Výpočet vody vyhřívaných podlah – Plynové kotle, Instalatérské zařízení v Kemerovu a Novosibirsku

Jednou z možností uspořádání topného systému je instalace vodou vyhřívané podlahy, která může v prostorách vytvořit příjemné mikroklima. Systém podlahového vytápění může být hlavní nebo může sloužit jako doplňkový zdroj tepla. V každém případě je nutné provést předběžné tepelnětechnické a hydraulické výpočty pro vytvoření efektivního schématu pro okruhy podlahového vytápění.

Co je důležité vzít v úvahu při návrhu vytápěné podlahy

Při provádění výpočtů se berou v úvahu následující pravidla:

• Jeden okruh by neměl mít délku větší než 100–130 m (v závislosti na průměru potrubí). Pokud tepelnětechnický výpočet vyžaduje větší délku potrubí, dělají se dva okruhy.

Údaje pro výpočty systému podlahového vytápění

• druh materiálů použitých při stavbě domu, účinnost tepelné izolace budovy;

• +29 °C – obytné místnosti. Při použití parket nebo laminátu by teplota neměla překročit +27 °C u vinylových dlaždic, horní hranice je +29 °C.
• +33 °C – místnosti s vysokou vlhkostí (koupelny, WC, bazény).
• +35 °C – chladné zóny u vstupních dveří, okenních otvorů, obvodových stěn. Zvýšené topné zóny jsou oblasti umístěné po obvodu místnosti do 50 cm od zdrojů chladu. Teplota se zvyšuje snížením rozteče mezi trubkami.

Překročení těchto hodnot vede k přehřívání vzduchu v místnosti, samotného topného systému a poškození dokončovací podlahové krytiny.

Výpočty potřebného výkonu vodou vytápěné podlahy

Systém podlahového vytápění musí generovat tepelnou energii, která s rezervou pokryje tepelné ztráty. Požadovaná hodnota je určena vzorcem:

• MP je požadovaný výkon obvodů, W;
• Q – tepelné ztráty, W.

• R je tepelný odpor materiálu, ze kterého je konstrukce vyrobena;
• tв, tн – vnitřní a vnější teploty, °C, druhý ukazatel se bere podle minimální prahové hodnoty;
• S je plocha konstrukčního prvku, kterou dochází k tepelným ztrátám, m2;
• b je koeficient, který zohledňuje dodatečné tepelné ztráty spojené s orientací budovy vůči světovým stranám.

Tepelný odpor R zjistíme vydělením tloušťky konstrukce součinitelem tepelné vodivosti materiálu. Například pro dům se stěnami vyrobenými ze dřeva o tloušťce 0,2 m je R = 0,2/0,18 = 1,11 (m2 × °C)/W.

Níže je uvedena tabulka součinitelů tepelné vodivosti nejběžnějších stavebních materiálů:

Materiál	Součinitel tepelné vodivosti, W/(m × °C)
Železobeton	1,7
Vápenná cihla	0,7
Keramická cihla	0,44
Plynový a pěnobeton	0,25
Pěnový beton	0,4
dřevo	0,18
Minerální vlna	0,055
Styrofoam	0,038

Hodnoty koeficientu b v závislosti na orientaci budovy:

• 0,1 – sever, severovýchod, severozápad;
• 0,05 – západ, jihovýchod;
• 0 – jihozápad, jih.

Uvažujme výpočet tepelných ztrát vnějšími stěnami pro srubový dům s tloušťkou stěny 0,2 m a plochou vnější stěny 60 m2. Vnější teplota -30 °C, vnitřní – +22 °C. Okna směřují na jih.

Q = 1/1,11 × (22 − (-30)) × 60 × 1 = 2810 W.

Požadovaný výkon MP = 2810 × 1,2 = 3373 W.

Stejným způsobem se počítají tepelné ztráty okenními a dveřními bloky. Výrobci uvádějí součinitele tepelné vodivosti těchto konstrukcí v technické dokumentaci.

Takové výpočty umožňují určit požadovaný výkon podlahového vytápění a vybrat vhodný kotel a oběhové čerpadlo.

