Калькулятор расчета длины контура водяного теплого пола

Подготовка расчета теплого пола

Теплый пол лучше не прокладывать под тяжелыми предметами, например, мебелью
Части комнаты, заставленные предметами, которые не перемещаются, можно не обогревать

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ: Влагостойкие плиты для пола – используем по назначению. Плиты и листовые материалы для устройства чернового пола

Сокращая площадь обогрева, вы экономите на трубах. Конечно, делать это нужно без фанатизма, исходя из рациональных соображений.

Максимальная величина контура, то есть, наибольшая возможная длина трубы, зависит от производителя и типа трубы. Обычно этот показатель укладывается в пределах от 70 до 120 метров. Поэтому максимальная площадь, которую можно охватить одним контуром, составляет от 15 м2 до 25 м2.

Количество контуров и мощность

Монтаж системы отопления должен соответствовать следующим рекомендациям:

Одна петля на помещение небольшой площади или часть большого, растягивать контур на несколько комнат нерационально.
Один насос на коллектор, даже если заявленной мощности достаточно на обеспечение двух «гребенок».
При максимальной длине трубы теплого пола 16 мм в 100 м коллектор устанавливается не более чем на 9 петель.

Если максимальная длина петли теплого пола 16 трубы превышает рекомендованное значение, то помещение разбивается на отдельные контуры, которые соединяются в одну отопительную сеть коллектором. Чтобы обеспечить равномерное распределение теплоносителя по всей системе, специалисты советуют не превышать разницу между отдельными петлями в 15 м, иначе меньший контур прогреется гораздо сильнее, чем больший.

Но что делать, если длина контура теплого пола 16 мм трубы различается на значение, которое превышает 15м? Поможет балансировочная арматура, которая изменяет циркулирующее по каждой петле количество теплоносителя. С ее помощью разница длин может составлять почти два раза.

Почему лучше использовать трубу с внешним диаметром 16 мм?

Для начала – почему рассматривается именно труба 16 мм?

Всё очень просто – практика показывает, что для «тёплых полов» в доме или квартире такого диаметра вполне достаточно. То есть сложно представить ситуацию, когда контур не справится со своей задачей. А значит — нет никаких действительно оправданных оснований применять более крупную, 20-миллиметровую.

Чаще всего в условиях обычного жилого дома для «теплых полов» с лихвой достаточно труб диаметром 16 мм

И, вместе с тем, применение именно 16-миллиметровой трубы дает ряд преимуществ:

Прежде всего, она примерно на четверть дешевле 20-миллиметрового аналога. То же самое касается и всей необходимой фурнитуры – тех же фитингов.
Такие трубы более просты в укладке, с ними можно, при необходимости, выполнить уплотненный шаг раскладки контура, вплоть до 100 мм. С 20-миллиметровой трубой и возни намного больше, и малый шаг – бывает просто невозможен.

Труба диаметром 16 мм проще укладывается и позволяет выдерживать минимальный шаг между соседними петлями

Существенно уменьшается объем теплоносителя в контуре. Простой подсчет показывает, что в погонном метре 16-мм трубы (при толщине стенок 2 мм внутренний канал составляет 12 мм) вмещается 113 мл воды. А в 20-мм (внутренний диаметр 16 мм) — 201 мл. То есть разница – более 80 мл на всего один метр трубы. А в масштабах системы отопления всего дома — это в буквальном смысле слова выливается в очень приличное количество! И ведь надо обеспечить нагрев этого объема, что влечет, в принципе, неоправданные расходы на энергоносители.
Наконец, труба с большим диаметр потребует и увеличения толщины бетонной стяжки. Хочешь – не хочешь, но минимум 30 мм над поверхностью любой трубы придётся обеспечивать. Пусть не кажутся смешными эти «несчастные» 4–5 мм. Тот, кто занимался заливкой стяжки, знает, что эти миллиметры оборачиваются десятками и сотнями килограмм дополнительного бетонного раствора — всё зависит от площади. Тем более что для трубы 20 мм рекомендуют слой стяжки делать даже толще – порядка 70 мм над контуром, то есть она получается чуть ли не вдвое толще.

