El cálculo del calor del piso cálido se realiza teniendo en cuenta la pérdida de calor a través de las estructuras de cerramiento y el área útil de las habitaciones. Los errores de cálculo afectan el funcionamiento del sistema, aumentan el consumo de energía y los costes de limpieza. Los errores se deben al uso de indicadores agregados. La eficiencia del aislamiento y la estanqueidad de las estructuras (cimentación, muros de carga, techos, cubiertas, ventanas de doble acristalamiento, puertas de entrada) garantiza un consumo económico de recursos energéticos en el sistema. calefacción por suelo radiante.
El cálculo meticuloso del proyecto de suelo radiante aumenta la eficiencia energética de todo el sistema de calefacción y reduce el coste de su mantenimiento.
Contenido
- 1 Nombramiento y cálculo de calefacción por suelo radiante.
- 2 Temperatura del portador de calor
- 3 Bases de calefacción por suelo radiante
- 4 Cálculos de tuberías para un piso calentado por agua (longitud, diámetro, paso y métodos de tendido y tuberías)
- 5 Revestimientos para el suelo
- 6 Equipo de bombeo para cálculos de calefacción por suelo radiante.
- 7 Cálculo del costo de la calefacción por suelo radiante.
Nombramiento y cálculo de calefacción por suelo radiante.
El circuito de calefacción de baja presión puede optimizar la calefacción por radiadores o proporcionar una calefacción equivalente al hogar y reducir los costos de energía.
El elemento calefactor y el refrigerante son características de diseño que distinguen entre agua y calefacción por suelo radiante eléctrica. Puede calcular la potencia de una calefacción por suelo radiante eléctrica utilizando calculadoras en línea que se publican en servicios especializados en Internet. En este artículo, analizaremos más de cerca el propósito y el cálculo de la potencia de los pisos calentados por agua.
Tabla 1. Potencia específica recomendada de calefacción por suelo radiante por unidad de superficie:
| Características de diseño de un edificio residencial. | Potencia de suelo radiante, W / m2 (mínimo máximo) | |
| Calefacción adicional (confort) | ||
| Año de construcción del edificio - hasta 1996, región climática - parte europea de Rusia | 80/120 | |
| Año de construcción del edificio: después de 1996 (aislamiento externo mejorado, aislamiento del sótano y el techo, ventanas de doble acristalamiento), región climática: la parte europea de Rusia | 50/80 | |
| En habitaciones con pisos de madera (contrapiso y contrapiso) | 80/80 | |
| Logias (balcones) con doble acristalamiento y aislamiento | 140/180 | |
| Calefacción principal de la casa | ||
| Cocinas, salas de estar en el primer y segundo piso (al menos 3/4 del área climatizada) | 150/∞ | |
Disipación de calor de un sistema de calefacción mediante radiadores y suelo radiante
El calor Q (W), que produce 1 metro cuadrado de circuito de agua a baja presión, es el flujo total de energía radiante (≈ 4,9 W / m²) y convectiva (≈ 6,1 W / m²):
Q =
αl y αa - flujos de energía radiante y convectiva, W / m²;
tgénero - temperatura del suelo, ° C;
tOkay - temperatura de paredes y techo, ° C;
taire - temperatura ambiente, ° C;
S - área útil del contorno, m2.
Esquema 1. Cálculo del suelo de agua caliente
Explicación de los esquemas 1 y 2 para calcular un piso cálido:
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Esquema 2. Dispositivo de regla en el sistema de calefacción por suelo radiante
El cálculo de la calefacción por suelo radiante determina el consumo de calor de un edificio residencial de acuerdo con los documentos reglamentarios sobre protección térmica de edificios e ingeniería térmica de la construcción:
Q = (αl + αa) × S × (tgénero - taire), (W);
tgénero = Q / [(αl + αa) × S] + taire, (° C);
en S = 1m², tgénero = Q / (αl + αa) + taire, (° C).
Cuando la temperatura ambiente se calienta en 1 grado, el calor de la superficie del piso se transfiere al aire:
∆t = tgénero - taire = 1 ° C;
Q = (αl + αa) × S × ∆t = (4.9 + 6.1) × 1 × 1 = 11 (W).
Disposición de una regla para un piso calentado por agua.
Las condiciones ideales en las que la transferencia de calor del circuito de agua en un metro cuadrado de suelo radiante para calentar el aire de la habitación a 1 ° C es de 11 W / m². Cuanto mayor sea la temperatura en la habitación, más rápido se calentará la habitación y menor será el consumo de energía del refrigerante. El sistema de calefacción por suelo radiante es preferible para calentar casas residenciales aisladas con residencia permanente. Valor medio admisible de pérdida de calor 65 W / m².
