På trods af installationens kompleksitet betragtes gulvvarme med et vandkredsløb som en af de mest omkostningseffektive metoder til opvarmning af et rum. For at systemet skal fungere så effektivt som muligt og ikke forårsage funktionsfejl, er det nødvendigt at beregne rørene til det varme gulv korrekt - for at bestemme længden, trin i løkken og konturen.
Komforten ved at bruge vandopvarmning afhænger stort set af disse indikatorer. Vi analyserer disse spørgsmål i vores artikel - vi fortæller dig, hvordan du vælger den bedste mulighed for rør under hensyntagen til de tekniske egenskaber for hver sort. Efter at have læst denne artikel kan du også vælge installationstrinnet korrekt og beregne den krævede diameter og længde på konturen af det varme gulv i et bestemt rum.
Parametre til beregning af varmekredsløbet
På designstadiet er det nødvendigt at løse en række problemer, der bestemmer de strukturelle træk ved gulvvarme og driftsform - for at vælge tykkelse på afretning, pumpe og andet nødvendigt udstyr.
De tekniske aspekter ved tilrettelæggelsen af varmegrenen afhænger i vid udstrækning af dens formål. Foruden formålet, til en nøjagtig beregning af optagelserne i vandkredsløbet, er der behov for et antal indikatorer: dækningsareal, varmefluxdensitet, kølevæsketemperatur, type gulve.
Rørdækning
Ved bestemmelse af dimensionerne på basen til lægning af rør tages der højde for et rum, der ikke er rodet med stort udstyr og indbyggede møbler. Du er nødt til at tænke på layoutet af genstande i rummet på forhånd.
Hvis vandbunden bruges som hovedvarmeleverandør, bør dens kapacitet være tilstrækkelig til at kompensere for 100% af varmetab. Hvis spolen er en tilføjelse til radiatoranlægget, er det nødvendigt at dække 30-60% af rumets varmeenergiomkostninger
Varmestrøm og kølevæsketemperatur
Varmefluxdensiteten er en beregnet indikator, der karakteriserer den optimale mængde varmeenergi til opvarmning af et rum. Værdien afhænger af en række faktorer: den termiske ledningsevne for vægge, gulve, ruderområde, tilstedeværelse af isolering og intensiteten af luftudveksling. Baseret på varmefluxen bestemmes trin til æglægning.
Den maksimale indikator for temperaturen på kølevæsken er 60 ° C. Imidlertid sænker tykkelsen på gulvbelægningen og gulvbelægningen temperaturen - faktisk observeres ca. 30-35 ° C på gulvoverfladen. Forskellen mellem de termiske indikatorer ved indgangen og udgangen fra kredsløbet må ikke overstige 5 ° C.
Type gulve
Efterbehandling påvirker systemets ydelse. Optimal termisk ledningsevne for fliser og porcelæn stentøj - overfladen opvarmes hurtigt. En god indikator for effektiviteten af vandkredsløbet, når man bruger et laminat og linoleum uden et varmeisolerende lag. Den laveste termiske ledningsevne af en træbelægning.
Graden af varmeoverførsel afhænger også af fyldmaterialet. Systemet er mest effektivt, når man bruger tung beton med naturligt aggregat, for eksempel marine småsten med en fin fraktion.
Cement-sandmørtel giver et gennemsnitligt niveau af varmeoverførsel, når kølemidlet opvarmes til 45 ° C. Kredsløbets effektivitet falder markant, når enheden er halvtør
Ved beregning af rør til et varmt gulv skal de fastlagte normer for belægningens temperaturregime tages i betragtning:
- 29 ° C - stue;
- 33 ° C - lokaler med høj luftfugtighed
- 35 ° C - passagezoner og kolde zoner - sektioner langs endevæggene.
Regionens klimatiske træk vil spille en vigtig rolle i bestemmelsen af tætheden af lægningen af vandkredsløbet. Ved beregning af varmetab skal der tages højde for minimumstemperaturen om vinteren.
Som praksis viser, vil indledende opvarmning af hele huset medvirke til at reducere belastningen. Det giver mening at først isolere rummet og derefter gå videre til beregningen af varmetab og parametrene for rørkredsløbet.
