Расчет мощности теплого электрического пола: Как рассчитать теплый пол электрический

Как рассчитать теплый пол электрический

Электрический теплый пол имеет несомненные преимущества в плане комфорта и удобства. Те помещения, в которых оборудованы теплые полы, сразу становятся центром притяжения всех домочадцев, ведь по полу можно не только ходить, но сидеть и даже лежать на нем. Но прежде чем их монтировать и эксплуатировать следует узнать, как рассчитать теплый пол электрический самостоятельно либо обратиться за помощью к специалистам. В противном случае дорогостоящие нагревательные кабели и маты могут быть просто бесполезно замурованы в бетон без возможности их извлечения и восстановления.

Разновидности электрических теплых полов и их характеристики, учитываемые при расчетах

Главными деталями любых теплых полов являются нагревательные элементы или их сочетание. Они имеют различную конструкцию. Отметим особенность каждой системы.

Резистивный нагревающий кабель

Системы теплых полов на этой основе применяется чаще всего, так как он прост по конструкции и имеет более низкую, по сравнению с другими типами нагревателей цену. В его основе одно- или двухжильный проводник, заключенный в защитный экран и имеющий определенное сопротивление. По своей сути – это вытянутый нагревательный элемент, который при подключении к электрической сети вырабатывает определенное количество тепловой энергии. Резистивные кабели всегда имеют фиксированную длину, которую нельзя изменять ни в коем случае, так как это в корне меняет всю настройку системы. Любые попытки укоротить резистивный кабель уменьшают его сопротивление, увеличивается ток и это чаще всего приводит к выходу из строя.

Основными характеристиками резистивных кабелей являются:

• Конструкция кабеля (одножильный, двухжильный, зональный) и его назначение.
• Напряжение питания и мощность. Обычно производители указывают два напряжения питания 220/230 вольт и соответствующую им мощность в Ваттах, например, греющий кабель deviflex™ DTIP−18, длиной в 22 метра имеет мощность 360/395 Ватт соответственно.
• Очень важной характеристикой греющих кабелей является погонная мощность, то есть, сколько Ватт излучается одним метром. В вышеприведенном примере кабеля погонная мощность составляет 18 Вт/м при напряжении питания 230 В. Этот показатель указан в маркировке кабеля, но его можно и вычислить. Если мощность в 395 Вт поделить на длину в 22 метра, то получается 395/22=17,95 Вт/м.

Резистивные кабели производятся разной длины (7—220 м), различной погонной и общей мощностью, что вполне может удовлетворить все потребности. Естественно, что кабель надо укладывать по особой схеме, для охвата всей площади помещения, но об этом будет подробно рассказано в последующих разделах.

Нагревательные маты

Для удобства укладки были изобретены нагревательные маты, где греющий резистивный кабель вплетен в полимерную сетку и уже уложен с нужным шагом. Сетка обычно имеет клеевую основу и может приклеиваться к поверхности пола, что только добавляет удобства при монтаже. Особенно это хорошо при укладке плитки, когда маты скрываются прямо в слое плиточного клея или при ремонте, если делают только самовыравнивающую тонкую стяжку, на которую можно впоследствии настелить ламинат или ковролин. Большинство греющих матов выпускается шириной в 45 см и разной длины, что позволяет выбрать конкретную модель для любого помещения. При этом не стоит забывать, что в основе матов лежит резистивный, обычно двухжильный, кабель, поэтому отрезать маты по проводникам строго запрещено!

Основными характеристиками нагревательных матов являются:

• Напряжение питания, которое обычно составляет 220/230 В и мощность нагревательного мата.
• Длина мата и рекомендуемая площадь укладки, обычно от 0,5 м² до 12 м² при длине от 1 до 24 м.
• Один из главных показателей – удельная мощность, то есть, какое количество тепла генерирует нагревательный мат на 1 метр квадратный. Измеряется она в Вт/м² (Ваттах на метр квадратный). Для теплого пола обычно выпускаются маты с удельной мощностью 100—150 Вт/м², очень редко 200 Вт/м².

Саморегулирующийся нагревательный кабель

Основным недостатком резистивных кабелей и нагревательных матов на их основе является необходимость постоянного теплоотвода от них, так как от температуры окружающей среды практически не зависит их сопротивление и соответственно количество генерируемого тепла. Если от кабеля не отвести тепло, то он перегреется и выйдет из строя. Именно поэтому теплые полы резистивными кабелями нельзя оборудовать под стационарно стоящей мебелью без ножек.

Такого недостатка лишен саморегулирующийся кабель, погонная мощность которого зависит от температуры. Греющим элементом является полупроводниковый полимер, способный менять свое сопротивление в зависимости от температуры. Такие кабели можно без страха отрезать любой длины, это не приведет к перегреву и выходу из строя. Однако, высокая цена ограничивает их применение в качестве теплых полов, поэтому их используют в основном для обогрева трубопроводов.

Пленочный инфракрасный теплый пол

Сравнительно новым видом подогрева полов являются инфракрасные (ИК) теплые полы, которые имеют в своей основе излучатели в виде поперечных графитовых полос, подключенных к продольным медно-серебряным проводникам. Вся конструкция располагается в полиэстеровой пленке, которая имеет толщину не более 0,4 мм. Особенностью пленочных полов является то, что большая часть генерируемой энергии приходится на лучевую составляющую — инфракрасные волны в диапазоне от 4 до 20 нм. Известно, что лучевое инфракрасное тепло нагревает не воздух, а окружающие предметы, а это воспринимается человеком очень комфортно.

Основными характеристиками инфракрасных пленочных полов нужных в расчетах являются:

• Напряжение питания 220/230 В и удельная потребляемая мощность, которая может составлять 130, 150, 170, 200, 230 Вт/м², — в зависимости от помещения и его назначения.
• Ширина рулона пленочного ИК пола: 0,5, 0,8 или 1 метр. Длина от 1 до 20 метров. Это позволяет «подогнать» пленку под любые помещения.

Пленочный пол также требует укладки только на ту площадь пола, которая не занята стационарной мебелью без ножек. Еще одним серьезным ограничением применения является невозможность укладки в стяжку, так как ИК пленки не «любят» мокрых процессов в строительстве. Лучшее применение для таких нагревателей – это укладка «сухим» способом на абсолютно ровные поверхности с последующим настилом ламината, предназначенного для теплого пола, линолеума или ковролина.

Стержневой инфракрасный теплый пол

Самой инновационной и современной системой теплого пола являются стержневые инфракрасные полы, где применяются в качестве нагревателей гибкие элементы из композиции карбона, графита и серебра. Такие стержни имеют очень полезные свойства – при повышении температуры пола от 20 до 60°C их пиковая потребляемая мощность уменьшается в 1,5 раза. Это позволяет использовать подогрев пола даже там, где будет стационарно расположена мебель, которую можно периодически переставлять.

Греющие стержни параллельно подключены к продольным медным проводникам, образуя греющий мат. Даже если какой-то один из них выйдет из строя, то другие продолжат работу. Ширина мата 83 см, шаг между стержнями может составлять 9 или 10 см. Главными характеристиками ИК стержневого пола являются:

• Пиковая потребляемая мощность, которая может измеряться или Вт/м² или Вт/м. Она может составлять или 130, или 160 Вт/м² при погонной мощности 116 или 138 Вт/м соответственно. Эти данные приведены для системы UNIMAT RAIL или UNIMAT BOOST.
• Минимальная и максимальная длина термомата – от 0,5 до 25 метров.
• Длина волны ИК излучения: 8—14 мкм.
• Напряжение питания 220/230 В.

Стержневой ИК теплый пол предназначен для монтажа в основном в тонкие — 2—3 см стяжки и в слой плиточного клея. Его новизна, технологичность и замечательные характеристики определяют и высокие цены, поэтому и применяется такой теплый пол пока достаточно редко.

Цены на различные виды электрических теплых полов

Электрический теплый пол

Варианты применения теплых электрических полов

Специалисты-теплотехники и производители нагревательных электрических систем теплого пола рекомендуют использовать кабельное отопление в двух основных режимах:

• Кабельную систему отопления устанавливают в бетонную стяжку, толщиной не менее 3—5 см с возможностью ее использования в качестве полного отопления, без применения дополнительных обогревательных приборов. В этом случае электрическое отопление может компенсировать все теплопотери и поддерживать нужную температуру воздуха в помещениях. Еще одним вариантом является применение кабельного отопления в термоаккумулирующих толстых бетонных полах (10—15 см), когда во время действия сниженных тарифов на электроэнергию идет нагрев пола, а в остальное время за счет большой тепловой инерции массивной стяжки, тепло отдается в помещение.

• Систему отопления в виде электрических нагревательных кабелей, матов, трубчатых нагревателей или инфракрасных пленочных полов используют в основном только для поддержания комфортной температуры поверхности пола. При этом теплые полы работают совместно с основной системой отопления, которая компенсирует львиную долю теплопотерь квартиры или дома. Для этого применяют нагревательные кабели и маты, монтируемые прямо в слой плиточного клея или в воздушный зазор деревянных полов, а также инфракрасные пленочные полы, укладываемые прямо под покрытие.

Расчет тепловых потерь здания или помещений

При проектировании любой системы отопления, в том числе и электрического теплого пола в качестве основного, весьма желательно рассчитать теплопотери каждого помещения в квартире или в доме. В этих расчетах исходными данными являются:

• Заданная температура в каждом помещении и их взаимное расположение.
• Географическое положение.
• Конструкция стен: какие материалы, какой толщины применены в стенах, какие именно стены являются наружными.
• Конструкция пола и потолка.
• Наличие и площадь окон, их конструкция и теплопотери через них.
• Ориентация здания по сторонам света.
• Наружная температура воздуха (с учетом самых холодных температур года).
• Потери тепла через вентиляцию.

Все вышеперечисленное является далеко не полным списком исходных данных для оценки теплопотерь. Эти расчеты делают специалисты-теплотехники, но существует множество специальных бесплатных программ или онлайн-расчетов в интернете, поэтому каждый может произвести оценку самостоятельно. Главной задачей этих расчетов является то, что любая система отопления должна полностью компенсировать все тепловые потери, даже с учетом самых холодных зимних дней.

Из анализа статистических данных о теплопотерях множества домов и квартир можно сказать о том, что в большинстве современных квартир и домов, построенных с учетом требований по теплозащите, удельная мощность отопления на квадратный метр площади должна составлять 100—130 Вт/м² для всех помещений, а в ванных и санузлах 130—150 Вт/м². В старых домах удельная мощность может доходить до 180 Вт/м² и в этом случае уже не обойтись без других источников тепла.

Обоснованность применения теплоизоляции в системах теплых электрических полов

Утепление конструктивных элементов здания в дальнейшем будет сильно влиять на комфорт в помещениях и значительно снизит расходы на отопление. И одним из главных является утепление конструкции пола. Электрические теплые полы могут монтироваться непосредственно под напольное покрытие как с применением различных тонких утеплителей, так и без них, что является чаще всего вынужденной мерой – когда невозможно пожертвовать высотой помещения.

Потери тепла через какую-либо ограждающую конструкцию происходят тем интенсивнее, чем больше разница температур и меньше термическое сопротивление. Даже если в соседних помещениях между этажами будут одинаковые температуры, тепло все равно неизбежно будет передаваться бетонной плите пола. Поэтому, если есть возможность, то надо использовать утеплители и чем они толще – тем лучше. Приведенная диаграмма наглядно демонстрирует это.

Если система электрический теплый пол будет использоваться как основное отопление в виде термоаккумулирующего пола, то применение утеплителей обязательно, так как мощностей нагревательных кабелей и матов будет просто недостаточно для компенсации теплопотерь.

Как рассчитать теплый пол электрический

После того как получено представление об основных системах электрического теплого пола и их характеристиках, можно приступать к расчету.

Составление плана помещения и вычисление отапливаемой площади

Прежде чем переходить к расчетам и выбору комплектующих, желательно начертить план каждого отдельного помещения квартиры или дома в удобном масштабе на миллиметровой бумаге формата А3 или в компьютерной программе.

После этого вычисляется общая площадь помещения – S_общ. Далее, на том же плане делается расстановка всей стационарной мебели без ножек и высчитывается площадь, занимаемая мебелью – S_меб. Теперь можно получить площадь, на которую будет укладываться электрический теплый пол – S_у:

S_у=S_общ— S_меб.

