Jak obliczyć przepływ wody w podłogówce – wzór i kroki

Redakcja 2025-12-11 05:36 | Udostępnij:

Jeśli montujesz ogrzewanie podłogowe i chcesz uniknąć zimnych kątów w pomieszczeniu czy zbyt głośnej pracy pompy, kluczowe jest precyzyjne obliczenie przepływu wody w każdej pętli. Wyjaśnię ci krok po kroku, jak zebrać dane wejściowe, zastosować bilans ciepła z wzorem Q = m × c × ΔT, przeliczyć masę na przepływ objętościowy i prędkość, a na koniec uwzględnić opory dla doboru pompy. Dzięki temu system będzie działał równomiernie, bez niespodzianek zimą.

jak obliczyć przepływ wody w podłogówce

Dane wejściowe do obliczeń przepływu podłogówki

Do obliczeń potrzebujesz kilku podstawowych parametrów dla każdej pętli. Najpierw określ długość rur w pętli, zazwyczaj 80-120 m na pomieszczenie o powierzchni 20-25 m². Rozstaw rur, np. 10-20 cm, wpływa na powierzchnię czynną i efektywność grzania. Obciążenie zużyciem ciepła pomieszczenia (OZC) podajesz w W/m², mnożąc przez powierzchnię.

Temperatura zasilania wynosi zwykle 35-45°C, a powrotna 25-35°C, co daje ΔT 5-10°C typowe dla podłogówki. Temperatura wewnętrzna, np. 20°C, pomaga w bilansie. Średnica rur, często 16 mm dla wielowarstwowych, decyduje o przekroju i oporach. Zbierz te dane z projektu budynku i norm branżowych.

  • Długość pętli: 80-120 m
  • Rozstaw rur: 10-20 cm
  • OZC: 50-100 W/m²
  • ΔT: 5-10°C
  • Średnica rur: 12-20 mm

Bilans ciepła Q = m × c × ΔT w pętli

Bilans ciepła to podstawa: moc cieplna Q równa się iloczynowi masy przepływu m, ciepła właściwego wody c i różnicy temperatur ΔT. Wzór Q = m × c × ΔT pozwala wyznaczyć m dla danej pętli. C dla wody wynosi 4,18 kJ/kg·K, czyli 1,16 Wh/kg·K w jednostkach grzewczych. Q bierzesz z OZC pomieszczenia.

Zobacz także: Jak Obliczyć Powierzchnię Klatki Schodowej Do Malowania

Przy ΔT=7°C i Q=2 kW, masa m wychodzi na poziomie ok. 0,41 kg/s. Ten bilans zapewnia, że woda oddaje dokładnie tyle ciepła, ile potrzeba. Unikaj za dużych ΔT, bo podłoga będzie za gorąca. W podłogówce niskotemperaturowej ΔT trzymaj poniżej 10°C dla komfortu.

Sprawdź jednostki: Q w W, m w kg/s, c w J/kg·K. Przelicz na Wh, jeśli projektujesz z kWh. Bilans uwzględnia całą długość pętli jako wymiennik ciepła.

Obliczanie masy przepływu z OZC pomieszczenia

Masa przepływu m = Q / (c × ΔT), gdzie Q to OZC razy powierzchnia. Dla pokoju 20 m² z OZC 80 W/m², Q=1600 W. Przy c=4180 J/kg·K i ΔT=7 K, m=1600 / (4180 × 7 / 3600) ≈ 0,155 kg/s. Dostosuj do rozstawu rur i izolacji podłogi.

Zobacz także: Jak Obliczyć Tynki Wewnętrzne - Pomiar i Zapotrzebowanie

Dla dłuższych pętli dzielisz OZC na metry bieżące, mnożąc przez szerokość czynną. Rozstaw 15 cm daje 0,15 m szerokości na metr rury. Koryguj o współczynnik przenikania ciepła rur, ok. 0,3-0,4 W/m·K. To precyzyjne podejście minimalizuje błędy.

Przykład: pętla 100 m, OZC 1,6 kW, m=0,155 kg/s. Zawsze weryfikuj z normami PN-EN 1264.

Przepływ objętościowy w l/h lub l/min

Przepływ objętościowy V = m / ρ, gdzie ρ=998 kg/m³ dla wody 40°C. Z m=0,155 kg/s wychodzi V=0,155 / 998 ≈ 0,000155 m³/s = 558 l/h lub 9,3 l/min. Używaj l/h dla precyzji w przepływomierzach rozdzielaczy.

