Kljub zahtevnosti vgradnje talno ogrevanje z uporabo vodnega kroga velja za eno izmed najbolj stroškovno učinkovitih načinov ogrevanja prostora. Da bi sistem deloval čim bolj učinkovito in ne povzročal napak, je treba pravilno izračunati cevi za toplo tla - določiti dolžino, korak zanke in postavitev konture.
Udobje uporabe ogrevanja vode je v veliki meri odvisno od teh kazalnikov. Te težave bomo analizirali v našem članku - povedali vam bomo, kako izbrati najboljšo možnost za cevi ob upoštevanju tehničnih značilnosti vsake sorte. Tudi po branju tega članka lahko pravilno izberete korak namestitve in izračunate potreben premer in dolžino konture toplega tla za določeno sobo.
Parametri za izračun toplotnega kroga
V fazi načrtovanja je treba rešiti številna vprašanja, ki določajo strukturne značilnosti talnega ogrevanja in način delovanja - izbrati debelino estriha, črpalke in druge potrebne opreme.
Tehnični vidiki organizacije ogrevalne panoge so v veliki meri odvisni od njenega namena. Poleg namena za natančen izračun posnetkov vodnega kroga bodo potrebni številni kazalniki: območje pokritosti, gostota toplotnega toka, temperatura hladilne tekočine, vrsta tal.
Pokrivanje cevi
Pri določanju dimenzij osnove za polaganje cevi se upošteva prostor, ki ni zaprt z veliko opremo in vgrajenim pohištvom. O postavitvi predmetov v sobi morate razmišljati vnaprej.
Če se vodni dno uporablja kot glavni dobavitelj toplote, bi morala njegova zmogljivost zadostovati za kompenzacijo 100% toplotnih izgub. Če je tuljava dodatek radiatorskemu sistemu, potem je potrebno pokriti 30-60% stroškov toplotne energije prostora
Pretok toplote in temperatura hladilne tekočine
Gostota toplotnega toka je izračunani indikator, ki označuje optimalno količino toplotne energije za ogrevanje prostora. Vrednost je odvisna od številnih dejavnikov: toplotne prevodnosti sten, tal, območja zasteklitve, prisotnosti izolacije in intenzivnosti izmenjave zraka. Na podlagi toplotnega toka se določi korak polaganja zanke.
Najvišji indikator temperature hladilne tekočine je 60 ° C. Vendar debelina estriha in talne obloge znižuje temperaturo - v resnici na talni površini opazimo približno 30-35 ° C. Razlika med toplotnimi kazalniki na vhodu in izhodu vezja ne sme presegati 5 ° C.
Vrsta talnih oblog
Končna obdelava vpliva na delovanje sistema. Optimalna toplotna prevodnost ploščic in porcelanastega kamna - površina se hitro segreje. Dober pokazatelj učinkovitosti vodnega kroga pri uporabi laminata in linoleja brez toplotno izolacijskega sloja. Najnižja toplotna prevodnost lesene prevleke.
Stopnja prenosa toplote je odvisna tudi od materiala za polnjenje. Sistem je najučinkovitejši pri uporabi težkega betona z naravnim agregatom, na primer morskih kamenčkov fine frakcije.
Cementno-peščena malta zagotavlja povprečno raven prenosa toplote pri segrevanju hladilne tekočine na 45 ° C. Učinkovitost vezja znatno pade, ko je naprava polsuh estrih
Pri izračunu cevi za toplo tla je treba upoštevati ustaljene norme temperaturnega režima prevleke:
- 29 ° C - dnevna soba;
- 33 ° C - prostori z visoko vlažnostjo;
- 35 ° C - prehodne cone in hladne cone - odseki vzdolž končnih sten.
Podnebne značilnosti regije bodo imele pomembno vlogo pri določanju gostote vodnega kroga. Pri izračunu toplotnih izgub je treba upoštevati najnižjo temperaturo pozimi.
Kot kaže praksa, bo predhodno segrevanje celotne hiše pomagalo zmanjšati obremenitev. Smiselno je, da najprej izolirate sobo, nato pa nadaljujete z izračunom toplotne izgube in parametrov cevnega vezja.
