Расчет мощности при обогреве полов в разных помещениях
Помещения различаются по своей площади и назначению. Так, балконы и лоджии, прихожие и коридоры должны обогреваться максимально, на мощности около 180 Вт/м2
Важно провести герметизацию и утепление этих пространств, чтобы снизить потери тепла
Уровень потребляемой электроэнергии будет не сильно большой, поскольку в этих зонах отопление включается не очень часто. В гостиной и на кухне нужно около 120 Вт/м2, для детской этот показатель увеличивается до 140 Вт/м2 .
На мощность влияет и напольное покрытие: ламинат и линолеум требует до 130 Вт/м2, а если есть радиаторное отопление, то достаточно 110 Вт/м2.
Особенности установки
Важным преимуществом конструкции выступает возможность равномерно распределить теплый воздух по жилой площади. При этом удается сэкономить до 12% энергии на общий обогрев помещения
Важно помнить о необходимости учитывать отдельные факторы во время эксплуатации
Отопительная система должна работать в температурном диапазоне, который не превышает 60 градусов. Если упустить этот момент, возможна порча имущества. Сама поверхность водяного пола должна иметь оптимальную температуру, чтобы удовлетворять потребности. Это не только позволит добиться высокого комфорта эксплуатации, но и будет гарантировать отсутствие возможных заболеваний для ног. Чаще всего это значение достигает 26 градусов.
Чтобы монтаж был правильным, нужно позаботиться о том, чтобы расчет следующих параметров был корректным:
- Потребности пространства в тепле. Этот параметр определяется климатической зоной, качеством изоляции и габаритами помещения.
- Рассчитываемая удельная мощность отопления в перерасчете на каждый квадрат площади, которая будет обогреваться.
- Будет ли покрыта необходимость помещения в тепле посредством теплого водяного пола.
Методики расчета
В первую очередь надо определиться, теплый пол у вас будет основным отоплением (без радиаторов и других источников тепла) или дополнительным (для повышения комфорта). В зависимости от этого меняется расчет электрического теплого пола. Если подогрев пола — только дополнительное отопление, единственное требование — мощности должно хватить для того чтобы нагреть пол до комфортных 28,5-29°C. Других требований нет. При таком раскладе смело пользуются средними цифрами, которые определены опытным путем (в таблице ниже). При использовании подогрева пола в качестве основного отопления, подход другой: тепла должно быть достаточно для компенсации теплопотерь. Тут все несколько сложнее — нужны расчеты.
Расчет электрического теплого пола по теплопотерям
Есть два способа сделать расчет электрического теплого пола. Первый является именно расчетом. При использовании этой методики сначала определяются теплопотери помещения. При этом учитывается регион, в котором находится здание, материал и толщина стен, толщина и вид утепления, размеры окон и тип остекления, наличие и площадь стен, выходящих на улицу, ориентация помещения (на юг, север, и т.п.). Все эти факторы влияют на количество тепла, которое уходит из помещения и которое придется восполнять.
Теплопотери для каждого вида строительного материала можно найти в специальной литературе, есть отдельные методики. Такой расчет — муторное дело, но он позволяет получить точные данные. Это на случай, если считать хотите сами. Если нет, можно заказать теплотехнический расчет у специалистов. И, если площади под теплы пол планируются большие, лучше все-таки заказать. Порой, самостоятельно определенные теплопотери в разы превышают те, которые вам выдадут спецы. А излишнюю мощность — зря потраченные деньги.
Пример расчета теплопотерь помещений
Полученная цифра и будет мощностью электрического теплого пола, которая необходима для компенсации теплопотерь данного помещения. Весь расчет электрического теплого пола состоит в том, чтобы подобрать нагревательные элементы в таком количестве и такой мощности, чтобы они суммарно выдавали требуемое количество тепла (можно с небольшим запасом). Если это будут нагревательные кабели, придется разработать схему укладки так, чтобы на заданной площади разместился весь необходимый метраж кабеля. Если решено использовать пленочный теплый пол, надо искать пленку требуемой мощности. В любом случае, учтите, что для того чтобы ногами не ощущать холодные и горячие места нагрева, расстояние между соседними нагревательными элементами не должно быть больше 30 см. А для нормального перераспределения тепла (не полосами) минимальная высота стяжки должна быть — 3 см, лучше около 5 см.
