Kaip apskaičiuoti šildomas grindis naudojant vandens sistemą kaip pavyzdį

Grindinio šildymo efektyvumą įtakoja daug veiksnių.Neatsižvelgiant į juos, net jei sistema yra teisingai sumontuota ir jos statybai naudojamos moderniausios medžiagos, tikrasis šiluminis efektyvumas nepateisins lūkesčių.

Dėl šios priežasties prieš montavimo darbus turi būti atliktas kompetentingas šildomų grindų skaičiavimas ir tik tada galima garantuoti gerą rezultatą.

Parengti šildymo sistemos projektą nėra pigu, todėl daugelis namų meistrų skaičiavimus atlieka patys. Sutikite, idėja sumažinti šildomų grindų įrengimo išlaidas atrodo labai viliojanti.

Mes jums pasakysime, kaip sukurti projektą, į kokius kriterijus atsižvelgti renkantis šildymo sistemos parametrus ir aprašyti žingsnis po žingsnio skaičiavimo metodą. Aiškumo dėlei paruošėme šildomų grindų skaičiavimo pavyzdį.

Pradiniai skaičiavimo duomenys

Iš pradžių tinkamai suplanuota projektavimo ir montavimo darbų eiga padės išvengti netikėtumų ir nemalonių problemų ateityje.

Skaičiuodami šildomas grindis, turite vadovautis šiais duomenimis:

• sienų medžiaga ir dizaino ypatybės;
• kambario matmenys plane;
• apdailos dangos tipas;
• durų, langų projektai ir jų išdėstymas;
• konstrukcinių elementų išdėstymas plane.

Norint atlikti kompetentingą projektavimą, būtina atsižvelgti į nustatytą temperatūros režimą ir jo reguliavimo galimybę.

Norint atlikti apytikslį skaičiavimą, daroma prielaida, kad 1 m² šildymo sistema turi kompensuoti 1 kW šilumos nuostolius.Jei vandens šildymo kontūras naudojamas kaip pagrindinės sistemos priedas, jis turi padengti tik dalį šilumos nuostolių

Pateikiamos rekomendacijos dėl grindų temperatūros, kuri užtikrina patogų buvimą įvairios paskirties kambariuose:

• 29°С - gyvenamasis sektorius;
• 33°С- vonia, kambariai su baseinu ir kiti su dideliu drėgnumu;
• 35°C — šaltos zonos (prie įėjimo durų, išorinių sienų ir kt.).

Viršijus šias vertes, pati sistema ir apdailos danga perkaista, o vėliau medžiaga neišvengiamai pažeidžiama.

Atlikę preliminarius skaičiavimus, galite pasirinkti optimalią aušinimo skysčio temperatūrą pagal savo asmeninius jausmus, nustatyti šildymo kontūro apkrovą ir įsigyti siurbimo įrangą, kuri puikiai susidoroja su aušinimo skysčio judėjimo stimuliavimu. Jis parenkamas su 20% aušinimo skysčio srauto riba.

Didesnės nei 7 cm talpos lygintuvui sušildyti reikia daug laiko, todėl įrengiant vandens sistemas stengiamasi neviršyti nurodytos ribos. Grindų keramika laikoma tinkamiausia vandens pagrindo grindų danga, šildomos grindys nėra klojamos po parketu dėl itin mažo šilumos laidumo.

Projektavimo etape reikėtų apsispręsti, ar šildomos grindys bus pagrindinis šilumos tiekėjas, ar bus naudojamos tik kaip priedas prie radiatorinio šildymo atšakos. Nuo to priklauso šiluminės energijos nuostolių dalis, kurią ji turi kompensuoti. Jis gali svyruoti nuo 30% iki 60% su skirtumais.

Vandens grindų šildymo laikas priklauso nuo į lygintuvą įeinančių elementų storio. Vanduo kaip aušinimo skystis yra labai efektyvus, tačiau pačią sistemą sunku sumontuoti.

Šildomų grindų parametrų nustatymas

Skaičiavimo tikslas – gauti šiluminės apkrovos vertę. Šio skaičiavimo rezultatas turi įtakos tolesniems veiksmams. Savo ruožtu šilumos apkrovą įtakoja vidutinė žiemos temperatūra tam tikrame regione, numatoma temperatūra patalpų viduje, lubų, sienų, langų ir durų šilumos perdavimo koeficientas.

