Агресія Російської Федерації змусила редакцію припинити випуск друкованого журналу AW-Therm – єдиного в Україні виданням у галузі HVAC.

Медіаресурс продовжив роботу в електронному форматі – на сайті та у соціальних мережах: Facebook, Instagram, Telegram, YouTube.

Якщо Ви вважаєте нашу роботу корисною, бажаєте надалі читати найактуальнішу інформацію з світового та українського інженерного ринку, просимо підтримати спеціалізоване українське видання донатом.


DONATE

Виставка Кул Кліма 2024

Скорость нагрева электрического «теплого пола»

О. Медведев

Данный материал посвящен практическим вопросам скорости нагрева электрического «теплого пола» и написан техническим специалистом по кабельным нагревательным системам, соавтором стандартов Украины – ДБН В.2.5-24-2012 «Електрична кабельна система опалення» и ДСТУ-Н Б В.2.5-78:2014 «Настанова з улаштування антикригових електричних кабельних систем на покриттях будівель і споруд та в їх водостоках»

TP_1 Достаточно часто потребители и специалисты задают вопрос: «Сколько времени потребуется на нагрев пола при включении системы электрического «теплого пола» при наступлении холодов?». Или другой подобный вопрос: «Насколько быстрее нагреется пол с нагревательным матом, уложенным сразу под плиткой по сравнению с кабелем в стяжке?». Для ответа на подобные вопросы ниже приведены оценочный расчет скорости нагрева конструкции пола и примеры вычисления времени нагрева для некоторых конструкций пола.

В данном расчете принимается следующая конструкция пола: без теплоизоляции сразу под кабелем, снизу под перекрытием – отапливаемое помещение. В расчет не берутся потери тепла с поверхности пола и с поверхности потолка под бетонным перекрытием. Предполагается, что для оценки нагрева задаются слой над кабелем/матом и слой под кабелем/матом с аналогичной толщиной.

Время нагрева пола связано с теплоёмкостью его конструкции и для 1 м2 может быть рассчитано по формуле:

tнагрева = (С/Р) ⋅ (Тначальная – Тконечная),

где С – теплоемкость 1 м2 пола, Р – мощность нагревательной системы, Вт/м2, Т – температуры пола начальная и конечная.

Теплоемкость рассчитывается по формуле:

C = ρ ⋅ c ⋅ V,

где ρ – удельная плотность материала(-ов) конструкции пола, с – удельная теплоемкость материала(-ов) конструкции пола, V – объем нагреваемой конструкции пола. Для примера возьмем следующие характеристики:

  • установленная мощность – 135 Вт/м2;
  • толщина слоя над кабелем – стяжка 15 мм + клей 5 мм + плитка 10 мм = 30 мм;
  • начальная температура пола – 18°C, принимаем минимальную комфортную температуру «теплого пола» – 27°C;
  • удельная теплоёмкость цементно-песчаной стяжки c = 840 Дж/(кг·K), удельная плотность ρ = 1600 кг/м3 (ДБН В.2.6-31:2006 «Теплова ізоляція будівель»).Для простоты расчета такие же характеристики для клея и плитки.

Для упрощения расчета предполагается, что для начального нагрева оценивается слой над кабелем/матом и слой под кабелем/матом с аналогичной толщиной. Таким образом, теплоёмкость 1 м2 конструкции пола с прогреваемой толщиной 30 + 30 = 60 мм = 0,06 м и соответственно с таким же объемом для 1 м2 составит:

C = ρ ⋅ c ⋅ V = 1600 ⋅ 840 ⋅ 0,06 = 80 640 Дж/(K·м2).

Время нагрева составит:

tНагрева = (80640 / 135) ⋅ (27 – 18) = 5376 с ≈ 1,5 часа.

Таким образом, оценочное значение времени нагрева пола с 18 до 27 °C (на 9 °C) для системы «теплый пол» с мощностью 135 Вт/м, с глубиной установки кабеля/мата 3 см, стяжкой под кабелем/матом толщиной минимум 3 см, теплоизоляция сразу под кабелем/матом отсутствует, составляет примерно 1,5 часа.

Скорость нагрева пола над кабелем/матом составляет примерно 3 см / 1,5 часа ≈ 2 см/час, где 3 см – глубина установки кабеля/мата и нет теплоизоляции сразу под кабелем. Эта скорость и даст ответ на вопрос – «Сколько времени потребуется на нагрев пола, если кабель лежит на такой-то глубине?», – то есть глубина установки кабеля делится на эту скорость. Если кабель/мат установлен непосредственно на теплоизоляцию, то есть отсутствует нагрев стяжки под ним, то при аналогичной глубине его установки скорость нагрева будет в 2 раза выше – примерно 4 см/час. Ниже приведены примеры оценочных расчетов времени нагрева поверхности «тёплого пола» до минимальной комфортной температуры при мощности 135 Вт/м2.

  • Мат под плиткой толщиной 1,5 см (тут конструкция пола обычно всегда без теплоизоляции «сразу под матом»): 1,5 см / 2 см/час ≈ 0,75 час.
  • Кабель нагревательный установлен в стяжку без теплоизоляции на глубине 5 см от поверхности, снизу под перекрытием теплое помещение: 5 см/ 2 см/час ≈ 2,5 час.
  • Кабель на теплоизоляции в стяжке на 5 см от поверхности (минимум 2 см толщиной, с разделительным слоем, например, из алюминиевой фольги): 5 см / 4 см/час ≈ 1,25 час.

Относительно рассчитанных величин скорости нагрева конструкции пола можно сделать следующие выводы:

  • наиболее быстро нагревается пол с установленным сразу под плиткой нагревательным матом. При этом скорость нагрева невелика и может оцениваться пределах 0,5–1 час;
  • пол с нагревательным кабелем в стяжке нагревается примерно в 3 раза дольше, чем с тонким нагревательным матом под плиткой;
  • установка теплоизоляции в полу с нагревательным кабелем в стяжке уменьшает время нагрева примерно в 2 раза;
  • установка теплоизоляции в конструкцию пола приводит к значительному снижению потерь тепла вниз, особенно если снизу не теплое помещение. Технически разумная минимальная толщина теплоизоляции для пола над теплым помещением – 2 см, для пола на грунте– 5 см, если снизу наружный воздух – 10 см (толщина теплоизоляции по стандарту «Теплова ізоляція будівель» примерно в 1,5–2 раза больше);
  • относительно общего принципа работы системы «теплый пол» – поддержание комфортной температуры поверхности пола, скорость нагрева влияет на время достижения комфорта только при включении системы. Однако такие системы обычно эксплуатируется непрерывно, как минимум, в течение холодного времени года. Желание снизить энергопотребление, например, в ночное время, не должно реализовываться «ручным» включением–выключением, а применением специального терморегулятора с так называемым «интеллектуальным» таймером. Он рассчитывает скорость нагрева конкретной конструкции пола, заранее включает нагрев на основании этого расчета и обеспечивает комфортную температуру пола к заданному пользователем времени.

    Більше важливих статей і новин в Telegram-каналі AW-Therm. Підписуйтесь!

Переглянуто: 27 016

Вас може зацікавити:



Залишити коментар

Telegram