Сначала надо определить площадь, на которой не будет мебели
Определение требуемой мощности в зависимости от назначения помещения
Второй способ — считать по среднестатистическим данным. Количество материалов, которое используют при строительстве жилых домов, ограничено. Это дало возможность вывести средние цифры необходимых мощностей теплого пола для отопления помещений разного назначения. (смотрите таблицу).
| Вид отопления | Название объекта | Требуемая мощность |
|---|---|---|
| Дополнительное отопление | Кухня, жилые комнаты на первом этаже | 140-150 Вт/м2 |
| Дополнительное отопление | Кухня, жилые комнаты на втором этаже и выше | 120-130 Вт/м2 |
| Дополнительное отопление | Ванная комната | 140-150 Вт/м2 |
| Дополнительное отопление | Балкон, лоджия | 180 Вт/м2 |
| Основное отопление | Все помещения, независимо от назначения | 180 Вт/м2 |
При расчете электрического теплого пола найденную незанятую площадь умножают на норму, взятую из таблицы. Получают цифру, которую может выдать электрический теплый пол. В принципе, это также будет и максимальная потребляемая мощность, необходимая для подогрева пола.
Требуемую мощность нагрева пола можно определить исходя из его назначения
Например, если обогреваться будет 10 квадратов в жилой комнате на первом этаже, то выдать/потребить нагревательный элемент может 140 Вт/м2 * 10 м2 = 1400 Вт. Это потребляемая мощность в час. Не стоит пугаться. Реально такой расход может быть только сразу после включения и до тех пор, пока пол не наберет заданную температуру. В этот промежуток времени нагреватели работают постоянно. Затем подогрев включается/выключается терморегулятором, который поддерживает заданную температуру с точностью до 1°C. Количество потребляемого в этот период электричества зависит от погоды (чем холоднее, тем чаще будет включаться) и степени утепления пола и помещения в целом.
Как выбрать электрический пол
Купить лучший нагревательный мат или инфракрасную пленку для своей квартиры, загородного дома или дачи – мечта каждого владельца недвижимости. Выбирать продукцию необходимо не только с оглядкой на репутацию производителя и цену, но и с учетом особенностей эксплуатации. Какой вид теплых полов будет лучше для разных типов покрытий? Это зависит от типа нагревательного элемента, мощности и возможности подключения терморегулятора, класса защиты от пыли и высокой влажности.
Тип
Производители выпускают инфракрасную пленку, нагревательные маты и кабеля, панели. Выбор типа оборудования зависит от вида напольного покрытия и основания. Большинство видов финишного напольного покрытия укладывают на стяжку. Если основание уже готово, то можно использовать пленку – нагревательный элемент этого типа не поднимет финишное покрытие на большую высоту. Нагревательные маты и кабеля можно уложить в стяжку или в плиточный клей. Это обеспечит дополнительную защиту от статической нагрузки.
Инфракрасные полы нагревают не только пол, но и мебель, которая отдает тепло и делает микроклимат в комнате уютным и комфортным. Маты и кабеля нагревают только пол, это заставляет задуматься о максимально возможной температуре поверхности. Полы с инфракрасным излучением меньше всего влияют на здоровье человека. Для систем другого типа необходимо позаботиться о наличии защитного экрана от электромагнитного излучения.
Применение
Теплые полы используют в качестве основной и дополнительной системы обогрева. Основная система теплоснабжения должна иметь высокую удельную мощность – не ниже 220-230 Вт/кв.м. Для дополнительного отопления достаточно 150-180 Вт/кв.м.