Šilumos nuostolių priežastis – blogai apšiltintos namo sienos, langai, durys. Didžiausias procentas šilumos prarandama per vėdinimo sistemą ir stogą (+)

Galutinis skaičiavimų rezultatas prieš grindų šildymo įrenginys vandens tipas taip pat priklausys nuo papildomų šildymo prietaisų buvimo, įskaitant namuose gyvenančių žmonių ir augintinių šilumos emisiją. Skaičiuojant reikia atsižvelgti į infiltracijos buvimą.

Vienas iš svarbių parametrų yra kambarių konfigūracija, todėl jums reikės namo aukšto plano ir atitinkamų sekcijų.

Šilumos nuostolių apskaičiavimo metodas

Nustačius šį parametrą, sužinosite, kiek šilumos turi generuoti grindys, kad patalpoje būtų patogi žmonių savijauta, ir galėsite pasirinkti katilą, siurblį ir grindis pagal galią. Kitaip tariant: šildymo kontūrų išskiriama šiluma turi kompensuoti pastato šilumos nuostolius.

Ryšys tarp šių dviejų parametrų išreiškiamas formule:

MP = 1,2 x Q, Kur

• MP - reikalinga grandinės galia;
• K - šilumos nuostoliai.

Norint nustatyti antrąjį rodiklį, atliekami langų, durų, lubų, išorinių sienų ploto matavimai ir skaičiavimai. Kadangi grindys bus šildomos, į šios atitvarinės konstrukcijos plotą neatsižvelgiama. Matavimai atliekami išorėje, įskaitant pastato kampus.

Skaičiuojant bus atsižvelgiama į kiekvienos konstrukcijos storį ir šilumos laidumą. Standartinės vertės šilumos laidumo koeficientas (λ) dažniausiai naudojamoms medžiagoms galima paimti iš lentelės.

Iš lentelės galite paimti koeficiento reikšmę skaičiavimui. Svarbu iš tiekėjo sužinoti medžiagos šiluminės varžos vertę, jei montuojami langai iš metalo plastiko (+)

Šilumos nuostoliai apskaičiuojami kiekvienam pastato elementui atskirai pagal formulę:

Q = 1/R*(tв-tн)*S x (1+∑b), Kur

• R — medžiagos, iš kurios pagaminta atitvarinė konstrukcija, šiluminė varža;
• S - konstrukcinio elemento plotas;
• tв ir tн — atitinkamai vidinė ir išorinė temperatūra, o antrasis indikatorius imamas pagal mažiausią vertę;
• b — papildomi šilumos nuostoliai, susiję su pastato orientacija kardinalių krypčių atžvilgiu.

Šiluminės varžos indeksas (R) randamas padalijus konstrukcijos storį iš medžiagos, iš kurios ji pagaminta, šilumos laidumo koeficiento.

Koeficiento b reikšmė priklauso nuo namo orientacijos:

• 0,1 - šiaurė, šiaurės vakarai arba šiaurės rytai;
• 0,05 - vakarai, pietryčiai;
• 0 - pietus, pietvakarius.

Jei apsvarstysime klausimą naudodami bet kurį vandens šildomų grindų skaičiavimo pavyzdį, jis tampa aiškesnis.

Konkretus skaičiavimo pavyzdys

Tarkime, 20 cm storio nenuolatinio gyvenamojo namo sienos yra iš akytojo betono blokelių. Bendras atitveriančių sienų plotas be langų ir durų angų 60 m². Išorės temperatūra -25°С, vidaus +20°С, dizainas orientuotas į pietryčius.

Atsižvelgiant į tai, kad blokelių šilumos laidumo koeficientas yra λ = 0,3 W/(m°*C), galima apskaičiuoti šilumos nuostolius per sienas: R=0,2/0,3= 0,67 m²°C/W.

Šilumos nuostoliai stebimi ir per tinko sluoksnį. Jei jo storis yra 20 mm, tada Rpcs. = 0,02/0,3 = 0,07 m²°C/W. Šių dviejų rodiklių suma duos šilumos nuostolių per sienas vertę: 0,67+0,07 = 0,74 m²°C/W.

Turėdami visus pradinius duomenis, juos pakeičiame į formulę ir gauname kambario su tokiomis sienomis šilumos nuostolius: Q = 1/0,74*(20 - (-25)) *60*(1+0,05) = 3831,08 W .

Lygiai taip pat skaičiuojami šilumos nuostoliai per kitas atitveriančias konstrukcijas: langus, durų angas, stogo dangą.

Šildymo kontūrų skleidžiamos šilumos gali nepakakti, kad būtų galima sušildyti orą namo viduje iki reikiamos vertės, jei jų galia neįvertinta. Jei yra perteklinė galia, bus perteklinis aušinimo skysčio suvartojimas

Norint nustatyti šilumos nuostolius per lubas, imama jos šiluminė varža, lygi planuojamo arba esamo izoliacijos tipo vertei: R = 0,18/0,041 = 4,39 m²°C / W.

Lubų plotas yra identiškas grindų plotui ir yra lygus 70 m². Pakeitus šias vertes į formulę, gaunami šilumos nuostoliai per viršutinį pastato apvalkalą: Q prakaitas. = 1/4,39*(20 - (-25))* 70* (1+0,05) = 753,42 W.

Norint nustatyti šilumos nuostolius per langų paviršių, reikia apskaičiuoti jų plotą. Jei yra 4 1,5 m pločio ir 1,4 m aukščio langai, jų bendras plotas bus: 4 * 1,5 * 1,4 = 8,4 m².

Jei gamintojas atskirai nurodo stiklo paketo ir profilio šiluminę varžą - atitinkamai 0,5 ir 0,56 m²°C/W, tai Rocon = 0,5*90+0,56*10)/100 = 0,56 m²°C/ antradienis Čia 90 ir 10 yra kiekvieno lango elemento dalis.

Remiantis gautais duomenimis, tolesni skaičiavimai tęsiami: Qlangas = 1/0,56*(20 - (-25))*8,4*(1+0,05) = 708,75 W.

Lauko durų plotas 0,95 * 2,04 = 1,938 m². Tada Rdv. = 0,06/0,14 = 0,43 m²°C/W. Q durys = 1/0,43*(20–(-25))* 1,938*(1+0,05) = 212,95 W.

Kadangi lauko durys dažnai atidaromos, per jas prarandama daug šilumos. Todėl svarbu užtikrinti, kad jie sandariai užsidarytų.

Dėl to šilumos nuostoliai bus: Q = 3831,08 + 753,42 + 708,75 + 212,95 + 7406,25 = W.

Prie šio rezultato pridėkite dar 10% oro įsiskverbimo, tada Q = 7406,25 + 740,6 = 8146,85 W.

Dabar galite nustatyti grindų šiluminę galią: Mp = 1.*8146.85 = 9776.22 W arba 9.8 kW.

Orui pašildyti reikalinga šiluma

Jei namas įrengta vėdinimo sistema, tada dalis šaltinio išskiriamos šilumos turi būti skirta iš lauko sklindančiam orui šildyti.

Skaičiavimui naudojama formulė:

Qv. = c*m*(tв—tн), Kur

• c = 0,28 kg⁰С ir reiškia oro masės šiluminę talpą;
• m Simbolis rodo lauko oro masės srautą kg.

Paskutinis parametras gaunamas padauginus bendrą oro tūrį, lygų visų patalpų tūriui, jei oras atnaujinamas kas valandą, iš tankio, kuris kinta priklausomai nuo temperatūros.

Grafike parodyta oro tankio priklausomybė nuo jo temperatūros.Duomenys reikalingi norint apskaičiuoti šilumos kiekį, reikalingą sušildyti oro masę, patenkančią į namą dėl priverstinės vėdinimo (+)

Jeigu pastatas gauna 400 m³/val., tada m=400*1,422 = 568,8 kg/val. Qv. = 0,28 * 568,8 * 45 = 7166,88 W.

Tokiu atveju ženkliai padidės reikalinga grindų šiluminė galia.

Reikiamo vamzdžių skaičiaus apskaičiavimas

Vandeniu šildomų grindų įrengimui rinkitės kitokias vamzdžių klojimo būdai, skiriasi forma: trijų rūšių gyvatė – tikroji gyvatė, kampinė, dviguba ir sraigė. Vienoje sumontuotoje grandinėje gali būti įvairių formų derinys. Kartais centrinei grindų sričiai pasirenkama „sraigė“, o kraštams – viena iš „gyvatės“ rūšių.

„Sraigė“ yra racionalus pasirinkimas dideliems, paprastos geometrijos kambariams. Kambariuose, kurie yra labai pailgi arba turi sudėtingus kontūrus, geriau naudoti „gyvatę“ (+)

Atstumas tarp vamzdžių vadinamas žingsniu. Renkantis šį variantą, reikia atitikti du reikalavimus: koja neturi jausti temperatūrų skirtumo atskirose grindų vietose, o vamzdžius reikia naudoti kuo efektyviau.

Grindų kraštinėms zonoms rekomenduojama naudoti 100 mm žingsnį. Kitose srityse galite pasirinkti žingsnį nuo 150 iki 300 mm.

Grindų šilumos izoliacija yra svarbi. Pirmame aukšte jo storis turėtų siekti bent 100 mm. Šiuo tikslu naudokite mineralinę vatą arba ekstruzinį putų polistireną.

Norėdami apskaičiuoti vamzdžio ilgį, yra paprasta formulė:

L = S/N*1,1, Kur

• S — kontūro plotas;
• N - klojimo pakopa;
• 1,1 — lenkimo marža 10%.

Prie galutinės vertės pridedama vamzdžio dalis, nutiesta nuo kolektoriaus iki šilto kontūro paskirstymo tiek grįžtant, tiek tiekiant.

Skaičiavimo pavyzdys.

Pradinės vertės:

• kvadratas - 10 m²;
• atstumas iki kolektoriaus - 6 m;
• klojimo žingsnis - 0,15 m.

Problemos sprendimas paprastas: 10/0,15*1,1+(6*2) = 85,3 m.

Naudojant iki 100 m ilgio metalinius-plastikinius vamzdžius dažniausiai pasirenkamas 16 arba 20 mm skersmuo. Kai vamzdžio ilgis yra 120–125 m, jo ​​skerspjūvis turi būti 20 mm².

Vienos grandinės dizainas tinka tik mažo ploto kambariams. Grindys dideliuose kambariuose yra padalintos į keletą kontūrų santykiu 1:2 - konstrukcijos ilgis turi būti 2 kartus didesnis už plotį.

Anksčiau apskaičiuota vertė yra apimtis grindų vamzdžiai apskritai. Tačiau norint užbaigti paveikslą, būtina pabrėžti atskiro kontūro ilgį.

Šiam parametrui įtakos turi grandinės hidraulinė varža, kurią lemia pasirinktų vamzdžių skersmuo ir tiekiamo vandens kiekis per laiko vienetą. Jei šių veiksnių nepaisysite, slėgio nuostoliai bus tokie dideli, kad joks siurblys neprivers aušinimo skysčio cirkuliuoti.

Vamzdžio srauto nustatymas priklausomai nuo pasirinkto klojimo žingsnio

Idealus atvejis yra vienodo ilgio kontūrai, tačiau praktikoje su jais susiduriama retai, nes skirtingos paskirties patalpų plotai labai skiriasi ir kontūrų ilgį sumažinti iki vienos vertės tiesiog nepraktiška. Profesionalai leidžia vamzdžių ilgių skirtumą nuo 30 iki 40%.

Kolektoriaus skersmuo ir maišymo įrenginio pralaidumas lemia leistiną prie jo prijungtų kilpų skaičių. Maišymo įrenginio pase visada galite rasti šiluminės apkrovos dydį, kuriam jis skirtas.

Tarkime pralaidumo koeficientas (Kvs) yra lygus 2,23 m³/val. Su šiuo koeficientu tam tikri siurblių modeliai gali atlaikyti 10–15 W apkrovą.

Norėdami nustatyti grandinių skaičių, turite apskaičiuoti kiekvienos iš jų šiluminę apkrovą.Jei šildomų grindų plotas yra 10 m², o šilumos perdavimas yra 1 m², tada indikatorius Kvs yra 80 W, tada 10*80 = 800 W. Tai reiškia, kad maišymo agregatas galės aprūpinti 15 000/800 = 18,8 patalpų arba grandinių, kurių plotas 10 m².

Šie skaičiai yra didžiausi, ir jie gali būti taikomi tik teoriškai, tačiau realiai skaičių reikia sumažinti bent 2, tada 18 - 2 = 16 grandinių.

Reikalingas atrankos metu maišymo blokas (kolektorius) pažiūrėkite, ar jis turi tiek išvadų.

Tinkamo vamzdžių skersmens pasirinkimo patikrinimas

Norėdami patikrinti, ar vamzdžio skerspjūvis pasirinktas teisingai, galite naudoti formulę:

υ = 4*Q*10ᶾ/n*d²

Kai greitis atitinka rastą vertę, vamzdžio skerspjūvis parenkamas teisingai. Norminiai dokumentai leidžia važiuoti iki 3 m/sek. kurių skersmuo iki 0,25 m, bet optimali reikšmė yra 0,8 m/sek., nes didėjant jo vertei, triukšmo efektas dujotiekyje didėja.

Papildoma informacija apie grindų šildymo vamzdžių skaičiavimą pateikta Šis straipsnis.

Cirkuliacinio siurblio apskaičiavimas

Kad sistema būtų ekonomiška, reikia pasirinkti cirkuliacinį siurblį, užtikrinant reikiamą slėgį ir optimalų vandens srautą grandinėse. Siurblio pasuose dažniausiai nurodomas slėgis ilgiausio ilgio grandinėje ir bendras aušinimo skysčio srautas visose kilpose.

Slėgiui įtakos turi hidrauliniai nuostoliai:

∆h = L*Q²/k1, Kur

• L - kontūro ilgis;
• K — vandens sąnaudos l/sek;
• k1 - koeficientas, apibūdinantis nuostolius sistemoje; indikatorius gali būti paimtas iš hidraulikos informacinių lentelių arba iš įrangos paso.

Žinant slėgio dydį, apskaičiuoti srauto greitį sistemoje:

Q = k*√H, Kur

k yra srauto koeficientas.Profesionalai mano, kad debitas kiekvienam 10 m² namo yra 0,3–0,4 l/s.

Tarp šilto vandens grindų komponentų ypatingas vaidmuo skiriamas cirkuliaciniam siurbliui. Tik įrenginys, kurio galia yra 20% didesnė už faktinį aušinimo skysčio srautą, galės įveikti pasipriešinimą vamzdžiuose

Pase nurodytų slėgio ir srauto dydžių skaičiai negali būti suprantami pažodžiui - tai yra maksimumas, tačiau iš tikrųjų juos įtakoja tinklo ilgis ir geometrija. Jei slėgis per didelis, sumažinkite grandinės ilgį arba padidinkite vamzdžių skersmenį.

Rekomendacijos renkantis lygintuvo storį

Žinynuose galite rasti informacijos, kad minimalus lygintuvo storis yra 30 mm. Kai patalpa yra gana aukšta, po lygintuvu dedama izoliacija, o tai padidina šildymo kontūro išskiriamos šilumos panaudojimo efektyvumą.

Populiariausia pagrindo medžiaga yra ekstruzinis polistireninis putplastis. Jo šilumos perdavimo varža yra žymiai mažesnė nei betono.

Montuojant lygintuvą, siekiant subalansuoti linijinį betono plėtimąsi, patalpos perimetras dekoruojamas slopinančia juosta. Svarbu pasirinkti tinkamą storį. Specialistai pataria, kad patalpos plotas ne didesnis kaip 100 m², įrengti 5 mm kompensacinį sluoksnį.

Jei ploto reikšmės yra didesnės, nes ilgis viršija 10 m, storis apskaičiuojamas pagal formulę:

b = 0,55*L, Kur

L yra kambario ilgis m.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Šis vaizdo įrašas yra apie šildomų hidraulinių grindų skaičiavimą ir montavimą:

Vaizdo įraše pateikiamos praktinės grindų klojimo rekomendacijos. Informacija padės išvengti klaidų, kurias dažniausiai daro mėgėjai:

Skaičiavimas leidžia suprojektuoti „šiltų grindų“ sistemą su optimaliais veikimo rodikliais. Leidžiama įrengti šildymą naudojant paso duomenis ir rekomendacijas.

Tai veiks, tačiau specialistai pataria vis tiek skirti laiko skaičiavimams, kad sistema galiausiai sunaudotų mažiau energijos.

Ar turite patirties skaičiuojant grindinį šildymą ir rengiant šildymo kontūro projektą? O gal vis dar turite klausimų šia tema? Prašome pasidalinti savo nuomone ir palikti komentarus.