Сколько ватт тепла дает водяной теплый пол. Расчет системы отопления «теплый пол
При устройстве системы полового обогрева любого вида важным пунктом становится мощность теплого пола на 1 м2. Изначально это влияет на выбор материала, площадь покрытия и тип нагревательного элемента.
В конечном итоге, эффективность отопления скажется на семейном бюджете в виде ежемесячных плат за электроэнергию. Рассмотрим специфику расчета эффективности отопления полом в зависимости от индивидуальных особенностей.
Необходимые данные
Для начала рассчитайте площадь дома
Для расчета требуемой эффективности элементов необходимо определиться с некоторыми факторами, имеющими непосредственное влияние на этот показатель:
- отапливаемая площадь;
- качество теплоизоляции стен и перекрытий;
- теплопроводность финишного покрытия пола.
Кроме этих данных, важно понимать, в качестве какого элемента будут использоваться полы: основного или дополнительного?
Для беспроблемной работы и гарантированного долгого срока службы отопления она должна работать в режиме, не превышающим 80% от максимальной мощности.
Расчет мощности теплого пола во много зависит от правильности заданной полезной площади.
В качестве основного отопления укладка электрических полов может использоваться только при условии, что покрытие составляет не менее 70% от общей площади помещения.
Для определения эффективности отопления используем формулу P = S*k, где:
P – мощность элемента обогрева;
S – полезная площадь;
k – удельная мощность.
Удельные мощности электрического теплого пола для помещений различного типа:
| № | Тип помещения | Удельная мощность системы теплого пола на 1 м2 (Вт/м2) |
| 1 | Жилые комнаты, кухня (1 этаж) | 140-150 |
| 2 | Жилые комнаты, кухня (2 этаж и выше) | 110-120 |
| 3 | Застекленные и утепленные балконы и лоджии | 140-180 |
| 4 | Санузлы (1 этаж) | 120-150 |
| 5 | Санузлы (2 этаж и выше) | 110-130 |
| 6 | Основное отопление | не менее 180 |
| 7 | Дополнительное создание комфортных условий | 110-120 |
Расход электроэнергии при этом весьма приблизительный. Многое зависит от уровня теплоизоляции в целом: уровень теряемого тепла через окна, стены, перекрытия.
Расчет необходимой мощности комфортных полов для санузла общей площадью 10 м2 на втором этаже в качестве основной системы отопления:
Полезная площадь составит: 10/100*70= 7 м2. Удельная сила для санузлов второго этажа 130 Вт/м2, но при этом использование полов как основного элемента системы отопления предполагает мощность не менее 180 Вт/м2.
Принимаем большее значение. Получаем: Р=7*180=1260 Вт (1,26 кВт) – общая теплоотдача пола в санузле.
Не всегда планировка комнаты может позволить использовать половую систему в качестве основного источника отопления. Между нагревательным элементом и мебелью должно быть расстояние не менее 10 см.
В небольших комнатах с широкой мебелью (диван, кровать) использовать систему теплого пола в качестве основной не целесообразно.
Расчет мощности теплого водяного пола
Перед расчётом тёплого водяного пола следует обратить внимание на следующие параметры:
- площадь помещения;
- характеристики помещения
(желаемая температура, материал стен, конструкция окон); - вид напольного покрытия
, то есть из чего будет сделан пол. Так, при покрытии пола из цельной доски, требуется более высокая степень обогрева помещения. - мощность котла, насоса, диаметр труб.
Эти факторы влияют на мощность тёплого водяного пола, а так же помогают рассчитать длину трубы, необходимую для обогрева помещения и расстояние между витками труб. Когда тепловые потери, из расчёта на 1 м², превышают 100 Вт, то в первую очередь нужно утеплить помещение. Потеря тепла может доходить до 80 Вт при плохой теплоизоляции.
Расчёт тёплого водяного пола включает в себя несколько этапов.
- Необходимо нарисовать план помещения на листе бумаги
, лучше на миллиметровой, задав масштаб. В плане должны быть отображены расположения окон и дверей. - Расчёт шага труб
(определённого промежутка между трубами при укладке), их расположения и диаметра.
Проходя через трубы, горячая вода теряет часть тепловой энергии, отдавая её окружающим материалам. В результате падает температура и пол нагревается неравномерно .
Контур труб при укладывании должен быть в пределах 80−90 метров.
