Какой диаметр трубы для теплого пола лучше использовать

Особенности расчета теплого водного пола

Передвигаться босиком по теплой поверхности в собственном доме или квартире гораздо приятнее, чем по холодному покрытию, поэтому в последние годы многие владельцы недвижимости отдают предпочтение системе отопления, получившей название «теплый пол». Такая конструкция позволяет обеспечить комфортное пребывание в помещениях.

На практике чаще всего монтируют водяные или электрические полы. В первом случае нагревательным элементом конструкции обогрева является горячий теплоноситель.

Водяные системы можно назвать оптимальным выбором для частных домовладений по нескольким причинам:

• они способны полноценно заменить отопление, предусматривающее использование радиаторов;
• несмотря на дороговизну при монтаже в помещении большой квадратуры, конструкции окупают себя в течение 5-6 лет и они дешевле в эксплуатации, чем электрические полы.

Что касается квартир, расположенных в многоэтажных домах, то в них установка водяных теплых систем разрешается только в новостройках и то не во всех. В других жилых зданиях монтаж таких конструкций запрещен. Дело в том, что их можно подключить только путем врезки в систему централизованного отопления, что, скорее всего, приведет к падению давления и температуры в ней.

Своими силами смонтировать теплый пол практически невозможно, поскольку предстоит не только уложить трубы в бетонную стяжку, но еще и запустить в работу оборудование, например, циркуляционный насос и газовый котел. Кроме этого, перед установкой конструкции нужно выполнить точные расчеты, что сделать могут профессионалы, обладающие специальными навыками.

С целью экономии владелец недвижимости может самостоятельно выполнить некоторые работы, например, залить стяжку. Также будет не лишним предварительный расчет, чтобы хоть приблизительно знать размер денежных затрат.

Для того, чтобы определиться с финансовой стороной проведения монтажа, можно:

1. Обратиться к мастерам, которые будут заниматься установкой системы. Им следует предоставить всю требуемую информацию и получить в итоге максимально точные сведения.
2. Отыскать в Интернете сайт с онлайн калькулятором. Такие компьютерные программы подсчитывают будущие расходы на ремонт с разной степенью точности.
3. Выполнить все вычисления самостоятельно. Правда, для этого необходимо узнать, как рассчитать водяной теплый пол правильно, иначе вычисления без обладания нужными навыками дадут только приблизительный результат. Правда этого будет достаточно для подсчета предстоящих затрат.

Водяные полы в домах из дерева

Особенности обогрева деревянного пола

Водяной теплый пол под деревянные полы, а тем более на деревянное основание монтируют не так часто. Причин этому несколько:

При работе с деревянными основаниями необходимо компенсировать теплоемкость древесины, используя отражающие элементы

1. Теплопроводность древесины. С одной стороны это плюс — деревянная основа выступает в качестве теплоизолятора. С другой стороны, прогреваться пол будет довольно долго. Кроме того, есть риск, что значительная доля энергии уйдет именно на нагрев чернового пола, и в помещение попадет только часть тепла (относительно небольшая).
2. Температурная деформация. Укладка труб с горячей водой в толще деревянного пола может привести к неравномерному изменению линейных размеров его отдельных участков. В результате стабильность конструкции существенно снижается — в первую очередь из-за появления щелей и в черновом настиле, и в каркасе.

Деревянные основания подвержены температурным и влажностным деформациям — эту особенность придется учитывать

1. Воздействие влаги. Конечно, системы водяного теплого пола делают герметичными, всеми силами стараясь избежать протечек. Но при укладке под деревянным покрытием даже конденсат, вызванный разницей температур, может стать причиной набухания древесины.

Трубы нужно обязательно прятать под опорными элементами, иначе они будут повреждены при ходьбе по полу

1. Значительная толщина нагревательных элементов. Если трубы водяного теплого пола укладываются в стяжку, их толщину можно легко компенсировать, залив нужный слой бетона. При монтаже на деревянное основание приходится решать эти проблемы иначе, так как просто настелить чистовое покрытие поверх труб не получится.

