Jaký je limit délky tepelné trubice?

Mylná představa 1. Výhoda rozteče potrubí 150 mm oproti rozteči 200 mm

Existuje mylná představa, že v závislosti na tepelných ztrátách místnosti byste měli zvolit různé rozteče potrubí: 100, 150, 200.

Ve skutečnosti závisí tepelný výkon systému podlahového vytápění na rozdílu povrchových teplot podlahy (Tp) a teploty vzduchu v místnosti (Tv). Tento teplotní rozdíl, vynásobený plochou vyhřívané podlahové desky a koeficientem prostupu tepla (α≈10-12 W/m2/K), udává tepelný výkon ve Wattech v rámci jedné místnosti.

Čím kratší je instalační krok, tím teplejší musí být chladicí kapalina, aby bylo dosaženo požadované teploty povrchu podlahy pro určitý design podlahového koláče a podlahovou krytinu.

GRAF 1. Zátěžový diagram pro podlahový koláč s odporem prostupu tepla R=0,06 W/m2/K (6cm potěr, lepidlo, porcelánová kamenina) Osa x je teplotní rozdíl mezi teplotou chladicí kapaliny (Tt) a teplotou vzduchu v pokoj (Tt).

Zvětšení nebo zmenšení rozteče pokládky potrubí vede ke změně povrchové plochy trubky (dělicí stěny), která se podílí na procesu přenosu tepla z chladicí kapaliny do potěru. Při zmenšení plochy (tedy zvětšení rozteče) dosáhnete stejného tepelného výkonu jednoduchým mírným zvýšením teploty chladicí kapaliny: např. pro rozteč 200mm o 1-3 stupně oproti rozteči 150mm.

GRAF 2. Závislost hustoty tepelného toku systému vytápěné podlahy na teplotě povrchu podlahy Tp, [°C] při různých roztečích uložení potrubí B, [mm] a teplotě vzduchu v místnosti Tb = 20 °C

Po přijetí tepla z chladicí kapaliny předává potěr teplo podlahové krytině a vytváří určitou teplotu povrchu podlahy. Toto teplo se pak vlivem teplotního rozdílu přenáší do vzduchu.

Maximální teplota povrchu podlahy je omezenaa neměla by překročit pohodlných 28-32 stupňů. Podle toho jsme limitováni horní hranicí přenášeného výkonu. Toho lze dosáhnout s jakýmkoli obecně uznávaným stoupáním potrubí, což je jasně znázorněno v grafu 1.

Proč se používají různé rozteče potrubí?

1. Pro korekci teploty povrchu podlahy ve vybrané místnosti vzhledem k ostatním místnostem v domě. Například, pokud je ve všech místnostech použito rozteč 200 mm, umožňuje to udržovat teplotu podlahy 28 stupňů (při aktuální teplotě chladicí kapaliny), ale v koupelně vyhřívaná podlaha instalovaná s roztečí 150 mm topí povrch podlahy až 30 stupňů, a proto produkuje větší tepelný výkon (při stejné teplotě chladicí kapaliny v systému).

2. Pro udržení stejné teploty povrchu podlahy při používání různé podlahové krytiny v různých místnostech v rámci stejného systému.

Odpor prostupu tepla R (nebo koeficient prostupu tepla k=1/R) vyhřívaného podlahového koláče přímo ovlivňuje ustálenou teplotu povrchu podlahy při aktuální teplotě chladicí kapaliny.

3. Pro udržení nízkých parametrů chladicí kapaliny během používání podlahové krytiny s nízkým součinitelem prostupu tepla. Krok pokládky potrubí se volí v závislosti na typu použitého nátěru pro dosažení požadované návrhové teploty povrchu podlahy pro zvolený teplotní režim otopné soustavy.

Pro potěr s dlažbou jako podlahovou krytinou je optimální krok 200mm. Pro podlahové krytiny s nízkým koeficientem tepelné vodivosti (například parkety, laminát) 150mm nebo 100 mm.

4. Pro “suchou” metodu Pokládka podlahy se vyznačuje vysokou odolností proti přenosu tepla vrstev nad potrubím. Například při použití koláče přes potrubí – dva listy GVLV + dlaždice – doporučujeme použít krok 100mm – výkonově se takový systém bude blížit klasickým kamnům s roztečí 200 mm při stejné teplotě chladiva v přívodním potrubí.

Pohled do budoucna: čím vyšší je odpor přenosu tepla, tím menší je odvod tepla na 1 m.p. potrubí, tím nižší je vypočítaný průtok chladicí kapaliny a v důsledku toho lze okruh prodloužit. Okruh o rozteči 100 mm a délce 100 m v „suchém“ koláči se hydraulickým odporem a výkonem rovná okruhu „potěr + dlaždice“ o rozteči 200 mm a délce 65 m.

Mylná představa 2. Maximální délka obrysu je přísně omezena na určitou hodnotu

Doporučené maximální délky okruhů:

Pro 16×2,0 – až 80m, pro 20×2,0 – až 120m – pro různé průměry potrubí se stejným dostupným tlakem na kolektoru a stejným měrným tepelným výkonem W/m2.

Jedná se o šablonu, která obvykle nezpůsobuje problémy. Při použití šablony stačí pro zajištění provozuschopnosti systému provést hydraulický výpočet hlavního cirkulačního prstence (nejdelší, nejvíce zatížený), který zabere asi jednu minutu času. To stačí k výběru zařízení a hlubší znalosti mohou být vyžadovány pouze ve fázi uvádění systému do provozu.

Vše, co je napsáno níže, je podrobné vysvětlení – pro skeptické zákazníky, kteří se začnou hádat, když ve svém projektu vidí délku, která neodpovídá vzoru, kterému věří.

Úkolem projektanta je dodat vytápěnému podlahovému okruhu požadovaný výkon. Chcete-li to provést, vyberte teplotní plán (teplota přívodu a teplota zpátečky) a vypočítejte požadovaný průtok pro každý okruh a systém jako celek (součet průtoků všech okruhů spotřebičů). Dále se při vypočteném průtoku chladiva určí měrná lineární tlaková ztráta na 1 m potrubí z grafů nebo tabulek výrobce použitého potrubí. Po vynásobení délkou potrubí se získá lineární tlaková ztráta v okruhu. Zohledněny jsou i všechny tlakové ztráty do rozdělovače – cirkulační prstenec zahrnuje celou cestu od zdroje ke spotřebiči a zpět (hydraulickým výpočtům bude věnován samostatný článek). Velikost tlakové ztráty musí být kompenzována zvoleným oběhovým čerpadlem, vytvářejícím požadovaný tlakový rozdíl ve vytápěném podlahovém kolektoru nebo tzv. disponibilní tlak na kolektoru (ΔPc, Pa).

Výpočet hlavního cirkulačního kroužku pro výběr čerpadla

Dostupný tlak ΔPc je hlavním limitujícím faktorem pro maximální délku okruhu podlahového vytápění. Tlaková ztráta v okruhu podlahového vytápění se vždy rovná dostupnému tlaku na rozdělovači. V tomto případě je v okruhu s určitým průtokem chladicí kapaliny zaveden určitý hydraulický režim. Seřízením vyvažovacích ventilů nebo průtokoměrů na rozdělovači je možné vytvořit lokální tlakové ztráty v okruhu za účelem snížení průtoku chladiva na vypočítanou hodnotu.

Chyba návrhu je situace, kdy je skutečný průtok chladicí kapaliny okruhem menší než vypočítaný při plně otevřeném vyvažovacím ventilu (průtokoměru). Právě pro eliminaci takových situací existují doporučení pro omezení maximální délky obrysu u objektů, kde se neprovádějí hydraulické výpočty.

V praxi se hodnota dostupného tlaku ΔPc, Pa, pohybuje v rozmezí 5000 až 50000 Pa. Nízké hodnoty ΔPc nastávají při zúžení průměrů hlavních potrubí mezi čerpací a směšovací jednotkou v kotelně a rozdělovačem podlahového vytápění a také při nesprávné volbě čerpadla a třícestného směšovacího ventilu. Vysoké disponibilní tlakové ztráty je dosaženo například při instalaci čerpací a směšovací jednotky v těsné blízkosti kolektoru.

Optimální hodnotu ΔPc, kterou je nutné zajistit na kolektoru, lze brát jako 20000 25 Pa. Pro tuto hodnotu je snadné navrhnout systém založený na nejoblíbenějším domácím čerpadle UPS 60-XNUMX. Všechny okruhy podlahového vytápění připojené ke kolektoru jsou vypočteny na základě přijatého dostupného tlaku. Splnění podmínky rovnosti mezi dostupným tlakem a tlakovou ztrátou v okruhu je dosaženo buď změnou vypočteného průtoku chladiva (to vede ke zvýšení/snížení rozdílu teplot mezi přívodním a vratným potrubím), nebo snížením celkového délka okruhu (pro udržení požadovaného průtoku chladiva), nebo změnou vnitřního průměru potrubí .

Příklady parametrů okruhu podlahového vytápění:

Dostupný tlakový rozdíl ΔPc mezi přívodním a vratným potrubím je 20000 0,06 Pa, podlahový koláč s odporem přenosu tepla R=2 [W/(m6*K)] (XNUMX cm potěr, lepidlo, porcelánová kamenina)

Při teplotě chladicí kapaliny na přívodním potrubí 45 stupňů pro trubku ze zesíťovaného polyetylénu d=16×2,0mm bude optimální délka trubky 65m. Průtok chladicí kapaliny bude 3 litry za minutu, výkon okruhu 1150 W, což je přibližně rovných 90 W/m2 při kroku pokládky 200 mm. Teplota zpátečky bude o 5 stupňů nižší.

Pokud je při zachování všech ostatních podmínek okruh dlouhý 80 m, průtok chladicí kapaliny bude 2,7 litru za minutu, rozdíl teplot přívodu a zpátečky bude již 7 stupňů, výkon okruhu bude 1300 W ( 81 W/m2). Optimální je teplotní rozdíl 7 stupňů, takže další prodlužování okruhu je nežádoucí, aniž by se zvýšil dostupný tlakový spád v bloku rozdělovače.

Při délce okruhu 100 m bude průtok chladicí kapaliny 2,4 litru za minutu, rozdíl teplot přívodu/zpátečky 10 stupňů, výkon okruhu 1500 W (75 W/m2).

Při teplotě chladicí kapaliny na přívodním potrubí 45 stupňů pro trubku ze zesíťovaného polyetylénu d=20×2,0mm bude optimální délka trubky 95m. Průtok chladicí kapaliny bude 5,5 litru za minutu, výkon okruhu 1800 W, což je přibližně 95 W/m2 při kroku pokládky 200 mm. Maximální doporučená délka okruhu pro trubku d=20×2,0mm je v rozmezí 120-140m.

Mylná představa 3. Míchací jednotka je vždy nezbytná

Čerpadlo-směšovací jednotka (PMU) se používá k připojení nízkoteplotního podlahového vytápění k vysokoteplotnímu topnému systému.

Kolektor podlahového vytápění je připojen k radiátorovému topnému systému přes NSU

Pokud se topný systém skládá pouze ze systému vytápěné podlahy nebo bude pracovat podle plánu vytápěné podlahy, pak NSU není potřeba. V tomto případě je teplota chladicí kapaliny omezena na ovládacím panelu kotle. To platí pro elektrokotle a plynové nástěnné kotle, stejně jako pro všechny generátory tepla, které jsou schopny udržovat danou teplotu chladiva a nemají požadavky na minimální teplotu zpátečky.

Kotel a systém podlahového vytápění jako jediný zdroj tepla

Je-li potřeba chránit zdroj tepla před nízkými teplotami zpátečky (například kotel na tuhá paliva, naftový nebo plynový podlahový s litinovým výměníkem), připojení k jednomu nízkoteplotnímu spotřebiči je možné pouze přes vyrovnávací nádrž . Po vyrovnávací kapacitě je vyžadována NSU.

Kotel na tuhá paliva s ochranou proti nízké teplotě zpátečky a nízkoteplotním topným systémem může pracovat pouze přes vyrovnávací nádrž.

Mylná představa 4: Rozdělovač z nerezové oceli je lepší než rozvod z mosazi.

Z hlediska odolnosti proti korozi nemá smysl v topných systémech používat nerezové kolektory. Mosaz se úspěšně používá jak v topných systémech, kde je riziko koroze z definice minimální, tak ve vodovodních systémech. Mosazné rozdělovače, stejně jako ostatní výrobky z mosazi, jsou navíc poniklované, aby se eliminovalo riziko koroze.

Evropští výrobci opustili mosaz kvůli jejím vysokým nákladům – výroba nerezového potrubí je levnější než mosazného.

U nerezových kolektorů je důležitý druh oceli, tloušťka stěny a kvalita spoje. Evropští výrobci používají ocel AISI304 pro topné systémy a vědecký základ jejich výroby a kvalita jejich výrobků je nepochybná – mimo jiné pro tento účel pořádají každoroční exkurze ve svých podnicích. Rozdělovače evropské výroby jsou v současnosti na trhu dostupné pouze v nerezové oceli.

Levné čínské nerezové rozvody jsou potenciálně méně spolehlivé než levné čínské mosazné rozvody. Kvalita švu, jakost oceli a tloušťka plechu jsou dostupné faktory pro optimalizaci nákladů na produkt. Je nemožné vyrobit mosazné potrubí tenké ve výrobě z důvodu hospodárnosti a kvalitu niklové vrstvy nebo její úplnou absenci lze snadno zjistit okem.

V diskusi o kvalitě rozdělovacího bloku by na prvním místě měla být kvalita komponentů – průtokoměry, termostatické ventily, odvzdušňovače a vypouštěcí ventily. Komponenty tvoří více než polovinu nákladů na kolektorovou jednotku. V 99 % případů vznikají problémy právě kvůli nekvalitním součástkám.

«Teplé podlahy» již dávno nejsou vnímány jako nějaká exotika – stále více majitelů domů se k této technologii při vytápění svých rezidenčních nemovitostí obrací. Takový systém může zcela převzít funkci plného vytápění domu nebo pracovat v tandemu s klasickými topnými zařízeními – radiátory nebo konvektory. V článku mistr instalatér vám řekne o omezení délky jednoho okruhu vytápěné podlahy.

Údaje potřebné pro výpočet

Pro udržení dané teploty v místnosti je nutné správně vypočítat délku smyček používaných pro cirkulaci chladicí kapalina.

Nejprve je potřeba shromáždit prvotní data, na základě kterých bude exekuce provedena. výpočet a který se skládá z následujících ukazatelů a charakteristik:

• Teplota, která by měla být nad podlahovou krytinou;
• Schéma uspořádání smyček s chladicí kapalinou;
• Vzdálenost mezi trubkami;
• Maximální možná délka potrubí;
• Možnost použití několika obrysů různých délek;
• Připojení více smyček do jedné kolektor a na jedno čerpadlo a jejich případný počet při takovém zapojení.

Na základě výše uvedených údajů je možné správně vypočítat délku okruhu podlahového vytápění a tím zajistit komfortní teplotní režim v místnosti s minimálními náklady na úhradu dodávky energií.

Stavitelé používají čtyři běžné vzory pokládky potrubí, z nichž každý je vhodnější pro použití v různých tvarech místností.

Sekvenční pokládka, kdy na sebe navazují horké a studené linie. Vhodné do podlouhlých místností rozdělených do zón různých teplot.

Používá se v obdélníkových místnostech, ale bez zónování. Poskytuje rovnoměrné vytápění prostoru.

Sekvenční systém pro místnost se stejnou délkou stěn a přítomností zóny nízkého vytápění.