Ocena tehničnih lastnosti pri izbiri cevi
Zaradi nestandardnih delovnih pogojev so za material in velikost tuljave vodnega dna visoke zahteve:
- kemična inertnostodpornost proti korozijskim procesom;
- popolnoma gladek notranji premazni nagnjen k nastanku apnenčastih izrastkov;
- moč - od znotraj hladilno sredstvo stalno deluje na stene, od zunaj pa estrih; cev mora vzdržati tlak do 10 barov.
Zaželeno je, da ima veja ogrevanja majhno specifično težo. Torta z vodnim dnom že močno obremeni strop, težak cevovod pa bo le poslabšal situacijo.
Po SNiP v zaprtih sistemih ogrevanja je uporaba varjenih cevi prepovedana, ne glede na vrsto šiva: spiralno ali ravno
Tri kategorije valjanega jekla v tej ali drugačni meri ustrezajo tem zahtevam: premreženi polietilen, kovina-plastika, baker.
Možnost # 1 - premreženi polietilen (PEX)
Material ima mrežno široko celično strukturo molekulskih vezi. Modificiran iz navadnega polietilena se odlikuje po prisotnosti vzdolžnih in prečnih ligamentov. Ta struktura povečuje specifično težo, mehansko trdnost in kemično odpornost.
Vodni krog iz cevi PEX ima več prednosti:
- visoka elastičnost, ki omogoča polaganje tuljave z majhnim polmerom upogiba;
- varnost - pri segrevanju material ne oddaja škodljivih sestavnih delov;
- toplotna odpornost: mehčanje - od 150 ° C, taljenje - 200 ° C, zgorevanje - 400 ° C;
- ohranja strukturo s temperaturnimi nihanji;
- odpornost na škodo - biološki uničevalci in kemikalije.
Cevovod ohranja svojo prvotno prepustnost - na stenah ni usedlin. Predvidena življenjska doba vezja PEX je 50 let.
Slabosti premreženega polietilena so: strah pred sončno svetlobo, negativni vpliv kisika ob prodiranju v strukturo, potreba po togi fiksaciji tuljave med namestitvijo
Obstajajo štiri skupine izdelkov:
- PEX-a - premreženje peroksida. Dosežena je najbolj trpežna in enotna struktura z gostoto vezi do 75%.
- PEX-b - Silansko premreženje. Tehnologija uporablja silanide - strupene snovi, ki so za domačo uporabo nesprejemljive. Proizvajalci vodovodnih izdelkov ga nadomestijo z varnim reagentom. Cevi s higienskim certifikatom so dovoljene za vgradnjo. Gostota navzkrižne povezave je 65-70%.
- PEX-c - metoda sevanja. Polietilen obsevamo s tokom gama ali elektrona. Kot rezultat, se obveznice kondenzirajo do 60%. Pomanjkljivosti PEX-c: nevarna uporaba, neenakomerno premreženje.
- PEX-d - nitriranje. Reakcija za ustvarjanje mreže se odvija zaradi dušikovih radikalov. Izhod je material z navzkrižno gostoto približno 60-70%.
Močne lastnosti PEX cevi so odvisne od metode premreženja polietilena.
Če ste ostali na ceveh iz prepletenega polietilena, priporočamo, da se seznanite s pravili za ureditev sistema toplega tla iz njih.
Možnost # 2 - kovinsko-plastična
Vodja najema cevi za ureditev talnega ogrevanja je kovinsko-plastična. Strukturno material vključuje pet plasti.
Notranji premaz in zunanja lupina - polietilen visoke gostote, ki daje cevi potrebno gladkost in toplotno odpornost. Vmesni sloj - aluminijasto tesnilo
Kovina poveča moč linije, zmanjša hitrost toplotne ekspanzije in deluje kot proti-difuzijska pregrada - blokira pretok kisika do hladilne tekočine.
Značilnosti plastičnih cevi:
- dobra toplotna prevodnost;
- sposobnost vzdrževanja dane konfiguracije;
- obratovalna temperatura z ohranjanjem lastnosti - 110 ° C;
- nizka specifična teža;
- brezšumno gibanje hladilne tekočine;
- varnost uporabe;
- protikorozijska odpornost;
- trajanje delovanja - do 50 let.