Výpočty obrysů potrubí pro podlahy vytápěné vodou

Počet trubek lze vypočítat pomocí vzorce:

L = S/N × 1,1, ve kterém:

• L – délka potrubí, m;
• S je plocha místnosti, m2;
• N je rozteč mezi trubkami, m.

Existuje další možnost pro zjednodušený výpočet požadovaného počtu trubek pomocí tabulky.

Níže je uvedena tabulka spotřeby potrubí v závislosti na rozteči mezi potrubími:

Rozteč, m	Spotřeba potrubí na 1 m2, pm
0,1	10
0,15	6,7
0,2	5
0,25	4
0,3	3,4

Požadované množství potrubí se určí vynásobením průtoku potrubí na 1 m2 a plochy místnosti. Výsledek se vynásobí bezpečnostním faktorem 1,1.

Způsoby pokládky potrubí v systému vyhřívané podlahy

Pro instalaci potrubí do podlahového systému ohřívaného vodou se používají různá schémata. Pro pohodlné a rychlé instalační práce je vypracován projekt uspořádání potrubí.

Nejběžnější a nejúčinnější z hlediska přenosu tepla je schéma „šnek“. Trubky jsou nejprve položeny po obvodu místnosti, postupně se pohybují směrem ke středu s klesajícím poloměrem ohybu. Tato možnost zajišťuje rovnoměrné rozložení tepla a minimalizuje hydraulické ztráty díky hladkému otáčení potrubí. Tepelná zebra v tomto případě není. Podél okrajů místností se složitou architekturou je potrubí položeno pomocí jednoho z typů „hada“

Typy potrubí a komponent používaných v systému vytápěných podlah

Pro instalaci vyhřívaného podlahového systému se používají různé typy trubek. Nejoblíbenější možností jsou kovoplastové trubky a potrubní výrobky ze zesíťovaného polyethylenu s antidifúzní vrstvou.

Kovové plastové trubky

Kovoplastové výrobky STOUT se skládají z 5 vrstev:

• Externí. Vyrobeno z pevného a odolného zesíťovaného polyethylenu. Jeho funkcí je chránit výrobek před negativními vnějšími vlivy.
• Střední. Jedná se o vrstvu hliníkové slitiny, svařovanou natupo metodou TIG. Zabraňuje přístupu kyslíku do chladicí kapaliny a snižuje tepelnou roztažnost polymeru.
• Interiér. Je vyrobena, stejně jako vnější vrstva, ze zesíťovaného polyethylenu.
• Dvě lepicí vrstvy. Hliníková vrstva je spolehlivě spojena s vnější a vnitřní vrstvou.

Výhody tohoto řešení:

• flexibilita pro pohodlnou instalaci;
• zachování vnitřního průměru během ohýbání;
• pevnost v tahu;
• mírná lineární expanze poskytovaná přítomností kovové vrstvy;
• nedostatek difúze kyslíku z prostředí do chladicí kapaliny;
• Dodávka v dlouhých cívkách v případě potřeby lze zakoupit neúplnou cívku.

PEX trubky s EVOH antidifuzní vrstvou

Červené a šedé trubky PEX pro topné systémy se skládají ze dvou vrstev:

• Zesíťovaný polyethylen. Tento odolný polymerový materiál je odolný vůči mechanickým a chemickým vlivům.
• EVOH je antidifúzní vrstva vyrobená z polyethylenu a vinylalkoholu. Chrání vnitřní prostor před pronikáním kyslíku.

• Pevnost. Podle tohoto ukazatele jsou polymerní trubky blízké ocelovým výrobkům. Jsou schopny odolat vysokým teplotám a tlaku bez zničení.
• Flexibilita. Trubky je vhodné svinout do cívek a rozložit je po místnosti.
• Hladký vnitřní povrch, snižující hydraulický odpor a hladinu hluku.
• Odolnost vůči chemicky aktivním látkám. V takovém potrubí lze jako chladicí kapalinu použít roztoky vody a glykolu.

Polymerové trubky mají jednu nevýhodu – špatnou odolnost vůči ultrafialovým paprskům. Ale při pokládce do potěru toto mínus nevadí.

Katalog STOUT kromě trubek obsahuje oběhová čerpadla, rozdělovače a další komponenty nezbytné pro organizaci systému vytápěné podlahy.