Кроме того, в жилых помещениях очень часто «идет борьба» за каждый миллиметр высоты пола – просто из соображений недостаточности «простора» для наращивания толщины общего «пирога» системы подогрева.

Увеличение диаметра трубы неизменно ведет к утолщению стяжки. А это не всегда возможно, да и в большинстве случаев – совершенно невыгодно.

Труба 20-мм оправдана, когда необходимо выполнить систему подогрева пола в помещениях с высокой нагрузкой, с большой интенсивностью движения людей, в спортзалах и т.п. Там просто из соображений повышения прочности основания приходится применять более массивные толстые стяжки, для прогрева которых требуется и большая площадь теплообмена, что как раз и обеспечивает труба 20, и иногда даже и 25 мм. В жилых же помещениях прибегать к таким крайностям – нет никакой необходимости.

Могут возразить, что для того, чтобы «продавить» теплоноситель по более тонкой трубе придется наращивать мощностные показатели циркуляционного насоса. Теоретически, так оно и есть – гидравлическое сопротивление с уменьшением диаметра, понятно, возрастает. Но как показывает практика, большинство циркуляционных насосов вполне справляются с этой задачей

Ниже будет уделено внимание этому параметру – он также увязан с длиной контура. На то и проводятся расчеты, чтобы добиться оптимальных или, по крайней мере, приемлемых, вполне работоспособных показателей системы

Итак, остановимся на трубе именно 16 мм. Про сами трубы в этой публикации разговор вести не будем – на то есть отдельная статья нашего портала.

Какие данные нужны для расчета?

Традиционный расчет контура выполняется для труб с диаметром 16мм, но схема для любого размера трубы остается той же: считаются по длине петли, по которым будет двигаться носитель тепла.

Собираются исходные данные:

Желаемая температура над полом:
Схема укладки контура;
Расстояние между элементами трубопровода;
Максимальная длина используемой трубы;
Число используемых контуров с разной длиной;
Возможность присоединения петель к одному насосу и коллектору, число такие соединений.

Расстояние между трубами в контуре

По периметру помещения контур с греющими элементами укладывается с шагом 0,1 м. В остальном пространстве принято считать шаг от 0,15 до 0,25м. Если превысить максимальный показатель, то при ходьбе владельца по напольному покрытию будет ощущаться сильная разница температур, что крайне неприятно.

Допустимая длина контура

Показатель зависит от параметров давления в петле и сопротивления гидравлики – их определяет количество теплоносителя, проходящего через определенный диаметр трубы за единицу времени.

Когда обустраивается тёплый пол, циркуляция воды в одной из петель нарушается, и восстановить ее не удается даже циркуляционным насосом. Теплоноситель оказывается запертым в контуре, остывает, снижает давление до 0,2 бар.

Специалисты рекомендуют следующие размеры в контуре:

Петля из металлопластика в 16 мм диаметром может быть до 100 метров. Оптимальным значением считается 80 м;
Трубы из полиэтилена диаметров в 18 мм могут образовывать петли до 120м (лучше 80…100м);
Труба из металлопластика в 20мм диаметром допускает петли в 125 метров. Чем меньше будет в этом случае длина, тем надежнее и стабильнее прогнозируется работа системы.

Как рассчитать контуры с разной длиной?

Иногда теплый пол делается с несколькими контурами. В идеале они должны быть равны по длине, тогда балансировать систему не придется. На практике подобная схема практически неосуществима даже опытными специалистами.

Для расчета трубопровода в разных комнатах учитывается разница в длине каждого из контуров до 40%. Рекомендуется варьировать диаметры труб и менять шаг их укладки, что позволит компенсировать длины петель.

Возможность подсоединения к одному насосу и коллектору

Число подключаемых к коллектору и насосу петель можно узнать по мощности оборудования, трубам (диаметры и материал изготовления), числу контуров, метражу комнаты, а также материалу, из которого сделаны все конструкции ограждающего типа.

Самостоятельно с такими вычислениями справиться сложно, поэтому на этом этапе стоит привлечь профессионалов, у которых достаточно опыта и знаний в расчетах проектов теплых полов.