Pomanjkljivost kompozitnih cevi je nedopustnost upogiba okoli osi. Ob večkratnem zvijanju obstaja nevarnost poškodbe aluminijastega sloja. Priporočamo, da se seznanite s pravilno tehnologijo vgradnje kovinsko-plastičnih cevi, kar vam bo pomagalo preprečiti škodo.
Možnost # 3 - bakrene cevi
Glede na tehnične in obratovalne značilnosti bo najboljša izbira rumena kovina. Vendar je njen pomen omejen z visokimi stroški.
V primerjavi s sintetičnimi cevovodi bakreni tokokrog zmaga na več načinov: toplotna prevodnost, toplotna in fizična moč, neomejena variabilnost upogibanja, absolutna neprepustnost plina
Poleg visokih stroškov ima bakreni cevovod še dodaten minus - zahtevnost namestitve. Za upogib vezja potrebujete stiskalni stroj ali upogib cevi.
Možnost # 4 - polipropilen in nerjavno jeklo
Včasih se grelna veja ustvari iz polipropilenskih ali nerjavnih valovitih cevi. Prva možnost je cenovno dostopna, vendar precej toga, da se upogne - najmanjši polmer osmih premerov izdelka.
To pomeni, da bo treba cevi velikosti 23 mm postaviti na razdalji 368 mm drug od drugega - povečan naklon ne bo zagotovil enakomernega segrevanja.
Za protikorozijske cevi je značilna visoka toplotna prevodnost in dobra prožnost. Slabosti: krhkost gumijastih trakov, ustvarjanje valovitega močnega hidravličnega upora
Možni načini polaganja konture
Da bi določili pretok cevi za ureditev toplega dna, morate določiti postavitev vodnega kroga. Glavna naloga načrtovanja postavitve je zagotoviti enakomerno ogrevanje ob upoštevanju hladnih in neogrevanih površin prostora.
Možne so naslednje možnosti postavitve: kača, dvojna kača in polž. Pri izbiri sheme morate upoštevati velikost, konfiguracijo prostora in lokacijo zunanjih sten
1. metoda - kača
Hladilno sredstvo se dovaja v sistem vzdolž stene, prehaja skozi tuljavo in se vrne v razdelilni razdelilnik. V tem primeru se polovica prostora segreje z vročo vodo, preostanek pa ohladi.
Pri polaganju s kačo je nemogoče doseči enakomerno segrevanje - temperaturna razlika lahko doseže 10 ° C. Metoda je uporabna v ozkih prostorih.
Shema kotne kače je optimalna, če je potrebno na končni steni ali na hodniku izolirati hladno cono
Dvojna kača omogoča blažji temperaturni prehod. Sprednji in vzvratni tokokrogi so med seboj vzporedni.
2. metoda - polž ali spirala
To velja za optimalno shemo, ki zagotavlja enakomerno segrevanje talne obloge. Sprednje in hrbtne veje so zložene izmenično.
Dodaten plus "školjk" je namestitev ogrevalnega krogotoka z gladkim zavojem krivine. Ta metoda je pomembna pri delu s cevmi nezadostne prilagodljivosti.
Na velikih območjih se izvaja kombinirana shema. Površina je razdeljena na sektorje in za vsako je razvita ločena kontura, ki gre do skupnega zbiralnika. V središču sobe je cevovod položen s polžem, vzdolž zunanjih sten - s kačo.
Na našem spletnem mestu imamo še en članek, v katerem smo podrobno pregledali namestitvene sheme za polaganje toplega tla in podali priporočila o izbiri najboljše možnosti, odvisno od značilnosti določene sobe.
Metodologija izračuna cevi
Da se ne bomo zmedli v izračunih, predlagamo, da rešitev vprašanja razdelimo na več stopenj. Najprej je treba oceniti izgubo toplote prostora, določiti korak namestitve in nato izračunati dolžino ogrevalnega kroga.
Načela konstrukcije vezja
Začenši izračune in izdelavo skice, se morate seznaniti z osnovnimi pravili za lokacijo vodnega kroga:
- Priporočljivo je, da položite cevi vzdolž okenske odprtine - to bo znatno zmanjšalo izgubo toplote stavbe.
- Priporočeno območje pokritosti z enim vodnim krogom je 20 kvadratnih metrov. m. V velikih prostorih je potrebno razdeliti prostor na cone in za vsakega položiti ločeno vejo ogrevanja.
