Как рассчитать электрический теплый пол

Подогрев пола становится все более обыденной вещью в наших жилищах. Подогревают пол при помощи водяного отопления, уложив трубы в стяжку, или электричества — различных нагревательных элементов, которые электроэнергию превращают в тепло. Водяной теплый пол сделать можно далеко не всегда — в старых квартирах на него получить разрешение нереально. С электрическим подогревом проще — можно найти вариант даже для старых перекрытий, который нагрузку дает минимальную. Но чтобы в доме было тепло, обязательно предварительно сделать расчет электрического теплого пола. Тогда расход на обустройство будут оптимальны, а мощности достаточно даже для самых холодных периодов.

Подогрев пола значительно повышает уровень комфорта

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.

Обратите внимание! Электрический теплый пол укладывают только на той площади, которая не занята мебелью и крупной бытовой техникой. Это связано с тем, что в большинстве своем нагревательные элементы теплого пола не переносят перегрева (кроме саморегулирующегося греющегося кабеля). Потому расчет электрического теплого пола начинается с расположения на плане комнаты мебели и техники (в масштабе). Определив площадь не занятую обстановкой, можно приступать к расчету. Еще один важный момент: если теплый пол является основным источником тепла, то обогреваемая поверхность не должна быть меньше 70% от общей площади помещения.

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.

Что может повлиять на теплоотдачу

На то, насколько хорошо будет работать подогрев пола, оказывает влияние не только мощность нагревательных элементов, но и то, насколько правильно разработан и сделан весь «пирог», как верно подобраны материалы.

Покрытие

В первую очередь на теплоотдачу влияет покрытие, которое укладывают поверх нагревательных элементов. Например, если используется для обогрева резистивный или саморегулирующийся кабель, маты из него или стержневой инфракрасный пол, чаще всего их заливают в стяжку. При этом используют специальные смеси для теплого пола. Другой вариант — в стандартный цементно-песчаный раствор добавлять присадки, которые повышают теплопроводность бетона. Второй вариант дешевле, но придется искать информацию о необходимых добавках. Зато можно сэкономить.

Покрытие теплого пола во многом определяет насколько комфортно будет им пользоваться

Затем на стяжку укладывают керамическую плитку — в ванной, коридоре, на кухне. В жилых комнатах чаще используют ламинат, линолеум, ковролин.

Независимо от того, какое напольное покрытие вы планируете приобрести, надо использовать только те материалы, которые предназначены для укладки на теплый пол. Они имеют повышенную теплопроводность, нормально переносят длительный нагрев. Так что повышенная цена обоснована, да и обогрев будет более эффективным.

Самый неудачный выбор финишного покрытия для теплого пола — ковролин. Даже специальный, он хуже всех других проводит тепло. Для того чтобы нагреть его до приемлемых 28-29°C, приходится поднимать температуру нагревательных элементов на 4-5°C больше, чем при других типах отделки.

Самый удачный выбор — керамическая плитка или керамогранит. У них хорошая теплопроводность, но они также отличаются повышенной теплоемкостью — много времени проходит, пока они прогреются. Укладывать плитку а теплый пол надо на специальный клей.

При использовании греющих кабелей (любых) или стержневого теплого пола, технология укладки одинакова. Сначала заливается стяжка, бетон набирает прочность на протяжении 28 дней, потом укладывается плитка. При использовании матов из греющего кабеля процесс изменяется, причем значительно: плитку можно класть сразу поверх матов на требуемый слой клея. Расход клея в этом случае большой (минимальный слой плитка+клей 3 см), но времени требуется значительно меньше.

Под ламинат лучше использовать пленочный теплый пол

Пленочный теплый пол можно делать без стяжки. Его кладут под ламинат. Поверх пленки расстилают только специальную подложку (для теплого пола) и можно укладывать ламинат. Под линолеум или тот же ковролин, делают жесткое основание — кладут листы фанеры, ДСП или ОСП (OSB), а уже на них укладывают финишное покрытие. Такое устройство электрического теплого пола — без стяжки — возможно только в случае, если есть радиаторное отопление. Укладывается все быстро, но отопление неэффективно — большой теплоотдачи не добиться никакими средствами.

