Výkon vytápěné podlahy: výpočet výkonu elektrických a vodních podlah s příklady

Instalace jakéhokoli systému „teplé podlahy“ začíná výpočtem požadovaného tepla, výkonu systému a množství materiálů. V tomto případě je nutné vzít v úvahu mnoho faktorů, zejména vlastnosti místnosti, kde bude vytápěná podlaha instalována, její plocha, umístění a kvalita tepelné izolace. A hlavním kritériem ve výpočtech je účel systému podlahového vytápění (zda doplní radiátorové vytápění nebo jej zcela nahradí).

Pokud se k vytápění používají elektrické rohože, kabel nebo tyč, stejně jako fóliová infračervená podlaha, výpočty jsou co nejvíce zjednodušeny. Výpočet vodní nebo kabelové elektrické vyhřívané podlahy je mnohem složitější.

Výpočet vody vytápěné podlahy

V bytových domech jsou podlahy ohřívané vodou instalovány velmi zřídka, takové operace vyžadují koordinaci s architektonickým oddělením a všechny výpočty musí provádět kvalifikovaní odborníci. Je vhodné jim svěřit tepelně technické výpočty pro soukromý dům.

Výpočet vodou vyhřívané podlahy je vícesložkový úkol, zahrnující tepelné a hydraulické výpočty, stanovení množství materiálů a charakteristik zařízení. Nespecialista může mít problémy s používáním programů k jeho implementaci. Pro zvládnutí pokročilejších parametrů můžete použít uživatelskou příručku od vývojáře, bezplatná videa dostupná na internetu a také placené videokurzy.

Programy pro tepelné a hydraulické výpočty

Existují programy s otevřeným přístupem jako VALTEC.PRG. Zejména vám umožňuje vypočítat tepelné ztráty s přihlédnutím k mnoha faktorům:

• plocha místnosti (místností)
• počet a velikost oken
• plošné a tepelně izolační vlastnosti vnějších stěn, podlah, stropů
• klimatická zóna (průměrná venkovní teplota v chladném období)
• teplota a vlhkost vnitřního vzduchu
• přítomnost nebo nepřítomnost ventilace

Mohou být přítomny i další položky:

• patře, na kterém se místnost nachází
• přítomnost tenkých uzavíracích konstrukcí, velká plocha zasklení
• použití dokončovacích materiálů velké tloušťky nebo s vysokou tepelnou kapacitou (jako jsou desky z přírodního kamene)

Pomocí programu Herz CO můžete podrobně vypočítat různé parametry vodou vyhřívané podlahy. Zadávají se tam tyto údaje:

• požadovaná pokojová teplota, tepelné ztráty, přítomnost nebo nepřítomnost dalších zdrojů tepla
• teplota poskytovaná kotlem, její přípustný rozdíl, klimatická zóna, chladicí kapalina (voda nebo složení s nízkým bodem tuhnutí)
• použitý materiál a značka trubek, jejich průměr (doporučeno 16-20 mm)
• materiál a tloušťka potěru
• podlahová krytina, součinitel tepelné vodivosti
• umístění vytápěné místnosti na zemi nebo mezi podlahami, tloušťka a materiál stropu, tepelná izolace pod podlahou
• maximální délka obrysu vyhřívané podlahy, minimální a maximální krok pokládky
• plocha místnosti a % vytápění připadající na vytápěnou podlahu (pokud je použita jako zdroj hlavního vytápění, nastavte na 100 %)

Program provádí hydraulické výpočty a výpočty množství materiálů, ukazuje, v jakém kroku je třeba potrubí položit, kolik jich bude potřeba, jaké oběhové čerpadlo je potřeba.

Základní principy výpočtů

Po výpočtu potřeby tepla prostor a tepelných ztrát je nutné je porovnat s prostupem tepla podlahového vytápění. Obvykle záleží na výkonu kotle, jeho výkonu a výkonu čerpadla.

• Pokud výpočty ukazují, že tepelné ztráty jsou velmi vysoké a požadovaný prostup tepla přesahuje 100 W/m², je nutná dodatečná izolace místnosti. V takových podmínkách je použití vyhřívaného podlahového systému jako hlavního zdroje vytápění nerentabilní
• Pokud vytápěná podlaha doplňuje radiátorový topný systém, její tepelný výkon může být 50 W/m²
• Při použití jako hlavního zdroje tepla by měl být tepelný výkon 80 W/m² nebo vyšší.

Je také nutné vzít v úvahu některé požadavky SNiP:

• teplota chladicí kapaliny v systému by neměla překročit 55⁰;
• v obytných prostorách není doporučená průměrná teplota podlahy vyšší než 29⁰ a při pokládání parket a laminátu – ne vyšší než 27⁰. Vyšší teploty (33-35⁰) jsou přípustné pro cesty bazénů, průchody a obslužné místnosti s dočasným obsazením osob;
• Teplotní rozdíl v přilehlých oblastech podlahy by měl být do 10⁰, optimální hodnota je 5⁰.

