التدفئة الأرضية بالماء والكهرباء: الطاقة لكل متر مربع، وحسابات الاستهلاك، وطرق خفض التكاليف

تُعدّ الأرضيات المُدفأة ميزة شائعة في شققنا، ولا تُعتبر من الكماليات. وهي متوفرة بقدرات مختلفة حسب تصميمها، ويمكن استخدامها كتدفئة أساسية أو إضافية.

في هذه المقالة، سنناقش أفضل قوة للتدفئة تحت الأرضية ولماذا، ونحدد درجة الحرارة المثلى لأنواع مختلفة من الغرف والأرضيات، ونشرح كيفية حساب قوة نظام التدفئة المثلى.

درجة حرارة التدفئة الأرضية الموصى بها

ليس سراً أن درجات الحرارة تختلف في الغرف ذات الأغراض المختلفة. على سبيل المثال:

• في غرفة النوم أو المطبخ أو غرفة المعيشة - يعتبر المعيار 29 درجة؛
• في الحمام أو المرحاض، حيث يكون مستوى الرطوبة مرتفعًا - 31؛
• في الغرف التي تشهد فقدانًا متزايدًا للحرارة، مثل اللوجيا أو الغرفة الكبيرة ذات النوافذ الكثيرة، يتم استخدام نسبة 35 كيلوواط (أو 35 كيلوواط).

إذا أخذنا في الاعتبار درجة حرارة النظام بناءً على غطاء الأرضية، فعند استخدام السجاد الملفوف أو مشمع الأرضيات أو الباركيه أو الأرضيات الخشبية، ستكون درجة الحرارة العادية 27 درجة.

العوامل التي تحدد قوة التدفئة الأرضية

هناك العديد من العوامل التي تؤثر على اختيار طاقة الجهاز والتي يجب أخذها في الاعتبار لضمان تشغيل نظام التدفئة بكفاءة.

تلعب الظروف المناخية أيضاً دوراً هاماً. فإذا كان المنزل يقع في منطقة باردة، ينبغي اختيار نظام التدفئة بسعة احتياطية.

التدفئة الرئيسية أم لا

أحد العوامل المؤثرة على القدرة الكهربائية الناتجة هو نوع التدفئة، أي ما إذا كان النظام مصدر التدفئة الرئيسي أم الثانوي. فإذا كان نظام التدفئة الرئيسي، يلزم وحدة ذات قدرة أعلى، بمستوى طاقة محدد يبلغ 200 واط لكل متر مربع.

لكل نوع من أنواع الأرضيات المدفأة قدرة تسخين قياسية خاصة به لكل متر مربع:

• كابل - 220 - 230 واط؛
• حصائر الكابلات - 100 - 160 واط؛
• فيلم الأشعة تحت الحمراء - 130 - 230 واط؛
• قضيب - 130 - 160 واط؛
• الماء - 40 - 150.

نوع الغرفة وحجمها

لكل غرفة في الشقة وظيفتها الخاصة التي تحدد درجة حرارتها. كما يؤثر حجم الغرفة وعدد النوافذ على درجة الحرارة.

على سبيل المثال، قوة نظام التدفئة المثبت في الرواق ينبغي أن يكون أعلى من المستوى المخصص للمطبخ.

في معظم الحالات، يقدم مصنعو الأرضيات الكهربائية توصيات بشأن هذه المعايير:

• الحمام - من 150 إلى 180 واط/م2؛
• شرفة زجاجية - من 150 إلى 180؛
• المطبخ، غرفة النوم، الممر - من 110 إلى 150.

عند تحديد قدرة التدفئة الأرضية بناءً على مساحة الغرفة المراد تدفئتها، لا تأخذ في الحسبان المناطق التي ستوضع فيها قطع أثاث ثقيلة، إذ لا يُنصح بتركيب التدفئة الأرضية فيها. وبطبيعة الحال، كلما صغرت الغرفة، انخفضت قدرة المدفأة المطلوبة.

بالإضافة إلى ذلك، تتأثر الموصلية الحرارية بالمادة المصنوع منها المنزل - الخشب والطوب والخرسانة.

غطاء الأرضية

مؤشر طاقة التدفئة في يعتمد الكثير على طبقة الطلاء النهائيةففي النهاية، تتمتع المادة بدرجات متفاوتة من التوصيل الحراري.

