Buderus-trade.ru

Теплотехника Будерус
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как рассчитать мощность теплого пола

Как рассчитать мощность теплого пола?

Одним из вариантов автономного отопления в квартире является система подогрева напольного покрытия. Такой вариант очень популярен на сегодняшний день и может использоваться не только в многоквартирном доме, но и в загородном коттедже, на даче и даже в бане. Перед тем как переходить к монтажу отопительной системы данного вида, необходимо правильно рассчитать ее мощность, чтобы не переплачивать за лишнее тепло и в то же время не сделать ее слабомощной. О том, как правильно произвести расчет электрического теплого пола по мощности и площади комнаты, мы и поговорим далее!

Технология вычислений

Сразу же следует отметить, что на сегодняшний день существуют сервисы, вроде онлайн-калькуляторов и программ по расчету теплого пола для индивидуальных условий. Такие программы действительно очень удобные и позволяют сразу же определить точную мощность пленочного покрытия либо греющего кабеля. Если же Вы по каким-либо причинам не доверяете компьютерным вычислением, рекомендуем сделать все по старинке – с помощью простых формул.

Итак, формула расчета электрического теплого пола выглядит следующим образом:

  • Pм – мощность нагревательного материала, которую Вы сами должны выбрать (об этом ниже), м 2 ;
  • Sкомн. – полезная площадь комнаты.

Как Вы видите, формула для расчета далеко не сложная, однако в ней есть две неизвестных, которые Вы сами должны определить. Что касается полезной площади комнаты, тут все просто. Нагревательный мат, кабель либо пленку нужно укладывать только в тех местах, где не будет стоять бытовая техника и мебель. Во-первых, это и так запрещается производителями, т.к. посторонние объекты на полу будут препятствовать теплообмену, в результате чего материал будет перегреваться. Во-вторых, какой смысл подогревать поверхность там, где никто не будет ходить? Это лишняя трата электроэнергии. На схеме Вы можете увидеть, как выглядит полезная площадь комнаты для расчета теплого пола электрического:

Полезная площадь обогрева

Полезная площадь обогрева

Расчет полезной площади под укладку электрического теплого пола производится следующим образом: ширину поверхности необходимо умножить на длину.

Что касается мощности нагревательного материала, ее Вы должны выбрать самостоятельно, в зависимости от типа помещения. Для каждой комнаты мощность инфракрасной пленки либо мата будет своя, что очевидно – балкон и коридор больше нуждаются в отоплении, чем спальня и детская, которые дополнительно отапливаются водяными радиаторами.

Предоставляем к Вашему вниманию наиболее оптимальные значения для расчета мощности электрического теплого пола:

  • кухня: 110-130 Вт/м 2 ;
  • ванная комната (санузел): 120-150 Вт/м 2 ;
  • балкон: 180 Вт/м 2 ;
  • прихожая: 110-120 Вт/м 2 ;
  • коридор: 110-120 Вт/м 2 ;
  • гостиная 110-130 Вт/м 2 ;
  • спальня 110-130 Вт/м 2 .

Обращаем Ваше внимание на то, что вышеуказанные значения подходят в том случае, если электрический теплый пол будет использоваться как дополнительная система подогрева. Если же Вы решили использовать такой вариант в качестве основной системы отопления, для каждой комнаты необходимо выбирать нагревательный материал мощностью 140-180 Вт/м 2 .

Полезная площадь Вам известна, мощностные параметры также выбраны. Остается только подставить значения, в формулу и произвести общий расчет теплого пола электрического по мощности. Чтобы Вы поняли, как нужно рассчитывать данный параметр, далее мы предоставим пример для одной из комнат.

Наглядный пример

К примеру, нам нужно рассчитать теплый пол по площади гостиной 25 м 2 . Условно рассчитаем полезную площадь комнаты. Так как в гостиной у нас установлен диван, кресла, столик и шкаф, полезная площадь будет всего лишь 60% от общей.