Теплоизоляция

Чем лучше теплоизоляция пола под электрическими нагревателями, тем меньше электроэнергии потребуется для поддержания нормальной температуры. Если при строительстве пол уже был достаточно утеплен, можно утепление не укладывать. Хотя любая система — кабельный или пленочный пол вы укладываете — говорит о необходимости использования теплоизолирующей подложки. Они разные в разных системах, но их присутствие желательно. Тогда, делая расчет электрического теплого пола по среднестатистическим данным, можно брать требуемую мощность по нижнему краю или даже еще немного ниже. А это — сэкономленные деньги и при устройстве, и при эксплуатации (меньше тепла уходит на нецелевой обогрев).

Немного о теплоизоляционных материалах, которые рекомендуют использовать при устройстве теплого пола. Самый оптимальный — экструдированный пенополистирол (ЭППС). Он имеет достаточную плотность и прочность, чтобы выдержать давление стяжки и всего, что на ней будет находиться. Второй вариант — напыляемая теплоизоляция высокой плотности. Способ еще лучше, но и еще дороже. Плотность под стяжку требуется высокая 60-80 кг/куб, а стоит такая напыляемая теплоизоляция еще дороже, чем ЭППС. Правда, имеет лучшие на сегодня характеристики (теплопроводность почти как у воздуха 0,2-0,3 в зависимости от производителя).

Стандартная схема устройства электрического теплого пола с греющими кабелями или матами

Часто при укладке электрического теплого пола советуют использовать теплоизоляцию с фольгированной поверхностью. Аргументируют это тем, что фольга отражает тепловые лучи внутрь помещения. Она так и работает, но при наличии воздушного зазора между нагревателем и фольгой (не менее 3 см). В пироге теплого пола нет и не может быть никаких воздушных прослоек. Так что укладка этого материала — просто пустая трата денег и времени. Есть и еще один аргумент против укладки слоя фольги под теплый пол. Фольга в бетоне разрушается в пыль через несколько недель и становится совсем уж бесполезной. Даже перераспределять равномернее тепло в таком состоянии они не может.

Терморегуляторы и датчики

Схема электрического теплого пола предполагает наличие терморегулятора и датчика температуры. Их наличие не обязательно — можно вручную включать и выключать нагреватели. Но только вместе с этими устройствами система будет работать нормально, длительный срок, обеспечит требуемый уровень комфорта, рационально будет использовать электроэнергию, избегать перегрева. На расчет электрического теплого пола наличие или отсутствие терморегулятора с датчиком никак не влияют, а вот на сроке службы сказываются очень сильно. Как уже говорили, подавляющее большинство нагревательных элементов боится перегрева, а его при ручном управлении избежать очень сложно. Пару раз не успеете вовремя выключить, кабели/пленка/маты расплавятся.

Расчет теплого водяного пола

Автор: Николай Стрелковский

Современная система тёплых водяных полов отождествляется с высоким уровнем уюта и комфорта. Такой пол эффективно обогревает помещение и не оказывает вредного воздействия на жизнь и здоровье жильцов. Подобные результаты могут быть достигнуты только при условии правильно выполненных расчётов и грамотно проведённых монтажных работах.

Расчет теплого пола водяного

Тёплый водяной пол может являться основным источником отопления жилого помещения или служить вспомогательным обогревательным элементом. Основные расчёты таких полов базируются на данных схемы работы: лёгкий подогрев поверхности для улучшения комфорта или обеспечение полноценным теплом всей площади помещения. Выполнение второго варианта предполагает более сложную конструкцию тёплого пола и надёжную систему регулировки.

График комфортных температурных условий

Данные для расчётов

Расчёты и проектирование базируются на нескольких характеристиках помещения, а также выборе варианта отопления — основное или дополнительное. Немаловажными показателями являются тип, конфигурация и площадь помещения, в котором запланирован монтаж такого вида отопительной системы. К оптимальному варианту относится использование поэтажного плана с указанием всех необходимых для расчётов параметров и размеров. Допускается самостоятельное выполнение максимально точных замеров.

График расчета теплого пола

Чтобы определиться с величиной теплопотерь, потребуется наличие следующих данных:

• тип материалов, использованных в процессе строительства;
• вариант остекления, включая тип профиля и стеклопакета;
• температурные показатели в регионе проживания;
• использование дополнительных источников обогрева;
• точные размеры площади помещения;
• предполагаемый температурный режим в помещении;
• высота этажа.