Vurdering af tekniske egenskaber ved valg af rør
På grund af ikke-standard driftsbetingelser stilles høje krav til materialet og størrelsen af vandbundspolen:
- kemisk inertnessmodstand mod korrosionsprocesser;
- absolut glat indre belægningikke udsat for dannelse af kalkholdige vækster;
- styrke - indefra virker kølevæsken konstant på væggene, og udefra en afretningskasse; røret skal modstå et tryk på op til 10 bar.
Det er ønskeligt, at opvarmningsgrenen har en lille specifik tyngdekraft. En kage på vandgulvet lægger allerede en betydelig belastning på loftet, og en tung rørledning vil kun forværre situationen.
Ifølge SNiP i lukkede varmesystemer er brug af svejste rør forbudt, uanset typen af søm: spiral eller lige
Tre kategorier af valset stål svarer til disse krav til en eller anden grad: tværbundet polyethylen, metal-plastik, kobber.
Mulighed nr. 1 - tværbundet polyethylen (PEX)
Materialet har en maskevid cellulær struktur af molekylære bindinger. Modificeret fra almindelig polyethylen er kendetegnet ved tilstedeværelsen af både langsgående og tværgående ledbånd. Denne struktur øger den specifikke tyngdekraft, mekaniske styrke og kemiske resistens.
Vandkredsen fra PEX-rør har flere fordele:
- høj elasticitet, der gør det muligt at lægge en spole med en lille bøjningsradius;
- sikkerhed - ved opvarmning udsender materialet ikke skadelige komponenter;
- varmemodstand: blødgøring - fra 150 ° C, smeltning - 200 ° C, forbrænding - 400 ° C;
- bevarer strukturen med temperatursvingninger;
- skade modstand - biologiske ødelæggere og kemikalier.
Rørledningen bevarer sin oprindelige kapacitet - der er ikke afsat sediment på væggene. Den estimerede levetid for PEX-kredsløbet er 50 år.
Ulemperne ved tværbundet polyethylen er: frygt for sollys, den negative påvirkning af ilt, når det trænger ind i strukturen, behovet for stiv fiksering af spolen under installationen
Der er fire produktgrupper:
- PEX-a - peroxid tværbinding. Den mest holdbare og ensartede struktur med en bondetæthed på op til 75% opnås.
- PEX-b - Silane tværbinding. Teknologien bruger silanider - giftige stoffer, der er uacceptable til husholdningsbrug. Producenter af VVS-produkter erstatter det med et sikkert reagens. Rør med hygiejnecertifikat er tilladt til installation. Tværbindingsdensiteten er 65-70%.
- PEX-c - strålingsmetode. Polyethylen bestråles med en gammastråling eller elektron. Som et resultat kondenseres obligationerne op til 60%. PEX-c ulemper: usikker anvendelse, ujævn tværbinding.
- PEX-d - nitridning. Reaktionen på at skabe netværket fortsætter på grund af nitrogenradikaler. Outputtet er et materiale med en tværbindingsdensitet på ca. 60-70%.
Styrkeegenskaberne for PEX-rør afhænger af tværbindingsmetoden for polyethylen.
Hvis du opholdt sig i rør lavet af tværbundet polyethylen, anbefaler vi, at du gør dig bekendt med reglerne for indretning af et varmt gulvsystem fra dem.
Mulighed nr. 2 - metal-plastik
Lederen af leje af rør til arrangementet af gulvvarme er metal-plast. Strukturelt indeholder materialet fem lag.
Den indvendige belægning og den ydre skal - polyethylen med høj densitet, hvilket giver røret den nødvendige glathed og varmemodstand. Mellemlag - aluminiumpakning
Metal øger linjens styrke, reducerer hastigheden for termisk ekspansion og fungerer som en antidiffusionsbarriere - det blokerer strømmen af ilt til kølemidlet.
Egenskaber ved plastrør:
- god varmeledningsevne;
- evnen til at bevare en given konfiguration;
- driftstemperatur med bevarelse af egenskaber - 110 ° С;
- lav specifik tyngdekraft;
- lydløs bevægelse af kølevæsken;
- sikkerhed ved brug;
- korrosionsbestandighed;
- driftsvarighed - op til 50 år.