Традиционный вариант с заливкой стяжки (на фото) здесь не подойдет — слишком велика нагрузка

Впрочем, все, что я отметил выше, отнюдь не значит, что деревянная система водяного пола нереализуема в принципе. Если учесть все эти недостатки и использовать в работе современные материалы, приспособления и технологии, то теплый пол по лагам или дощатому настилу будет работать на зависть соседям.

Как можно сделать основание?

Планируя монтаж теплого пола в доме с деревянным перекрытием или системой лаг, нам нужно решить главный вопрос — куда прятать трубы?

При укладке на деревянное основание трубы нужно защитить от нагрузки, используя дистанционные вставки из дерева или ДСП

Сложность здесь состоит не только в том, чтобы защитить их от нагрузки. Это, как раз, сделать несложно — достаточно поднять уровень финишного покрытия на несколько сантиметров. Но в таком случае мы сильно проигрываем в эффективности теплопередачи: над трубами образуется воздушная прослойка, которая выступает в роли теплоизолятора. То есть греем мы что угодно, но не сам пол.

Вот почему при сборке системы теплого пола покрытие стараются уложить точно по уровню верхнего края трубы.

Для этого применяют такие приспособления:

Любой из этих вариантов подходит, если нам нужно уложить теплый пол на фанеру или другое деревянное основание. Я сторонник полимерных матов, но и фрезерованные модели из ДСП, и даже простые конструкции из набитых на пол реек вполне имеют право на существование.

Сборное основание из ламинированной ДСП, готовое к укладке труб

Выясняем потребную тепловую мощность

Для расчета всех параметров будущего теплого пола – водяного или электрического – надо определить, сколько Ватт теплоты подать на обогрев конкретного помещения. Предлагаем посчитать требуемую мощность отопления простейшим способом – по площади либо объему комнаты.

В качестве примера используем планировку небольшого одноэтажного дома 100 м² (по наружному обмеру), показанную на чертеже. Заметьте, угловые комнаты со световыми проемами и внешними стенами потеряют гораздо больше тепла зимой, нежели внутренние – коридор, санузел и прихожая. Нюанс учтен в предлагаемой методике:

1. Путем обмеров и перемножения длин выясните квадратуру каждого помещения.
2. Площади комнат с одной наружной стенкой и световым проемом умножьте на 0.1 кВт. К данной категории относятся и центральные помещения (в примере – прихожая, ванна и коридор).
3. На обогрев комнат, расположенных в углах здания, потребуется выделить больше тепловой энергии. Квадратуру помещения с двумя внешними стенами и окном следует помножить на 0.12 кВт (кухня и детская).
4. Если в угловой комнате присутствует 2 и более оконных проема, площадь умножается на 0.13 кВт (гостиная и спальня на планировке).

Результаты вычислений – это требуемая теплоотдача отопительных контуров либо радиаторов в киловаттах отдельно по каждому помещению. С полученными цифрами можно переходить к следующему этапу расчета.

Вышеописанная методика не годится для комнат с потолками 3 и более метров. В подобных случаях потребное количество теплоты считается по объему помещений, умножаемому на 35, 40 или 45 Вт в зависимости от расположения внутри здания. Подробно расчет нагрузки на систему отопления изложен в отдельной статье.

Определение теплоотдачи отопления по объему комнат с потолками 3 м и выше

Расчет мощности

После составления плана и проекта отопительной системы производится расчет мощности теплого пола. Этот показатель будет зависеть от следующих факторов:

• Площади и типа обогреваемого помещения.
• Особенностей его конструкции и характера будущей эксплуатации.

В соответствии с этими показателями нужно подбирать мощность источника тепла. Она рассчитывается по следующей формуле:

Мп = 1,2 * Q, в которой

Мп – это тепловая мощность;

Q – потери тепла при эксплуатации;1,2 – коэффициент запаса, изменяющийся от 1 до 1,2 единиц.

То есть, для того, чтобы произвести гидравлический расчет теплого пола, необходимо определить размер теплопотерь, возникающих при его эксплуатации. Они равны:

Q = (V * Pt * k) / 860

V – объем помещения (его находят путем умножения площади на высоту потолков);

Pt – разница температур внутри и снаружи помещения (для ее определения за основу берут +20 С⁰ — комфортную для человека температуру в помещении и наименьшее отрицательное значение, характерное для данной климатической зоны в зимний период, например -30 С⁰ и т.п).

