Расчет мощности теплый пол: Расчёт мощности тёплого водяного пола

Cколько стоит теплый пол электрический? Онлайн калькулятор мощности и цены теплого пола м2 Москва → ЧТК

Cколько стоит теплый пол электрический? Онлайн калькулятор мощности и цены теплого пола м2 Москва → ЧТК

Казахстан

• Актау
• Актобе
• Алматы
• Атырау
• Караганда
• Кокшетау
• Семей
• Усть-Каменогорск
• Шымкент
• Щучинск

Россия

• Абакан
• Ангарск
• Барнаул
• Белгород
• Бердск
• Бийск
• Братск
• Брянск
• Вешенская
• Владивосток
• Владимир
• Волгоград
• Волгодонск
• Волжский
• Вологда
• Воронеж
• Георгиевск
• Грозный
• Димитровград
• Донецк
• Екатеринбург
• Жуковский
• Иваново
• Ижевск
• Иркутск
• Искитим
• Ишим
• Йошкар-Ола
• Казань
• Калининград
• Кемерово
• Кемь
• Киров
• Кострома
• Котлас
• Краснодар
• Красноярск
• Люберцы
• Магадан
• Майкоп
• Махачкала
• Миллерово
• Минусинск
• Москва
• Набережные Челны
• Нижний Новгород
• Новокузнецк
• Новосибирск
• Новочебоксарск
• Новочеркасск
• Новошахтинск
• Омск
• Оренбург
• Пенза
• Пермь
• Пятигорск
• Ростов-на-Дону
• Самара
• Санкт-Петербург
• Саранск
• Сарапул
• Саратов
• Севастополь
• Серов
• Сочи
• Ставрополь
• Сургут
• Сыктывкар
• Таганрог
• Томск
• Тюмень
• Ульяновск
• Уфа
• Чебоксары
• Челябинск
• Череповец
• Чистополь
• Ядрин
• Якутск
• Ярославль

Расчет электрического теплого пола

Подогрев пола становится все более обыденной вещью в наших жилищах. Подогревают пол при помощи водяного отопления, уложив трубы в стяжку, или электричества — различных нагревательных элементов, которые электроэнергию превращают в тепло. Водяной теплый пол сделать можно далеко не всегда — в старых квартирах на него получить разрешение нереально. С электрическим подогревом проще — можно найти вариант даже для старых перекрытий, который нагрузку дает минимальную. Но чтобы в доме было тепло, обязательно предварительно сделать расчет электрического теплого пола. Тогда расход на обустройство будут оптимальны, а мощности достаточно даже для самых холодных периодов. 

Подогрев пола значительно повышает уровень комфорта

Содержание статьи

Методики расчета

В первую очередь надо определиться, теплый пол у вас будет основным отоплением (без радиаторов и других источников тепла) или дополнительным (для повышения комфорта). В зависимости от этого меняется расчет электрического теплого пола. Если подогрев пола — только дополнительное отопление, единственное требование — мощности должно хватить для того чтобы нагреть пол до комфортных 28,5-29°C. Других требований нет. При таком раскладе смело пользуются средними цифрами, которые определены опытным путем (в таблице ниже). При использовании подогрева пола в качестве основного отопления, подход другой: тепла должно быть достаточно для компенсации теплопотерь. Тут все несколько сложнее — нужны расчеты.

Расчет электрического теплого пола по теплопотерям

Есть два способа сделать расчет электрического теплого пола. Первый является именно расчетом. При использовании этой методики сначала определяются теплопотери помещения. При этом учитывается регион, в котором находится здание, материал и толщина стен, толщина и вид утепления, размеры окон и тип остекления, наличие и площадь стен, выходящих на улицу, ориентация помещения (на юг, север, и т.п.). Все эти факторы влияют на количество тепла, которое уходит из помещения и которое придется восполнять.

Теплопотери для каждого вида строительного материала можно найти в специальной литературе, есть отдельные методики. Такой расчет — муторное дело, но он позволяет получить точные данные. Это на случай, если считать хотите сами. Если нет, можно заказать теплотехнический расчет у специалистов. И, если площади под теплы пол планируются большие, лучше все-таки заказать. Порой, самостоятельно определенные теплопотери в разы превышают те, которые вам выдадут спецы. А излишнюю мощность — зря потраченные деньги.

Пример расчета теплопотерь помещений

Полученная цифра и будет мощностью электрического теплого пола, которая необходима для компенсации теплопотерь данного помещения. Весь расчет электрического теплого пола состоит в том, чтобы подобрать нагревательные элементы в таком количестве и такой мощности, чтобы они суммарно выдавали требуемое количество тепла (можно с небольшим запасом). Если это будут нагревательные кабели, придется разработать схему укладки так, чтобы на заданной площади разместился весь необходимый метраж кабеля. Если решено использовать пленочный теплый пол, надо искать пленку требуемой мощности. В любом случае, учтите, что для того чтобы ногами не ощущать холодные и горячие места нагрева, расстояние между соседними нагревательными элементами не должно быть больше 30 см. А для нормального перераспределения тепла (не полосами) минимальная высота стяжки должна быть — 3 см, лучше около 5 см.

Обратите внимание! Электрический теплый пол укладывают только на той площади, которая не занята мебелью и крупной бытовой техникой. Это связано с тем, что в большинстве своем нагревательные элементы теплого пола не переносят перегрева (кроме саморегулирующегося греющегося кабеля). Потому расчет электрического теплого пола начинается с расположения на плане комнаты мебели и техники (в масштабе). Определив площадь не занятую обстановкой, можно приступать к расчету. Еще один важный момент: если теплый пол является основным источником тепла, то обогреваемая поверхность не должна быть меньше 70% от общей площади помещения.

Сначала надо определить площадь, на которой не будет мебели

Определение требуемой мощности в зависимости от назначения помещения

Второй способ — считать по среднестатистическим данным. Количество материалов, которое используют при строительстве жилых домов, ограничено. Это дало возможность вывести средние цифры необходимых мощностей теплого пола для отопления помещений разного назначения. (смотрите таблицу).

При расчете электрического теплого пола найденную  незанятую площадь умножают на норму, взятую из таблицы. Получают цифру, которую может выдать электрический теплый пол. В принципе, это также будет и максимальная потребляемая мощность, необходимая для подогрева пола.

Требуемую мощность нагрева пола можно определить исходя из его назначения

Например, если обогреваться будет 10 квадратов в  жилой комнате на первом этаже, то выдать/потребить нагревательный элемент может  140 Вт/м2 * 10 м2 = 1400 Вт. Это потребляемая мощность в час. Не стоит пугаться. Реально такой расход может быть только сразу после включения и до тех пор, пока пол не наберет заданную температуру. В этот промежуток времени нагреватели работают постоянно. Затем подогрев включается/выключается терморегулятором, который поддерживает заданную температуру с точностью до 1°C. Количество потребляемого в этот период электричества зависит от погоды (чем холоднее, тем чаще будет включаться) и степени утепления пола и помещения в целом.

Что может повлиять на теплоотдачу

На то, насколько хорошо будет работать подогрев пола, оказывает влияние не только мощность нагревательных элементов, но и то, насколько правильно разработан и сделан весь «пирог», как верно подобраны материалы.

Покрытие

В первую очередь на теплоотдачу влияет покрытие, которое укладывают поверх нагревательных элементов. Например, если используется для обогрева резистивный или саморегулирующийся кабель, маты из него или стержневой инфракрасный пол, чаще всего их заливают в стяжку. При этом используют специальные смеси для теплого пола. Другой вариант — в стандартный цементно-песчаный раствор добавлять присадки, которые повышают теплопроводность бетона. Второй вариант дешевле, но придется искать информацию о необходимых добавках. Зато можно сэкономить.

Покрытие теплого пола во многом определяет насколько комфортно будет им пользоваться

Затем на стяжку укладывают керамическую плитку — в ванной, коридоре, на кухне. В жилых комнатах чаще используют ламинат, линолеум, ковролин.

Независимо от того, какое напольное покрытие вы планируете приобрести, надо использовать только те материалы, которые предназначены для укладки на теплый пол. Они имеют повышенную теплопроводность, нормально переносят длительный нагрев. Так что повышенная цена обоснована, да и обогрев будет более эффективным.

Самый неудачный выбор финишного покрытия для теплого пола — ковролин. Даже специальный, он хуже всех других проводит тепло. Для того чтобы нагреть его до приемлемых 28-29°C, приходится поднимать температуру нагревательных элементов на 4-5°C  больше, чем при других типах отделки.

Самый удачный выбор — керамическая плитка или керамогранит. У них хорошая теплопроводность, но они также отличаются повышенной теплоемкостью — много времени проходит, пока они прогреются. Укладывать плитку а теплый пол надо на специальный клей.

При использовании греющих кабелей (любых) или стержневого теплого пола, технология укладки одинакова. Сначала заливается стяжка, бетон набирает прочность на протяжении 28 дней, потом укладывается плитка. При использовании матов из греющего кабеля процесс изменяется, причем значительно: плитку можно класть сразу поверх матов на требуемый слой клея. Расход клея в этом случае большой (минимальный слой плитка+клей   3 см), но времени требуется значительно меньше.

Под ламинат лучше использовать пленочный теплый пол

Пленочный теплый пол можно делать без стяжки. Его кладут под ламинат. Поверх пленки расстилают только специальную подложку (для теплого пола) и можно укладывать ламинат. Под линолеум или тот же ковролин, делают жесткое основание — кладут листы фанеры, ДСП или ОСП (OSB), а уже на них укладывают финишное покрытие. Такое устройство электрического теплого пола — без стяжки — возможно только в случае, если есть радиаторное отопление. Укладывается все быстро, но отопление неэффективно — большой теплоотдачи не добиться никакими средствами.

Теплоизоляция

Чем лучше теплоизоляция пола под электрическими нагревателями, тем меньше электроэнергии потребуется для поддержания нормальной температуры. Если при строительстве пол уже был достаточно утеплен, можно утепление не укладывать. Хотя любая система — кабельный или пленочный пол вы укладываете — говорит о необходимости использования теплоизолирующей подложки. Они разные в разных системах, но их присутствие желательно. Тогда, делая расчет электрического теплого пола по среднестатистическим данным, можно брать требуемую мощность по нижнему краю или даже еще немного ниже. А это — сэкономленные деньги и при устройстве, и при эксплуатации (меньше тепла уходит на нецелевой обогрев).

Немного о теплоизоляционных материалах, которые рекомендуют использовать при устройстве теплого пола. Самый оптимальный — экструдированный пенополистирол (ЭППС). Он имеет достаточную плотность и прочность, чтобы выдержать давление стяжки и всего, что на ней будет находиться. Второй вариант — напыляемая теплоизоляция высокой плотности. Способ еще лучше, но и еще дороже. Плотность под стяжку требуется высокая 60-80 кг/куб, а стоит такая напыляемая теплоизоляция еще дороже, чем ЭППС. Правда, имеет лучшие на сегодня характеристики (теплопроводность почти как у воздуха 0,2-0,3 в зависимости от производителя).

Стандартная схема устройства электрического теплого пола с греющими кабелями или матами

Часто при укладке электрического теплого пола советуют использовать теплоизоляцию с фольгированной поверхностью. Аргументируют это тем, что фольга отражает тепловые лучи внутрь помещения. Она так и работает, но при наличии воздушного зазора между нагревателем и фольгой (не менее 3 см). В пироге теплого пола нет и не может быть никаких воздушных прослоек. Так что укладка этого материала — просто пустая трата денег и времени. Есть и еще один аргумент против укладки слоя фольги под теплый пол. Фольга в бетоне разрушается в пыль через несколько недель и становится совсем уж бесполезной. Даже перераспределять равномернее тепло в таком состоянии они не может.

Терморегуляторы и датчики

Схема электрического теплого пола предполагает наличие терморегулятора и датчика температуры. Их наличие не обязательно — можно вручную включать и выключать нагреватели. Но только вместе с этими устройствами система будет работать нормально, длительный срок, обеспечит требуемый уровень комфорта, рационально будет использовать электроэнергию, избегать перегрева. На расчет электрического теплого пола наличие или отсутствие терморегулятора с датчиком никак не влияют, а вот на сроке службы сказываются очень сильно. Как уже говорили, подавляющее большинство нагревательных элементов боится перегрева, а его при ручном управлении избежать очень сложно. Пару раз не успеете вовремя выключить, кабели/пленка/маты расплавятся.

Мощность теплого пола на 1 м2: порядок расчета

При устройстве системы полового обогрева любого вида важным пунктом становится мощность теплого пола на 1 м2. Изначально это влияет на выбор материала, площадь покрытия и тип нагревательного элемента.

В конечном итоге, эффективность отопления скажется на семейном бюджете в виде ежемесячных плат за электроэнергию. Рассмотрим специфику расчета эффективности отопления полом в зависимости от индивидуальных особенностей.

Необходимые данные

Для начала рассчитайте площадь дома

Для расчета требуемой эффективности элементов необходимо определиться с некоторыми факторами, имеющими непосредственное влияние на этот показатель:

• отапливаемая площадь;
• качество теплоизоляции стен и перекрытий;
• теплопроводность финишного покрытия пола.

