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Muchos factores influyen en la eficiencia de un suelo cálido. Sin tenerlos en cuenta, incluso bajo la condición de que el sistema esté correctamente montado y que se utilicen los materiales más modernos para su dispositivo, la eficiencia térmica real no cumplirá con las expectativas.

Por esta razón, el trabajo de instalación necesariamente debe ir precedido por un cálculo competente de un piso con calefacción, y solo así se puede garantizar un buen resultado.

Diseñar un proyecto de sistema de calefacción no es barato, por lo que muchos artesanos hacen sus propios cálculos. De acuerdo, la idea de reducir el costo de arreglar un piso cálido parece muy tentadora.

Le mostraremos cómo crear un proyecto, qué criterios debe tener en cuenta al elegir los parámetros del sistema de calefacción y anotar el método de cálculo paso a paso. Para mayor claridad, hemos preparado un ejemplo de cálculo del suelo cálido.

Datos iniciales para el cálculo.

Inicialmente, un curso de diseño e instalación adecuadamente planificado le ahorrará sorpresas y problemas desagradables en el futuro.

Al calcular un piso cálido, es necesario proceder de los siguientes datos:

  • Material de la pared y características de su diseño;
  • el tamaño de la habitación en el plan;
  • tipo de acabado;
  • Diseños de puertas, ventanas y su colocación.
  • Disposición de los elementos estructurales en el plano.

Para realizar un diseño competente, es necesario tener en cuenta el régimen de temperatura establecido y la posibilidad de su ajuste.

Para realizar un cálculo aproximado, se supone que 1 m 2 del sistema de calefacción debe compensar las pérdidas de calor de 1 kW. Si el circuito de calentamiento de agua se usa como una adición al sistema principal, entonces debe cubrir solo una parte de la pérdida de calor.

Hay recomendaciones sobre la temperatura en el piso, que brindan una estadía cómoda en las instalaciones de varios propósitos:

  • 29 ° С - área residencial;
  • 33 ° С - baño, habitaciones con piscina y otras con un alto índice de humedad;
  • 35 ° С - correas frías (en las puertas de entrada, paredes exteriores, etc.).

Superar estos valores provoca un sobrecalentamiento tanto del sistema como del revestimiento final, con el consiguiente daño inevitable del material.

Después de los cálculos preliminares, puede elegir la temperatura de refrigerante óptima para sus sensaciones personales, determinar la carga en el circuito de calefacción y comprar equipos de bombeo que hagan frente perfectamente a la estimulación del movimiento del refrigerante. Se selecciona con un margen de flujo de refrigerante del 20%.

Se necesita mucho tiempo para calentar la regla con una capacidad de más de 7 cm. Por lo tanto, al construir sistemas de agua, intentan no exceder el límite especificado. Se considera que la cerámica para pisos es el recubrimiento más adecuado para pisos de agua, pisos bajo debido a su conductividad térmica ultra baja, los pisos cálidos no se colocan.

En la etapa de diseño, se debe decidir si el piso caliente será el principal proveedor de calor o se usará solo como una adición a la rama de calefacción del radiador. De esto depende la proporción de pérdida de calor que tenga que recuperar. Puede variar desde 30% a 60% con variaciones.

El tiempo de calentamiento del piso de agua depende del grosor de los elementos incluidos en la regla. El agua como refrigerante es muy eficaz, pero el sistema en sí es complejo en su instalación.

Para realizar cálculos de un sistema de agua, un piso cálido primero que todo hace cálculos de pérdidas de calor, que el circuito debe compensar. Si este es un sistema adicional, entonces se toma en cuenta parte de la pérdida de calor. Los cálculos se realizan solo para la parte del piso donde se ubicará el serpentín de calentamiento. Aquellas áreas donde no se colocan tuberías, por ejemplo, debajo de los muebles, no se utilizan en los cálculos Para la producción de cálculos, necesitamos valores promedio de la temperatura en la salida de refrigerante del dispositivo colector y en la entrada a su retorno Para obtener un resultado preciso, debe conocer la conductividad térmica de las tuberías planeadas para la instalación y la longitud aproximada del circuito de calefacción.