Тяжелая мебель может стать причиной повреждения нагревательного элемента. Если теплый пол будет находиться под высокой статической нагрузкой, то лучше отдать предпочтение панелям в корпусе из алюминиевого сплава или матам, кабелям, которые укладываются в бетонную стяжку. Пленочные полы рекомендуется укладывать под финишное напольное покрытие там, где не планируется установка книжных шкафов, тяжелых комодов и стиральных машин.
При выборе продукции для укладки на балкон, в ванную комнату, на открытую террасу – необходимо уделить внимание степени защищенности. Преимущества у продукции с классом защиты от IP57 и выше
В регионах с суровым климатом, рекомендуется выбирать оборудование, рассчитанное на эксплуатацию в широком диапазоне температур.
Терморегулятор
Терморегуляторы поддерживают стабильную заданную температуру. Это положительно влияет на микроклимат в помещении, помогает снизить затраты на электроэнергию. Производители не всегда комплектуют этим оборудованием свои теплые полы определенных марок, предлагая выбрать наиболее подходящий к требованиям покупателя тип терморегулятора.
Выпускаются механические, электронные и программируемые терморегуляторы. Для контроля над температурой могут использоваться выносные или встроенные датчики. Конструктивные особенности позволяют выполнить встроенный или накладной монтаж, подключить терморегулятор к DIN-рейке. При выборе оборудования учитывается диапазон температур и максимальная мощность подключенной системы обогрева.
Наиболее функциональными являются программируемые терморегуляторы, совместимые с полами разного типа. Они имеют высокую точность настройки, защиту от детей, несколько режимов работы, информативную панель управления. Это помогает экономить максимальное количество электроэнергии без потери высокого уровня комфорта в помещении.
Мощность
Общая мощность нагревательных элементов определяет возможность поддерживать в помещении определенной площади заданную температуру. При вычислениях учитывается тип системы обогрева, количество мебели, высота потолков. Точный расчет может сделать теплотехник, который учтет все дополнительные параметры эксплуатации теплого пола.
При использовании электрических полов в качестве дополнительного обогрева, самые мощные нагревательные элементы рекомендуется монтировать на балконах и в ванных комнатах. Здесь мощность не должна быть меньше 180 Вт/кв.м. В жилых комнатах допускается мощность в диапазоне 110-130 Вт/кв.м. Этого достаточно для нагрева полов, создания комфортной температуре в комнате в короткий период межсезонья. При покупке оборудования для основной системы обогрева эти показатели мощности необходимо увеличить в 1,5-2 раза.
Примерный расчет системы теплого пола
Рассмотрим пример, как рассчитать мощность теплого водяного пола для помещения со сторонами 5 и 6 метров и квадратурой 30 м², причем оно частично занято техникой и предметами мебели.
Принято считать, что добиться эффективного функционирования системы можно при условии, что обогреваемая площадь не может составлять меньше 70%. Тогда данный параметр равен 21 м². Предположим, средние потери тепла дома – 80 Вт/ м², тогда для комнаты они составят 80х21 = 1680 Вт/ м².
Толщина стяжки плюс напольное покрытие понизят температуру на поверхности пола на 6-7 градусов по сравнению с водой в трубах. Такое значение соответствует норме для жилого помещения.
Другие исходные данные для расчета:
- нужный температурный режим – 20 C°;
- диаметр используемых труб –20 миллиметров;
- толщина цементной стяжки –7 сантиметров.
Если предположить, что для монтажа выбран 15-сантиметровый шаг труб, а на один «квадрат» потребуется 6,7 погонных метров, тогда протяженность отопительного контура в комнате площадью 21 м²составит 140,7 метра.
Поскольку при 20-миллиметровом диаметре трубы максимальная длина одного контура не может превышать 120 метров, тогда укладывать придется 2 контура, имеющих длину 71 метр, так как потребуется сделать запас на случай возникновения погрешностей и для подводки труб к коллектору.
Помимо протяженности трубопровода еще нужно рассчитать:
- Стоимость обустройства гидроизоляции под цементную стяжку с учетом, что материал покроет всю поверхность пола с запасом на стены и нахлестом в местах стыка.
- Затраты на приобретение утеплителя. Можно выбрать полистирол, пеноплекс или специальные маты, предназначенные для водяных полов. Рассчитать количество теплоизоляционного материала просто, поскольку на упаковке производитель указывает, какую площадь он покроет.
- Расходы на покупку демпферной ленты. Ее длина должна соответствовать периметру помещения.
- Сумму затрат на приобретение армирующей сетки с учетом площади всего пола.
- Стоимость материалов для обустройства стяжки. Можно купить как готовую смесь, так и компоненты для приготовления раствора (цемент и песок). Специалисты рекомендуют добавлять пластификатор.
- Расходы на фитинги и крепежные элементы для труб.
Без проведения предварительных расчетов системы обогрева пола невозможно иметь представление о предстоящих затратах.
Как рассчитать мощность водяного теплого пола
Теплоотдача водяных полов напрямую зависит от протяжённости магистрали.
Для расчёта мощности системы потребуется знать:
- площадь и конфигурацию помещения;
- расход теплоносителя;
- теплопотери;
- укладочный шаг.
Составление плана
Любой подсчёт нужно начинать с составления плана помещения. Удобнее делать это на миллиметровой бумаге, но можно и на тетрадных листках в клетку. На чертеже отображаются все окна и двери помещения, с указанием их размеров.
Сразу замеряется высота комнаты, и прописываются показатели полезного объёма. На плане отмечаются участки, где будет стоять мебель. Затем нужно отобразить схему размещения труб.
Определение площади
При расчёте мощности водяного пола нужно помнить, что площадь, находящаяся под стационарной мебелью и техникой не учитывается.
Рассчитывается площадь комнаты по стандартной формуле (площадь квадрата, прямоугольника и т.д.), и от результата отнимаются участки, где будет стоять мебель.
Расчёт теплопотерь
Теплопотери — тепло в количественном обозначении, которое теряется помещением за единицу времени. Чтобы снизить теплопотери, используются отопительные приборы, а так же делается хорошая теплоизоляция.
При расчёте тепловых потерь учитывается:
- площадь комнаты;
- размер окон и дверей;
- высота потолка;
- число наружных стен;
- температура за окном;
- теплоизоляция стен;
- тип комнаты, которая находится выше.
Чтобы произвести подсчёт теплопотерь можно воспользоваться онлайн-калькулятором.
Расход теплоносителя
Для расчёта расхода воды потребуется знать — какое количество теплоносителя проходит через трубопровод за 1 час. Это нам нужно для того, чтобы грамотно произвести настройку ротаметров, и сделать правильный выбор производительности насоса.
Расход воды рассчитывается по формуле:
- G – расход воды в кг/ч;
- Q – тепловая мощность в Вт;
- Δt – температурная разница теплоносителя в подающем и обратном контуре, для тёплых полов она равна 10 °С;
- 0.86 — коэффициент теплоёмкости воды.
Шаг укладки и длина контура
Для напольного отопления, в частном жилье, чаще укладываются металлопластиковые или полиэтиленовые профили, имеющие диаметр 16 мм. Есть несколько способов укладки трубопровода — змейка или улитка, при этом укладочный шаг не должен быть слишком маленький.
Длину каждого контура рекомендовано ограничивать 80 метрами. От его размера зависит выбор мощности насоса.
Рассчитать длину контура можно по формуле:
где:
- F — площадь помещения;
- b — укладочный шаг.
Если длина трубопровода получается больше 100 м, то её надо разбить на несколько петель.
Мощность пола
Мощность водяного тёплого пола на 1 м2 небольшая, и составляет всего 40 — 150 Вт. Чтобы система работала эффективно, распределение тепла по поверхности должно быть равномерным, без образования холодных зон. Для увеличения теплоотдачи, рекомендовано уменьшать укладочный шаг труб.
Хватит ли теплого пола для обогрева дома. Лайфхак от Cпроектируй.рф
Watch this video on YouTube
Плотность теплопотока рассчитывается по формуле:
где:
- q — показатель теплопотерь;
- F — площадь.
Производительность котла
Как рассчитать мощность котла для теплых полов — делается это с учётом мощности тёплых полов всего дома. Следует сложить все значения, которые были рассчитаны для каждой комнаты.
К полученному результату нужно добавить 15% — это и будет требуемая производительность котла. Если котёл купить без запаса, то при 100% нагрузке, ресурс агрегата будет расходоваться максимально быстро.
Производительность современных котлов — 24 киловатт, этого хватит для обогрева среднего помещения площадью до 240 м2. Есть электрокотлы, и с встроенным насосом — что является очень удобным.
Циркуляционный насос
Без насоса, гидрополы будут функционировать не эффективно. Как рассчитать мощность насоса для теплых полов? Она зависит от гидравлического сопротивления в магистрали, чем трубопровод длиннее, тем требуется более сильный насос.
Чтобы определить производительность насоса можно воспользоваться формулой:
где:
- Pн — мощность отопительного устройства в кВт;
- tобр.т — температурный показатель теплоносителя в обратке;
- tпр.т — уровень температуры в подаче.
Рекомендовано выбирать схемы полов, позволяющие регулировать мощность в больших пределах. При включении она должна быть максимальная, за счет этого прогрев полов будет быстрее.
После достижения заданных параметров в системе должно происходить автоматическое понижение температуры обогрева.
Греющий кабель
По причине небольшой стоимости кабеля, укладываемого в стяжке, многие предпочитают применять его. Толщина бетона составляет около 5 см. С ее увеличением потери тепла увеличиваются. Чтобы сделать стяжку тоньше, применяют армирование или наливные полы.
Самый простой и дешевый кабель — резистивный. Он выпускается одножильным и двухжильным. Последний удобней применять, поскольку обратный конец не нужно заводить обратно на терморегулятор. При этом встречное протекание электрического тока в соседних жилах взаимно компенсирует помехи.
Мощность у кабеля небольшая, но ее можно увеличить до 200 Вт/м2 при плотной укладке витками на каждом квадратном метре.
Тепло по всей поверхности провода выделяется равномерно. Если в определенном месте сверху поставить мебель или постелить ковер, там может возникнуть перегрев из-за ухудшения теплообмена. Этого недостатка лишен саморегулирующийся кабель, у которого сопротивление зависит от температуры. Ток течет в поперечном направлении через электропроводный слой от одного проводника к другому, проходящему с ним параллельно.
Однако, прокладка теплого пола под бытовыми приборами или мебелью является нерациональным решением. Обогрев помещения зависит от того, какая мощность теплого пола в нем заложена. При наличии препятствий в отдаче тепла его может оказаться недостаточно.
Теплый пол обычно прокладывают в местах, где не предполагается установка мебели и бытовых приборов. В качестве основного обогрева он эффективен, если занимает не менее 70 % площади помещения. Когда комната сильно заставлена, целесообразно применять радиаторное отопление. Под дополнительный обогрев достаточно использовать не ниже 30 %
Применяют также комфортный режим, когда важно, чтобы пол не был холодным
Что влияет на мощность теплого пола
Главный критерий правильного выбора мощности – комфортная температура в помещении при минимальных потерях теплоносителей. Это соотношение зависит от нескольких факторов, всех их в обязательном порядке следует учитывать во время выполнения расчетов.
Теплый пол может служить основным способом обогрева помещения, если сделать правильный расчет его мощности
Таблица. Что влияет на мощность теплого пола.
Размер обогреваемой площади
Зависимость не такая прямолинейная, как может показаться на первый взгляд. Почему? Все расчеты делаются на стандартную высоту помещений, а она не только в разных странах отличается, но и в одном здании или доме может быть неодинаковой. Кроме того, есть много эксклюзивных проектов с высокими потолками, большим количеством окон и т. д. Правильно привязывать мощность не к площади помещения, а к его объему. При одинаковых исходных данных влияние объема помещения на мощность элементарное – для нагрева большого количества воздуха требуется больше энергии.
Очень важный фактор, оказывает значительное влияние на определение мощности теплого пола. Теплый пол может устанавливаться в городской квартире, загородном большом коттедже или небольшой даче, в гараже, бане и т. д. Каждое помещение имеет свои требования по параметрам микроклимата, величине отопительного периода. Есть нюансы в обустройстве электрической схемы, методе монтажа радиаторного отопления. Каждая из перечисленных особенностей оказывает существенное влияние на выбор мощности теплого пола.
Качество теплоизоляции здания
Чем хуже сделана теплоизоляция здания, тем больше времени будет включен теплый пол, тем больше придется платить за недешевые теплоносители. В нашей стране, кстати, на законодательном уровне приняты нормы теплозащиты новых зданий, по отношению к охране окружающей среды по нормативам мы сравнялись с развитыми государствами. Осталось немного – в точности выполнять закон и решить проблему утепления старых построек. Особенно панельных домов стандартных серий (хрущевок), в которых толщина бетонных стен в пределах 10–15 см, а тепловые потери превышают 50%.
Есть два варианта выбора мощности: теплый пол будет единственным источником тепла или он планируется как дополнительный или резервный вариант отопления. В зависимости от выбранного типа использования мощность может отличаться в разы.
Технические особенности теплого пола
Особое внимание обращается на метод контроля и регулировки температуры нагрева пола и климатических параметров в помещении, существует автоматический или ручной. На показатели мощности оказывает влияние и вид теплоносителя, свои технические характеристики имеет водяной теплый пол и индивидуальные отличия имеются у электрического.
Ошибки во время подбора мощности теплого пола оказывают негативное влияние на микроклимат в помещении и увеличивают финансовые затраты на содержание здания в отопительный период.
Скрупулезный расчет проекта теплого пола повышает энергоэффективность всей системы отопления и снижает затраты на её обслуживание
В таблице приведен перечень общих факторов, от которых зависит мощность. Во время конкретного расчета необходимо учитывать намного больше индивидуальных особенностей помещения, включая материал изготовления финишного полового покрытия, этажность здания, эксплуатационные характеристики несущих фасадных стен и межкомнатных перегородок и т. д. Только после тщательного анализа всех нюансов можно узнать оптимальную мощность теплого пола.
Что влияет на энергопотребление теплого пола
Какой электрический теплый пол лучше
- Кабельные полы – провод имеет большое удельное сопротивление. Кабель нагревается по мере прохождения электричества по жиле. Греющий провод раскладывается на теплоизоляции, сверху заливается цементным раствором (стяжкой). Толщина монтируемой стяжки около 3 см.
Нагревательные маты – укладываются в тех случаях, когда отсутствует возможность залить стяжку. Маты раскладываются по полу, сверху покрываются финишным отделочным покрытием: ламинатом, паркетом, линолеумом. Устройство полов из матов позволяет класть плитку непосредственно на пленку, используя только клеевой раствор.
Оптимальный выбор системы отопления можно сделать, основываясь на следующих рекомендациях:
- Особенности помещения – кабельный пол лучше стелить в комнатах, где высота потолков и остальные параметры позволяют залить стяжку.
Расход электроэнергии – нагревательные маты потребляют больше электричества. При эксплуатации кабеля выделяемая тепловая энергия аккумулируется в цементной стяжке. В результате осуществляется равномерное распределение тепла, полностью отсутствуют холодные зоны.
Особенности монтажа – производители электрических кабельных полов не рекомендуют осуществлять монтаж лицам, без специального профильного образования. Маты, напротив можно уложить самостоятельно. Сетка с кабелем раскладывается в согласии с инструкцией завода изготовителя, и подключается к электрической сети или обычной розетке.
Некоторые советы по выбору можно найти в руководстве по эксплуатации. Помощь при подборе подходящей системы отопления могут оказать консультанты в магазине. Специалист легко заметит ошибки в расчетах.