Przelicz na l/min mnożąc l/h przez 0,0167. Dla pomp podaj sumę w m³/h. Unikaj pomyłek jednostek – l/h jest standardem w instalacjach podłogowych. Kalibruj przepływomierze na tym poziomie.

Typowy zakres: 400-800 l/h na pętlę 100 m. To zapewnia równomierny rozkład ciepła.

Zalecana prędkość przepływu 0,4–0,8 m/s

Prędkość v = V / A, gdzie A=π×(d/2)² dla średnicy wewnętrznej d=13 mm (rura 16 mm). A≈0,000133 m². Dla V=0,000155 m³/s, v≈1,17 m/s – za wysoka, zmniejsz V. Celuj w 0,4-0,8 m/s dla laminarnego przepływu bez hałasu.

Przy v=0,6 m/s, V=0,6×0,000133≈80 l/h na metr? Nie, dla całej pętli. Dostosuj V do v: V=v×A×3600 w l/h. To klucz do cichej pracy i braku osadów.

Spadek ciśnienia i opory w pętli

Spadek ciśnienia ΔP zależy od v i długości: ΔP = f × (L/d) × (ρ v² / 2), uproszczone z nomogramów. Dla rur wielowarstwowych max 30-40 kPa/pętlę. Przy 100 m i v=0,6 m/s, ΔP≈25 kPa z tabel producenta.

Uwzględnij opory w rozdzielaczu, 5-10 kPa. Używaj nomogramów dla Re>2300. Sprawdź, czy suma ΔP nie przekracza charakterystyki pompy.

  • Max ΔP/pętlę: 40 kPa
  • Opory rozdzielacza: 10 kPa
  • Całkowite: 200-300 kPa dla 8 pętli

Sumowanie przepływów dla doboru pompy

Sumuuj V wszystkich pętli, np. 8×500 l/h=4000 l/h=4 m³/h. Wybierz pompę o Q=4,2 m³/h przy H=3-4 m słupa wody. Uwzględnij zapas 20% na regulację.

Sprawdź krzywą pompy: przy sumie ΔP przetestuj punkt pracy. Narzędzia jak SDG ułatwiają, ale ręczne sumy wystarczą. To gwarantuje stabilność systemu.

Równomierność przepływów między pętlami ±10% zapobiega przegrzewaniu. Veryfikuj po montażu przepływomierzami.

Pytania i odpowiedzi

  • Jak obliczyć przepływ wody w jednej pętli ogrzewania podłogowego?

    Przepływ oblicza się indywidualnie dla każdej pętli na podstawie bilansu ciepła: Q = m × c × ΔT, gdzie Q to obciążenie cieplne pomieszczenia (OZC) w kW, c to ciepło właściwe wody (4,18 kJ/kg·K), ΔT to różnica temperatur (zazwyczaj 5–10°C). Masa przepływu m (kg/s) przeliczana jest na objętościowy przepływ w l/h lub l/min, dzieląc przez gęstość wody (1 kg/l). Dla precyzji uwzględnij długość pętli i rozstaw rur, aby zapewnić równomierne ogrzewanie.

  • Jakie dane wejściowe są potrzebne do wyliczenia przepływu?

    Kluczowe dane to: długość pętli (mb), rozstaw rur (np. 10–20 cm), obciążenie cieplne OZC (W/m²), temperatura zasilania i powrotu (ΔT=5–10°C), temperatura wewnętrzna oraz typ rur (np. wielowarstwowe). Na ich podstawie szacuje się powierzchnię czynną i koryguje współczynnikiem przenikania ciepła, unikając uśrednień dla małych projektów.

  • Jaki zakres prędkości przepływu jest zalecany w podłogówce?

    Prędkość powinna wynosić 0,4–0,8 m/s dla rur wielowarstwowych, co zapewnia laminarny przepływ, minimalizuje hałas i ogranicza straty ciśnienia. Przekłada się to na przepływ w l/min na obieg, weryfikowany wzorem łączącym stratę ciśnienia z prędkością.

  • Jak zweryfikować obliczony przepływ i dobrać pompę?

    Sprawdź spadek ciśnienia (max 30–40 kPa/pętlę), sumuj przepływy wszystkich pętli i uwzględnij opory rozdzielacza. Dobór pompy opiera się na charakterystyce hydraulicznej, zapewniając równomierność między pętlami dla stabilnej pracy systemu.