Sкомн=25*0,6=15 м 2

Следующий шаг – необходимо выбрать мощность проводника, которым в нашем случае будет греющий кабель. Тут один очень важный нюанс – кабель продается с характеристикой не Вт/м 2 , а Вт/м. Вы должны самостоятельно подобрать шаг укладки материала на 1 метр квадратный. К примеру, выбрав кабель с параметром 30 Вт/м, его нужно укладывать с шагом в 20 см, чтобы получилось значение 150 Вт/м 2 . Вернемся к расчету, и согласно рекомендациям принимаем оптимальное значение для гостиной – 110 Вт/м 2 (дополнительно будет присутствовать центральное водяное отопление).

Читайте так же:
Автоматический выключатель с тепловым расцепителем 63а

Подставляем значения в формулу, после чего, используя калькулятор, вычисляем мощность:

С вычисленным значением идем в магазин и покупаем подходящий размер нагревательного материала. Пример расчетных работ Вы также можете просмотреть на видео:

Вот и вся технология расчета электрического теплого пола по мощности и площади комнаты. Данная формула подойдет для определения требуемой мощностью как при укладке материала под ламинат, так и при монтаже под плитку. Рекомендуем сразу же вычислить, сколько потребляет теплый пол в Вашем случае, чтобы сравнить с другими типами электрообогревателей. Возможно, такой вариант отопления будет для Вас слишком затратным и более выгодным решением станет подключение инфракрасных обогревателей.

Расчет мощности электрического теплого пола

Для монтажа теплого электрического пола можно обратиться в фирму, где вам проведут полный расчет мощности теплого пола с учетом вида помещения, этажности.

Расчет теплого пола 01

Также расчет можно сделать на онлайн калькуляторах, на сайтах фирм ведущие монтаж теплого пола или на программах, которых немало на просторах интернета. Чтобы провести расчет мощности электрического пола самостоятельно, можно обратиться к простой формуле:

1,3 – коэффициент запаса по мощности нагревательного элемента в 30%, для термо аккумулирующей стяжки этот коэффициент берется равным 1,4 или 40% запаса по мощности,

Pм – выбранная электрическая мощность нагревательного элемента в Вт/м²,

Sкомн – площадь части комнаты, не заставленной мебелью в м².

В этой формуле нужно найти неизвестные значения Pм и Sкомн. В выборе площади комнаты есть два варианта. Это площадь комнаты для расчета электрического теплого пола при дополнительном обогреве, которая выбирается приблизительно 60% от общей площади комнаты.

Пример укладки электрического теплого пола на кухне

Пример укладки электрического теплого пола на кухне

Считается только площадь пола не заставленной мебелью, ведь нет необходимости подогревать пол под мебелью. Если в планах намечается дополнительное приобретение мебели, то под нее нужно оставить место без подогрева.

Полезная площадь обогрева в гостиной

Полезная площадь обогрева в гостиной

Второй варианта расчета мощности теплого пола для основного обогрева помещений, где выбирается Sкомн равной 70% от общей площади комнаты.

Выбор полезной площади обогрева

Для определения площади пола под монтаж электрического обогрева нужно ширину умножить на длину не занятой мебелью части комнаты и добавить площадь не занятых закутков. Мощность нагревательного элемента выбирается с учетом особенностей помещений.

Допустим отапливаемый балкон или коридор нуждается в большей мощности электрических кабелей, чем допустим гостиная и спальня. Такое значение мощности электрических нагревателей для помещения будет выглядеть так:

Рекомендуемая мощность нагревательного кабеля для разных помещений

Рекомендуемая мощность нагревательного кабеля для разных помещений

Указанные мощности для расчета электрического пола разных помещений годится для дополнительного отопления пола. Для основного варианта обогрева комнат нагревательные элементы должно иметь мощность от 140 Вт/м² до 180 Вт/м². Также при расчете электрического теплого пола нужно учитывать этажность помещений.

Для первого этажа, где под полом находится холодный подвал, мощность нагревательного элемента должна быть 140 Вт/м². Если помещение находится на последних этажах, то мощность электрических нагревателей нужно ставить не менее 120 Вт/м².

Рассмотрим примерный расчет теплого электрического пола для комнаты площадью 20 м². От общей площади 20 квадратных метров вычитаем площадь под мебелью и получаем, что полезная площадь будет 60% от общей площади.