Кроме того, учитывается толщина и изоляция пола, а также вид предполагаемого к использованию напольного покрытия, что оказывает непосредственное влияние на эффективность всей отопительной системы.

При выполнении расчётов следует принимать во внимание желаемую для обустраиваемого помещения температуру.

Расход трубы теплого пола в зависимости от шага петли

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

Особенности проектирования

Все расчёты водяных тёплых полов должны быть произведены предельно тщательно. Любые недочёты при проектировании могут быть исправлены только в результате полного или частичного демонтажа стяжки, что способно не только повредить внутреннюю отделку в помещении, но и приведёт к значительным затратам времени, сил и средств.

Рекомендуемые температурные показатели поверхности пола в зависимости от вида помещения составляют:

• жилое помещение — 29 °C;
• участки около наружных стен — 35 °C;
• ванные комнаты и зоны с высокой влажностью — 33 °C;
• под напольное покрытие из паркета — 27 °C.

Короткие трубы предполагают использование более слабого циркуляционного насоса, что делает систему экономически выгодной. Контур с диаметром 1,6 см не должен быть длиннее 100 метров, а для труб с диаметром 2 см максимальная длина составляет 120 метров.

Таблица решений для выбора системы водяного теплого пола

Правила расчёта

Для выполнения системы отопления на площади 10 квадратных оптимальным вариантом будет:

• использование 16 мм труб с длиной в 65 метров;
• показатели расхода используемого в системе насоса не могут быть меньше двух литров в минуту;
• контуры должны обладать равноценной длиной с разницей не более 20%;
• оптимальный показатель расстояния между трубами составляет 15 сантиметров.

Следует учитывать, что разница между температурой поверхности и теплоносителя может составлять порядка 15 °C.

Оптимальный способ при укладке трубной системы представлен «улиткой». Именно такой вариант монтажа способствует максимально равномерному распределению тепла по всей поверхности и позволяет минимизировать гидравлические потери, что обусловлено плавными поворотами. При укладке труб в зоне наружных стен оптимальный шаг составляет десять сантиметров. Для выполнения качественного и грамотного крепления целесообразно проводить предварительную разметку.

Таблица теплопотребления различных частей здания

Расчёты труб и мощности

Полученные в результате замеров данные являются основой для расчёта мощности такого оборудования, как нагревательный тепловой насос, газовый или электрический котёл, а также позволяют определить расстояние между трубами при выполнении монтажных работ.

Крепление труб к арматурной сетке

Чтобы правильно рассчитать необходимую для укладки длину труб, следует определиться с видом и особенностями этих элементов:

• нержавеющий гофрированный тип труб отличается эффективностью и качественной теплоотдачей;
• медные трубы характеризуются высоким уровнем теплоотдачи и внушительной стоимостью;
• сшитые полиэтиленовые трубы;
• металлопластиковый вариант труб с идеальным соотношением качества и стоимости;
• пенопропиленовые трубы с низкой теплопроводностью и доступной ценой.

Гофрированная труба для теплого пола — один из самых лучших вариантов для водяного подогрева пола

Значительно облегчить расчёты и сделать их максимально точными позволяет использование специальных компьютерных программ. Все расчёты должны выполняться с учётом способа монтажа и расстояния между трубами.

Основными показателями, характеризующими систему, являются:

• необходимая длина нагревательного контура;
• равномерность распределения выделяемой тепловой энергии;
• величина допустимых пределов активной тепловой нагрузки.

Следует учитывать, что при значительной площади отапливаемого помещения допускается увеличивать шаг укладки с одновременным увеличением температурного режима теплоносителя. Возможный диапазон шага при укладке составляет от пяти до шестидесяти сантиметров.

Наиболее распространённые соотношения расстояний и тепловых нагрузок:

• расстояние в 15 сантиметров соответствует теплоносителю от 800 Вт на 10 м²;
• расстояние в 20 сантиметров соответствует теплоносителю от 500 до 800 Вт на 10 м²;
• расстояние в 30 сантиметров соответствует теплоносителю до 500 Вт на 10 м².