Para calcular la transferencia de calor de un piso cálido, existen programas especiales que se pueden encontrar en los recursos de la red. Para aclarar el problema, le sugerimos que se familiarice con el video "Cálculo de la transferencia de calor desde un piso cálido".
Temperatura del portador de calor
La temperatura del medio calefactor en el circuito depende de la carga térmica, el paso de colocación, el diámetro de la tubería, el grosor de la regla y el material del revestimiento del piso. Los valores mínimos de temperatura en el circuito se toman para tablas de parquet y productos de madera de piezas pequeñas. Azulejos, metlakh, baldosas de cerámica, gres porcelánico, mármol pueden soportar la temperatura máxima permitida del refrigerante (55 ° C). Los esquemas de calentamiento a baja presión que se utilizan en la práctica tienen un rango de funcionamiento de 45/35 ° C.
Las normas sanitarias definen un límite de temperatura confortable (26 ° C) y permisible para un pie humano:
- 28 ° C en salas de estar para residencia permanente;
- 35 ° C a lo largo del perímetro de los muros de carga de un edificio residencial;
- 33 ° C para cocinas, baños y sanitarios.
De acuerdo con los estándares sanitarios, la temperatura del refrigerante en el baño debe ser de 33 grados.
Bases de calefacción por suelo radiante
El tipo de superposición afecta los materiales y la elección de espesores de capa por encima y por debajo de la tubería. La base de la calefacción por suelo radiante son las soleras de cemento y los sistemas de suelo de poliestireno o placas de intertubos de madera. El perfil de aluminio de los módulos de carril sirve como aislamiento de la madera del contacto directo con el elemento calefactor y para la fijación de tuberías.
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Tubería de circuito sobre hormigón losas de piso coloque una regla de hormigón en el cuerpo. El volumen de material y los cálculos de instalación de pisos cálidos se determinan después del marcado preliminar de la superficie (hidráulico o nivel láser). El plano de distribución se realiza en papel (escala 1:50). La precisión con la que se realiza el cálculo determina el consumo de material y la velocidad de trabajo.
En la instalación plana del piso cálido, las losas modulares tienen ranuras para colocar tuberías de piso de agua.
La superficie limpia y tratada con una imprimación de polímero se nivela de antemano, la impermeabilización se realiza en los suelos y primeros pisos. Las paredes se pegan alrededor del perímetro con una cinta amortiguadora a una altura que pasará por debajo de la regla (con un pequeño margen). El material de aislamiento térmico con una base de lámina protege el flujo de calor específico hacia arriba en una dirección determinada. La pérdida de calor a través de la lámina no supera el 5%.
El refuerzo se coloca encima del aislamiento, el marco le da rigidez a la regla y le permite lograr la correcta fijación del escalón. El contorno de la tubería se coloca, se fija, el contorno se prueba bajo presión y se llena con una solución de regla.
Suelo de agua caliente montado con tapetes especiales
Los sistemas modulares ligeros se utilizan para estructuras de madera (subsuelo o troncos) que no tienen la capacidad de soportar altas cargas estáticas.
Cálculos de tuberías para un piso calentado por agua (longitud, diámetro, paso y métodos de tendido y tuberías)
La longitud limitada del circuito de calefacción de baja presión se debe al efecto de "circuito cerrado", en el que la pérdida de presión supera los 20 kPa (0,2 bar). Un aumento en la potencia de la bomba, en este caso no una salida: la resistencia aumentará en proporción al aumento de presión.
Es mejor equipar suelos de agua caliente en las habitaciones donde viven de forma permanente, y no utilizarlos de vez en cuando.
La longitud estimada de las tuberías para un piso cálido está determinada por la fórmula:
L = (S / a × 1,1) + 2c, (m), donde
L - longitud del contorno, m;
S - área, contorno, m²;
a - paso de colocación, m;
1.1 - aumentar el tamaño del paso de flexión (margen);
2c - la longitud de las tuberías de suministro desde el colector hasta el circuito, m.
¡Importante! El área de la habitación utilizable tiene en cuenta el área del contorno con la adición de la mitad del paso de tubería.
Disposición de un suelo de agua caliente. en solera de hormigón
El circuito de calefacción se coloca a una distancia de 0,3 m de las paredes. Tenga en cuenta el área del piso abierto, que transmite un flujo de radiación uniforme. Los expertos no recomiendan instalar el circuito de calefacción en los lugares donde se colocan los muebles. La carga estática prolongada puede deformar las tuberías.
Con una gran superficie de la habitación, el circuito de calefacción se divide en sectores. Las reglas básicas de zonificación son la relación de aspecto 1/2, calentar el área de un sector no más de 30 m² y mantener la misma longitud y diámetro para las cadenas de un colector.
