Šilumos grindų šildymo apskaičiavimas, siekiant optimizuoti šildymo sistemos veikimą

Šilumos grindų šildymo paskyrimas ir apskaičiavimas

Žemo slėgio šildymo kontūras gali optimizuoti radiatorių šildymą arba užtikrinti lygiavertį namo šildymą ir sumažinti energijos sąnaudas.

Šildymo elementas ir aušinimo skystis yra dizaino ypatybės, išskiriančios vandens ir elektrinį grindinį šildymą. Galite apskaičiuoti elektrinio grindinio šildymo galią naudodami internetinius skaičiuotuvus, kurie yra paskelbti specializuotose interneto tarnybose. Šiame straipsnyje mes atidžiau pažvelgsime į vandens šildomų grindų tikslą ir galios apskaičiavimą.

1 lentelė. Rekomenduojama specifinė vandens grindų šildymo galia ploto vienetui:

Gyvenamojo pastato projektinės savybės		Grindinio šildymo galia, W / m2 (min. / maks.)
Papildomas (komforto) šildymas
Pastato statybos metai - iki 1996 m., Klimato regionas - Rusijos europinė dalis		80/120
Pastato statybos metai - po 1996 m. (Pagerinta išorinė izoliacija, rūsio ir stogo apšiltinimas, dvigubo stiklo langai), klimato regionas - Rusijos europinė dalis		50/80
Kambariuose su medinėmis grindimis (grindų ir grindų grindys)		80/80
Lodžijos (balkonai) su stiklo paketais ir izoliacija		140/180
Pagrindinis namo šildymas
Virtuvės, gyvenamieji kambariai pirmame ir antrame aukštuose (bent 3/4 šildomo ploto)		150/∞

Šiluma Q (W), kuri gamina 1 kvadratinį metrą žemo slėgio vandens kontūro, yra bendras spinduliavimo (≈ 4,9 W / m²) ir konvekcinės (≈ 6,1 W / m²) energijos srautas:

Q =

[α_l× (t_Lytis - t_Gerai) + α_į× (t_Lytis - t_oro)] × S, (W), kur

α_l ir α_į - spinduliuojamieji ir konvekciniai energijos srautai, W / m²;

t_Lytis - grindų temperatūra, ° C;

t_Gerai - sienų ir lubų temperatūra, ° C;

t_oro - kambario temperatūra, ° C;

S - naudingasis kontūro plotas, m2.

1 ir 2 šiltų grindų skaičiavimo schemų paaiškinimas:

1 - grindų plokštė; 2 - izoliacija (putų polistirenas); 3 - lygintuvas (paruoštas sausas mišinys arba cemento-smėlio skiedinys); 4 - vamzdis; 5 - lipni kompensacinė juosta; 6 - sutvirtinantis narvas arba tinklelis (tvirtinimas); 7 - laminato grindys arba lipnus plytelių sluoksnis; 8 - grindų dangos apdaila; 9 - hidroizoliacija; 10 - siena.

a - vamzdžio žingsnis (0,15 ÷ 0,3 m); b - atstumas nuo guolio sienos (0,3 m); c - izoliacijos storis (0,02 ÷ 0,1 m); f - armatūros tinklo storis (0,04 ÷ 0,1m); d - bendras lygintuvo storis (0,03 ÷ 0,07 m); r, Dy - sienos storis ir vamzdžio vidinis skersmuo; g - lygintuvo storis virš vamzdžio (0,3 m); k yra plytelių klijų pagrindo arba sluoksnio storis (0, 005 ÷ 0,01 m); h yra grindų dangos storis (0,015 ÷ 0,025 m).

Apskaičiuojant grindinį šildymą, gyvenamojo namo šilumos suvartojimas nustatomas pagal norminius dokumentus dėl pastatų šiluminės apsaugos ir statybos šilumos inžinerijos:

Q = (α_l + α_į) × S × (t_Lytis - t_oro), (W);

t_Lytis = Q / [(α_l + α_į) × S] + t_oro(° C);

kai S = 1m², t_Lytis = Q / (α_l + α_į) + t_oro, (° C).

Kai kambario temperatūra pašildoma 1 laipsniu, šiluma nuo grindų paviršiaus perduodama orui:

∆t = t_Lytis - t_oro = 1 ° C;

Q = (α_l + α_į) × S × ∆t = (4,9 + 6,1) × 1 × 1 = 11 (plotis).

Idealios sąlygos, kai vandens kontūro šilumos perdavimas ant vieno kvadratinio metro šildomų grindų orui patalpoje šildyti 1 ° C yra 11 W / m². Kuo aukštesnė temperatūra kambaryje, tuo greičiau patalpa sušils ir mažesnė šilumos nešiklio energijos sąnaudos. Norint šildyti izoliuotus gyvenamuosius pastatus, kurių nuolatinė gyvenamoji vieta yra geresnė grindų šildymo sistema. Vidutinė leistina šilumos nuostolių vertė 65 W / m².

