Главная » Пол » Как рассчитать электрический теплый пол
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.
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).
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.
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, 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.
Как рассчитать электрический тёплый пол
Вы решили улучшить обогрев своего жилья или вовсе отказаться от отопления с помощью батарей? Сейчас для этих целей принято использовать различные виды полов с подогревом. Если водяной вариант вам по какой-то причине (а их может быть много) не подошёл — с такой задачей справится система электрического обогрева. Расчёт тёплого пола с таким действующим элементом, как и его устройство, имеет свои особенности. И чтобы все работы прошли гладко, необходимо в них хорошо разобраться. Начнём с устройства.
Элементы конструкции
Система электрического тёплого пола состоит из нескольких взаимосвязанных частей. К ним относятся:
- терморегулятор;
- термодатчик;
- силовой кабель;
- нагревающий элемент.
Функционирует это таким образом: к терморегулятору, который ставится в стену через силовые (монтажные) провода подключаются остальные составляющие. Нагревающий элемент и термодатчик монтируются в пол. Первый из них греет, а второй — контролирует температуру.
Чаще всего на практике применяются три вида нагревающих элементов:
Плёнка и мат менее требовательны к монтажу. Они могут укладываться под слой плиточного клея даже при его толщине в несколько миллиметров. Поэтому идеально подходят для установки под кафель. А инфракрасную плёночную систему вообще можно ставить непосредственно под паркет или ламинат.
С кабельным вариантом дела обстоят немного сложнее. Во-первых, такое устройство необходимо заливать стяжкой, во-вторых — нужно рассчитывать шаг витка во время укладки. К тому же сам кабель делится на несколько разновидностей.
Разновидности кабеля
Для вашего пола может быть использован одножильный кабельный нагревающий элемент или его двужильный аналог. Одножильный — самый простой, дешёвый и неудобный в применении. Один из его главных недостатков — сложность в расчёте и установке. Она возникает из-за необходимости сводить оба конца кабеля в одно место. То есть укладывать его надо таким образом, чтобы финишировать возле места подключения к терморегулятору.
Не менее существенный минус — интенсивное электромагнитное поле по всей протяжённости провода. Оно считается вредным для здоровья человека. По этой причине системы с одножильным элементом использовать в жилых помещениях не рекомендуют.
Двужильный стоит немного дороже, но и трудностей с ним меньше. Расположение проводов для подачи и возврата тока в одном кабеле решает обе озвученные проблемы. При его монтаже достаточно учесть геометрию помещения, а индукционное поле гасится движением тока в разных направлениях.
Теперь можно приступать непосредственно к подготовке вычислений.
Особенности расчёта
Основными параметрами, влияющими на результат, являются площадь и тип постройки, для которой будет выполняться подсчёт. а также режим использования системы. Каждый из них по-своему будет отражаться на необходимой мощности обогрева.
Для расчёта электрического пола принимается во внимание только свободное пространство комнаты. Под мебелью и крупными бытовыми приборами укладывать его нельзя по нескольким причинам:
- недостаточная вентиляция и как следствие, возможный перегрев системы;
- негативное влияние постоянного тепла на сами установленные объекты.
Поэтому площадь, на которой вы планируете расположить подобные предметы, нужно будет вычесть из общего количества квадратных метров помещения.
Тип помещения и режим обогрева
Каждая часть здания имеет свои показатели по теплопотерям. Соответственно мощность обогрева для их компенсации тоже будет отличаться. Существенные коррективы внесёт и режим, в котором планируется использовать систему — основное отопление или дополнительное. На этом этапе лучше проявить максимум внимания, чтобы учесть все тонкости и не прогадать с выбором.
Выбирать придётся из усреднённых показателей мощности. Если тёплый пол будет основным отоплением — они должны быть в пределах 150–180 Вт/м 2. Использовать его в качестве основного источника тепла можно, только если «чистая» площадь для укладки составит не менее 70% от общей. Если он будет только помощником — достаточно 110–140 Вт/м 2. Такие же данные существуют и для разных типов помещения при комфортном режиме:
- комната, кухня — 120 Вт/м 2 ;
- ванная — 140 Вт/м 2 ;
- остеклённая лоджия или тёплый балкон — до 180 Вт/м 2 .
Однако, если ваша квартира расположена на первом этаже, или по каким-нибудь другим причинам под ней оказалось неотапливаемое помещение — все показатели нужно увеличить на 15–20%.
Отдельно стоит отметить, что эти цифры относятся к хорошо утеплённым постройкам. При слишком больших теплопотерях стоит задуматься об эффективности установки такого отопления. Даже если эти показатели находятся в пределах нормы, желательно дополнительно утеплить плиту под полом. Таким образом получиться направить действие системы на повышение температуры воздуха в помещении, а не бетона в перекрытии.
Формулы расчёта
Переходим к главному вопросу — как рассчитать тёплый пол с электрическим нагревающим элементом. А вот здесь всё очень просто. Чтобы определить мощность вашей системы достаточно мощность одного м 2 умножить на площадь, которую она будет занимать.
Длина кабеля обычно уже отмеряна в комплекте под заданные параметры мощности и площади покрытия. Рекомендованное расстояние между витками кабеля — от 5 до 20 см. Если хотите точнее — воспользуйтесь следующей формулой: h=S*100/L. Как вы, наверное, догадались h — это ширина шага, S — площадь, а L — общая длина кабеля.
Чтобы ещё больше облегчить себе процесс выполнения расчёта, можете использовать специальный калькулятор для электрического тёплого пола. Просто заполните все необходимые поля, и программа сама произведёт нужные вычисления и выдаст вам итоговый результат.
Калькулятор расчёта тёплого электрического пола
Каким бы способом вы ни воспользовались, помните, что лучше потратить больше времени на этапе проектирования и расчёта, чем потом тратить время и деньги для исправления допущенных ошибок. А наградой за это вам будет уют и благоприятная погода в доме.
Как провести расчет теплого водяного пола – важный этап при проектировании системы
Системы теплого пола становятся все популярнее. Они позволяют обеспечить дополнительный комфорт и уют в доме. И в частных домах, и в квартирах часто используется водяной теплый пол. Естественно, он должен быть смонтирован правильно, чтобы его эффективность не снизилась из-за конструктивных ошибок. Для этого следует произвести расчет теплого водяного пола. Сделать это не так просто как кажется на первый взгляд, ведь нужно учесть массу факторов. Статья носит обзорный характер, т.к. только специалист сможет точно рассчитать конкретный проект.
Какие элементы понадобятся для обустройства системы?
Перед тем как начать проектирование конструкции, необходимо разобраться с тем, какие компоненты в нее входят:
- Котел отопления.
- Коллектор и специальный шкаф для него.
- Гидро- и теплоизоляция.
- Трубы.
- Фитинги.
- Насосно-смесительный узел.
- Армированная стяжка.
Комплектующие и основное оборудование теплого водяного пола
Какие факторы следует учитывать?
Чтобы проект теплого пола получился рабочим, необходимо рассчитывать его с учетом некоторых рекомендаций специалистов:
План укладки труб в доме
Кроме того, необходимо принимать во внимание и такие параметры:
- Температурный режим климатической зоны, в которой вы проживаете, а также тепловой режим внутри каждого помещения.
- Необходимость регулировки температуры в каждой комнате в отдельности.
- Вид напольного покрытия.
- Расположение коллекторов и теплового генератора.
- Влажность воздуха в помещении.
- Наличие механического вентилирования дома.
- Присутствие других источников тепла.
- Площадь конструкций, которые выполняют функцию ограждения, и их теплоотдача.
- Производительность насоса.
Также проектирование теплых полов зависит от того, какой теплоизоляционный материал вы будете использовать, а также от того, какой будет высота стяжки и материал ее изготовления.
Правила монтажа системы
Расчет теплого пола необходимо производить также, соблюдая некоторые правила монтажа конструкции:
Каким должен быть идеальный теплый пол?
Итак, сейчас у вас будет возможность рассмотреть самый оптимальный проект теплого пола:
- Перепад высоты основания не должен превышать 3 мм.
- Толщина теплоизолятора с отражающим слоем – 3 см. Лучше использовать пенополистирол, плотность которого составляет 35 кг/м3 и больше.
- Бетонная стяжка имеет высоту 4-10 см, при этом она дополнительно укрепляется армирующей сеткой. Это дополнительно даст возможность правильно перераспределить тепло.
- Для создания оптимальной мощности системы лучше использовать металлопластиковые или трубы из сшитого полиэтилена. При этом их диаметр составляет 16-20 мм.
- Бетонная стяжка. которая будет заливаться поверх системы, должна содержать мелкий щебень.
Учтите, что нельзя экономить на утеплителе. В противном случае эффективность работы системы может снизиться.
Расчет необходимого количества труб
Создавая проект сооружения системы теплого пола, необходимо правильно рассчитать длину трубопровода. Для этого необходимо знать площадь зоны обогрева, на которую будет уложена трубная система. В расчете должны быть исключены участки под мебель, бытовую технику.
В качестве примера, есть комната площадью 10 м2 со стенами 2х5 м. Чтобы высчитать размер рабочей зоны, необходимо измерить длину всех стен и отнять от них по 30 см (для примера, расстояние от стены до труб).
Теперь можно рассчитать рабочую площадь, воспользовавшись формулой:
S пом – f*(L1+L2+L3+L4) = Dраб
S пом – общая площадь комнаты;
f – отступ от стен;
L1, L2, L3, L4 – длина каждой стены;
Dраб – рабочая площадь.
С учетом этих значений рабочая площадь получится равной 5,8 м2. Далее проект теплых полов должен учитывать теплопотери в помещении. Они зависят от типа и размеров окон, ширины и материала изготовления стен, высоты потолка. Чем больше будет потерь, тем меньше шаг придется сделать между трубами. Например, если самая низкая температура на улице зимой составляет — 30 °C, то целесообразно воспользоваться таким расстоянием между витками труб: 10-12 см. Если есть дополнительные источники тепла, то шаг может быть увеличен до 15-20 см.
Необходимое количество труб рассчитывается по другой формуле:
L – длина труб для теплого пола (м);
Sком – площадь обогреваемого помещения (м2);
а – расстояние между витками труб (м);
Lzu – длина обратных или подающих трубопроводов (м);
Ld – длина проходных труб остальных отопительных контуров (м).
Особенности расчета температуры теплоносителя
Смета, показывающая основные статьи расходов на водяной напольный обогрев
Для определения этого параметра тоже есть своя формула:
Т – необходимая конечная температура;
TR – температура, которая фиксируется на участке входа в контур;
TO – температура на выходе из него.
Самыми оптимальными параметрами температуры теплоносителя на входе в контур и выходе являются: 55/45, 50/40, 45/35 °C.
Подробная серия видеороликов о расчете системы водяного теплого пола:
Теперь вы знаете, как рассчитать теплый пол правильно. Более точно сделать это может специалист. Он же поможет вам выбрать схему укладки труб и посоветует подбор оборудования. Осуществить все необходимые подсчеты можно также при помощи онлайн калькуляторов, где вам нужно просто ввести требуемые параметры помещения. Оставляйте комментарии к статье!
Материалы По Теме:
Обзор сервопривода для теплого пола – принцип работы и советы по установке
Можно ли смонтировать водяные теплые полы в квартире от центрального отопления?
Трубы из сшитого полиэтилена для теплого пола – полный обзор изделия