La temperatura del medio de calefacción en el circuito de suelo radiante depende de la carga térmica, el paso de colocación, el diámetro de la tubería, el grosor de la regla y el material del revestimiento del suelo.
Tabla 2. La relación de las longitudes y diámetros de las tuberías del circuito:
| Diámetro, mm | Material de la tubería | Longitud de bucle recomendada, m |
| 16 | metal-plastico | 80 ÷ 100 |
| 18 | polietileno reticulado | 80 ÷ 120 |
| 20 | metal-plastico | 120 ÷ 150 |
El diámetro y el paso del diseño de la tubería depende de la carga de calor, el propósito, el tamaño y la geometría de la habitación. La zona de distribución de calor es proporcional al radio de la tubería. La tubería calienta una sección del piso a cada lado del centro de la tubería. Distancia de tubería equilibrada: Dy 16 mm - 0,16 m; 20 mm - 0,2 m; 26 mm - 0,26 m; 32 mm - 0,32 m.
Construcción de tuberías de metal-plástico para piso de agua caliente.
Los datos de pasaporte de los productos indican el rendimiento máximo de las tuberías, sobre cuya base se calcula el cambio de presión lineal. El valor óptimo de la velocidad del refrigerante en las tuberías. calentamiento de agua 0,15 ÷ 1 m / s.
Tabla 3. Dependencia del escalón de la carga de área y sector:
| Diámetro, mm | Distancia a lo largo de los ejes (distancia entre tuberías), m | Carga óptima, W / m2 | Superficie útil total (o dividida en secciones) del local, m2 |
| 16 | 0,15 | 80 ÷ 180 | 12 |
| 20 | 0,20 | 50 ÷ 80 | 16 |
| 26 | 0,25 | 20 | |
| 32 | 0,30 | menos de 50 | 24 |
Opciones de colocación de tuberías: bucles simples, de esquina o dobles (serpientes), espirales (caracoles). Para pasillos estrechos y habitaciones de forma irregular, se utiliza la colocación de serpientes. Las grandes áreas se dividen en sectores. Se permite la colocación combinada: en la zona del borde, la tubería se coloca con una serpiente, en la parte principal, con un caracol.
Opciones para colocar tuberías para un piso calentado por agua.
Alrededor del perímetro, más cerca de la pared exterior y cerca de las aberturas de las ventanas, pasa la alimentación de contorno. El espacio de colocación en las zonas de borde puede ser menor que la distancia entre las tuberías en la parte central de la habitación. Es necesario conectar los refuerzos de la zona del borde para aumentar la potencia del flujo de calor.
¡Importante! Una curva de 90 ° de tuberías en un esquema en espiral para conectar un piso calentado por agua reduce menos la resistencia hidráulica, en comparación con la colocación en bucles (serpiente).
En los cálculos de tuberías para un piso calentado por agua, se utilizan diámetros de 16, 20, 26, 32 mm.
Colocar los tubos de calefacción por suelo radiante en forma de espiral reduce la resistencia hidráulica
Para los sistemas de pisos de agua caliente, se utilizan tuberías corrugadas, de acero inoxidable, cobre, metal-plástico, polietileno reticulado. La ondulación de la tubería para calefacción por suelo radiante se ha vuelto relativamente reciente con el fin de facilitar la instalación de la estructura y reducir el costo de torneado aumentos de longitud.
Las tuberías de polipropileno tienen un gran radio de curvatura, por lo que rara vez se utilizan en sistemas de calefacción por suelo radiante.
Tubo de acero inoxidable corrugado para calefacción por suelo radiante
Revestimientos para el suelo
Tipos de pisos de acabado para pisos cálidos: superficie de llenado, linóleo, laminado o parquet, baldosas, azulejos de cerámica y metlakh, mármol, granito, basalto y gres porcelánico.
La humedad constante en la habitación está contraindicada para pisos de madera, por lo que no se usa en baños con pisos cálidos.
Cuadro 4. Conductividad térmica de revestimientos de suelo:
| Tipo de material | Espesor de capa δ, m | Densidad γ, kg / m³ | Coeficiente de conductividad térmica λ, W / (m ° ∁) |
| Linóleo aislado | 0,007 | 1600 | 0,29 |
| Los azulejos son de baldosas, metlakh, cerámica. | 0,015 | 1800 ÷ 2400 | 1,05 |
| Laminado | 0,008 | 850 | 0,1 |
| Tablero de parquet | 0,015 ÷ 0,025 | 680 | 0,15 |
| Aislamiento (ursa) | 0,18 | 200 | 0,041 |
| Solera de cemento y arena | 0,02 | 1800 | 0,76 |
| Losa de hormigón armado | 0,2 | 2500 | 1,92 |
Dispositivo de agua piso cálido en una solera de hormigón con un revestimiento final de baldosas
Equipo de bombeo para cálculos de calefacción por suelo radiante.