Norėdami apskaičiuoti šiltų grindų šilumos perdavimą, yra specialių programų, kurias galima rasti tinklo ištekliuose. Norėdami išspręsti problemą, siūlome susipažinti su vaizdo įrašu „Šilumos perdavimo pagal grindų šildymą apskaičiavimas“.

Šilumnešio temperatūra

Šildymo terpės temperatūra grandinėje priklauso nuo šilumos apkrovos, klojimo žingsnio, vamzdžio skersmens, lygintuvo storio ir grindų dangos medžiagos. Mažiausios temperatūros vertės grandinėje imamos parketlentėms ir smulkiems medienos gaminiams. Plytelės, metlakhskaya, keraminės plytelės, porceliano keramikos dirbiniai, marmuras gali atlaikyti maksimalią leistiną šilumnešio temperatūrą (55 ° C). Praktiškai naudojamos žemo slėgio šildymo schemos veikia 45/35 ° C.

Sanitariniai standartai nustato patogią (26 ° C) ir leistiną temperatūrą žmogaus pėdai:

• 28 ° C nuolatinėse gyvenamosiose patalpose;
• 35 ° C palei gyvenamojo namo laikančiųjų sienų perimetrą;
• 33 ° C virtuvėms, vonioms ir sanitarinėms patalpoms.

Grindinio šildymo pagrindai

Persidengimo tipas turi įtakos medžiagoms ir sluoksnio storio pasirinkimui virš ir žemiau vamzdžio. Grindų šildymo pagrindas yra cemento lygintuvai ir grindų sistemos, pagamintos iš polistirolo arba medinių vamzdžių plokščių. Stovo modulių aliuminio profilis yra medienos izoliacija nuo tiesioginio kontakto su kaitinimo elementu ir vamzdžių tvirtinimui.

Susijęs straipsnis:

Pasidaryk pats vandens grindų šildymas, vaizdo įrašas ir proceso aprašymas. Vandeniu šildomų grindų įrengimo proceso aprašymas. Jo pranašumai ir trūkumai, priešingai nei kitų tipų grindų šildymo sistemose. Medžiagų pasirinkimas. Vaizdo pamokos.

Grandinės vamzdžiai ant betono grindų plokštės organizuoti betono lygintuvą kūne. Medžiagos tūris ir šiltų grindų įrengimo skaičiavimai nustatomi iš anksto pažymėjus paviršių (hidraulinis arba lazerio lygis). Maketavimo planas atliekamas ant popieriaus (mastelis 1:50). Skaičiavimo tikslumas lemia medžiagos sunaudojimą ir darbo greitį.

Polimeriniu gruntu išvalytas ir apdorotas paviršius iš anksto išlyginamas, hidroizoliacija atliekama dirvožemiuose ir pirmuose aukštuose. Sienos amortizuojančia juostele suklijuojamos aplink perimetrą į aukštį, kuris eis po lygintuvu (su maža marža). Šilumos izoliacinė medžiaga su folijos pagrindu apsaugo specifinį šilumos srautą tam tikra kryptimi į viršų. Šilumos nuostoliai per foliją neviršija 5%.

Armatūra dedama ant izoliacijos viršaus, rėmas suteikia tvirtumo lygintuvui ir leidžia pasiekti teisingą laiptelio fiksavimą. Vamzdžio kontūras yra išdėstytas, užfiksuotas, kontūras išbandomas slėgiu ir užpildomas lygintuvu.

Lengvos modulinės sistemos naudojamos medinėms konstrukcijoms (grindų grindims ar rąstams), kurios negali atlaikyti didelių statinių apkrovų.

Vandens šildomų grindų vamzdžių skaičiavimas (ilgis, skersmuo, žingsnis ir klojimo būdai bei vamzdžiai)

Ribotas žemo slėgio šildymo kontūro ilgis yra susijęs su „uždaro ciklo“ efektu, kai slėgio nuostoliai viršija 20 kPa (0,2 baro). Siurblio galios padidėjimas, šiuo atveju ne išėjimas - varža didės proporcingai slėgio padidėjimui.

Apskaičiuotas šiltų grindų vamzdžių ilgis nustatomas pagal formulę:

L = (S / a × 1,1) + 2c, (m), kur

L - kontūro ilgis, m;

S - plotas, kontūras, m²;

a - klojimo žingsnis, m;

1.1 - lenkimo pakopos dydžio padidinimas (paraštė);

2c - tiekimo vamzdžių ilgis nuo kolektoriaus iki grandinės, m.