- Razdalja od stene do prve veje je 25 cm. Dovoljeni naklon zavojev cevi v središču prostora je do 30 cm, vzdolž robov in v hladnih conah - 10-15 cm.
- Določitev največje dolžine cevi za toplo tla mora temeljiti na premeru tuljave.
Za vezje s prečnim prerezom 16 mm je dovoljeno največ 90 m, omejitev za cevovod z debelino 20 mm je 120 m. Skladnost z normami bo zagotovila normalen hidravlični tlak v sistemu.
Tabela prikazuje ocenjeno stopnjo pretoka cevi, odvisno od koraka zanke. Za pridobitev posodobljenih podatkov je treba upoštevati mejo zavojev in razdaljo do zbiralca
Osnovna formula s pojasnili
Izračun dolžine konture toplega tla se izvede po formuli:
L = S / n * 1,1 + k,
Kje:
- L - želeno dolžino grelnega voda;
- S - pokrita talna površina;
- n - korak polaganja;
- 1,1 - standardni koeficient desetodstotne marže za ovinke;
- k - oddaljenost kolektorja od tal - upošteva se razdalja do ožičenja vezja na dovodu in povratka.
Ključnega pomena bo območje pokritosti in višina zavojev.
Zaradi jasnosti morate na papirju sestaviti načrt prostora z natančnimi dimenzijami in določiti prehod vodnega kroga
Upoštevati je treba, da namestitev grelnih cevi ni priporočljiva pod velikimi gospodinjskimi aparati in vgrajenim pohištvom. Parametre označenih predmetov je treba odšteti od celotne površine.
Za izbiro optimalne razdalje med vejami je treba izvesti bolj zapletene matematične manipulacije, ki delujejo s toplotnimi izgubami prostora.
Termotehnični izračun z določitvijo koraka vezja
Gostota cevi neposredno vpliva na količino toplotnega toka, ki prihaja iz ogrevalnega sistema. Za določitev potrebne obremenitve je potrebno izračunati stroške toplote pozimi.
Stroški toplote s pomočjo konstrukcijskih elementov stavbe in prezračevanja morajo biti v celoti kompenzirani z ustvarjeno toplotno energijo vodnega kroga
Moč ogrevalnega sistema je določena s formulo:
M = 1,2 * Q,
Kje:
- M - zmogljivost vezja;
- V - splošne toplotne izgube prostora.
Vrednost Q lahko razdelimo na komponente: poraba energije skozi ovoj stavbe in stroški, povezani z delovanjem prezračevalnega sistema. Ugotovimo, kako izračunati vsak od kazalcev.
Izguba toplote skozi gradbene elemente
Določiti je treba porabo toplotne energije za vse ograjene konstrukcije: stene, strop, okna, vrata itd. Formula izračuna:
Q1 = (S / R) * Δt,
Kje:
- S - območje elementa;
- R - toplotna odpornost;
- Δt - razlika med temperaturo v zaprtih prostorih in na prostem.
Pri določanju Δt se uporablja indikator za najhladnejši čas v letu.
Toplotna odpornost se izračuna na naslednji način:
R = A / Kt,
Kje:
- IN - debelina plasti, m;
- Ct - koeficient toplotne prevodnosti, W / m * K.
Pri kombiniranih stavbnih elementih je treba sešteti odpornost vseh plasti.
Koeficient toplotne prevodnosti gradbenih materialov in grelnikov je mogoče vzeti iz referenčne knjige ali si ogledati v spremljajoči dokumentaciji za določen izdelek
Več vrednosti koeficienta toplotne prevodnosti za najbolj priljubljene gradbene materiale je podano v tabeli v naslednjem članku.
Prezračevalne toplotne izgube
Za izračun kazalca se uporablja formula:
Q2 = (V * K / 3600) * C * P * Δt,
Kje:
- V - prostornina sobe, kocka m;
- K - menjalni tečaj zraka;
- C - specifična toplota zraka, J / kg * K;
- P - gostota zraka pri normalni sobni temperaturi - 20 ° C.
Večkratnost izmenjave zraka v večini prostorov je enaka ena. Izjema so hiše z notranjo parno zaporo - za vzdrževanje normalne mikroklime je treba zrak posodabljati dvakrat na uro.