Ulempen med sammensatte rør er afvisningen af at bøje omkring aksen. Ved gentagen vridning er der risiko for beskadigelse af aluminiumlaget. Vi anbefaler, at du gør dig bekendt med den rigtige teknologi til installation af metal-plastrør, hvilket vil hjælpe med at undgå skader.
Mulighed nr. 3 - kobberrør
I henhold til tekniske og operationelle egenskaber er gult metal det bedste valg. Imidlertid er dens relevans begrænset af dens høje omkostninger.
Sammenlignet med syntetiske rørledninger vinder kobberkredsløbet på flere måder: termisk ledningsevne, termisk og fysisk styrke, ubegrænset bøjningsvariabilitet, absolut uigennemtrængelighed af gas
Ud over de høje omkostninger har kobberrør et yderligere minus - installationens kompleksitet. For at bøje kredsløbet har du brug for en pressemaskine eller rørbender.
Valgmulighed 4 - polypropylen og rustfrit stål
Undertiden oprettes en varmegren af polypropylen eller rustfrie korrugerede rør. Den første mulighed er overkommelig, men ganske stiv at bøje - minimumsradius for otte produktdiametre.
Dette betyder, at rør med en størrelse på 23 mm skal placeres i en afstand af 368 mm fra hinanden - en øget stigning vil ikke sikre ensartet opvarmning.
Korrosionssikre rør er kendetegnet ved høj varmeledningsevne og god fleksibilitet. Ulemper: gummibåndets skrøbelighed, skabelsen af en korrugering af stærk hydraulisk modstand
Mulige måder at placere konturen på
For at bestemme strømningshastigheden for et rør til anbringelse af et varmt gulv, skal du bestemme opstillingen af vandkredsløbet. Layoutplanlægningens hovedopgave er at sikre ensartet opvarmning under hensyntagen til kolde og uopvarmede områder i rummet.
Følgende layoutindstillinger er mulige: slange, dobbelt slange og snegl. Når du vælger et skema, skal du overveje størrelse, konfiguration af rummet og placeringen af de udvendige vægge
Metode nr. 1 - slangen
Kølevæsken leveres til systemet langs væggen, passerer gennem spolen og vender tilbage til fordelingsmanifolden. I dette tilfælde opvarmes halvdelen af rummet med varmt vand, og resten afkøles.
Når man lægger med en slange, er det umuligt at opnå ensartet opvarmning - temperaturforskellen kan nå 10 ° C. Metoden er anvendelig i smalle rum.
Vinkelslangeskemaet er optimalt, hvis det er nødvendigt at isolere den kolde zone ved endevæggen eller i gangen
En dobbelt slange giver mulighed for en mildere temperaturovergang. De fremadgående og bagudgående kredsløb er parallelle med hinanden.
Metode nr. 2 - snegl eller spiral
Dette betragtes som et optimalt skema, der sikrer ensartet opvarmning af gulvbelægningen. De forreste og bagudgående grene stables skiftevis.
Et yderligere plus med "skaller" er installationen af et varmekredsløb med en jævn sving i svingen. Denne metode er relevant, når man arbejder med rør med utilstrækkelig fleksibilitet.
På store områder implementeres en kombineret ordning. Overfladen er opdelt i sektorer, og der udvikles en separat kontur for hver, der går til den fælles opsamler. I midten af rummet er rørledningen udlagt med en snegl og langs de ydre vægge - med en slange.
Vi har en anden artikel på vores side, hvor vi undersøgte detaljeret installationsplanerne til at lægge et varmt gulv og fremsatte henstillinger om valg af den bedste mulighed, afhængigt af egenskaberne i et bestemt rum.
Metode for rørberegning
For ikke at blive forvirret i beregningerne foreslår vi at opdele løsningen af spørgsmålet i flere trin. Først og fremmest er det nødvendigt at evaluere varmetabet i rummet, bestemme installationstrinnet og derefter beregne længden på varmekredsen.
Principper for konstruktion af et kredsløb
Når du starter beregninger og opretter en skitse, skal du gøre dig bekendt med de grundlæggende regler for placering af vandkredsløbet:
- Det tilrådes at lægge rør langs vinduesåbningen - dette vil reducere bygningens varmetab betydeligt.