عند استخدام التدفئة الأرضية تحت الأرضيات الخشبيةسترتفع تكاليف التدفئة لأن هذه المادة رديئة التوصيل للحرارة. استخدام السجاد أو مشمع الأرضيات سيسخن أسرع، مما يؤدي إلى توفير الطاقة.

العزل الحراري للغرفة وفقدان الحرارة في المبنى

يُعدّ العزل الحراري للمنزل، الذي يُحدّد إلى حد كبير كمية الحرارة المفقودة، أحد أهم العوامل عند تحديد كفاءة التدفئة الأرضية لكل متر مربع. فإذا كان العزل (النوافذ والأبواب والأسقف) ضعيفًا، سيعمل النظام لفترة أطول ويستهلك حرارة أكبر، مما يؤدي إلى زيادة التكاليف.

في المنازل القديمة المبنية من الألواح الخشبية، لا يتجاوز سمك الجدران 10-15 سم. وفي مثل هذه المباني، تصل نسبة فقدان الحرارة إلى 50%.

درجة الحرارة بالدرجات	عزل حراري جيد (واط/م²)	متوسط	سيء
18	40	70	110
20	47	77	117
24	90	120	160

تقدير تقريبي يمكنك عزل الغرفة بنفسك باستخدام حاسبة عبر الإنترنتوفقًا لقوانين ولوائح البناء الحديثة، يجب أن يكون مستوى الحماية الحرارية في حدود 100-130 واط/م2.

يوصى بتوفير عزل إضافي للأسقف التي سيتم تركيب نظام التدفئة عليها لمنع تسرب الحرارة إلى الخارج.

نوع التركيب

تؤثر طريقة تركيب التدفئة تحت الأرضية أيضًا على اختيار الطاقة، حيث يعتمد ناتج الحرارة على سمك نظام التدفئة تحت الأرضية.

طرق التركيب:

1. يُعدّ استخدام طبقة خرسانية مسطحة أحد خيارات التركيب. يُصبّ الملاط الخرساني بسماكة لا تقل عن 30 مم. ولتقوية الهيكل، تُوضع ألياف البولي بروبيلين أو شبكة التثبيت فوق العازل الحراري، حيث يُثبّت عنصر التسخين. ثم تُصبّ طبقة خرسانية مسطحة أخرى فوقها. كلما زادت سماكة الطبقة الخرسانية، زاد وقت التسخين، ولكن تراكم الحرارة يُطيل فترة التبريد.
2. غالبًا ما يتم تركيب نظام التدفئة الأرضية تحت البلاط على أرضية فرعية موجودة. في البداية، تُمدد الكابلات بمسافات محددة - وكلما كانت المسافة أقرب، كان ذلك أفضل. ثم يُملأ عنصر التسخين بمادة لاصقة للبلاط، وبعد أن تجف، يتم تركيب البلاط. تضمن هذه الطريقة نقلًا جيدًا للحرارة.
3. التركيب الجاف تحت الأرضيات الخشبية: إذا تعذر صب طبقة خرسانية بسبب وزن الهيكل، يتم التركيب باستخدام أخاديد. ولضمان توزيع متساوٍ للحرارة على كامل السطح، يجب أن يكون عمق الأخاديد 10 مم، حيث يوضع عنصر التسخين. أما إذا كان الكابل عالي الطاقة (180-200 واط)، فيُنصح بجعل عمق الأخاديد 15-20 مم.

نوع منظم الحرارة

منظم الحرارة هو جهاز يسجل الإشارات من مستشعر درجة الحرارة.وهو مسؤول عن تزويد الجهاز بالكهرباء، وعند الضرورة، تشغيل وإيقاف التدفئة، مما يؤدي إلى توفير الموارد.

httpv://www.youtube.com/watch?v=6V_lC05\u002d\u002d6o

كيفية حساب قدرة نظام التدفئة الأرضية المائية

يعتمد ناتج الحرارة من الأرضيات المائية بشكل مباشر على طول الخط الرئيسي.

لحساب قدرة النظام، ستحتاج إلى معرفة ما يلي:

• مساحة وتكوين المبنى؛
• معدل تدفق سائل التبريد؛
• فقدان الحرارة؛
• خطوة وضع.