Кроме этих данных, важно понимать, в качестве какого элемента будут использоваться полы: основного или дополнительного?

Для беспроблемной работы и гарантированного долгого срока службы отопления она должна работать в режиме, не превышающим 80% от максимальной мощности.

Расчет мощности теплого пола во много зависит от правильности заданной полезной площади.

В качестве основного отопления укладка электрических полов может использоваться только при условии, что покрытие составляет не менее 70% от общей площади помещения.

Для определения эффективности отопления используем формулу P = S*k, где:

P – мощность элемента обогрева;

S – полезная площадь;

k – удельная мощность.

Удельные мощности электрического теплого пола для помещений различного типа:

Расход электроэнергии при этом весьма приблизительный. Многое зависит от уровня теплоизоляции в целом: уровень теряемого тепла через окна, стены, перекрытия.

Расчет необходимой мощности комфортных полов для санузла общей площадью 10 м2 на втором этаже в качестве основной системы отопления:

Полезная площадь составит: 10/100*70= 7 м2. Удельная сила для санузлов второго этажа 130 Вт/м2, но при этом использование полов как основного элемента системы отопления предполагает мощность не менее 180 Вт/м2.

Принимаем большее значение. Получаем: Р=7*180=1260 Вт (1,26 кВт) – общая теплоотдача пола в санузле.

Не всегда планировка комнаты может позволить использовать половую систему в качестве основного источника отопления. Между нагревательным элементом и мебелью должно быть расстояние не менее 10 см.

В небольших комнатах с широкой мебелью (диван, кровать) использовать систему теплого пола в качестве основной не целесообразно.

Расчет потребления электроэнергии

При проектировании системы обогрева, как правило, составляется чертеж расположения её элементов. Исходя из данных плана, легко высчитать площадь теплого пола. Если чертеж не сохранился, то приблизительно принимаем площадь отапливаемых полов 70% от общей площади.

Условно время работы теплых полов берут из расчета 6 ч в день

Для жилого помещения первого этажа площадью 20 м2, обогревать в качестве основного источника необходимо 14 м2.

Удельная мощность теплого пола для данного типа помещения составляет 150 Вт/м2. Соответственно потребление электроэнергии на систему напольного обогрева составит: 150*14=2100 Вт.

Условно в день полы включены в течение 6 часов, тогда ежемесячная норма составит 6*2,1*30=378 кВт/час. Умножьте полученное число на стоимость 1 кВт в регионе и получите стоимость затрат на электроэнергию в данной комнате.

При условии включения в систему отопления терморегулятора и установки работы в экономичный режим расход на электроэнергию, затрачиваемую полами, можно сократить на 40%.

Мощность системы водяного теплого пола вычислить сложнее, в данных расчетах лучше довериться онлайн – калькулятору или проконсультироваться со специалистом. О том, как рассчитать мощность для пленочных полов, смотрите в этом видео:

Типы нагревательных элементов

Существует несколько видов электрического теплого пола, мощность которых напрямую зависит от типа нагревательного элемента. Электрополы работают на:

Данные приняты среднестатистические, у конкретного бренда показатели могут незначительно отличаться. Таким образом, видно, что устройство любой системы обогрева в помещение любого типа возможно всеми вариантами электрических теплых полов.

Сокращаем затраты

Благодаря применению терморегулятора вы сможете сэкономить до 40 % электроэнергии

Удобство и комфорт, создаваемые отапливаемыми полами, омрачает только один фактор – счет за электроэнергию. Как, не лишая себя удобств, снизить расходы на электроэнергию? Несколько советов по умному потреблению:

1. Обязательно смонтируйте терморегулятор. Расположить его лучше на максимальном удалении от основной отопительной системы. Регуляторы позволяют сэкономить до 40% электроэнергии за счет необходимого включения.
2. Максимально снизьте потерю тепла. При необходимости проведите работы по теплоизоляции стен. Согласно опытных статистических исследований, улучшение теплоизоляции снижает расходы на электроэнергию почти в 2 раза.
3. Установите многотарифную систему оплаты электроэнергии. При этом отопление полами в ночное время обойдется в зависимости от региона в 1,5 – 2 раза дешевле.
4. Начните экономить ещё на этапе монтажа. Не заводите элементы отопления в места расположения мебели, делайте необходимые отступы от стен и приборов отопления.
5. И простая математика: понизив температуру всего на 1⁰С, потребление электроэнергии сокращается на 5%.

Подойдите к вопросу укладки теплых полов ответственно. Заранее просчитайте необходимую мощность приборов. Эти данные помогут правильно подобрать элементы нагрева и пользоваться системой без значительного ущерба для семейного бюджета.

расчет мощности и энергопотребления теплого пола —

Расчет мощности системы

Пример расчета

Помещение:

кухня-столовая, которая имеет площадь 20 метров квадратных. Напольное покрытие – ламинированная доска.

Вид отопления – основной.

Вычитая площадь мягкой мебели и кухонного гарнитура, установленной бытовой техники и отступлений по периметру кухни, на все помещение потребуется количество пленки общей площадью примерно 12 квадратных метров.

Соответственно, общая максимальная мощность нагревательной системы составляет:

Р = 12 м2 х 220 Вт = 2 640 Вт.

І = Р/U = 2 640Вт / 220 В = 12,0 А

Для данного объекта рекомендуется:

• сечения электрического провода, медь – полтора кв. мм;
• минимальная мощность терморегулятора 3 кВт.

Максимальная площадь пленочного инфракрасного нагревателя, который можно подключать к терморегуляторам, имеющимся на рынке:

• 3 кВт = 13,5 м2;
• 3,5 кВт = 15,9 м2;
• 4 кВт = 18,1 м2;
• 6 кВт = 27,2 м2

Формула для расчета энергопотребления

P = S (кв.м) х 0,4 х 0,35 х U (расчет энергопотребления на 1 кв.м./час)

где:

1. S – площадь помещения
2. 0,4 это 40% от площади помещения, закрытой пленкой (дополнительный обогрев)
3. 0,35 это коэффициент работы теплого пола с применением терморегулятора
4. U это 220 Вт номинальная мощность пленки

Итак, 30 кв. м х 0,4 х 0,35 х 220 = 924 Вт/час

924 Вт/час х 2,42 (средний тариф по России)/ 1000 = 2,23 руб/час

Пол работает (при условии, что это дополнительный обогрев) в среднем 4- 5 часов в день

2,23 х 5 = 11,2 руб/ сутки

Итого: 11,2 х 31 день = 346 руб/ месяц

Как рассчитать теплый пол электрический

Электрический теплый пол имеет несомненные преимущества в плане комфорта и удобства. Те помещения, в которых оборудованы теплые полы, сразу становятся центром притяжения всех домочадцев, ведь по полу можно не только ходить, но сидеть и даже лежать на нем. Но прежде чем их монтировать и эксплуатировать следует узнать, как рассчитать теплый пол электрический самостоятельно либо обратиться за помощью к специалистам. В противном случае дорогостоящие нагревательные кабели и маты могут быть просто бесполезно замурованы в бетон без возможности их извлечения и восстановления.

Как рассчитать теплый пол электрический

Разновидности электрических теплых полов и их характеристики, учитываемые при расчетах

Главными деталями любых теплых полов являются нагревательные элементы или их сочетание. Они имеют различную конструкцию. Отметим особенность каждой системы.

Резистивный нагревающий кабель

Системы теплых полов на этой основе применяется чаще всего, так как он прост по конструкции и имеет более низкую, по сравнению с другими типами нагревателей цену. В его основе одно- или двухжильный проводник, заключенный в защитный экран и имеющий определенное сопротивление. По своей сути – это вытянутый нагревательный элемент, который при подключении к электрической сети вырабатывает определенное количество тепловой энергии. Резистивные кабели всегда имеют фиксированную длину, которую нельзя изменять ни в коем случае, так как это в корне меняет всю настройку системы. Любые попытки укоротить резистивный кабель уменьшают его сопротивление, увеличивается ток и это чаще всего приводит к выходу из строя.

Резистивные кабели — просты, надежны и неприхотливы

Основными характеристиками резистивных кабелей являются:

• Конструкция кабеля (одножильный, двухжильный, зональный) и его назначение.
• Напряжение питания и мощность. Обычно производители указывают два напряжения питания 220/230 вольт и соответствующую им мощность в Ваттах, например, греющий кабель deviflex™ DTIP−18, длиной в 22 метра имеет мощность 360/395 Ватт соответственно.
• Очень важной характеристикой греющих кабелей является погонная мощность, то есть, сколько Ватт излучается одним метром. В вышеприведенном примере кабеля погонная мощность составляет 18 Вт/м при напряжении питания 230 В. Этот показатель указан в маркировке кабеля, но его можно и вычислить. Если мощность в 395 Вт поделить на длину в 22 метра, то получается 395/22=17,95 Вт/м.

Резистивные кабели производятся разной длины (7—220 м), различной погонной и общей мощностью, что вполне может удовлетворить все потребности. Естественно, что кабель надо укладывать по особой схеме, для охвата всей площади помещения, но об этом будет подробно рассказано в последующих разделах.

Нагревательные маты

Для удобства укладки были изобретены нагревательные маты, где греющий резистивный кабель вплетен в полимерную сетку и уже уложен с нужным шагом. Сетка обычно имеет клеевую основу и может приклеиваться к поверхности пола, что только добавляет удобства при монтаже. Особенно это хорошо при укладке плитки, когда маты скрываются прямо в слое плиточного клея или при ремонте, если делают только самовыравнивающую тонкую стяжку, на которую можно впоследствии настелить ламинат или ковролин. Большинство греющих матов выпускается шириной в 45 см и разной длины, что позволяет выбрать конкретную модель для любого помещения. При этом не стоит забывать, что в основе матов лежит резистивный, обычно двухжильный, кабель, поэтому отрезать маты по проводникам строго запрещено!

Нагревательные маты очень удобны в расчетах и монтаже

Основными характеристиками нагревательных матов являются:

• Напряжение питания, которое обычно составляет 220/230 В и мощность нагревательного мата.
• Длина мата и рекомендуемая площадь укладки, обычно от 0,5 м² до 12 м² при длине от 1 до 24 м.
• Один из главных показателей – удельная мощность, то есть, какое количество тепла генерирует нагревательный мат на 1 метр квадратный. Измеряется она в Вт/м² (Ваттах на метр квадратный). Для теплого пола обычно выпускаются маты с удельной мощностью 100—150 Вт/м², очень редко 200 Вт/м².

Саморегулирующийся нагревательный кабель

Основным недостатком резистивных кабелей и нагревательных матов на их основе является необходимость постоянного теплоотвода от них, так как от температуры окружающей среды практически не зависит их сопротивление и соответственно количество генерируемого тепла. Если от кабеля не отвести тепло, то он перегреется и выйдет из строя. Именно поэтому теплые полы резистивными кабелями нельзя оборудовать под стационарно стоящей мебелью без ножек.

Саморегулирующийся кабель в теплых полах применяется крайне редко

Такого недостатка лишен саморегулирующийся кабель, погонная мощность которого зависит от температуры. Греющим элементом является полупроводниковый полимер, способный менять свое сопротивление в зависимости от температуры. Такие кабели можно без страха отрезать любой длины, это не приведет к перегреву и выходу из строя. Однако, высокая цена ограничивает их применение в качестве теплых полов, поэтому их используют в основном для обогрева трубопроводов.

Пленочный инфракрасный теплый пол

Сравнительно новым видом подогрева полов являются инфракрасные (ИК) теплые полы, которые имеют в своей основе излучатели в виде поперечных графитовых полос, подключенных к продольным медно-серебряным проводникам. Вся конструкция располагается в полиэстеровой пленке, которая имеет толщину не более 0,4 мм. Особенностью пленочных полов является то, что большая часть генерируемой энергии приходится на лучевую составляющую — инфракрасные волны в диапазоне от 4 до 20 нм. Известно, что лучевое инфракрасное тепло нагревает не воздух, а окружающие предметы, а это воспринимается человеком очень комфортно.

Пленочный инфракрасный пол не любит «мокрых» процессов в строительстве

Основными характеристиками инфракрасных пленочных полов нужных в расчетах являются:

• Напряжение питания 220/230 В и удельная потребляемая мощность, которая может составлять 130, 150, 170, 200, 230 Вт/м², — в зависимости от помещения и его назначения.
• Ширина рулона пленочного ИК пола: 0,5, 0,8 или 1 метр. Длина от 1 до 20 метров. Это позволяет «подогнать» пленку под любые помещения.

Пленочный пол также требует укладки только на ту площадь пола, которая не занята стационарной мебелью без ножек. Еще одним серьезным ограничением применения является невозможность укладки в стяжку, так как ИК пленки не «любят» мокрых процессов в строительстве. Лучшее применение для таких нагревателей – это укладка «сухим» способом на абсолютно ровные поверхности с последующим настилом ламината, предназначенного для теплого пола, линолеума или ковролина.