Determinación de parámetros de suelo caliente.

El propósito del cálculo es obtener la magnitud de la carga de calor. El resultado de este cálculo afecta los siguientes pasos tomados. A su vez, la carga de calor está influenciada por el valor promedio de la temperatura de invierno en una región en particular, la temperatura esperada dentro de las habitaciones, el coeficiente de transferencia de calor del techo, paredes, ventanas y puertas.

El motivo de la pérdida de calor son las paredes, ventanas, puertas de la casa mal aisladas. El mayor porcentaje de calor pasa por el sistema de ventilación y el techo (+).

El resultado final de los cálculos antes del dispositivo de un piso cálido de un tipo de agua dependerá de la disponibilidad de dispositivos de calefacción adicionales, incluida la generación de calor de personas y mascotas que viven en la casa. Asegúrese de tener en cuenta en el cálculo de la presencia de infiltración.

Uno de los parámetros importantes es la configuración de las habitaciones, por lo que necesitará un plano de la casa y cortes adecuados.

Método de cálculo de la pérdida de calor.

Una vez determinado este parámetro, usted descubrirá la cantidad de calor que debe producir el piso para la comodidad de las personas en la habitación, y puede elegir la caldera, la bomba y el piso de acuerdo con su potencia. En otras palabras: el calor emitido por los circuitos de calefacción debe compensar la pérdida de calor del edificio.

La relación entre estos dos parámetros se expresa mediante la fórmula:

Mn = 1.2 x Q, donde

  • Mp - contornos de potencia requeridos;
  • Q - pérdida de calor.

Para determinar el segundo indicador, haga mediciones y calcule el área de ventanas, puertas, pisos, paredes exteriores. Como el piso se calentará, el área de esta envolvente del edificio no se tendrá en cuenta. Las medidas se realizan en el exterior con la captura de las esquinas del edificio.

El cálculo tendrá en cuenta tanto el grosor como la conductividad térmica de cada una de las estructuras. Los valores estándar del coeficiente de conductividad térmica (λ) para los materiales más utilizados pueden tomarse de la tabla.

Desde la tabla, puede tomar el valor del coeficiente para el cálculo. Es importante averiguar con la compañía proveedora el valor de la resistencia térmica del material en caso de que las ventanas estén hechas de metal-plástico (+)

El conteo de la pérdida de calor se realiza por separado para cada elemento del edificio, utilizando la fórmula:

Q = 1 / R * (tв-tн) * S х (1 + ∑b), donde

  • R es la resistencia térmica del material del que está hecha la estructura de cerramiento;
  • S es el área del elemento estructural;
  • tb y tn son las temperaturas internas y externas, respectivamente, con el segundo indicador tomado en el valor más bajo;
  • b - pérdida de calor adicional asociada con la orientación del edificio en relación con los puntos cardinales.

El índice de resistencia térmica (R) se encuentra al dividir el espesor de la estructura por el coeficiente de conductividad térmica del material del que está hecho.

El valor del coeficiente b depende de la orientación de la casa:

  • 0.1 - norte, noroeste o noreste;
  • 0.05 - oeste, sureste;
  • 0 - sur, suroeste.

Si consideramos la pregunta en cualquier ejemplo de cálculo de un piso calentado por agua, se vuelve más comprensible.

Un ejemplo de cálculo específico.

Por ejemplo, las paredes de una casa para residencia no permanente, de 20 cm de grosor, están hechas de bloques de hormigón celular. El área total de los muros cercados con ventanas y aberturas de puertas es de 60 m². La temperatura externa es de -25 ° C, interna + 20 ° C, el diseño está orientado al sureste.

Considerando que el coeficiente de conductividad térmica de los bloques es λ = 0.3 W / (m ° * C), es posible calcular las pérdidas de calor a través de las paredes: R = 0.2 / 0.3 = 0.67 m² ° C / W.

