Популярные способы расчета мощности теплых полов

Расчет мощности теплого водяного пола

Перед расчётом тёплого водяного пола следует обратить внимание на следующие параметры:

• площадь помещения;
• характеристики помещения (желаемая температура, материал стен, конструкция окон);
• вид напольного покрытия, то есть из чего будет сделан пол. Так, при покрытии пола из цельной доски, требуется более высокая степень обогрева помещения.
• мощность котла, насоса, диаметр труб.

Расчёт тёплого водяного пола включает в себя несколько этапов.

1. Необходимо нарисовать план помещения на листе бумаги, лучше на миллиметровой, задав масштаб. В плане должны быть отображены расположения окон и дверей.
2. Расчёт шага труб (определённого промежутка между трубами при укладке), их расположения и диаметра.

неравномерноне должна быть выше 30 градусов.

Контур труб при укладывании должен быть в пределах 80−90 метров. Чем длиннее труба, тем больше гидравлическое сопротивление. При увеличении длины трубы и большом количестве поворотов сопротивление будет возрастать. Площадь обогрева не должна превышать 20 м². Если помещение имеет большую площадь, то тогда его надо разделить пополам и сделать два контура, или разделить на три и более контуров. Когда известно количество контуров, то тогда покупается коллектор с определённым количеством отводов. Лучший вариант — это коллектор с регулировочными клапанами, которые помогают изменять температуру, а значит регулировать подачу теплоносителя в каждый контур.

Величина гидравлического сопротивления должна быть одинакова в каждом контуре, который подключен к распределительному коллектору. Для разных помещений (балкон, веранда) необходимы независимые контуры. Эти помещения должны отапливаться отдельно, потому что на их обогрев уходит много тепла.

От шага труб зависит равномерное распределение тепла и необходимая длина труб. Средний расход труб составляет 5 погонных метров на 1 м² площади помещения, если расстояние между витками 20−30 см. То есть нужно около 100 м трубы для помещения площадью 20 м².

Чтобы достигнуть теплоотдачи в 50 Вт на квадратный метр, шаг труб с теплоносителем должен быть 30 см.Когда теплоотдача повышается до 80 Вт, тогда шаг должен уменьшаться до 20 см. Если повышаются размеры промежутков между трубами, то в таком случае рекомендуется повышать температуру теплоносителя

При размещении труб отопления тёплого водяного пола на плане не стоит забывать про основные места тепловых потерь, которыми являются окна и двери. Труба, отходящая от стояка, должна проходить вдоль окна. Расстояние от труб до стен должно составлять 20−25 см, но не меньше 8−10 см. Расстояние между трубами зависит от диаметра труб. По чертежу и контуру труб рассчитывается количество труб, необходимое для укладки. Дополнительно надо добавить два метра для подводки трубы к стояку.

Как подсчитать расход электроэнергии

Чтобы самостоятельно определить, сколько энергии потребляет электрический теплый пол, необходимо воспользоваться следующей формулой:

W=S*P*0,4, где

S – площадь помещения;

Р — мощность системы;

0,4 — коэффициент, учитывающий, сколько поверхности пола в комнате застелено кабелем/пленкой. Другими словами,  0,4*S — полезная площадь обогрева. 

Допустим, к примеру, нам нужно рассчитать расход электроэнергии электрического теплого пола мощностью 150 Вт/м2 в гостиной, площадью 25 м2.

Тогда, наша формула примет следующий вид:

W=25*150*0,4=1500 Вт, что означает потребление 1,5 кВт в час.

Значит, нам известно почасовое потребление известно, но это еще, далеко, не все.

Как правило, система подогрева работает 8-9 часов в сутки, когда все жители находятся дома. Итого, в день затраты электроэнергии будут примерно 12-13,5 киловатт. Получается, что месячный расход электроэнергии «теплого пола» составит около 360-400 кВт.