- Det anbefalede dækningsområde med et vandkredsløb er 20 kvadratmeter. m. I store rum er det nødvendigt at opdele rummet i zoner og for hver lægge en separat opvarmningsgren.
- Afstanden fra væggen til den første gren er 25 cm. Den tilladte stigning for rørens sving i midten af rummet er op til 30 cm, langs kanterne og i kolde zoner - 10-15 cm.
- Bestemmelse af den maksimale rørlængde for et varmt gulv bør baseres på spiralens diameter.
For et kredsløb med et tværsnit på 16 mm er højst 90 m tilladt, begrænsningen for en rørledning med en tykkelse på 20 mm er 120 m. Overholdelse af normerne sikrer normalt hydraulisk tryk i systemet.
Tabellen viser den estimerede strømningshastighed for røret afhængigt af trin i løkken. For at få opdaterede data skal der tages hensyn til svingmargenen og afstanden til samleren
Grundlæggende formel med forklaringer
Beregningen af længden af konturen af det varme gulv udføres i henhold til formlen:
L = S / n * 1,1 + k,
Hvor:
- L - den ønskede længde på varmelegemet;
- S - overdækket gulvareal
- n - lægningstrin
- 1,1 - standardkoefficient på ti procents margin for bøjninger;
- k - fjernbetjeningen af opsamleren fra gulvet - der tages højde for afstanden til ledningen i kredsløbet på foderet og retur.
Afgørende spiller dækningsområdet og vendingenes bane.
For at gøre det klarere, på papir, skal du udarbejde en plan for rummet, der angiver de nøjagtige dimensioner og angiver passage af vandkredsen
Det skal huskes, at placering af varmerør ikke anbefales under store husholdningsapparater og indbyggede møbler. Parametrene for de markerede objekter skal trækkes fra det samlede område.
For at vælge den optimale afstand mellem grenene er det nødvendigt at udføre mere komplekse matematiske manipulationer, der arbejder med rummet varmetab.
Termoteknisk beregning med bestemmelse af kredsløbet
Rørets densitet påvirker direkte mængden af varmestrøm, der kommer fra varmesystemet. For at bestemme den krævede belastning er det nødvendigt at beregne varmeomkostningerne om vinteren.
Varmeomkostninger gennem bygningselementets strukturelle elementer og ventilation skal kompenseres fuldt ud af den genererede varmeenergi i vandkredsløbet
Kraften i varmesystemet bestemmes af formlen:
M = 1,2 * Q,
Hvor:
- M - kredsløb ydeevne
- Q - generelt varmetab i rummet.
Værdien af Q kan nedbrydes til komponenter: energiforbrug gennem bygningskonvolutten og omkostninger forbundet med driften af ventilationssystemet. Lad os finde ud af, hvordan vi beregner hver af indikatorerne.
Varmetab gennem bygningselementer
Det er nødvendigt at bestemme varmeenergiforbruget for alle lukkede strukturer: vægge, loft, vinduer, døre osv. Beregningsformlen:
Q1 = (S / R) * Δt,
Hvor:
- S - areal af elementet
- R - termisk modstand;
- At - forskellen mellem temperaturen indendørs og udendørs.
Ved bestemmelse af Δ anvendes indikatoren for den koldeste tid på året.
Termisk modstand beregnes som følger:
R = A / Kt,
Hvor:
- OG - lagtykkelse, m;
- ct - koefficient for varmeledningsevne, W / m * K.
For kombinerede bygningselementer skal alle lags modstand summeres.
Bygningsmaterialers og varmelegemets koefficient for varmeledningsevne kan hentes fra kataloget eller se den ledsagende dokumentation for et specifikt produkt
Flere værdier for koefficienten for varmeledningsevne for de mest populære byggematerialer er angivet i tabellen i den næste artikel.
Ventilationsvarmetab
Til beregning af indikatoren bruges formlen:
Q2 = (V * K / 3600) * C * P * Δt,
Hvor:
- V - rumets rumfang, terning m;
- K - luftkurs
- C - specifik luftvarme, J / kg * K;
- P - lufttæthed ved normal stuetemperatur - 20 ° C
Multiplikationen af luftudveksling i de fleste værelser er lig med en. Undtagelsen er huse med indre dampbarriere - for at opretholde et normalt mikroklima skal luften opdateres to gange i timen.