Желательно, чтобы отапливаемая площадь занимала не менее 50% от общей площади помещения, а лучше 70—80%, то есть должно соблюдаться условие:

S_у*100%/S_общ≥50%.

Если в качестве отопительных приборов будут использованы стержневые ИК полы, то их можно укладывать по всей площади, то есть:

S_у=S_общ.

Приведем пример. Есть кухня общей площадью 12 м², а площадь занятая мебелью и оборудованием 5 м², значит: S_у=12—5=7 м².

Расчет установленной и удельной мощности электрического отопления

При расчетах электрических теплых полов обязательно надо вычислить установленную мощность, называемую еще присоединенной мощностью, того электронагревательного элемента, который будет обогревать пол. Как это можно сделать?

Использование теплого пола в качестве основного отопления

Если электрический теплый пол будет использоваться как основная система отопления, то установленная мощность P_уст должна быть, по крайней мере, не меньше мощности теплопотерь в этом помещении P_п, которые получают в процессе теплотехнических расчетов. Специалисты рекомендуют установленную мощность вычислять с запасом в 30%:

P_уст=1.3* P_п.

Если нагревательный кабель будет проложен в термоаккумулирующей стяжке, то коэффициент запаса следует применять 1,4:

P_уст=1.4* P_п.

Например, в вышеописанной кухне теплопотери составляют 1000 Вт, значит, для их компенсации с учетом запаса понадобится обогреватель с установленной мощностью: P_уст=1.3*1000 Вт=1300 Вт, а в случае с термоаккумулирующими полами P_уст=1.4*1000 Вт=1400 Вт.

Удельную мощность P_уд можно определить как отношение устанавливаемой мощности к обогреваемой площади:

P_уд=P_уст/S_у.

В нашем примере: P_уд=1300 Вт/7=186 Вт/м² или для аккумулирующих полов — P_уд=1400 Вт/7=200 Вт/м².

Использование теплого пола в качестве комфортного подогрева

В этом случае подразумевается, что теплые полы созданы для комфорта, а компенсацию теплопотерь осуществляет основная система отопления. Расчет установленной мощности производят от удельной, которая прописана в нормативах и рекомендациях производителей теплых полов. Данные о требованиях к удельной мощности в зависимости от вида помещения сведены в следующую таблицу.

В этом случае надо выбранную из таблицы удельную мощность умножить на отапливаемую (устанавливаемую) площадь:

P_уст=P_уд*S_у.

В нашем примере кухни для создания теплого комфортного пола выбираем P_уд=100 Вт/м², а отапливаемая площадь S_у=7м² получаем: P_уст=100*7=700 Вт.

Выбор и расчет нагревательных элементов теплого пола

После определения необходимой установленной мощности электрического теплого пола необходимо определиться с тем, какие нагреватели наиболее целесообразно использовать в каждом конкретном случае. Для основного отопления следует применять резистивные кабели, а для комфорта: нагревательные маты, пленочные или стержневые ИК полы. Рассмотрим особенности выбора.

Выбор резистивного греющего кабеля и определение шага укладки

Рассмотрим такой выбор на нашем примере отопления кухни с использованием ассортимента греющих кабелей deviflex™ компании Devi. Методика выбора совершенно одинакова для всех резистивных кабелей всех производителей.

Допустим, что запланирована термоаккумулирующая стяжка в качестве основного источника тепла. Ранее было выяснено, что установленная мощность должна быть не менее P_уст=1400 Вт. Из вышеприведенной таблицы видно, что кабели должны применяться с погонной мощностью 18—20 Вт/м, в ассортименте компании Devi есть кабели deviflex™ DSIG−20 (20 Вт/м при 230 В), которые лучше подходят для решения поставленной задачи.

Из предложенного перечня следует выбирать кабель, мощность которого не меньше установленной мощности. Этому требованию подходит кабель с мощностью 1465 Вт при 230 В и длиной в 74 метра: L_каб=74 м.

Для греющих кабелей существует очень важный параметр – шаг укладки (h), — расстояние между линиями кабеля в укладке. Он измеряется в сантиметрах. Для его нахождения следует обогреваемую площадь в квадратных метрах S_у умножить на 100 и поделить на длину кабеля в метрах L_каб:

h= S_у*100/ L_каб.

В рассмотренном примере h=7*100/74=9,46 см. Часто при укладке используют специальную монтажную ленту, сильно упрощающей монтаж. Шаг крепления кабеля на монтажной ленте составляет 2,5 см. Ближайшее значение 10 см, которое и нужно использовать. Если шаг укладки будет лежать где-то посередине диапазона, то можно чередовать соседние петли теплого пола с шагами 7,5 и 10 см.

Расчет резистивного кабеля для комфортного обогрева пола осуществляется по той же методике. Напомним ее пошагово.

• Исходя из требований к удельной и погонной мощности, типа помещения и вида отопления (полное или комфортное) выбирается у какого-либо производителя тип кабеля, отвечающий всем условиям.
• Исходя из ранее рассчитанной установленной мощности, выбирается конкретный кабель, мощность которого не меньше установленной.
• Исходя из отапливаемой площади помещения и длины выбранного кабеля, рассчитывается шаг укладки.

На этом этапе может сильно пригодиться план помещения, нарисованный на миллиметровой бумаге. Можно карандашом нарисовать различные варианты укладки греющего кабеля, а потом выбрать оптимальный.

Калькуляторы расчета длины нагревательного кабеля и шага его укладки

Предлагаем читателю воспользоваться встроенным калькулятором — он быстро и точно подсчитает  и длину требуемого кабеля, и шаг укладки:

Перейти к расчётам

По полученному значению  выбирается нужный комплект с длиной кабеля, наиболее близкой к найденному показателю. Теперь осталось только рассчитать шаг укладки:

Перейти к расчётам

Выбор и расчет греющего мата

Греющие маты в теплых полах используются в основном как дополнительное или комфортное отопление, монтируемое в тонких бетонных стяжках или слое плиточного клея. Выбор нужного мата сильно упрощается, так у производителей представлен широкий ассортимент таких нагревателей. Рассмотрим на нашем примере.

Для комфортного обогрева пола кухни ранее было установлено, что достаточно удельной мощности P_уд=100 Вт/м². На отапливаемой площади в 7 м² установленная мощность будет P_уст=700 Вт. Из ассортимента компании Devi выбираем греющие маты devimat™ DТVF−100 (100 Вт/м²).

Для наших целей как нельзя лучше подходит греющий мат нужной площади в 7 м². Расчета шага укладки греющие маты не требуют, так как на них уже закреплен кабель с нужным шагом. Но при укладке в помещениях, особенно сложной конфигурации, возникают некоторые нюансы.

Для того чтобы уложить греющий мат в помещениях существуют определенные приемы, которые позволят сделать это. Главное правило – можно разрезать только полимерную сетку, но не сам кабель! Приемы укладки наглядно представлены на рисунке.

Очевидно, что выбор и расчет греющего мата для отопления пола гораздо проще, чем резистивного кабеля. Для выбора тактики правильной укладки поможет план на миллиметровой бумаге. Здесь как нельзя лучше подходит пословица: «Семь раз отмерь и один раз отрежь!»

Особенности расчетов инфракрасных пленочных полов

Пленочные теплые полы имеют ряд особенностей, которые требуют грамотного подхода.

• Во-первых, они, как и резистивный кабель должны укладываться только на свободном от мебели месте.
• Во-вторых, минимальная дистанция от пленки до краев (стен или стационарной мебели) должна составлять 20 см.
• В-третьих, пленочные полы могут укладываться только «сухим» способом под подходящие для этого покрытия (ламинат, линолеум, ковролин). Хоть и существуют технологии укладки плитки на пленочные полы, но это предполагает наличие промежуточного гидроизолирующего слоя. В итоге стоимость теплого пола с ИК пленками будет гораздо выше, чем с резистивными кабелями или матами.
• В-четвертых, пленочные полы могут резаться с определенной кратностью – чаще всего 25 см. Это не повлияет на удельную мощность.
• И, наконец, кажущаяся легкость расчета и особенно монтажа пленочного пола обманчива. Под поверхностью ИК пола находится масса электрических соединений, которые требуют только высококвалифицированного монтажа.

Видео: Квалифицированный монтаж пленочного инфракрасного пола

Для правильного расчета пленочного пола необходимо выполнить ряд шагов:

• Рассчитывается площадь обогрева помещения. Для этого на листе миллиметровой бумаги вычерчивается план, «расставляется» стационарная мебель и учитываются минимальные 20 см отступы от границ. В итоге должна получиться обогреваемая площадь — S_у, допустим, что в конкретном примере S_у=15 м², а общая площадь 24.
• Высчитывается доля обогреваемой площади в общей площади помещения: S_у*100%/S_общ=15 м²*100%/24 м²=62,5%. Если этот показатель более 60% (как в нашем случае), то удельная мощность обогревательных ИК пленок может быть от 160 до 220 Вт/м². Если же доля обогреваемой площади менее 60%, то P_уд=220 Вт/м². Для нашего случая выбираем P_уд=160 Вт/м².
• Для помещений, имеющих большие теплопотери через пол: первые этажи, помещения над арками, дома старой застройки с полами без теплоизоляции, — в любом случае P_уд=220 Вт/м².
• Рассчитывается установленная мощность теплого пола. Для этого удельную мощность перемножают с обогреваемой площадью: P_уст=P_уд* S_у=160 Вт/м²*15 м²=2400 Вт.
• Из ассортимента любого производителя ИК пленок выбираются с заданной удельной мощностью нужной длины и ширины, которые могут покрыть полностью всю обогреваемую площадь. Нужно учесть, что ширина рулонов пленок 50, 80 и 100 см, а кратность резки пленки – через каждые 25 см. При этом существуют ограничения, представленные в таблице. При этом лучше не выбирать максимальную длину, а набирать меньшими отрезками. Главное правило — меньшее количество отдельных пленок (план на миллиметровой бумаге будет большим подспорьем).

• На каждый отдельный отрезок пленки подбирается соединительный комплект, а на весь комплект – терморегулятор, рекомендованный производителем.

Особенности расчетов стержневых инфракрасных полов

Главной отличительной чертой стержневых ИК полов является то, что они саморегулирующиеся, то есть при повышении наружной температуры их пиковая мощность снижается примерно в 1,5 раза. Это позволяет применять их на всей площади помещения, независимо от положения мебели. Для расчета стержневых теплых полов воспользуемся предыдущим примером комнаты с S_общ=24 м² и рассчитаем их для всей площади: S_у=S_общ=24 м².

• Для комфортного обогрева пола выбирается система теплых стержневых ИК полов UNIMAT RAIL, имеющая пиковую погонную мощность 116 Вт/м. Ширина мата равна 83 см, они укладываются с интервалом до 10 см, поэтому их длина выбирается исходя из требуемой обогреваемой площади.
• Из ассортимента UNIMAT RAIL выбирается комплект UNIMAT HR-S-2500, длиной в 25 метров, пиковой мощностью 2900 Вт, способный отопить площадь до 25 м².
• На плане помещения, предварительно нарисованным на миллиметровой бумаге, делается раскладка нагревательных матов. Причем силовые кабели могут разрезаться в любом месте посередине между нагревательными стержнями. Нагревательные стержни разрезать нельзя.

• Определяется количество дополнительных комплектующих.
• Выбирается терморегулятор, рекомендованный производителем.

Требования к напольному покрытию при эксплуатации теплых электрических полов

При проектировании электрической системы обогрева полов зачастую забывают о том, что с ней могут работать далеко не все покрытия. И к этому вопросу надо отнестись со всей внимательностью и серьезностью. С какими покрытиями работа теплых электрических полов противопоказана:

• Линолеум на резиновой или войлочной основе.
• Толстые ковры или ковры на резиновой основе.
• Дощатый пол толщиной более 25 мм.

При выборе линолеума, ламината, паркетной доски или ковролина следует обязательно поинтересоваться, могут ли работать эти покрытия с системой теплых полов. Ведущие производители указывают это всегда на маркировке и в сопроводительной документации.