 Примем, во внимание, что приведенные расчеты – очень грубые, и фактический расход в 2 раза меньше. Связано это с тем, что следует установить терморегуляторы, которые экономят электроэнергию, примерно, на 40 %. . Далее, умножаем мощность, которую расходует система в месяц на стоимость одного киловатта энергии на момент расчета

Итого, получиться готовое энергопотребление системы, на основании которого можно делать анализ, выгодно такое отопление или нет

Далее, умножаем мощность, которую расходует система в месяц на стоимость одного киловатта энергии на момент расчета. Итого, получиться готовое энергопотребление системы, на основании которого можно делать анализ, выгодно такое отопление или нет.

Формула расчета довольно простая. По данной технологии можно запросто подсчитать энергопотребление теплого пола в любой комнате: спальне, кухне, ванной и даже на балконе, главное — иметь под рукой калькулятор!

Мы увидели, сколько электроэнергии потребляет теплый пол. Если произвести расчет для всех комнат, то выйдет приличная сумма «за свет». Конечно же, при оплате первой же квитанции, вы задумаетесь, как можно сократить затраты и сделать систему отопления экономичной.

Однако, мы приведем несколько советов,  которые позволят заметно снизить потребление электричества теплым полом в доме:

1. Позаботьтесь о качественном утеплении дома. Экспериментальным путем было определено, что хорошая теплоизоляция сокращает расход электроэнергии на 35-40%.

2. Обязательно установите терморегулятор на стену в самой холодной точке комнаты. Таким образом, отопление будет включаться при понижении температуры ниже установленной, и, наоборот, выключаться при достаточном нагреве помещения. Регуляторы температуры, как мы уже говорили, позволяют сократить до 40% потребляемого электричества.

3. Установите в доме многотарифный счетчик электроэнергии, при котором тариф на электричество в ночное время меньше в 1,5-2 раза (в зависимости от региона). Все равно, электрический теплый пол будет работать при Вашем присутствии, а это как раз в вечернее время, когда Вы приходите с работы. Так зачем платить больше? 

4. Осуществляйте укладку материала только по полезной площади. Не стоит производить монтаж под мебелью и бытовой техникой, это не целесообразно с точки зрения сокращения расхода и к тому же запрещается самими производителями нагревательных материалов.

5. Можете немного пожертвовать отоплением, понизив температуру в помещении всего лишь на 1 градус. Незначительное пожертвование позволяет сократить расход электроэнергии электрического теплого пола на целых 5%!

Смотрим видео-ролик на эту тему:

Расчет тепловых потерь

Обычно системы теплого пола оснований не выступают в качестве единственного источника обогрева помещений, однако некоторые именно так и планируют отапливать дом

Но перед принятием этого инженерного решения важно убедиться, можно ли вообще конкретное помещение обогреть только таким образом

Электрический теплый пол

Если в период использования системы потери тепла не превышают 100 Вт/м2, то системы подогрева полов будет вполне достаточно для прогрева комнаты. Однако произвести расчеты, чтобы получить нужные данные, самостоятельно довольно сложно, так как используются сложные формулы. Так что рекомендуется воспользоваться онлайн-калькулятором расчета тепловых потерь помещения. В случае если потери тепла выходят больше 100 Вт/м2, то теплоизоляцию помещения нужно улучшать либо обустраивать дополнительную систему обогрева.

Подсчет потребления электрического пола

Отопление ЭТП эффективно, но слишком высокое потребление энергии делает его нерентабельным. Рассчитывают расходы, учитывая режим работы и тип напольного обогревателя, иначе данные будут недостоверными.

Чтобы рассчитать примерное энергопотребление системы обогрева необходимо начать с определения общей мощности теплого пола, установленного в помещении (Робщ):

Робщ = Sоб * Рmax;

где:Sоб – обогреваемая площадь помещения, свободная от мебели;Рmax – максимальная мощность теплого пола на 1 м2.

Общая мощность (Робщ) изначально уже указывается производителем (например, мощность нагревательного мата Thermo TVK-130 составляет 130 Вт/м2).