Стержневой инфракрасный теплый пол

Самой инновационной и современной системой теплого пола являются стержневые инфракрасные полы, где применяются в качестве нагревателей гибкие элементы из композиции карбона, графита и серебра. Такие стержни имеют очень полезные свойства – при повышении температуры пола от 20 до 60°C их пиковая потребляемая мощность уменьшается в 1,5 раза. Это позволяет использовать подогрев пола даже там, где будет стационарно расположена мебель, которую можно периодически переставлять.

Стержневые инфракрасные маты — самое современное решение в подогреве полов

Греющие стержни параллельно подключены к продольным медным проводникам, образуя греющий мат. Даже если какой-то один из них выйдет из строя, то другие продолжат работу. Ширина мата 83 см, шаг между стержнями может составлять 9 или 10 см. Главными характеристиками ИК стержневого пола являются:

• Пиковая потребляемая мощность, которая может измеряться или Вт/м²или Вт/м. Она может составлять или 130, или 160 Вт/м² при погонной мощности 116 или 138 Вт/м соответственно. Эти данные приведены для системы UNIMAT RAIL или UNIMAT BOOST.
• Минимальная и максимальная длина термомата – от 0,5 до 25 метров.
• Длина волны ИК излучения: 8—14 мкм.
• Напряжение питания 220/230 В.

Стержневой ИК теплый пол предназначен для монтажа в основном в тонкие — 2—3 см стяжки и в слой плиточного клея. Его новизна, технологичность и замечательные характеристики определяют и высокие цены, поэтому и применяется такой теплый пол пока достаточно редко.

Цены на различные виды электрических теплых полов

Электрический теплый пол

Варианты применения теплых электрических полов

Специалисты-теплотехники и производители нагревательных электрических систем теплого пола рекомендуют использовать кабельное отопление в двух основных режимах:

• Кабельную систему отопления устанавливают в бетонную стяжку, толщиной не менее 3—5 см с возможностью ее использования в качестве полного отопления, без применения дополнительных обогревательных приборов. В этом случае электрическое отопление может компенсировать все теплопотери и поддерживать нужную температуру воздуха в помещениях. Еще одним вариантом является применение кабельного отопления в термоаккумулирующих толстых бетонных полах (10—15 см), когда во время действия сниженных тарифов на электроэнергию идет нагрев пола, а в остальное время за счет большой тепловой инерции массивной стяжки, тепло отдается в помещение.

Кабельные системы обогрева могут применяться в массивных термоаккумулирующих бетонных стяжках

• Систему отопления в виде электрических нагревательных кабелей, матов, трубчатых нагревателей или инфракрасных пленочных полов используют в основном только для поддержания комфортной температуры поверхности пола. При этом теплые полы работают совместно с основной системой отопления, которая компенсирует львиную долю теплопотерь квартиры или дома. Для этого применяют нагревательные кабели и маты, монтируемые прямо в слой плиточного клея или в воздушный зазор деревянных полов, а также инфракрасные пленочные полы, укладываемые прямо под покрытие.

Расчет тепловых потерь здания или помещений

При проектировании любой системы отопления, в том числе и электрического теплого пола в качестве основного, весьма желательно рассчитать теплопотери каждого помещения в квартире или в доме. В этих расчетах исходными данными являются:

• Заданная температура в каждом помещении и их взаимное расположение.
• Географическое положение.
• Конструкция стен: какие материалы, какой толщины применены в стенах, какие именно стены являются наружными.
• Конструкция пола и потолка.
• Наличие и площадь окон, их конструкция и теплопотери через них.
• Ориентация здания по сторонам света.
• Наружная температура воздуха (с учетом самых холодных температур года).
• Потери тепла через вентиляцию.

Все вышеперечисленное является далеко не полным списком исходных данных для оценки теплопотерь. Эти расчеты делают специалисты-теплотехники, но существует множество специальных бесплатных программ или онлайн-расчетов в интернете, поэтому каждый может произвести оценку самостоятельно. Главной задачей этих расчетов является то, что любая система отопления должна полностью компенсировать все тепловые потери, даже с учетом самых холодных зимних дней.

Теплопотери зданий или помещений очень удобно рассчитывать при помощи специальных программ

Из анализа статистических данных о теплопотерях множества домов и квартир можно сказать о том, что в большинстве современных квартир и домов, построенных с учетом требований по теплозащите, удельная мощность отопления на квадратный метр площади должна составлять 100—130 Вт/м² для всех помещений, а в ванных и санузлах 130—150 Вт/м². В старых домах удельная мощность может доходить до 180 Вт/м² и в этом случае уже не обойтись без других источников тепла.

Обоснованность применения теплоизоляции в системах теплых электрических полов

Утепление конструктивных элементов здания в дальнейшем будет сильно влиять на комфорт в помещениях и значительно снизит расходы на отопление. И одним из главных является утепление конструкции пола. Электрические теплые полы могут монтироваться непосредственно под напольное покрытие как с применением различных тонких утеплителей, так и без них, что является чаще всего вынужденной мерой – когда невозможно пожертвовать высотой помещения.

Потери тепла через какую-либо ограждающую конструкцию происходят тем интенсивнее, чем больше разница температур и меньше термическое сопротивление. Даже если в соседних помещениях между этажами будут одинаковые температуры, тепло все равно неизбежно будет передаваться бетонной плите пола. Поэтому, если есть возможность, то надо использовать утеплители и чем они толще – тем лучше. Приведенная диаграмма наглядно демонстрирует это.

Применение теплоизоляции повышает эффективность теплых электрических полов

Если система электрический теплый пол будет использоваться как основное отопление в виде термоаккумулирующего пола, то применение утеплителей обязательно, так как мощностей нагревательных кабелей и матов будет просто недостаточно для компенсации теплопотерь.

Как рассчитать теплый пол электрический

После того как получено представление об основных системах электрического теплого пола и их характеристиках, можно приступать к расчету.

Составление плана помещения и вычисление отапливаемой площади

Прежде чем переходить к расчетам и выбору комплектующих, желательно начертить план каждого отдельного помещения квартиры или дома в удобном масштабе на миллиметровой бумаге формата А3 или в компьютерной программе.

Пример самостоятельно нарисованного помещения с расстановкой мебели и схемой укладки кабельного теплого пола

После этого вычисляется общая площадь помещения – S_общ. Далее, на том же плане делается расстановка всей стационарной мебели без ножек и высчитывается площадь, занимаемая мебелью – S_меб. Теперь можно получить площадь, на которую будет укладываться электрический теплый пол – S_у:

S_у=S_общ— S_меб.

Желательно, чтобы отапливаемая площадь занимала не менее 50% от общей площади помещения, а лучше 70—80%, то есть должно соблюдаться условие:

S_у*100%/S_общ≥50%.

Если в качестве отопительных приборов будут использованы стержневые ИК полы, то их можно укладывать по всей площади, то есть:

S_у=S_общ.

Приведем пример. Есть кухня общей площадью 12 м², а площадь занятая мебелью и оборудованием 5 м², значит: S_у=12—5=7 м².

Расчет установленной и удельной мощности электрического отопления

При расчетах электрических теплых полов обязательно надо вычислить установленную мощность, называемую еще присоединенной мощностью, того электронагревательного элемента, который будет обогревать пол. Как это можно сделать?

Использование теплого пола в качестве основного отопления

Если электрический теплый пол будет использоваться как основная система отопления, то установленная мощность P_уст должна быть, по крайней мере, не меньше мощности теплопотерь в этом помещении P_п, которые получают в процессе теплотехнических расчетов. Специалисты рекомендуют установленную мощность вычислять с запасом в 30%:

P_уст=1.3* P_п.

Если нагревательный кабель будет проложен в термоаккумулирующей стяжке, то коэффициент запаса следует применять 1,4:

P_уст=1.4* P_п.

Например, в вышеописанной кухне теплопотери составляют 1000 Вт, значит, для их компенсации с учетом запаса понадобится обогреватель с установленной мощностью: P_уст=1.3*1000 Вт=1300 Вт, а в случае с термоаккумулирующими полами P_уст=1.4*1000 Вт=1400 Вт.

Удельную мощность P_уд можно определить как отношение устанавливаемой мощности к обогреваемой площади:

P_уд=P_уст/S_у.

В нашем примере: P_уд=1300 Вт/7=186 Вт/м² или для аккумулирующих полов — P_уд=1400 Вт/7=200 Вт/м².

Использование теплого пола в качестве комфортного подогрева

В этом случае подразумевается, что теплые полы созданы для комфорта, а компенсацию теплопотерь осуществляет основная система отопления. Расчет установленной мощности производят от удельной, которая прописана в нормативах и рекомендациях производителей теплых полов. Данные о требованиях к удельной мощности в зависимости от вида помещения сведены в следующую таблицу.

Сводная таблица требований к удельной и погонной мощности в зависимости от назначения помещения и вида отопления

В этом случае надо выбранную из таблицы удельную мощность умножить на отапливаемую (устанавливаемую) площадь:

P_уст=P_уд*S_у.

В нашем примере кухни для создания теплого комфортного пола выбираем P_уд=100 Вт/м², а отапливаемая площадь S_у=7м² получаем: P_уст=100*7=700 Вт.

Выбор и расчет нагревательных элементов теплого пола

После определения необходимой установленной мощности электрического теплого пола необходимо определиться с тем, какие нагреватели наиболее целесообразно использовать в каждом конкретном случае. Для основного отопления следует применять резистивные кабели, а для комфорта: нагревательные маты, пленочные или стержневые ИК полы. Рассмотрим особенности выбора.

Выбор резистивного греющего кабеля и определение шага укладки

Рассмотрим такой выбор на нашем примере отопления кухни с использованием ассортимента греющих кабелей deviflex™ компании Devi. Методика выбора совершенно одинакова для всех резистивных кабелей всех производителей.

Допустим, что запланирована термоаккумулирующая стяжка в качестве основного источника тепла. Ранее было выяснено, что установленная мощность должна быть не менее P_уст=1400 Вт. Из вышеприведенной таблицы видно, что кабели должны применяться с погонной мощностью 18—20 Вт/м, в ассортименте компании Devi есть кабели deviflex™ DSIG−20 (20 Вт/м при 230 В), которые лучше подходят для решения поставленной задачи.

Ассортимент греющих резистивных кабелей deviflex™ DSIG−20

Из предложенного перечня следует выбирать кабель, мощность которого не меньше установленной мощности. Этому требованию подходит кабель с мощностью 1465 Вт при 230 В и длиной в 74 метра: L_каб=74 м.

Для греющих кабелей существует очень важный параметр – шаг укладки (h), — расстояние между линиями кабеля в укладке. Он измеряется в сантиметрах. Для его нахождения следует обогреваемую площадь в квадратных метрах S_у умножить на 100 и поделить на длину кабеля в метрах L_каб:

h= S_у*100/ L_каб.

Наглядное представление шага укладки

В рассмотренном примере h=7*100/74=9,46 см. Часто при укладке используют специальную монтажную ленту, сильно упрощающей монтаж. Шаг крепления кабеля на монтажной ленте составляет 2,5 см. Ближайшее значение 10 см, которое и нужно использовать. Если шаг укладки будет лежать где-то посередине диапазона, то можно чередовать соседние петли теплого пола с шагами 7,5 и 10 см.

Расчет резистивного кабеля для комфортного обогрева пола осуществляется по той же методике. Напомним ее пошагово.

• Исходя из требований к удельной и погонной мощности, типа помещения и вида отопления (полное или комфортное) выбирается у какого-либо производителя тип кабеля, отвечающий всем условиям.
• Исходя из ранее рассчитанной установленной мощности, выбирается конкретный кабель, мощность которого не меньше установленной.
• Исходя из отапливаемой площади помещения и длины выбранного кабеля, рассчитывается шаг укладки.

На этом этапе может сильно пригодиться план помещения, нарисованный на миллиметровой бумаге. Можно карандашом нарисовать различные варианты укладки греющего кабеля, а потом выбрать оптимальный.

Калькуляторы расчета длины нагревательного кабеля и шага его укладки

Предлагаем читателю воспользоваться встроенным калькулятором — он быстро и точно подсчитает  и длину требуемого кабеля, и шаг укладки:

Перейти к расчётам

По полученному значению  выбирается нужный комплект с длиной кабеля, наиболее близкой к найденному показателю. Теперь осталось только рассчитать шаг укладки:

Перейти к расчётам

Выбор и расчет греющего мата

Греющие маты в теплых полах используются в основном как дополнительное или комфортное отопление, монтируемое в тонких бетонных стяжках или слое плиточного клея. Выбор нужного мата сильно упрощается, так у производителей представлен широкий ассортимент таких нагревателей. Рассмотрим на нашем примере.

Для комфортного обогрева пола кухни ранее было установлено, что достаточно удельной мощности P_уд=100 Вт/м². На отапливаемой площади в 7 м² установленная мощность будет P_уст=700 Вт. Из ассортимента компании Devi выбираем греющие маты devimat™ DТVF−100 (100 Вт/м²).

Ассортимент греющих матов devimat™ DТVF−100

Для наших целей как нельзя лучше подходит греющий мат нужной площади в 7 м². Расчета шага укладки греющие маты не требуют, так как на них уже закреплен кабель с нужным шагом. Но при укладке в помещениях, особенно сложной конфигурации, возникают некоторые нюансы.