Specifik varme er en referenceindikator. Ved standardtemperatur uden tryk er værdien 1005 J / kg * K.
Tabellen viser afhængigheden af lufttæthed af den omgivende temperatur under atmosfæretryk - 1.0132 bar (1 Atm)
Samlet varmetab
Den samlede mængde varmetab i rummet vil være lig med: Q = Q1 * 1,1 + Q2. Koefficient 1.1 - en stigning i energiforbruget med 10% på grund af luftinfiltrering gennem revner, lækager af bygningskonstruktioner.
Ved at multiplicere den opnåede værdi med 1,2 får vi den krævede effekt på det varme gulv for at kompensere for varmetab. Ved hjælp af en graf over afhængigheden af varmefluxen af temperaturen på kølemidlet kan du bestemme det passende trin og rørdiameter.
Den lodrette skala er vandets kredsløbs gennemsnitstemperatur, den vandrette er indikatoren for varmeproduktion fra varmesystemet pr. 1 km2. m
Dataene er relevante for gulvvarme på en sand-cement afretningstykke 7 mm tyk, belægningsmaterialet er keramiske fliser. For andre forhold kræves en justering af værdierne under hensyntagen til den termiske ledningsevne for finishen.
For eksempel, når tæpper skal kølevæsken temperaturen øges med 4-5 ° C. Hver ekstra centimeter afstrygning reducerer varmeoverførslen med 5-8%.
Endelig valg af konturlængde
Når man kender trinnet med at lægge svingene og det overdækkede område, er det let at bestemme strømningshastigheden for rør. Hvis den opnåede værdi er større end den tilladte værdi, er det nødvendigt at udstyre flere kredsløb.
Optimalt, hvis sløjferne har samme længde - behøver du ikke at justere og afbalancere noget. I praksis er der dog oftere et behov for at opdele varmelegemet i forskellige sektioner.
Spredningen af konturlængderne skal forblive inden for 30-40%. Afhængigt af formålet, kan rumets form "spilles" af sløjfehøjde og rørdiametre
Et specifikt eksempel på beregning af en varmegren
Antag, at du vil bestemme parametrene for det termiske kredsløb for et hus med et areal på 60 kvadratmeter.
Til beregningen har du brug for følgende data og egenskaber:
- rummål: højde - 2,7 m, længde og bredde - henholdsvis 10 og 6 m;
- huset har 5 metal-plastvinduer på 2 kvadratmeter. m;
- udvendige vægge - luftbeton, tykkelse - 50 cm, CT = 0,20 W / mK;
- yderligere vægisolering - polystyrenskum 5 cm, CT = 0,041 W / mK;
- loftsmateriale - armeret betonplade, tykkelse - 20 cm, CT = 1,69 W / mK;
- loftsisolering - polystyrenplader 5 cm tykke;
- dimensioner på hoveddøren - 0,9 * 2,05 m, varmeisolering - polyurethanskum, lag - 10 cm, CT = 0,035 W / mK.
Overvej derefter et trin-for-trin eksempel på beregningen.
Trin 1 - beregning af varmetab gennem strukturelle elementer
Vægmateriales termiske modstand:
- luftbeton: R1 = 0,5 / 0,20 = 2,5 kvm * K / W;
- ekspanderet polystyren: R2 = 0,05 / 0,041 = 1,22 kvm * K / W.
Væggenes termiske modstand er: 2,5 + 1,22 = 3,57 kvadratmeter. m * K / W. Vi tager gennemsnitstemperaturen i huset som +23 ° C, minimum på gaden 25 ° C med et minustegn. Forskellen er 48 ° C.
Beregning af det samlede vægareal: S1 = 2,7 * 10 * 2 + 2,7 * 6 * 2 = 86,4 kvadratmeter. Fra den opnåede indikator er det nødvendigt at trække værdien af vinduer og døre: S2 = 86,4-10-1,85 = 74,55 kvm. m
Ved at erstatte de opnåede parametre i formlen opnår vi vægttabstap: Qc = 74,55 / 3,57 * 48 = 1002 W
Analogt beregnes varmeomkostningerne via vinduer, en dør og et loft. For at vurdere energitab gennem loftet tages gulvmaterialets termiske ledningsevne og isolering i betragtning
Loftets samlede termiske modstand er: 0.2 / 1.69 + 0.05 / 0.041 = 0.118 + 1.22 = 1.338 sq. Varmetab vil være: Qп = 60 / 1.338 * 48 = 2152 W.