Для контроля отопления деревянных полов, а также тонких полов рекомендуется использовать терморегуляторы с двумя датчиками: температуры поверхности пола и воздуха в помещении. Если известно термическое сопротивление напольного покрытия R_T, которое может быть указано в документации, то лучше руководствоваться следующими правилами:

• При удельной мощности 150 Вт/м² максимальное термическое сопротивление(R_Tmax) может быть до 0,13 м²*K/Вт.
• При P_уд=125 Вт/м² – R_Tmaxне более 0,16 м²*K/Вт.
• При P_уд=100 Вт/м² – R_Tmaxне более 0,18 м²*K/Вт.

Если в конструкции пола применяются многослойные покрытия, например – ламинат с подложкой, то их термические сопротивления складываются, и проверяется соответствие вышеперечисленным условиям.

Расчет электрической системы теплого пола

При самостоятельном проектировании системы электрических теплых полов иногда забывают о том, что не всякая электропроводка выдержит нагрузки от мощного потребителя энергии. Вдобавок не всякая энергоснабжающая организация выдаст технические условия на выделение требуемой мощности. Именно поэтому проект электроснабжения и получение всей разрешительной документации необходимо доверить профессионалам, а сосредоточиться только на том, что по силам сделать самому.

Выбор терморегулятора

Сердцем системы теплых полов является терморегулятор, который следит за температурой поверхности или воздуха, или за тем и другим одновременно, — и на основании этого производит включение или отключение контуров обогрева. Кроме этого, терморегулятор может иметь встроенный таймер и включать обогрев в назначенное время или иметь программу включения в определенные дни недели и часы. В терморегуляторах бывают еще и другие полезные и бесполезные функции. При его выборе, прежде всего надо руководствоваться набором правил:

• Каждый производитель любой системы теплых полов всегда рекомендует определенные модели терморегуляторов и работающих с ними датчиков. Лучше этими рекомендациями не пренебрегать.
• Все терморегуляторы могут работать только с определенным током нагрузки: 10 A– для обогревателей с установленной мощностью до 2300 Вт, и 16 Aс P_уст≥2300 Вт. Именно по этим показателям прежде всего и надо выбирать терморегулятор.
• Если планируется использовать систему теплый пол только для комфорта, то нужно выбирать терморегулятор с датчиком температуры пола.
• Если теплый пол используется в целях полного отопления, то необходимо использовать терморегулятор с датчиком температуры воздуха или с комбинацией датчиков температуры пола и воздуха.
• Для работы систем отопления с деревянным покрытием обязательно использовать терморегуляторы с комбинацией датчиков температуры воздуха и пола.
• Если в близлежащих помещениях тоже планируется система электрических теплых полов, то целесообразно использовать многозональный терморегулятор с выносными датчиками.

Цены на различные модели терморегуляторов

Терморегулятор

Общие правила проектирования электропроводки теплого пола

При проектировании электропроводки теплого пола следует обязательно учесть несколько правил:

• Все соединения кабелей системы теплый пол между собой и с электропроводкой должны выполняться только на специальных клеммах, на контактах терморегуляторов, в распределительных коробках и электрических щитах. Следует избегать любых соединений в конструкции пола кроме тех, что неизбежны, и рекомендованы производителем.
• Экраны нагревательных кабелей и матов должны соединяться с проводом защитного заземления (PE) и должны быть включены в общую систему уравнивания потенциалов – СУП.
• Питающие провода и кабели должны быть площадью поперечного сечения не меньше, чем подводящие «холодные» концы нагревателей теплого пола. При установленной мощности до 2300 Вт площадь поперечного сечения медного провода должна быть 1,5 мм², а свыше 2300 Вт – 2,5 мм².
• Для защиты человека от поражения электрическим током обязательно применение устройств защитного отключения (УЗО) с дифференциальным током срабатывания не более 30 мА, а для санузлов – 10 мА. Не менее 1 раза в месяц необходимо проводить испытание УЗО.

• Проводка для питания системы электрического теплого пола должна быть проложена непосредственно от электрощитов или вводно-распределительных устройств (ВРУ) до терморегуляторов. При этом в щитах для защиты проводки обязательно должны стоять автоматические выключатели: для медных кабелей с площадью поперечного сечения 1,5 мм² номиналом в 10 A, а для 2,5 мм² – 16 A.
• Если нагревательные элементы теплого пола укладываются на металлическую сетку, то она обязательно должна быть подключена к общей системе уравнивания потенциалов.

Итоги

• Рассчитать теплый пол электрический вполне по силам самостоятельно, пользуясь рекомендациями производителя оборудования.
• Электрический теплый пол является системой повышенной опасности, поэтому при проектировании и монтаже обязательно руководствоваться Правилами устройства электроустановок последней редакции.

Видео — Какие расчеты необходимы перед устройством теплого пола

Расчет электрического теплого пола

Главная » Пол » Как рассчитать электрический теплый пол

Подогрев пола становится все более обыденной вещью в наших жилищах. Подогревают пол при помощи водяного отопления, уложив трубы в стяжку, или электричества — различных нагревательных элементов, которые электроэнергию превращают в тепло. Водяной теплый пол сделать можно далеко не всегда — в старых квартирах на него получить разрешение нереально. С электрическим подогревом проще — можно найти вариант даже для старых перекрытий, который нагрузку дает минимальную. Но чтобы в доме было тепло, обязательно предварительно сделать расчет электрического теплого пола. Тогда расход на обустройство будут оптимальны, а мощности достаточно даже для самых холодных периодов. 

Подогрев пола значительно повышает уровень комфорта

Методики расчета

Содержание статьи

В первую очередь надо определиться, теплый пол у вас будет основным отоплением (без радиаторов и других источников тепла) или дополнительным (для повышения комфорта). В зависимости от этого меняется расчет электрического теплого пола. Если подогрев пола — только дополнительное отопление, единственное требование — мощности должно хватить для того чтобы нагреть пол до комфортных 28,5-29°C. Других требований нет. При таком раскладе смело пользуются средними цифрами, которые определены опытным путем (в таблице ниже). При использовании подогрева пола в качестве основного отопления, подход другой: тепла должно быть достаточно для компенсации теплопотерь. Тут все несколько сложнее — нужны расчеты.

Расчет электрического теплого пола по теплопотерям

Есть два способа сделать расчет электрического теплого пола. Первый является именно расчетом. При использовании этой методики сначала определяются теплопотери помещения. При этом учитывается регион, в котором находится здание, материал и толщина стен, толщина и вид утепления, размеры окон и тип остекления, наличие и площадь стен, выходящих на улицу, ориентация помещения (на юг, север, и т.п.). Все эти факторы влияют на количество тепла, которое уходит из помещения и которое придется восполнять.

Теплопотери для каждого вида строительного материала можно найти в специальной литературе, есть отдельные методики. Такой расчет — муторное дело, но он позволяет получить точные данные. Это на случай, если считать хотите сами. Если нет, можно заказать теплотехнический расчет у специалистов. И, если площади под теплы пол планируются большие, лучше все-таки заказать. Порой, самостоятельно определенные теплопотери в разы превышают те, которые вам выдадут спецы. А излишнюю мощность — зря потраченные деньги.

Пример расчета теплопотерь помещений

Полученная цифра и будет мощностью электрического теплого пола, которая необходима для компенсации теплопотерь данного помещения. Весь расчет электрического теплого пола состоит в том, чтобы подобрать нагревательные элементы в таком количестве и такой мощности, чтобы они суммарно выдавали требуемое количество тепла (можно с небольшим запасом). Если это будут нагревательные кабели, придется разработать схему укладки так, чтобы на заданной площади разместился весь необходимый метраж кабеля. Если решено использовать пленочный теплый пол, надо искать пленку требуемой мощности. В любом случае, учтите, что для того чтобы ногами не ощущать холодные и горячие места нагрева, расстояние между соседними нагревательными элементами не должно быть больше 30 см. А для нормального перераспределения тепла (не полосами) минимальная высота стяжки должна быть — 3 см, лучше около 5 см.

Обратите внимание! Электрический теплый пол укладывают только на той площади, которая не занята мебелью и крупной бытовой техникой. Это связано с тем, что в большинстве своем нагревательные элементы теплого пола не переносят перегрева (кроме саморегулирующегося греющегося кабеля). Потому расчет электрического теплого пола начинается с расположения на плане комнаты мебели и техники (в масштабе). Определив площадь не занятую обстановкой, можно приступать к расчету. Еще один важный момент: если теплый пол является основным источником тепла, то обогреваемая поверхность не должна быть меньше 70% от общей площади помещения.

Сначала надо определить площадь, на которой не будет мебели

Определение требуемой мощности в зависимости от назначения помещения

Второй способ — считать по среднестатистическим данным. Количество материалов, которое используют при строительстве жилых домов, ограничено. Это дало возможность вывести средние цифры необходимых мощностей теплого пола для отопления помещений разного назначения. (смотрите таблицу).

При расчете электрического теплого пола найденную  незанятую площадь умножают на норму, взятую из таблицы. Получают цифру, которую может выдать электрический теплый пол. В принципе, это также будет и максимальная потребляемая мощность, необходимая для подогрева пола.

Требуемую мощность нагрева пола можно определить исходя из его назначения

Например, если обогреваться будет 10 квадратов в  жилой комнате на первом этаже, то выдать/потребить нагревательный элемент может  140 Вт/м2 * 10 м2 = 1400 Вт. Это потребляемая мощность в час. Не стоит пугаться. Реально такой расход может быть только сразу после включения и до тех пор, пока пол не наберет заданную температуру. В этот промежуток времени нагреватели работают постоянно. Затем подогрев включается/выключается терморегулятором, который поддерживает заданную температуру с точностью до 1°C. Количество потребляемого в этот период электричества зависит от погоды (чем холоднее, тем чаще будет включаться) и степени утепления пола и помещения в целом.

Что может повлиять на теплоотдачу

На то, насколько хорошо будет работать подогрев пола, оказывает влияние не только мощность нагревательных элементов, но и то, насколько правильно разработан и сделан весь «пирог», как верно подобраны материалы.

Покрытие

В первую очередь на теплоотдачу влияет покрытие, которое укладывают поверх нагревательных элементов. Например, если используется для обогрева резистивный или саморегулирующийся кабель, маты из него или стержневой инфракрасный пол, чаще всего их заливают в стяжку. При этом используют специальные смеси для теплого пола. Другой вариант — в стандартный цементно-песчаный раствор добавлять присадки, которые повышают теплопроводность бетона. Второй вариант дешевле, но придется искать информацию о необходимых добавках. Зато можно сэкономить.

Покрытие теплого пола во многом определяет насколько комфортно будет им пользоваться

Затем на стяжку укладывают керамическую плитку — в ванной, коридоре, на кухне. В жилых комнатах чаще используют ламинат, линолеум, ковролин.

Независимо от того, какое напольное покрытие вы планируете приобрести, надо использовать только те материалы, которые предназначены для укладки на теплый пол. Они имеют повышенную теплопроводность, нормально переносят длительный нагрев. Так что повышенная цена обоснована, да и обогрев будет более эффективным.

Самый неудачный выбор финишного покрытия для теплого пола — ковролин. Даже специальный, он хуже всех других проводит тепло. Для того чтобы нагреть его до приемлемых 28-29°C, приходится поднимать температуру нагревательных элементов на 4-5°C  больше, чем при других типах отделки.

Самый удачный выбор — керамическая плитка или керамогранит. У них хорошая теплопроводность, но они также отличаются повышенной теплоемкостью — много времени проходит, пока они прогреются. Укладывать плитку а теплый пол надо на специальный клей.

При использовании греющих кабелей (любых) или стержневого теплого пола, технология укладки одинакова. Сначала заливается стяжка, бетон набирает прочность на протяжении 28 дней, потом укладывается плитка. При использовании матов из греющего кабеля процесс изменяется, причем значительно: плитку можно класть сразу поверх матов на требуемый слой клея. Расход клея в этом случае большой (минимальный слой плитка+клей   3 см), но времени требуется значительно меньше.

Под ламинат лучше использовать пленочный теплый пол

Пленочный теплый пол можно делать без стяжки. Его кладут под ламинат. Поверх пленки расстилают только специальную подложку (для теплого пола) и можно укладывать ламинат. Под линолеум или тот же ковролин, делают жесткое основание — кладут листы фанеры, ДСП или ОСП (OSB), а уже на них укладывают финишное покрытие. Такое устройство электрического теплого пола — без стяжки — возможно только в случае, если есть радиаторное отопление. Укладывается все быстро, но отопление неэффективно — большой теплоотдачи не добиться никакими средствами.

Теплоизоляция

Чем лучше теплоизоляция пола под электрическими нагревателями, тем меньше электроэнергии потребуется для поддержания нормальной температуры. Если при строительстве пол уже был достаточно утеплен, можно утепление не укладывать. Хотя любая система — кабельный или пленочный пол вы укладываете — говорит о необходимости использования теплоизолирующей подложки. Они разные в разных системах, но их присутствие желательно. Тогда, делая расчет электрического теплого пола по среднестатистическим данным, можно брать требуемую мощность по нижнему краю или даже еще немного ниже. А это — сэкономленные деньги и при устройстве, и при эксплуатации (меньше тепла уходит на нецелевой обогрев).

Немного о теплоизоляционных материалах, которые рекомендуют использовать при устройстве теплого пола. Самый оптимальный — экструдированный пенополистирол (ЭППС). Он имеет достаточную плотность и прочность, чтобы выдержать давление стяжки и всего, что на ней будет находиться. Второй вариант — напыляемая теплоизоляция высокой плотности. Способ еще лучше, но и еще дороже. Плотность под стяжку требуется высокая 60-80 кг/куб, а стоит такая напыляемая теплоизоляция еще дороже, чем ЭППС. Правда, имеет лучшие на сегодня характеристики (теплопроводность почти как у воздуха 0,2-0,3 в зависимости от производителя).

Стандартная схема устройства электрического теплого пола с греющими кабелями или матами

Часто при укладке электрического теплого пола советуют использовать теплоизоляцию с фольгированной поверхностью. Аргументируют это тем, что фольга отражает тепловые лучи внутрь помещения. Она так и работает, но при наличии воздушного зазора между нагревателем и фольгой (не менее 3 см). В пироге теплого пола нет и не может быть никаких воздушных прослоек. Так что укладка этого материала — просто пустая трата денег и времени. Есть и еще один аргумент против укладки слоя фольги под теплый пол. Фольга в бетоне разрушается в пыль через несколько недель и становится совсем уж бесполезной. Даже перераспределять равномернее тепло в таком состоянии они не может.

Терморегуляторы и датчики

Схема электрического теплого пола предполагает наличие терморегулятора и датчика температуры. Их наличие не обязательно — можно вручную включать и выключать нагреватели. Но только вместе с этими устройствами система будет работать нормально, длительный срок, обеспечит требуемый уровень комфорта, рационально будет использовать электроэнергию, избегать перегрева. На расчет электрического теплого пола наличие или отсутствие терморегулятора с датчиком никак не влияют, а вот на сроке службы сказываются очень сильно. Как уже говорили, подавляющее большинство нагревательных элементов боится перегрева, а его при ручном управлении избежать очень сложно. Пару раз не успеете вовремя выключить, кабели/пленка/маты расплавятся.

Калькулятора теплых полов

Для чего это нужно

Калькулятор теплого пола позволяет легко рассчитать необходимое количество греющего кабеля для основных типов помещений.

Кнопка «Рассчитать» запускает расчет параметров монтажа.

Вы можете сохранить результаты расчета в формате pdf и перейти в каталог для заказа товара.

Результаты программы расчета могут отличаться от результатов профессиональных инженерных расчетов.

Памятка перед монтажем. Частично аккумулирующее отопление

Снижение затрат на электроэнергию может достигаться за счет использования систем отопления, задействованных в ночные часы. Для этого необходимо, чтобы тепло накапливалось в бетонной стяжке во время действия низких тарифов, и обогревало помещение днем. Бетонная стяжка прогревается нагревательными кабелями, интенсивность, скорость прогревании накопление тепла зависит от толщины стяжки, глубины залегания кабеля и материала покрытия пола. Нагревательные кабели можно использовать как для укладки в базовую, так и выравнивающую стяжку. Частично аккумулирующее отопление обычно используется с такими материалами покрытия пола как линолеум, дерево, ковролин. Необходимо убедиться в том, что толщина стяжки достаточна для накопления тепла, в противном случае требуется заложить дополнительные источники отопления.

Правильный температурный режим

Для достижения максимального уровня комфорта мы рекомендуем поддерживать следующие температуры поверхности пола:

• Линолеум 26-28 °C
• Керамическая плитка/ бетонный пол 26-28 °C
• Ламинат 23-27 °C

Максимальная температура пола может быть ограничена терморегулятором.

Если Вам неизвестна максимально допустимая температура поверхности для Вашего материала покрытия пола, пожалуйста, свяжитесь с его производителем.

Важно! Дерево является хорошим теплоизоляционным материалом.

Что нужно учесть при монтаже теплого пола

• Нагревательные кабели не устанавливаются под мебелью и стационарными предметами
• Необходимо соблюдать монтажный интервал в расчетных пределах и минимальный радиус изгиба
• Нельзя допускать пересечения нагревательных кабелей друг с другом
• Кабель должен находиться в равномерной и однородной среде по всей его длине
• Во избежание перегрева, кабель нельзя устанавливать внутри теплоизоляционного слоя
• Во избежание физических повреждений, кабель укладывается только на очищенную поверхность
• Нагревательный кабель не должен проходить через подвижный шов, изломы или монтироваться в зонах возможного перегрева. Расстояние до источников тепла, например, камина, печи в сауне и т.п. должно быть не менее 0,5 м
• Возможность использования нагревательного кабеля с материалами покрытия пола регламентируется их производителями
• Резистивный нагревательный кабель нельзя укорачивать или наращивать
• Во всех зонах необходимо использовать устройство защитного отключения на 30 мA
• Угол установки гофро-трубки под датчик на стене должен быть таким, чтобы датчик было легко извлечь в случае его выхода из строя. Датчик устанавливается посередине между витками кабеля
• Монтажный интервал может быть меньше в зонах максимальных теплопотерь, например, окон, но не менее 2-х радиусов изгиба
• Нельзя включать кабель до окончательного высыхания стяжки или выравнивающего раствора. Точные сроки регламентируются производителями. Для бетонной стяжки этот срок составляет около 30 дней, для выравнивающего раствора или клея — до 14 дней.

Расчет электрического теплого пола онлайн калькулятор

Для того, чтобы система обогрева напольного покрытия работала эффективно необходимо произвести предварительный расчет.  Существуют определенные правила, отвечающие на вопрос как рассчитать электрический теплый пол.

Принцип расчета систем теплых полов

Элементы конструкции

Для расчета понадобиться учесть устройство электрического теплого пола. Схема данного вида обогрева включает в себя:

• нагревательный элемент;
• силовой кабель;
• температурный датчик нагрева;
• терморегулятор.

Термодатчики осуществляют контроль температуры нагрева, нагревательные элементы соответственно осуществляют обогрев. Эти детали монтируются непосредственно в пол, и при помощи монтажных (силовых) кабелей соединяются с терморегулятором, который задает режим работы.

В качестве нагревательного элемента могут применяться:

• нагревательный кабель;
• инфракрасное пленочное покрытие;
• сетчатый мат.

Наиболее требовательна к технологии укладки система теплого пола с  применением нагревательного кабеля, а самой неприхотливой конструкцией считается пленочный пол.

Для обустройства кабельной системы теплого пола применяются нагревательные кабели. Одножильный отличается дешевизной относительно двухжильного, но при этом расчет и установка его значительно сложнее. Электрический пол с применением одножильного кабеля создает электромагнитное поле по всей площади укладки, характеризующееся значительной интенсивностью. По этой причине такой вид обогрева не рекомендуется для жилых помещений.

Двухжильный термокабель укладывается проще, благодаря направленному движению тока в оба направления индукционное воздействие такой конструкции не превышает допустимых норм. Для расчета электрического теплого пола рекомендуется учитывать геометрию площади комнаты.

Двухжильный кабель

Общие правила расчета

Расчет мощности обогрева зависит от площади помещения, его типа и рабочего режима. Каждый из указанных параметров оказывает определенное влияние на показатель мощности.

Площадь обогреваемого помещения

При монтаже системы обогрева учитывается только пространство, не занятое мебелью и бытовой техникой. Для расчета также учитывается только свободное пространство. Площади под мебелью и техникой не учитываются по следующим причинам:

• недостаточная циркуляция воздуха под предметами приводит к перегреву;
• избыток тепла отрицательно сказывается на эти объекты.

Для расчета площади из общего значения отнимают суммарную площадь, занятую предметами интерьера.

Как расположить теплый пол под мебелью

Режим обогрева и тип помещения

Расчет электрического теплого пола напрямую зависит от условий эксплуатации. Важная роль принадлежит назначению системы обогрева: будет ли она единственным или вспомогательным источником отопления.

Чтобы рассчитать теплый пол рекомендовано пользоваться усредненными значениями мощности. Ее показатели составят от 150 до 180 Вт/м2 в случае основного источника. Обогреваемая площадь в этих условиях должна составлять не менее 70% от общей.

Система, применяемая в качестве дополнительного источника допускает значения от 110 до 140 Вт/м2 .

Показатели мощности зависят от теплопроводности помещения. Учитывается этаж, назначение и другие аспекты. Так, например, для кухни достаточно использовать в расчете 120 Вт/м2, а для остекленной лоджии понадобится мощность в 180 Вт/м2.

Помещения, расположенные на первом этаже, требуют повышенной мощности обогрева примерно на 15-20% от средних значений.

Для эффективности системы необходимо произвести дополнительное утепление помещения во избежание потерь тепла.

Расчет теплого пола

Для новичков, для которых затруднительно производить расчет теплого пола электрического самостоятельно, существуют специальные сервисы. Воспользоваться можно он-лайн калькулятором для расчета теплого пола и специальными программами. Такой способ позволяет быстро определить мощность пленочной или кабельной систем подогрева.

Как рассчитать теплый пол, не используя он-лайн сервисы?  Для этого можно использовать следующую формулу: Р=Рм * Sкомн, где Рм — мощность используемого материала, а Sкомн — площадь, занятая системой обогрева (полезная).

Полезная площадь выражается разностью общей и занятой предметами интерьера площадей. Мощность материала выбирается по средним показателям с учетом характера помещения и его теплопроводных свойств.

Шаг укладки кабеля на кв.м.  выбирается самостоятельно таким образом, чтоб в итоге мощность материала соответствовала общепринятым средним значениям.

Нагревательные маты

Использование нагревательных матов в системах теплого пола — самый простой способ монтажа и расчета. Маты представляют собой сетку, на которую с необходимым шагом уложен двухжильный нагревающий кабель. На сетку наносится клеевой слой, что значительно упрощает монтаж таких систем.

Этот материал имеет удельную мощность в расчете на м2 100 — 150 Вт/м2. Иногда встречаются маты с показателем мощности в 200 Вт/м2.

Пленочные системы

Инфракрасный пленочный пол основаны на применении пересечения  графитовых полос с  медно-серебряными проводниками, подключенными к ним. Пленка достаточно тонкая. С ее помощью происходит нагрев окружающих предметов (инфракрасное излучение), что считается является оптимальным для установки в жилых помещениях. Размеры пленочных материалов позволяют легко заполнить любую площадь пола.

Инновационной считается система инфракрасного стержневого обогрева. Она состоит из гибких нагревательных элементов, выполненных из карбона, серебра и графита. Особенность таких  матов в том, что при показаниях нагрева до 60, происходит уменьшение потребляемой мощности. Эта система обогрева самая экономичная из всех существующих. Она не требует толстого слоя стяжки. Такие материалы выпускаются в виде матов размером от 0,5 до 25 метров длиной. Минусом этого вида обогрева является высокая стоимость материалов ввиду особой технологии и новизны способа. Поэтому на сегодняшний день этот вид напольного обогрева не получил широкого распространения.

На КПД обогревательного элемента влияет способ монтажа теплого пола. Бетонные стяжки, в которых монтируются системы обогрева, должны составлять по толщине не менее 3-5 см. Это уменьшает теплопотери. В термоаккумулирующих бетонных полах толщиной 10-15 см происходит эффективная теплоотдача в помещение.

Расчет тепловых потерь

На показатель тепловых потерь оказывают влияние такие аспекты:

• климатические условия региона;
• теплопроводные свойства материалов внешних стен, пола и потолка помещения;
• наличие и размер окон, их теплосберегающие свойства;
• вентиляционные шахты;
• температурный минимум окружающей среды для данной местности;
• способность системы нагреть воздух в помещении до необходимых значений.

Все эти факторы учитываются для того, чтобы компенсировать возможные тепловые потери. Рассчитать их значения, учитывая характер и возраст объекта, можно с помощью специальных интернет-ресурсов и калькуляторов.

Расчет мощности теплого пола, используемого как основной источник тепла производится по формуле: Руст = 1,3 * Рп, где Рп — мощность теплопотерь, а Руст — установленная мощность. Коэффициент 1,3 составляет 30%-ый запас мощности.

В термоаккумулирующей стяжке используют коэффициент 1,4.

Удельная мощность Руд — это отношение установленного значения к обогреваемой площади помещения: Р уд = Р уст/ S пом.

Тщательный расчет теплого пола — эффективность и надежность конструкции и гарантия длительной безупречной службы

АдминАвтор статьи Понравилась статья? Поделитесь с друзьями:

Расчёт тёплого электрического пола

Вы решили улучшить обогрев своего жилья или вовсе отказаться от отопления с помощью батарей? Сейчас для этих целей принято использовать различные виды полов с подогревом. Если водяной вариант вам по какой-то причине (а их может быть много) не подошёл — с такой задачей справится система электрического обогрева. Расчёт тёплого пола с таким действующим элементом, как и его устройство, имеет свои особенности. И чтобы все работы прошли гладко, необходимо в них хорошо разобраться. Начнём с устройства.

Элементы конструкции

Система электрического тёплого пола состоит из нескольких взаимосвязанных частей. К ним относятся:

• терморегулятор;
• термодатчик;
• силовой кабель;
• нагревающий элемент.

Функционирует это таким образом: к терморегулятору, который ставится в стену через силовые (монтажные) провода подключаются остальные составляющие. Нагревающий элемент и термодатчик монтируются в пол. Первый из них греет, а второй — контролирует температуру.

Чаще всего на практике применяются три вида нагревающих элементов:

• сетчатый мат;
• инфракрасная плёнка;
• нагревательный кабель.

Плёнка и мат менее требовательны к монтажу. Они могут укладываться под слой плиточного клея даже при его толщине в несколько миллиметров. Поэтому идеально подходят для установки под кафель. А инфракрасную плёночную систему вообще можно ставить непосредственно под паркет или ламинат.

С кабельным вариантом дела обстоят немного сложнее. Во-первых, такое устройство необходимо заливать стяжкой, во-вторых — нужно рассчитывать шаг витка во время укладки. К тому же сам кабель делится на несколько разновидностей.

Разновидности кабеля

Для вашего пола может быть использован одножильный кабельный нагревающий элемент или его двужильный аналог. Одножильный — самый простой, дешёвый и неудобный в применении. Один из его главных недостатков — сложность в расчёте и установке. Она возникает из-за необходимости сводить оба конца кабеля в одно место. То есть укладывать его надо таким образом, чтобы финишировать возле места подключения к терморегулятору.

Не менее существенный минус — интенсивное электромагнитное поле по всей протяжённости провода. Оно считается вредным для здоровья человека. По этой причине системы с одножильным элементом использовать в жилых помещениях не рекомендуют.

Двужильный стоит немного дороже, но и трудностей с ним меньше. Расположение проводов для подачи и возврата тока в одном кабеле решает обе озвученные проблемы. При его монтаже достаточно учесть геометрию помещения, а индукционное поле гасится движением тока в разных направлениях.

Теперь можно приступать непосредственно к подготовке вычислений.

Особенности расчёта

Основными параметрами, влияющими на результат, являются площадь и тип постройки, для которой будет выполняться подсчёт, а также режим использования системы. Каждый из них по-своему будет отражаться на необходимой мощности обогрева.

Площадь

Для расчёта электрического пола принимается во внимание только свободное пространство комнаты. Под мебелью и крупными бытовыми приборами укладывать его нельзя по нескольким причинам:

• недостаточная вентиляция и как следствие, возможный перегрев системы;
• негативное влияние постоянного тепла на сами установленные объекты.

Поэтому площадь, на которой вы планируете расположить подобные предметы, нужно будет вычесть из общего количества квадратных метров помещения.

Тип помещения и режим обогрева

Каждая часть здания имеет свои показатели по теплопотерям. Соответственно мощность обогрева для их компенсации тоже будет отличаться. Существенные коррективы внесёт и режим, в котором планируется использовать систему — основное отопление или дополнительное. На этом этапе лучше проявить максимум внимания, чтобы учесть все тонкости и не прогадать с выбором.

Выбирать придётся из усреднённых показателей мощности. Если тёплый пол будет основным отоплением — они должны быть в пределах 150–180 Вт/м². Использовать его в качестве основного источника тепла можно, только если «чистая» площадь для укладки составит не менее 70% от общей. Если он будет только помощником — достаточно 110–140 Вт/м². Такие же данные существуют и для разных типов помещения при комфортном режиме:

• комната, кухня — 120 Вт/м²;
• ванная — 140 Вт/м²;
• остеклённая лоджия или тёплый балкон — до 180 Вт/м².

Однако, если ваша квартира расположена на первом этаже, или по каким-нибудь другим причинам под ней оказалось неотапливаемое помещение — все показатели нужно увеличить на 15–20%.

Отдельно стоит отметить, что эти цифры относятся к хорошо утеплённым постройкам. При слишком больших теплопотерях стоит задуматься об эффективности установки такого отопления. Даже если эти показатели находятся в пределах нормы, желательно дополнительно утеплить плиту под полом. Таким образом получиться направить действие системы на повышение температуры воздуха в помещении, а не бетона в перекрытии.

Формулы расчёта

Переходим к главному вопросу — как рассчитать тёплый пол с электрическим нагревающим элементом. А вот здесь всё очень просто. Чтобы определить мощность вашей системы достаточно мощность одного м² умножить на площадь, которую она будет занимать.

Длина кабеля обычно уже отмеряна в комплекте под заданные параметры мощности и площади покрытия. Рекомендованное расстояние между витками кабеля — от 5 до 20 см. Если хотите точнее — воспользуйтесь следующей формулой: h=S*100/L. Как вы, наверное, догадались h — это ширина шага, S — площадь, а L — общая длина кабеля.

Чтобы ещё больше облегчить себе процесс выполнения расчёта, можете использовать специальный калькулятор для электрического тёплого пола. Просто заполните все необходимые поля, и программа сама произведёт нужные вычисления и выдаст вам итоговый результат.

Калькулятор расчёта тёплого электрического пола

Каким бы способом вы ни воспользовались, помните, что лучше потратить больше времени на этапе проектирования и расчёта, чем потом тратить время и деньги для исправления допущенных ошибок. А наградой за это вам будет уют и благоприятная погода в доме.

Оцените статью:

(3 голоса, среднее: 1 из 5)

Поделитесь с друзьями!

Расчет теплого пола электрического по мощности и площади

Одним из вариантов автономного отопления в квартире является система подогрева напольного покрытия. Такой вариант очень популярен на сегодняшний день и может использоваться не только в многоквартирном доме, но и в загородном коттедже, на даче и даже в бане. Перед тем как переходить к монтажу отопительной системы данного вида, необходимо правильно рассчитать ее мощность, чтобы не переплачивать за лишнее тепло и в то же время не сделать ее слабомощной. О том, как правильно произвести расчет электрического теплого пола по мощности и площади комнаты, мы и поговорим далее!

Технология вычислений

Сразу же следует отметить, что на сегодняшний день существуют сервисы, вроде онлайн-калькуляторов и программ по расчету теплого пола для индивидуальных условий. Такие программы действительно очень удобные и позволяют сразу же определить точную мощность пленочного покрытия либо греющего кабеля. Если же Вы по каким-либо причинам не доверяете компьютерным вычислением, рекомендуем сделать все по старинке – с помощью простых формул.

Итак, формула расчета электрического теплого пола выглядит следующим образом:

P=Pм*Sкомн,

где:

• Pм – мощность нагревательного материала, которую Вы сами должны выбрать (об этом ниже), м²;
• Sкомн. – полезная площадь комнаты.

Как Вы видите, формула для расчета далеко не сложная, однако в ней есть две неизвестных, которые Вы сами должны определить. Что касается полезной площади комнаты, тут все просто. Нагревательный мат, кабель либо пленку нужно укладывать только в тех местах, где не будет стоять бытовая техника и мебель. Во-первых, это и так запрещается производителями, т.к. посторонние объекты на полу будут препятствовать теплообмену, в результате чего материал будет перегреваться. Во-вторых, какой смысл подогревать поверхность там, где никто не будет ходить? Это лишняя трата электроэнергии. На схеме Вы можете увидеть, как выглядит полезная площадь комнаты для расчета теплого пола электрического:

Полезная площадь обогрева

Расчет полезной площади под укладку электрического теплого пола производится следующим образом: ширину поверхности необходимо умножить на длину.

Что касается мощности нагревательного материала, ее Вы должны выбрать самостоятельно, в зависимости от типа помещения. Для каждой комнаты мощность инфракрасной пленки либо мата будет своя, что очевидно – балкон и коридор больше нуждаются в отоплении, чем спальня и детская, которые дополнительно отапливаются водяными радиаторами.

Предоставляем к Вашему вниманию наиболее оптимальные значения для расчета мощности электрического теплого пола:

• кухня: 110-130 Вт/м²;
• ванная комната (санузел): 120-150 Вт/м²;
• балкон: 180 Вт/м²;
• прихожая: 110-120 Вт/м²;
• коридор: 110-120 Вт/м²;
• гостиная 110-130 Вт/м²;
• спальня 110-130 Вт/м².

Обращаем Ваше внимание на то, что вышеуказанные значения подходят в том случае, если электрический теплый пол будет использоваться как дополнительная система подогрева. Если же Вы решили использовать такой вариант в качестве основной системы отопления, для каждой комнаты необходимо выбирать нагревательный материал мощностью 140-180 Вт/м².

Полезная площадь Вам известна, мощностные параметры также выбраны. Остается только подставить значения, в формулу и произвести общий расчет теплого пола электрического по мощности. Чтобы Вы поняли, как нужно рассчитывать данный параметр, далее мы предоставим пример для одной из комнат.

Наглядный пример

К примеру, нам нужно рассчитать теплый пол по площади гостиной 25 м². Условно рассчитаем полезную площадь комнаты. Так как в гостиной у нас установлен диван, кресла, столик и шкаф, полезная площадь будет всего лишь 60% от общей.

Sкомн=25*0,6=15 м²

Следующий шаг – необходимо выбрать мощность проводника, которым в нашем случае будет греющий кабель. Тут один очень важный нюанс – кабель продается с характеристикой не Вт/м², а Вт/м. Вы должны самостоятельно подобрать шаг укладки материала на 1 метр квадратный. К примеру, выбрав кабель с параметром 30 Вт/м, его нужно укладывать с шагом в 20 см, чтобы получилось значение 150 Вт/м². Вернемся к расчету, и согласно рекомендациям принимаем оптимальное значение для гостиной – 110 Вт/м² (дополнительно будет присутствовать центральное водяное отопление).

Подставляем значения в формулу, после чего, используя калькулятор, вычисляем мощность:

P=15*110=1650 Вт

С вычисленным значением идем в магазин и покупаем подходящий размер нагревательного материала. Пример расчетных работ Вы также можете просмотреть на видео:

Как рассчитать мощность системы подогрева пола

Вот и вся технология расчета электрического теплого пола по мощности и площади комнаты. Данная формула подойдет для определения требуемой мощностью как при укладке материала под ламинат, так и при монтаже под плитку. Рекомендуем сразу же вычислить, сколько потребляет теплый пол в Вашем случае, чтобы сравнить с другими типами электрообогревателей. Возможно, такой вариант отопления будет для Вас слишком затратным и более выгодным решением станет подключение инфракрасных обогревателей.

Похожие материалы:

Расчет мощности электрического теплого пола

Если потребитель остановил свой выбор на электрическом теплом покрытии, то следующим этапом будет расчет мощности нагревательного кабеля. Как выполняется расчет электрического теплого пола калькулятором-онлайн? Решить задачу можно благодаря подготовленной онлайн–системе для получения максимально достоверных результатов по расчету мощности электрических теплых полов.

Как сделать расчет мощности электрического теплого пола

1. Важно учитывать данные площади поверхности пола. При этом мощность кабеля будет зависеть от показателей размера помещения. Нужно измерить строительным инструментом – рулеткой, длину и ширину пола, а после перемножить данные для получения требуемого результата. Такие расчеты действительны для помещений с высотой потолка до 3 м.
2. Указать тип готового пространства, если речь идет о замкнутых площадях, то нужно учитывать высокую теплоизоляцию стен, что позволит надолго сохранить тепло даже после отключения отопления.
3. Если монтируется пол на первом этаже, то следует проверить теплоизоляцию со стороны стен и напольного покрытия, наличие подвала с определенным уровнем теплоотдачи.
4. Какой тип обогрева? Теплый пол может использоваться как основной источник тепла, а также быть частью отопительной системы дома или квартиры.

С помощь онлайн-калькулятора электрического теплого пола можно за короткое время узнать общую мощность кабеля и его удельное значение на один квадратный метр.

Данные для расчета мощности электрических теплых полов. Пользователь должен указать в подготовленной таблице индивидуальные показатели:

• ширину и длину пола;
• насколько теплое помещение;
• выбрать тип обогрева.

После нажать на кнопку «рассчитать» и за несколько секунд получить достоверный результат на основе указанных данных.

Механических расчет мощности электрических теплых полов

Если пользователю необходимо рассчитать теплый пол площади гостиной на 25 квадратных метров, следует условно рассчитать полезную площадь комнаты. Полезной площади будет не более 60% от всего пространства, а это: S_комн=25·0,6=15 м².

Следующим шагом будет выбор мощности проводника, которым будет греющий кабель. Мастеру нужно определиться с шагом укладки материала на один квадратный метр, оптимальное значение для гостиной будет 110 Вт/м².

Используя предварительные данные и подставляя их в известную формулу расчета мощности получаем:

Р=15·110=1650 Вт.

После того, как расчет сделан, можно отправляться в строительный магазин за необходимыми материалами.

Внимание: пользуясь онлайн калькулятором расчета теплых полов можно за короткое время сопоставить данные различных видов напольного покрытия, возможно электрический тип обогрева будет более затратный и экономично невыгодный, а подходящим решением станет использование инфракрасных обогревателей.

Необходимые рекомендации специалистов

1. Для нагревательных кабелей вся энергия должна быть преобразована в тепло, это важный технический параметр этой отопительной системы.
2. Система электрического пола укладывается под кафельной плиткой, такой пол будет обеспечивать отличную теплоотдачу и гарантировать нечувствительность к длительному воздействия тепла.
3. Онлайн-калькулятор расчета теплого пола демонстрирует соотношение нагревательных секций и матов, первые монтируются в цементную стяжку, а вторые входят в слой плиточного клея.

 

Делайте предварительные онлайн-расчеты теплого пола с помощью, представленной на нашем сайте, автоматической программы и получайте достоверные и максимально точные результаты. Рассчитать денежные расходы на отопление дома калькулятором онлайн.

Сопротивление току напряжения и электроэнергии Общие основные электрические формулы Математические расчеты Калькулятор Формула для расчета мощности Уравнение мощности Энергетический закон Ватты понимают общие электрические круговые диаграммы Расчет электричества Электрические ЭДС Напряжение Формула питания Уравнение Два различных уравнения для расчета мощности Общий закон Ома Аудио Физика Электричество электроника формула колесо формулы ампер ватты вольт кумуляция уравнения аудио косинус аудиоинженерия круговая диаграмма заряд физика мощность звукозапись calc электротехника формула мощность математика пи физика отношение отношение Сопротивление напряжению по току и электрической энергии общие основные электрические формулы математические расчеты калькулятор формула для расчета мощности уравнение работы энергии степенной закон Ватты понимают общий электрический круговой диаграмме расчет электричества электрическая эдс напряжение формулы мощности уравнение два различных уравнения для расчета мощности общего ома закона аудио физика электричество электроника формула формулы колес амперы ватты вольты омы косинусное уравнение аудиоинженерия круговая диаграмма заряд физика мощность звукозапись calc электротехническая формула мощность математика пи физика отношение отношения

Электрический ток , Электроэнергия , Электрическое напряжение

Электричество и Электрическая зарядка

Наиболее распространенные общие формулы, используемые в электротехнике

● Основные формулы и Расчеты ●

Взаимосвязь физических и электрических величин (параметров)
Электрическое напряжение В , сила тока I , удельное сопротивление R , импеданс Z , Мощность и Мощность P
Вольт В , ампер A, сопротивление и импеданс Ом Ом и Вт Вт

Номинальное полное сопротивление Z = 4, 8 и 16 Ом (громкоговорители) часто принимается за сопротивление R . Уравнение закона Ома (формула): В = I × R и уравнение степенного закона (формула): P = I × В . P = мощность, I или J = латиница: влияние, международный ампера или интенсивность и R = сопротивление. В = напряжение, разность электрических потенциалов ΔV или E = электродвижущая сила (эдс = напряжение).

Введите любые два известных значения и нажмите «рассчитать», чтобы решить для двух других. Пожалуйста, введите только два значения.

Используемый браузер, к сожалению, не поддерживает Javascript. Программа указана, но фактическая функция отсутствует.

Формула Колеса Электротехники

В происходит от «напряжения» и E от «электродвижущей силы (ЭДС)». E означает также энергию , поэтому мы выбираем V . Энергия = напряжение × заряд. E = V × Q . Некоторым нравится лучше придерживаться E вместо V , так что сделайте это. Для R принять Z .

12 самых важных формул: Напряжение В = I × R = P / I = √ ( P × R ) в вольтах В Ток I = В / R = P / V = √ ( P / R ) в амперах A Сопротивление R = В / I = P / I 2 = В 2 / P в Ом Ω Мощность P = В × I = R × I 2 = В 2 / R Вт, Вт

См. Также: Формула Колеса Акустики (Аудио)

Большой Power Formulas Расчет электрической и механической мощности (прочность)

Мощность Формула 1 — Уравнение электрической мощности: Мощность P = I × V = R × I 2 = V 2 ⁄ R где мощность P в ваттах, напряжение В в вольтах и ​​ток I в амперах (DC). Если есть переменный ток, посмотрите также на коэффициент мощности PF = cos φ и φ = угол коэффициента мощности (фазовый угол) между напряжением и силой тока. Электрический Энергия составляет E = P × т — измеряется в ватт-часах или также в кВтч 1J = 1N × м = 1 Вт × с Мощность Формула 2 — Уравнение механической мощности: Мощность P = E ⁄ т , где мощность P в ваттах, Мощность P = работа / время ( Вт 000 т ). Энергия E в джоулях, а время т в секундах. 1 Вт = 1 Дж / с. Мощность = сила, умноженная на смещение, деленное на время P = F × с / т или Мощность = сила, умноженная на скорость (скорость) P = F × v. Неискаженный мощный звук не встречается в этих формулах. Пожалуйста, берегите уши! Диафрагмы барабанной перепонки и микрофона действительно двигаются только волнами звуковое давление .Это не влияет ни на интенсивность, ни на мощность, ни на энергию. Если вы занимаетесь аудиозаписью, разумно не заботиться об энергии, мощность и интенсивность, поскольку вызывают , больше заботятся об эффекте звукового давления p и уровень звукового давления в ушах и на микрофонах и посмотреть на соответствующие звуковое напряжение В ~ п ; см .: Звуковое давление и мощность звука — следствие и причина Динамики с очень громким звучанием будут иметь большую мощность, но лучше присмотреться к самой важно , эффективность динамиков.Это включает в себя типичный вопрос: Сколько децибел (дБ) на самом деле в два или три раза громче? Там действительно нет RMS власти. Слова «среднеквадратичная мощность» неверны. Есть расчет мощности, которая является умножением среднеквадратичного напряжения и среднеквадратичного тока. Watts RMS не имеет смысла. На самом деле, мы используем этот термин как крайнюю стенографию власти в Ватты, рассчитанные из измерения среднеквадратичного напряжения. Пожалуйста, прочитайте здесь: Почему нет такой вещи, как «среднеквадратичная мощность» или «среднеквадратичная мощность ватт», и никогда не было. Сила «RMS» — довольно глупый термин, который собрал деньги среди аудио людей. Мощность — это количество энергии, которое преобразуется в единицу времени. Ожидайте платить больше, когда требуя высшей силы.

Andr-Marie Ampre был французский физик и математик. Единица измерения электрического тока СИ, ампер, , была названа его именем. Алессандро Джузеппе Антонио Анастасио Вольта был итальянским физиком. Единица измерения электрического напряжения СИ, вольт , была названа в его честь. Георг Симон Ом был немецкий физик и математик. Единица измерения электрического сопротивления СИ, Ом, , была названа его именем. Джеймс Уотт был шотландским изобретателем и инженером-механиком. Единица измерения электрической мощности (мощности) СИ, Вт, , была названа его именем.

Мощность, как и все размеры энергии, в первую очередь, расчетное значение.

Слово «усилитель мощности» является неправильным, особенно в звуковой инженерии. Напряжение и ток могут быть усилены. Странный термин «усилитель мощности» Понятно, что усилитель предназначен для управления нагрузкой такой как громкоговоритель. Мы называем произведение усиления тока и усиления напряжения «усиление мощности».

Совет : треугольник электрического напряжения В = I × R (закон Ома VIR)
Пожалуйста, введите два значения , третье значение будет рассчитано. Треугольник электроэнергии P = I × В (Степенной закон PIV)
Пожалуйста, введите два значения , третье значение будет рассчитано.

Волшебный треугольник может быть использован для расчета всех формул легко. Вы прячетесь с
палец значение, которое будет рассчитано. Два других значения показывают, как выполнить расчет.

Расчеты: закон Ома — магический треугольник Ома
Измерение входного и выходного сопротивления

ТОК ИЗМЕНЕНИЯ (AC) ~

В _л = линейное напряжение (вольт), В _р = фазное напряжение (вольт), I _л = линейный ток (ампер), I _р = фазный ток ( ампер)
Z = полное сопротивление (Ом), P = мощность (Вт), φ = угол коэффициента мощности, VAR = вольт-ампер (реактивный)

Ток (однофазный): I = P / V p × cos φ	Ток (3 фазы): I = P / √3 В л × cos φ или I = P /3 В p × cos φ
Мощность (однофазная): P = В p × I p × cos φ	Мощность (3 фазы): P = √3 В л × I л × cos φ или P = √3 В p × I p × cos φ

Коэффициент мощности PF = cos φ = R / (R2 + X2) ^1/2 , φ = угол коэффициента мощности.Для чисто резистивной схемы PF = 1 (идеально).
Полная мощность S рассчитывается по Пифагору, активная мощность P и реактивная мощность Q . S = √ ( P ² + Q ² )

формулы питания постоянного тока Напряжение В, В (В), расчет по току I, В (А) и сопротивлению R, В (Ом): В (В) = I (А) × R (Ом) Мощность P в (Вт), расчет от напряжения В, в (В) и тока I, в (А): P (Ш) = В (В) × I (А) = В 2 (В) / R (Ω) = I 2 (A) R (Ω) формулы переменного тока Напряжение В в вольт (В) равно току I в амперах (A), умноженному на полное сопротивление Z в Ом (Ом): В (В) = I (A) Z ((Ω) = (| I | × | Z |) и ( θ I + θ Z ) Полная мощность S в вольт-ампер (ВА) равна напряжению В, в вольт (В), умноженному на ток I в амперах (A): S (ВА) = В (В) I (A) = (| В | × | I |) и ( θ В — θ I ) Реальная мощность P в ваттах (Вт) равна напряжению В, в вольт (В), умноженному на ток, I, в амперах (A), умноженному на коэффициент мощности (cos φ ): P (Ш) = В (В) × I (А) × cos φ Реактивная мощность Q в вольт-ампер реактивного (VAR) равна напряжению В в вольт (В), умноженному на ток I в амперах (A) синус комплексного фазового угла мощности ( φ ): Q (VAR) = В (V) × I (A) × sin φ Коэффициент мощности (FP) равен абсолютному значению косинуса комплексного фазового угла мощности ( φ ): ПФ = | cos φ |

Фактический коэффициент мощности, а не обычный коэффициент мощности смещения 50/60 Гц

Определения электрических измерений
Количество	Имя	Определение
частота ф	герц (Гц)	1 / с
сила F	ньютон (N)	кг · м / с²
давление р	паскаль (Па) = Н / м²	кг / м · с²
энергия E	Джоулей (J) = N · м	кг · м² / с²
мощность P	Вт (Вт) = Дж / с	кг · м² / с³
электрический заряд Q	кулонов (C) = A · с	A · с
напряжение В	вольт (В) = W / A	кг · м² / A · с³
ток I	ампер (А) = Q / с	A
Емкость C	фарад (F) = C / V = ​​A · с / V = ​​с / Ω	A² · с 4 / кг · м²
индуктивность L	Генри (H) = Wb / A = V · с / A	кг · м² / A² · с²
сопротивление R	Ом (Ом) = V / A	кг · м²A² · с³
Проводимость G	сименс (S) = A / V	A² · с³ / кг · м²
магнитный поток Φ	Вебер (Wb) = V · с	кг · м² / A · с²
плотность потока B	тесла (Т) = Wb / м² = V · с / м²	кг / А · с²

Поток электрического заряда Q упоминается как электрический ток I. Сумма платы за единицу времени это изменение электрического тока. Ток течет с постоянным значением I. за время т. , он транспортирует . заряд Q = I × t . Для постоянной во времени мощности соотношение между зарядом и током: I = Q / т или Q = I × t. Благодаря этим отношениям, основные единицы ампер и второй кулон в Международная система единиц установлена.Кулоновская единица может быть представлена ​​как 1 C = 1 A × s. Заряд Q , (единица измерения в ампер-часах Ач), ток разряда I , (единица измерения в амперах A), время т , (единица измерения в часах).

В акустике у нас есть « Акустический эквивалент для закона Ома »

Соотношения акустических размеров, связанных с плоскими прогрессивными звуковыми волнами

Преобразование многих единиц, таких как мощность и энергия

префиксы | длина | площадь | объем | вес | давление | температура | время | энергии | мощность | плотность | скорость | ускорение | сила

[начало страницы]

,

БТЕ Калькулятор

AC BTU Калькулятор

Используйте этот калькулятор для оценки потребностей в охлаждении типичной комнаты или дома, например, для определения мощности оконного кондиционера, необходимого для жилой комнаты или центрального кондиционера для всего дома.

Калькулятор общего назначения переменного или нагрева BTU

Это калькулятор общего назначения, который помогает оценить BTU, необходимые для обогрева или охлаждения области. Требуемое изменение температуры — это необходимое увеличение / уменьшение температуры наружного воздуха для достижения желаемой температуры в помещении.Например, в Бостоне без отопления зимой температура может достигать -5 ° F. Для достижения температуры 75 ° F требуется повышение температуры на 80 ° F. Этот калькулятор может только оценить приблизительные оценки.

Что такое BTU?

Британская тепловая единица, или BTU, является энергетической единицей. Это примерно энергия, необходимая для нагрева одного фунта воды на 1 градус Фаренгейта. 1 БТЕ = 1 055 Дж, 252 калории, 0,293 Ватт-час или энергии, выделяемой при сжигании одной спички.1 ватт — это примерно 3,412 БТЕ в час.

БТЕ часто используется в качестве ориентира для сравнения различных видов топлива. Несмотря на то, что они являются физическими товарами и соответственно количественно определены, например, по объему или в бочках, они могут быть преобразованы в БТЕ в зависимости от энергии или теплосодержания, присущего каждой величине. BTU как единица измерения более полезна, чем физическая величина, поскольку внутренняя стоимость топлива является источником энергии. Это позволяет сравнивать и сопоставлять множество различных товаров с собственными энергетическими свойствами; например, одним из самых популярных является природный газ для нефти.

BTU также может использоваться прагматично в качестве ориентира для количества тепла, которое генерирует прибор; чем выше показатель BTU прибора, тем больше теплопроизводительность. Что касается кондиционирования воздуха в домах, даже если кондиционеры предназначены для охлаждения домов, BTU на техническом ярлыке указывают, сколько тепла может отвести кондиционер из соответствующего окружающего воздуха.

Размер и высота потолка

Очевидно, что помещение или дом меньшей площади с более короткой длиной и шириной требует меньше БТЕ для охлаждения / нагрева.Тем не менее, объем является более точным измерением, чем площадь для определения использования BTU, потому что высота потолка учитывается в уравнении; Для каждого трехмерного кубического квадратного фута пространства потребуется определенное количество BTU для соответствующего охлаждения / нагрева. Чем меньше объем, тем меньше BTU требуется для охлаждения или нагрева.

Ниже приведена приблизительная оценка охлаждающей способности, которая необходима системе охлаждения для эффективного охлаждения комнаты / дома, на основе только квадратных метров комнаты / дома, предоставленных EnergyStar.гов.

Охлаждаемая площадь (квадратные футы)	Необходимая мощность (БТЕ в час)
100-150	5000
150 до 250	6000
250 до 300	7 000
от 300 до 350	8 000
от 350 до 400	9 000
400 до 450	10000
450 до 550	12 000
550 до 700	14 000
700 до 1000	18 000
от 1000 до 1200	21 000
1200 до 1 400	23 000
1400 до 1500	24 000
1500 до 2000	30 000
от 2000 до 2500	34 000

Состояние изоляции

Теплоизоляция определяется как уменьшение теплообмена между объектами, находящимися в тепловом контакте или в диапазоне радиационного воздействия.Важность изоляции заключается в ее способности снизить использование BTU путем максимально возможного управления его неэффективной тратой из-за энтропийной природы тепла — он имеет тенденцию течь от теплого к холодному, пока не исчезнут перепады температур.

Как правило, новые дома имеют лучшую изоляционную способность, чем старые дома, благодаря технологическим достижениям и более строгим строительным нормам. Владельцы старых домов с устаревшей изоляцией, которые решат провести модернизацию, не только улучшат способность дома к изоляции (что приведет к более дружественным счетам за коммунальные услуги и более теплой зиме), но также оценят стоимость своих домов.

Значение R — это обычно используемая мера теплового сопротивления или способности тепла переноситься от горячего к холодному через материалы и их сборку. Чем выше значение R определенного материала, тем больше он устойчив к теплопередаче. Другими словами, при покупке домашней теплоизоляции продукты с более высокой R-стоимостью лучше изолируют, хотя обычно они дороже.

При выборе правильного ввода условия изоляции в калькулятор, используйте обобщенные предположения.Бунгало на пляже, построенное в 1800-х годах без каких-либо ремонтных работ, вероятно, следует отнести к категории бедных. 3-летний дом в недавно развитом сообществе, скорее всего, заслуживает хорошего рейтинга. Окна обычно имеют меньшее тепловое сопротивление, чем стены. Поэтому комната с большим количеством окон обычно означает плохую изоляцию. По возможности старайтесь устанавливать стеклопакеты для улучшения изоляции.

Желаемое увеличение или уменьшение температуры

Чтобы найти требуемое изменение температуры для ввода в калькулятор, найдите разницу между неизменной температурой наружного воздуха и требуемой температурой.Как правило, температура между 70 и 80 ° F является комфортной температурой для большинства людей.

Например, дом в Атланте может захотеть определить использование BTU в зимний период. Зима в Атланте, как правило, колеблется около 45 ° F с вероятностью иногда достичь 30 ° F. Желаемая температура обитателей составляет 75 ° F. Следовательно, желаемое повышение температуры будет 75 ° F — 30 ° F = 45 ° F.

Дома в более экстремальных климатических условиях, очевидно, потребуют более радикальных изменений температуры, что приведет к большему использованию BTU.Например, отопление дома на Аляске зимой или охлаждение дома летом в Хьюстоне потребует больше БТЕ, чем отопление или охлаждение дома в Гонолулу, где температура обычно держится около 80 ° F в течение всего года.

Другие факторы

Очевидно, что размер и площадь дома или комнаты, высота потолка и условия изоляции очень важны при определении количества BTU, необходимых для отопления или охлаждения дома, но есть и другие факторы, которые следует иметь в виду:

• Количество жителей, проживающих в жилых помещениях.Тело человека рассеивает тепло в окружающую атмосферу, что требует большего количества BTU для охлаждения и меньшего количества BTU для обогрева помещения.
• Попробуйте установить конденсатор кондиционера на самой тенистой стороне дома, которая обычно находится к северу или востоку от него. Чем больше конденсатор подвергается воздействию прямых солнечных лучей, тем тяжелее он должен работать из-за более высокой температуры окружающего воздуха, которая потребляет больше БТЕ. Мало того, что размещение его в более темном месте приведет к большей эффективности, но это продлит срок службы оборудования.Можно попытаться разместить тенистые деревья вокруг конденсатора, но имейте в виду, что конденсаторы также требуют хорошего окружающего воздушного потока для лучшей эффективности. Убедитесь, что соседняя растительность не мешает работе конденсатора, блокируя приток воздуха в блок и заглушая его.
• Размер конденсатора кондиционера. Единицы слишком большие, крутые дома слишком быстро. Таким образом, они не проходят запланированные циклы, которые были специально разработаны для завода. Это может сократить срок службы кондиционера.С другой стороны, если устройство слишком маленькое, оно будет работать слишком часто в течение дня, также перегружая себя до изнеможения, потому что оно не используется эффективно по назначению.
Потолочные вентиляторы
• могут помочь снизить использование BTU за счет улучшения циркуляции воздуха. Любой дом или комната может стать жертвой мертвых зон или определенных областей неправильного воздушного потока. Это может быть задний угол гостиной за диваном, ванная комната без вентиляции и большого окна или прачечная. Термостаты, помещенные в мертвые зоны, могут неточно управлять температурой домов.Работающие вентиляторы могут помочь равномерно распределить температуру по всей комнате или дому.
• Цвет крыш может влиять на использование BTU. Более темная поверхность поглощает больше лучистой энергии, чем более светлая. Даже грязно-белые крыши (с заметно более темными оттенками) по сравнению с более новыми, более чистыми поверхностями привели к заметным различиям.
• Снижение эффективности обогревателя или кондиционера со временем. Как и у большинства приборов, эффективность обогревателя или кондиционера уменьшается с ростом использования.Обычно кондиционер теряет 50% и более своей эффективности при работе с недостаточным количеством жидкого хладагента.
• Форма дома. Длинный узкий дом имеет больше стен, чем квадратный дом с такими же квадратными метрами, что означает потерю тепла.

,

Photovoltaic (PV) — Электрические расчеты

Фотоэлектрические элементы (фотоэлементы) (иногда называемые солнечными элементами) преобразуют солнечную энергию в электрическую энергию. С каждым годом все больше и больше фотоэлектрических систем устанавливаются. С этим растущим приложением для каждого практикующего специалиста будет хорошей идеей понять вычисления, связанные с фотоэлементами.

Существует огромное количество фотоэлементов, использующих многочисленные материалы. На очень простом уровне фотоэлементы функционируют, используя солнечную энергию для генерации электронно-дырочных пар, которые затем отделяются и протекают во внешней цепи как ток.Изучение физики того, как работает текущее поколение, не является целью данной заметки, скорее мы рассмотрим электрические расчеты, связанные с фактическим применением реальных систем.

Электрические параметры

Фотоэлементы

изготавливаются в виде модулей для использования в установках. Электрически важные параметры для определения правильной установки и производительности:

• Максимальная мощность — это максимальная выходная мощность фотоэлектрического модуля (см. Кривую IV ниже)
• Напряжение разомкнутой цепи — выходное напряжение фотоэлемента с ток без нагрузки
• Ток короткого замыкания — ток, который протекает при коротком замыкании выхода продажи PV
• Максимальное напряжение в точке питания — уровень напряжения на кривой IV, который создает максимальную мощность
• Максимальный ток в точке питания — уровень ток на кривой IV, который вырабатывает максимальную мощность
• Эффективность — мера количества солнечной энергии, преобразованной в электрическую пиковую энергию

Параметры для фотоэлементов измеряются при определенных стандартных условиях испытаний (STC).

STC обычно принимается за 1000 Вт / м ² , 25 ° C и 1,5 АМ (масса воздуха).

Максимальная выходная мощность — это пиковая мощность, которую солнечный элемент может выдавать на STC. Несмотря на то, что обычно для оценки фотоэлектрических установок на основе этого значения, вряд ли эти уровни мощности будут достигнуты на практике.

Список используемых символов см. В конце заметки.

Расчет выходной мощности системы

Пример расчета

120 солнечных модулей, каждый по 250 Вт _p и площадью 1.67 м ² соединены для формирования фотоэлектрической системы. Эффективность системы составляет 0,75, а среднегодовая солнечная радиация составляет 1487 кВтч / м2. Рассчитайте ожидаемый годовой объем производства энергии. Используя приведенные выше уравнения:

Если поправочный коэффициент ориентации солнечного излучения и наклона равен 1.1, какова будет выходная мощность:

Номинальная номинальная максимальная ( кВт, _р ) мощность вне солнечного массив из n модулей, каждый с максимальной мощностью Wp на STC, определяется следующим образом:

— пиковая номинальная мощность на основе 1 кВт / м ² излучения на STC

Доступное солнечное излучение ( E _мА () варьируется в зависимости от времени года и погодных условий.Однако, исходя из среднегодовой радиации для местоположения и принимая во внимание эффективность ( η ) ячейки, мы можем оценить средний выход энергии фотоэлектрической системы:

— среднегодовая выработка электроэнергии, кВтч

Примечание: E _ma приведено в таблицах для конкретного местоположения и горизонтальной плоскости.

Для получения ожидаемой солнечной радиации требуются некоторые исследования (Интернет или местные отделы метеорологии).Если вы используете программное обеспечение для выполнения расчетов, эта информация обычно предоставляется как часть программы.

Общий КПД (η) солнечной установки (потери на затенение, потери на инверторе, потери на отражение, потери на температуру и т. Д.) В хорошо спроектированной системе составляют от 0,75 до 0,85.

Вышеуказанный расчет выполняется на ежегодной основе, но его можно легко сделать за любой период времени (часы, день, месяц и т. Д.), Заменив средним значением периода солнечной радиации на годовое значение.

Для максимальной мощности любая солнечная радиация должна ударять по фотоэлектрической панели под углом 90 °. В зависимости от того, где на поверхности земли, ориентация и наклон для достижения этого варьируются. Программное обеспечение обычно используется для расчета этого или использования поправочных коэффициентов из соответствующего местоположения.

Температура

При увеличении температуры фотоэлементов выход падает. Это учитывается в общей эффективности системы (η) с использованием коэффициента снижения температуры η _t и определяется как:

Примечание: температурный коэффициент мощности (ϒ) обычно равен 0 ,005 для кристаллического кремния

Эффективность и производительность

Эффективность: измеряет количество солнечной энергии, падающей на фотоэлемент, которая преобразуется в электрическую энергию

На измерение эффективности фотоэлектрических элементов влияют несколько факторов, в том числе:

• длина волны — PV ячейки по-разному реагируют на разную длину волны света, производя различное качество электричества
• материалов — разные фотоэлектрические материалы ведут себя по-разному
• температура — ячейки работают лучше при более низких температурах, с падением эффективности при более высоких температурах
• отражение — любой отраженный свет уменьшается эффективность ячейки
• сопротивление — электрическое сопротивление ячейки создает потери, влияющие на эффективность

Лучшее исследование ячейки Эффективность
Источник изображения: Национальная энергетическая лаборатория возобновляемых источников энергии
(NREL )

Изготовленные фотоэлементы или модули обычно сортируются с помощью процесса биннинга по различным уровням эффективности.Более эффективные элементы будут иметь большую электрическую мощность и, следовательно, более высокую стоимость.

Благодаря новейшим разработкам в области солнечных технологий, фотоэлементы в настоящее время начинают достигать теоретического максимального предела для полупроводниковых приборов. Изображение сбоку (щелкните для увеличения) показывает достижимый диапазон эффективности по сравнению с различными технологиями ячейки.

В лаборатории эффективность измеряется в стандартных условиях с использованием кривых I-V. Кривые I-V получены путем изменения внешнего сопротивления от нуля (короткое замыкание) до бесконечности (разомкнутая цепь).На рисунке показана типичная кривая I-V.

Кривые фотоэлементов, I-V и мощности

Мощность, вырабатываемая фотоэлементом, является произведением напряжения ( В, ) и тока ( I ). Как в разомкнутой, так и в замкнутой цепи поставленная мощность равна нулю. В какой-то момент между (около точки колена) доставленная мощность является максимальной.

Примечание: Максимальный ток, который может выдавать фотоэлемент, это ток короткого замыкания.Учитывая линейность тока в диапазоне напряжений от нуля до максимального напряжения питания, использование тока короткого замыкания для определения размеров кабеля и системы является разумным.

Коэффициент заполнения

Одним из способов измерения производительности солнечного элемента является коэффициент заполнения. Это отношение максимальной мощности к произведению напряжения разомкнутой цепи и тока короткого замыкания:

Чем выше коэффициент заполнения, тем лучше.Как правило, коммерческие фотоэлементы будут иметь коэффициент заполнения более 0,7. Ячейки с факторами ниже этого не рекомендуется для практического применения в крупных проектах по производству электроэнергии.

Отслеживание максимальной мощности (MPPT)

Кривую I-V фотоэлектрического модуля можно получить из эквивалентной схемы (см. Следующий раздел). Неотъемлемой частью формирования кривой I-V связи является текущий Ipv, генерируемый каждой фотоэлементом.

Ток ячейки зависит от количества световой энергии (освещенности), падающей на фотоэлемент, и температуры ячейки.

По мере уменьшения освещенности уменьшается не только величина мощности, но и точка пиковой мощности перемещается влево. Точно так же, как температура ячейки увеличивается, выходная мощность снижается, и точка максимальной мощности снова смещается влево.

Поскольку точка максимальной мощности является переменной величиной, зависящей от солнечного излучения и температуры элемента, современные инверторы имеют механизмы для отслеживания этого и всегда выдают максимально возможную мощность от фотоэлемента. Это называется отслеживанием максимальной мощности (MPPT).

Примечание. Системы управления , используемые для выполнения MPPT, изменяют работу вокруг текущей рабочей точки, чтобы увидеть, сместилась ли точка максимальной мощности. Затем они корректируют рабочие точки соответственно.

Эквивалентная схема фотоэлемента

Чтобы понять производительность фотоэлектрических модулей и массивов, полезно рассмотреть эквивалентную схему. Показанный ниже широко используется.

Эквивалентная схема модуля PV

Из эквивалентной схемы мы имеем следующие основные уравнения:

— ток нагрузки в амперах

— напряжение на шунтирующих ветвях

— ток через шунтирующий резистор

The ток через диод задается уравнением Шокли:

и

. Комбинируя вышеприведенные уравнения, получаем характеристическое уравнение фотоэлемента (модуля):

Примечание: могут использоваться характеристические уравнения для нахождения как выходного напряжения, так и ток.К сожалению, если напряжение и ток появляются так, как они есть, аналитического решения не существует. Обычно для решения уравнения используются численные методы.

В этих пределах легко использовать уравнение для определения напряжения холостого хода и тока короткого замыкания. В условиях разомкнутой цепи I = 0, и уравнение уменьшается до:

Обычно R _sh является высоким по сравнению с напряжением разомкнутой цепи, и последним членом можно пренебречь.Пренебрегая термином и переставляя уравнение, получаем:

Аналогично для тока короткого замыкания мы можем установить выходное напряжение равным нулю, давая:

Предположение, что R _sh много выше рупий и I _o мало по сравнению с I . С этими допущениями можно пренебречь двумя последними слагаемыми:

Последовательное сопротивление ( Rs ), сопротивление шунта ( R _sh ) и напряжение обратного насыщения ( I _o ) зависят от площади фотоэлемента.Как правило, чем больше ячейка, тем больше I _o (большая площадь диодного перехода) и чем меньше R _с и R _sh .

Характеристическое уравнение можно использовать для оценки влияния различных параметров на производительность фотоэлемента или модуля:

• температура ( T ) — влияет на ячейку, являясь частью экспоненциального члена и значения обратного напряжения насыщения.При увеличении температуры экспоненциальное уменьшение обратного напряжения насыщения будет увеличиваться экспоненциально. Следующим эффектом является снижение напряжения холостого хода ячейки. Как правило, напряжение будет уменьшаться на 0,35-0,5% для каждого повышения температуры.
• Сопротивление серии ( R _с ) — увеличение аналогично влиянию температуры в том, что напряжение холостого хода начнет падать. Очень высокие значения рупий дополнительно уменьшат доступный ток короткого замыкания.
• Сопротивление шунта ( R _sh ) — уменьшение обеспечит больший путь для тока шунта, снова понижая напряжение элемента.

Список символов

Общие символы I mpp — ток при максимальной мощности, A I sc — ток короткого замыкания, A U oc — напряжение разомкнутой цепи, В U mpp — напряжение при максимальной мощности, В PV Systems E ma — среднегодовая солнечная радиация, кВтч / м 2 E p — расчетная пиковая поставленная энергия, кВтч кВт p — номинальная пиковая энергия, кВт n — количество модулей η т — коэффициент снижения температуры P max — максимальная мощность , Вт Т с — температура фотоэлемент K T stc — температура STC, 25 ° C, K Вт p — пиковая энергия одного модуля, Вт η — КПД системы ϒ — температурный коэффициент мощности, ° C -1

Эквивалентная схема I — ток через нагрузку, A I d — ток через диод, A I pv — ток генерируется PV, A I ш — ток через шунтирующий резистор, A R с — эквивалентное последовательное сопротивление цепи, Ом R ш — эквивалентное сопротивление шунта цепи, U — напряжение, приложенное к нагрузке, В U ш — шунт V oltage, V Уравнение диода Шокли I o — обратный ток насыщения, V k — постоянная Больцмана == (1.3806488 × 10 −23 ), JK -1 n — коэффициент линейности (1 для идеального диода) q — элементарный заряд = (1,602176565 × 10 −19 ), C T — абсолютная температура pn-перехода, K V T — тепловое напряжение, V

См. Также

,

Power Calculator

Калькулятор энергопотребления: рассчитывает электроэнергию / напряжение / ток / сопротивление.

Калькулятор постоянного тока

Введите 2 значений , чтобы получить другие значения, и нажмите Рассчитать Кнопка :

Расчет мощности постоянного тока

Расчет напряжения (В) по току (I) и сопротивлению (R):

В _(В) = I _(А) × R _(Ом)

Расчет комплексной мощности (S) по напряжению (В) и току (I):

P _(Вт) = В _(В) × I _(А) = В ² _(В) / R _(Ом) = Я ² _(A) × R _(Ω)

Калькулятор переменного тока

Введите 2 величины + 2 фазовых угла , чтобы получить другие значения, и нажмите кнопку Рассчитать :

Расчет мощности переменного тока

Напряжение V в вольтах (В) равно току I в амперах (A), умноженному на полное сопротивление Z в омах (Ом):

В _(В) = I _(А) × Z _(Ом) = (| I | × | Z |) ∠ ( θ _I + θ _Z )

Комплексная мощность S в вольт-амперах (VA) равна напряжению V в вольтах (V), умноженному на ток I в амперах (A):

S _(ВА) = В _(В) × I _(А) = (| В | × | I |) ∠ ( θ _В — θ _I )

Реальная мощность P в ваттах (Вт) равна напряжению V в вольтах (V), умноженному на ток I в амперах (A), умноженному на коэффициент мощности (cos φ ):

P _(W) = V _(V) × I _(A) cos φ

Реактивная мощность Q в реактивных вольт-ампер (VAR) равна напряжению V в вольтах (V), умноженному на ток I в амперах (A), умноженному на синус комплексного угла фазы мощности ( φ ):

Q _(VAR) = V _(V) × I _(A) × sin φ

Коэффициент мощности (FP) равен абсолютному значению косинуса комплексного угла фазы мощности ( φ ):

PF = | cos φ |

Калькулятор энергии и мощности

Введите 2 значения , чтобы получить другие значения, и нажмите кнопку Вычислить :

Расчет энергии и мощности

Средняя мощность P в ваттах (Вт) равна потребленной энергии E в джоулях (Дж), деленной на период времени Δ t в секундах (с):

P _(Ш) = E _(Дж) / Δ т _(с)

Электроэнергия ►

---

См. Также

,