وضع خطة

أي عملية حسابية يجب أن تبدأ برسم مخطط أرضي. من الأسهل القيام بذلك على ورق رسم بياني، ولكن يمكن استخدام ورق دفتر مربعات أيضًا. يجب أن يُظهر المخطط جميع النوافذ والأبواب في الغرفة، مع توضيح أبعادها.

يُقاس ارتفاع الغرفة فوراً، ويُسجل حجمها القابل للاستخدام. تُحدد المناطق التي ستُوضع فيها الأثاث على المخطط. ثم يُرسم مخطط لتوزيع الأنابيب.

تحديد المنطقة

عند حساب قوة التدفئة الأرضية بالماء، من المهم تذكر أن المساحة الموجودة أسفل الأثاث والمعدات الثابتة لا تؤخذ في الاعتبار.

يتم حساب مساحة الغرفة باستخدام صيغة قياسية (مساحة المربع، المستطيل، إلخ)، ويتم طرح المساحات التي سيتم وضع الأثاث فيها من النتيجة.

حساب فقدان الحرارة

فقدان الحرارة هو كمية الحرارة التي تفقدها الغرفة في وحدة الزمن. وللحد من فقدان الحرارة، تُستخدم أجهزة التدفئة والعزل الحراري الجيد.

عند حساب فقدان الحرارة، يؤخذ ما يلي في الاعتبار:

• مساحة الغرفة؛
• حجم النوافذ والأبواب؛
• ارتفاع السقف؛
• عدد الجدران الخارجية؛
• درجة الحرارة الخارجية؛
• العزل الحراري للجدران؛
• نوع الغرفة الموجودة في الأعلى.

لحساب فقدان الحرارة، يمكنك استخدام آلة حاسبة عبر الإنترنت.

تدفق سائل التبريد

لحساب استهلاك المياه سنحتاج إلى معرفة كمية سائل التبريد التي تمر عبر خط الأنابيب في ساعة واحدة. هذا ضروري لضبط عدادات التدفق بشكل صحيح واختيار سعة المضخة المناسبة.

يتم حساب استهلاك المياه باستخدام الصيغة التالية:

G = 0.86 × Q / Δt

أين:

• ج – استهلاك المياه بالكيلوغرام/ساعة؛
• Q – القدرة الحرارية بالواط؛
• Δt هو فرق درجة الحرارة بين سائل التبريد في دوائر الإمداد والعودة؛ بالنسبة للتدفئة تحت الأرضية، فهو يساوي 10 درجة مئوية؛
• 0.86 هو معامل السعة الحرارية للماء.

تحديد طول خطوة الوضع وطول المحيط

في أنظمة التدفئة الأرضية للمنازل الخاصة، تُستخدم عادةً أنابيب معدنية بلاستيكية أو أنابيب من البولي إيثيلين بقطر 16 مم. توجد عدة طرق لتركيب الأنابيب، منها طريقة متعرجة أو حلزونية، ولكن يجب ألا تكون المسافة بين الأنابيب صغيرة جدًا.

يُنصح بتقييد طول كل دائرة إلى 80 متراً. ويعتمد اختيار قدرة المضخة على حجمها.

يمكن حساب طول المحيط باستخدام الصيغة التالية:

L = F/b

أين:

• F — مساحة الغرفة؛
• ب - وضع الخطوة.

إذا كان طول خط الأنابيب أكثر من 100 متر، فيجب تقسيمه إلى عدة حلقات.

الطاقة الأرضية

تستهلك أنظمة التدفئة الأرضية المائية طاقة منخفضة لكل متر مربع، تتراوح بين 40 و150 واط فقط. ولضمان فعالية النظام، يجب أن يكون توزيع الحرارة على السطح منتظمًا، دون وجود بقع باردة. ولزيادة كفاءة نقل الحرارة، يُنصح بتقليل المسافة بين الأنابيب.

هل التدفئة الأرضية كافية لتدفئة المنزل؟ نصيحة عملية من Cproektiruy.rf

يتم حساب كثافة التدفق الحراري باستخدام الصيغة التالية:

Q=q/F

أين:

• q — مؤشر فقدان الحرارة؛
• F هي المساحة.

أداء الغلاية

لحساب قدرة سخان المياه لنظام التدفئة الأرضية، ضع في اعتبارك قدرة التدفئة الأرضية للمنزل بأكمله. اجمع جميع القيم المحسوبة لكل غرفة.