K – коэффициент теплостойкости дома (от 1,5 до 2).

Здесь необходимо помнить о том, что в случае, если величина теплопотерь на 1 кв.м площади превышает 100 Вт, помещение нуждается в дополнительном утеплении. Это связано с тем, что плохая теплоизоляция может приводить к потерям тепла до 80 Вт на кв. м.

Тем же, кому эти расчеты кажутся слишком сложными, может помочь специальная программа расчета теплого водяного пола, которую можно найти в интернете. Пример: http://teplo-info.com/otoplenie/raschet_teplogo_pola_online и т.д.

Выполнение основных проектных расчетов и подбор материала при укладке пола лучше доверить квалифицированным специалистам в этой области. Это же касается и расчета электрического теплого пола.

Кроме мощности отопительной системы и качества теплоизоляции дома, тепло в нем будет зависеть и от других факторов, например:

• Толщины и типа изоляции пола.
• Разновидности напольного покрытия.
• Количества окон в помещении и способа их остекления.
• Расположения помещения относительно других комнат в доме и т.д.

Следующим шагом проектирования отопительной системы данного является расчет шага труб для теплого пола. От этого зависит равномерность обогрева помещения и требуемая длина трубопровода.

Расчет длины теплого пола можно произвести самостоятельно, взяв за основу данные о необходимой мощности отопительной системы, сопоставив площадь трубопровода с температурой теплоносителя, курсирующего в системе, по формуле:

L = S / N * 1,1, где:

L – длина трубы;

S – площадь отапливаемого помещения;

N – шаг укладки;

1,1 – запас трубопровода в 10 % (на повороты).

Производя расчет трубы для теплого пола, таким образом, к полученному значению нужно также добавить длину трубы до коллектора, включая раздачу и обратку.

Кроме того, расчет теплого пола по площади производится графическим методом.

Для этого на листе миллиметровой бумаги, положенной поверх эскиза-проекта дома, размечается расположение отопительного контура в соответствии со следующими нормами и правилами:

• Длина трубы в контуре отопления не должна превышать 120 м. При этом на ее выходе из напорного коллектора и входе в обратку не должно быть стыков и разрывов.
• Трубы в спирали контура должны располагаться с шагом 10-15 см.
• Толщина стяжки должна соответствовать диаметру трубы. То есть для трубопровода в 16 мм слой заливки должен составлять 6 см.

В среднем, расход трубы на 1 кв. м площади составляет около 5 погонных метров при расстоянии между витками в 20-30 см. То есть на помещение размером 20 кв. м понадобится около 100 м труб. Чтобы облегчить расчеты, можно использовать специальный калькулятор для расчета теплого пола в интернете.

Температура теплоносителя в системе и скорость его движения определяются по усредненным значениям:

• Для прогрева поверхности до оптимальных 25 – 37 ⁰С его температура должна составлять 40-55 ⁰С.
• При этом теплоноситель должен двигаться со скоростью 27-30 л/ч (для контура с диаметром 16 мм).

Шаг укладки труб определяется в соответствии с составленным проектом. Для краевых участков он должен составлять 10 см, для всей остальной поверхности пола – 15, 20, 25 см, но не более 30 см. Для проведения точных расчетов также существует программа для расчета теплого пола, которую можно найти на специализированных сайтах в сети Интернет.

https://youtube.com/watch?v=DkKqCFc_VKc

Принципы проектирования

Рассчитывая водяной теплый пол, необходимо учитывать:

• только активную площадь системы, под которой расположены трубы с подогревом, а не всю квадратуру комнаты;
• шаг и способ укладки в бетоне трубопровода с водой;
• толщину стяжки – минимум над трубами должно быть 45 мм;
• требования по разнице температур в подаче и обратке – оптимальными значениями считаются 5–10 0С;
• вода должна в системе двигаться со скоростью 0,15–1 м/с – насос подбирать следует соответствующий этим требованиям;
• длину труб в отдельном контуре ТП и всей системе отопления.