Dvojitý pokládací systém, vhodný pro místnosti téměř čtvercového tvaru bez studených míst.

Zvolená možnost instalace ovlivňuje maximální délku vodní podlahy, protože se mění počet smyček potrubí a poloměr ohybu, což také „sežere“ určité procento materiálu.

Maximální délka trubky podlahového topení pro každý okruh se počítá samostatně. Chcete-li získat požadovanou hodnotu, budete potřebovat následující vzorec:

Hodnoty jsou v metrech a znamenají následující:

• W je šířka místnosti.
• D je délka místnosti.
• Shu – „krok pokládky“ (vzdálenost mezi smyčkami).
• K je vzdálenost od kolektoru k bodu spojení s obvody.

Délka obrysu teplé podlahy získaná v důsledku výpočtů se navíc zvyšuje o 5%, což zahrnuje malou rezervu pro chyby vyrovnání, změnu poloměru ohybu trubky a spojení s armaturami.

Jako příklad výpočtu maximální délky potrubí pro vytápěnou podlahu pro 1 okruh si vezměme místnost 18 m² se stranami 6 a 3 m. Vzdálenost ke kolektoru je 4 m a krok pokládky je 20 cm. získat následující:

K výsledku se připočte 5 %, což je 4,94 m a doporučená délka okruhu vodou vyhřívané podlahy se zvyšuje na 103,74 m, což je zaokrouhleno na 104 m.

Závislost na průměru potrubí

Druhou nejdůležitější charakteristikou je průměr použité trubky. Přímo ovlivňuje maximální délku, počet okruhů v místnosti a výkon čerpadla, které je zodpovědné za cirkulaci chladicí kapaliny.

V bytech a domech s průměrnou velikostí místností se používají trubky 16, 18 nebo 20 mm. První hodnota je optimální pro obytné prostory, je vyvážená z hlediska nákladů a výkonu. Maximální délka okruhu vodního podlahového vytápění se 16 trubkami je 90-100 m v závislosti na volbě materiálu trubky. Tento indikátor se nedoporučuje překračovat, protože může vzniknout efekt tzv. „uzamčené smyčky“, kdy se bez ohledu na výkon čerpadla zastaví pohyb chladicí kapaliny v komunikaci kvůli vysokému odporu kapaliny.

Počet obvodů a výkon

Instalace topného systému musí splňovat následující doporučení:

• Jedna smyčka na místnost malé plochy nebo část velké, je iracionální natahovat obrys přes několik místností.
• Jedno čerpadlo na kolektor, i když deklarovaný výkon stačí k poskytnutí dvou „hřebenů“.
• Při maximální délce trubky podlahového topení 16 mm na 100 m je kolektor instalován na maximálně 9 smyčkách.

Pokud maximální délka vytápěné podlahové smyčky 16 trubek překročí doporučenou hodnotu, pak je místnost rozdělena na samostatné okruhy, které jsou rozdělovačem propojeny do jedné topné sítě.

Teplota v místnostech

Také délka okruhů podlahového vytápění pro 16 trubek ovlivňuje úroveň vytápění. Pro udržení příjemného vnitřního prostředí je potřeba určitá teplota. K tomu se voda čerpaná v systému ohřeje na 55-60 °C. Překročení tohoto indikátoru může nepříznivě ovlivnit integritu materiálu inženýrské komunikace. V závislosti na účelu místnosti v průměru získáme:

• 27-29 °C pro obytné místnosti;
• 34-35 °C na chodbách, chodbách a průchozích místnostech;
• 32-33 °C v místnostech s vysokou vlhkostí.

V souladu s maximální délkou okruhu podlahového vytápění 16 mm v 90-100 m by rozdíl na „příkonu“ a „výkonu“ směšovacího kotle neměl překročit 5 °C, jiná hodnota udává tepelné ztráty na hlavní topení.

Pokračujte v tématu, podívejte se také na naši recenzi Instalace vodou vyhřívané podlahy