0,15*1,1+(6*2) = 85,3 m.

Izmantojot metāla plastmasas caurules līdz 100 m garumā, visbiežāk tiek izvēlēts 16 vai 20 mm diametrs. Ja caurules garums ir 120–125 m, tās šķērsgriezumam jābūt 20 mm².

Vienas ķēdes dizains ir piemērots tikai telpām ar nelielu platību. Grīda lielās telpās ir sadalīta vairākās kontūrās proporcijā 1:2 - konstrukcijas garumam jābūt 2 reizes lielākam par platumu.

Iepriekš aprēķinātā vērtība ir apjoms grīdas caurules vispār. Tomēr, lai pabeigtu attēlu, ir nepieciešams izcelt atsevišķas kontūras garumu.

Šo parametru ietekmē ķēdes hidrauliskā pretestība, ko nosaka izvēlēto cauruļu diametrs un piegādātā ūdens daudzums laika vienībā. Ja šie faktori tiek ignorēti, spiediena zudums būs tik liels, ka neviens sūknis nepiespiedīs dzesēšanas šķidruma cirkulāciju.

Caurules plūsmas noteikšana atkarībā no izvēlētā ieguldīšanas posma

Ideāls gadījums ir vienāda garuma kontūras, taču praksē tās sastopamas reti, jo dažādiem mērķiem paredzētu telpu platība ir ļoti atšķirīga un ir vienkārši nepraktiski samazināt kontūru garumu līdz vienai vērtībai. Profesionāļi pieļauj cauruļu garuma atšķirību no 30 līdz 40%.

Kolektora diametrs un maisīšanas vienības caurlaidspēja nosaka pieļaujamo tam pievienoto cilpu skaitu. Sajaukšanas vienības pasē vienmēr varat atrast termiskās slodzes apjomu, kuram tas ir paredzēts.

Pieņemsim, ka caurlaides koeficients (Kvs) ir vienāds ar 2,23 m³/h. Ar šo koeficientu daži sūkņu modeļi var izturēt slodzi no 10 līdz 15 W.

Lai noteiktu ķēžu skaitu, jums jāaprēķina katras no tām termiskā slodze.Ja platība, ko aizņem apsildāmā grīda, ir 10 m² un siltuma pārnese ir 1 m², tad indikators Kvs ir 80 W, tad 10*80 = 800 W. Tas nozīmē, ka maisīšanas iekārta spēs nodrošināt 15 000/800 = 18,8 telpas vai ķēdes ar platību 10 m².

Šie skaitļi ir maksimāli, un tos var pielietot tikai teorētiski, bet patiesībā skaitlis ir jāsamazina vismaz par 2, tad 18 - 2 = 16 ķēdes.

Nepieciešams atlases laikā maisīšanas vienība (kolektors) paskaties, vai tam ir tik daudz secinājumu.

Pareizas cauruļu diametru izvēles pārbaude

Lai pārbaudītu, vai caurules šķērsgriezums ir izvēlēts pareizi, varat izmantot formulu:

υ = 4*Q*10ᶾ/n*d²

Kad ātrums atbilst atrastajai vērtībai, caurules šķērsgriezums ir izvēlēts pareizi. Normatīvie dokumenti pieļauj maksimālo ātrumu 3 m/sek. ar diametru līdz 0,25 m, bet optimālā vērtība ir 0,8 m/sek., jo, palielinoties tās vērtībai, palielinās trokšņa efekts cauruļvadā.

Papildu informācija par grīdas apsildes cauruļu aprēķiniem ir sniegta Šis raksts.

Cirkulācijas sūkņa aprēķināšana

Lai sistēma būtu ekonomiska, jums ir nepieciešams izvēlēties cirkulācijas sūkni, nodrošinot nepieciešamo spiedienu un optimālu ūdens plūsmu ķēdēs. Sūkņu pasēs parasti ir norādīts spiediens visgarākā ķēdē un kopējā dzesēšanas šķidruma plūsma visās cilpās.

Spiedienu ietekmē hidrauliskie zudumi:

∆h = L*Q²/k1, Kur

• L — kontūras garums;
• J — ūdens patēriņš l/sek;
• k1 - koeficients, kas raksturo zaudējumus sistēmā; indikatoru var ņemt no hidraulikas atsauces tabulām vai no iekārtas pases.

Zinot spiediena lielumu, aprēķināt plūsmas ātrumu sistēmā:

Q = k*√H, Kur

k ir plūsmas koeficients.Profesionāļi pieņem, ka plūsmas ātrums uz katriem 10 m² mājas ir 0,3-0,4 l/s.

Starp siltā ūdens grīdas sastāvdaļām īpaša loma ir cirkulācijas sūknim. Tikai iekārta, kuras jauda ir par 20% lielāka nekā faktiskā dzesēšanas šķidruma plūsma, spēs pārvarēt pretestību caurulēs

Pasē norādītos skaitļus par spiedienu un plūsmas ātrumu nevar uztvert burtiski - tas ir maksimums, bet patiesībā tos ietekmē tīkla garums un ģeometrija. Ja spiediens ir pārāk augsts, samaziniet ķēdes garumu vai palieliniet cauruļu diametru.

Ieteikumi klona biezuma izvēlei

Uzziņu grāmatās var atrast informāciju, ka klona minimālais biezums ir 30 mm. Kad telpa ir diezgan augsta, zem klona tiek novietota izolācija, kas palielina apkures loka izdalītā siltuma izmantošanas efektivitāti.

Populārākais pamatnes materiāls ir ekstrudēta putupolistirola. Tā siltuma pārneses pretestība ir ievērojami zemāka nekā betonam.

Uzstādot klonu, lai līdzsvarotu betona lineāro izplešanos, telpas perimetrs tiek dekorēts ar slāpēšanas lenti. Ir svarīgi izvēlēties pareizo biezumu. Speciālisti iesaka telpas platībai, kas nepārsniedz 100 m², ieklāt 5 mm kompensācijas slāni.

Ja laukuma vērtības ir lielākas, jo garums pārsniedz 10 m, biezumu aprēķina pēc formulas:

b = 0,55*L, Kur

L ir telpas garums m.

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Šis video ir par siltās hidrauliskās grīdas aprēķinu un uzstādīšanu:

Videoklipā sniegti praktiski ieteikumi grīdas ieklāšanai. Šī informācija palīdzēs izvairīties no kļūdām, kuras parasti pieļauj amatieri:

Aprēķins ļauj izveidot “siltās grīdas” sistēmu ar optimāliem darbības rādītājiem. Ir atļauts uzstādīt apkuri, izmantojot pases datus un ieteikumus.

Tas darbosies, taču speciālisti iesaka joprojām tērēt laiku aprēķiniem, lai sistēma galu galā patērētu mazāk enerģijas.

Vai jums ir pieredze apsildāmās grīdas aprēķināšanā un apkures loku projekta sagatavošanā? Vai joprojām ir jautājumi par šo tēmu? Lūdzu, dalieties ar savu viedokli un atstājiet komentārus.