كيفية حساب أرضية ساخنة باستخدام نظام المياه كمثال

تتأثر فعالية التدفئة الأرضية بعدة عوامل.وبدون أخذها بعين الاعتبار، حتى لو تم تركيب النظام بشكل صحيح وتم استخدام أحدث المواد في بنائه، فإن الكفاءة الحرارية الفعلية لن ترقى إلى مستوى التوقعات.

لهذا السبب، يجب أن يسبق أعمال التركيب حساب مختص للأرضية الساخنة، وعندها فقط يمكن ضمان نتيجة جيدة.

إن تطوير مشروع نظام التدفئة ليس رخيصًا، لذلك يقوم العديد من الحرفيين المنزليين بإجراء الحسابات بأنفسهم. نوافق على أن فكرة تقليل تكلفة تركيب الأرضيات الساخنة تبدو مغرية للغاية.

سنخبرك بكيفية إنشاء مشروع، وما هي المعايير التي يجب مراعاتها عند اختيار معلمات نظام التدفئة، ووصف طريقة الحساب خطوة بخطوة. من أجل الوضوح، قمنا بإعداد مثال لحساب أرضية ساخنة.

البيانات الأولية للحساب

في البداية، فإن المسار المخطط بشكل صحيح لأعمال التصميم والتركيب سيزيل المفاجآت والمشاكل غير السارة في المستقبل.

عند حساب أرضية ساخنة، يجب عليك المتابعة من البيانات التالية:

• مواد الجدار وميزات التصميم.
• أبعاد الغرفة في المخطط
• نوع طلاء التشطيب
• تصميمات الأبواب والنوافذ ووضعها؛
• ترتيب العناصر الهيكلية في الخطة.

لتنفيذ تصميم مختص، من الضروري أن تأخذ بعين الاعتبار نظام درجة الحرارة المحدد وإمكانية تعديله.

لإجراء حساب تقريبي، يفترض أن 1 م² يجب أن يعوض نظام التدفئة فقدان الحرارة بمقدار 1 كيلو واط.إذا تم استخدام دائرة تسخين المياه كملحق للنظام الرئيسي، فيجب أن تغطي فقط جزءًا من فقدان الحرارة

هناك توصيات بخصوص درجة حرارة الأرضية التي تضمن إقامة مريحة في الغرف لأغراض مختلفة:

• 29 درجة مئوية - قطاع المعيشة؛
• 33 درجة مئوية- حمام وغرف بها حمام سباحة وأخرى ذات رطوبة عالية.
• 35 درجة مئوية — المناطق الباردة (عند أبواب المدخل، والجدران الخارجية، وما إلى ذلك).

إن تجاوز هذه القيم يستلزم ارتفاع درجة حرارة كل من النظام نفسه والطلاء النهائي، يليه تلف لا مفر منه للمادة.

بعد إجراء الحسابات الأولية، يمكنك اختيار درجة الحرارة المثلى للمبرد وفقا لمشاعرك الشخصية، وتحديد الحمل على دائرة التدفئة وشراء معدات الضخ التي تتواءم تماما مع تحفيز حركة المبرد. يتم اختياره بهامش تدفق سائل التبريد بنسبة 20٪.

يستغرق تسخين ذراع التسوية بسعة تزيد عن 7 سم الكثير من الوقت، لذلك عند تركيب أنظمة المياه يحاولون عدم تجاوز الحد المحدد. يعتبر سيراميك الأرضيات الطلاء الأنسب للأرضيات ذات الأساس المائي، ولا يتم وضع الأرضيات الساخنة تحت الباركيه بسبب موصليتها الحرارية المنخفضة للغاية.

في مرحلة التصميم، يجب عليك أن تقرر ما إذا كانت الأرضية المدفأة ستكون المورد الرئيسي للحرارة أم سيتم استخدامها فقط كإضافة إلى فرع تسخين الرادياتير. تعتمد حصة خسائر الطاقة الحرارية التي يتعين عليها تعويضها على هذا. يمكن أن تتراوح من 30% إلى 60% مع وجود اختلافات.

يعتمد وقت تسخين قاع الماء على سمك العناصر الموجودة في ذراع التسوية. الماء كمبرد فعال للغاية، لكن النظام نفسه يصعب تركيبه.

تحديد معلمات الأرضية الساخنة

الغرض من الحساب هو الحصول على قيمة الحمل الحراري. تؤثر نتيجة هذا الحساب على الخطوات اللاحقة المتخذة. وبدوره يتأثر الحمل الحراري بمتوسط ​​درجة حرارة الشتاء في منطقة معينة ودرجة الحرارة المتوقعة داخل الغرف ومعامل انتقال الحرارة للسقف والجدران والنوافذ والأبواب.

سبب فقدان الحرارة هو سوء عزل جدران ونوافذ وأبواب المنزل. يتم فقدان أكبر نسبة من الحرارة من خلال نظام التهوية والسقف (+)

النتيجة النهائية للحسابات السابقة جهاز التدفئة تحت البلاط ويعتمد نوع الماء أيضًا على وجود أجهزة تدفئة إضافية، بما في ذلك الانبعاث الحراري للأشخاص الذين يعيشون في المنزل والحيوانات الأليفة. يجب أن يؤخذ في الاعتبار وجود تسلل في الحساب.

أحد المعالم المهمة هو تكوين الغرف، لذلك ستحتاج إلى مخطط أرضي للمنزل والأقسام المقابلة له.

طريقة حساب فقدان الحرارة

بعد تحديد هذه المعلمة، ستكتشف مقدار الحرارة التي يجب أن تولدها الأرضية من أجل رفاهية مريحة للأشخاص الموجودين في الغرفة، وستكون قادرًا على اختيار المرجل والمضخة والأرضية وفقًا للطاقة. بمعنى آخر: يجب أن تعوض الحرارة المنبعثة من دوائر التدفئة فقدان الحرارة في المبنى.

يتم التعبير عن العلاقة بين هاتين المعلمتين بالصيغة:

النائب = 1.2 × س، أين

• النائب - قوة الدائرة المطلوبة؛
• س - فقدان الحرارة.

ولتحديد المؤشر الثاني يتم أخذ قياسات وحسابات مساحة النوافذ والأبواب والأسقف والجدران الخارجية. نظرًا لأنه سيتم تسخين الأرضية، فلا يتم أخذ مساحة هذا الهيكل المحيط بعين الاعتبار. يتم أخذ القياسات من الخارج بما في ذلك زوايا المبنى.

سيأخذ الحساب في الاعتبار كلاً من السماكة والتوصيل الحراري لكل هيكل. القيم القياسية معامل التوصيل الحراري (π) بالنسبة للمواد الأكثر استخدامًا يمكن أخذها من الجدول.

من الجدول يمكنك أن تأخذ قيمة المعامل للحساب. من المهم معرفة من المورد قيمة المقاومة الحرارية للمادة إذا تم تركيب النوافذ المصنوعة من البلاستيك المعدني (+)

يتم حساب فقدان الحرارة بشكل منفصل لكل عنصر من عناصر المبنى باستخدام الصيغة:

س = 1/ر*(tв-tн)*س س (1+∑ب)، أين

• ر — المقاومة الحرارية للمادة التي يصنع منها الهيكل المحيط؛
• س - مساحة العنصر الهيكلي؛
• التلفزيون و tн — درجات الحرارة الداخلية والخارجية، على التوالي، مع أخذ المؤشر الثاني وفقا لأدنى قيمة؛
• ب — فقدان الحرارة الإضافي المرتبط بتوجيه المبنى بالنسبة للاتجاهات الأساسية.

يتم العثور على مؤشر المقاومة الحرارية (R) عن طريق قسمة سمك الهيكل على معامل التوصيل الحراري للمادة التي صنع منها.

تعتمد قيمة المعامل b على اتجاه المنزل:

• 0,1 - الشمال، الشمال الغربي أو الشمال الشرقي؛
• 0,05 - الغرب والجنوب الشرقي.
• 0 - الجنوب والجنوب الغربي.

إذا نظرنا إلى السؤال باستخدام أي مثال لحساب أرضية مسخنة بالماء، يصبح أكثر وضوحا.

مثال حسابي محدد

لنفترض أن جدران منزل الإقامة غير الدائمة بسمك 20 سم مصنوعة من كتل خرسانية هوائية. تبلغ المساحة الإجمالية للجدران المرفقة باستثناء فتحات النوافذ والأبواب 60 مترًا مربعًا. درجة الحرارة الخارجية -25 درجة مئوية، والداخلية +20 درجة مئوية، والتصميم موجه نحو الجنوب الشرقي.

وبالنظر إلى أن معامل التوصيل الحراري للكتل هو 0.3 = 0.3 واط/(m°*C)، فمن الممكن حساب فقدان الحرارة من خلال الجدران: R=0.2/0.3= 0.67 m²°C/W.

ويلاحظ أيضًا فقدان الحرارة من خلال طبقة الجص. إذا كان سمكها 20 ملم، ثم Rpcs. = 0.02/0.3 = 0.07 م² درجة مئوية/وات. مجموع هذين المؤشرين سيعطي قيمة فقدان الحرارة من خلال الجدران: 0.67+0.07 = 0.74 م² درجة مئوية/واط.

بعد الحصول على جميع البيانات الأولية، نعوضها في الصيغة ونحصل على فقدان الحرارة لغرفة ذات الجدران التالية: Q = 1/0.74*(20 - (-25)) *60*(1+0.05) = 3831.08 واط .

بنفس الطريقة، يتم حساب فقدان الحرارة من خلال الهياكل المحيطة الأخرى: النوافذ، المداخل، الأسقف.

قد لا تكون الحرارة المنبعثة من دوائر التدفئة كافية لتسخين الهواء داخل المنزل إلى القيمة المطلوبة إذا تم التقليل من قوتها. إذا كانت هناك طاقة زائدة، فسيكون هناك استهلاك زائد لسائل التبريد

لتحديد فقدان الحرارة من خلال السقف، يتم أخذ مقاومته الحرارية مساوية لقيمة نوع العزل المخطط أو الموجود: R = 0.18/0.041 = 4.39 m²°C/W.

مساحة السقف مطابقة لمساحة الأرضية وتساوي 70 مترًا مربعًا. باستبدال هذه القيم في الصيغة، يتم الحصول على فقدان الحرارة من خلال الغلاف العلوي للمبنى: Q العرق. = 1/4.39*(20 - (-25))* 70* (1+0.05) = 753.42 وات.

لتحديد فقدان الحرارة من خلال سطح النوافذ، تحتاج إلى حساب مساحتها. إذا كان هناك 4 نوافذ بعرض 1.5 م وارتفاع 1.4 م، فستكون مساحتها الإجمالية: 4 * 1.5 * 1.4 = 8.4 م².

إذا أشارت الشركة المصنعة بشكل منفصل إلى المقاومة الحرارية للوحدة الزجاجية والملف الجانبي - 0.5 و0.56 متر مربع درجة مئوية/وات، على التوالي، فإن Rocon = 0.5*90+0.56*10)/100 = 0.56 متر مربع درجة مئوية/ الثلاثاء هنا 90 و 10 هي حصة كل عنصر من عناصر النافذة.

بناءً على البيانات التي تم الحصول عليها، تستمر الحسابات الإضافية: Qwindow = 1/0.56*(20 - (-25))*8.4*(1+0.05) = 708.75 واط.

مساحة الباب الخارجي 0.95 * 2.04 = 1.938 م². ثم طريق. = 0.06/0.14 = 0.43 م² درجة مئوية/وات. باب ف = 1/0.43*(20 - (-25))* 1.938*(1+0.05) = 212.95 واط.

نظرًا لفتح الأبواب الخارجية بشكل متكرر، يتم فقدان كمية كبيرة من الحرارة من خلالها. لذلك، من المهم التأكد من إغلاقها بإحكام.

ونتيجة لذلك، فإن فقدان الحرارة سيكون: Q = 3831.08 +753.42 + 708.75 + 212.95 + 7406.25 = W.

أضف إلى هذه النتيجة 10% أخرى لتسلل الهواء، ثم Q = 7406.25 + 740.6 = 8146.85 واط.

يمكنك الآن تحديد الطاقة الحرارية للأرضية: Mp = 1.*8146.85 = 9776.22 واط أو 9.8 كيلو واط.

الحرارة اللازمة لتسخين الهواء

إذا كان المنزل مجهزة بنظام التهويةثم يجب إنفاق جزء من الحرارة الصادرة عن المصدر على تسخين الهواء القادم من الخارج.

يتم استخدام الصيغة للحساب:

QV. = ج*م*(tв—tн)، أين

• ج = 0.28 كجم⁰С ويشير إلى السعة الحرارية للكتلة الهوائية؛
• م يشير الرمز إلى تدفق كتلة الهواء الخارجي بالكيلو جرام.

يتم الحصول على المعلمة الأخيرة بضرب الحجم الإجمالي للهواء، الذي يساوي حجم جميع الغرف، على أن يتجدد الهواء كل ساعة، بالكثافة التي تختلف باختلاف درجة الحرارة.

يوضح الرسم البياني اعتماد كثافة الهواء على درجة حرارته.البيانات ضرورية لحساب كمية الحرارة اللازمة لتسخين كتلة الهواء الداخلة إلى المنزل نتيجة التهوية القسرية (+)

لو المبنى يستقبل 400م³/ساعة، ثم م=400*1.422 = 568.8 كجم/ساعة. QV. = 0.28*568.8*45 = 7166.88 واط.

في هذه الحالة، ستزداد الطاقة الحرارية المطلوبة للأرضية بشكل كبير.

حساب العدد المطلوب من الأنابيب

لتثبيت أرضية مسخنة بالماء، اختر مختلفة طرق وضع الأنابيبتختلف في الشكل: ثلاثة أنواع من الثعابين - الثعبان الفعلي والزاوي والمزدوج والحلزون. في دائرة واحدة مثبتة يمكن أن يكون هناك مزيج من الأشكال المختلفة. في بعض الأحيان يتم اختيار "الحلزون" للمنطقة الوسطى من الأرضية، ويتم اختيار أحد أنواع "الثعبان" للحواف.

يعد "Snail" اختيارًا عقلانيًا للغرف الكبيرة ذات الهندسة البسيطة. في الغرف الممدودة جدًا أو ذات الخطوط العريضة المعقدة، من الأفضل استخدام "الثعبان" (+)

المسافة بين الأنابيب تسمى الملعب. عند اختيار هذا الخيار، تحتاج إلى تلبية متطلبين: يجب ألا تشعر قدمك باختلاف درجة الحرارة في مناطق معينة من الأرضية، وتحتاج إلى استخدام الأنابيب بأكبر قدر ممكن من الكفاءة.

بالنسبة للمناطق الحدودية للأرضية، يوصى باستخدام درجة 100 مم. وفي مناطق أخرى، يمكنك اختيار خطوة تتراوح من 150 إلى 300 ملم.

العزل الحراري للأرضية مهم. في الطابق الأرضي يجب أن يصل سمكه إلى 100 ملم على الأقل. لهذا الغرض، استخدم الصوف المعدني أو رغوة البوليسترين المبثوق.

لحساب طول الأنبوب هناك صيغة بسيطة:

ل = ق/ن*1.1، أين

• س — منطقة كفاف.
• ن - وضع الخطوة؛
• 1,1 — هامش الانحناء 10%.

تتم إضافة قسم من الأنابيب الموضوعة من المجمع إلى القيمة النهائية لتوزيع الدائرة الدافئة عند الإرجاع والإمداد.

مثال للحساب.

القيم الأولية:

• مربع — 10 م²
• المسافة إلى المجمع — 6 م;
• خطوة وضع - 0.15 م.

حل المشكلة بسيط: 10/0.15*1.1+(6*2) = 85.3 م.

عند استخدام الأنابيب المعدنية البلاستيكية التي يصل طولها إلى 100 متر، غالبا ما يتم اختيار قطرها 16 أو 20 ملم. مع طول الأنبوب 120-125 م، يجب أن يكون المقطع العرضي 20 مم².

تصميم الدائرة الواحدة مناسب فقط للغرف ذات المساحة الصغيرة. يتم تقسيم الأرضية في الغرف الكبيرة إلى عدة خطوط بنسبة 1: 2 - يجب أن يكون طول الهيكل ضعف العرض.

القيمة المحسوبة مسبقًا هي المدى أنابيب الكلمة عمومًا. ومع ذلك، لإكمال الصورة، من الضروري تسليط الضوء على طول كفاف منفصل.

تتأثر هذه المعلمة بالمقاومة الهيدروليكية للدائرة، والتي يتم تحديدها بواسطة قطر الأنابيب المختارة وحجم المياه المقدمة لكل وحدة زمنية. إذا تم إهمال هذه العوامل، فسيكون فقدان الضغط كبيرًا جدًا بحيث لا يمكن لأي مضخة أن تجبر سائل التبريد على الدوران.

تحديد تدفق الأنابيب اعتمادًا على خطوة التمديد المحددة

تعد الخطوط المتساوية الطول حالة مثالية، ولكن نادرًا ما يتم مواجهتها عمليًا، لأن مساحة الغرف المخصصة لأغراض مختلفة مختلفة تمامًا ومن غير العملي تقليل طول الخطوط إلى قيمة واحدة. يسمح المحترفون باختلاف في أطوال الأنابيب بنسبة 30 إلى 40٪.

يحدد قطر المجمع وإنتاجية وحدة الخلط العدد المسموح به من الحلقات المتصلة به. في جواز السفر الخاص بوحدة الخلط، يمكنك دائمًا العثور على مقدار الحمل الحراري الذي تم تصميمه من أجله.

لنفترض أن معامل الإنتاجية (كيلو فولت) يساوي 2.23 م³/ح. باستخدام هذا المعامل، يمكن لبعض نماذج المضخات أن تتحمل حمولة تتراوح من 10 إلى 15 واط.

لتحديد عدد الدوائر، تحتاج إلى حساب الحمل الحراري لكل منها.إذا كانت المساحة التي تشغلها أرضية ساخنة 10 متر مربع، وانتقال الحرارة 1 متر مربع، فإن المؤشر كيلو فولت هي 80 وات، ثم 10*80 = 800 وات. وهذا يعني أن وحدة الخلط ستكون قادرة على توفير 15.000/800 = 18.8 غرفة أو دوائر بمساحة 10 متر مربع.

هذه الأرقام هي الحد الأقصى، ولا يمكن تطبيقها إلا من الناحية النظرية، ولكن في الواقع يجب تقليل الرقم بمقدار 2 على الأقل، ثم 18 - 2 = 16 دائرة.

مطلوب أثناء الاختيار وحدة الخلط (المجمع) معرفة ما إذا كان لديه مثل هذا العدد من الاستنتاجات.

التحقق من الاختيار الصحيح لأقطار الأنابيب

للتحقق مما إذا تم تحديد المقطع العرضي للأنبوب بشكل صحيح، يمكنك استخدام الصيغة:

υ = 4*س*10ᶾ/ن*د²

عندما تتوافق السرعة مع القيمة التي تم العثور عليها، يتم تحديد المقطع العرضي للأنبوب بشكل صحيح. تسمح الوثائق التنظيمية بسرعة قصوى تبلغ 3 م / ثانية. بقطر يصل إلى 0.25 م، لكن القيمة المثلى هي 0.8 م/ثانية، لأنه مع زيادة قيمته، يزداد تأثير الضوضاء في خط الأنابيب.

ترد معلومات إضافية حول حساب أنابيب التدفئة تحت الأرضية هذا المقال.

حساب مضخة الدورة الدموية

لجعل النظام اقتصاديا، تحتاج اختر مضخة تداولمما يوفر الضغط المطلوب وتدفق المياه الأمثل في الدوائر. تشير جوازات سفر المضخة عادةً إلى الضغط في الدائرة ذات الطول الأطول وإجمالي تدفق سائل التبريد في جميع الحلقات.

يتأثر الضغط بالخسائر الهيدروليكية:

∆ح = L*Q²/k1، أين

• ل - طول الكفاف؛
• س — استهلاك المياه لتر/ثانية؛
• ك1 - معامل تحديد الفاقد في النظام، ويمكن أخذ المؤشر من الجداول المرجعية الخاصة بالمكونات الهيدروليكية أو من جواز سفر المعدات.

معرفة حجم الضغط حساب معدل التدفق في النظام:

س = ك*√H، أين

ك هو معامل التدفق.يفترض المحترفون أن معدل التدفق لكل 10 متر مربع من المنزل يتراوح بين 0.3-0.4 لتر/ثانية.

من بين مكونات أرضية الماء الدافئ، يتم إعطاء دور خاص لمضخة الدوران. فقط الوحدة التي تكون قوتها أعلى بنسبة 20% من التدفق الفعلي لسائل التبريد ستكون قادرة على التغلب على المقاومة في الأنابيب

لا يمكن أخذ الأرقام المتعلقة بمعدلات الضغط والتدفق المشار إليها في جواز السفر حرفيًا - فهذا هو الحد الأقصى، ولكنها في الواقع تتأثر بطول الشبكة وهندستها. إذا كان الضغط مرتفعًا جدًا، قلل طول الدائرة أو قم بزيادة قطر الأنابيب.

توصيات لاختيار سمك الممله

يمكنك العثور في الكتب المرجعية على معلومات تفيد بأن الحد الأدنى لسمك ذراع التسوية هو 30 ملم. عندما تكون الغرفة مرتفعة بما فيه الكفاية، يتم وضع العزل تحت الممله، مما يزيد من كفاءة استخدام الحرارة المنبعثة من دائرة التدفئة.

المواد الداعمة الأكثر شعبية هي رغوة البوليسترين المبثوق. مقاومة نقل الحرارة أقل بكثير من مقاومة الخرسانة.

عند تثبيت ذراع التسوية، من أجل تحقيق التوازن بين التوسع الخطي للخرسانة، يتم تزيين محيط الغرفة بشريط المثبط. من المهم اختيار السماكة المناسبة. ينصح الخبراء بتركيب طبقة تعويضية بسمك 5 مم لمساحة غرفة لا تزيد عن 100 متر مربع.

إذا كانت قيم المساحة أكبر بسبب تجاوز الطول 10 م، يتم حساب السماكة باستخدام الصيغة:

ب = 0.55*ل، أين

ل هو طول الغرفة بالمتر .

استنتاجات وفيديو مفيد حول هذا الموضوع

يدور هذا الفيديو حول حساب وتركيب أرضية هيدروليكية ساخنة:

يقدم الفيديو توصيات عملية لوضع الأرضية. ستساعدك المعلومات على تجنب الأخطاء التي يرتكبها الهواة عادةً:

يتيح الحساب إمكانية تصميم نظام "الأرضية الدافئة" بمؤشرات الأداء المثالية. يجوز تركيب التدفئة باستخدام بيانات جواز السفر والتوصيات.

سينجح الأمر، لكن المحترفين ينصحون بقضاء بعض الوقت في العمليات الحسابية حتى يستهلك النظام طاقة أقل في النهاية.

هل لديك خبرة في حساب التدفئة الأرضية وإعداد تصميم دائرة التدفئة؟ أو لا تزال لديك أسئلة حول هذا الموضوع؟ يرجى مشاركة رأيك وترك التعليقات.