Для того чтобы уложить греющий мат в помещениях существуют определенные приемы, которые позволят сделать это. Главное правило – можно разрезать только полимерную сетку, но не сам кабель! Приемы укладки наглядно представлены на рисунке.

Греющие маты можно уложить в любом помещении, даже самой сложной конфигурации

Очевидно, что выбор и расчет греющего мата для отопления пола гораздо проще, чем резистивного кабеля. Для выбора тактики правильной укладки поможет план на миллиметровой бумаге. Здесь как нельзя лучше подходит пословица: «Семь раз отмерь и один раз отрежь!»

Особенности расчетов инфракрасных пленочных полов

Пленочные теплые полы имеют ряд особенностей, которые требуют грамотного подхода.

• Во-первых, они, как и резистивный кабель должны укладываться только на свободном от мебели месте.
• Во-вторых, минимальная дистанция от пленки до краев (стен или стационарной мебели) должна составлять 20 см.
• В-третьих, пленочные полы могут укладываться только «сухим» способом под подходящие для этого покрытия (ламинат, линолеум, ковролин). Хоть и существуют технологии укладки плитки на пленочные полы, но это предполагает наличие промежуточного гидроизолирующего слоя. В итоге стоимость теплого пола с ИК пленками будет гораздо выше, чем с резистивными кабелями или матами.
• В-четвертых, пленочные полы могут резаться с определенной кратностью – чаще всего 25 см. Это не повлияет на удельную мощность.
• И, наконец, кажущаяся легкость расчета и особенно монтажа пленочного пола обманчива. Под поверхностью ИК пола находится масса электрических соединений, которые требуют только высококвалифицированного монтажа.

Видео: Квалифицированный монтаж пленочного инфракрасного пола

Для правильного расчета пленочного пола необходимо выполнить ряд шагов:

• Рассчитывается площадь обогрева помещения. Для этого на листе миллиметровой бумаги вычерчивается план, «расставляется» стационарная мебель и учитываются минимальные 20 см отступы от границ. В итоге должна получиться обогреваемая площадь — S_у, допустим, что в конкретном примере S_у=15 м², а общая площадь 24.
• Высчитывается доля обогреваемой площади в общей площади помещения: S_у*100%/S_общ=15 м²*100%/24 м²=62,5%. Если этот показатель более 60% (как в нашем случае), то удельная мощность обогревательных ИК пленок может быть от 160 до 220 Вт/м². Если же доля обогреваемой площади менее 60%, то P_уд=220 Вт/м². Для нашего случая выбираем P_уд=160 Вт/м².
• Для помещений, имеющих большие теплопотери через пол: первые этажи, помещения над арками, дома старой застройки с полами без теплоизоляции, — в любом случае P_уд=220 Вт/м².
• Рассчитывается установленная мощность теплого пола. Для этого удельную мощность перемножают с обогреваемой площадью: P_уст=P_уд* S_у=160 Вт/м²*15 м²=2400 Вт.
• Из ассортимента любого производителя ИК пленок выбираются с заданной удельной мощностью нужной длины и ширины, которые могут покрыть полностью всю обогреваемую площадь. Нужно учесть, что ширина рулонов пленок 50, 80 и 100 см, а кратность резки пленки – через каждые 25 см. При этом существуют ограничения, представленные в таблице. При этом лучше не выбирать максимальную длину, а набирать меньшими отрезками. Главное правило — меньшее количество отдельных пленок (план на миллиметровой бумаге будет большим подспорьем).

Максимальная длина отрезка инфракрасной пленки в зависимости от ширины

• На каждый отдельный отрезок пленки подбирается соединительный комплект, а на весь комплект – терморегулятор, рекомендованный производителем.

Особенности расчетов стержневых инфракрасных полов

Главной отличительной чертой стержневых ИК полов является то, что они саморегулирующиеся, то есть при повышении наружной температуры их пиковая мощность снижается примерно в 1,5 раза. Это позволяет применять их на всей площади помещения, независимо от положения мебели. Для расчета стержневых теплых полов воспользуемся предыдущим примером комнаты с S_общ=24 м² и рассчитаем их для всей площади: S_у=S_общ=24 м².

• Для комфортного обогрева пола выбирается система теплых стержневых ИК полов UNIMAT RAIL, имеющая пиковую погонную мощность 116 Вт/м. Ширина мата равна 83 см, они укладываются с интервалом до 10 см, поэтому их длина выбирается исходя из требуемой обогреваемой площади.
• Из ассортимента UNIMAT RAIL выбирается комплект UNIMAT HR-S-2500, длиной в 25 метров, пиковой мощностью 2900 Вт, способный отопить площадь до 25 м².
• На плане помещения, предварительно нарисованным на миллиметровой бумаге, делается раскладка нагревательных матов. Причем силовые кабели могут разрезаться в любом месте посередине между нагревательными стержнями. Нагревательные стержни разрезать нельзя.

Пример раскладки стержневых инфракрасных нагревательных матов со схемой подключения

• Определяется количество дополнительных комплектующих.
• Выбирается терморегулятор, рекомендованный производителем.

Требования к напольному покрытию при эксплуатации теплых электрических полов

При проектировании электрической системы обогрева полов зачастую забывают о том, что с ней могут работать далеко не все покрытия. И к этому вопросу надо отнестись со всей внимательностью и серьезностью. С какими покрытиями работа теплых электрических полов противопоказана:

• Линолеум на резиновой или войлочной основе.
• Толстые ковры или ковры на резиновой основе.
• Дощатый пол толщиной более 25 мм.

При выборе линолеума, ламината, паркетной доски или ковролина следует обязательно поинтересоваться, могут ли работать эти покрытия с системой теплых полов. Ведущие производители указывают это всегда на маркировке и в сопроводительной документации.

Такими значками обозначаются напольные покрытия, способные работать с теплым полом

Для контроля отопления деревянных полов, а также тонких полов рекомендуется использовать терморегуляторы с двумя датчиками: температуры поверхности пола и воздуха в помещении. Если известно термическое сопротивление напольного покрытия R_T, которое может быть указано в документации, то лучше руководствоваться следующими правилами:

• При удельной мощности 150 Вт/м² максимальное термическое сопротивление(R_Tmax) может быть до 0,13 м²*K/Вт.
• При P_уд=125 Вт/м² – R_Tmaxне более 0,16 м²*K/Вт.
• При P_уд=100 Вт/м² – R_Tmaxне более 0,18 м²*K/Вт.

Если в конструкции пола применяются многослойные покрытия, например – ламинат с подложкой, то их термические сопротивления складываются, и проверяется соответствие вышеперечисленным условиям.

Расчет электрической системы теплого пола

При самостоятельном проектировании системы электрических теплых полов иногда забывают о том, что не всякая электропроводка выдержит нагрузки от мощного потребителя энергии. Вдобавок не всякая энергоснабжающая организация выдаст технические условия на выделение требуемой мощности. Именно поэтому проект электроснабжения и получение всей разрешительной документации необходимо доверить профессионалам, а сосредоточиться только на том, что по силам сделать самому.

Выбор терморегулятора

Сердцем системы теплых полов является терморегулятор, который следит за температурой поверхности или воздуха, или за тем и другим одновременно, — и на основании этого производит включение или отключение контуров обогрева. Кроме этого, терморегулятор может иметь встроенный таймер и включать обогрев в назначенное время или иметь программу включения в определенные дни недели и часы. В терморегуляторах бывают еще и другие полезные и бесполезные функции. При его выборе, прежде всего надо руководствоваться набором правил:

Без терморегулятора немыслима работа электрического теплого пола

• Каждый производитель любой системы теплых полов всегда рекомендует определенные модели терморегуляторов и работающих с ними датчиков. Лучше этими рекомендациями не пренебрегать.
• Все терморегуляторы могут работать только с определенным током нагрузки: 10 A– для обогревателей с установленной мощностью до 2300 Вт, и 16 Aс P_уст≥2300 Вт. Именно по этим показателям прежде всего и надо выбирать терморегулятор.
• Если планируется использовать систему теплый пол только для комфорта, то нужно выбирать терморегулятор с датчиком температуры пола.
• Если теплый пол используется в целях полного отопления, то необходимо использовать терморегулятор с датчиком температуры воздуха или с комбинацией датчиков температуры пола и воздуха.
• Для работы систем отопления с деревянным покрытием обязательно использовать терморегуляторы с комбинацией датчиков температуры воздуха и пола.
• Если в близлежащих помещениях тоже планируется система электрических теплых полов, то целесообразно использовать многозональный терморегулятор с выносными датчиками.

Цены на различные модели терморегуляторов

Терморегулятор

Общие правила проектирования электропроводки теплого пола

При проектировании электропроводки теплого пола следует обязательно учесть несколько правил:

• Все соединения кабелей системы теплый пол между собой и с электропроводкой должны выполняться только на специальных клеммах, на контактах терморегуляторов, в распределительных коробках и электрических щитах. Следует избегать любых соединений в конструкции пола кроме тех, что неизбежны, и рекомендованы производителем.
• Экраны нагревательных кабелей и матов должны соединяться с проводом защитного заземления (PE) и должны быть включены в общую систему уравнивания потенциалов – СУП.
• Питающие провода и кабели должны быть площадью поперечного сечения не меньше, чем подводящие «холодные» концы нагревателей теплого пола. При установленной мощности до 2300 Вт площадь поперечного сечения медного провода должна быть 1,5 мм², а свыше 2300 Вт – 2,5 мм².
• Для защиты человека от поражения электрическим током обязательно применение устройств защитного отключения (УЗО) с дифференциальным током срабатывания не более 30 мА, а для санузлов – 10 мА. Не менее 1 раза в месяц необходимо проводить испытание УЗО.

Без УЗО эксплуатация электрических теплых полов запрещена

• Проводка для питания системы электрического теплого пола должна быть проложена непосредственно от электрощитов или вводно-распределительных устройств (ВРУ) до терморегуляторов. При этом в щитах для защиты проводки обязательно должны стоять автоматические выключатели: для медных кабелей с площадью поперечного сечения 1,5 мм² номиналом в 10 A, а для 2,5 мм²– 16 A.
• Если нагревательные элементы теплого пола укладываются на металлическую сетку, то она обязательно должна быть подключена к общей системе уравнивания потенциалов.

Итоги

• Рассчитать теплый пол электрический вполне по силам самостоятельно, пользуясь рекомендациями производителя оборудования.
• Электрический теплый пол является системой повышенной опасности, поэтому при проектировании и монтаже обязательно руководствоваться Правилами устройства электроустановок последней редакции.

Видео — Какие расчеты необходимы перед устройством теплого пола

Расчет размеров и площади теплого пола

Теплый пол является частью инженерного оснащения квартиры, так же как отопление, водо- и электроснабжение. Для того чтобы каждая из этих систем функционировала эффективно, важно не только правильно установить оборудование, но прежде всего выбрать подходящий для конкретных целей тип и рассчитать нагрузки.

В этой статье мы рассказываем о том, как рассчитать параметры теплого пола.

В качестве примера рассмотрим стандартный совмещенный санузел в обычной квартире жилого дома, 2*2,6 м с бетонным черновым полом (может быть старая плитка). Задача — уложить новое покрытие с подогревом, плитку или керамогранит.

Первое, на что следует обратить внимание — что находится внизу. Если такая же квартира, т. е. теплое помещение, то теплоизолировать поверхность не нужно. Забудьте о тонком пенофоле, тем более — о фольге! При значительных затратах на их установку они не приносят никакого эффекта. Если же внизу расположен технический этаж, сквозная проходная арка, иными словами, холодная область, то без теплоизоляции не обойтись. В такой ситуации непосредственно на бетон укладывается сертифицированный жесткий пенополистирол или пробковый агломерат толщиной не менее 50 мм, затем предварительная тонкая стяжка, далее мелкоячеистая сетка, на которой уже будет раскладываться нагревательный кабель.

Если строительной документацией предусмотрена гидроизоляция, ее следует укладывать сразу после теплоизоляции. Но в любом случае нагревательный кабель или мат не должны быть установлены сразу на тепло- или гидроизоляцию, а только через промежуточную стяжку или сетку. В таком случае уровень пола поднимется, уменьшив общую высоту потолка санузла. Будьте к этому готовы, если хотите установить теплый пол, имея внизу холодное пространство!

Далее рассчитывается свободная площадь, на которую необходимо уложить теплый пол. И здесь все просто! Из общей площади всего санузла вычитаем площадь, занятую стационарным оборудованием и отступаем немного от стен. Обогревать поверхность, на которой вы никогда не будете стоять, бессмысленно.

Итак, общая площадь:

S_общ=2,6×2,0=5,20 м²

Стационарное сантехническое оборудование:

Ванна 2,0×0,9=1,80 м²

Раковина 0,6×0,4=0,24 м²

Унитаз 0,7×0,4=0,28 м²

_______________________________________________

Итого: S_оборуд=2,32 м²

Делаем отступы от стен (как правило, это 5—10см):

S_отступ=(0,2+1,7+0,2+0,2+0,3+0,8)×0,1=0,34 м²

Получаем свободную площадь:

S_св=S_общ­S_оборуд-S_отступ=5,2-2,32-0,34=2,54 м²

На основе полученного значения можно понять, какая длина кабеля или площадь мата требуется.

Вариант 1 — тонкий нагревательный мат

Для рассмотренного случая, совмещенного санузла площадью 5,2 м², подойдет мат на 2,5 м² из готовых секций с мощностью 150 Вт/м², например, DEVImat™ 150Т или DEVIcomfort™ 150Т. Следует учитывать, что мат укладывается в тонкий слой стяжки или плиточного клея непосредственно перед укладкой плитки. Это особенно важно, если перед этим была уложена теплоизоляция и будет заливаться стяжка. Сначала заливаем стяжку толщиной 3–5 см (такой массив не потрескается на теплоизоляторе, а мелкоячеистая сетка будет дополнительным армирующим элементом) и даем ей «встать». Как только по стяжке можно будет ходить, раскладываем мат, заливаем плиточным клеем (без воздушных пузырей) и укладываем плитку.

Вариант 2 — нагревательный кабель

Для данного варианта необходимо произвести несколько действий:

1. Рассчитать требуемую установленную мощность по формуле P_расч=P_уд×S_св. В данном случае удельную мощность берем 150 Вт/м² — рекомендованную для влажных помещений — и получаем 150×2,54=381 Вт.
2. Выбрать марку двужильного нагревательного кабеля с мощностью Р_каб, близкой к расчётной Р_расч, в зависимости от возможной толщины стяжки:

3. Вычислить шаг укладки нагревательного кабеля «змейкой» по формуле Δ_с-с(см)=100×S_св(м²₎/ L_каб(м), например, 100×2,54/22=11,5 см.

Система теплого пола управляется с помощью терморегулятора. Линейка DEVI предлагает устройства с разной степенью функциональности:

— встраиваемый в монтажную коробку DEVIreg™ 530

— встраиваемый в монтажную коробку, с таймером DEVIreg™ Touch

— встраиваемый в монтажную коробку, с Wi-Fi DEVIreg™ Smart

Устанавливать терморегулятор следует на внешней стороне стены ванной комнаты, например, рядом с выключателем света. На специальной странице в Инструкции по установке изделия необходимо нарисовать схему укладки кабеля или мата. В зоне теплого пола, напротив терморегулятора, нужно выбрать место для установки окончания гофротрубки с заглушкой для монтажа датчика температуры. Это точка контроля температуры пола, место расположения которой должно быть строго симметрично относительно соседних линий нагревательного кабеля, не ближе 0,3 м от края зоны обогрева и, желательно, не дальше 2 м от терморегулятора.

расчет требуемой мощности и длины трубы

Водяной теплый пол — идеальный вариант для отопления частного дома, коттеджа или квартиры с автономным отоплением. Теплый водяной пол считается наиболее экономичным в эксплуатации. Но для того чтобы его создать, нужны знания, время и навыки.

Как правильно произвести расчет водяного теплого пола так, чтобы он действительно грел и мог использоваться в качестве основного источника отопления? Мы собрали для вас подробную информацию по данной тематике.

Как выполнить правильный подсчет

Для того чтобы рассчитать систему теплого пола, необходимо предусмотреть множество нюансов. Здесь все имеет значение — мощность котла, толщина труб, напольное покрытие, наличие утеплителя и др.

Принципиальная схема классического теплого водяного пола

При расчете используйте эти правила:

• Длина одного контура не должна быть более 100 метров. Если вам необходимо больше трубы в комнате, то делите ее на два контура.
• Если вы используете два контура в одном помещении, то разница в длине между ними не должна быть более 15 метров.
• Обязательно соблюдайте технологию монтажа теплого водяного пола. Используйте утеплитель, подложку, паробарьер, правильную стяжку.
• Старайтесь выдерживать расстояние между трубами в 200 мм. Это значение взято для средней полосы России, где зимой температура не опускается ниже 200С. Если у вас зимы холоднее, то можно сократить расстояние до 150 мм, если теплее — увеличить до 250 мм.
• Один контур не должен отапливать более 20 квадратных метров.
• Не допускается соединение труб под стяжкой. Куски должны быть цельными во избежание протечек теплоносителя.

Обратите внимание: если вы проживаете на крайнем севере и морозы зимой опускаются до -40 и более, то одним теплым полом вы не обойдетесь. В таких случаях создается две отопительных системы: одна с радиаторами, работающая на 60-70 градусах, и вторая — теплый пол с температурой до 30 градусов.

Если вы затрудняетесь с правильным расчетом, то всегда можете обратиться за помощью к профессионалам или воспользоваться многочисленными онлайн-сервисами. Они работают по методу коэффициента (эталонного теплого пола). Расчет сделать очень просто — вы задаете размеры комнаты, нужную температуру, наличие утеплителя, толщину стяжки и тип напольного покрытия, а программа выдает вам длину и диаметр трубы, наиболее эффективную схему раскладки и другие важные значения.

Рекомендуемая температура

Система теплый пол хороша тем, что считается низкотемпературной. Обычно теплоноситель редко прогревается выше 40 градусов на выходе из котла. Температура на входе в коллектор в таком случае при правильном расчете и монтаже 35 градусов, а температура поверхности пола примерно 30 градусов. Расчет водяного теплого пола делается исходя из следующих параметров:

• В жилой зоне (спальня, кабинет, кухня, гостиная) температура поверхности пола не должна превышать 30 градусов.
• Возле внешних стен, окон и балконного блока необходимо создать зону повышенного обогрева, в которой температура поверхности будет примерно 35 градусов.
• В ванной, санузле, возле бассейна и в других влажных помещениях температура должна равняться 33 градусам.
• Если вы планируете покрыть пол паркетом, то температура поверхности не должна превышать 27 градусов, если виниловой плиткой — 29.

Теплый водяной пол создает в комнате идеальный климат и не сушит воздух

Обратите внимание: зоной повышенного обогрева считается расстояние в 50 сантиметров по периметру от внешних стен, а также участки поверхности возле выходных дверей и окон. Температуру здесь повышают путем уменьшения шага между трубами.

Какую трубу выбрать?

Теплый водяной пол состоит из труб, подключенных к коллектору. Трубы могут быть:

• Металлопластиковыми. Это недорогой, экологически чистый и надежный вариант, отлично подходящий для частного дома.
• Медными. Медные трубы обладают отличной теплоотдачей, они не страдают от коррозии, а средний срок их эксплуатации порядка 70 лет. Минус таких труб — высокая цена.
• Нержавеющая труба (гофрированная). Нечто среднее между металлопластиком и медью. Гофра легко сгибается, не ломается и держит форму. Обычно при помощи нержавеющей трубы прокладывают основные трассы.

Если у вас ограниченный бюджет, то используйте качественные бесшовные металлопластиковые трубы. Помните, что их нельзя сращивать в стяжке, поэтому используйте цельные бухты при прокладке.

Способы укладки трубы

Существует три основных способа укладки:

• Змейка.
• Улитка.
• Универсальная.

Классическая укладка змейкой для теплого пола

Змейка обычно используется в небольших помещениях с низкими теплопотерями. Труба заводится в комнату, раскладывается в виде вытянутой синусоиды, а затем выходит вдоль стены к коллектору. Основной недостаток такой системы в том, что теплоноситель постепенно остывает, поэтому температура на входе и в конце комнаты может сильно отличаться. К примеру, при длине трубы в 70 метров разница может быть до 10 градусов.

Поэтому змейку используют только в маленьких комнатах. Сгиная трубу, помните, что нельзя допустить ее переламывания (обычный металлопластик выдерживает изгиб до 5 диаметров).

Обратите внимание: если вы укладываете змейку, то первым делом пускайте трубы к холодным зонам (вдоль стен, у окна). Выход можно организовать там, где практически никто не ходит.

Способ укладки улитка — более универсальный и экономный

Укладка улиткой более практична. Такой способ позволяет сэкономить до 15% трубы, а температурный перепад практически не чувствуется. Укладывать трубу улиткой несколько сложнее. Сначала ее прокладывают по периметру стен, а затем изгибают на 90 градусов и закручивают обратно. Получается, что теплые и холодные трубы чередуются друг за другом, поэтому поверхность равномерно прогревается.

Универсальная укладка подразумевает под собой объединение улитки и змейки в одном помещении.

Подготовка к укладке

Итак, вы уже провели расчет длины трубы для теплого пола, выбрали способ укладки и напольное покрытие. Теперь вам необходимо приобрести:

• Котел для отопления.
• Насос (в некоторых котлах он встроен в систему).
• Коллектор для теплых полов (механический или электрический).
• Трубы для укладки (они должны выдерживать температуру до 95 градусов и давление до 10 Бар).
• Трубы для разводки.
• Клапаны для котла.
• Необходимое количество фитингов для соединения.

Также вам понадобится песчано-цементная смесь для создания стяжки.

 Перед началом работ вам необходимо будет подготовить поверхность. Если у вашего пола большие перепады (более 1 сантиметра на 4 метра), то его необходимо выровнять. Заделайте шпатлевкой все щели, трещины, неровности. Затем уложите на пол гидроизоляцию (обычную целлофановую пленку толщиной 200 мкм), заводя ее на стены. Затем наклейте по периметру комнаты демпферную ленту толщиной в 10-15 мм — за счет ее стяжка будет играть, расширяясь и сужаясь при изменении температуры.

Если сэкономить на ленте, то стяжка гарантированно лопнет. Сверху на пленку укладывается утеплитель — он используется для того, чтобы тепло не уходило в землю.

• Если теплый пол делается по грунту или под ним находится неотапливаемый подвал, то необходимо использовать пенополистрирол толщиной 60-100 мм. либо 10-сантиметровый слой керамзита.
• Если снизу отапливаемое помещение, то достаточно 30-50 мм. слоя утеплителя.
• Если теплый пол используется как дополнение к имеющейся радиаторной системе, то можно обойтись фольгированным утеплителем из полиэтилена.

Трубу необходимо хорошо закрепить стяжками к сетке и заполнить водой под давлением перед заливкой стяжки

Сверху на утеплитель укладывается отражающая подкладка (из фольги), на нее армирующая сетка, и только потом трубы. Затем вся эта конструкция заливается стяжкой толщиной в 30-50 мм.

Как выбрать котел?

Котел выбирается по мощности. Если вы считали полы в программе, то получили значения мощности для каждой комнаты. Сложите их, и получите мощность вашего будущего котла.

Обратите внимание: мощность котла должна быть на 15 процентов больше, чем мощность полов. Если котел будет работать на 100% загрузке, то он быстро выйдет из строя.

Обычно минимальная мощность современных котлов 24 киловатта. Этого достаточно для отапливания дома площадью до 120 м2 (при стандартной высоте потолков до 3 метров). В большинстве котлов есть встроенный насос, поэтому приобретать его отдельно не нужно. На входе и выходе котла рекомендуется устанавливать пластиковые запорные клапаны.

Если вдруг вам придется снимать котел на обслуживание или ремонт, то вам не придется сливать всю воду из системы — вы просто закроете клапаны.

Как выбрать коллектор?

Коллектор служит для распределения количества теплой воды, проходящей через контур. Коллектор выбирается исходя из количества контуров в вашем полу. Простейшее устройство имеет только механические запорные краны, которыми вручную можно отрегулировать давление и температуру в ветках. Более продвинутые имеют сервоприводы и смесители — ими можно задавать температуру с точностью до одного градуса.

Коллектор устанавливается в специальный ящик, в которой заводятся все трубы. Старайтесь подобрать для него такое место, чтобы он находился в центре дома. Также учитывайте, что коллектор должен быть выше всех труб, сходящихся к нему, иначе система завоздушится и не будет правильно работать. Горячая вода от котла входит в нижнюю часть коллектора, горячая выходит из верхней.

Так выглядят два коллектора в ящиках для системы теплого водяного пола

Это вся информация о том, как рассчитать водяной теплый пол. Если сомневаетесь в подсчете, то используйте специальную программу или обратитесь к более опытным товарищам. Но, в целом, в этом нет ничего сложного. Соблюдайте наши рекомендации и все получится!

Часто задаваемые вопросы | FloorWarmingCompany.co.uk

Какой размер ответвления (точки электрического подключения) необходим?

В большинстве случаев достаточно ответвления на 13 ампер. Но чтобы рассчитать точную нагрузку в амперах, есть несложный расчет. Возьмите общую площадь нагревательного мата в м² и умножьте ее на номинальную мощность мата, это даст тепловую мощность в ваттах. Чтобы рассчитать нагрузку, просто разделите это количество на вольты. Например, для мата UFHD площадью 8 м² 160 Вт / м².8 (м²) x 160 Вт = 1280 (Вт) разделить на 230 (вольт) = 5,57 ампер.

Сколько матов можно установить на один термостат?