Чем длиннее труба, тем больше гидравлическое сопротивление. При увеличении длины трубы и большом количестве поворотов сопротивление будет возрастать. Площадь обогрева не должна превышать 20 м². Если помещение имеет большую площадь, то тогда его надо разделить пополам и сделать два контура, или разделить на три и более контуров. Когда известно количество контуров, то тогда покупается коллектор с определённым количеством отводов. Лучший вариант — это
коллектор с регулировочными клапанами,
которые помогают изменять температуру, а значит регулировать подачу теплоносителя в каждый контур.
Величина гидравлического сопротивления должна быть одинакова в каждом контуре, который подключен к распределительному коллектору . Для разных помещений (балкон, веранда) необходимы независимые контуры
. Эти помещения должны отапливаться отдельно, потому что на их обогрев уходит много тепла.
От шага труб зависит равномерное распределение тепла и необходимая длина труб. Средний расход труб составляет 5 погонных метров на 1 м²
площади помещения, если расстояние между витками 20−30 см. То есть нужно около 100 м трубы для помещения площадью 20 м².
Чтобы достигнуть теплоотдачи в 50 Вт на квадратный метр, шаг труб с теплоносителем должен быть 30 см.
Когда теплоотдача повышается до 80 Вт, тогда шаг должен уменьшаться до 20 см. Если повышаются размеры промежутков между трубами, то в таком случае рекомендуется
повышать температуру теплоносителя
При размещении труб отопления тёплого водяного пола на плане не стоит забывать про основные места тепловых потерь
, которыми являются окна и двери. Труба, отходящая от стояка, должна проходить вдоль окна. Расстояние от труб до стен должно составлять 20−25 см, но не меньше 8−10 см. Расстояние между трубами зависит от диаметра труб. По чертежу и контуру труб рассчитывается
количество труб
, необходимое для укладки
.
Дополнительно надо добавить два метра для подводки трубы к стояку.
При выборе способа укладки труб можно избежать потерь тепла.
Параллельный способ, или в виде змейки . Этот способ используют в помещениях с внутренними стенами, например, в ванной комнате, или в комнате, где утеплена наружная стена.
Шаг укладки трубы рассчитывается отдельно для каждого помещения
. Если шаг укладки составляет больше 30 см, то может получиться неравномерный прогрев пола. Оптимальное расстояние между трубами должно быть 30 см. В тех местах, где имеются большие теплопотери, или у наружных окон и дверей, уменьшается до 15 см. Применяют цельную трубу. Поэтому очень важен расчёт маршрута укладки труб. Такой способ укладки труб применяют
в небольших и средних помещениях.
Для больших помещений используют спиральный способ укладки труб.
Это более сложный, но эффективный способ укладки труб. Но при такой укладке получается равномерное распределение тепла по всей поверхности.
При таком способе лучше отапливаются помещения с холодными наружными стенами
, потому что начало и конец трубы находятся рядом друг с другом. За счёт этого остывание одного конца компенсируется нагревом другого конца. Шаг укладки может составлять 10, 15, 20, 25, 30 и 35 см, но для каждого помещения рассчитывается отдельно. В тех местах, где большие потери тепла (окна, двери), шаг укладки сокращают до 15 см.
Трубы закрепляются с интервалом, приблизительно в 1 м, с помощью крепёжной ленты или клипсов.
Либо кладут арматурную сетку на теплоизоляционный слой и к сетке прикрепляют трубы с помощью проволоки.
. После укладки труб делается заливка. Для заливки используется песок и цемент в соотношении: одна часть цемента и три части песка. Количество материалов зависит от толщины слоя стяжки.
При расчёте длины контуров труб следует учитывать длину трубы в упаковке, чтобы избежать остатков материалов и оптимизировать затраты. Не стоит забывать о максимальной разнице на контур труб
. Она не должна превышать более 15 метров.
Помнить об уровне тепловых потерь помещения. Просчитать его можно по удельному тепловому потреблению.
Также нужно помнить об ограничении по температуре поверхности тёплого водяного пола.
Расчет потребления электроэнергии
При проектировании системы обогрева, как правило, составляется чертеж расположения её элементов. Исходя из данных плана, легко высчитать площадь теплого пола. Если чертеж не сохранился, то приблизительно принимаем площадь отапливаемых полов 70% от общей площади.
Условно время работы теплых полов берут из расчета 6 ч в день
Для жилого помещения первого этажа площадью 20 м2, обогревать в качестве основного источника необходимо 14 м2.
Удельная мощность теплого пола для данного типа помещения составляет 150 Вт/м2. Соответственно потребление электроэнергии на систему напольного обогрева составит: 150*14=2100 Вт.
Условно в день полы включены в течение 6 часов, тогда ежемесячная норма составит 6*2,1*30=378 кВт/час. Умножьте полученное число на стоимость 1 кВт в регионе и получите стоимость затрат на электроэнергию в данной комнате.