Каждые 10 мм стяжки – это приблизительно 5–8% потерь тепла на нагрев бетона. Заливать его слоем более 5–6 см над трубами стоит только в крайнем случае, когда требуется повышенная прочность чернового основания.

Способы уладки контуров

Трубы в напольном контуре отопления укладываются:

• змейкой (петлями);
• спиралью (улиткой);
• сдвоенной спиралью;
• комбинированным способом.

Самым простым в реализации является вариант первый. Однако при укладке труб «змейкой» температура воды в начале контура и в конце различаться будет на 5–10 0С. А это достаточно заметная разница, которая ощущается босыми ногами. Поэтому в большинстве случаев рекомендуется выбирать «спираль» либо комбинировать способы, чтобы обеспечить по всему полу приблизительно равный температурный режим.

Способы укладки

Утеплитель

В качестве теплоизоляционного материала под трубы лучше всего класть экструдированный пенополистирол (ЭППС). Это влагостойкий и прочный утеплитель, который удобен в монтаже и спокойно переносит контакт со щелочным цементным раствором.

Толщина плит ЭППС подбирается так:

• 30 мм – если этажом ниже отапливаемое помещение;
• 50 мм – для первых этажей;
• 100 мм и более – если полы настилаются по грунту.

Утеплитель для пола

Коллекторно-смесительный узел

Один из основных элементов водяного пола – это смесительный узел с коллектором, запорной арматурой, воздухоотводчиком, термометром, термостатом и байпасом. Непосредственно в его составе либо перед ним ставится циркуляционный насос.
Если регулировку ТП в планах производить вручную, то подключение контуров к коллектору можно выполнить через простые вентили. В противном случае придется на каждый отвод устанавливать термостаты и электрические клапаны.

Коллекторно-смесительный узел позволяет точно регулировать температуру воды в каждом контуре и благодаря байпасу защищает котел от перегрева. Устанавливается он в специальный шкаф либо нишу в комнате с теплым полом. При этом если настройку данного узла выполнить неправильно, то под ногами может получиться раскаленная сковородка, однако тепла в помещении хватать не будет. Именно от него зависит эффективность работы всей системы напольного обогрева.

Коллекторный узел

Способы установки системы теплый пол

Для правильного функционирования этой отопительной системы важна четкая последовательность слоев так называемого “пирога” теплого пола.

Тепловой контур укладывается на предварительно тепло- и гидроизолированную поверхность, а сверху заливается или засыпается цементной стяжкой, поверх которой укладывается финишное напольное покрытие. Вышеперечисленные слои – оболочка пирога – обязательны в обоих случаях. Они защищают систему от внешних воздействий и повышают ее КПД.

Теплые полы отличное решение для благоустройства своего жилья. Температура пола напрямую зависит от длины труб теплого пола, спрятанных в стяжке. Труба в полу укладывается петлями. Фактически из количества петель и их длинны и складывается общая длина трубы. Понятно, чем длиннее труба в одинаковом объеме, тем теплее пол. В этой статье поговорим об ограничениях на длину одного контура теплого пола.

Приблизительные расчетные характеристики для труб диаметром 16 и 20 мм составляют: 80-100 и 100-120 метров соответственно. Эти данные приведены приблизительно для примерных расчетов. Давайте более детально рассмотрим процесс монтажа и заливки теплых полов.

Последствия превышения длины

Разберемся к каким последствиям может привести увеличение длины трубы теплого пола. Одна из причин — это увеличение гидравлического сопротивления, которая создаст дополнительную нагрузку на гидравлический насос в результате которой он может выйти из строя или же просто может не справится с возложенной на него задачей. Расчет сопротивления состоит из многих параметров. Условий, параметров укладки. Материала применяемых труб. Вот три основных: длина петли, количество изгибов и тепловая нагрузка на нее.

Стоит заметить, что тепловая нагрузка с увеличением петли растет. Также увеличивается и скорость потока и гидравлическое сопротивление. По скорости потока есть ограничения. Он не должен превышать 0.5 м/с. Если мы превысим это значение могут возникнуть различные шумовые эффекты в системе трубопровода. Так же увеличивается основной параметр, ради которого и делается этот расчет. Гидравлическое сопротивление нашей системы. На него тоже есть ограничения. Они составляют 30-40 кП на одну петлю.

