Мощность теплого пола – расчеты для электрического и водяного типа обогрева

Современные системы теплых полов вошли в жизнь людей не так давно, но прижились сразу. Достоинства этого типа отопления ощущаются, как только начинаешь ими пользоваться. И, неважно, это дополнительная отопительная сеть или основная.

Но нужно правильно подобрать одну характеристику – мощность теплого пола. Ее определяет производитель с учетом конструкции нагревательного элемента.

Средняя температура теплого пола

Есть несколько законодательных документов, в которых определены так называемые допустимые и оптимальные показатели микроклимата. Один из них – СанПиН 1.2.3685-21. В нем обозначено, что допустимый показатель – тот, при котором людям становится уже некомфортно. Но при этом никакого вреда здоровью нет.

Оптимальный показатель – тот, при котором комфортность снижается всего на 20%. То есть человек не тратит какие-то серьезные затраты на терморегуляцию.

У оптимального параметра по ГОСТу есть точные пределы температуры:

• минимальная – +12 ℃;
• максимальная – +28 ℃.

Точное температурное значение зависит от двух факторов: сезон и тип помещения. Последний – это, к примеру, спальня, гостиная, коридор, ванная и прочее.

В разработке СанПиНа участвовали врачи, которые, зная физиологию человека, точно установили комфортную температуру по жилым помещениям согласно сезонному фактору:

• летом 22-25 ℃;
• зимой 20-22 ℃.

Теперь по типам помещения:

• спальня – 18-20 ℃;
• гостиная – 19-21 ℃;
• детская ночью – 18-20 ℃, днем – 20-23 ℃, для грудничков не ниже +20 ℃;
• туалет – 19-21 ℃;
• ванная – 24-26 ℃;
• кухня – 19-21 ℃, если готовят часто, то 17-18 ℃.

Поэтому в каждой комнате температура теплого пола может быть разной. Но есть среднее значение, которое определено СНиПом, – +26-27 ℃. При этом показатель ниже, чем значение радиаторного температурного режима. Отсюда и экономия, о которой говорят, когда речь идет о теплом поле. Кстати, у европейцев другие нормативы – +21-22 ℃.

Что влияет на мощность теплого пола

Факторов, влияющих на мощность теплого пола, много:

1. Климатические условия региона.
2. Утеплен ли дом или нет.
3. Количество окон в комнате.
4. Теплые полы являются основной системой отопления или дополнительной.
5. Размеры помещения и его назначение.
6. Вид напольного покрытия.

С регионом все понятно – чем севернее, тем большей мощностью надо выбирать теплые полы.

Теплоизоляция помещения

С теплоизоляцией сложнее. Ведь основной фактор, влияющий на выбор мощности, это теплопотери здания. Чем они больше, тем мощнее должно быть отопление. А значит, увеличатся расходы энергоресурсов, за которые придется больше заплатить. К примеру, стены панельного дома имеют теплопотери в пределах 50%, что совершенно недопустимо в современных реалиях.

Поэтому все строительные конструкции дома рекомендуется теплоизолировать или увеличивать их толщину. Первый вариант и проще в плане сооружения, и дешевле. Обязательное условия – установка утепленных входных дверей и многокамерных пластиковых или деревянных окон.

Количество последних не сильно влияет на теплопотери, потому что этот показатель невысок по сравнению с другими элементами здания. Он составляет 10% от общих потерь.

Является ли основным источником отопления

Если теплые полы – основная отопительная система, то рекомендуемая мощность для жилых помещений – 160-200 Вт на м². Если это дополнительная система, то 110-140 Вт. Если снизу располагается не отапливаемый объем, то показатель увеличивается до 130-160 Вт на квадратный метр. Во влажных помещениях мощность увеличивается до 160-180 Вт.

Есть один момент, на который не все обращают внимание. Он обозначен в СНиПах. Если площадь, на которую решено укладывать теплые полы, составляет менее 70% от общей площади комнаты, то система отопления этого типа может быть использована только как дополнительная.

К примеру, если площадь, которую занимает мебель, составляет 35%, то мощность укладываемого теплого пола должна рассчитываться с учетом выше обозначенного требования. В цифрах – она не должна выходить за рамки 110-140 Вт/м².