Specifična toplota je referenčni indikator. Pri standardni temperaturi brez tlaka je vrednost 1005 J / kg * K.
Tabela prikazuje odvisnost gostote zraka od temperature okolice pod atmosferskim tlakom - 1,0132 bara (1 Atm)
Skupne toplotne izgube
Skupna količina toplotne izgube v prostoru bo enaka: Q = Q1 * 1,1 + Q2. Koeficient 1.1 - povečanje porabe energije za 10% zaradi infiltracije zraka skozi razpoke, puščanja gradbenih konstrukcij.
Če pomnožimo dobljeno vrednost z 1,2, dobimo potrebno moč toplega dna za kompenzacijo izgube toplote. S pomočjo grafa odvisnosti toplotnega toka od temperature hladilne tekočine lahko določite ustrezen korak in premer cevi.
Navpična lestvica je povprečni temperaturni režim vodnega kroga, vodoravni pa indikator proizvodnje toplote s strani ogrevalnega sistema na 1 kvadratni kilometer. m
Podatki so pomembni za talno ogrevanje na peščeno-cementnem estrihu debeline 7 mm, material za oblogo je keramična ploščica. Pri drugih pogojih je potrebna prilagoditev vrednosti ob upoštevanju toplotne prevodnosti zaključka.
Na primer pri preprogi je treba temperaturo hladilne tekočine zvišati za 4-5 ° C. Vsak dodaten centimeter estriha zmanjša prenos toplote za 5-8%.
Končni izbor dolžine konture
Poznavanje koraka polaganja zavojev in pokritega območja je enostavno določiti hitrost pretoka cevi. Če je pridobljena vrednost večja od dovoljene vrednosti, potem je potrebno opremiti več vezij.
Optimalno je, če so zanke enake dolžine - ni vam treba ničesar prilagajati in uravnotežiti. Vendar pa je v praksi pogosteje treba razbiti ogrevalni vod na različne odseke.
Razširitev dolžin obrisov naj ostane znotraj 30-40%. Glede na namen lahko obliko prostora "igramo" z naklonom zanke in premerom cevi
Konkretni primer izračuna grelne veje
Predpostavimo, da želite določiti parametre toplotnega tokokroga za hišo s površino 60 kvadratnih metrov.
Za izračun potrebujete naslednje podatke in značilnosti:
- dimenzije sobe: višina - 2,7 m, dolžina in širina - 10 in 6 m;
- hiša ima 5 kovinsko-plastičnih oken na 2 kvadratna metra. m;
- zunanje stene - gazirani beton, debelina - 50 cm, CT = 0,20 W / mK;
- dodatna izolacija sten - polistirenska pena 5 cm, CT = 0,041 W / mK;
- material stropa - armiranobetonska plošča, debelina - 20 cm, CT = 1,69 W / mK;
- podstrešna izolacija - stiroporne plošče debeline 5 cm;
- dimenzije vhodnih vrat - 0,9 * 2,05 m, toplotna izolacija - poliuretanska pena, plast - 10 cm, CT = 0,035 W / mK.
Nato upoštevamo korak za korakom primer izračuna.
1. korak - izračun toplotne izgube skozi konstrukcijske elemente
Toplotna odpornost stenskih materialov:
- gaziranega betona: R1 = 0,5 / 0,20 = 2,5 m² * K / W;
- ekspandirani polistiren: R2 = 0,05 / 0,041 = 1,22 m² * K / W.
Toplotna odpornost stene kot celote je: 2,5 + 1,22 = 3,57 kvadratnih metrov. m * K / Š. Povprečno temperaturo v hiši jemljemo kot +23 ° C, najnižjo na ulici 25 ° C z znakom minus. Razlika je 48 ° C.
Izračun celotne površine sten: S1 = 2,7 * 10 * 2 + 2,7 * 6 * 2 = 86,4 kvadratnih metrov. Od dobljenega kazalca je treba odšteti vrednost oken in vrat: S2 = 86,4-10-1,85 = 74,55 sq. m
Nadomestitev dobljenih parametrov v formulo dobimo stenske toplotne izgube: Qc = 74,55 / 3,57 * 48 = 1002 W
Po analogiji se stroški toplote izračunajo skozi okna, vrata in strop. Za oceno izgub energije skozi podstrešje se upoštevata toplotna prevodnost talnega materiala in izolacija
Skupna toplotna odpornost stropa je: 0,2 / 1,69 + 0,05 / 0,041 = 0,118 + 1,22 = 1,338 kvadratnih. Toplotne izgube bodo: Qp = 60 / 1,338 * 48 = 2152 W.