Чтобы рассчитать количество матов, которое можно разместить на одном термостате, нажмите здесь

Текущие расходы

Обычно киловатт электроэнергии (1000 ватт) стоит около 7 пенсов в час при пиковой нагрузке (точные цены уточняйте у вашего совета по электричеству). Наши маты с подогревом имеют мощность от 120 до 200 Вт на квадратный метр. Ниже подробно описаны расчеты, основанные на установке на неизолированный бетонный черновой пол (с изоляцией или плиточной подкладкой текущие расходы могут быть сокращены на 30%).

1 м² мощностью 130 ватт стоит ок. 0,95 копейки в час.
1 м² мощностью 160 ватт стоит ок. 1,20 пенса в час.
1 м² мощностью 200 ватт стоит ок. 1,50 пенса в час.

Кухня с UFHD мощностью 160 ватт площадью 5 м² на полу без теплоизоляции будет стоить примерно 6,75 фунтов стерлингов в месяц.

Поможет ли изоляция под нагревательным матом?

Если система будет использоваться в качестве единственного источника тепла, важно, чтобы под системой отопления была изоляция.Изоляция сделает недвижимость более термически эффективной, а отопление — более эффективным. Существуют изоляционные плиты для подкладки плитки толщиной всего 10 мм, которые идеально подходят для изоляции полов при ремонте. Кроме того, полы с подогревом будут более эффективными в качестве единственного источника тепла, если окна будут иметь двойное остекление, а стены / потолок изолированы (как и при любом другом обогреве). Щелкните ссылку выше, чтобы заполнить форму расчета потерь тепла.

Сколько времени потребуется, чтобы пол нагрелся до нужной температуры?

В зависимости от толщины плитки время прогрева обычно составляет от 40 до 60 минут.

Где в цепи находятся УЗО / Таймер / Термостат?

Мат укладывается и холодные провода подводятся в распределительную коробку. Неважно, где вы физически закрепите эти предметы, хотя вы можете захотеть, чтобы они были спрятаны в шкафу. Если у вас есть термостат, который измеряет температуру воздуха, он должен находиться в соответствующей комнате. Однако, если он оснащен датчиком температуры пола, в этом нет необходимости.

Что произойдет, если система выйдет из строя?

После установки обогрева и укладки пола нагревательный мат не может выйти из строя, и на него распространяется наша пожизненная гарантия.Если неисправность диагностируется после укладки пола, ее можно отследить до 1 или 2 плиток. Нам никогда не приходилось занимать целый этаж.

Клеи

Очень важно, чтобы установщики использовали клей хорошего качества с эластичной добавкой. При установке на бетонный черновой пол идеально подходит латексный компаунд. При установке на деревянный черновой пол мы рекомендуем гибкий клей для плитки как более подходящий. Оба типа чернового пола лучше загрунтовать (особенно важно для деревянных полов).Также очень важно обеспечить естественное отверждение клеев до включения нагревательных матов; обычно это занимает около двух недель.

Установка

Компания по утеплению полов может предложить комплексные услуги по установке. Однако установка наших полов с подогревом очень проста для любого компетентного специалиста, занимающегося домашним хозяйством или профессионалами.

Сигналы тревоги о повреждении

Единственный раз, когда ваша система подвергается опасности, — это время между установкой теплого пола и окончательной отделкой пола.Чтобы свести к минимуму этот риск, вы можете купить UFH-сигнализацию, которая предупредит вас, если что-либо повредит вашу систему отопления, пока она не защищена. Если во время установки сигнализация все-таки сработает, необходимо приобрести ремонтный несложный ремкомплект.

Все электромонтажные работы должны выполняться квалифицированным электриком, отвечающим требованиям части P.

Калькулятор затрат

Прямой кондуктивный нагрев

Вместо обогрева и повторного ввода теплого воздуха в комнату Nuheat непосредственно нагревает находящихся в ней людей за счет теплопроводности, а также регулирует температуру воздуха, направляя тепло непосредственно в комнату.Поскольку это тепло исходит от всей поверхности пола, оно равномерное, постоянное и сконцентрировано в большей степени на глубине 6 футов — там, где большинство из нас проводит свое время. Это обеспечивает постоянный комфорт, несмотря на более низкую температуру окружающего воздуха. А за счет поддержания более низкой температуры окружающей среды — при сохранении комфорта — затраты на энергию снижаются, а отопление становится более эффективным.

Остаточное отопление

В силу метода установки Nuheat заключен в термальную массу (тонкие слои над и под системой Nuheat).Эта тепловая масса удерживает и накапливает тепло, выделяемое системой. Даже после выключения Nuheat эта тепловая масса продолжает ощущаться теплой и выделять накопленное тепло, что снова повышает эффективность и снижает затраты на электроэнергию.

Безопасность

Nuheat — это продукт, не требующий обслуживания, с 25-летней гарантией и не требующий обслуживания. Поскольку источник тепла надежно закреплен между слоями тонкого материала, не стоит беспокоиться о том, что мебель, занавески или дети могут контактировать с источником тепла.

Дизайнерская гостиная

Обогреватели для плинтусов имеют неприглядный вид и выступают из стены на высоту от 4 до 5 дюймов. Nuheat, с другой стороны, представляет собой почти невидимый продукт, аккуратно спрятанный под поверхностью пола, а его стильные термостаты являются единственным видимым аспектом системы. А учитывая тот факт, что тепло исходит от всего пола, не нужно беспокоиться о том, что мебель закрывает обогреватели или находится рядом с обогревателем плинтуса. Nuheat дает полную свободу при декорировании, поддерживая при этом комфортную температуру в помещении.

Как заменить обогреватель плинтуса на систему теплого пола Nuheat

Перед тем, как начать, убедитесь, что основная плата подключена к выделенному контуру (Nuheat требует выделенного контура). Если мощность Nuheat Mat больше, чем мощность обогревателя плинтуса, убедитесь, что общая нагрузка не превышает размер выключателя.

12 Вт против 15 Вт Тепловая мощность в системах электрического теплого пола

Обзор отрасли

На рынке существует множество систем электрического подогрева пола, в которых используются одинаковые или почти одинаковые технологии для обогрева полов различных типов, таких как керамический, фарфор, плитка из натурального камня, конструкционная древесина, ламинат и другие, с использованием электрического проводящего кабеля.Эти системы обычно доступны в виде кабеля на катушке или свернутого мата из стекловолокна с прикрепленным к нему нагревательным кабелем на определенном расстоянии. Размеры коврика и расстояние между кабелями могут отличаться у моего производителя, и для целей сравнения для расчетов используется общая площадь покрытия мата в квадратных футах.

Разница между ковриками для подогрева пола и кабелем

Для матов с подогревом пола расстояние между кабелями заранее определено и поэтому не может быть изменено в процессе установки.В зависимости от выходной мощности маты могут иметь расстояние между кабелями 2, 3 или 4 дюйма. Другими словами, нагревательные маты имеют фиксированную мощность в ваттах (или БТЕ) на квадратный фут.
Напольный нагревательный кабель, с другой стороны, может быть разнесен в соответствии с потребностями помещения в обогреве. Система лучистого теплого пола HeatTech с кабелем, проложенным на расстоянии 3 дюйма, будет выдавать 12 Вт на квадратный фут, но когда кабель проложен на расстоянии 2 дюйма, система будет выдавать ~ 15 Вт на квадратный фут.

12 Вт против 15 Вт Выходная мощность

При выборе между системой с тепловой мощностью 12 Вт или 15 Вт на квадратный фут необходимо учитывать следующее:
1.Типичная мощность системы жидкостного лучистого отопления для жилых помещений находится в пределах 25-35 БТЕ на квадратный фут, при этом 40 БТЕ — это редкий случай для старых домов и зданий с плохой изоляцией.
2. 12 Вт на квадратный фут составляет приблизительно 41 БТЕ на квадратный фут (оптимальная тепловая мощность при достаточной резервной мощности).
3. 15 Вт на квадратный фут составляет примерно 51 БТЕ на квадратный фут (на 30–100% выше типичных потребностей в отоплении).

Итак, почему выбирают системы мощностью 12 Вт?

Ответ довольно прост — как видно выше, система 12 Вт / кв.фут идеально подходит не только для создания теплых и комфортных полов, но и для отопления всего дома.Системы мощностью 15 Вт / кв.фут часто выделяют больше тепла, чем необходимо, и могут увеличивать эксплуатационные расходы до 20%, а также создавать ненужную нагрузку на оборудование из-за частой работы на велосипеде.

Дальнейшее сравнение

Для дальнейшего и более подробного сравнения систем отопления 12 Вт и 15 Вт щелкните здесь.

Динамическое моделирование и сравнение двух систем теплого пола

Все, что вы всегда хотели знать о своей отопительной системе…

В следующем примере моделируются две системы теплого пола с использованием функции динамического моделирования HTflux.На основе моделирования переходных процессов мы выявим различия в динамическом поведении этих двух систем. Точное динамическое поведение всегда зависит от всей настройки системы отопления, конструкции пола и условий окружающей среды. Поэтому два представленных ниже примера отражают только две случайные, но типичные специфические конфигурации.

Две модели

Первая установка представляет собой так называемую конструкцию сухого пола, состоящую из сухой стяжки из гипсокартона (25 мм), нагреваемой специальной интегрированной системой теплого пола, состоящей из алюминиевых тепловых пластин и полиэтиленовых тепловых трубок (14 × 2 мм), встроенные в крепежные панели из пенополистирола.Вторая установка отражает общую деталь, где полиэтиленовые трубы непосредственно интегрированы в ангидритную стяжку (70 мм). Под стяжкой находится звукоизоляционная плита EPS (30 мм).

Модель A — сухая стяжка и алюминиевые ребра

Модель B — стандартная стяжка

Кроме того, обе конструкции имеют слой паркета сверху (3 мм) и железобетонную плиту с внешней изоляцией снизу. Расстояние между трубами принято равным 15 см. Благодаря симметричной геометрии достаточно моделировать только один сегмент, принимая адиабатические граничные условия с обеих сторон.

Граничные условия

В соответствии с соответствующим стандартом EN ISO 1264 для поверхности пола установлено поверхностное сопротивление 0,0926 Вт / м²K (см. Таблицу сопротивлений теплопередаче внизу). Внутренняя температура установлена ​​на 20 ° C. С внешней стороны предполагается контакт с почвой (Rse = 0 Вт / м²K, T = 10 ° C). Из-за теплоизоляции плиты перекрытия внешняя сторона модели играет второстепенную роль. Конечно, остаточные тепловые потери и их динамическое поведение также могут быть легко изучены, если это представляет интерес.

Удельная тепловая мощность системы отопления

Рассчитать точную тепловую мощность для системы отопления легко, так как вам нужно будет только запустить стационарное тепловое моделирование. Если вы измеряете тепловой поток к внутренней стороне с помощью измерительного инструмента и разделите его на разницу температур между температурой теплоносителя и внутренней температурой, а также на ширину моделируемого сегмента (расстояние между трубами), вы получите непосредственно получить важный градиент характеристической кривой K _H (или эквивалентный коэффициент теплопередачи ).Умножив это значение с дельтой температур, комнатной температурой минус температура теплоносителя, вы можете легко рассчитать удельную тепловую мощность q вашего отопления для любых температур (мощность вашего отопления на один квадратный метр).

Плотность теплового потока — теплые полы, сухая система с алюминиевыми пластинами

Например, в нашей первой модели с сухой стяжкой и алюминиевыми ребрами эквивалентный коэффициент теплопередачи можно рассчитать как K _H = Φ / (ΔT · d) = 5,819 / (10 · 0,15) = 3,88 Вт / м².K , что означает, что на каждый градус, на который теплоноситель теплее, чем температура в помещении, мы получаем мощность нагрева 3,88 Вт на квадратный метр поверхности системы отопления.
Важное значение K _H , характеризующее вашу систему отопления, определяется теплопроводностью слоев между теплоносителем (трубы, стяжка, изоляция и т. Д.) И поверхностью пола, а также фактической геометрией. Поскольку тепловое моделирование, выполняемое с помощью HTflux, точно учитывает все эти факторы, результаты расчетов будут более точными, чем результаты, выполненные с помощью методов, описанных в соответствующем стандарте (EN ISO 1264).Представленные здесь рекомендации по расчетам основаны на аналитических и полуэмпирических методах, что позволяет проектировщикам систем отопления получать точные оценки без теплового моделирования. Однако, поскольку выполнить такое моделирование с помощью HTflux довольно просто, результаты будут более точными, и вы получите много дополнительной информации, мы думаем, что это является отличной альтернативой.

Динамическое поведение отопительной системы

Поскольку расчет стационарной тепловой мощности с HTflux довольно прост, мы перейдем к следующему уровню и определим динамическое поведение систем отопления, так как это не потребует больших дополнительных усилий.