<strong>Výpočet topných okruhů a počtu potrubí</strong>

Je vhodnější a levnější instalovat teplé podlahy přímo do domů ve výstavbě. Na jedné straně z důvodu pohodlí, na druhé straně z důvodu hospodárnosti.
Je třeba mít na paměti, že teplota vytápěné místnosti při použití jedné vytápěné podlahy může být mnohem nižší než při použití radiátorů.

Ve fázi plánování vyhřívané podlahy se zvažují následující otázky:

• Jaké materiály jsou nejvýhodnější pro plánovaný topný systém?
• Kolik topných okruhů by mělo být instalováno?
• Jaká by měla být délka trubky?

Existují dva typy topných systémů: hlavní a pomocné. V prvním případě musí systém poskytovat větší tepelný výkon pro vytápění celého domu. V druhém případě jde jednoduše o přitápění místností vybavených topnými radiátory.

Následuje výběr a výpočet vodou vyhřívané podlahy a teplotní podmínky ve vztahu ke stavebním předpisům:

1. Je nutné, aby povrch podlahy měl teplotu cca +26°C.
2. Podlaha kolem okrajů místnosti by měla být zahřátá na +29° C, aby se eliminoval průvan a chlad vycházející ze stěn.
3. Je nutné, aby se podlaha v koupelně zahřála na +28°C, protože se jedná o oblast s vysokou vlhkostí.
4. Podlaha v předsíni by při použití parket neměla mít teplotu vyšší než +27°C.

• Délka potrubí a rozteč pokládky potrubí se vypočítávají na základě velikosti a umístění místnosti.
• Výpočet tepelných ztrát se provádí s přihlédnutím k tepelné vodivosti materiálů domu a jejich zchátralosti.
• Podlahová krytina ovlivňuje tepelnou vodivost podlahy. Tepelná vodivost je nejlepší pro dlaždice, horší pro koberce.
• Klimatické pásmo: zde se počítají teplotní rozdíly, dlouhodobé záporné a maximální teploty.

Výpočet tepelného výkonu podlahy vyhřívané vodou by měl být proveden s ohledem na mnoho ukazatelů. Níže je seznam faktorůvliv na teplotu v místnosti:

• objem místnosti;
• plocha a typ oken;
• tloušťka stěny; materiál, ze kterého jsou vyrobeny; tepelný odpor stěn;
• množství slunečního světla v místnosti;
• přítomnost dalších zdrojů tepla.

Provádění takových výpočtů vyžaduje rozsáhlé znalosti v oblasti tepelné techniky, termodynamiky, tepelné kapacity a je lepší, aby to člověk, který nemá příslušnou kvalifikaci, nedělal sám doma. V takovém případě byste se měli obrátit na organizaci specializující se na návrh, konstrukci a instalaci topných systémů.
Pro různé instalační vzdálenosti jsou vyžadovány následující objemy potrubí:

• Vzdálenost pokládky (tj. vzdálenost mezi závity ve vzoru pokládky „had“ nebo „šnek“) je 15 cm = 6,7 m trubky/m2.
• Vzdálenost pokládky 12,5 cm = 8,5 m trubky/m2.
• Vzdálenost pokládky 10 cm = 10 m trubky/m2.

Na základě těchto faktorů je nyní možné vypočítat počet topných okruhů potřebných v místnosti.

příklad výpočty podlahy vytápěné vodou: pokoj o výměře 24 m2 (6 × 4 m).

Vzdálenost pokládky 15 cm >> 24 m2 plochy × 6,7 m trubky/m2 = potřeba 160,8 m trubky.

S ohledem na optimální délku topného okruhu 100 m je zde nutné naplánovat dva topné okruhy. V topných okruzích ve stejné místnosti jsou závity potrubí obvykle stejně dlouhé. To se provádí, aby bylo zajištěno, že se zahřívají rovnoměrně. Zde je tedy nutné navrhnout dva topné okruhy, každý o délce 80 m plus přívodní potrubí.

Vzdálenost pokládky 10 cm >> 24 m2 plochy × 10 m trubky/m2 = potřeba 240 m trubky.