Za izračun uhajanja toplote skozi okna je treba določiti tehtano povprečno vrednost toplotne odpornosti materialov: okno z dvojnim steklom - 0,5 in profil - 0,56 kvadratnih metrov. m * K / W oz.
R = 0,56 * 0,1 + 0,5 * 0,9 = 0,56 m² * K / W. Tu sta 0,1 in 0,9 deleža vsakega materiala v okenski strukturi.
Izguba toplote na oknu: Qо = 10 / 0,56 * 48 = 857 W.
Ob upoštevanju toplotne izolacije vrat bo njegova toplotna odpornost: Rd = 0,1 / 0,035 = 2,86 sq. Qd = (0,9 * 2,05) / 2,86 * 48 = 31 W.
Skupne toplotne izgube skozi ograjene elemente so enake: 1002 + 2152 + 857 + 31 = 4042 W. Rezultat je treba povečati za 10%: 4042 * 1,1 = 4446 vatov.
2. korak - toplota za ogrevanje + splošne izgube toplote
Najprej izračunamo porabo toplote za ogrevanje dovodnega zraka. Prostornina sobe: 2,7 * 10 * 6 = 162 cu. V skladu s tem bodo izgube toplote za prezračevanje: (162 * 1/3600) * 1005 * 1,19 * 48 = 2583 W.
Glede na te parametre prostora bodo skupni stroški toplote: Q = 4446 + 2583 = 7029 W.
3. korak - potrebna moč toplotnega kroga
Izračunamo optimalno moč zanke, potrebno za kompenzacijo izgube toplote: N = 1,2 * 7029 = 8435 W.
Nadalje: q = N / S = 8435/60 = 141 W / m2.
Na podlagi zahtevanih zmogljivosti ogrevalnega sistema in aktivne površine prostora je mogoče določiti gostoto toplotnega toka na 1 sq. m
4. korak - določitev naklona in dolžine konture
Nastala vrednost se primerja s grafom odvisnosti. Če je temperatura hladilne tekočine v sistemu 40 ° C, je primerno vezje z naslednjimi parametri: nagib - 100 mm, premer - 20 mm.
Če voda kroži v deblu, segretem na 50 ° C, potem se interval med vejami lahko poveča na 15 cm in lahko uporabite cev s prečnim prerezom 16 mm.
Upoštevamo dolžino konture: L = 60 / 0,15 * 1,1 = 440 m.
Ločeno je treba upoštevati razdaljo od kolektorjev do toplotnega sistema.
Kot je razvidno iz izračunov, bodo morali za ureditev vodnega dna narediti vsaj štiri ogrevalne zanke. In kako pravilno položiti in pritrditi cevi, pa tudi druge skrivnosti namestitve, smo preučili tukaj.
Vizualni video pregledi bodo pripomogli k predhodnemu izračunu dolžine in naklona toplotnega tokokroga.
Izbira najučinkovitejše razdalje med vejami sistema talnega ogrevanja:
Vodič, kako ugotoviti dolžino zanke izkoriščenega talnega ogrevanja:
Metode izračuna ni mogoče imenovati preprosto. Hkrati je treba upoštevati številne dejavnike, ki vplivajo na parametre vezja. Če se načrtuje uporaba vodnega dna kot edinega vira toplote, je bolje to delo zaupati strokovnjakom - napake v fazi načrtovanja so lahko drage.
Ali sami izračunate potrebne posnetke cevi za toplo tla in njihov optimalen premer? Mogoče imate še vprašanja, ki se jih v tem članku nismo dotaknili? V razdelku za komentarje povprašajte naše strokovnjake.
Če ste specializirani za izračun cevi za ureditev vodnega ogrevanega tla in imate nekaj, kar morate dodati zgornjemu materialu, prosimo, napišite svoje komentarje spodaj pod člankom.