Вид напольного покрытия

Встречаются трудности с выбором мощности теплого пола в зависимости от материала отделки напольного основания. Он зависит от теплопроводности облицовки. К примеру, у керамической плитки этот параметр равен 0,5-0,9 Вт/м К. У линолеума – 0,2, у ламината – 0,1.

То есть, чем больше значение, тем интенсивнее материала через себя пропускает тепловую энергию и эффективнее работает отопление. Соответственно мощность должна быть меньше. В этом плане выигрывает керамическая плитка, проигрывает ламинат.

Тип и размер помещения

Удельная мощность с учетом типов помещений из расчета на 1 м² площади:

• жилые и кухня, расположенные на 1 этаже дома – 140-150;
• жилые и кухня, расположенные на 2 этаже и выше – 120-130;
• ванные и туалеты – 140-150;
• остекленные лоджии и балконы – 180-190.

Все выше обозначенные значения мощности приведены без учета тепловых потерь. Для установления точного параметра приглашают профессионалов со специальным оборудованием.

Вид монтажа

Независимо от типа теплого пола, он укладывается на подготовленное основание. Оно должно быть ровным, отремонтированным, утепленным. К водяной разновидности добавляется еще один слой – гидроизоляционный в виде мембраны, уложенной на основание.

Сам монтаж отопительной сети проводится по трем технологиям:

1. Поверх нагревательного элемента монтируется керамическая плитка с использованием клеевого состава.
2. Поверх нагревательного элемента заливается цементно-песчаная стяжка. Чем последняя толще, тем дольше прогревается. Соответственно какое-то время будет происходить перерасход энергии.
3. Сухая технология. Ее применяют при отделке напольного основания ламинатом. Здесь необходимо понимать, что напрямую ламинат укладывается на отопительную систему лишь в том случае, если последняя – это инфракрасный пленочный пол. В других случаях устанавливается плоская твердая прослойка из фанеры, ОСП или ДСП. Есть другой более дешевый вариант – укладка нагревательного элемента в предварительно подготовленные штробы, сделанные в полу.

Тип терморегулятора

Главная характеристика терморегулятора – коммутируемая мощность, которая варьируется в диапазоне от 3 до 3,5 кВт. Точное значение можно найти в паспорте изделия.

Этот параметр термостата зависит от потребляемой мощности теплого пола. Здесь она не удельная, а общая. То есть та, которая потребляется всеми квадратными метрами.

К примеру, общая площадь, которую закрыли нагревательным элементом, составляет 20 м². Удельная мощность на теплых полах, она же паспортная, 120 Вт для дополнительного обогрева, 180 Вт для основного источника тепла.

Теперь можно рассчитать общую мощность:

• 20х120=2400 Вт или 2,4 кВт;
• 20х180=360 Вт или 3,6 кВт.

Если у выбранного терморегулятора коммутируемый показатель равен, например, 3,35 кВт, то его можно устанавливать в систему теплых полов, работающих только в качестве дополнительной отопительной сети.

Как рассчитать мощность водяного теплого пола

Рассчитать мощность для теплых водяных полов несложно. Для этого нужно знать четыре показателя:

• площадь, на которой уложен нагревательный элемент;
• расход теплоносителя;
• с каким шагом укладывается нагревательный элемент;
• тепловые потери помещения.

Составление плана

Если в комнатах будет устанавливаться система теплых полов водяного типа или стержневого инфракрасного, то план составлять не нужно. Причина – пластиковые трубы и карбоновые стержни легко переносят нагрузки от тяжелой мебели, музыкальных инструментов и бытовой напольной техники.

План нужен, если будут использованы другие разновидности: кабельный, кабельный на матах, пленочный инфракрасный. Поэтому на листе бумаге в масштабе рисуется комната с точным расположением мебели и других тяжелых предметов. Все, что остается свободным от них, должно быть покрыто нагревательным элементом.

Определение площади

С водяным и стержневым вариантами все понятно. Они будут собой покрывать все напольное основание с отступом от стен в пределах 10-15 см. С другими тремя вариантами придется повозиться. Для этого нанесенный на бумагу план, точнее свободную от мебели поверхность, надо разделить на правильные фигуры. Проще всего если это будут прямоугольники, площадь которых равна перемножению их сторон. Площади всех фигур складываются, получается площадь под отопление.