أضف 15% إلى الرقم الناتج - وهذا هو ناتج الغلاية المطلوب. إذا اشتريت غلاية بدون احتياطي، فسيتم استهلاك سعة الوحدة بأسرع ما يمكن عند تحميلها بنسبة 100%.

تُنتج الغلايات الحديثة 24 كيلوواط من الحرارة، تكفي لتدفئة غرفة متوسطة الحجم تصل مساحتها إلى 240 مترًا مربعًا. كما تتوفر غلايات كهربائية، بما في ذلك تلك المزودة بمضخة مدمجة، وهو أمر مريح للغاية.

مضخة الدوران

بدون مضخة، لن تعمل أنظمة التدفئة الأرضية المائية بكفاءة. كيف يتم حساب سعة المضخة اللازمة للتدفئة الأرضية؟ يعتمد ذلك على المقاومة الهيدروليكية في الأنابيب؛ فكلما زاد طول الأنابيب، زادت قوة المضخة المطلوبة.

لتحديد أداء المضخة، يمكنك استخدام الصيغة التالية:

س = 0.86*Pн/(tпpr.т — toбн.т)

أين:

• Pн — قدرة جهاز التسخين بالكيلوواط؛
• مؤشر درجة حرارة سائل التبريد في خط العودة؛
• tpr.t — مستوى درجة الحرارة في الإمداد.

يُنصح باختيار أنظمة تدفئة أرضية تسمح بتعديلات واسعة في الطاقة. عند تشغيلها، يجب أن تكون الطاقة في أقصى حد، لأن ذلك سيسمح للأرضيات بالتسخين بشكل أسرع.

بمجرد الوصول إلى المعايير المحددة، يجب خفض درجة حرارة التسخين تلقائيًا في النظام.

لنحسب قدرة نظام التدفئة الأرضية الكهربائية

قبل حساب قدرة نظام التدفئة الأرضية الكهربائية (سواءً كان نظامًا يعمل بكابلات أو سجادات أو بالأشعة تحت الحمراء)، يجب تحديد ما إذا كانت الشبكة الكهربائية قادرة على تحمل الحمل الإضافي وتصميم المشروع. كما يجب تحديد ما إذا كان النظام سيتحمل ما يلي:

• رئيسي - 150 - 220 واط/م2؛
• إضافي - 110 - 150.

يُنصح بتركيب نظام التدفئة الأرضية عندما لا تتجاوز نسبة فقدان الحرارة 100 واط لكل متر مربع. أما إذا كانت النسبة أعلى من ذلك، فيلزم تركيب نظام تدفئة إضافي.

يجب عدم تركيب جميع الأرضيات الكهربائية، باستثناء كابلات التدفئة ذاتية التنظيم، تحت الأثاث الثقيل، لأن هذه الأنظمة معرضة لارتفاع درجة الحرارة.

لذا، كما هو الحال مع التدفئة المائية، لحساب قدرة الوحدة، يجب أولاً رسم مخطط لتوزيع الأثاث. بعبارة أخرى، تحتاج إلى حساب المساحة المراد تدفئتها.

لنفترض أن لدينا غرفة مساحتها 20 مترًا مربعًا. من هذه القيمة، نطرح المساحة التي تشغلها الأثاث - 8 أمتار مربعة - لنحصل على مساحة مُدفأة تبلغ 12 مترًا مربعًا.

بشكل عام، من الصحيح حساب طاقة النظام ليس حسب المساحة، ولكن حسب الحجم، لأن تسخين كمية أكبر من الهواء يتطلب طاقة أكبر.

يؤثر فقدان الحرارة أيضًا على اختيار ناتج الحرارة للأرضيات الكهربائية. هذه الحسابات معقدة نوعًا ما، لذا يمكنك استخدام الجداول المتوفرة في المراجع المتخصصة أو عبر الإنترنت. بالطبع، القيم المذكورة هناك هي قيم متوسطة.

يُشير المصنّعون إلى قدرة التدفئة الأرضية الكهربائية لكل متر مربع على الملصق. وتكون البيانات كالتالي: 220 فولت/50-60 هرتز/50 سم/55 واط، أي أن الأرضية تعمل بقدرة 220 واط وتُصدر 55 واط من الحرارة لكل متر مربع. في حال استخدام كابل تسخين مقاوم، تكون قدرته منخفضة، ويمكن زيادتها إلى 200 واط لكل متر مربع بتقليل عرض الملف.