Читайте так же:
Автоматические выключатели без тепловой защиты

Дальше выбираем мощность нагревательного элемента. В инструкции на греющий кабель параметр Вт/м² не дается, мощность выражается в Вт/м. Переведем этот параметр в Вт/м². По паспорту мощность нагревательного кабеля 30 Вт/м. Шаг укладки 20 сантиметров.

Здесь считаем длину кабеля уложенного в 1 м² и умножаем на 30 Вт/м, (при длине кабеля 5 м) получаем 150 Вт/м². Продолжим расчет мощности теплого пола. По предложенным данным для спальни оптимальный выбор мощности кабеля 110 Вт/м², это в случае дополнительного отопления. Теперь приводим полный расчет электрического теплого пола.

С такими данными можно уже идти и приобретать нужной длины нагревательный кабель. Расчет мощности электрического теплого пола можно сделать по таблице.

Таблица расчета мощности нагревательного кабеля

Таблица расчета мощности нагревательного кабеля

Теперь можно посчитать затраты на электроэнергию. Стоимость киловатта электроэнергии примем 4 руб. За час работы теплого пола потратим электроэнергии на 1716*4/1000=6 руб. 86 коп., за 8 часов — 54 руб. 49 коп., а за 24 часа — 164 руб. 73 коп.

График снижения потребления электроэнергии при прогреве теплого пола

График снижения потребления электроэнергии при прогреве теплого пола

Нужно также учитывать, что работает нагревательный элемент на максимальной мощности только при прогреве теплого пола. Работа с термостатом позволит сэкономить электроэнергию, и затраты снизятся до 40% от максимального. Если электрический теплый пол работает 8 часов в день, то затраты на электроэнергию уменьшатся еще в три раза.

Пусковой ток греющего кабеля

Пусковой (стартовый) ток – это максимальный ток, возникающий в момент подачи питания на систему. Этот параметр необходимо учитывать при проектировании, а точнее — при расчете максимальной длины отрезков кабеля.

От чего зависит стартовый ток

  • Температуры включения . Чем ниже температура окружающей среды, при которой происходит включение системы обогрева, тем выше пусковой ток и тем больше стартовая мощность.
  • Длины нагревательного кабеля . Чем больше длина секции, тем больше СТ системы. Для резистивного кабеля он определяется внутренним удельным сопротивлением Ом/м нагревательной жилы и рассчитывается, и контролируется при изготовлении секции на заводе. Саморегулируемый нагревательный кабель можно условно представить как множество параллельных резистеров (сопротивлений), подключенных к одному источнику питания. Сопротивление будет уменьшаться при увеличении длины линии, и, соответственно, увеличится пусковой ток.

От чего зависит величина стартового тока

Мощности греющего кабеля. Чем больше удельная мощность кабеля (Вт/м), тем больше СТ.

Особенности конструкции нагревательного кабеля. Резистивный греющий кабель из-за особенности конструкции имеет небольшой СТ, который на несколько процентов превышает рабочее значение тока.

Саморегулируемый кабель имеет достаточно большой СТ, который может увеличиваться в 1.5 -5 и более раз от своего рабочего значения. Причина — использование в конструкции проводящей матрицы с PTC-коэффициентом, меняющей свое электрическое сопротивление в зависимости от температуры окружающей среды.

В «холодном» состоянии кабель имеет небольшое сопротивление, которое к тому же зависит от температуры окружающей среды. При подаче питания на кабель, он начинает разогреваться, его сопротивление начинает расти, ток в цепи питания уменьшается. Коэффициент стартового тока зависит от компонентного состава и применяемых технологий при производстве матрицы кабеля.

У каждой марки нагревательного кабеля своя величина стартового тока. Производители редко указывают эту информацию в технических характеристиках. Этот параметр является условной величиной и при различных условиях один и тот же кабель может иметь разное значение СТ. Аналогично производители саморегулирующегося кабеля не нормируют его удельное сопротивление Ом/м.

