Как сделать расчет трубы для теплого пола

Полезная информация

Особенности конструкций

Теплый водяной пол набирает всё большую популярность. Он потеснил на рынке даже массивные батареи ввиду простой установки и широкого выбора изделий. Также в отличие от радиаторов стало возможным регулирование циркуляции воды в металлическом русле с помощью расходомеров.

Конструкция способна сочетаться с обыкновенными радиаторами отопления. При этом её действие ориентировано на равномерный обогрев воздуха в помещении. Радиатор не способен быстро отопить помещение, так как в большинстве случаев ограничен маленьким пространством из-за настенной установки. В это же время система теплых труб проходит под полом помещения, тем самым предотвращая сквозняки и утечки тепла.

Основой конструкции служит бетонная стяжка, которая под действием высокой влажности быстро разрушается. Чтобы избежать неприятных последствий после протечки, необходимо разместить на цементе листовой пенопласт или пенополистирол. Однако если сразу уложить трубы, то пористые материалы запросто будут впитывать тепло. Для изоляции слой пенопласта рекомендуется выстелить фольгой.

7 Что будет, если длина трубы вычислена неправильно?

Если вычисления произведены неверно в сторону уменьшения – снизятся нагревательные особенности системы, полы не будут в достаточной степени теплыми. Если же в сторону увеличения, проблем возникнет гораздо больше:

1. 1. Если увеличить длину петли, увеличится тепловая нагрузка, сопротивление гидравлики и скорость водного потока. По техническим параметрам, все эти данные имеют ограничения (максимальная скорость потока 0 м/с, сопротивление гидравлики 40 кП). Как результат – множественные акустические эффекты в трубопроводе.
2. 2. Увеличение длины труб дает усиление давления на стенки во время подачи тепла. Стяжка мешает увеличению размеров, труба удлиняется, происходит сужение на слабом участке, перекрывается водяной поток, как следствие – протечка. При выборе материала обязательно учитывают коэффициент расширения. Самый высокий у полимера.
3. 3. Опрессовка – обязательный этап монтажа. Ее производят перед заливкой бетоном. Так в случаях неполадок есть возможность внести корректировки. Воздух при опрессовке подают под давлением в 4 бара.

В стандартных жилых помещениях применяют трубы диаметром 16 мм, остальные расчеты вычисляют с учетом всех технических параметров.

Монтаж системы напольного подогрева, с одной стороны, достаточно рентабелен, с другой – имеет сложную методику вычислений и подбора материалов. В основные расчеты входят: способ укладки, шаг и длина петли. Учитывают и множество других параметров. Если теплый пол используется как дополнительный источник тепла, произвести его установку можно и самостоятельно. Если это будет единственная возможность отопления в помещении, потребуются некоторые навыки и небольшой опыт на стадии планирования.

Общие требования к монтажным схемам

Помещение следует разбить на участки в зависимости от конфигурации. Нарисовать на бумаге предварительный эскиз схемы отопления. При этом нужно выполнить два условия: количество отопительных труб на каждом участке должно быть примерно одинаковым, резких поворотов по возможности не допускать. Максимальная площадь одного участка не может превышать ≈20 м2, длина труб на нем не более 100 м. Конкретные значения зависят от мощности насоса и технических характеристик отопительных труб.

Схема подключения к котлу водяного теплого пола

Монтажные схемы можно составлять из пластиковых (самый дешевый и довольно долговечный вариант), гофрированных нержавеющих (по всем параметрам занимают средние позиции) и медных (самый дорогой и самый надежный вариант) труб.

Трубы для теплого пола

Гофрированные трубы из нержавейки

Далее нужно нарисовать на бумаге схему расположения труб, при этом принимаются во внимание вышеописанные условия. Расстояние между трубами 15–30 см в зависимости от необходимой температуры внутри помещения

При этом следует иметь в виду, что половые покрытия не могут нагреваться более + 30°С.