При условии включения в систему отопления терморегулятора и установки работы в экономичный режим расход на электроэнергию, затрачиваемую полами, можно сократить на 40%.
Мощность системы водяного теплого пола вычислить сложнее, в данных расчетах лучше довериться онлайн — калькулятору или проконсультироваться со специалистом. О том, как рассчитать мощность для пленочных полов, смотрите в этом видео:
Расчет шага укладки труб
График теплового потока помогает выбрать диаметр труб и расстояние между ними, которые подойдут лучше всего.
По графику видно, что компенсировать теплопотери на 1 м 2 , в приведенном примере она равна 75 Вт, можно несколькими вариантами:
- при шаге 10 см и диаметре трубы 20 мм температура воды составит 31°С, на 1 м 2 пола необходимо 10 погонных метров трубы;
- при шаге 25 см и диаметре 20 мм температура воды составит 38°С, на 1 м 2 необходимо 4 погонных метра трубы (детальнее: “Как сделать расчет трубы для теплого пола – правильный способ”).
Температуру можно изменить примерно на 1 – 1,5 °С, если использовать трубу другого диаметра, при этом шаг укладки не меняется. Выбирая шаг монтажа труб одного диаметра, можно изменять температуру и количество труб.
Типы нагревательных элементов
Существует несколько видов электрического теплого пола, мощность которых напрямую зависит от типа нагревательного элемента. Электрополы работают на:
| Нагревающий элемент | Мощность (Вт/м2) | Тип финишного покрытия |
| Инфракрасная пленка | 150 — 400 | Любое |
| Электрокабель | 120 — 150 | Керамическая плитка, керамогранит |
| Термомат | 120 — 200 | Керамическая плитка |
Данные приняты среднестатистические, у конкретного бренда показатели могут незначительно отличаться. Таким образом, видно, что устройство любой системы обогрева в помещение любого типа возможно всеми вариантами электрических теплых полов.
Мощность на метр
Между системами водяного обогрева и традиционными вариантами отопления есть существенные отличия. построены так, что система начинает функционировать при 35–45⁰ (максимально допустимая – не более 50⁰). То есть такой относительно маленькой температуры достаточно, чтобы комфортно обогреть жилое пространство.
Мощность водяного теплого пола на квадратный метр также относительно мала – порядка 40 – 150 Ватт. Чтобы система функционировала эффективно, необходимо достигнуть равномерного распределения температуры по поверхности, исключив образование холодных углов.
Производительность водяной обогревательной конструкции и протяженность трубопровода взаимосвязаны. Выполняя расчет, принимают во внимание также:
- величину площади и конфигурацию пола;
- размер теплопотерь;
- шаг установки труб.
Производительность такой системы, как и ее температура регулируется вручную или автоматически в соответствии с погодными условиями и температурами.
Расчет выполняет поэтапно.
- Прежде всего на бумаге чертят план, желательно на миллиметровке. В нем необходимо отметить места, где расположены двери и окна, поскольку именно они являются основными местами теплопотерь. Трубу, которая отходит от стояка обязательно проводят вдоль окон. Между трубой и стенами должна остаться полоса шириной порядка 200–250 мм, но никак не меньше 100 мм.
- Далее определяются с протяженностью одного контура. Оптимальной считается длина в 80–90 м.
ВниманиеУчтите, если контур окажется чересчур маленьким, то на полу останутся холодные участки, поскольку нагревание будет проходить неравномерно. Если же контур по длине будет большим, то гидравлическое сопротивление возрастет и циркуляция теплоносителя будет слабой.
Один контур в состоянии обогреть примерно 20 кв. м. Для больших площадей используют несколько контуров, разделив ее на равные по площади участки.
- Мы уже отметили насколько важно равномерно распределить тепло. В решении этого вопроса немаловажную роль играет правильный выбор расстояния между трубами. Необходимо учесть следующую связь между этим параметром контура и температурой теплоносителя: чем расстояние между ними больше, тем выше должен быть нагрет теплоноситель, чтобы было возможно обеспечить желаемую степень теплоотдачи.
ПолезноПри установке трубопровода с шагом в 250 мм в среднем требуется 5 пог. м/кв. м труб, то есть для обогрева комнаты площадью в 20 кв. м длина магистрали должна составлять 100 пог. м. При этом теплоотдача достигает 50 Вт/ кв. м при температуре теплоносителя в 30 °. Если же необходимо повысить теплоотдачу, к примеру, до 80 Ватт, то рекомендуется уменьшить расстояние между трубами до 20 см.