Чтобы полностью понять и сравнить динамическое поведение систем отопления, мы определяем три различных случая:

Динамический анализ I: поведение при нагреве / запуске

Конечно, характеристики нагревательной системы зависят не только от конструкции теплого пола, но и от отопительного устройства, длины труб, тепловых масс в помещениях и многих других факторов. Однако тепловая масса вокруг труб отопления обычно играет преобладающую роль.Поэтому лучший способ изучить тепловую инерцию конструкции — это провести так называемый тест на скачкообразную реакцию. В этом тесте мы предполагаем постоянную комнатную температуру и «идеальный обогреватель», который способен мгновенно обеспечивать постоянную температуру теплоносителя. Сначала мы предполагаем, что трубы отопления находятся в режиме «выключено», что означает, что температура воды в трубах будет «плавающей», то есть в зависимости от температуры окружающей среды. Из этого начального состояния мы включим нагрев с так называемой ступенчатой ​​функцией, резко установив температуру теплоносителя на уровне 30 ° C в определенное время.

Измеряя следующую реакцию системы (температуры и тепловой поток), мы можем вычислить важные постоянные времени, которые позволят нам описать поведение всей системы отопления с учетом всех аспектов (например, длины труб, мощности нагревателя … ) позже.

Тепловая мощность в период нагрева — теплоноситель установлен на 30 ° C

Средняя температура пола в период нагрева — теплоноситель установлен на 30 ° C

Как видите, конструкция с сухой стяжкой нагревается значительно быстрее.Для количественного описания теплового массового эффекта мы можем использовать метод полупериода времени, то есть мы можем описать динамическое поведение при запуске системы отопления, указав время, которое требуется, пока система отопления не достигнет половины своей максимальной тепловой мощности. Эта продолжительность составляет 26 минут для системы «сухая стяжка» и 104 минуты для системы «влажная» / стандартная стяжка.

Динамический анализ II: режим охлаждения

Чтобы изучить охлаждающую способность полов с подогревом, мы проведем такой же тест на скачкообразную реакцию, что и раньше.На этот раз начнется с начальной температуры теплоносителя 30 ° C и произойдет резкое отключение принудительного нагрева. Анализируя температуру и тепловой поток на этапе охлаждения, мы снова можем собрать ценную информацию о системе отопления. Эта информация может использоваться для оптимизации управления или проектирования системы отопления.

Тепловая мощность в период охлаждения — теплоноситель установлен на 30 ° C

Средняя температура пола в период охлаждения — теплоноситель установлен на 30 ° C

Как видите, конструкция с «сухой стяжкой» остывает значительно быстрее.Тепловая мощность пола снижается до половины максимального значения в течение 75 минут, тогда как «мокрой стяжке» требуется 293 минуты, чтобы достичь этого уровня.

Динамический анализ III: интервальное поведение

С HTflux вы можете использовать любой временной ряд для динамического определения температуры теплоносителя. Чтобы показать более сложный пример, мы использовали в качестве входных данных ступенчатую функцию: 1 час ВКЛ / 1 час ВЫКЛ. Конечно, результирующее поведение можно вывести аналитически из ранее проведенных испытаний при включении и выключении, однако для изучения всего температурного профиля легче запустить моделирование с соответствующим температурным профилем.Практический интерес может представлять анализ того, как система напольного отопления реагирует на такой «интервальный обогрев» в результате либо плохого управления обогревом, либо конкретного источника обогрева, эффективно работающего только при определенном температурном уровне.

Тепловая мощность в режиме с интервалом включения / выключения 1 час

Средняя температура пола в режиме интервала включения / выключения 1 час

Сравнение систем отопления «сухая стяжка» и «влажная стяжка»

Важно отметить, что невозможно оценить производительность систем отопления только по этим цифрам.Влияние тепловой массы / инерции может быть как выгодным, так и невыгодным в зависимости от конкретного применения. Например. высокая тепловая масса системы теплых полов часто вызывает ситуации перегрева в переходные сезоны, когда прохладные ночи сменяются быстрым выбросом солнечной энергии через окна. Типичные тепловыделения показаны на рисунке ниже:

Ситуация с весенним перегревом (помещение, ориентированное на юго-восток)

С другой стороны, когда по техническим, экономическим или экологическим причинам источник тепла может обеспечивать электроэнергию только в ограниченные периоды времени, многие системы отопления полагаются на большие тепловые массы.Следовательно, невозможно судить о системе отопления по ее тепловой массе, однако по-прежнему важно хорошо знать динамическое поведение, чтобы иметь возможность выбрать наиболее подходящую систему, а также оптимизировать управление такой системой. .

(c) HTflux, Даниэль Рюдиссер

Примечание. Вам разрешается и поощряется использование изображений с этой страницы или установка ссылки на эту страницу при условии, что авторство указано на «www.htflux.com».

систем лучистого теплого пола.PEX в системе лучистого обогрева пола

1. Что мне нужно для существующей структуры?

Чтобы правильно определить размер большинства компонентов, относящихся к вашей системе теплого пола, мы настоятельно рекомендуем рассчитать теплопотери для вашего проекта, если это ваш основной источник тепла. Это еще более важно при установке в существующем доме. Почему? Потеря тепла является критическим шагом, поскольку мы можем оценить среднюю мощность теплоносителя в размере 25 БТЕ на квадратный фут, но окна, двери, изоляция и градусо-дни — все это оказывает большое влияние на получение именно того, что вам нужно.

Самая распространенная ошибка при определении размеров теплого пола — это завышение размера. Это не только увеличивает стоимость установки новой системы лучистого отопления, но также вынуждает ее работать неэффективно, чаще выходить из строя и обходиться дороже в эксплуатации. Негабаритное отопительное оборудование также часто создает неудобные и большие перепады температуры в доме, плюс оно сокращает цикл работы водогрейного котла и выходит за рамки проектных параметров, что обходится вам дороже.

Мы не занимаемся продажей оборудования, которое вам не нужно, и небольшая предварительная работа может сэкономить вам тысячи долларов в течение всего срока службы вашей системы.

2. Как рассчитать потери тепла?

Тепловые потери могут различаться в домах разного возраста и местоположения. Например, здесь, в Вермонте, теплопотери в новом доме могут составлять от 25 до 30 британских тепловых единиц на квадратный фут, в соседнем доме, построенном в 1970-х годах, может быть от 35 до 50 британских тепловых единиц на квадратный фут, а рядом с домом, построенным ранее, до Второй мировой войны — может достигать 100 британских тепловых единиц за квадратный фут. Получить математику? Трудно сказать, что такое потери тепла в старых структурах Btu без потери тепла чем-то еще, что говорит нам то, что нам нужно знать.

Попросите вашего архитектора или строителя предоставить его вам, как это требуется во многих штатах, таких как Нью-Хэмпшир или Калифорния.

Рассчитайте это самостоятельно с помощью программного обеспечения — вернитесь к калькулятору тепловых потерь в разделе «Установки радиантных трубок Pex».

Или используйте одну из двух различных ориентировок для грубой обработки, указанных ниже.

Тип изоляции и климатическая зона

(Обратите внимание: мы настоятельно рекомендуем вам произвести расчет теплопотерь и предоставить приведенную ниже информацию в качестве отправной точки)

1) Отсутствие изоляции на стенах, потолках и полах; нет штормовых окон; окна и двери прилегают неплотно…. от 60 до 100 БТЕ на кв. Ft.

2) Утеплитель Р-11 в стенах и потолках; отсутствие теплоизоляции полов над подлозковыми пространствами; нет штормовых окон; двери и окна подходят довольно плотно …. 50-60 BTU на кв. Ft.

3) Утеплитель R-19 в стенах, R-30 в потолках и R-11 в полах; плотно закрывающиеся штормовые окна или окна с двойным остеклением …. от 29 до 35 БТЕ на кв. Ft.

4) Дом «Energy Star Rated» с изоляцией стен R-24 +, R-40 в потолках и R-19 в полу; плотно закрывающиеся штормовые окна или стеклопакеты; пароизоляция тщательно загерметизирована при строительстве…. от 20 до 25 БТЕ на кв. Ft.

5) SIP или защищенный от земли дом с небольшой экспозицией; Окна заполнены аргоном и изолированы R40 + …. от 10 до 15 БТЕ на кв. Ноги.

Климатическая зона

Тепловая пл. Съемка климатической зоны для дома до 1970-х годов

Хьюстон, Техас ЗОНА 1 -> 15-25 БТЕ на квадратный фут

Los Angles, CA ZONE 2 -> 25-30 БТЕ на квадратный фут

Сент-Луис, МО ЗОНА 3 -> 30-40 БТЕ на квадратный фут

Нью-Йорк, ЗОНА 4 Нью-Йорка -> 40-50 БТЕ на квадратный фут

Миннеаполис, Миннесота, ЗОНА 4 -> 50-60 БТЕ на квадратный фут

Расчетная температура вне помещения

Расчетная наружная температура (ODT), также обозначаемая как 2.5% расчетной дневной температуры — это не самый холодный день, а температура, которая достигается в 97,5% случаев.

Примеры:

ODT Chicago = — 8 градусов F

ODT Денвер = 1 градус F

ODT Миннесота = -12 градусов F

ODT Вашингтон = 17 градусов F

Просто умножьте соответствующий коэффициент на общую отапливаемую площадь вашего дома, чтобы получить приблизительную требуемую теплопроизводительность. Например, если вы живете в Зоне 3, ваш дом хорошо изолирован, и у вас есть 2 000 отапливаемых квадратных футов, уравнение будет выглядеть так:

2000 квадратных футов нового строительства класса «Energy Star», но с большим количеством окон =

35 БТЕ на кв. Фут.70,000 BTU Нагрузка

Затем, чтобы рассчитать мощность бойлера для горячей воды, умножьте его коэффициент полезного действия на указанный входной рейтинг, чтобы получить фактическую тепловую мощность в британских тепловых единицах. Пример котла средней эффективности. Конечно, это очень простой способ посмотреть на эффективность, но на самом деле он более сложный. Факторы, такие как время, необходимое для достижения КПД, конденсация, прямая вентиляция или нет, использование pex и большого количества воды в котле, влияют на истинную эффективность.

87 000 британских тепловых единиц на входе X.КПД 86 = 73000 БТЕ, фактическая выработка

3. Существующая система отопления

Все водогрейные котлы, продаваемые в США, должны иметь паспортную табличку. Посмотрите паспортную табличку и получите:

1) Например -> 92 000 британских тепловых единиц на входе вашего водогрейного котла X .80 КПД вашего бойлера = 73000 британских тепловых единиц фактическая мощность

2) Подсчитайте общие погонные метры плинтуса в доме. Умножьте это число на 600 БТЕ. Это даст вам выход BTU при 180 градусах F.Это число должно быть близко к фактической мощности котлов.

Есть несколько способов рассчитать теплопотери. Используйте приведенную выше информацию, чтобы получить приблизительное представление. Мы настоятельно рекомендуем вам скачать калькулятор теплопотерь. Почему? Потому что окна и двери имеют огромное значение для тепловой нагрузки вашего дома. Как только вы составите представление о своих требованиях, мы сможем предоставить вам ценовое предложение.

4. Способы установки Radiant PEX на существующий пол

Трубы PEX под полом — обычно под паркетом или плиточным полом

PEX In Floor — Обычно в заливном цементе

PEX Over Floor — Обычно используется ThermalBoard, VersaTherm или Creatherm Radiant Heat Mass

5.Плита системы лучистого отопления в полу, класс

Для плит в жилых домах мы рекомендуем трубку PEX диаметром 1/2 дюйма, которая должна располагаться на 12 дюймов по центру. Вдоль стен с большим количеством стекла или с высокими потерями тепла PEX должен составлять от 6 до 9 дюймов по центру на внешних стенах для первых 2 футов и 12 дюймов по центру во всех остальных местах. Система лучистого обогрева пола даст вам наибольшую выходную мощность в британских тепловых единицах, но также и самое медленное время отклика.

При расчете общей длины трубки вам необходимо разделить любую 6-дюймовую область расстояния на.5, разделите любую 9-дюймовую область с интервалом на 0,75 и любую 12-дюймовую область с интервалом на 1. Это даст вам общую длину PEX, необходимую в плите. Вам нужно будет добавить длину трубок, необходимую для получения до коллектор pex.

Обычно коллекторы pex монтируются на расстоянии 18–24 дюймов от плиты.

6. Установка трубки PEX

При соблюдении надлежащей практики прокладки трубопроводов максимальная длина каждого участка трубопровода PEX размером 1/2 дюйма не должна превышать 300 футов (максимум 300 футов является нормой во многих местах).Когда петли труб превышают 300 футов, вам необходимо использовать более крупные циркуляционные насосы (насосы) для поддержания этого перепада температуры. С более крупными циркуляционными насосами начальная стоимость выше, и они обычно требуют в два раза больше электроэнергии для работы. Большинство хороших установщиков излучающих систем стараются ограничить длину петель трубопровода до 300 футов.

Существует множество правильных способов установки PEX в теплый пол внутри плиты. Лучше всего привязать PEX к арматурной сетке или арматуре. При прикреплении трубки PEX к армирующей сетке или арматуре рекомендуется использовать стяжку-молнию через каждые 2 фута трубки PEX.

Другой способ установки PEX в плиту — это прикрепление трубки PEX к ребристой изоляции. Часто используются изоляционные винтовые зажимы или большие пластиковые скобы.

Мы рекомендуем изоляционный винтовой зажим или скобу через каждые 2 фута при установке трубки только поверх изоляции (без проволочной сетки). Если вы используете 2-дюймовую изоляцию из полистирола, рекомендуется использовать 6 мил. полиэтиленовый влагобарьер.

Установка коллекторов и поддержание давления в линиях (давление воздуха или воды) для заливки бетона настоятельно рекомендуется и требуется по нормам во многих местах.

7.Изоляция

Изоляция всегда необходима для любой системы лучистого отопления и особенно необходима под плитами. Почему, если в почве есть влага, она будет отводить тепло с огромной скоростью, делая вашу систему неэффективной.

Сегодня многие излучающие плиты устанавливаются с изоляцией только по периметру. По их мнению, вы должны хранить тепло в земле, чтобы использовать его позже. Одна из проблем с этим представлением заключается в том, что большая часть тепла поглощается землей и никогда не согревает ваш дом.Почему вы хотите платить за обогрев земли? Изоляция плиты важна для всей плиты.

Мы рекомендуем Slab Shield Insulation, который был разработан специально для применения под плитами. Изготовлен с использованием двух отдельных слоев пенополиэтилена толщиной 1/4 дюйма с алюминиевым центром. Этот продукт доступен в рулонах размером 4 фута x 63 фута для облегчения нанесения. Его просто раскручивают и склеивают между собой (это необходимо для достижения полной пароизоляции). С Slab-Shield вы не потеряете время, устанавливая пенопластовые плиты размером 4 фута x 8 футов.Благодаря сопротивлению проколу 92,9 фунтов на квадратный дюйм вы можете работать и ходить по нему, не разрушая его.

8. Вот примерное, сколько будет стоить

Ниже приведены некоторые рекомендации по ценообразованию. Эти цифры выше, чем в большинстве предложений, но могут служить «заменой» при формировании бюджета строительства.

Водогрейный котел среднего КПД (87% +): от 1500 до 3000 долларов

Высокопроизводительный (95% +) водогрейный котел: от 2200 до 5500 долларов

Бесконтактный водонагреватель в качестве источника тепла: от 1200 до 1700 долларов

За контроль зоны: 250 долларов США.00 шт. зона

Плита на уровне Radiant: 1,20 доллара за квадрат

Wood Underfloor Radiant: 1,70 доллара за квадрат

Радиаторы Myson: 260 долларов за 5000 BTU

Люди считают, что лучистое отопление обладает превосходными экономическими преимуществами и комфортом. Но при росте цен на энергию на 35% в этом году, какую бы эффективную систему вы ни выбрали, вы оцените экономию средств!

Дорогое ли использование электрического теплого пола?

Большой вопрос: « Дорого ли эксплуатировать с электрическим подогревом пола? ”Электрический подогрев пола может сделать ванные комнаты, кухни и гостиные намного более комфортными для жизни.Многие часто предполагают высокую цену за полы с подогревом, но это не всегда так. Системы электрического теплого пола обычно очень эффективны и потребляют на столько же или менее энергии, чем другие системы теплого пола.

Большинство систем электрического пола с подогревом более эффективны, чем обычный обогреватель. Тепло излучаемое электрическими системами теплого пола и потребляемая мощность приспособлены к размеру помещения для максимальной эффективности. В среднем системы электрического теплого пола используют 12 Вт в час на квадратный фут, это означает 50 кв.футов ванной можно было нагреть до 600 ватт в час. В то время как, если вам нужно было выбрать обогреватель, они часто бывают в вариантах на 1000 и 1500 Вт. Перегрев помещения и использование ненужного электричества.

Что вызывает изменение эксплуатационных расходов?

В конечном счете, при расчете стоимости любой системы отопления необходимо учитывать множество факторов. Надеюсь, эти объясненные факторы дадут вам лучшее представление о том, сколько вам будет стоить электрическое лучистое тепло.

Стоимость электроэнергии

Важным аспектом, о котором вы должны помнить, является то, какую цену за киловатт вы платите в вашем районе.Это может иметь очень заметную разницу, поскольку 100 квадратных футов нагревательных матов, работающих 24 часа в сутки, в Северной Дакоте обойдутся примерно в 33 доллара в месяц. В то время как та же площадь и время использования в Коннектикуте будут стоить около 75 долларов в месяц. Стоит позвонить в вашу электрическую компанию, чтобы узнать, сколько они взимают за киловатт в вашем районе.

Чтобы узнать среднюю цену за киловатт в вашем городе, посетите https://www.electricitylocal.com

Частота использования

В предыдущем примере обе системы использовались каждые 24 часа в сутки.Подумайте, как часто вы будете запускать свою систему. Просто по утрам? Когда ты вернешься домой с работы? Постоянно в зимние месяцы? Это потенциально может сыграть большую роль, чем цена на электроэнергию, поскольку использование упомянутой выше системы в Коннектикуте в течение 4 часа утра будет стоить 16,32 доллара в месяц. Если использование одной и той же системы в течение 4 часов утром и 6 часов после выхода с работы будет стоить 34,11 доллара в месяц. Вы можете спросить, «как я буду запускать мою систему с точными приращениями каждый день?».Здесь в игру вступают термостаты .

Размер номера

Если вы хотите, чтобы ваша электрическая система отопления не только обеспечивала комфорт пола, но и повышала температуру в комнате, то размер комнаты играет важную роль. Чем больше комната, тем дольше и жарче вам придется постелить маты, чтобы комната нагрелась, что приведет к большему потреблению электроэнергии.

Изоляция пола / Подложка

Установка правильной изоляции для вашей системы электрического отопления может повысить ее эффективность! Изоляция предотвратит потерю выделяемого тепла на нижний пол.Вместо этого тепло направляется вверх, сначала достигая ваших этажей, а затем переходит в комнату наверху. Без изоляции для вашего электрического обогревателя вы будете иметь более длительное время нагрева и более быстрое время охлаждения. В свою очередь, заставляет вас дольше использовать коврики, используя больше электроэнергии.

Высококачественная подложка с высоким значением R-Value может служить изоляцией. Таким образом, вам не придется отказываться от каких-либо преимуществ, которые может предоставить подстилка, и при этом получить изолирующий барьер.Мы предпочитаем подложку QuietWalk, потому что она обеспечивает основные качества подложки, такие как защита от влаги, поддержка сжатия и шумоподавление. И все это при сохранении R-Value 0,58.

Напольное покрытие

Наконец, тип пола, который вы выберете, повлияет на эффективность вашей системы электрического лучистого отопления. Плитка и камень — лучший способ выдерживать лучистое тепло. Это связано с их исключительной проводимостью. Они, как правило, быстро нагреваются, но при этом медленно остывают.Винил — следующий лучший вариант, потому что он быстро нагревается, но при этом также охлаждает. Напольные покрытия, которые негативно повлияют на систему отопления, — это древесина твердых пород и ковролин. Это плотные материалы, которые нагреваются намного медленнее, что снижает эффективность вашей работы. В частности, ковер будет действовать как изолятор и задерживать тепло под ним.

Расчет затрат на электроэнергию для отопления

У большинства производителей лучистого тепла есть калькулятор стоимости энергии для своей продукции.Вам нужно будет ввести квадратные метры отопления, которые вы планируете установить, стоимость киловатт-часа, которую взимает ваша электрическая компания, и количество времени в день, в течение которого вы будете запускать свою систему.

В качестве примеров в этой статье мы использовали калькулятор QuietWarmth от MP Global.

Пожалуйста, помните, что эти расчеты цен являются приблизительными и предназначены только для иллюстративных целей. Учитывая множество различных факторов, влияющих на обогрев конкретных участков, можно ожидать, что ваши затраты на отопление будут отличаться от наших.Убедитесь, что вы провели много исследований, прежде чем принимать решение об установке полов с подогревом в своем доме!

(PDF) Моделирование системы теплого пола, питаемой от теплового насоса

MUHAMMAD AKMAL et al: МОДЕЛИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ПОДПОЛЬНОГО ОТОПЛЕНИЯ …

DOI 10.5013 / IJSSST.a.17.35.28 28.1 ISSN: 1473-804x онлайн, 1473-8031 print

Моделирование и имитация системы теплого пола, питаемой от теплового насоса

Мухаммад Акмаль

Кафедра электротехники и вычислительной техники

Инженерный колледж

Университет Абу-Даби

Абу-Даби, ОАЭ

[email protected]

Брендан Фокс

Энергия, мощность и интеллектуальное управление

Школа электроники, электротехники и CS

Королевский университет Белфаста

Белфаст, Северная Ирландия, Великобритания

b.fox @ qub.ac.uk

Аннотация. В данной статье описывается тепловая мощность и тепловая инерция системы теплого пола, питаемой от теплового насоса.

Тепловая модель системы на основе MATLAB / SIMULINK была разработана и представлена ​​с подробными математическими

уравнениями.С этой целью экспериментальные результаты и фактические измерения используются для моделирования накопления энергии и температуры.

Параметры, используемые для модели: температура, мощность и потребление энергии, постоянная времени и режим реального времени. Следовательно, эту модель

можно использовать для поиска изменений температуры в здании, производства тепловой энергии, потребления электроэнергии, мгновенной мощности

, коэффициентов производительности в масштабе реального времени на основе различных стратегий управления, используемых для управления спросом.

Модель, разработанная в SIMULINK, учитывает эффект аккумулирования тепла в системе теплых полов, а также

тепловой массы самого здания. Для разработки этой модели были проведены расчеты теплопотерь. В статье также используются различные стратегии управления

для работы разработанной модели. Наконец, модель была обновлена, чтобы учесть влияние переменного коэффициента

на производительность теплового насоса, и представлены результаты, чтобы выделить текущую тепловую энергию, электрическую энергию, рабочий

COP и средний COP.

Ключевые слова — накопление энергии, тепловой насос, моделирование, тепловая инерция, тепловая модель, теплые полы

I. ВВЕДЕНИЕ

Система теплых полов с питанием от теплового насоса

в лаборатории возобновляемых источников энергии в Королевском университете

Белфаст (QUB) использовался в качестве экспериментальной установки.

Основная причина выбора системы теплого пола

заключается в том, что ее большая теплоемкость позволяет хранить более дешевую электроэнергию

в виде тепловой энергии.Его можно заряжать

в разных режимах зарядки, то есть, когда спрос низкий,

, когда ветрено или когда цена в реальном времени низкая. Тепловой накопитель

и постоянная времени позволяют выключить тепловой насос

на несколько часов, чтобы избежать пиковой нагрузки системы

периодов, периодов слабого ветра или периодов высоких цен. Накопитель

может также использоваться для обеспечения аварийного резерва для согласования спроса и предложения мощности

.

существенно не изменится во время разгрузки пола.

Преимущества систем теплых полов, снабжаемых

тепловыми насосами, по сравнению с традиционными системами отопления на основе радиаторов

— это большая площадь излучения тепла и низкая рабочая температура воды

. Преимущество в том, что

большая часть тепла извлекается из внешнего воздуха или земли

вместо использования источника топлива.Полы с подогревом обеспечивают равномерную температуру

по полу, в отличие от концентрированных обогревателей

. Эффективность теплых полов составляет

, что также лучше, чем у радиаторных обогревателей, поскольку с крыши отводится на

меньше тепла [1]. Для теплого пола требуется вода с низкой температурой

(от 35 ° C до 45 ° C) по сравнению с радиаторами

(60 ° C и выше). Первый — это диапазон, в котором тепловые насосы

имеют более высокий КПД.Следовательно, теплый пол

с тепловыми насосами является подходящей комбинацией [2].

Комфортные полы с подогревом от тепловых насосов становятся все более популярными.

становится все более популярным, а технология

становится экономически жизнеспособной из-за недавних разработок и конкуренции

. В дополнение к сокращению выбросов, тепловые насосы

можно рассматривать как второстепенную нагрузку, которая может быть отключена

в аварийных условиях пониженной частоты

[3].Установка около 12000 единиц в Республике Ирландия

, с дальнейшими установками в рамках рассмотрения

, побудила исследовательскую работу по использованию возможностей аккумулирования теплового насоса

, а также обеспечения гибкости нагрузки

для облегчения сильного ветра. проникновение [4]. Возможность хранения

тепловых нагрузок, позволяя заряжать их

в периоды сильного ветра и отключать

во время затишья, может активно участвовать в DSM

и в конечном итоге использоваться для управления изменчивостью ветра.В

в дополнение к поддержке работы системы DSM также может играть важную роль в управлении изменчивостью ветра [5-7].

Климатические условия Великобритании и Ирландии идеальны для использования

помещений и нагрева воды с помощью тепловых насосов, так как

имеют более высокий коэффициент полезного действия. Использование тепловых насосов

дополнительно экономит топливо и снижает нежелательные выбросы.

Экспериментальные результаты показывают, что подходящее управление гибкими нагрузками

может использоваться для обеспечения DSM, а также аварийного

резерва, который, как показано, быстрее, чем вращающийся резерв

из поколения [5].Результаты моделирования показывают, что DSM, в

форме тепловых насосов, может позволить изменить форму спроса

, понизить режим линейного изменения традиционной генерации на

и увеличить нагрузку на резерв.

Для типичного теплового насоса рабочий цикл показан на

Рис.