Výpočet množství materiálů

Po rozhodnutí o tepelném zatížení můžete přistoupit k výpočtu množství materiálů. Lze to provést ručně, bez programů. Musíte se zaměřit na následující doporučení:

• pokud topná plocha přesahuje 20 m², je nutné provést několik topných okruhů;
• obrysy na délku by se od sebe neměly lišit o více než 15 m;
• pro potrubí o průměru 16 mm je optimální délka okruhu 65 m, maximálně 100 m;
• pro průměr 20 mm – 80 a 120 m, v tomto pořadí;
• pro přenos tepla do 50 W/m² lze trubky pokládat v krocích po 30 cm;
• 50-80 W/m² – 20 cm;
• nad 80 W/m² – do 15 cm;
• v místnostech s vysokou vlhkostí se doporučuje krok 15 cm, v okrajových zónách u vnějších stěn 10-15 cm;
• pokud se jako hlavní topný systém používá vytápěná podlaha v klimatických podmínkách s průměrnou teplotou -30⁰, je potřeba krok 10-12 cm. Pokud v podobných podmínkách slouží k dodatečnému vytápění, je to krok 15-20 cm dostatečný.

Čím častější krok, tím větší spotřeba potrubí na jednotku vytápěné plochy. Při výpočtu množství materiálů je třeba vzít v úvahu, že vytápěná plocha se neshoduje s celkovou plochou místnosti.

Potrubí se nepokládá pod stacionární nábytek a jiné předměty, jejichž dno přímo spočívá na podlaze nebo je umístěno ve vzdálenosti menší než 5 cm od jeho povrchu. Musí být také položeny ve vzdálenosti 10-25 cm od stěn. K vypočtené metráži připočtěte 2-3 m pro připojení ke kolektoru.

Výpočet elektrické vyhřívané podlahy

Pro instalaci elektrických podlah se vyrábí jednožilové a dvoužilové topné kabely s různými průřezy a měrným výkonem. Lze jej upevnit na základnu z výztužné sítě s požadovanou roztečí, v takovém případě je uživatelská úloha zjednodušena. Je třeba zvolit požadovaný měrný výkon a celkový počet teploměrů pro vytápění dostupné plochy. Pokud si zakoupíte kabel na cívce, budete muset nezávisle vypočítat krok instalace.

Nejprve se musíte rozhodnout o požadovaném topném výkonu na m². V tomto případě se můžete zaměřit na následující doporučení:

• teplá podlaha slouží jako zdroj hlavního vytápění (v tomto případě musí topná plocha tvořit minimálně 70 % celkové plochy) – je vyžadován měrný výkon 220 W/m²;
• se používají vyhřívané podlahy pohodlný režim (přídavné topení) – průměrný měrný výkon 150 W/m²

Při provozu v komfortním režimu existuje řada dalších doporučení týkajících se volby hustoty výkonu:

• pro obývací pokoje a kuchyně 110-160 W/m²
• pro kancelářské prostory s vysokou vlhkostí (koupelna, WC) – 130-180 W/m²
• pro nevytápěné zateplené místnosti (lodžie, balkon) – 150-180 W/m²
• pro obytné prostory v přízemí umístěné nad zemí nebo nevytápěný suterén – 140-150 W/m²

Tyto údaje jsou uvedeny s bezpečnostní rezervou. Po zvolení vhodné hustoty výkonu můžete určit celkový výkon systému vynásobením této hodnoty topnou plochou. Určuje se jako u vodních podlah. Studená zóna se odečte od celkové plochy. Jedná se o oblast oblastí obsazených nábytkem a také oblast pruhů přiléhajících ke stěnám, v jejichž blízkosti není žádný nábytek (odsazení). Šířka takových pásů by měla být 5-10 cm, je vyžadována vzdálenost nejméně 10 cm od topných zařízení a jiných zdrojů tepla.

S vědomím celkové topné plochy a celkového výkonu můžete zajít do prodejny, kde vám pomohou vybrat kabel nebo rohože, které tyto parametry splňují.

U kabelu je třeba na základě jeho délky vypočítat rozteč pokládky (vzdálenost mezi sousedními kabelovými závity). Doporučená rozteč je 5-20 cm Pro specifické podmínky se počítá takto: S/l*100, kde S je vytápěná plocha, l je délka kabelu.

Znáte-li celkový výkon, můžete vypočítat spotřebu energie systému. Pokud výkon překročí 2 kW, je nutné použít jistič.

Při výběru infračervených podlah se musíte zaměřit na stejné ukazatele (celkový výkon a topná plocha). Je třeba vzít v úvahu, že pod nábytek lze instalovat infračervené tyčové podlahy a některé typy termofólií. To ale není ekonomicky proveditelné.

Video návod pro výpočet vytápěných podlah pomocí VALTEC

Celkový

Před výběrem a nákupem konkrétního systému podlahového vytápění je třeba provést mnoho výpočtů. Především výpočet přenosu výkonu a tepla. Je obzvláště obtížné vypočítat všechny parametry podlah vytápěných vodou. I když na to existují speciální programy, ty jsou určeny spíše uživatelům s inženýrským vzděláním. Takže pokud máte nějaké dotazy nebo pochybnosti, je lepší kontaktovat specialisty. To vám v budoucnu ušetří poruchy, časově náročné a nákladné opravy.

Podlahy vytápěné vodou jsou v posledních letech stále častěji voleny jako alternativa k radiátorům. Tím jsou vyřešeny hlavní problémy soukromých domů – studené podlahy a akumulace teplého vzduchu pod stropem. Ale aby systém normálně fungoval a pokryl všechny tepelné ztráty, je nutný odborný výpočet podlahového vytápění již ve fázi návrhu. Je to poměrně složité a je lepší, aby to provedli jeho specialisté. Ale pokud chcete, můžete to udělat sami.

Co je potřeba pro výpočet

Aby bylo v domě teplo, musí topný systém kompenzovat veškeré tepelné ztráty obvodovým pláštěm budovy, okny a dveřmi a ventilačním systémem. Proto hlavní parametry, které budou vyžadovány pro výpočty, jsou:

• velikost domu;
• materiály na stěny a stropy;
• rozměry, počet a provedení oken a dveří;
• výkon ventilace (objem výměny vzduchu) atd.

Musíte také vzít v úvahu klima v regionu (minimální zimní teplota) a požadovanou teplotu vzduchu v každé místnosti.

Tyto údaje vám umožní vypočítat požadovaný tepelný výkon systému, který je hlavním parametrem pro určení výkonu čerpadla, teploty chladicí kapaliny, délky a průřezu potrubí atd.

Kalkulačka umístěná na webových stránkách mnoha stavebních společností, které poskytují služby pro její instalaci, pomůže provést tepelně technický výpočet potrubí pro teplou podlahu.

Dávejte pozor! Pokud se vodou vytápěná podlaha používá jako doplňkový, nikoli hlavní zdroj tepla, výsledné hodnoty výkonu se sníží na určité procento.

Základní výpočty

Pro výpočet potrubí pro podlahové vytápění vyberte čerpadlo a kolektor pro topný systém chaty pomůže určit požadovaný výkon systému.

Výpočet tepelných ztrát

Potřebný výkon tepelných okruhů (M) závisí na tepelných ztrátách (Q) a je určen vzorcem:

M u1,2d Q × XNUMX

Teplo odchází vnějšími stěnami, přesahy, okny.

K poznámce! Vzhledem k tomu, že v našem případě bude podlaha vytápěna, tepelné ztráty přes ni se neberou v úvahu.

Viz též:
Katalog projektů domů s kotelnou

Pro stanovení ztrát potřebujete znát hodnoty tepelných odporů (R) všech konstrukcí. Snadno je spočítáte, pokud tloušťku stěny nebo jiné konstrukce vydělíte součinitelem tepelné vodivosti, který je pro každý materiál jiný. Je to v tabulce:

materiály	Součinitel tepelné vodivosti, W/(m°*С)
Železobeton	1,7
Vápenná cihla	0,7
Keramická cihla	0,44
Pórobeton a pěnobeton	0,26
Pěnový beton	0,4
dřevo	0,18
Minerální vlna	0,055
Styrofoam	0,038

Pokud je například dům postaven z trámu o tloušťce 20 cm, pak se tepelný odpor vnějších stěn vypočítá takto:

0,2 / 0,18 u1,11d XNUMX m² ° C / W

Pokud jsou stěny izolovány minerální vlnou, musí být výpočet proveden jak pro ni, tak pro materiál fasádní úpravy. Složitost výpočtů spočívá také v tom, že tepelné ztráty se počítají individuálně pro každou konstrukci: plocha otvorů se odečte od plochy stěny, určí se tepelný odpor oken s dvojitým zasklením a okenních profilů, bere se v úvahu výkon potřebný k ohřevu vzduchu vstupujícího ventilačními kanály atd.

Viz též:
Katalog firem, které se specializují na montáž vnitřních inženýrských systémů

Proto by bylo lepší věřit odborníkům. Ale zvláště šetrní a časově dbalí majitelé domů mohou použít následující vzorec:

Q u1d XNUMX / R x (TV – Tn) x S,

kde S je plocha konstrukce a Tv a Tn jsou vnitřní a venkovní teploty (minimální).

Ukážeme na příkladu, jak vypočítat teplou podlahu. Předpokládejme, že plocha vnějších stěn v místnosti našeho domu ze dřeva je 50 m², minimální zimní teplota venku je -30 ° a uvnitř by měla být + 24 °. Pak:

Q u1d 1,11 / 24 x (30 – (-50)) x 2432 uXNUMXd XNUMX W

To ale není vše, měli byste brát ohled na orientaci místnosti na světové strany. Pokud směřuje na jih, ponechte hodnotu nezměněnou, pokud na sever, vynásobte faktorem 1,1, na západ nebo na východ – 1,05.

Poté pomocí stejného vzorce samostatně vypočítáme tepelné ztráty okny, sečtením jejich plochy, vstupními dveřmi, stropem, ventilačním systémem (podle objemu vzduchu za jednotku času). A shrnujeme všechny výsledky. A tak dále pro každou místnost, zejména pokud mají udržovat různé teploty.

Předpokládejme, že jsme nakonec dostali 12500 1,2 wattů. Vynásobíme 15000 a dostaneme požadovaný systémový výkon 15 XNUMX W nebo XNUMX kW.

Viz také:
Vše o teplovodní podlaze – co to je, z čeho se skládá a jak se montuje

Výběr čerpadla a potrubí

Zařízení se volí v souladu s výkonem podlahového vytápění, určeným tepelnými ztrátami. Při výběru musíte udělat rezervu 15-20%, abyste zajistili, že systém bude fungovat v normálním režimu. V našem případě je vyžadováno zařízení s výkonem 18 kW.

Směšovací jednotka však musí mít požadovaný počet vývodů, rovný počtu okruhů podlahového vytápění.

Výpočet délky potrubí a počtu okruhů

Spotřeba trubek pro podlahové vytápění na m2 závisí na pokládce a rozteči mezi trubkami. Zpravidla se volí v rozmezí 15-30 cm, v chladných zónách se snižuje na 10 cm: podél vnějších stěn, u předních dveří.

Je snazší vypočítat požadovanou délku potrubí na okruh vydělením plochy vytápění (S) krokem pokládky (N) a přidáním 10 % k ohybům:

L = S/N x 1.1

To je důležité! Nezapomeňte přidat délku přívodního a vratného potrubí z rozdělovače do okruhu.

Výpočet můžete zkontrolovat podle tabulky spotřeby potrubí v závislosti na kroku pokládky.

Viz také:
Pravidla pro izolaci podlahy penoplexem – na jaké body je třeba věnovat pozornost

• Pokud je výsledek menší než 100 m, lze použít trubky o průměru 16 nebo 18 mm.
• Pokud je 100-120 m, průřez se zvětší na 20 mm.
• Pokud je více než 120 m, pak jsou v místnosti položeny 2 nebo 3 obrysy, které je rozdělí na přibližně stejné části.
• V ideálním případě by měly být všechny obrysy v domě stejně dlouhé, ale v praxi je to obtížné, takže je povolen rozdíl 30-40%.

Popis videa

Jak si vybrat formu pokládky a rozbít místnost do obrysů, můžete zjistit sledováním videa:

Počet okruhů je určen na základě přenosu tepla každého z nich. Například jste se rozhodli zaměřit se na místnost o ploše ​​12 m², vzdálenost od kolektoru je 5 m. Délka trubek v tomto případě s krokem 20 cm bude 76 m :

12/0,2 x 1,1 + 2 x 5 = 76

Pokud je přenos tepla 1 m² 80 W, pak celá místnost je 12 x 80 = 960 W. A vaše 15 kW zařízení bude schopno „utáhnout“ 15000/960 = 15,6 okruhů této délky. To je teoreticky – ve skutečnosti je lepší je snížit o 2. Získáme 13 obvodů a vybereme kolektor se stejným počtem výstupů.

Nebo vybereme jiné možnosti, změníme krok pokládky, délku obrysu, průměr trubek.

Viz také:
Jak a čím izolovat strop v koupelně: vlastnosti materiálů a fáze instalace

Závěr

Pokud se rozhodnete takto vytápět pouze vstupní prostor a koupelnu, můžete použít nezávislé výpočty nebo kalkulačku vodního podlahového vytápění – délka potrubí, jeho průřez a další parametry v tomto případě nejsou tak důležité. Projekt vytápění celé chaty je ale lepší svěřit zkušeným specialistům, kteří zohlední všechny tepelné ztráty a dokážou zvolit optimální schéma.