Berekening van leidingen voor vloerverwarming: formules, keuze van installatiestap, hoe de stroom te bepalen

Ondanks de complexiteit van de installatie, wordt vloerverwarming met behulp van een watercircuit beschouwd als een van de meest kosteneffectieve methoden om de kamer te verwarmen. Om ervoor te zorgen dat het systeem zo efficiënt mogelijk functioneert en niet faalt, moeten de leidingen voor een verwarmde vloer correct worden berekend - bepaal de lengte, lusafstand en contouroplegschema.

Van deze indicatoren hangt grotendeels af van het comfort van het gebruik van waterverwarming. Deze vragen zullen we in ons artikel analyseren - we zullen u vertellen hoe u de beste optie voor buizen kunt kiezen, rekening houdend met de technische kenmerken van elk type. Ook kunt u na het lezen van dit artikel de installatiestap correct kiezen en de vereiste diameter en lengte van de contour van de verwarmde vloer voor een bepaalde ruimte berekenen.

Parameters voor het berekenen van het thermische circuit

In de ontwerpfase is het nodig om een ​​aantal problemen op te lossen die bepalen ontwerpkenmerken vloerverwarming en werkingsmodus - om de dikte van de balk, de pomp en andere benodigde apparatuur te kiezen.

Technische aspecten van de organisatie van de verwarmingstak zijn grotendeels afhankelijk van het doel. Naast de afspraak, voor de exacte berekening van de beelden van het watercircuit, zijn een aantal indicatoren nodig: het oppervlak van de coating, de dichtheid van de warmtestroom, de temperatuur van de warmtedrager, het type vloerbedekking.

Pijldekkinggebied

Bij het bepalen van de afmetingen van de basis voor het leggen van pijpen, wordt een ruimte ingenomen die niet volloopt met grote apparaten en ingebouwde meubels. Het is noodzakelijk om van tevoren na te denken over de lay-out van objecten in de kamer.

Warmtestroom en koelvloeistoftemperatuur

De warmtefluxdichtheid is een berekende indicator die de optimale hoeveelheid warmte-energie voor het verwarmen van een kamer kenmerkt. De waarde is afhankelijk van een aantal factoren: thermische geleidbaarheid van muren, vloeren, beglazing, de aanwezigheid van isolatie en de intensiteit van de luchtuitwisseling. Op basis van de warmtestroom wordt de stap van het leggen van de lus bepaald.

De maximale temperatuur van het koelmiddel - 60 ° C. Door de dikte van de dekvloer en vloerbedekking wordt de temperatuur echter verlaagd - in feite is er op het oppervlak van de vloer ongeveer 30-35 ° C. Het verschil tussen de thermische indicatoren aan de inlaat en de uitlaat van het circuit mag niet meer dan 5 ° С bedragen.

Type vloer

Afwerking heeft invloed op de systeemprestaties. De optimale thermische geleidbaarheid van tegels en porselein - het oppervlak warmt snel op. Een goede indicator van de efficiëntie van het watercircuit bij gebruik van laminaat en linoleum zonder een warmte-isolerende laag. De laagste thermische geleidbaarheid van een houten coating.

De mate van warmteoverdracht hangt af van het vulmateriaal. Het systeem is het meest effectief bij het gebruik van zwaar beton met natuurlijk aggregaat, bijvoorbeeld zeekorrels met een kleine fractie.

Bij de berekening van leidingen voor vloerverwarming moet rekening worden gehouden met de vastgestelde normen voor het temperatuurregime van de coating:

• 29 ° С - woonkamer;
• 33 ° С - kamers met een hoge luchtvochtigheid;
• 35 ° С - Doorgangszones en koude riemen - Doorsneden langs de kopse kanten.

Een belangrijke waarde voor het bepalen van de dichtheid van het leggen van het watercircuit zal de klimatologische kenmerken van de regio spelen. Bij het berekenen van warmteverliezen moet rekening worden gehouden met de minimumtemperatuur in de winter.

Zoals de praktijk laat zien, zal het voorverwarmen van het hele huis de belasting helpen verminderen. Het is zinvol om eerst de ruimte te isoleren en vervolgens door te gaan met de berekening van warmteverlies en parameters van het leidingcircuit.

Evaluatie van technische eigenschappen bij het kiezen van een buis

Vanwege de niet-standaard bedrijfsomstandigheden, worden hoge eisen gesteld aan het materiaal en de grootte van de watervloerspiraal:

• chemische inertieweerstand tegen corrosieve processen;
• met een volledig gladde binnencoatingniet vatbaar voor de vorming van kalkgroei;
• sterkte - binnen de muren worden constant beïnvloed door het koelmiddel en buiten - de dekvloer; de pijp moet bestand zijn tegen een druk tot 10 bar.

Het is wenselijk dat de verhittingstak een klein aandeel had. Taart van een waterbodem en zonder dat oefent een aanzienlijke belasting op de vloer, en een zware pijplijn alleen maar verergert de situatie.

Drie soorten buisgewalste producten voldoen aan een van de genoemde vereisten: verknoopt polyethyleen, metaalplastic en koper.

Optie # 1 - crosslinked polyethyleen (PEX)

Het materiaal heeft een netto-rijke cellulaire moleculaire structuur. Gemodificeerd uit gewoon polyethyleen wordt gekenmerkt door de aanwezigheid van zowel longitudinale als transversale ligamenten. Een dergelijke structuur verhoogt het soortelijk gewicht, de mechanische sterkte en de chemische weerstand.

Het watercircuit van PEX-buizen heeft verschillende voordelen:

• hoge elasticiteit, waardoor een spoel kan worden geplaatst met een kleine buigradius;
• veiligheid - bij verhitting geeft het materiaal geen schadelijke componenten af;
• hittebestendigheid: verzachting - vanaf 150 ° С, smelten - 200 ° С, branden - 400 ° С;
• houdt structuur met temperatuurschommelingen;
• schade weerstand - biologische destructors en chemische reagentia.

De pijplijn behoudt zijn oorspronkelijke verwerkingscapaciteit - er wordt geen sediment op de wanden gestort. De geschatte levensduur van het PEX-circuit is 50 jaar.

Er zijn vier productgroepen:

1. PEX-a-peroxide crosslinking. Behaalde de meest duurzame en uniforme structuur met een dichtheid van obligaties tot 75%.
2. PEX-b - silaan crosslinking. De technologie maakt gebruik van silanides - giftige stoffen die niet zijn toegestaan ​​voor huishoudelijk gebruik. Fabrikanten van sanitaire producten vervangen het door een veilig reagens. Geldige leidingen installeren met hygiënisch certificaat. De dichtheid van crosslinking is 65-70%.
3. PEX-c - bestralingsmethode. Polyethyleen wordt bestraald met gammastralen of een elektron. Als gevolg hiervan worden obligaties verzegeld tot 60%. Nadelen PEX-c: onveilige gebruik, ongelijke stiksels.
4. PEX-d - nitreren. De reactie om een ​​rooster te maken gaat ten koste van stikstofradicalen. De uitvoer is een materiaal met een verknopingsdichtheid van ongeveer 60-70%.

De sterkte-eigenschappen van PEX-buizen zijn afhankelijk van de methode van vernetting van polyethyleen.

Als u gestopt bent op leidingen gemaakt van verknoopt polyethyleen, raden wij u aan om vertrouwd te raken met arrangement regels vloerverwarming systemen van hen.

Optie # 2 - metalen kunststof

De leider van de buis gerold voor het regelen van vloerverwarming - metaal-plastic. Structureel omvat het materiaal vijf lagen.

Het metaal verhoogt de sterkte van de lijn, vermindert de snelheid van thermische uitzetting en fungeert als een anti-diffusiebarrière - het blokkeert de zuurstofstroom naar het koelmiddel.

Kenmerken van metalen buizen:

• goede thermische geleidbaarheid;
• het vermogen om een ​​gegeven configuratie te behouden;
• werktemperatuur met behoud van eigenschappen - 110 ° C;
• laag soortelijk gewicht;
• geruisloze beweging van het koelmiddel;
• veiligheid van gebruik;
• weerstand tegen corrosie;
• Duur van de operatie - tot 50 jaar.

Het ontbreken van samengestelde buizen - de onaanvaardbaarheid van buigen op de as. Bij herhaald draaien bestaat er een risico op beschadiging van de aluminiumlaag. We raden aan om kennis te maken met juiste montagetechnologie plastic buizen die schade helpen voorkomen.

Optie # 3 - koperen leidingen

Over de technische en operationele kenmerken van het gele metaal zal de beste keuze zijn. De vraag is echter beperkt tot hoge kosten.

Naast de hoge kosten heeft koperen leidingen een extra negatieve - complexiteit montage. Om de contour te buigen, hebt u een persmachine of pijpenbuiger.

Optie # 4 - polypropyleen en roestvrij staal

Soms is de verwarmingstak gemaakt van polypropyleen of roestvrij geribbelde buizen. De eerste optie is betaalbaar, maar redelijk moeilijk te buigen - de minimale straal van de acht diameters van het product.

Dit betekent dat pijpen met een afmeting van 23 mm op een afstand van 368 mm ten opzichte van elkaar moeten worden geplaatst - een verhoogde montagepitch zorgt niet voor een uniforme verwarming.

Mogelijke manieren om de contour te leggen

Om de stroom van de pijp voor de opstelling van een verwarmde vloer te bepalen, is het noodzakelijk om de lay-out van het watercircuit te bepalen. De hoofdtaak van lay-outplanning is om uniforme verwarming te garanderen, rekening houdend met koude en onverwarmde delen van de kamer.

Methode # 1 - Snake

Het koelmiddel wordt langs de muur naar het systeem gevoerd, gaat door de spoel en keert terug naar distributiespruitstuk. In dit geval wordt de helft van de ruimte verwarmd met heet water en wordt de rest gekoeld.

Bij het leggen van een slang is het onmogelijk om uniformiteit van verwarming te bereiken - het temperatuurverschil kan 10 ° C bereiken. De methode is toepasbaar in nauwe ruimtes.

Met de dubbele slang bereikt u een zachtere overgang van temperaturen. Voorwaartse en achterwaartse lus lopen parallel aan elkaar.

Methode # 2 - Slak of spiraal

Dit wordt beschouwd als het optimale schema, waardoor een uniforme verwarming van de vloerbedekking wordt gewaarborgd. Vooruit en achteruit takken worden afwisselend gestapeld.

In grote gebieden een gecombineerd schema implementeren. Het oppervlak is verdeeld in sectoren en elk ontwikkelt een afzonderlijk circuit dat leidt naar een gemeenschappelijke collector. In het midden van de kamer wordt de pijpleiding aangelegd door een slak en langs de buitenmuren - door een slang.

We hebben een ander artikel op onze website waarin we in detail hebben besproken installatie-indelingen warme vloer en geleid aanbevelingen voor het kiezen van de beste optie, afhankelijk van de kenmerken van een bepaalde kamer.

Pijpregelmethode

Om niet verward te geraken in berekeningen, stellen we voor om de oplossing van het probleem op te splitsen in verschillende fasen. Allereerst is het noodzakelijk om het warmteverlies van de kamer te evalueren, de legstap te bepalen en vervolgens de lengte van het verwarmingscircuit te berekenen.

Beginselen van de constructie van het schema

Start de berekeningen en maak een schets, maak uzelf vertrouwd met de basisregels voor de locatie van het watercircuit:

1. Het is raadzaam om de pijpen langs de raamopening te leggen - dit zal het warmteverlies van het gebouw aanzienlijk verminderen.
2. Het aanbevolen dekkingsgebied van één watercircuit is 20 vierkante meter. In grote gebouwen is het noodzakelijk de ruimte in zones te verdelen en voor elk een aparte verwarmingstak te leggen.
3. De afstand van de muur tot de eerste tak is 25 cm. De toegestane hoogte van de buiswindingen in het midden van de kamer is maximaal 30 cm, aan de randen en in koude zones - 10-15 cm.
4. Het bepalen van de maximale leidinglengte voor vloerverwarming moet gebaseerd zijn op de diameter van de spoel.

Voor een contour met een doorsnede van 16 mm is een maximum van 90 m toegestaan, de beperking voor een pijpleiding met een dikte van 20 mm is 120 m. Naleving van de normen zorgt voor een normale hydraulische druk in het systeem.

Basisformule met uitleg

De berekening van de lengte van de contour van de verwarmde vloer wordt uitgevoerd volgens de formule:

L = S / n * 1,1 + k,

waarbij:

• L - de gewenste lengte van de verwarmingslijn;
• S - overdekte vloeroppervlakte;
• n - legstap;
• 1,1 - standaardfactor van tien procent buigmarge;
• k - afgelegen ligging van de collector vanaf de vloer - houd rekening met de afstand tot het bedradingscircuit van de aanvoer- en retourstroom.

Doorslaggevend belang zal het dekkingsgebied en stapwissels omvatten.

Houd er rekening mee dat het plaatsen van verwarmingsbuizen niet wordt aanbevolen voor grote apparaten en ingebouwde meubels. De parameters van de aangewezen items moeten van het totale gebied worden afgetrokken.

Om de optimale afstand tussen de takken te vinden, is het noodzakelijk om meer complexe wiskundige manipulaties uit te voeren in termen van warmteverlies uit de kamer.

Thermische berekening met de definitie van de contoursteek

De dichtheid van de plaatsing van leidingen heeft rechtstreeks invloed op de hoeveelheid warmtestroom van het verwarmingssysteem. Om de vereiste belasting te bepalen, moeten de warmtekosten in de winter worden berekend.

De kracht van het verwarmingssysteem wordt bepaald door de formule:

M = 1,2 * Q,

waarbij:

• M - loopprestaties;
• Q - totaal warmteverlies van de kamer.

De waarde van Q kan worden ontbonden in zijn componenten: energieverbruik door de gebouwschil en de kosten veroorzaakt door de werking van het ventilatiesysteem. We zullen begrijpen hoe elk van de indicatoren te berekenen.

Warmteverlies door bouwelementen

Het is noodzakelijk het warmteenergieverbruik voor alle omsluitende structuren te bepalen: muren, plafonds, ramen, deuren, enz. Berekeningsformule:

Q1 = (S / R) * Δt,

waarbij:

• S - het gebied van het element;
• R - thermische weerstand;
• At - het verschil tussen de temperatuur binnen en buiten.

Bij het bepalen van Δt wordt de indicator gebruikt voor de koudste tijd van het jaar.

Thermische weerstand wordt als volgt berekend:

R = A / Ct,

waarbij:

• Een - laagdikte, m;
• kt - thermische geleidingscoëfficiënt, W / m * K.

Voor de gecombineerde elementen van de structuur moet de weerstand van alle lagen worden samengevat.

Meer waarden van de warmtegeleidingscoëfficiënt voor de meest populaire bouwmaterialen, hebben we in de tabel gegeven in het volgende artikel.

Ventilatie warmteverlies

Om de indicator te berekenen, wordt de formule gebruikt:

Q2 = (V * K / 3600) * C * P * Δt,

waarbij:

• V - volume van de kamer, welp. m;
• K - luchtwisselkoers;
• C - specifieke luchtwarmte, J / kg * K;
• P - luchtdichtheid bij normale kamertemperatuur - 20 ° С.

De luchtwisselkoers van de meeste kamers is gelijk aan één. De uitzondering wordt thuis gemaakt met een interne dampscherm: om een ​​normaal microklimaat te behouden, moet de lucht tweemaal per uur worden bijgewerkt.

Specifieke warmtecapaciteit is een referentie. Bij een standaardtemperatuur zonder druk is de waarde 1005 J / kg * K.

Totaal warmteverlies

De totale hoeveelheid warmteverlies van de kamer is gelijk aan: Q = Q1 * 1.1 + Q2. Coëfficiënt 1.1 - een toename van het energieverbruik met 10% als gevolg van luchtinfiltratie door scheuren, lekken in bouwconstructies.

Door de verkregen waarde met 1,2 te vermenigvuldigen, verkrijgen we het vereiste vloerverwarmingsvermogen om warmteverliezen te compenseren. Aan de hand van de grafiek van de warmtestroom versus de koelmiddeltemperatuur kunt u de juiste spoed en diameter van de buis bepalen.

De gegevens zijn relevant voor warme vloeren op een zandcement cementdekvloer met een dikte van 7 mm, het bekledingsmateriaal bestaat uit keramische tegels. Voor andere omstandigheden is een aanpassing van de waarden noodzakelijk, rekening houdend met de thermische geleidbaarheid van de afwerking.

Als u bijvoorbeeld tapijt legt, moet de temperatuur van de koelvloeistof met 4-5 ° C worden verhoogd. Elke extra centimeter van de dekvloer verlaagt de warmteafgifte met 5-8%.

Uiteindelijke selectie van de contourlengte

Het kennen van de stap van het leggen van de spoelen en het bedekte gebied is eenvoudig om de stroom van pijpen te bepalen. Als de verkregen waarde groter is dan de toegestane waarde, dan is het noodzakelijk om meerdere contouren uit te rusten.

Optimaal, als de lussen dezelfde lengte hebben - pas niets aan en balanceer niets. In de praktijk is het echter vaker nodig om de verwarmingslijn naar verschillende gebieden te verbreken.

Een specifiek voorbeeld van de berekening van de verwarmingstak

Stel dat u de parameters van het thermische circuit voor een huis van 60 vierkante meter wilt bepalen.

Voor de berekening zijn de volgende gegevens en kenmerken nodig:

• de afmetingen van de kamer: hoogte - 2,7 m, lengte en breedte - respectievelijk 10 en 6 m;
• Het huis heeft 5 metalen kunststof ramen van elk 2 vierkante meter. m;
• buitenmuren - gasbeton, dikte - 50 cm, Kt = 0,20 W / mK;
• extra muurisolatie - schuimschuim 5 cm, Kt = 0.041 W / mK;
• plafondmateriaal - plaat van gewapend beton, dikte - 20 cm, Kt = 1,69 W / mK;
• zolderisolatie - geëxpandeerde polystyreenplaten van 5 cm dik;
• de afmetingen van de toegangsdeur zijn 0.9 * 2.05 m, thermische isolatie is polyurethaanschuim, een laag is 10 cm, CT = 0.035 W / mK.

Vervolgens beschouwen we een stapsgewijs voorbeeld van de berekening.

Stap 1 - berekening van warmteverlies door structurele elementen

Thermische weerstand van muurmaterialen:

• cellenbeton: R1 = 0,5 / 0,20 = 2,5 vierkante meter * K / W;
• geëxpandeerd polystyreen: R2 = 0,05 / 0,041 = 1,22 m * K / W.

Thermische weerstand van de muur als geheel is: 2.5 + 1.22 = 3.57 sq. M. m * K / W. De gemiddelde temperatuur in het huis wordt genomen als +23 ° C, het minimum buiten 25 ° C met een minteken. Het verschil is 48 ° C.

Berekening van het totale oppervlak van de muur: S1 = 2,7 * 10 * 2 + 2,7 * 6 * 2 = 86,4 m² M. m. Van de resulterende figuur, is het noodzakelijk om de grootte van ramen en deuren weg te nemen: S2 = 86.4-10-1.85 = 74.55 m². m.

Door de verkregen parameters in de formule te substitueren, verkrijgen we warmteverlies aan de muur: Qc = 74,55 / 3,57 * 48 = 1002 W

De uiteindelijke thermische weerstand van het plafond is: 0.2 / 1.69 + 0.05 / 0.041 = 0.118 + 1.22 = 1.338 vierkante meter. m * K / W. Verwarmingsverliezen zijn: Qп = 60 / 1.338 * 48 = 2152 W.

Om het lek van warmte door de ramen te berekenen, is het noodzakelijk om de gewogen gemiddelde waarde van de thermische weerstand van materialen te bepalen: een raam met dubbele beglazing - 0,5 en een profiel - 0,56 vierkante meter. m * K / W, respectievelijk.

Ro = 0,56 * 0,1 + 0,5 * 0,9 = 0,56 m * K / W. Hier zijn 0,1 en 0,9 het aandeel van elk materiaal in de raamconstructie.

Venster warmteverlies: Qо = 10 / 0.56 * 48 = 857 W.

Rekening houdend met de thermische isolatie van de deur, zal zijn thermische weerstand zijn: Rd = 0.1 / 0.035 = 2.86 vierkante meter. m * K / W. Qd = (0,9 * 2,05) / 2,86 * 48 = 31 W.

Totale warmteverliezen door de omhullende elementen zijn: 1002 + 2152 + 857 + 31 = 4042 W. Het resultaat moet met 10% worden verhoogd: 4042 * 1,1 = 4446 watt.

Stap 2 - warmte naar warmte + totaal warmteverlies

Eerst berekenen we het warmteverbruik voor het verwarmen van de binnenkomende lucht. Aantal plaatsen: 2,7 * 10 * 6 = 162 cu. m. Bijgevolg zullen de ventilatiewarmteverliezen zijn: (162 * 1/3600) * 1005 * 1.19 * 48 = 2583 W.

Volgens de parameters van de ruimte, zullen de totale thermische kosten zijn: Q = 4446 + 2583 = 7029 watt.

Stap 3 - het vereiste vermogen van het thermische circuit

We berekenen het optimale vermogen van het circuit dat nodig is om warmteverliezen te compenseren: N = 1.2 * 7029 = 8435 W.

Verder: q = N / S = 8435/60 = 141 W / m².

Stap 4 - bepaling van de legstap en de lengte van de contour

De resulterende waarde wordt vergeleken met de afhankelijkheidsgrafiek. Als de temperatuur van het koelmiddel in het systeem 40 ° C is, past een circuit met de volgende parameters: pitch - 100 mm, diameter - 20 mm.

Als water circuleert tot 50 ° C circuleert in de lijn, kan het interval tussen de takken worden verhoogd tot 15 cm en kan een pijp met een doorsnede van 16 mm worden gebruikt.

We tellen de lengte van de contour: L = 60 / 0.15 * 1.1 = 440 m.

Afzonderlijk is het noodzakelijk om de afstand van de collectoren tot het verwarmingssysteem te beschouwen.

Zoals uit de berekeningen blijkt, zal voor de opstelling van de waterbodem ten minste vier verwarmingslussen moeten worden uitgevoerd. En hoe de leidingen op de juiste manier te leggen en te repareren, evenals andere geheimen van installatie, wij hier beoordeeld.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Visuele video-evaluaties zullen helpen bij het maken van een voorlopige berekening van de lengte en hoogte van het thermische circuit.

Selectie van de meest effectieve afstand tussen de takken van het vloerverwarmingssysteem:

Een gids over hoe je de lengte van de lus van een verwarmde vloer kunt achterhalen:

De berekeningsmethode kan niet eenvoudig worden genoemd. Tegelijkertijd zijn er veel factoren die de parameters van het circuit beïnvloeden. Als het de bedoeling is dat de waterbodem de enige warmtebron is, dan is dit werk beter toevertrouwd aan professionals - fouten in de planningsfase kunnen duur zijn.

Bereken zelf de benodigde lengte van de leidingen voor vloerverwarming en hun optimale diameter? Misschien hebt u vragen die we in dit materiaal niet hebben behandeld? Vraag ze aan onze experts in het opmerkingenblok.

Als u bent gespecialiseerd in het berekenen van leidingen voor het regelen van vloerverwarming en u iets toe te voegen heeft aan het bovenstaande materiaal, schrijf dan uw opmerkingen hieronder onder het artikel.