График зависимости СТ кабеля Samreg-40-2CR* от температуры окружающей среды

График зависимости стартового тока кабеля Samreg-40-2CR

*график построен на основе испытаний

Пиковая нагрузка приходится на первые 3-30 секунд после включения, в этот момент СТ может превышать номинальное значение в 2-5 раз. Примерно через 5-10 минут происходит полная стабилизация и выход греющего кабеля на номинальную мощность.

Читайте так же:
Устройство тепловоза постоянного тока

Расчет пускового тока греющего кабеля

Грубо рассчитать максимальный пусковой ток нагревательной секции можно исходя из общей длины греющего кабеля в системе и его удельной мощности.

Пример расчета максимального стартового тока греющего кабеля

Имеется секция саморегулирующегося кабеля удельной мощностью 30 Вт/м и длиной 50 м. Номинальная мощность секции при температуре +10°С составляет Pном=30Вт/м*50м=1500Вт. Это мощность уже разогретой секции. Если на кабель в «холодном» состоянии подать питание, то его мощность будет в несколько раз выше номинального значения. Для расчетов мы принимаем коэффициент стартового тока равный 2.5-3 для кабелей марки Samreg и Alphatrace. Коэффициент определен в ходе экспериментов с кабелем данных марок, а также изучения их физических и электротехнических свойств. У греющих кабелей иных производителей данный коэффициент может отличаться как в большую, так и меньшую сторону.

Тогда, стартовая (пусковая) мощность в нашем примере равна Pпуск=3хPном=4500Вт, пусковой ток Iпуск=4500/220=20,45 А.

По найденному значению СТ осуществляется выбор автоматических и дифференциальных выключателей для защиты нагревательной секции, а также тип и сечение силового питающего кабеля. Для секции, приведенной в примере, необходим дифференциальный автомат на номинальный ток Iном=25А с дифференциальным током Iут=30мА

Способы уменьшения стартового тока

Большая величина СТ является нежелательной для питающей сети, так как приходится использовать автоматы с большим номинальным током. Кроме того, подбирается силовой кабель увеличенного сечения.

Существует несколько способов снижения СТ системы:

Последовательное подключение

Последовательное подключение к питающей сети нагревательных секций , которое обеспечивается с помощью установки реле выдержки времени. Это устройство применимо в системе, состоящей из нескольких линий (нагревательных секций). Оно позволяет включать каждую линию с определенным временным интервалом (обычно около 5 минут). При данном способе подключения ток в нагревательной секции уменьшится до рабочего (номинального значения) через 5 минут после подачи питания. После этого можно осуществлять включение следующей линии. Таким образом, суммарный СТ всей системы обогрева равен:

где Iном1, Iном2… — номинальные токи нагревательных секций соответственно 1ой, 2ой и т.д.

Iпуск.n – СТ секции, которая включается в сеть последней.

Чем больше секций включается по такой схеме (т.е. чем больше ступеней включения), тем больше пусковой ток будет стремиться к номинальному току для данной системы. Так, если по такой схеме включить хотя бы 3 группы (одна группа включается напрямую, 2 другие через реле времени через 5 и 10 минут соответственно) при условии равномерного распределения мощностей по группам, то пусковой ток можно снизить почти на 50%.

Пример принципиальной схемы шкафа управления с реле времени

Принципиальная схема шкафа управления Схема шкафа управления с реле времени Реле времени

Видео применения реле времени для последовательного включения линий обогрева

Устройство плавного пуска

Устройство в течение всего времени холодного запуска системы (порядка 10-12 минут) поддерживает значение тока на уровне не выше номинального. В этом случае можно использовать силовые и дифавтоматы, рассчитанные на номинальный ток секции. Кроме того, не придется применять питающий кабель с увеличенным сечением. Принцип работы устройства подробно описан в паспорте.

Схема устройства ICEFREE-PP Устройство плавного пуска ICEFREE-PP

Согласно максимальной стартовой мощности подбирается также силовой кабель подходящего сечения.

Подбор сечения силового кабеля для системы обогрева

Таблица выбора сечения кабеля по току и мощности с медными жилами

Таблица выбора сечения кабеля с медными жилами

Таблица выбора сечения кабеля по току и мощности с алюминиевыми жилами

Таблица выбора сечения кабеля с алюминиевыми жилами

Неправильный расчет СТ приводит к выходу из строя системы защиты и управления, что может стать причиной аварийных ситуаций на обогреваемом объекте.

Проблемы из-за неправильного расчета пускового тока

Наиболее частые проблемы, возникающие по причине неправильного расчета пускового тока и в соответствии с этим неправильного выбора оборудования:

Читайте так же:
Как прозвонить провод теплого пола

Срабатывания автоматов защиты и иных защитных устройств

Срабатывания автоматов защиты и иных защитных устройств при включении системы обогрева из «холодного» состояния. Фактически автоматы защиты нагревательных секций выключатся в первые 10-100 секунд после подачи на них питания. Автомат отключается по перегрузке, срабатывает его тепловой расцепитель. Автомат может работать некоторое время в режиме перегрузки, но ввиду затяжного характера процесса снижения СТ, его запаса не хватает. Для устранения этой проблемы приходится выбирать автомат на большее значение номинального тока.

Данная проблема может быть не выявлена на этапе тестирования или запуска системы, так как максимальный пусковой ток увеличивается при понижении температуры окружающей среды. Если систему тестировали до наступления минимальных температур ошибка возникнет только при включении системы в холодное время года (например, в мороз).

Перегрев силового кабеля

Перегрев силового кабеля возникает по причине неправильного подбора его сечения. Из-за большой длительности пускового процесса греющего кабеля высокое значение СТ нагревает жилы силового кабеля. При этом кабель может расплавиться, возникнуть короткое замыкание и даже пожар на объекте обогрева.

Максимальная длина греющего кабеля

При расчетах системы обогрева необходимо помнить, что в первую очередь максимальный стартовый ток зависит от длины секции кабеля.

Превышение допустимой длины приводит не только к увеличению СТ, но и к преждевременному износу системы.

Как рассчитать электрический тёплый пол

Вы решили улучшить обогрев своего жилья или вовсе отказаться от отопления с помощью батарей? Сейчас для этих целей принято использовать различные виды полов с подогревом. Если водяной вариант вам по какой-то причине (а их может быть много) не подошёл — с такой задачей справится система электрического обогрева. Расчёт тёплого пола с таким действующим элементом, как и его устройство, имеет свои особенности. И чтобы все работы прошли гладко, необходимо в них хорошо разобраться. Начнём с устройства.

Распределение температуры в комнате с тёплым полом

Элементы конструкции

Система электрического тёплого пола состоит из нескольких взаимосвязанных частей. К ним относятся:

  • терморегулятор;
  • термодатчик;
  • силовой кабель;
  • нагревающий элемент.

Функционирует это таким образом: к терморегулятору, который ставится в стену через силовые (монтажные) провода подключаются остальные составляющие. Нагревающий элемент и термодатчик монтируются в пол. Первый из них греет, а второй — контролирует температуру.

Чаще всего на практике применяются три вида нагревающих элементов:

  • сетчатый мат;
  • инфракрасная плёнка;
  • нагревательный кабель.

Плёнка и мат менее требовательны к монтажу. Они могут укладываться под слой плиточного клея даже при его толщине в несколько миллиметров. Поэтому идеально подходят для установки под кафель. А инфракрасную плёночную систему вообще можно ставить непосредственно под паркет или ламинат.

Электрический тёплый пол

С кабельным вариантом дела обстоят немного сложнее. Во-первых, такое устройство необходимо заливать стяжкой, во-вторых — нужно рассчитывать шаг витка во время укладки. К тому же сам кабель делится на несколько разновидностей.

Разновидности кабеля

Для вашего пола может быть использован одножильный кабельный нагревающий элемент или его двужильный аналог. Одножильный — самый простой, дешёвый и неудобный в применении. Один из его главных недостатков — сложность в расчёте и установке. Она возникает из-за необходимости сводить оба конца кабеля в одно место. То есть укладывать его надо таким образом, чтобы финишировать возле места подключения к терморегулятору.