- Нельзя забывать также о том, что шаг установки труб контура зависит также от их диаметра. Общее количество труб рассчитывают согласно чертежу с учетом всего вышесказанного. К полученному результату необходимо добавить еще два метра, которые понадобятся при подводке магистрали к стояку.
Сокращаем затраты
Благодаря применению терморегулятора вы сможете сэкономить до 40 % электроэнергии
Удобство и комфорт, создаваемые отапливаемыми полами, омрачает только один фактор – счет за электроэнергию. Как, не лишая себя удобств, снизить расходы на электроэнергию? Несколько советов по умному потреблению:
- Обязательно смонтируйте терморегулятор. Расположить его лучше на максимальном удалении от основной отопительной системы. Регуляторы позволяют сэкономить до 40% электроэнергии за счет необходимого включения.
- Максимально снизьте потерю тепла. При необходимости проведите работы по теплоизоляции стен. Согласно опытных статистических исследований, улучшение теплоизоляции снижает расходы на электроэнергию почти в 2 раза.
- Установите многотарифную систему оплаты электроэнергии. При этом отопление полами в ночное время обойдется в зависимости от региона в 1,5 – 2 раза дешевле.
- Начните экономить ещё на этапе монтажа. Не заводите элементы отопления в места расположения мебели, делайте необходимые отступы от стен и приборов отопления.
- И простая математика: понизив температуру всего на 10С, потребление электроэнергии сокращается на 5%.
Подойдите к вопросу укладки теплых полов ответственно. Заранее просчитайте необходимую мощность приборов. Эти данные помогут правильно подобрать элементы нагрева и пользоваться системой без значительного ущерба для семейного бюджета.
Расчет потребности в тепле
Предельно грубая оценка для квартиры в многоквартирном доме выполняется по формуле Q=S/10, где Q – потребность в тепле в киловаттах, S – площадь отапливаемого помещения в квадратных метрах. Так, для обогрева комнаты площадью 30 м2 согласно этой формуле требуется 30/10=3 КВт тепловой мощности .
Простой способ, разумеется, дает весьма значительные погрешности:
- Он актуален для потолков высотой около 2,5 метров. Однако во многих многоквартирных новостройках, в сталинках и частных домах потолки выше 3 метров – норма.
- Утечки тепла через стены сильно зависят от климатической зоны. Один и тот же дом, размещенный в Крыму и в Якутии, придется обогревать весьма по-разному.
- Квартиры в середине многоквартирного дома и у его торцевых стен тоже различаются потребностью в тепле.
- В частном доме к утечкам через стены добавляется потеря тепла через пол и крышу. То же самое (хоть и в меньшей степени) относится к квартирам на крайних этажах.
- Наконец, окна и двери обладают куда большей теплопроводностью по сравнению с капитальными стенами.
Уточненный расчет выглядит так:
- На кубометр объема помещения берется 40 ватт тепла.
- Для крайних этажей и торцевых квартир используется дополнительный коэффициент 1,2 – 1,3. Для частных домов, у которых тепло теряется через все ограждающие конструкции (теплых квартир за стенкой там, сами понимаете, нет) – 1,5.
- На каждое окно среднего размера (150х145 см) добавляется 100 ватт. Для каждой ведущей на улицу или балкон двери – 200 ватт.
- Вводится региональный коэффициент: для Сочи, Ялты и Краснодара он равен 0,7 – 0,9, для центра России – 1,2 – 1,3, для Сибири и регионов Крайнего Севера – 1,5 – 2,0.
Давайте снова рассчитаем потребность в тепле для нашей 30-метровой комнаты, уточнив ряд параметров:
- При размере 5х6 метров мы сделаем высоту потолка равной 3,2 метра.
- Мысленно поместим ее в Верхоянск (средняя температура января – -45,4 С, абсолютный минимум – -67,8 С).
- Расположим в частном доме и снабдим двумя стандартного размера окнами и одной дверью.
Объем комнаты равен 5х6х3,2=96 м3.
Базовая потребность в тепле – 40х96=3840 ватт.
Расположение в частном доме увеличивает ее до 3840х1,5=5760Вт.
Добавляем к ней 400 Вт на окна и двери. 5760 + 400 = 6160.
Региональный коэффициент с учетом климата можно смело брать максимальным – 2,0. 6160х2=12320. Не правда ли, разница с упрощенным расчетом более, чем ощутима?
Уточним: и эта методика представляет собой в некотором роде профанацию. Более точен расчет, учитывающий теплопроводность каждого из слоев ограждающих конструкций с учетом их толщины. Для окон и дверей тоже используются точные расчеты с учетом их структуры и материалов.