Пример:

Площадь помещения 10 м2, нагревательный мат DEVI установлен на 6 м2. Максимальная мощность (Рmax), установленного теплого пола 150 Вт/м2.

Робщ = Sоб * Рmax = 6 м2 * 150 Вт/м2 = 900 Вт

Вид используемого терморегулятора

Мощность теплого пола, расходуемая в течении дня (Рд), зависит от вида терморегулятора :

• с механическим термостатом теплый пол в среднем работает 12 часов в день;
• с программируемым в среднем 6 часов в день, благодаря многочисленным режимам по контролю работы теплого пола.

Рд = t * Pобщ;

где:t – время работы теплого пола в день.

Пример (для теплого пола):

Нагревательный мат DEVI, установленный в помещении, обладает общей мощностью (Робщ) 900 Вт.

1) с механическим терморегулятором:

Рд = t * Pобщ = 12 ч * 900 Вт = 10 800 Вт = 10,8 кВт

2) с программируемым терморегулятором:

Рд = t * Pобщ = 6 ч * 900 Вт = 5 400 Вт = 5,4 кВт

Для оценки полученного результата необходимо провести сравнение данных теплого пола с энергопотреблением среднестатистического конвектора. Для подобных обогревательных приборов существуют только непрограммируемые терморегуляторы, обладающие функцией включения/отключения.

Пример (для конвектора):

В помещении установлен конвектор мощностью 1 500 Вт. Прибор находится во включенном состоянии в среднем 12 часов в день.

Рд = t * Pобщ = 12 ч * 1 500 Вт = 18 000 Вт = 18 кВт

Полученный результат на 8 кВт больше мощности расходуемой теплым полом с механическим терморегулятором и на 12,6 кВт больше показателя с программируемым терморегулятором.

Определим стоимость работы теплого пола в месяц.

Примерная стоимость 1 кВт в России – 3 руб. Среднее взятое количество дней в месяце – 30. Таким образом:

Стоимость работы теплого пола в месяц = Рд * 30 дней * 3 руб

Пример (для теплого пола):

1) Теплый пол с механическим терморегулятором:Мощность, расходуемая нагревательным матом DEVI, установленным в помещении, достигает 10,8 кВт.

Стоимость работы т.п. в мес. = Рд * 30 дней * 3 руб = 10,8 кВт * 30 дней * 3 руб = 972 руб

2) Теплый пол с программируемым терморегулятором:Мощность теплого пола составляет 4,68 кВт.

Стоимость работы т.п. в мес. = Рд* 30 дней * 3 руб = 5,4 кВт * 30 дней * 3 руб = 486 руб

Пример (для конвектора):

Мощность, расходуемая конвектором в день, достигает 18 кВт.

Стоимость работы конвектора в мес. = Рд* 30 дней * 3 руб = 18 кВт * 30 дней * 3 руб = 1 620 руб

Очевидно, что для достижения комфортной температуры в помещении, теплый пол работает эффективнее конвекторов. Являясь теплоаккумулирующей системой, теплый пол даже в выключенном состоянии сохраняет тепло (особенно в случае с толстой стяжкой).

Пример расчета

Рассмотрим, как рассчитать мощность инженерной системы, которую нужно установить на кухне квартиры, находящейся на первом этаже пятиэтажного дома.

Допустим, площадь кухни составляет 20 м2 (ширина и длина помещения соответственно 4 и 5 м). Электрический теплый пол будет выступать в качестве основного источника тепла.

В первую очередь необходимо на бумаге сделать схему расположения мебели. Согласно схеме необходимо подсчитать, какую площадь будет занимать кухонная мебель и техника, которая является тяжеловесной. Стандартный холодильник занимает приблизительно 0.4 м2. Что касается кухонной мебели, которая имеет, как правило, ширину 60 см, то для подсчета ее площади необходимо ширину умножить на длину. Получаем: 0.6*5=3 м2.