For at beregne varmelækage gennem vinduerne er det nødvendigt at bestemme den vejede gennemsnitlige værdi af materialernes termiske modstand: dobbeltglasvindue - 0,5 og profil - 0,56 kvadratmeter. m * K / W, henholdsvis.
RO = 0,56 * 0,1 + 0,5 * 0,9 = 0,56 kvm * K / W. Her er 0,1 og 0,9 andelene af hvert materiale i vinduesstrukturen.
Vinduets varmetab: Qо = 10 / 0.56 * 48 = 857 W.
Under hensyntagen til dørens varmeisolering vil dens termiske modstand være: Rd = 0,1 / 0,035 = 2,86 kvm. Qd = (0,9 * 2,05) / 2,86 * 48 = 31 W.
De samlede varmetab gennem de omgivende elementer er lige: 1002 + 2152 + 857 + 31 = 4042 W. Resultatet skal øges med 10%: 4042 * 1,1 = 4446 watt.
Trin 2 - varme til opvarmning + generelt varmetab
Først beregner vi varmeforbruget til opvarmning af den indkommende luft. Rumets rumfang: 2,7 * 10 * 6 = 162 cu. Følgelig vil ventilationsvarmetabet være: (162 * 1/3600) * 1005 * 1,19 * 48 = 2583 W.
I henhold til disse rumparametre vil de samlede varmeomkostninger være: Q = 4446 + 2583 = 7029 W.
Trin 3 - den nødvendige kraft i varmekredsen
Vi beregner den optimale sløjfekraft, der er nødvendig for at kompensere for varmetab: N = 1,2 * 7029 = 8435 W.
Yderligere: q = N / S = 8435/60 = 141 W / kvm.
Baseret på den krævede ydelse af varmesystemet og det aktive område i rummet, kan du bestemme varmefluxdensiteten pr. 1 kvadrat. m
Trin 4 - bestemmelse af lægning og konturlængde
Den resulterende værdi sammenlignes med afhængighedsgrafen. Hvis temperaturen på kølevæsken i systemet er 40 ° C, er et kredsløb med følgende parametre passende: stigning - 100 mm, diameter - 20 mm.
Hvis vandet cirkulerer i bagagerummet, opvarmet til 50 ° C, kan intervallet mellem grenene øges til 15 cm, og et rør med et tværsnit på 16 mm kan bruges.
Vi overvejer længden af konturen: L = 60 / 0,15 * 1,1 = 440 m.
Separat er det nødvendigt at tage hensyn til afstanden fra opsamlerne til det termiske system.
Som det fremgår af beregningerne, vil vandbundenes arrangement være nødt til at gøre mindst fire opvarmningssløjfer. Og hvordan man korrekt lægger og fastgør rørene, såvel som andre installationshemmeligheder, undersøgte vi her.
Visuelle videovurderinger vil hjælpe dig med at foretage en foreløbig beregning af længden og tonehøjden på det termiske kredsløb.
Valg af den mest effektive afstand mellem grenene på gulvvarmesystemet:
En guide til, hvordan man finder ud af længden på løkken til en udnyttet gulvvarme:
Beregningsmetoden kan ikke kaldes enkel. Samtidig bør der tages højde for mange faktorer, der påvirker kredsløbets parametre. Hvis det er planlagt at bruge vandbunden som den eneste varmekilde, er det bedre at overlade dette arbejde til fagfolk - fejl i planlægningsfasen kan være dyre.
Beregner du de nødvendige optagelser af rør til et varmt gulv og deres optimale diameter selv? Måske har du stadig spørgsmål, som vi ikke rørte ved i denne artikel? Spørg dem til vores eksperter i kommentarfeltet.
Hvis du er specialiseret i beregningen af rør til arrangement af et vandvarmet gulv, og du har noget at tilføje til ovenstående materiale, skal du skrive dine kommentarer nedenfor under artiklen.