Las pérdidas de calor también se observan a través de la capa de yeso. Si su grosor es de 20 mm, entonces Rpcs. = 0.02 / 0.3 = 0.07 m² ° C / W. La suma de estos dos indicadores dará el valor de la pérdida de calor a través de las paredes: 0.67 + 0.07 = 0.74 m² ° C / W.

Al tener todos los datos iniciales, los sustituyen en la fórmula y obtienen pérdidas de calor en la habitación con dichas paredes: Q = 1 / 0.74 * (20 - (-25)) * 60 * (1 + 0.05) = 3831.08 vatios.

De la misma manera, las pérdidas de calor se calculan a través de las restantes estructuras de cerramiento: ventanas, puertas, techos.

El calor emitido por los circuitos de calefacción puede no ser suficiente para calentar el aire dentro de la casa al valor deseado, si se subestima su potencia. Con exceso de potencia habrá un exceso de refrigerante.

Para determinar la pérdida de calor a través del techo, se supone que su resistencia térmica es igual al valor para el tipo de aislamiento planificado o existente: R = 0.18 / 0.041 = 4.39 m² ° C / W.

El área del techo es idéntica a la superficie y es igual a 70 m². Sustituyendo estos valores en la fórmula, reciba la pérdida de calor a través de la envoltura superior del edificio: Q pot. = 1 / 4.39 * (20 - (-25)) * 70 * (1 + 0.05) = 753.42 vatios.

Para determinar la pérdida de calor a través de la superficie de las ventanas, debe calcular su área. En presencia de 4 ventanas de 1.5 m de ancho y 1.4 m de alto, su área total será de 4 * 1.5 * 1.4 = 8.4 m².

Si el fabricante especifica por separado la resistencia térmica para la unidad de vidrio y el perfil - 0.5 y 0.56 m² ° C / W, respectivamente, entonces la ventana R = 0.5 * 90 + 0.56 * 10) / 100 = 0.56 m² ° C / W. Aquí, 90 y 10 es la parte atribuible a cada elemento de la ventana.

Sobre la base de los datos obtenidos, continúan los cálculos: Q windows = 1 / 0.56 * (20 - (-25)) * 8.4 * (1 + 0.05) = 708.75 watts.

La puerta exterior tiene un área de 0.95 * 2.04 = 1.938 m². Entonces Rdv. = 0.06 / 0.14 = 0.43 m² ° C / W. Q bit = 1 / 0.43 * (20 - (-25)) * 1.938 * (1 + 0.05) = 212.95 vatios.

Como las puertas exteriores se abren con frecuencia, grandes cantidades de calor se pierden a través de ellas. Por lo tanto, es importante asegurar su cierre apretado.

Como resultado, la pérdida de calor será: Q = 3831.08 +753.42 + 708.75 + 212.95 + 7406.25 = W.

Para este resultado, agregue otro 10% para la infiltración de aire, luego Q = 7406.25 + 740.6 = 8146.85 watts.

Ahora es posible determinar la potencia térmica del piso: Mp = 1, * 8146.85 = 9776.22 W o 9.8 kW.

Calor necesario para calentar el aire.

Si la casa está equipada con un sistema de ventilación, parte del calor emitido por la fuente debe gastarse en el calor proveniente del exterior.

Para el cálculo utilizado la fórmula:

Qv. = c * m * (tв - tн), donde

  • c = 0.28 kg⁰S y denota la capacidad de calor de la masa de aire;
  • El símbolo m denota el caudal másico de aire exterior en kg.

El último parámetro se obtiene multiplicando el volumen de aire total, igual al volumen de todas las habitaciones, siempre que el aire se actualice cada hora, por la densidad, que varía con la temperatura.

La gráfica muestra la dependencia de la densidad del aire con respecto a su temperatura. Se necesitan datos para calcular la cantidad de calor requerido para calentar la masa de aire que ingresa a la casa como resultado de la ventilación forzada (+)

Si 400 m 3 / h entran al edificio, entonces m = 400 * 1.422 = 568.8 kg / h. Qv. = 0.28 * 568.8 * 45 = 7166.88 vatios.

En este caso, la capacidad térmica requerida del piso aumentará significativamente.

Cálculo del número requerido de tubos.

Para la instalación de un piso calentado por agua, se eligen diferentes métodos de colocación de tuberías, que difieren en su forma: una serpiente de tres tipos: la serpiente en sí misma, angular, doble y caracol. En un circuito montado se puede encontrar una combinación de diferentes formas. A veces, para la zona central del piso, elija un "caracol" y para los bordes, uno de los tipos de "serpiente".

"Caracol" es una opción racional para habitaciones grandes con geometría simple. En habitaciones con formas fuertemente alargadas o complejas, es mejor usar una "serpiente" (+)

La distancia entre las tuberías se llama el tono. Al elegir este parámetro, se deben cumplir dos requisitos: el pie no debe sentir la diferencia de temperatura en áreas separadas del piso y las tuberías deben usarse de la manera más eficiente posible.

Para las áreas de borde del piso, se recomienda utilizar un escalón de 100 mm. En el resto de las parcelas puede elegir el tono que va desde 150 a 300 mm.

Importante es el aislamiento del suelo. En la planta baja, su espesor debe ser de al menos 100 mm. Para este fin se utiliza espuma de poliestireno extrusiva o extrusiva.

Para calcular la longitud de la tubería hay una fórmula simple:

L = S / N * 1.1, donde

  • S es el área del contorno;
  • N es el paso de colocación;
  • 1.1 - 10% de margen de flexión.

Al valor final, se agrega una sección de tubería que se coloca desde el colector antes de distribuir un circuito caliente tanto en el retorno como en el flujo.

Un ejemplo de cálculo.

Valores iniciales:

  • superficie - 10 m²;
  • distancia al colector - 6 m;
  • escalón de colocación - 0, 15 m.

La solución al problema es simple: 10 / 0.15 * 1.1 + (6 * 2) = 85.3 m.

Utilizando tubos de metal de hasta 100 m, la mayoría de las veces elige un diámetro de 16 o 20 mm. Con una longitud de tubería de 120 a 125 m, su sección transversal debe ser igual a 20 mm².

El diseño de circuito único solo es adecuado para habitaciones con un área pequeña. El piso de las habitaciones grandes se divide en varios circuitos en una proporción de 1: 2: la longitud de la estructura debe ser 2 veces el ancho.

El valor calculado previamente es la longitud de la tubería para el piso en su totalidad. Sin embargo, para completar la imagen, debe seleccionar la longitud del contorno individual.

Este parámetro está influenciado por la resistencia hidráulica del circuito, determinada por el diámetro de las tuberías seleccionadas y el volumen de agua suministrada por unidad de tiempo. Si se ignoran estos factores, la pérdida de presión será tan grande que ninguna bomba hará que circule el refrigerante.

Determinación del flujo de tubería en función del paso seleccionado.

Los contornos de la misma longitud son un caso ideal, pero en la práctica ocurren con poca frecuencia, ya que el área de locales de varios propósitos es muy diferente y simplemente no es necesario reducir la longitud de los contornos al mismo valor. Los profesionales permiten una diferencia en la longitud de las tuberías de 30 a 40%.

El tamaño del diámetro del colector y la capacidad de la unidad de mezcla determinan el número permitido de bucles conectados a él. En el pasaporte a la unidad de mezcla siempre puede encontrar la cantidad de carga de calor para la cual está diseñada.

Supongamos que la relación de rendimiento ( Kvs ) es de 2.23 m 3 / h. Con esta relación, ciertos modelos de bombas soportan una carga de 10 a 15 vatios.

Para determinar el número de circuitos, debe calcular la carga de calor de cada uno. Si el área ocupada por el piso cálido es de 10 m², y la salida de calor es de 1 m², entonces la Kvs es de 80 W, entonces 10 * 80 = 800 W. Esto significa que la unidad de mezcla podrá proporcionar 15, 000 / 800 = 18.8 habitaciones o circuitos de 10 m² cada uno.

Estas cifras son máximas y solo pueden aplicarse teóricamente, pero en realidad la cifra debería reducirse al menos en 2, luego 18 - 2 = 16 contornos.

Es necesario en la selección de la unidad de mezcla (colector) para ver si tiene tantas conclusiones.

Compruebe la correcta selección del diámetro del tubo

Para verificar si la sección transversal de las tuberías se eligió correctamente, puede usar la fórmula:

υ = 4 * Q * 10ᶾ / n * d²

Cuando la velocidad corresponde al valor encontrado, la sección de tubería se selecciona correctamente. Los documentos normativos permiten una velocidad máxima de 3 m / s. con un diámetro de hasta 0, 25 m, pero el valor óptimo es de 0, 8 m / s, ya que con el crecimiento de su valor aumenta el efecto de ruido en la tubería.

En este artículo se proporciona información adicional sobre el cálculo de las tuberías de calefacción de pisos.

Calcular la bomba de circulación.

Para que el sistema sea económico, debe elegir una bomba de circulación que proporcione la presión deseada y el flujo de agua óptimo en los circuitos. En los pasaportes de las bombas, por lo general, se indica la presión en el circuito de mayor longitud y el flujo total de refrigerante en todos los circuitos.

La presión se ve afectada por las pérdidas hidráulicas:

Δ h = L * Q² / k1, donde

  • L es la longitud del contorno;
  • Q - consumo de agua l / s;
  • k1 es el coeficiente que caracteriza las pérdidas en el sistema, el indicador puede tomarse de las tablas de referencia en el sistema hidráulico o del pasaporte del equipo.

Sabiendo la magnitud de la presión, calcule el flujo en el sistema:

Q = k * √H, donde

k es el coeficiente de descarga. Los profesionales toman un gasto por cada 10 m² de la casa en el rango de 0.3 a 0.4 l / s.

Entre los componentes del piso de agua caliente, se le da un papel especial a la bomba de circulación. Solo la unidad, cuya potencia es un 20% más alta que el flujo de refrigerante real, podrá superar la resistencia en las tuberías

Las cifras relacionadas con la magnitud de la altura y el caudal indicadas en el pasaporte no pueden tomarse literalmente; esto es lo máximo, y de hecho están influenciadas por la longitud, la geometría de la red. Si la cabeza es demasiado grande, reducen la longitud del contorno o aumentan el diámetro de los tubos.

Recomendaciones para elegir el espesor de la regla.

En los libros de referencia puede encontrar información de que el grosor mínimo de la regla es de 30 mm. Cuando la habitación es bastante alta, se coloca un calentador debajo de la regla, lo que aumenta la eficiencia del uso del calor emitido por el circuito de calefacción.

El material más popular para el sustrato es la espuma de poliestireno extruido. Su resistencia a la transferencia de calor es significativamente menor que la del concreto.

Cuando se construye una regla para equilibrar la expansión lineal del concreto, el perímetro de la habitación está decorado con una cinta más húmeda. Es importante elegir su grosor. Los expertos aconsejan cuando el área de la habitación, que no exceda los 100 m², disponga una capa de compensación de 5 mm.

Si los valores de área son mayores debido a la longitud superior a 10 m, el espesor se calcula mediante la fórmula:

b = 0.55 * L, donde

L es la longitud de la habitación en m.

Conclusiones y video útil sobre el tema.

Sobre el cálculo e instalación de un piso hidráulico caliente este video:

El video proporciona recomendaciones prácticas para colocar el piso. La información ayudará a evitar los errores que los aficionados suelen cometer:

El cálculo hace posible diseñar el sistema "piso cálido" con indicadores de rendimiento óptimo. Se permite montar la calefacción, utilizando datos de pasaporte y recomendaciones.

Funcionará, pero los profesionales aconsejan lo mismo para dedicar tiempo al cálculo, al final, el sistema consume menos energía.

¿Tiene experiencia en realizar el cálculo del suelo calentado y en la preparación del proyecto del circuito de calefacción? ¿O tiene preguntas sobre el tema? Por favor comparte tu opinión y deja comentarios.

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Categoría:

Calefacción