Также следует принять во внимание тот факт, что инженерную систему нельзя укладывать впритык к стенам. Должен быть зазор как минимум в 5 см, а лучше оставить свободными 7-8 см. Получается, что под отступы уйдет где-то 0.8 м2

Получается, что под отступы уйдет где-то 0.8 м2.

В итоге этих несложных математических подсчетов мы определили, что площадь, на которую может быть уложен нагревательный элемент, составляет порядка 15 м2.

Теперь можно делать расчет данного параметра. Для этого площадь, которая составляет 15 м2 умножаем на 180 Вт. Основной источник тепла должен иметь 2700 Вт. Соответственно, следует приобрести кабель, мощность которого не ниже 2.5 кВт.

Если инженерная система будет выступать в качестве дополнительного источника, то достаточно будет приобрести кабель, мощность которого 2 кВт (15м2*140 Вт). По аналогии можно рассчитать необходимую мощность инженерной системы для каждого помещения.

Что такое водяной теплый пол?

   Теплый водяной пол – это система труб, спрятанных под стяжкой, по которым циркулирует вода определенной температуры около +45°С. На сегодняшний день, это самая востребованная технология для отопления частных домов. Благодаря циркулированию воды внутри системы, обогрев получается равномерным и комфортным, в отличии от радиаторных распределителей тепла. Простота конструкции, независимость от сезонного отопления, скачки температуры и давления являются еще одним большим плюсом данной технологии. Отапливается такая система в основном с помощью газового котла. Но без проблем взаимодействует и с другими видами котлов.

Теплые полы монтируются из полиэтиленовых или металлопластиковых труб. Эти материалы достаточно гибкие и хорошо проводят тепло. За регулирование температуры в такой системе отвечают насос, коллектор и смеситель термостатического вида.

Преимущества водяного теплого пола:

• совместимость со многими видами напольного покрытия – вы можете выбрать любое нужное вам покрытие, не беспокоясь о том, что система отопления повредит его;
• экономия тепла – система производит обогрев снизу, благодаря этому весь холодный воздух поднимается вверх, что позволяет обогревать помещение без использования прочих источников тепла;
• сезонные опции – в холодное время года, система выступает в роли отопительной конструкции, а в летнее время способна охлаждать помещение.

• Дороже радиаторной системы. При устройстве дома теплым полом готовьтесь к повышенным тратам, которые не особо себя окупят, но при этом принесут много приятного в плане отопления.
• Не везде справляется с прогревом. В большинстве случаев теплый пол проходит в качестве основного отопления, но есть помещения, где требуется дополнительный прибор отопления. Для выяснения этого факта и нужно делать расчет теплого пола.
• Запрет на использование в многоквартирных домах. Но касается он в основном России. В других странах ограничений нет.

Данная технология более уместна на территории частного дома, нежели квартиры. Монтаж системы желательно доверить мастерам, так как есть вероятность образования протечек, которые проявляются не сразу. Некачественная сборка может доставить массу хлопот и нанести серьезный урон имуществу.

Параметры для расчета теплового контура

На стадии проектирования необходимо решить ряд вопросов, определяющих конструктивные особенности теплого пола и режим эксплуатации – подобрать толщину стяжки, насос и другое необходимое оборудование.

Технические аспекты организации отопительной ветки во многом зависят от ее назначения. Помимо назначения, для точного расчета метража водяного контура понадобится ряд показателей: площадь покрытия, плотность теплового потока, температура теплоносителя, вид напольного покрытия.

Площадь покрытия трубами

При определении габаритов основания под укладку труб в учет берется пространство, не загроможденное крупной техникой и встроенной мебелью. Необходимо заранее продумать компоновку предметов в помещении.

Если водяной пол используется как основной поставщик тепла, то его мощности должно хватать для возмещения 100% тепловых потерь. Если змеевик – дополнение к радиаторной системе, то он обязан покрывать 30-60% издержек теплоэнергии помещения

Тепловой поток и температура теплоносителя

Плотность теплового потока – это расчетный показатель, характеризующий оптимальное количество теплоэнергии для отопления комнаты. Величина зависит от ряда факторов: теплопроводности стен, перекрытий, площади остекления, наличия утепления и интенсивности воздухообмена. Исходя из теплового потока, определяется шаг укладки петли.