Чтобы точно знать, достаточно ли использовать систему как единственный источник обогрева или же «тёплые полы» могут служить исключительно дополнением к основному отоплению, необходимо выполнить черновой, предварительный расчёт.

Схема подключения водяного теплого пола к котлу

Черновые расчёты теплового контура

Чтобы определить плотность эффективного теплового потока, отдаваемого м² тёплых полов, необходимо воспользоваться формулой:

g (Вт/м²) = Q (Вт) / F (м²)

• g — показатель плотности теплового потока;
• Q — суммарный показатель теплопотерь в помещении;
• F — предполагаемая к обустройству площадь пола.

Для вычислений величины Q учитывается площадь всех окон, средняя высота потолков в помещении, теплоизоляционные характеристики полов, стен и кровли. При выполнении напольного отопления в качестве дополнительного, суммарный объём теплопотерь целесообразно определять в форме процентного соотношения.

При расчётах величины F учёту подлежит только участок пола, участвующий в процессе обогрева помещения. На участках расположения предметов интерьера и мебели следует оставлять свободные зоны шириной порядка 50 сантиметров.

Для определения средней температуры теплоносителя в условиях нагревательного контура используется формула:

ΔТ (°С) = (TR + TO) / 2

• TR — температурный показатель на участке входа в нагревательный контур;
• ТО — температурный показатель на участке выхода из нагревательного контура.

Рекомендуемые температурные параметры в °С на вход и выход для стандартного теплоносителя составляют: 55—45, 50—40, 45—35, 40—30. Следует учитывать, что температурный показатель на подачу не может быть выше 55 °С, с условием температуры на обратный контур с разницей в 5 °С.

В соответствии с полученными величинами g и ΔТ выполняется подбор диаметра и шага для монтажа труб. Удобно использовать специальную таблицу.

Таблицы расчета теплового потока для теплого пола в зависимости от материала напольного покрытия

Таблицы расчета теплового потока для теплого пола в зависимости от материала напольного покрытия

Таблицы расчета теплового потока для теплого пола в зависимости от материала напольного покрытия

Таблицы расчета теплового потока для теплого пола в зависимости от материала напольного покрытия

На следующем этапе производится расчёт приблизительной длины задействованных в системе труб. С этой целью необходимо разделить показатель площади обогреваемого пола в м² на расстояние между уложенными трубами в метрах. К полученному показателю следует прибавить запас длины на выполнение загибов и подключение к длине прибавляется длина на загибы труб и длина на подключение к системе коллекторов.

При известной длине и диаметре труб легко высчитывается показатель объёма и скорость теплоносителя, оптимальная величина которого составляет 0,15—1 метр в секунду. При более высоких значениях скорости движения следует увеличить показатель диаметра используемых труб.

Правильный выбор насоса, используемого в отопительном контуре, базируется на величине расхода теплоносителя с запасом в двадцать процентов. Такое увеличение показателя соответствует параметрам гидравлического сопротивления в трубной системе. Подбор наноса для циркуляции нескольких отопительных систем заключается в соответствии показателей мощности этого оборудования с общим расходом всех используемых отопительных контуров.

Расчет стоимости теплого пола

Советы и рекомендации

Чтобы получить максимально точные расчёты, целесообразно обратиться за консультацией профессионалов, специализирующихся на выполнении монтажа внутренних инженерных коммуникаций.

Допускается использование онлайн-калькулятора, который облегчит расчёты, но даст весьма приблизительные вычисления, представляющие общую информацию о масштабах предстоящих монтажных работ.

Пример расчета водяного теплого пола

Для обогрева старых и ветхих сооружений, не обладающих качественным утеплением, нецелесообразно использовать систему тёплых водяных полов в качестве единственного отопительного элемента, что обусловлено низкой степенью эффективности и высоким уровнем энергозатрат.

Уровень технической грамотности всех выполненных расчётов оказывает непосредственное влияние на качественные характеристики монтируемой отопительной системы. Правильные расчёты позволяют оптимизировать финансовые затраты не только на процесс установки водяного обогрева полов, но и минимизировать расходы во время эксплуатации и обслуживания всей отопительной системы.

Видео — Расчет теплого пола водяного (часть 1)

Видео — Расчет теплого пола водяного (часть 2)

Понравилась статья?
Сохраните, чтобы не потерять или поделитесь с друзьями!