Как посчитать петлю?

После сбора исходных данных и определения оптимального варианта теплых полов, приступают к вычислению максимальной длины контура водяного теплого пола:

Подобные расчеты позволяют создать системы нагрева полов с достаточной мощностью для регулирования и поддержания заданной владельцем температуры в жилой комнате. Считая длину труб в нескольких контурах для большого дома, предполагая их соединение с одним коллектором, стоит обратиться к проектировщикам с опытом выполнения подобных работ.

Какая температура должна быть в комнатах частного дома?

Расчет длины трубопровода в теплых полах важен для скорости нагрева и достаточного выделения тепла. Внутри помещения должна поддерживаться стабильная температура, для чего теплоноситель прогревается до 60 градусов тепла. Если это значение будет превышено, то материалы коммуникаций могут пострадать.

Значения теплового комфорта для жилых помещений частного дома должны быть примерно следующие:

В комнатах нужно поддерживать от 27 градусов до 29 градусов тепла;
Коридор или прихожая (все проходные места) – 35 градусов тепла;
Ванные и места с высокой влажностью – до 33 градусов тепла.

Если максимальная длина трубопровода составляет около 100 метров, то на подаче и обратке у котла-смесителя разница не должна быть более 5 градусов. Если число оказалось иным, значит, в контуре есть теплопотери, которые следует срочно устранить.

Идеальным решением для создания уютного дома считается установка тёплых полов. Чтобы воплотить в жизнь это решение необходимо учитывать расчетные характеристики используемых элементов системы а также правила эффективного расположения, укладки и монтажа всех частей системы теплого пола. В этой статье приведем примеры расчета длины водяного контура, мощности кабельного и пленочного теплого пола.

Тонкости расчета

В большинстве случаев, на 1 м2 расходуются 5 м трубы. При этом длина шага равна 20 см.

Однако укладывать трубы специалисты рекомендуют исходя из точных вычислений. Для этой цели потребуется формула L=S/N*1,1, где:

S представляет площадь участка;
N обозначает шаг укладки;
1,1 – запасная труба, необходимая для создания поворотов.

Если прибавить расстояние от коллектора до пола, увеличенное в два раза, получится более точный расчет. Для большего понимания вычислений можно привести пример:

предположим, площадь участка равна 16 м2;
расстояние от коллектора до пола – 3,5 м;
шаг укладки равен 0,15 м;
следуя формуле: 16 / 0,15 х 1,1 + (3,5 х 2) = 124 м.

Увеличение расхода в зависимости от расстояния между соседними трубами представляет следующая таблица:

Шаг петли, мм	Расход трубы на 1 м2, м. п.
100	10
150	6,7
200	5
250	4
300	3,4

Раскладка теплого пола ограничивает длину трубы до 120 м, потому как на это есть ряд причин:

высокая температура не должна повредить покрытие пола;
подогрев в контуре при эксплуатации (особенно при протечке) способен повредить цементную стяжку;
разделение поверхности на несколько участков способствует эффективному обогреву.

По диаметру

Для корректного вычисления диаметра трубы потребуются следующие вычисления:

15кПа – давление насоса, обеспечивающего эффективный обогрев;
длина труб равна 85 м;
теплоноситель расходует 0,2 м³/ч.

Следовательно, производится расчет по формуле D=18* (p/L*G2) – 0,19, где:

D обозначает диаметр трубы для теплого пола;
L – метраж длины изделия;
p – давление насоса;
G – расход воды, которая циркулирует в трубах (описывается в документации);
D=18* (15/85 × 0,22) –0,19 = 13,6 мм.

Производители выпускают трубы 16 мм – наиболее оптимальный вариант для установки системы. Подходящими схемами настройки теплового пола считаются змейка и улитка. Горячая вода при планировании – красная, холодная обозначается голубым цветом.

По длине контура

Отопительная система нуждается в создании конструкции, поддерживающей наиболее эффективное давление и циркуляцию воздуха. Поэтому предел длины водяного контура – 80, максимум 100 метров. Однако не всегда помещение соответствует расчетам, требуя собственные параметры, порой превышающие 150 м. Проблема решается легко – достаточно лишь установить несколько контуров.