لنحسب أقصى قدرة لأرضية مُدفأة بالأشعة تحت الحمراء باستخدام مثال حساب أقصى قدرة. سنفترض حجم المنطقة المُدفأة الذي حددناه سابقًا - 12 مترًا مربعًا - وفيلمًا قياسيًا بجهد 220 واط لكل متر مربع.

P = 12 م2 × 220 واط = 2640 واط.

ونتيجة لذلك، وجدنا أن غرفتنا ستتطلب نظام تدفئة أرضية يعتمد على الأفلام بقدرة إجمالية تبلغ 2640 واط.

أي نظام تدفئة أرضية يجب أن أختار؟

التدفئة الأرضية المائية أو الكهربائية - لكل منهما مزاياه ويمكن أن يخلق جواً مريحاً في المنزل.

يُعدّ نظام التدفئة المائية أكثر شيوعًا في المنازل الخاصة، نظرًا لانخفاض تكلفته مقارنةً بالتدفئة الكهربائية. مع ذلك، يتطلب تركيبه في الشقق السكنية ربطه بنظام التدفئة المركزية، وهو أمرٌ ممنوعٌ دون ترخيص.

في المباني السكنية، يُفضّل استخدام السخانات الكهربائية. وتُعدّ الموديلات ذات استهلاك الطاقة المنخفض مقبولة، حيث أن الشقق مزودة بالفعل بنظام تدفئة مركزية عبر المشعات.

إذا كان تصميم المنزل يسمح بذلك، وكنت تخطط لتركيب تدفئة أرضية في طبقة التسوية، فإن التدفئة بالكابلات هي الخيار الأمثل. أما الحصائر فهي الأسهل تركيباً؛ إذ يكفي فردها على الأرض.

إذا كان ارتفاع السقف يمثل مشكلة، فإن أرضيات الشرائح بالأشعة تحت الحمراء تُعد خيارًا مناسبًا. فهي لا تتجاوز سماكتها 3 مم. ويتم التسخين عن طريق انبعاث موجات الأشعة تحت الحمراء، مما يزيد الكفاءة بنسبة 95%، وبالتالي يقلل استهلاك الطاقة. ويمكن تركيب هذا النظام تحت أي نوع من الأرضيات.

لنحدد نظام درجة الحرارة في الغرفة

هناك طريقتان لتحديد مستوى درجة الحرارة في الغرفة: باستخدام المعايير القياسية أو بناءً على تفضيلاتك الشخصية.

تُقاس درجة الحرارة في ثلاثة مواقع: على الأرض، وعلى ارتفاع 50 سم، وعلى ارتفاع 150 سم. عند ارتفاع 150 سم، يجب ألا تقل درجة الحرارة عن 18 درجة مئوية، ويُحدد الحد الأقصى لكل حالة على حدة. يجب ألا تتجاوز درجة حرارة سطح الأرض 40 درجة مئوية. يُسمح بفرق في درجة الحرارة بين الغرف يصل إلى 10 درجات مئوية.

كيفية خفض تكاليف الاستهلاك

هناك عدة طرق لتقليل استهلاك الطاقة:

• استخدام مواد عزل حراري عالية الجودة؛
• القيام بأعمال عزل النوافذ والأبواب؛
• استخدام طبقة نهائية ذات موصلية حرارية جيدة؛
• تركيب منظم حرارة.

علاوة على ذلك، يُسهم استخدام نظام دفع متعدد التعريفات للطاقة في تحقيق وفورات. فتشغيل التدفئة الأرضية ليلاً سيكلف نصف التكلفة. وإذا خفضت درجة حرارة التدفئة درجة واحدة، سينخفض ​​استهلاك الطاقة بنسبة 5%.

عند التفكير في تركيب نظام تدفئة أرضية في منزلك أو شقتك، من المهم مراعاة قدرة النظام على توليد الطاقة بدقة. فالخطأ قد يؤثر سلبًا على البيئة الداخلية ويزيد من تكاليف التدفئة.

🔥 3. حساب انتقال الحرارة لتدفئة الأرضيات، وحساب فقدان الحرارة في المنزل، وتمديد الأنابيب يدويًا