Не менее существенный минус — интенсивное электромагнитное поле по всей протяжённости провода. Оно считается вредным для здоровья человека. По этой причине системы с одножильным элементом использовать в жилых помещениях не рекомендуют.

Читайте так же:
Костюм теплоотражательный ток 200 предназначение

Одножильный и двужильный кабель

Двужильный стоит немного дороже, но и трудностей с ним меньше. Расположение проводов для подачи и возврата тока в одном кабеле решает обе озвученные проблемы. При его монтаже достаточно учесть геометрию помещения, а индукционное поле гасится движением тока в разных направлениях.

Теперь можно приступать непосредственно к подготовке вычислений.

Особенности расчёта

Основными параметрами, влияющими на результат, являются площадь и тип постройки, для которой будет выполняться подсчёт, а также режим использования системы. Каждый из них по-своему будет отражаться на необходимой мощности обогрева.

Площадь

Для расчёта электрического пола принимается во внимание только свободное пространство комнаты. Под мебелью и крупными бытовыми приборами укладывать его нельзя по нескольким причинам:

  • недостаточная вентиляция и как следствие, возможный перегрев системы;
  • негативное влияние постоянного тепла на сами установленные объекты.

Поэтому площадь, на которой вы планируете расположить подобные предметы, нужно будет вычесть из общего количества квадратных метров помещения.

Тип помещения и режим обогрева

Каждая часть здания имеет свои показатели по теплопотерям. Соответственно мощность обогрева для их компенсации тоже будет отличаться. Существенные коррективы внесёт и режим, в котором планируется использовать систему — основное отопление или дополнительное. На этом этапе лучше проявить максимум внимания, чтобы учесть все тонкости и не прогадать с выбором.

Схема подключения электрического тёплого пола

Выбирать придётся из усреднённых показателей мощности. Если тёплый пол будет основным отоплением — они должны быть в пределах 150–180 Вт/м 2 . Использовать его в качестве основного источника тепла можно, только если «чистая» площадь для укладки составит не менее 70% от общей. Если он будет только помощником — достаточно 110–140 Вт/м 2 . Такие же данные существуют и для разных типов помещения при комфортном режиме:

  • комната, кухня — 120 Вт/м 2 ;
  • ванная — 140 Вт/м 2 ;
  • остеклённая лоджия или тёплый балкон — до 180 Вт/м 2 .

Однако, если ваша квартира расположена на первом этаже, или по каким-нибудь другим причинам под ней оказалось неотапливаемое помещение — все показатели нужно увеличить на 15–20%.

Отдельно стоит отметить, что эти цифры относятся к хорошо утеплённым постройкам. При слишком больших теплопотерях стоит задуматься об эффективности установки такого отопления. Даже если эти показатели находятся в пределах нормы, желательно дополнительно утеплить плиту под полом. Таким образом получиться направить действие системы на повышение температуры воздуха в помещении, а не бетона в перекрытии.

Формулы расчёта

Переходим к главному вопросу — как рассчитать тёплый пол с электрическим нагревающим элементом. А вот здесь всё очень просто. Чтобы определить мощность вашей системы достаточно мощность одного м 2 умножить на площадь, которую она будет занимать.

Длина кабеля обычно уже отмеряна в комплекте под заданные параметры мощности и площади покрытия. Рекомендованное расстояние между витками кабеля — от 5 до 20 см. Если хотите точнее — воспользуйтесь следующей формулой: h=S*100/L. Как вы, наверное, догадались h — это ширина шага, S — площадь, а L — общая длина кабеля.

Чтобы ещё больше облегчить себе процесс выполнения расчёта, можете использовать специальный калькулятор для электрического тёплого пола. Просто заполните все необходимые поля, и программа сама произведёт нужные вычисления и выдаст вам итоговый результат.

Калькулятор расчёта тёплого электрического пола

Каким бы способом вы ни воспользовались, помните, что лучше потратить больше времени на этапе проектирования и расчёта, чем потом тратить время и деньги для исправления допущенных ошибок. А наградой за это вам будет уют и благоприятная погода в доме.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector