El dispositivo para calentar el piso de un apartamento o una casa privada comienza con los cálculos. Las tuberías o los cables calefactores deben seleccionarse correctamente de acuerdo con la salida de calor específica y colocarse en un determinado paso. La práctica muestra: no puede confiar completamente en la experiencia de los constructores contratados, es mejor desarrollar un esquema de colocación usted mismo. En las instrucciones adicionales se describe cómo calcular la calefacción de piso eléctrica y de agua por métodos disponibles.
Descubrimos la potencia térmica requerida.
Para calcular todos los parámetros del futuro piso cálido (agua o electricidad), debe determinar cuántos vatios de calor se aplicarán para calentar una habitación en particular. Sugerimos calcular la potencia de calefacción requerida de la manera más simple: por área o volumen de la habitación.
Propina. La instalación de circuitos de calefacción de piso no es barata. El precio del trabajo, teniendo en cuenta los materiales y componentes, oscila entre 5 y 8 años. e. por metro cuadrado (sin instalar y conectar la caldera). Si planea contratar a un equipo de artesanos y no tiene un proyecto de sistema de calefacción, requiera que se completen todos los cálculos de los artistas, luego compare los resultados.
Como ejemplo, utilizamos el diseño de una pequeña casa de un piso de 100 m² (según la medición externa), que se muestra en el dibujo. Tenga en cuenta que las habitaciones de esquina con aberturas de luz y paredes externas perderán mucho más calor en invierno que las habitaciones internas: un pasillo, un baño y un pasillo. El matiz se tiene en cuenta en la metodología propuesta:
- Al medir y multiplicar las longitudes, descubra la cuadratura de cada habitación.
- Las áreas de las habitaciones con una pared exterior y una abertura de luz se multiplican por 0.1 kW. Esta categoría también incluye las instalaciones centrales (en el ejemplo: un hall de entrada, una bañera y un pasillo).
- Para calentar habitaciones ubicadas en las esquinas del edificio, deberá asignar más energía térmica. El cuadrado de la habitación con dos paredes externas y una ventana debe multiplicarse por 0,12 kW (cocina y niños).
- Si hay 2 o más aberturas de ventanas en la habitación de la esquina, el área se multiplica por 0,13 kW (la sala de estar y el dormitorio están en el diseño).
Los resultados del cálculo son la disipación de calor requerida de los circuitos de calefacción o radiadores en kilovatios por separado para cada habitación. Con los números recibidos, puede pasar a la siguiente etapa del cálculo.
Nota. Los valores indicados son válidos para la zona media de la Federación de Rusia y la República de Bielorrusia. Para las viviendas ubicadas en el sur, los valores de la energía térmica deben multiplicarse por un factor de 0.7. En las regiones del norte, se aplica un factor ascendente de 1.5–2 a los resultados.
La técnica anterior no es adecuada para habitaciones con techos de 3 metros o más. En tales casos, la cantidad de calor requerida se calcula por el volumen de las instalaciones, multiplicado por 35, 40 o 45 vatios, dependiendo de la ubicación dentro del edificio. El cálculo de la carga en el sistema de calefacción se describe en detalle en un artículo separado.
Cálculo de circuitos de calentamiento de agua.
Después de descubrir qué potencia del flujo de calor se requiere para producir un piso cálido en cada habitación, calcule sus parámetros principales en el siguiente orden:
- Determine la velocidad de flujo del refrigerante que proporciona la transferencia de calor necesaria a los circuitos. Descubra y ajuste la temperatura de la superficie del piso.
- Calcule el tono de los bucles y la temperatura del refrigerante en las líneas de suministro y retorno.
- Averigüe la longitud de la tubería en el circuito.
Antes de hacer más cálculos, queremos advertir contra el uso de calefacción por suelo radiante como el principal y único sistema de calefacción. Según muchos expertos, incluido Vladimir Sukhorukov, la calefacción por suelo radiante debería funcionar junto con las baterías convencionales por los siguientes motivos:
- los circuitos de agua calientan una buena masa de solera de hormigón y, por lo tanto, son bastante inertes y reaccionan lentamente a los cambios en la temperatura del refrigerante;
- los radiadores se prestan bien al ajuste manual y automático, responden rápidamente a las temperaturas en aumento o en descenso
- Para calentar el volumen de la habitación sin baterías, las tuberías deben calentar la superficie a 28–33 ° C, creando una sensación de congestión en la habitación;
- en consecuencia, el portador de calor deberá calentarse a 50–55 ° С; el horario de temperatura económico de los pisos de agua es de 45–35 ° С.
De ahí la recomendación. Los pisos cálidos deben calcularse para la temperatura superficial más cómoda de +26 ° C y, además, montar una red de radiadores que pueda funcionar de forma independiente, por separado de la calefacción por suelo radiante. Calentará el aire a la temperatura deseada y lo mantendrá en modo automático.
Si decide no instalar baterías de calefacción por convección debido a un aumento en el costo de la construcción, aún puede usar el cálculo a continuación para averiguar el metraje de los circuitos, el diámetro y el paso de tendido de las tuberías. Explicaciones de nuestro experto sobre la instalación de radiadores:
Flujo de refrigerante y temperatura de recubrimiento
El método de cálculo propuesto se basa en un método gráfico de solución. Pero el volumen de agua que pasa a través del circuito durante 1 hora, necesita conocer la configuración correcta de los medidores de flujo del colector de distribución, el cálculo hidráulico y la selección de la bomba de circulación para la productividad.
El consumo de agua de calefacción se calcula mediante la fórmula:
Explicación de los símbolos:
- G - el valor deseado del flujo, unidades - kg / h;
- Q - energía térmica gastada en calentar las instalaciones (calculada en la sección anterior), W;
- Δt es la diferencia de temperatura entre el portador de calor en las ramas de suministro y retorno, para un piso de calefacción generalmente se toma igual a 10 ° С.
Ejemplo. Para calentar una sala de estar con un área de 15.75 m², necesitará 15.75 x 130 = 2048 W de calor. La velocidad de flujo por hora de agua calentada será G = 0.86 x 2048/10 = 176.13 kg / h.
Para conocer la temperatura de la superficie de los pisos, es necesario conocer el tipo de revestimiento, ya que las baldosas, el linóleo y el parquet de madera (laminado) transmiten el flujo de calor de diferentes maneras. Supongamos que, en la sala antes mencionada, se planea colocar linóleo, luego pasamos al nomograma, donde se reflejan dichos parámetros:
- la diferencia entre la temperatura promedio del refrigerante y el aire en la sala de estar;
- transferencia de calor específica de 1 m² de pisos;
- la temperatura superficial correspondiente;
- gráficos para el paso del diseño de la tubería de 10 a 35 cm.
Para determinar el grado de calentamiento del recubrimiento, seleccione el nomograma compilado para linóleo. Observamos la transferencia de calor específica: en la sala de estar es más de 120 W / m², que corresponde a una temperatura de 31 ° C. Anteriormente, acordamos que este indicador es demasiado grande y tiene en cuenta el valor óptimo: 26 ° C. Entonces la potencia térmica específica q será de 68 W / m².
La falta de calor recuperado por los radiadores es fácil de calcular. En nuestro ejemplo, multiplicamos el valor q encontrado por el área de la sala de estar, restamos la cifra resultante del indicador de potencia previamente calculado: 2048 W - 68 W / m² x 15.75 m² = 977 W.
En consecuencia, la cantidad de refrigerante consumida por el sistema de piso cambiará. El consumo disminuirá a 0.86 x 1071/10 = 92.1 kg / h.
Nota. Se realizan planificaciones similares para otros tipos de recubrimientos: baldosas de gres porcelánico, laminado y pisos gruesos, se proporcionan nomogramas en todo el artículo. Los cálculos de calefacción de piso dispuestos en pisos de madera con el método "seco" se llevan a cabo de acuerdo con los cronogramas para las baldosas cerámicas.
Colocación y temperatura del agua
Para la calefacción de pisos de casas y apartamentos privados, se acostumbra colocar tuberías de metal-plástico o polietileno reticulado con un diámetro de 16 x 2 mm (DN10). Los nomogramas anteriores están diseñados específicamente para estos materiales poliméricos.
La elección del paso de diseño se realizará utilizando el ejemplo de una sala de estar de una casa de un piso:
- Usando el mismo nomograma compilado para el revestimiento sintético (linóleo), seleccionamos un gráfico con un intervalo de 15 cm.
- Desde el punto de intersección del gráfico con la línea verde, bajamos a la escala de diferencias de temperatura, obtenemos tp = 19 ° C.
- Encontramos el valor de la temperatura promedio del refrigerante tav por la fórmula:
Aquí la designación tv muestra la temperatura del aire deseada en la sala de estar, tomada a +22 ° C. Consideramos tav: 19 + 22 = 41 ° C. Sabiendo que la diferencia de temperatura entre el suministro y el retorno Δt es de 10 grados, es fácil encontrar el gráfico de temperatura: 41 ± 5 = 46/36 ° С.
Tenga en cuenta: si toma un intervalo mayor entre las tuberías de calefacción (por ejemplo, 20 cm), entonces el portador de calor deberá calentarse más fuertemente. Es necesario mantener 48 ° С en la línea de suministro, 38 ° С en la línea de retorno.
El cálculo del gráfico de temperatura ayudará a seleccionar correctamente la válvula mezcladora de tres vías, que debe instalarse en el colector de un piso calentado por agua. Al enfriar el agua de retorno de los circuitos a 36 grados, mezclará el portador de calor caliente de la caldera de gas (u otra). Al alcanzar los 46 ° C, la válvula cerrará el suministro y la bomba hará que el agua gire a lo largo de los circuitos hasta que se enfríe nuevamente.
Longitud del tubo y resultados finales
Denotando el intervalo de colocación del bucle con la letra latina b y convirtiendo unidades a metros, calcule la longitud de la tubería usando la fórmula:
La letra F indica el área de la habitación en metros cuadrados. La longitud de la tubería en la sala de nuestro ejemplo será L = 15.75 m² / 0.15 m = 105 m. Aquí nos encontramos con el siguiente problema: para que el monolito de concreto se caliente uniformemente, la longitud del circuito no debe exceder los 100 my la resistencia hidráulica debe ser de 20 kPa. Se requiere colocar 105 m en la sala de estar más la longitud de las conexiones para conectar el circuito de calefacción al peine.
Un punto importante Antes de realizar los cálculos, dibuje un diagrama con el plano de la casa y tome el lugar del gabinete con el recolector. En el dibujo, el peine está en el pasillo: la distancia a todas las habitaciones es aproximadamente la misma.
Cómo resolver el problema con una gran longitud de tubería:
- Divida el área de la sala de estar en 2 circuitos de calefacción del mismo tamaño.
- La longitud de una tubería debe determinarse teniendo en cuenta la conexión al colector - (105 + 5) / 2 = 55 m.
- Haga una costura de deformación entre los dos monolitos, permitiendo que las placas se expandan por el calentamiento sin destruirse entre sí.
Para llenar correctamente 2 placas con una costura de deformación, estudie cuidadosamente el diagrama presentado. La base y el calentamiento con espuma de plástico para monolitos son comunes, solo se separa la parte superior del "pastel": una regla con tuberías en el interior.
Propina. Si la longitud de los circuitos no supera los 60 metros, en lugar de una bomba adicional y una válvula de tres vías, se recomienda colocar cabezales térmicos RTL en el peine de calefacción por suelo radiante. El elemento restringe el flujo de retorno hasta que la temperatura del refrigerante alcanza la temperatura calculada (en este ejemplo, 36 ° C).
Queda por calcular los parámetros de los contornos del piso en las habitaciones restantes de una casa de un piso. Supongamos que el dormitorio y la guardería están cubiertos con un laminado, la cocina con azulejos de cerámica. Usando nomogramas para los recubrimientos indicados, realizamos cálculos, los resultados se ingresan en la tabla general.
Nota. La temperatura del piso en el vivero está limitada a 24 ° C de acuerdo con los requisitos de las normas sanitarias. La metodología de cálculo propuesta se publica en el libro de V.V. Pokotilov "Sistemas de calentamiento de agua", publicado en 2008.
Características de los sistemas de pisos eléctricos.
La tecnología para la preparación y disposición de los elementos calefactores eléctricos difiere de la disposición de los circuitos de agua y depende del tipo de elementos calefactores seleccionados:
- los cables resistivos, las varillas de carbón y las esteras para cables pueden colocarse "secos" (directamente debajo de la cubierta) y "húmedos" (debajo de la regla o adhesivo para losetas);
- Las películas infrarrojas de carbono que se muestran en la foto se utilizan mejor como sustrato para el recubrimiento sin llenar la regla, aunque algunos fabricantes permiten colocar debajo de la loseta.
Para referencia. Los sistemas de varillas autorregulables son elementos de calentamiento de carbono conectados en paralelo por dos conductores. En caso de que se queme una varilla, los elementos restantes aumentarán la potencia de calentamiento y continuarán calentando la habitación.
3 características son inherentes a los elementos de calefacción eléctrica:
- transferencia de calor uniforme a lo largo de toda la longitud;
- la intensidad de calentamiento y la temperatura de la superficie son controladas por un regulador de temperatura que se enfoca en las lecturas de los sensores;
- intolerancia al sobrecalentamiento.
Las barras autorreguladoras toleran con calma tales cosas, pero otro factor comienza a influir aquí: comprar y colocar calentadores de carbono caros debajo de los muebles es irracional.
Selección de calentadores de cable y película.
En relación con los puntos anteriores, el cálculo de la calefacción eléctrica se simplifica un poco, los parámetros de la calefacción de piso por cable se determinan de la siguiente manera:
- Calcule la cantidad de calor necesaria para calentar una habitación en particular (consulte la sección uno).
- Dibuje el diseño de la habitación con la ubicación de muebles estacionarios y electrodomésticos. Haga un dibujo a escala a las dimensiones reales de gabinetes, lavadoras, etc.
- Cuente el área libre de la habitación tomando el cuadrado de las áreas ocupadas.
- La cantidad de calor encontrada previamente debe distribuirse sobre el área restante. Divida la potencia requerida por el cuadrado del área libre: obtenga una transferencia de calor de 1 m².
- Cables y esteras resistentes con una potencia térmica de 9-25 W / m. n. se venden una longitud fija. Seleccione el elemento calefactor de acuerdo con la transferencia de calor requerida del catálogo del fabricante.
- Divida el cuadrado del área libre por la longitud del producto seleccionado; descubrirá el paso de distribución del cable.
Un ejemplo de cálculo del baño de una casa de un piso con un área de 6 m², de los cuales 2.5 m² están ocupados por una bañera, lavabo y gabinete. El cuadrado del área libre es de 3.5 m², la potencia térmica requerida es de 600 vatios. Según el catálogo de la famosa marca Devi, seleccionamos un cable calefactor de dos núcleos de la marca DEVIflex 18T con una longitud de 37 metros con una transferencia de calor de 622 vatios. Dividimos 3.5 m² por 37 m, obtenemos un paso de 0.095 m, redondeado - 10 cm.
Nota. Es aún más fácil seleccionar esteras de cable: el fabricante indica el área ocupada por el elemento calefactor. Para el baño, es adecuado un producto con una capacidad de 635 W de la marca DEVImat 200T, diseñado para una cuadratura de 3.45 m2.
De manera similar, los calentadores de película calculados y seleccionados se colocan debajo del revestimiento del piso. Un pequeño matiz: al instalar una película de carbono o un cable resistivo en las salas de estar, se hace un espacio mínimo de 150 mm de las particiones. Estas rayas a lo largo de las paredes también tendrán que quitarse de la cuadratura general. En logias, balcones y baños, esta muesca se toma igual al tono de colocación (en el ejemplo - 10 cm).
Conclusión
El método de cálculo anterior no menciona el aislamiento del "pastel" del piso cálido del suelo o piso. La razón es simple: el aislamiento térmico debe estar presente en cualquier caso, en el suelo - 10 cm de espuma de poliestireno o lana mineral densa, en el piso - 20 mm de espuma de poliestireno extruido. Un cálculo preciso del material y el grosor del aislamiento es un tema extenso para una publicación separada.
Si el curso de los cálculos le pareció demasiado complicado, intente usar herramientas en línea: calculadoras que se publican en varios sitios. Pero recuerde: los resultados de los cálculos deben verificarse utilizando programas especializados o el método gráfico propuesto. En el video se presenta un ejemplo de trabajo con el paquete de software de la marca Herz Armaturen.