Reducir la temperatura del refrigerante le permite lograr un funcionamiento eficiente de las bombas de circulación.
El circuito de suelo radiante es horizontal y cubre una gran superficie. La fuerza que la bomba de circulación imparte al flujo se gasta en superar las resistencias lineales y locales. El cálculo de la bomba para calefacción por suelo radiante depende del diámetro, la rugosidad de la tubería, los accesorios y la longitud del circuito.
Diagrama de conexión de un sistema de calefacción con suelo de agua caliente.
El principal parámetro de cálculo es el rendimiento de la bomba en el circuito de baja presión:
H = (P × L + ΣK) / 1000, (m), donde
H es el cabezal de la bomba de circulación, m;
P - pérdida hidráulica por metro lineal de longitud (datos de pasaporte del fabricante), pascal / metro;
L es la longitud máxima de las tuberías en el circuito, m;
K es el factor de potencia para las resistencias locales.
K = K1 + K2 + K3dónde
K1 - resistencia en adaptadores y tes, conexiones (1,2);
K2 es la resistencia de las válvulas (1,2);
K3 - resistencia en la unidad de mezcla en el sistema de calefacción (1.3).
Característica de presión de la bomba de circulación
El grado de rendimiento que posee la bomba de circulación está determinado por la fórmula:
G = Q / (1,16 × ∆t), (m³ / hora), donde
Q es la carga térmica del circuito de calefacción (W);
1.16 - capacidad calorífica específica del agua (Wh / kgC);
∆t - eliminación de calor en el sistema (para circuitos de baja presión 5 ÷ 10 ° С).
Armario de distribución con sistema de calefacción por suelo radiante conectado
Cuadro 5. Dependencia de la potencia de la unidad en el área de las instalaciones con calefacción (para el cálculo hidráulico del piso cálido):
| Superficie construida, m2 | Capacidad de la bomba de circulación para calefacción por suelo radiante, m³ / h | |
| 80 ÷ 120 | 1,5 | |
| 120 ÷ 160 | 2,0 | |
| 160 ÷ 200 | 2,5 | |
| 200 ÷ 240 | 3,0 | |
| 240 ÷ 280 | 4,0 | |
¡Consejo útil! La potencia de la unidad consiste en la suma de los costos de todos los circuitos. En caso de un clima frío anormal, es necesario proporcionar una reserva de capacidad de la bomba del 15 ÷ 20%.
Un ejemplo de diagrama de cableado para un suelo de agua caliente por sector
Cálculo del costo de la calefacción por suelo radiante.
Caldera de gas y un circuito hidráulico de piso conecta el colector. La regulación automática proporciona un flujo uniforme del portador de calor mediante válvulas de equilibrado y termostáticas. La válvula de retención protege la unidad de mezcla de la bomba.
Cuadro 6. Elementos de un conjunto completo de suelo radiante:
| Nombre del árticulo | Tamaño y unidad | Precio unitario (RUB) |
| Impermeabilización | rollo (1,5 × 50 m) | desde 2000 |
| Cinta amortiguadora | 25 m | desde 500 |
| Blindaje de aislamiento térmico (poliestireno expandido) | 1100 × 800 × 38 milímetro | 769 |
| Trompeta | 16 ÷ 20 mm | 50 ÷ 80 |
| Solera de hormigón: cemento mezclas secas |
50 kilogramos 25 kilogramos |
125 200 |
| Grupo coleccionista ensamblado | 2 salidas | 4600 |
| Unidad de bomba y mezcla: cabezal termostático, válvulas de equilibrado y termostáticas, bomba de circulación | conjunto | desde 20.000 |
El costo total de la calefacción por suelo radiante está determinado por el área de la habitación, el equipo, la calidad del material y el método de trabajo. La formación de lotes de un piso cálido proporciona compatibilidad de elementos y calentamiento efectivo en rangos de temperatura. El equipo de fábrica reduce el costo de los materiales entre 1,5 y 2 veces.
Elementos de un sistema de calefacción combinado.
El propietario de la casa puede hacer un cálculo de pisos calentados por agua, instalar el sistema con sus propias manos, si tiene suficiente conocimiento en ingeniería térmica, hidráulica, ciencia de materiales y experiencia en la realización de trabajos de plomería. La gran cantidad de ejemplos positivos de la vida es inspiradora. Sin embargo, todo el mundo debería llevar "su propio portafolio", su propia casa no es un trampolín para experimentos.