Максимальный показатель температуры теплоносителя – 60 °С. Однако толщина стяжки и напольное покрытие сбивают температуру – по факту на поверхности пола наблюдается около 30-35 °С. Разница между термопоказателями на входе и выходе контура не должна превышать 5 °С.

Вид напольного покрытия

Финишная отделка влияет на эффективность системы. Оптимальная теплопроводность у кафеля и керамогранита – поверхность быстро нагревается. Хороший показатель КПД водяного контура при использовании ламината и линолеума без теплоизоляционной прослойки. Наименьшая теплопроводность у деревянного покрытия.

Степень теплоотдачи зависит и от материала заливки. Максимально эффективна система при использовании тяжелого бетона с природным заполнителем, например, морской галькой мелкой фракции.

Цементно-песчаный раствор обеспечивает средний уровень теплоотдачи при разогреве теплоносителя до 45 °С . КПД контура существенно падает при устройстве полусухой стяжки

При расчете труб для теплого пола следует учесть установленные нормы температурного режима покрытия:

• 29 °С – жилая комната;
• 33 °С – помещения повышенной влажности;
• 35 °С – проходные зоны и пояса холода – участки вдоль торцевых стен.

Немаловажное значение для определения плотности укладки водяного контура отыграют климатические особенности региона. При расчете теплопотерь надо учитывать минимальную температуру зимой

Как показывает практика, сократить нагрузку поможет предварительное утепление всего дома. Есть смысл сначала теплоизолировать помещение, а после приступать к расчету теплопотерь и параметров трубного контура.

Советы

Что дешевле?

Если использовать инфракрасный пол как основной источник отопления, то потребуется в два раза больше электроэнергии, чем для кабельного обогрева. Поэтому пленочный пол практически не применяют как основной источник тепла.

После отключения питания толстая стяжка над кабельным электрическим полом может обогревать комнату за счет внутреннего тепла в течение нескольких часов. Инфракрасный пол остынет за несколько минут.

Что долговечнее?

Теплые полы и электрические комплектующие как выбрать вариант на долгие годы? Срок службы пленочных и кабельных теплых полов примерно одинаковый. В первую очередь он зависит от качества монтажа. Если полы были уложены на неровное, рваное основание, то со временем нагревательные элементы перетрутся, система выйдет из строя.

Скачки напряжения негативно сказываются на сроке службы электрических компонентов. Чем не стабильнее сеть, тем раньше они могут выйти из строя. Проблему можно решить установкой стационарных стабилизаторов напряжения.

Что надежнее?

Инфракрасный пол прочнее. Он более устойчив к разрушениям от механического воздействия. При выходе из строя кабельного пола потребуется замена всей системы обогрева. У инфракрасного пола надо поменять только одну неисправную секцию.

Правильный монтаж полового покрытия гарантирует долгий срок эксплуатации

Номинальный и реальный расход энергии электрического теплого пола

Основные виды электрических полов

Чтобы определиться с электропотреблением теплого пола, следует рассмотреть базовую мощность каждого вида материала, используемого при монтаже. Наиболее распространены следующие виды:

• пленочное инфракрасное покрытие;
• греющий кабель;
• термомат.

Классификация теплых электрических полов

Для тонкого напольного покрытия, например, ламината или линолеума, чаще всего используются пленочные системы обогрева. Для плитки и прочих твердых материалов – кабель или маты. Пленочное покрытие больше всего потребляет электричества, греющий кабель – самый экономичный. Термоматы в основе имеют инфракрасную пеленку, поэтому показатели потребления энергии у них схожи с пленочными.

Базовая мощность нагревательных приборов

Потребление электричества каждой системой нагрева зависит от набора характеристик:

• толщины материала;
• мощности приборов на 1 кв. метр;
• максимальной температуры нагрева.

Таблица теплопотребления теплых полов в помещениях

Эти данные производитель обязан указывать на заводской упаковке материала, как и номинальную величину потребляемой энергии.

Таблица электропотребления некоторых моделей греющих элементов на 1 кв. метр:

Кабель имеет небольшую мощность, но его располагают в несколько витков на 1 кв. метр, таким образом, чтобы суммарная мощность теплого пола составила – 130–150 Вт на квадратный метр – это средний показатель.

Расчет мощности для теплых полов

Факторы, влияющие на электропотребление

Совокупные затраты на системы отопления теплыми полами

Но есть и другие факторы, способные снизить или увеличить потребление электричества, к ним относятся:

• уровень теплоизоляции стен в помещении — чем он выше, тем меньшим будет потребление энергии;
• температура воздуха на улице – в холодное время года электрический пол будет работать намного больше;

Расчет энергопотребления

Для того, чтобы рассчитать какое количество электричества будет потреблять теплый пол, есть несколько подходов:

Расчет номинального потребления: в комнате площадью 14 м 2 нагревательные элементы будут занимать 10 м 2 . Чтобы рассчитать потребление электричества, нужно площадь покрытия умножить на мощность.

Потребление электроэнергии инфракрасными теплыми полами

Предположим, что используется термомат мощностью 130 Вт на 1 метр², тогда 10*130 = 1300 Вт или 1,3 кВт/ч – это номинальный расход. Далее, предполагаем, что в сутки пол включен 8 часов, тогда в день получается – 8*1,3 = 10,4, а в месяц – 10,4*30 = 312 кВт.

Средняя стоимость 1 кВт в России – 2,5 рубля, поэтому расходы на эксплуатацию теплого пола составят 780 рублей. Этот метод дает возможность рассчитать максимальную величину энергопотребления, без учета использования терморегулятора и прочих факторов, влияющих на потребление.

Технология расчета затрат с использованием коэффициента.

Для подсчета применяется формула: W=S*P*k, где:

График нагрева и потребления электроэнегрии инфракрасным теплым полом

S – площадь комнаты;

P – мощность нагревательного элемента;

k – коэффициент полезной площади обогрева, по общепринятым стандартам он равен 0,4.

Комната площадью 20 м 2 , используется термомат, мощностью 130 Вт на 1 метр², тогда формула будет иметь следующий вид:

W= 20*130*0,4 = 1040 Вт (1,04 кВт).

Далее, рассчитываем расход электричества в день: 8 часов *1,04 кВт = 8,32, в месяце – 12*30 = 249,60 кВт. Стоимость затрат – 249,60*2,5 = 624 рублей.

Потребление электроэнергии инфракрасной пленки

Насколько отличаются реальные показатели энергопотребления от номинальных?

Конечно, реальный расход будет сильно отличаться от номинальных показателей, поскольку часто бывает, что целый день в доме никого нет и пол включать нет смысла, поэтому реально он будет работать лишь 5 часов. Потребностей в ежедневном нагреве также не возникнет, особенно теплой осенью, поздней весной и летом, поэтому рассчитанные показатели будут примерно в два раза ниже.

Правильная установка электрического теплого пола

Есть еще и способы значительно снизить электропотребление, например, использовать терморегулятор. Хороший прибор будет экономить до 30% номинальной величины энергопотребления. На практике получается так, что электрический пол нагревается до заданной температуры за 5 минут, затем остывает 10 минут и снова включается. В час нагревательный элемент работает лишь 20 минут. Если вся система включена 9 ч. в сутки, из них электричество потребляется только 3 ч., следовательно затраты будут выглядеть следующим образом:

W= 20*130*0,4 = 1040 Вт/ч (1,04 кВт);

1,5*3 = 3,12 – в сутки;

3,12*30 = 93,60 – в месяц;

93,60*2,5 = 234 рубля.

Есть еще несколько способов снизить расход энергопотребления: