Расчет системы эксо “теплый пол”.

Расчет ЭКСО “теплый пол” для въездного пандуса паркинга осуществляется в следующей последовательности:

1. Определяются расчетные теплопотери помещения либо конструкции ограждения, для которой используется ЭКСО. Рассчитываются значения суммарных термических сопротивлений Rверх и Rниж (смотри пример)

2. Определяется расчетная тепловая мощность нагревательной секции , Вт

(2.1)

где Rверх и Rниж – соответственно сумма термических сопротивлений верхних и нижних слоев конструкции пола куда уложен кабель.

3. Расчетную электрическую мощность нагревательных секций Qэл, (Вт), определяют по формуле

(2.2)

Где k_з = 1,3 – коэффициент запаса, который учитывает возможность превышения фактических потерь тепла в помещении сравнительно с расчетными; при снижения фактического напряжения в электрической сети по сравнению с номинальным.

4. Для укладки следует использовать нагревательные секции определенной номинальной мощности и длины, выбираемые по справочной литературе с электрической мощностью, ближайшей к расчетному значению Q_эл

5. Длина нагревательного кабеля L,м, определяется по формуле

(2.3)

где Р_Н – номинальная мощность нагревательного кабеля на 1м² Вт/м

(по справочным данным приведённым в примере)

6. Шаг укладки нагревательного кабеля S (см) определяется по формуле:

(2.4)

Где Fп – площадь нагреваемой поверхности, м²

7. Расчетный шаг укладки нагревательного кабеля должен обеспечить условие

К ≥ Кg (2.5)

 

где К – определенная кратность радиуса внутренней кривой изгиба нагревательного кабеля к его внутреннему диаметру;

Кg – допустимая кратность радиуса внутренней кривой изгиба нагревательного кабеля к его внешнему диаметру по данным предприятия изготовителя. При отсутствии данных следует принимать не меньше 5-6 внешних диаметров кабеля.

Пример расчета №5

Исходные данные:

1) Необходимо запроектировать электро-кабельную систему отопления прямого действия в качестве системы “Полное отопление” для въездного пандуса паркинга, площадь открытой поверхности которого равна 18 м², расположенного в г.Одессе. Группа эксплуатации ограждений “А”.

2) Расчетные потери тепла пандуса Q_пом = 980 Вт.

3) В качестве источника тепла принять двухжильный нагревательный кабель “deviflex” DTIP-18. Эскиз укладки нагревательного кабеля пандуса приведен на рис.3 Разрез пола с уложенным нагревательным кабелем приведен на рис.4

 

Рис.3 Эскиз укладки нагревательного кабеля в полу.

 

Наружный слой пандуса (выбирается по таблице 4 по последней цифре зачётной книжке)

Песок для строительных работ

γ =1600 кг/м² δ =0,03 м λ =0,47 Вт/м² °К
Нагревательный кабель

Монтажная лента devifast Термоизоляция(выбирается по таблице 4 по последней цифре зачётной книжке)

Гравий керамзитовый γ =800кг7м³ С

δ =0,05 м λ =0,21Вт/м^{2 0}С

Песок для строительных работ

γ =1600 кг/м² δ =0,1 м λ =0,47 Вт/м² °К

 

Рис.4 Пример разреза пандуса с уложенным нагревательным кабелем.

Из таблицы 4 выписываются наименования наружного слоя пандуса, его термоизоляцию а также рекомендуемые толщины и теплотехнические характеристики.

 

Таблица 4

Материал наружного слоя пантуса	Материал и толщина термоизоляции пантуса
№ п/п	Наименование	γ кг/м^3	δ м	№ п/п	Наименование	γ (кг/м^3)	δ (м)
	Асфальтобетон		0,04		Жесткий пенополиуретан		0,04
	Бетон на гравии		0,05		Вспененный пенополиэтилен		0,06
	Железобетон		0,03		Вспененный пенополиэтилен		0,03
	Керамзитобетон		0,05		Бетон ячеистый		0,09
	Керамзитобетон		0,06		Жесткий пенополиуретан		0,05
	Бетон на домен.шлаках		0,04		Пеностекло		0,05
	Керамзитобетон		0,03		Бетон ячеистый		0,07
	Раствор известково-песчаный		0,05		Вермикулитобетон		0,1
	Раствор цементно-песчаный		0,04		Бетон ячеистый		0,1
	Сложный раствор		0,03		Жесткий пенополиуретан		0,05

1.В примере слои расположенные согласно рис. 4 выше нагревательного кабеля

- керамзитобетон ρ = 1400 кг/м³, толщина δ₁ = 0,04 м., коэффициент теплопроводности λ₁ = 0,56 Вт/м^{2 0}С.

- песок для строительных работ γ = 1600 кг/м³, толщина δ₂ = 0,03 м., коэффициент теплопроводности λ₂ = 0,47 Вт/м^{2 0}С.

2. Слои расположенные согласно рис. ниже нагревательного кабеля.

- термоизоляция – бетон ячеистый γ =300 кг/м³, толщина δ₁ = 0,07м., коэффициент теплопроводности λ₁ = 0,09 Вт/м^{2 0}С.

- гравий керамзитовый γ = 800 кг/м³, толщина δ₂ = 0,05 м., коэффициент теплопроводности λ₂ = 0,21 Вт/м^{2 0}С.

- песок для строительных работ γ = 1600 кг/м³, толщина δ₃ = 0,1 м., коэффициент теплопроводности λ₂ = 0,47 Вт/м^{2 0}С.

Расчеты выполняются в следующей последовательности:

1.Определяется общее термическое сопротивление слоев расположенных выше нагревательного кабеля

 

2.Определяется общее термическое сопротивление слоев пола, расположенных ниже нагревательного кабеля:

 

3.Определяем тепловую мощность нагревательной секции:

 

4. Определяем электрическую мощность нагревательной секции:

 

 

5.Выбранный тип нагревательного кабеля DTIP – 20, согласно паспортных данных, при напряжении 220 В. обладает удельной мощностью Q = 16,5 Вт/м. Исходя их этого определяем расчетную длину кабеля. Внешний диаметр кабеля 0,0074 м. Допустимая кратность радиуса внутренней кривой изгиба нагревательного кабеля к его внешнему диаметру “rx” ≥ 5

 

6. По таблице 5 выбираем ближайший типоразмер кабеля:

 

Ассортимент DTIP - 20 Ассортимент DTIP – 10

Длина, м Мощность Длина, м Мощность

при 220 В, Вт при 220 В, Вт

 

15 250 10 91

22 360 20 185

29 490 30 275

37 625 40 365

44 725 50 460

52 855 60 550

59 980 70 650

68 1115 Ассортимент DSIG-20

74 1225 Длина, м Мощность

82 1360 при 220 В, Вт

90 1485

105 1720 131 2415

118 1955 159 2900

130 2100 192 3525

155 2540 228 4180

 

Таблица 5.Технические характеристики нагревательных кабелей.

 

- длина кабеля Lнорм = 118 м.

- мощность при 220 вольтах – 1955 Вт.

- диаметр кабеля – 0,0074 м.

- минимальный диаметр изгиба - 5 см.

7. Определяется шаг укладки кабеля на открытую поверхность пола:

 

 

 

Производится проверка на допустимую кратность радиуса “r” внутренней кривой изгиба нагревательного кабеля:

 

 

 

где d – диаметр нагревательного кабеля (м)

S – шаг укладки кабеля (м)

м.к. Kr > Kx 8,96 > 5 то расчет окончен.

Так как мощность ЭКСО небольшая, то для управления рассчитанной системой подогрева пандуса выбирается электронный терморегулятор

devireg ^тм -316.

 

Если шаг укладки превысил 20 см, то необходимо произвести перерасчет по методике рекомендуемой фирмой «DEVI». Для г. Одесса определяется установочная мощность на 1 м² поверхности. Так как t⁵_н =-18^о,то она численно равна 280 Вт/м²(см. пункт 1.4. методички). Требуемая суммарная мощность системы Q^н_с 280·18=5040Вт. По таблице 5 выбираются 2 кабеля DTIP-18 длиной 155м. Их суммарная мощность Q=2540·2=5080Вт. Вычисляется шаг укладки кабелей S_x =100·19/155=12,25=13 см.

3. Общие положенияпо проектированию подпольного водяного отопления

Подпольное водяное отопление - это энергосберегающая система отопления, в которой основное количество тепла, передается в отапливаемое помещение путем излучения. Применение подпольного отопления позволяет снижать теплопотери здания, в котором оно используется в результате возможности понижения температуры воздуха в помещении без ухудшения теплового комфорта по высоте.

Например температура воздуха в помещении 18° С обеспечивает такой же тепловой комфорт как и температура 20° С при использовании системы отопления с традиционными нагревательными приборами. Конструктивно система подпольного отопления монтируется по принципиальной схеме приведенной на рисунке 5.

 

Рис. 5 Схема укладки трубопровода подпольной системы отопления.

При монтаже системы по данной схеме необходимо выполнить следующие требования и рекомендации:

а) тепловая изоляция. Минимальное сопротивление теплопе-

редаче для перекрытий над отапливаемым помещением:

для перекрытий над неотапливаемым помещением

и для перекрытий на грунте

В качестве материала тепловой изоляции класса PS - Е20, PS - М20 либо минеральную вату на синтетическом связующем.

б) гидроизоляция - защищает тепловую и краевую гидроизоляции от сырости. Реко-мендуется укладывать также под тепловой изоляцией, если перекрытие мокнет от сырости снизу.

В качестве гидроизоляции рекомендуется использовать полиэтиленовую пленку ПЕ толщиной не менее 0,2 мм, либо пенополистерол.

в) краевая лента ограничивающая потери тепла через стены, должна отделять греющую бетонную плиту от наружных стен, колонн и других конструктивных фрагментов.

В качестве материала рекомендуется лента системы KANN - term.

г) стяжка - бетонная плита - цементный раствор следующего состава:
цемент CEMI 32,5R (соответствующий DiN 1164) - 50 кг., мелко – зернистый заполнитель (60% песка, 40% гравия) - 225 кг., вода - 16-18 литров, добавка ВЕТО KANN - 1 кг. на 5 м пола, что составляет 3-5 кг. на 1 м бетона.

Минимальная толщина стяжки над трубой системы отопления составляет 45 мм. В случае заливки помещений большой площади необходимо поверхность делить на меньшие площади с помощью разделительных швов.

Рекомендуется максимальная площадь стяжки 30 м, а отношение длин сторон не

более 1:2.

д) покрытие пола - оказывает существенное влияние на теплоотдачу системы подпольного отопления. Рекомендуются следующие значения термических сопротивлений:

-керамика, глазурь, камень R=0,02 м²К/Вт,

-покрытие из синтетических материалов R=0,075 м²К/Вт, -паркет, ковер средней толщины R=0,1 м²К/Вт,

-толстый паркет, толстый ковер R=0,15 м К/Вт,

ж) трубы системы отопления - рекомендуется к использованию трубы соответству-ющие DIN 16776 и DiN 4729/29 (например: РЕ - RT, РЕ - Хс 12x2; 14x2; 18x2; 25x3,5). Крепление труб к теплоизоляции осуществляется с помощью специальных шпилек по контуру укладки труб. Существуют два способа укладки:

а) Меандрический (рис. 6). В данном случае наблюдается большой градиент распределения температур по поверхности пола;

б) в форме спирали (рис. 7). В данном случае наблюдается равномерное распределение температур по поверхности пола. При любом способе укладки, длинна одного контура не должна превышать 120 м., а потеря давления 20 кПа. Рекомендуемое расстояние между трубами 0,1;0,15;0,2;0,3;0,35 м.

В качестве теплоносителя в системе подпольного отопления используется вода или незамерзающие смеси. Регламентируются следующие параметры теплоносителя:

t_r = 55°С - t₀ = 45°С; t_r = 50°С - t₀ = 40°С; t_r = 45°С - t₀ = 35°С; t_r = 40°С - t₀ = 30°С. В случае функционирования совместно с радиаторным отоплением, работающим с более высокими параметрами, применяются смесительные системы (рис. 8), понижающие температуру теплоносителя на подающий трубопровод подпольного отопления.