A eficácia de um piso quente é influenciada por muitos fatores. Sem levar em consideração, mesmo que o sistema esteja montado corretamente e os materiais mais modernos sejam utilizados para sua instalação, a eficiência térmica real não corresponderá às expectativas.
Por esse motivo, o trabalho de instalação deve ser precedido por um cálculo competente do piso quente, e somente assim é possível garantir um bom resultado.
Projetar um sistema de aquecimento não é barato; muitos artesãos fazem os cálculos. Concordo, a idéia de reduzir o custo de organizar um piso quente parece muito tentadora.
Vamos dizer-lhe como criar um projeto, quais critérios considerar ao escolher os parâmetros do sistema de aquecimento e escrever um procedimento de cálculo passo a passo. Para maior clareza, preparamos um exemplo de cálculo de piso quente.
Os dados iniciais para o cálculo
Inicialmente, um curso de projeto e instalação adequadamente planejado aliviará surpresas e problemas desagradáveis no futuro.
Ao calcular um piso quente, é necessário proceder a partir dos seguintes dados:
- material de parede e recursos de design;
- o tamanho da sala no plano;
- tipo de acabamento;
- concepção de portas, janelas e sua colocação;
- layout de elementos estruturais no plano.
Para executar um projeto competente, é necessário levar em consideração o regime de temperatura estabelecido e a possibilidade de seu ajuste.
Para um cálculo aproximado, assume-se que 1 m2 O sistema de aquecimento deve compensar perdas de calor de 1 kW. Se um circuito de aquecimento de água for usado como um complemento ao sistema principal, será necessário cobrir apenas parte da perda de calor
Existem recomendações sobre a temperatura no piso, proporcionando uma estadia confortável nos quartos para diversos fins:
- 29 ° C - setor vivo;
- 33 ° C- banheira, quartos com piscina e outros com indicador de alta umidade;
- 35 ° C - zonas frias (nas portas de entrada, paredes externas, etc.).
Exceder esses valores implica superaquecimento do próprio sistema e do revestimento final, com danos inevitáveis subsequentes ao material.
Após cálculos preliminares, você pode escolher a temperatura do transportador de calor ideal para sensações pessoais, determinar a carga no circuito de aquecimento e adquirir equipamento de bombeamento que lide perfeitamente com o estímulo ao movimento do líquido de refrigeração. É selecionado com uma margem de vazão de refrigerante de 20%.
Muito tempo é gasto no aquecimento de mesas com capacidade superior a 7 cm, portanto, ao instalar sistemas de água, eles tentam não exceder o limite especificado. A cerâmica do piso é considerada o revestimento mais adequado para pisos de água.O aquecimento do piso não é instalado em parquet devido à sua condutividade térmica ultrabaixa.
Na fase de projeto, deve-se decidir se o aquecimento do piso será o principal fornecedor de calor ou será usado apenas como um complemento ao ramo de aquecimento do radiador. A parcela de perdas de energia térmica que ele precisa compensar depende disso. Pode variar de 30% a 60% com variações.
O tempo para aquecer o fundo da água depende da espessura dos elementos incluídos na mesa. A água como refrigerante é muito eficaz, mas o sistema em si é difícil de instalar.
Galeria de imagens
Foto de
Piso aquecido a água em uma casa de madeira
Layout da opção do circuito de água
Tubulação do coletor e sistema de aquecimento
Circuito de aquecimento de piso de cobre
Determinação de parâmetros de um piso quente
O objetivo do cálculo é obter a magnitude da carga de calor. O resultado deste cálculo afeta os próximos passos dados. Por sua vez, a temperatura média do inverno em uma região específica, a temperatura estimada dentro dos quartos e o coeficiente de transferência de calor do teto, paredes, janelas e portas afetam a carga de calor.
A causa da perda de calor são paredes mal isoladas, janelas, portas da casa. A maior porcentagem de calor sai pelo sistema de ventilação e pelo teto (+)
O resultado final dos cálculos antes da instalação de um piso quente do tipo água dependerá da disponibilidade de dispositivos de aquecimento adicionais, incluindo a geração de calor de pessoas que moram na casa e animais de estimação. Certifique-se de levar em consideração o cálculo da presença de infiltração.
Um dos parâmetros importantes é a configuração dos cômodos, portanto é necessária uma planta baixa da casa e as seções correspondentes.
Método para calcular a perda de calor
Depois de determinar esse parâmetro, você descobrirá quanto calor o piso deve gerar para o bem-estar confortável das pessoas na sala, e poderá pegar a caldeira, a bomba e o piso de acordo com a potência. Em outras palavras: o calor liberado pelos circuitos de aquecimento deve compensar a perda de calor do edifício.