При расчетах необходимо учитывать диаметр трубы и материал изготовления:

Металлопластиковые изделия наиболее востребованы ввиду низкой стоимости и простого монтажа. В основу лёг полиэтилен с прослойкой из алюминия, которая повышает надежность конструкции. Металл обладает высокой теплопроводностью, чем и привлекает производителей, которые желают создать оптимальные условия теплообмена. При диаметре 16 мм длина контура способна достигать сотни метров.
Полиэтиленовые конструкции не требуют дополнительного слоя, сшиваясь на молекулярном уровне. Изделие легко гнется, проявляя устойчивость к высоким температурам до 95ºC и к различным химическим растворителям. При 18 мм диаметра предел составит 120 метров.

Полипропилен обладает высокой жесткостью и прочностью. Он не востребован на рынке и применяется преимущественно для производственных целей. Предел длины для изделия составляет 90-100 метров.
Медные изделия обладают наивысшей теплопроводностью, за счет которой их цена является самой высокой на строительном рынке. Однако они нуждаются в профессиональной установке, так как при малейшей провинности дают течь.
Гофротрубы изготовлены из нержавеющей стали. Максимальная длина контура равняется 120 м при диаметре 25 мм. Гофрированные трубы рекомендуют приобретать с рассчитанной заранее длиной, достаточной для одного контура. Такая покупка автоматически устраняет возможность протечки.

Большую площадь следует поделить на составляющие участки в соотношении 1: 2. То есть его ширина будет в 2 раза меньше длины. Следовательно, для того, чтобы вычислить количество участков, потребуются следующие меры:

При шаге 15 см количество м2 для площади участка не превышает 12;
шаг 20 см подходит для 16 м2;
шаг 25 см – 20 м2;
30 см – 24 м2.

В последующем при увеличении шага на 5 см площадь соответственно увеличивается на 4 м2. Однако специалисты не рекомендуют вычислять точные значения. Во избежание протечек следует брать про запас 2 м2.

Увеличение расстояния между отдельными нитками нагревательного кабеля.

У всех производителей величина допустимого расстояния между соседними нитками может колебаться от 5-6 до 15-17см (при укладке в стяжку 3-5 см). Сильно увеличивать расстояние между отдельными нитками не нужно, потому что станет заметной неравномерность нагрева. С другой стороны, уменьшение расстояния приводит к перерасходу кабеля и появлению риска недопустимого сближения соседних ниток кабеля. При монтаже кабельного отопления датчик температуры пола следует поместить в пластиковую гофрированную трубку. Это делается для того, чтобы в случае неисправности можно было бы легко произвести замену сломанного прибора управления.

Рассчитываем циркуляционный насос

Чтобы система получилась экономичной, нужно подобрать циркуляционный насос, обеспечивающий нужный напор и оптимальный расход воды в контурах. В паспортах насосов обычно указывают напор в контуре самой большой длины и суммарный расход теплоносителя во всех петлях.

На напор оказывают влияние гидравлические потери:

∆ h = L*Q²/k1, где

L — длина контура;
Q — расход воды л/сек;
k1 — коэффициент, характеризующий потери в системе, показатель можно взять из справочных таблиц по гидравлике или из паспорта на оборудование.

Зная величину напора, вычисляют расход в системе:

Q = k*√H, где

k — это коэффициент расхода. Профессионалы принимают расход на каждые 10 м² дома в пределах 0,3-0,4 л/с.

Среди составляющих теплого водяного пола особая роль отводится циркуляционному насосу. Только агрегат, мощность которого на 20 % превышает фактический расход теплоносителя, сможет преодолеть сопротивление в трубах

Цифры, касающиеся величины напора и расхода, указанные в паспорте, нельзя воспринимать буквально — это максимум, а фактически на них оказывает влияние протяженность, геометрия сети. При слишком большом напоре уменьшают длину контура или увеличивают диаметр труб.