При составлении схемы обязательно надо выполнять еще одно условие. В помещении каждый контур должен иметь одинаковую длину труб и приблизительно одинаковое количество изгибов. Схемы предусматривают укладку трубы спиральным методом, зигзагом и змейкой, допускается использование в одном помещении нескольких способов, все зависит от особенностей конфигурации пола. Вблизи окон рекомендуется увеличивать плотность укладки отопительных труб, в противном случае под ними пол будет значительно холоднее.

Схема подключения теплого пола

Расход трубы в зависимости от шага

Длина каждого контура увеличивается примерно на два метра, они потребуются для подводки к стояку. Если с пластиковыми трубами можно немного ошибаться, то медные стоят слишком дорого, чтобы резать их на куски, непродуктивные отходы увеличивают стоимость отопительной системы. Не исключено, что придется рисовать несколько эскизов, менять вид и размеры контура. Если знаний совсем мало, а с геометрией в школе были проблемы, то профессиональные специалисты рекомендуют взять кусок веревки или тонкой проволоки и выкладывать схемы контуров на основании, менять их расположение, пробовать делать схему змеевиком или спиралью.

Варианты укладки труб

Способы раскладки труб водяного теплого пола

Найдя оптимальное решение, схему расположения контура можно отметить на основании фломастером. Дальнейшая разработка монтажа зависит от типа основания.

Сшитый полиэтилен или металлопластик для теплого пола

В завершение сравнения труб из сшитого полиэтилена и металлопластиковых, мы можем сделать следующий вывод – эти два вида имеют приблизительно одинаковые характеристики.

Отличия заключаются в том, что металлопластиковая труба имеет большую теплопроводность, быстрее прогревается, и позволяет сократить время при монтаже, однако такие трубы имеют стоимость несколько выше, нежели из сшитого полиэтилена.

Сшитый полиэтилен все чаще сейчас применяется для обустройства внутрипольного обогрева. Сам материал, конечно же, достаточно дорог. Однако сшитый полиэтилен очень удобен в работе и отвечает всем обозначенным выше требованиям, в том числе долговечности эксплуатации и высокой теплопроводности.

• Характеристики и свойства этих двух типов очень похожи:
• соединение элементов не требует специальных инструментов и особой квалификации исполнителя;
• процесс монтирования не занимает долгого времени;
• оба типа изделий поддаются сгибанию. Кстати, именно эта особенность выгодно отличает их от еще одной разновидности труб – полипропилена, который требует различных тройников и уголков.

Если анализировать степень надежности, то тут, конечно, на первом месте сшитый полиэтилен, потому как системы с его применением используют специальные фиксирующие гильзы, роль которых – герметизировать место стыка отрезков.

Металлопластик не имеет такого элемента и там соединение трубы и фитинга открытое, что со временем может стать причиной течи.

Оба типа располагают разными температурными режимами: если сшитый полиэтилен эксплуатируется при +95°С, а в одиноких случаях и при +110°С, то металлопластик не рекомендуется эксплуатировать при температуре выше +75°С.

Что касается кислородной непроницаемости, то оба типа располагают довольно высоким уровнем этого фактора, но если принимать во внимание вопрос прочности, то тут, конечно, преимуществом владеет сшитый полиэтилен. Вот, к примеру, цикличное замораживание и размораживание никак не влияет на PEX, но если вода замерзнет в металлопластике, то такое изделие, скорее всего, попросту разорвет. Вот, к примеру, цикличное замораживание и размораживание никак не влияет на PEX, но если вода замерзнет в металлопластике, то такое изделие, скорее всего, попросту разорвет

Вот, к примеру, цикличное замораживание и размораживание никак не влияет на PEX, но если вода замерзнет в металлопластике, то такое изделие, скорее всего, попросту разорвет.

Совсем недавно отечественные строительные рынки были переполнены металлопластиковыми трубами, так как этот материал был весьма популярным. В нынешнее время — это давно уже не лидер продаж.

1. Этому предшествовали две проблемы:
2. появление некачественного поддельно материала;
3. протечки на месте стыковки.

В заключение хочется указать, что трубу для теплого пола лучше всего использовать известных официальных производителей, у которых тщательный контроль качества производства труб гарантирует бесперебойную эксплуатацию в течение всего заявленного срока службы, и немаловажным фактором является наличие сертификатов качества и предоставление гарантии.