A relação entre esses dois parâmetros é expressa pela fórmula:
Pm = 1,2 x QOnde
- MP - potência requerida dos circuitos;
- Q - perda de calor.
Para determinar o segundo indicador, são feitas medições e cálculos da área de janelas, portas, tetos e paredes externas. Como o piso será aquecido, a área dessa estrutura de fechamento não é levada em consideração. As medidas são feitas no exterior, com a captura dos cantos do edifício.
O cálculo levará em consideração a espessura e o coeficiente de condutividade térmica de cada uma das estruturas. Os valores padrão do coeficiente de condutividade térmica (λ) para os materiais mais usados podem ser obtidos da tabela.
Na tabela, você pode obter o valor do coeficiente para o cálculo. É importante descobrir o valor da resistência térmica do material do fornecedor se as janelas são feitas de metal-plástico (+)
O cálculo da perda de calor é realizado separadamente para cada elemento do edifício, usando a fórmula:
Q = 1 / R * (tv-tn) * S x (1 + ∑b)Onde
- R - resistência térmica do material de que é feita a estrutura envolvente;
- S - área do elemento estrutural;
- tv e tn - a temperatura é interna e externa, respectivamente, enquanto o segundo indicador é considerado o valor mais baixo;
- b - perda de calor adicional associada à orientação do edifício em relação aos pontos cardeais.
O índice de resistência térmica (R) é encontrado dividindo a espessura da estrutura pelo coeficiente de condutividade térmica do material a partir do qual é feita.
O valor do coeficiente b depende da orientação da casa:
- 0,1 - norte, noroeste ou nordeste;
- 0,05 - oeste, sudeste;
- 0 - sul, sudoeste.
Se você considerar o problema em qualquer exemplo de cálculo de aquecimento do piso de água, ele se tornará mais compreensível.
Exemplo de cálculo concreto
Digamos que as paredes da casa para residência não permanente, com 20 cm de espessura, sejam feitas de blocos de concreto aerados. A área total das paredes com dedução de aberturas de janelas e portas é de 60 m². Fora da temperatura -25 ° C, interna + 20 ° C, a construção é orientada para o sudeste.
Dado que a condutividade térmica dos blocos é λ = 0,3 W / (m ° * C), podemos calcular a perda de calor através das paredes: R = 0,2 / 0,3 = 0,67 m² ° C / W.
A perda de calor também é observada através da camada de estuque. Se sua espessura for 20 mm, então Rpcs. = 0,02 / 0,3 = 0,07 m² ° C / W. A soma desses dois indicadores fornecerá o valor da perda de calor através das paredes: 0,67 + 0,07 = 0,74 m² ° C / W.
Tendo todos os dados iniciais, substitua-os na fórmula e obtenha a perda de calor da sala com essas paredes: Q = 1 / 0,74 * (20 - (-25)) * 60 * (1 + 0,05) = 3831,08 W.
Da mesma forma, as perdas de calor são calculadas através das estruturas anexas restantes: janelas, portas e coberturas.
O calor fornecido pelos circuitos de aquecimento pode não ser suficiente para aquecer o ar dentro da casa até o valor desejado se sua energia for subestimada. Com excesso de energia, haverá excesso de líquido de refrigeração
Para determinar a perda de calor através do teto, considere sua resistência térmica igual ao valor para o tipo de isolamento planejado ou existente: R = 0,18 / 0,041 = 4,39 m² ° C / W.
A área do teto é idêntica à área do piso e tem 70 m². Substituindo esses valores na fórmula, a perda de calor é obtida através da estrutura superior: Q suor. = 1 / 4,39 * (20 - (-25)) * 70 * (1 + 0,05) = 753,42 W.
Para determinar a perda de calor através da superfície das janelas, você precisa calcular sua área. Se houver 4 janelas com uma largura de 1,5 me uma altura de 1,4 m, a área total será: 4 * 1,5 * 1,4 = 8,4 m².
Se o fabricante indicar separadamente a resistência térmica para a janela e o perfil de vidro duplo - 0,5 e 0,56 m² ° C / W, respectivamente, Rokon = 0,5 * 90 + 0,56 * 10) / 100 = 0,56 m² ° C / ter Aqui 90 e 10 são as ações atribuíveis a cada elemento da janela.
Com base nos dados obtidos, outros cálculos continuam: Janela Q = 1 / 0,56 * (20 - (-25)) * 8,4 * (1 + 0,05) = 708,75 watts.
A porta externa possui uma área de 0,95 * 2,04 = 1,938 m². Então Rdv. = 0,06 / 0,14 = 0,43 m² ° C / W. Q dv. = 1 / 0,43 * (20 - (-25)) * 1,938 * (1 + 0,05) = 212,95 W.
Como as portas externas se abrem com frequência, muito calor é perdido através delas. Portanto, é importante garantir seu fechamento apertado
Como resultado, a perda de calor será: Q = 3831,08 +753,42 + 708,75 + 212,95 + 7406,25 = W.
Um adicional de 10% para a infiltração de ar é adicionado a este resultado, então Q = 7406,25 + 740,6 = 8146,85 watts.
Agora você pode determinar a energia térmica do piso: Mp = 1, * 8146,85 = 9776,22 W ou 9,8 kW.
O calor necessário para aquecer o ar
Se a casa estiver equipada com um sistema de ventilação, parte do calor gerado pela fonte deve ser gasto no aquecimento do ar externo.
Para calcular, aplique a fórmula:
Qc. = c * m * (tv - tn)Onde
- c = 0,28 kg⁰С e denota a capacidade de calor da massa de ar;
- m O símbolo indica a vazão mássica do ar externo em kg.
O último parâmetro é obtido pela multiplicação do volume total de ar igual ao volume de todas as salas, desde que o ar seja atualizado a cada hora por uma densidade que varia dependendo da temperatura.
O gráfico mostra a dependência da densidade do ar em sua temperatura. Os dados são necessários para calcular a quantidade de calor necessária para aquecer a massa de ar que entra na casa como resultado da ventilação forçada (+)
Se o edifício entrar 400 m3/ h, então m = 400 * 1.422 = 568,8 kg / h. Qc. = 0,28 * 568,8 * 45 = 7166,88 watts.
Nesse caso, a energia térmica necessária do piso aumentará significativamente.
Cálculo do número necessário de tubos
Para a instalação de um piso com aquecimento de água, são selecionados vários métodos de assentamento de tubos que diferem na forma: uma cobra de três tipos - a própria cobra, angular, dupla e caracol. Em um circuito montado, pode ocorrer uma combinação de diferentes formas. Às vezes, um caracol é escolhido para a zona central do piso e uma das espécies de cobras é selecionada para as bordas.
"Caracol" é uma escolha racional para salas grandes com geometria simples. Em salas muito alongadas ou com uma forma complexa, é melhor usar uma "cobra" (+)
A distância entre os tubos é chamada de passo. Ao escolher esse parâmetro, dois requisitos devem ser atendidos: o pé do pé não deve sentir a diferença de temperatura em zonas individuais do piso e os tubos devem ser usados da maneira mais eficiente possível.
Para áreas de contorno do piso, recomenda-se um passo de 100 mm. Em outras áreas, você pode fazer uma escolha do tom na faixa de 150 a 300 mm.
O isolamento do piso é importante. No térreo, sua espessura deve atingir pelo menos 100 mm. Para este fim, é usada lã mineral ou espuma de poliestireno extrudido.
Para calcular o comprimento do tubo, existe uma fórmula simples:
L = S / N * 1,1Onde
- S - área do contorno;
- N - passo de postura;
- 1,1 - margem de flexão de 10%.
Para o valor final, adicione um pedaço de tubo colocado no coletor à fiação do circuito quente, tanto no retorno quanto no suprimento.
Exemplo de cálculo.
Valores iniciais:
- área - 10 m²;
- distância do coletor - 6 m;
- arremesso - 0,15 m.
A solução para o problema é simples: 10 / 0,15 * 1,1 + (6 * 2) = 85,3 m.
Utilizando tubos de metal-plástico com até 100 m de comprimento, geralmente escolhe um diâmetro de 16 ou 20 mm. Com um comprimento de tubo de 120-125 m, sua seção transversal deve ser de 20 mm².
O design de circuito único é adequado apenas para salas com uma área pequena. O piso em salas grandes é dividido em vários circuitos na proporção de 1: 2 - o comprimento da estrutura deve exceder a largura em 2 vezes.
O valor calculado anteriormente é o comprimento do tubo para o piso como um todo. No entanto, para concluir a imagem, você precisa destacar o comprimento de um contorno separado.
Este parâmetro é afetado pela resistência hidráulica do circuito, determinada pelo diâmetro dos tubos selecionados e pelo volume de água fornecido por unidade de tempo. Se esses fatores forem negligenciados, a perda de pressão será tão grande que nenhuma bomba fará com que o refrigerante circule.
Determinação do fluxo do tubo, dependendo da etapa de assentamento selecionada
Contornos do mesmo comprimento é um caso ideal, mas raramente encontrado na prática, porque a área de instalações para diferentes propósitos é muito diferente e é simplesmente inconveniente trazer o comprimento dos contornos para um valor. Profissionais permitem uma diferença no comprimento do tubo de 30 a 40%.
O valor do diâmetro do coletor e o rendimento da unidade de mistura determina o número permitido de loops conectados a ele. No passaporte para a unidade de mistura, você sempre pode encontrar o valor da carga de calor para a qual foi projetada.
Assuma a taxa de largura de banda (Kvs) é 2,23 m3/ h Com esse coeficiente, certos modelos de bomba podem suportar uma carga de 10 a 15 watts.
Para determinar o número de circuitos, você precisa calcular a carga térmica de cada um. Se a área ocupada pelo piso aquecido for de 10 m² e a transferência de calor for de 1 m², o indicador Kvs é de 80 watts, então 10 * 80 = 800 watts. Isso significa que a unidade de mistura poderá fornecer 15 000/800 = 18,8 salas ou circuitos com uma área de 10 m².
Esses indicadores são máximos e podem ser aplicados apenas teoricamente, mas, na realidade, o número precisa ser reduzido em pelo menos 2, depois em 18 - 2 = 16 contornos.
Ao selecionar uma unidade de mistura (coletor), é necessário verificar se há um número tão grande de conclusões.
Verificando a seleção correta do diâmetro dos tubos
Para verificar se a seção do tubo foi selecionada corretamente, você pode usar a fórmula:
u = 4 * Q * 10ᶾ / n * d²
Quando a velocidade corresponde ao valor encontrado, a seção do tubo é selecionada corretamente. Os documentos regulamentares permitem uma velocidade máxima de 3 m / s. com um diâmetro de até 0,25 m, mas o valor ideal é de 0,8 m / s. Uma vez que, com um aumento em seu valor, o efeito do ruído na tubulação aumenta.
Informações adicionais sobre o cálculo de tubos de aquecimento por piso radiante são fornecidas neste artigo.
Nós calculamos a bomba de circulação
Para tornar o sistema econômico, você precisa escolher uma bomba de circulação que forneça a pressão desejada e o fluxo ideal de água nos circuitos. Nos passaportes das bombas geralmente indicam a pressão no circuito de maior comprimento e a vazão total do líquido de arrefecimento em todos os circuitos.
A pressão é influenciada por perdas hidráulicas:
∆ h = L * Q² / k1Onde
- eu - o comprimento do contorno;
- Q - consumo de água l / s;
- k1 - coeficiente que caracteriza perdas no sistema, o indicador pode ser obtido nas tabelas de referência hidráulicas ou no passaporte do equipamento.
Conhecendo a pressão, calcule o fluxo no sistema:
Q = k * √HOnde
k É o coeficiente de fluxo. Os profissionais aceitam o consumo para cada 10 m² da casa na faixa de 0,3-0,4 l / s.
Entre os componentes de um piso de água quente, é dada uma função especial à bomba de circulação. Somente uma unidade cuja potência seja 20% maior que a vazão real do líquido de refrigeração pode superar a resistência nos tubos
Os valores relativos às taxas de pressão e vazão indicadas no passaporte não podem ser calculados literalmente - esse é o máximo, mas, na verdade, eles são afetados pelo comprimento e geometria da rede. Se a pressão estiver muito alta, reduza o comprimento do circuito ou aumente o diâmetro dos tubos.
Dicas para escolher a espessura da mesa
Nos diretórios, você pode encontrar informações de que a espessura mínima da mesa é de 30 mm. Quando a sala está bastante alta, um aquecedor é colocado sob a mesa, o que aumenta a eficiência do uso do calor liberado pelo circuito de aquecimento.
O material de substrato mais popular é a espuma de poliestireno extrudido. Sua resistência à transferência de calor é significativamente menor que a do concreto.
Ao instalar betonilhas, para equilibrar a expansão linear do concreto, o perímetro da sala é formado com uma fita de amortecedor. É importante escolher sua espessura corretamente. Os especialistas aconselham que, com uma área da sala que não exceda 100 m², organize uma camada compensadora de 5 mm.
Se a área for maior devido ao comprimento superior a 10 m, a espessura é calculada pela fórmula:
b = 0,55 * LOnde
eu - este é o comprimento da sala em m.
Sobre o cálculo e a instalação de um piso hidráulico quente, este vídeo:
O vídeo fornece recomendações práticas para colocar o chão. As informações ajudarão a evitar erros que os amantes geralmente cometem:
O cálculo permite projetar um sistema de "piso quente" com desempenho ideal. É permitido instalar o aquecimento usando dados e recomendações do passaporte.
Funcionará, mas os profissionais aconselham o mesmo a dedicar tempo ao cálculo, para que, no final, o sistema consuma menos energia.
Você tem experiência no cálculo de piso quente e na preparação de um projeto de circuito de aquecimento? Ou tem perguntas sobre o tópico? Por favor, compartilhe sua opinião e deixe comentários.