Можно сделать наоборот. Рассчитать общую площадь комнаты. Затем по отдельности рассчитать площадь мебели и других предметов. Суммировать последние и полученный результат вычесть из общего показателя.

Расчет теплопотерь

Есть формула, по которой рассчитывают теплопотери – Q=ST/R, где:

• S – площадь комнаты;
• Т – разница между внутренней температурой воздуха и внешней;
• R – тепловое сопротивление с единицей измерения м² К/Вт.

Последняя характеристика – это не теплопроводность.

По этой формуле рассчитываются теплопотери строительных конструкций: стены, пол, потолок, окна и двери. После чего полученные значения суммируются.

К примеру:

• высота потолка – 3 м;
• ширина комнаты – 5 м;
• ее длина – 10 м;
• окна размерами 1,5х1,4 м;
• температура внутри комнаты +20 ℃, снаружи -20 ℃.

Сначала надо рассчитать площадь каждой строительной конструкции:

• стены: (5+10+5+10)х3=90 м²;
• пол и потолок по отдельности: 5х10=50 м²;
• окно: 1,5х1,4=2,1 м².

Общая площадь строительных конструкций: 192 м².

Коэффициент теплового расширения – величина табличная. Зависит от толщины используемых материалов и от их теплопроводности. К примеру, полы из цементной стяжки толщиною 10 см и толщины утеплителя – минеральная вата – 5 см:

• R стяжки: 0,1/1,75=0,057 м² К/Вт;
• R минваты: 0,05/0,037=1,35.
• общий R – 1,4 м² К/Вт.

И таким образом рассчитываются все строительные конструкции, значение которых суммируются.

Можно рассчитать тепловые потери каждой конструкции в отдельности. Те же полы:

Q=90х40/1,4=2571 Вт или 2,57 кВт.

Полученные значения тепловых потерь каждой строительной конструкции суммируются в один показатель.

Расход теплоносителя

Этот расчет проводится только для водяной системы теплых полов. Его делают для того, чтобы правильно подобрать циркуляционный насос, гоняющий горячую воду по полым трубам системы.

Для этого используется формула: G=0,86Q/∆t, где:

• 0,86 – теплоемкость воды;
• Q – мощность тепловая в Вт;
• ∆t – разница температур в обратном и подающем контуре.

Шаг укладки и длина контура

Здесь надо говорить только о водяном и электрическом кабельном теплом поле. У последнего более широкий выбор, который зависит от мощности самого теплого пола с расчетом на 1 м².

К примеру:

• шаг укладки 7,5 см под стяжку, для чего используется кабель мощностью 130 Вт;
• шаг 12 см – 150-160 Вт;
• шаг 15 см – 180-200 Вт.

Если напольное отопление используется как дополнительный нагревательный контур, то мощность можно уменьшить. То же самое уменьшение может быть, если нагревательный элемент укладывается под керамическую плитку прямо на клеевой состав.

С трубой немного по-другому. Здесь зависимость не от мощности, а от диаметра трубы. К примеру, 16- миллиметровая:

• 16 мм диаметр труба укладывается с шагом 15 см;
• если теплопотери в комнате большие, то шаг уменьшается до 10 см;
• увеличить шаг можно до 20 см, если напольное отопление является не основным источником тепла.

Больший шаг может быть использован, но не в домах и квартирах. Его применяют на промышленных объектах, укладывая трубу большим диаметром.

Для расчета длины водяного контура используется формула F=S/h, где:

• S – площадь обогрева;
• h – шаг укладки нагревательного элемента.

Если длина трубного контура превышает 100 м, то его надо разделить на несколько участков с подключением к каждому терморегулятора, термодатчика и циркуляционного насоса.

Мощность пола

Это значение в водяных теплых полах не очень большое. Оно варьируется от 40 до 150 Вт из расчета на один квадратный метр поверхности. Но необходимо учитывать, что распределение теплоносителя, а соответственно и тепла, должно происходить равномерно по всему контуру.

Существует такой показатель – плотность теплового водного потока. Именно его берут при выборе циркуляционного насоса. Для вычисления его значения используют вот эту формулу Q=q/S, где:

• q – теплопотери;
• S – обогреваемая площадь.