Это такие торговые марки, как Rehau, Valtec, Tece, Uponor, Ekoplastik, Aquapex, Kan, Fado, Icma. Все они предоставляют гарантию, имеют европейскую сертификацию, и самое главное – давно зарекомендовали себя на рынке.

При наличии газа наиболее экономичным способом отопления частного дома является двухконтурный газовый котел.

Или как вариант электрокотел.

Какое напольное покрытие подойдет на теплый пол

Большую ошибку делают те, кто планирует на теплый пол укладывать паркет или толстое деревянное покрытие. Дерево плохо проводит тепло и будет препятствовать нагреванию помещения. 

КПД такого обогрева может оказаться даже ниже, чем у радиаторного, а расходы на отопление – слишком большими.

Идеальное покрытие для теплого пола – это каменная, керамическая или керамогранитная плитка. Нагревшись, она прекрасно будет держать тепло, и это лучший вариант для кухни или ванной. В помещениях, где пол теплый – очень любят играть дети, да и ходить босиком там приятнее, чем по деревянному паркету.

Чуть худший вариант напольного покрытия, но более подходящий для гостевой комнаты или спальни – линолеум и ламинат. Эти материалы хорошо пропускают тепло, и не понизят КПД водяного теплоснабжения. При этом ламинат следует выбирать минимальной толщины, а линолеум – без утепляющей подложки.

Важно! При нагреве многие синтетические материалы могут выделять вредные испарения.  Поэтому напольные покрытия с химическими компонентами обязательно должны иметь отметку производителя о возможности их эксплуатации в жилых помещениях на теплом полу.  Поэтому напольные покрытия с химическими компонентами обязательно должны иметь отметку производителя о возможности их эксплуатации в жилых помещениях на теплом полу

 Поэтому напольные покрытия с химическими компонентами обязательно должны иметь отметку производителя о возможности их эксплуатации в жилых помещениях на теплом полу.

Полки в ванной из гипсокартона: что учесть для создании долговечных конструкций

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:

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.

К примеру, если помещение требует 240 м трубы, то следует создать три конструкции по 80 м. При этом контурам не обязательно соответствовать друг другу. По мнению экспертов, разница может составлять до 15 метров.

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.

Видео: Оригинальный лежак для кошки своими руками

Общие данные для расчета

Типичная схема теплого водяного пола состоит из одного или нескольких коллекторных узлов, которые распределяют теплоноситель по отдельным контурам – трубам. У пользователя есть возможность регулирования температуры с помощью термостатов (электронных, механических) и смесительного узла. Последний влияет на общую температуру воды в трубах.

Для правильного расчета необходимо знать тепловую отдачу системы, максимальную протяженность каждого трубопровода, вид напольного покрытия. Дополнительно учитываются тепловые потери в помещениях.

Площадь покрытия трубами

Первый этап – узнать площадь покрытия трубами. Для этого необходимо сделать схему расположения контуров для каждой комнаты. На ней отмечается расположение предметов интерьера, мебели

Важно правильно выбрать место установки распределительного коллектора. Он должен находиться так, чтобы протяженность каждого контура была примерно одинаковой

Что нужно учитывать при расчете площади покрытия трубами теплого водяного пола:

Минимальный отступ от стен – 100 мм. Но лучше выбрать 150-200 мм.
Мебель

Не обращаем внимание на ее текущее или будущее положение, делаем контур по всей площади помещения. Исключение – возможное негативное температурное влияние на мебель.
Кухонный гарнитур

Под ним укладка не обязательна. Можно положить трубы, но с большим шагом – 20-30 см.

Рассчитав точную площадь покрытия можно делать схему укладки. Но перед этим необходимо правильно подобрать диаметр  трубопроводов и температурный режим. На эти параметры влияет тип напольного покрытия – его толщина, теплопроводность.

Вид напольного покрытия

Главная задача напольного покрытия – обеспечение хорошей теплопроводности (ТП) и защита системы отопления от повреждений. Тепло от горячей воды должно передаваться воздуху в помещении с минимальными потерями. Второй фактор – отражение тепловых волн. Это может привести к перегреву чистовой подложки пола, что скажется на ее эксплуатационных свойствах.