Počet topných okruhů se v tomto případě zvýší na 3. V tomto případě musí mít každý z nich délku cca 80 m plus přívodní potrubí.

Vztah mezi roztečí pokládky, průměrem potrubí, teplotou chladicí kapaliny a hustotou proudění lze znázornit na grafu:

Je tak možné posoudit potřebu materiálu potřebného pro plánovanou vytápěnou podlahu. Na instalačním schématu – „šnek“ nebo „had“ – nezáleží.

„Had“. Používá se pro malé místnosti. Potrubí je položeno podél stěny. Nevýhodou je, že chladicí kapalina se ochlazuje pomalu, takže teplota na začátku bude vyšší než na konci. Pokud je délka potrubí 70 m, pak teplotní rozdíl bude 10 ° C.

„Hlemýžď“. Používá se pro velké místnosti, obvykle umístěné před okny. Při této instalaci se střídají studené a horké trubky a vzniká rovnoměrný ohřev.

<strong>Výpočet výkonu vytápěné podlahy</strong>

Výpočet vody vytápěné podlahy na speciální milimetrový papír. Je na něm nakreslena kontura, označena okna a dveře. Měřítko obrázku: 0,5 m = 1 cm.

Existují podmínky, které musí být splněny:

• Podél oken je nutné umístit potrubí, aby se snížily tepelné ztráty.
• Pokud je podlahová plocha větší než 20 m2, jsou instalovány 2 okruhy a pro každý z nich je proveden samostatný výpočet.

Průměr trubek určuje umístění jejich závitů, vzdálenost mezi nimiž by neměla přesáhnout 50 cm Přenos tepla na 1 m2 je 50 W při rozteči závitu potrubí 30 cm, pak rozteč potrubí je snížena.
Počet trubek se určí následovně: změří se jejich délka a vynásobí se měřítkovým faktorem, pak se k výsledné délce připočítají 2 m, které jsou potřeba k připojení okruhu. Přípustná délka potrubí není větší než 100 m.

Čerpadlo se vybírá na základě průtoku chladicí kapaliny s rezervou 20 %.

Hustota tepelného toku je určena vzorcem:

kde: g – indikátor hustoty tepelného toku; Q – celkový ukazatel tepelných ztrát v místnosti; F – odhadovaná plocha pro instalaci vytápěných podlah.

Pro výpočet Q se používá plocha všech oken, výška stropů a tloušťka tepelné izolace podlah, stěn a střech. Pokud je teplá podlaha doplňkovým topným systémem, pak se objem tepelných ztrát určuje v procentech.
Pro výpočet hodnoty F se bere v úvahu pouze plocha podlahy, která se bude podílet na vytápění místnosti.
Pro výpočet průměrné teploty chladicí kapaliny v okruhu se používá vzorec:

kde: TR – ukazatel teploty na vstupu do okruhu; TO – indikátor teploty na výstupní části okruhu.

Doporučené teploty vody ve °C na vstupu a výstupu plus 55–45, 45–35, 40–30. Teplota přiváděné vody do okruhu vytápěné podlahy nesmí být vyšší než +55 °C. Na základě výsledků hodnot g a ΔT se zvolí průměr trubky a určí se velikost rozteče cívek pro pokládku obrysu vytápěné podlahy.

Doporučení

Přesné výpočty mohou provádět pouze odborné organizace specializující se na instalační práce. Pro pomoc se můžete obrátit na Engineering Center LLC TERMIKA, zde vám pomohou odhadnout množství materiálů a rozsah nadcházející instalace.

Je nemožné naplánovat a vypočítat instalaci vytápěných podlah ve starých domech s dostatečnou přesností takové domy mají velké energetické ztráty kvůli nedostatku vysoce kvalitní moderní izolace.

Shrnout

Správné výpočty ušetří peníze nutné pro instalaci a provoz celého topného systému.

Potřebné množství materiálů pro podlahové vytápění Vám rádi určíme. Pošlete nám poptávku s vašimi plány nebo tabulkovým seznamem velikostí pokojů e-mailem [email protected] nebo pomocí poptávkového formuláře a my Vám rádi spočítáme všechny potřebné ukazatele pro Vaši vytápěnou podlahu a zašleme Vám zdarma návrh materiálu a montáže.