Производительность котла

Редко, когда в доме устанавливается более одного отопительного котла. Поэтому его мощность определяют с учетом мощности всех отопительных систем, включая и теплые полы. То есть для расчета берутся мощностные значения каждого помещения, которые суммируются.

К полученному значению прибавляют дополнительно 15%. Это запас, который компенсирует расходы ресурса самого котла, если он будет работать под максимальной паспортной нагрузкой.

Можно не проводить сложные расчеты, а взять за основу соотношение: на 1 кв.м площади расходуется 10 Вт тепловой энергии. К примеру, если общая площадь дома 100 м², то для его отопления используется котел мощностью 10 кВт.

Циркуляционный насос

Чем длиннее контур теплого пола, тем мощнее насос надо покупать. Можно воспользоваться специальной формулой Q=0,86 P/∆t, где:

• 0,86 – теплопроводность воды;
• Р – мощность котла в кВт;
• ∆t – разница температур в контуре подачи и обратки.

Рассчитаем мощность электрического теплого пола

Перед тем как начать проводить расчет электрического теплого пола, нужно точно определить несколько параметров отопительной системы:

1. Теплый пол будет использован как основной источник тепла или как дополнительный. То есть его мощность будет 150-200 Вт/м² или 110-150 Вт/м².
2. Каковы теплопотери. Если они более 100 Вт/м², то в качестве основного его использовать нельзя.
3. Теплые полы электрического типа укладываются только на свободную от мебели площадь.

Формула расчета мощности P=PнS, где:

• Pн – мощность нагревательного элемента;
• S – площадь комнаты, свободной от мебели, напольных бытовых приборов и напольных музыкальных инструментов.

Первая характеристика указывается производителем в маркировке изделия. К примеру, на фото ниже видно, что мощность кабеля равна 24 Вт/м. Там так и написано – 24W/M.

Зная шаг укладки кабеля, можно определить, сколько тепла он будет выдавать с учетом 1 м². К примеру, если шаг укладки равен 15 см, то в одном квадратном метре будет уложено 6 контуров. Значит, общая мощность – 24х6=144 Вт/м².

Зная последний параметр и обогреваемую площадь, можно точно подсчитать общую необходимую мощность электрического теплого пола. То есть, перемножая две характеристики между собой.

Какую систему напольного отопления выбрать

Если говорить о квартирах, то здесь только теплые полы электрического типа. Водяную систему к отоплению дома подключать запрещено. Можно установить отдельный котел или смонтировать сложный водораспределительный узел. Но все это сложно, нерентабельно и трудоемко. Поэтому только электрический тип.

В частном доме может быть установлен любой из вышеперечисленных. Предпочтение лучше отдать водяному, потому что он просто подключается к отопительному котлу через распределитель теплоносителя.

Определяем температурный режим в помещении

По нормативам измерять температуру в комнате надо в шести точках. По высоте 20 см и 150 см от пола. По горизонтали – в двух противоположных углах и посередине помещения. Замеры проводят в течение 10 минут в каждой точке.

Определяется среднее значение трех замеров на уровне 20 см, и точно также на уровне 150 см. В первом случае температура должна находится в пределах +27 ℃, во втором не ниже +18 ℃.

Как сократить расходы потребления

Снизить потребление электроэнергии можно. Для этого придется сделать несколько важных работ:

1. Провести утепление всех строительных конструкций, точно подбирая теплоизоляционный материал с учетом его толщины или теплопроводности.
2. Устанавливать окна и двери, относящиеся к категории утепленных.
3. Использовать для отделки напольного основания материалов с высокой теплопроводность.
4. Правильно выставлять температуру на терморегуляторы с учетом времени суток.
5. Подключить к дому двойной тариф, который позволяет использовать электроэнергию в ночное время с уменьшенной в два раза оплатой.

Если принимается решение об установке в доме или квартире теплых полов, надо в первую очередь рассчитать их мощность. Если этого не сделать или выбор провести «на глаз», то велика вероятность, что произойдет перерасход энергии. Плюс – микроклимат в комнатах будет не комфортным.

Сколько потребляет теплый пол. Расход электроэнергии теплого пола: видео.

Если кто-то уже имел опыт выбора теплого пола по мощности, расскажите о нем в комментариях. Сохраните материал в закладках, чтобы не потерять полезные формулы расчетов.