Какие напольное покрытие рекомендуется использовать для систем теплого пола.

1. Кафельная плитка, ТП – 1,05 Вт/м*К. Она будет быстро нагреваться, но и остывать тоже. Для нее тепловые потери отопления минимальные.
2. Линолеум, ТП – 0,2 Вт/м*К. Относительно хороший изолирующий материал, но укладывается только на жесткое основание. Нужна цементная стяжка или деревянная основа. При длительном тепловом воздействии может разрушаться. Но есть специальные термостойкие модели.
3. Паркетная доска, ТП – 0,15 Вт/м*К. Для теплого пола нужно выбирать специальные виды, которые не деформируются из-за тепла. Дополнительно для укладки используется выравнивающая подложка. Она же частично выполняет функции теплоизолятора.

Обычно любое напольное покрытие состоит из слоев нескольких материалов. На черновую поверхность укладывается гидроизолирующая пленка, затем утеплитель. Поверх него монтируются трубы теплого водяного пола. И только после этого выполняется монтаж чистового покрытия. При расчете температурного режима системы используется значение теплопроводности последнего материала, расположенного поверх тепловой магистрали.

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.

Параметры для расчета теплового контура

На стадии проектирования необходимо решить ряд вопросов, определяющих конструктивные особенности теплого пола и режим эксплуатации – подобрать толщину стяжки, насос и другое необходимое оборудование.

Технические аспекты организации отопительной ветки во многом зависят от ее назначения. Помимо назначения, для точного расчета метража водяного контура понадобится ряд показателей: площадь покрытия, плотность теплового потока, температура теплоносителя, вид напольного покрытия.

Площадь покрытия трубами

При определении габаритов основания под укладку труб в учет берется пространство, не загроможденное крупной техникой и встроенной мебелью. Необходимо заранее продумать компоновку предметов в помещении.

Если водяной пол используется как основной поставщик тепла, то его мощности должно хватать для возмещения 100% тепловых потерь. Если змеевик – дополнение к радиаторной системе, то он обязан покрывать 30-60% издержек теплоэнергии помещения

Тепловой поток и температура теплоносителя

Плотность теплового потока – это расчетный показатель, характеризующий оптимальное количество теплоэнергии для отопления комнаты. Величина зависит от ряда факторов: теплопроводности стен, перекрытий, площади остекления, наличия утепления и интенсивности воздухообмена. Исходя из теплового потока, определяется шаг укладки петли.

Максимальный показатель температуры теплоносителя – 60 °С. Однако толщина стяжки и напольное покрытие сбивают температуру – по факту на поверхности пола наблюдается около 30-35 °С. Разница между термопоказателями на входе и выходе контура не должна превышать 5 °С.

Вид напольного покрытия

Финишная отделка влияет на эффективность системы. Оптимальная теплопроводность у кафеля и керамогранита – поверхность быстро нагревается. Хороший показатель КПД водяного контура при использовании ламината и линолеума без теплоизоляционной прослойки. Наименьшая теплопроводность у деревянного покрытия.

Степень теплоотдачи зависит и от материала заливки. Максимально эффективна система при использовании тяжелого бетона с природным заполнителем, например, морской галькой мелкой фракции.

Цементно-песчаный раствор обеспечивает средний уровень теплоотдачи при разогреве теплоносителя до 45 °С . КПД контура существенно падает при устройстве полусухой стяжки

При расчете труб для теплого пола следует учесть установленные нормы температурного режима покрытия:

• 29 °С – жилая комната;
• 33 °С – помещения повышенной влажности;
• 35 °С – проходные зоны и пояса холода – участки вдоль торцевых стен.

Немаловажное значение для определения плотности укладки водяного контура отыграют климатические особенности региона. При расчете теплопотерь надо учитывать минимальную температуру зимой

Как показывает практика, сократить нагрузку поможет предварительное утепление всего дома. Есть смысл сначала теплоизолировать помещение, а после приступать к расчету теплопотерь и параметров трубного контура.

Итог