Следующая причина состоит в том, что при увеличении длинны трубы теплого пола возрастает давление на стенки трубы, вызывающие удлинение этого участка при нагревании. Трубе находящейся в стяжке некуда деваться. И она начнет сужаться в самом слабом месте. Сужение может вызвать перекрытие потока в теплоносителе. У труб, изготовленных из различного материала, разный коэффициент расширения. Например, у полимерных труб коэффициент расширения очень высок. Все эти параметры необходимо учитывать при монтаже теплого пола.

Поэтому заливать стяжку теплого пола необходимо с опрессованными трубами. Опрессовать лучше воздухом с давлением примерно в 4 бара. Таким образом, когда Вы заполните систему водой и начнете ее нагревать, трубе в стяжке будет где расширяться.

Оптимальная длина трубы

Учитывая все выше перечисленные причины с учетом поправок на линейное расширение материала труб возьмем за основу максимальную длину труб теплого пола на один контур:

Какая длина трубы теплого пола будет оптимальной? Давайте выясним оптимальную длину трубы теплого пола и какие могут быть последствия, если контур получится большей длины. Все в нашей статье

Оптимальный диаметр трубной арматуры

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.

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.

Нюансы определения оптимального типоразмера:

• с уменьшением диаметра растет гидросопротивление, а интенсивность теплообмена снижается;
• увеличение сечения трубопровода должно сопровождаться наращиванием толщины стяжки – это приводит к поднятию уровня пола и возрастанию нагрузки на перекрытие.

При несоответствии параметров длины и диаметра греющего контура, гидравлическое сопротивление может превзойти технические возможности  насосного оборудования.

В таблице приведены рекомендуемые предельные значения протяженности змеевика и сечения труб. Если длины недостаточно для покрытия всей площади, то необходимо обустраивать несколько отопительных веток

Следует учесть и теплопроводность материалов. При укладке змеевика из меди или металлопластика допустимо использование трубной арматуры малого диаметра – 14, 16 мм. Монтаж полимерных изделий – 20, 25 мм.

Как правильно сделать расчет перед укладкой?

Чтобы рассчитать шаг труб, учитывают параметры:

1. Площадь покрытия. Рассчитывается то пространство, которое не занято встроенной мебелью, кухонной техникой, ванной или душевой кабинкой и другими объектами, под которыми обогревать пол бессмысленно.
2. Температура теплоносителя — обычно от 30 до 60 градусов. Надо также учитывать, что стяжка пола или уложенное поверх неё покрытие приводят к поглощению тепла, так что само основание обычно не прогревается выше 35 градусов.
3. Вид покрытия. Некоторые из них (например, паркет) не переносят слишком высокую температуру, поэтому шаг нужно делать реже.
4. Мощность теплоотдачи. Чем меньше шаг, тем она выше. Рассчитывать же мощность теплоотдачи надо, учитывая необходимую температуру в помещении и потери тепла при нагреве комнаты (на внешние стены, окна, входную дверь, дверь на лоджию или балкон и т. д.).

• Улитка (спираль, ракушка). Трубку с большим шагом укладывают вдоль стен, затем приближают к центру комнаты, а разводят в обратном направлении так, чтобы выходная труба проходила между витками входной спирали.
• Двойная спираль. Помещение делится на две зоны, в каждой из которой укладывается свой контур спирали.
• Змейка. Здесь трубу просто прокладывают так, чтобы она шла зигзагом (точнее, змейкой) от входа к выходу. Самый простой для планирования, но и самый неэффективный по обогреву способ: последние шаги змейки будут слишком холодными.
• Двойная змейка. Похожа на обычную, но возвратная часть прокладывается параллельно входной.

Рассчитывая шаг, надо учитывать следующее:

1. При спирали или двойной спирали надо учитывать, что половина труб в контуре будут возвратными. Поэтому исходить надо из того, что всерьёз обогревать будут те трубы, которые идут от входа напрямую.
2. При змейке чем меньше расстояние, тем лучше.
3. При двойной змейке расчёт будет таким же, как при спирали.