Svarbu! Naudojant kambario plotą, atsižvelgiama į kontūro plotą, pridedant pusę vamzdžio žingsnio.

Šildymo kontūras klojamas 0,3 m atstumu nuo sienų. Atsižvelkite į atvirą grindų plotą, kuris perduoda vienodą spinduliuotės srautą. Ekspertai nerekomenduoja šildymo kontūro įrengti tose vietose, kur dedami baldai. Ilgai trunkanti statinė apkrova gali deformuoti vamzdžius.

Su dideliu patalpos plotu šildymo kontūras yra padalintas į sektorius. Pagrindinės zonavimo taisyklės yra 1/2 proporcija, vieno sektoriaus ploto šildymas ne didesnis kaip 30 m², o vieno kolektoriaus grandinėms išlaikant tą patį ilgį ir skersmenį.

2 lentelė. Grandinės vamzdžių ilgių ir skersmenų santykis:

Skersmuo, mm	Vamzdžių medžiaga	Rekomenduojamas kilpos ilgis, m
16	metalo-plastiko	80 ÷ 100
18	susietas polietilenas	80 ÷ 120
20	metalo-plastiko	120 ÷ 150

 

Vamzdžio išdėstymo skersmuo ir žingsnis priklauso nuo šilumos apkrovos, kambario paskirties, dydžio ir geometrijos. Šilumos paskirstymo zona yra proporcinga vamzdžio spinduliui. Vamzdis šildo dalį grindų kiekvienoje vamzdžio centro pusėje. Subalansuotas vamzdžių tarpas: dažai 16 mm - 0,16 m; 20 mm - 0,2 m; 26 mm - 0,26 m; 32 mm - 0,32 m.

Produktų paso duomenys nurodo didžiausią vamzdžių pralaidumą, pagal kurį apskaičiuojamas tiesinis slėgio pokytis. Optimali aušinimo skysčio greičio vertė vamzdžiuose vandens šildymas 0,15 ÷ 1 m / s.

3 lentelė. Žingsnio priklausomybė nuo ploto ir sektoriaus apkrovos:

Skersmuo, mm	Atstumas ašimis (tarpai tarp vamzdžių), m	Optimali apkrova, W / m2	Bendras (arba padalytas į skyrius) naudingasis patalpų plotas, m2
16	0,15	80 ÷ 180	12
20	0,20	50 ÷ 80	16
26	0,25		20
32	0,30	mažiau nei 50	24

 

Vamzdžių klojimo galimybės: paprastos, kampinės arba dvigubos kilpos (gyvatės), spiralės (sraigės). Siauriems koridoriams ir netaisyklingos formos patalpoms naudojamas gyvačių klojimas. Dideli plotai skirstomi į sektorius. Kombinuotas klojimas leidžiamas: krašto zonoje vamzdis yra išdėstytas gyvate, pagrindinėje dalyje - sraigė.

Aplink perimetrą, arčiau išorinės sienos ir šalia lango angų, kontūro padavimas praeina. Klojimo atstumas kraštų zonose gali būti mažesnis nei atstumas tarp vamzdžių centrinėje kambario dalyje. Norėdami padidinti šilumos srauto galią, reikia sujungti krašto zonos sutvirtinimus.

Svarbu! 90 ° vamzdžių lenkimas pagal spiralinę schemą, skirtas sujungti vandenį su šildomomis grindimis, sumažina hidraulinį pasipriešinimą, palyginti su klojimu (gyvatė).

Skaičiuojant vandens šildomų grindų vamzdžius, naudojami 16, 20, 26, 32 mm skersmenys.

Šilto vandens grindų sistemoms naudojami gofruoti, nerūdijančio plieno, vario, metalo-plastiko, skersinio sujungimo polietileno vamzdynai. Vamzdis grindims šildyti tapo gana naujas, kad būtų lengviau montuoti konstrukciją ir sumažinti pasukimo ilgio padidėjimo išlaidas.

Polipropileno vamzdynas turi didelį lenkimo spindulį, todėl grindų šildymo sistemose jis naudojamas retai.

Grindų dangos

Šiltų grindų apdailos grindų tipai: užpildymo paviršius, linoleumas, laminatas arba parketas, plytelės, keraminės ir metlakinės plytelės, marmuro, granito, bazalto ir porceliano keramikos dirbiniai.

Nuolatinė drėgmė kambaryje draudžiama naudoti medines grindis, todėl ji nėra naudojama vonios kambariuose su šiltomis grindimis.