Компоненты системы напольного отопления

Ноги в тепле, голова в холоде. Именно так звучит знаменитая поговорка, которая имеет немалый смысл. Действительно, здоровье человека во многом зависит от того, насколько тепло его нижним конечностям. Переохлаждение пальцев или коленей может привести к ревматизму и дальнейшим сопутствующим проблемам. Именно поэтому при строительстве частного дома рекомендуется обустроить теплый пол, а расчет выполнить всех его компонентов можно при помощи удобного онлайн-калькулятора.

При выполнении расчета можно определить следующие данные:

Максимальная длина контура водяного теплого пола для помещения с конкретными параметрами.
Произвести расчет укладки трубы теплого пола, а также выбрать ее эффективный диаметр.
Определить мощность циркуляционного насоса для обеспечения требуемого теплового обмена с полом и прочее.
Прежде чем приступать к расчету характеристик водяного теплого пола для обустройства его своими руками, необходимо ознакомиться с его строением и вариантами схем монтажа трубы.

Все компоненты системы напольного отопления должны быть правильно подобраны, чтобы они идеально стыковались между собой и обеспечивали правильную работу. Если это требование будет соблюдено, то в помещениях будет создаваться оптимальный микроклимат, в том числе, для длительного нахождения в них людей.

В состав данной системы отопления входят следующие компоненты:

Труба. На может быть металлопластиковая или из сшитого полиэтилена на выбор. Кто-то считает лучше композит, кто-то пластик. Так или иначе, каждая имеет свои преимущества и недостатки, но имеются и общие особенности – способность к удлинению при нагреве

Это важно учитывать при выполнении монтажа системы.
Фитинги. Это все соединители, тройники и прочие компоненты, с помощью которых собственно производится монтаж системы

Существует два типа: компрессионные и обжимные.
Насос. Если имеется емкость или трубопровод, из которого можно отбирать подогретую воду, достаточно установить только насос, который будет прокачивать теплоноситель по системе.
Термостат, реле или иной элемент управления. Он будет включать или отключать прокачку в зависимости от температуры обратного потока в системе. Соответственно, крепится где-нибудь на выходном коллекторе.
Коллектор. Это арматура, которая объединяет и распределяет потоки теплоносителя по нескольким веткам системы.
Вентили или автоматические регулятора. Они устанавливаются на каждый вход контуров на коллекторе. С их помощью можно автоматически регулировать давление в конкретной ветке или вручную.
Предохранительный клапан сброса. Он нужен для защиты системы от разрушения при увеличении давления, так как в полу оно не может превышать 1 атм., в то время как центральное может работать на больших значениях.
Термосмесительный трехходовой клапан. Это компонент арматуры, который подмешивает во входящий поток теплоносителя воду из «обратки», чтобы температура не превышала заданное значение. Может быть с разовой регулировкой для защиты или с постоянной управляемой или автоматической с шаговым двигателем.
Для визуального контроля на каждую ветку рекомендуется установить расходомер.

Количество, тип компонентов, вид материалов зависит от источника нагрева. Ранее был представлен перечень элементов для обустройства именно водяного напольного обогрева. Также стоит привести аналогичный перечень и для расчета и монтажа электрического теплого пола. Он несколько проще и содержит намного меньше позиций:

Нагревательный кабель или готовые маты.
Термостат для регулирования температуры.
Пара термодатчиков для контроля температуры в поверхности пола и в 1 метре над ним.
Группа электробезопасности с блоком защиты, так как электрический теплый потребляет немало электрической энергии.

Учитывая куда меньший перечень, онлайн калькулятор может и не потребоваться. Достаточно купить нужное количество нагревательного оборудования и уложить его в тех местах, где требуется подогрев. В среднем, на 1 кв. м поверхности пола приходится 220-240 Вт электрической мощности при его нагреве до 40 градусов.

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. м.

Подставляя полученные показатели в формулу, получим стеновые теплопотери: Qc=74,55/3,57*48=1002 Вт

По аналогии рассчитываются тепловые издержки через окна, дверь и потолок. Для оценки энергетических потерь через чердак учитывают теплопроводность материала перекрытия и утеплителя

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.

Исходя из требуемой производительности системы отопления и активной площади помещения, можно определить плотность потока тепла на 1 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.