4 lentelė. Šilumos laidumas grindų dangoms:

Medžiagos tipas	Sluoksnio storis δ, m	Tankis γ, kg / m³	Šilumos laidumo koeficientas λ, W / (m ° ∁)
Izoliuotas linoleumas	0,007	1600	0,29
Plytelės yra plytelės, metlakh, keramikos	0,015	1800 ÷ 2400	1,05
Laminatas	0,008	850	0,1
Parketo lenta	0,015 ÷ 0,025	680	0,15
Izoliacija (ursa)	0,18	200	0,041
Cemento-smėlio lygintuvas	0,02	1800	0,76
Gelžbetonio plokštė	0,2	2500	1,92

 

Siurbimo įranga grindų šildymo skaičiavimams atlikti

Sumažinus aušinimo skysčio temperatūrą, galima pasiekti efektyvų cirkuliacinių siurblių darbą.

Grindinio šildymo kontūras yra horizontalus ir apima didelį plotą. Jėga, kurią cirkuliacinis siurblys suteikia srautui, išleidžiama tiesinėms ir vietinėms varžoms įveikti. Siurblio, skirto šildyti grindis, apskaičiavimas priklauso nuo vamzdžio skersmens, šiurkštumo, jungiamųjų detalių ir grandinės ilgio.

Pagrindinis skaičiavimo parametras yra siurblio našumas žemo slėgio grandinėje:

H = (P × L + ΣK) / 1000, (m), kur

H yra cirkuliacinio siurblio galvutė, m;

P - hidrauliniai nuostoliai vienam bėgimo metrui (paso duomenys iš gamintojo), pascal / metras;

L yra didžiausias grandinės vamzdžių ilgis, m;

K yra vietinių varžų galios koeficientas.

K = K1 + K2 + K3kur

K1 - atsparumas adapteriams ir trišakiams, jungtims (1,2);

K2 yra vožtuvų (1,2) varža;

K3 - atsparumas maišymo įrenginiui šildymo sistemoje (1.3).

Cirkuliacinio siurblio veikimo laipsnis nustatomas pagal formulę:

G = Q / (1,16 × ∆t), (m³ / val.), kur

Q yra šildymo kontūro šilumos apkrova (W);

1,16 - savitoji vandens šiluminė talpa (Wh / kgC);

∆t - šilumos pašalinimas sistemoje (žemo slėgio grandinėms 5 ÷ 10 ° С).

5 lentelė. Įrenginio galios priklausomybė nuo šildomų patalpų ploto (norint hidrauliškai apskaičiuoti šiltas grindis):

Grindų plotas, m2		Cirkuliacinio siurblio našumas grindims šildyti, m³ / h
80 ÷ 120		1,5
120 ÷ 160		2,0
160 ÷ 200		2,5
200 ÷ 240		3,0
240 ÷ 280		4,0

 

Naudingi patarimai! Įrenginio galia susideda iš visų grandinių išlaidų sumos. Esant nenormaliems šaltiems orams, reikia užtikrinti 15 ÷ 20% siurblio galios rezervą.

Grindų šildymo išlaidų apskaičiavimas

Dujinis katilas o grindų hidraulinė grandinė jungia kolektorių. Vienodą šilumos nešiklio srautą užtikrina automatinis reguliavimas, naudojant balansavimo ir termostatinius vožtuvus. Atbulinis vožtuvas apsaugo siurblio maišymo įrenginį.

6 lentelė. Viso grindinio šildymo rinkinio elementai:

Daikto pavadinimas	Dydis ir vienetas	Vieneto kaina (RUB)
Hidroizoliacija	ritinys (1,5 × 50 m)	nuo 2000 m
Slopintuvo juosta	25 m	nuo 500
Ekranuojanti šilumos izoliacija (putplasčio polistirolas)	1100 × 800 × 38 mm	769
Trimitas	16 ÷ 20 mm	50 ÷ 80
Betono lygintuvas: cementas sausieji mišiniai	50 kg 25 kg	125 200
Surinkta kolekcininkų grupė	2 išėjimai	4600
Siurblys ir maišymo blokas: termostatinė galvutė, balansavimo ir termostatiniai vožtuvai, cirkuliacinis siurblys	rinkinys	nuo 20 000

 

Bendras grindų šildymo išlaidas lemia patalpos plotas, įranga, medžiagos kokybė ir darbo būdas. Šiltų grindų pakavimas sudaro elementų suderinamumą ir efektyvų šildymą temperatūros diapazone. Gamyklos įranga sumažina medžiagų kainą 1,5–2 kartus.

Namo savininkas gali atlikti vandens šildomų grindų skaičiavimą, montuoti sistemą savo rankomis, jei turi pakankamai žinių apie šilumos inžineriją, hidrauliką, medžiagų mokslą ir patirtį atliekant santechnikos darbus. Teigiamų gyvenimo pavyzdžių masė įkvepia. Tačiau kiekvienas turėtų nešiotis „savo portfelį“, nuosavas namas nėra tramplinas eksperimentams.