Hoe u een verwarmde vloer kunt berekenen met een watersysteem als voorbeeld

De effectiviteit van vloerverwarming wordt door veel factoren beïnvloed.Zonder hiermee rekening te houden, zelfs als het systeem correct is geïnstalleerd en de modernste materialen zijn gebruikt voor de constructie, zal het daadwerkelijke thermische rendement niet aan de verwachtingen voldoen.

Om deze reden moeten installatiewerkzaamheden worden voorafgegaan door een deskundige berekening van de verwarmde vloer, en alleen dan kan een goed resultaat worden gegarandeerd.

Het ontwikkelen van een verwarmingssysteemproject is niet goedkoop, dus veel thuisvakmensen voeren de berekeningen zelf uit. Mee eens, het idee om de kosten voor het installeren van vloerverwarming te verlagen lijkt erg verleidelijk.

We zullen u vertellen hoe u een project kunt maken, met welke criteria u rekening moet houden bij het kiezen van de parameters van een verwarmingssysteem, en een stapsgewijze berekeningsmethode beschrijven. Voor de duidelijkheid hebben we een voorbeeld opgesteld van het berekenen van een verwarmde vloer.

Initiële gegevens voor berekening

In eerste instantie zal een goed gepland verloop van ontwerp- en installatiewerkzaamheden verrassingen en onaangename problemen in de toekomst elimineren.

Bij het berekenen van een verwarmde vloer moet u uitgaan van de volgende gegevens:

• wandmateriaal en ontwerpkenmerken;
• afmetingen van de kamer in plattegrond;
• type afwerklaag;
• ontwerpen van deuren, ramen en hun plaatsing;
• opstelling van structurele elementen in plan.

Om een ​​competent ontwerp uit te voeren, is het noodzakelijk om rekening te houden met het vastgestelde temperatuurregime en de mogelijkheid van aanpassing ervan.

Om een ​​ruwe berekening uit te voeren, wordt ervan uitgegaan dat 1 m² verwarmingssysteem moet een warmteverlies van 1 kW compenseren.Als een waterverwarmingscircuit wordt gebruikt als aanvulling op het hoofdsysteem, mag dit slechts een deel van het warmteverlies dekken

Er zijn aanbevelingen met betrekking tot de vloertemperatuur die zorgt voor een comfortabel verblijf in kamers voor verschillende doeleinden:

• 29°C - woonsector;
• 33°C- bad, kamers met een zwembad en andere met een hoge luchtvochtigheid;
• 35°C — koude zones (bij toegangsdeuren, buitenmuren, enz.).

Het overschrijden van deze waarden brengt oververhitting van zowel het systeem zelf als de afwerklaag met zich mee, gevolgd door onvermijdelijke schade aan het materiaal.

Nadat u voorlopige berekeningen heeft uitgevoerd, kunt u de optimale temperatuur van het koelmiddel kiezen op basis van uw persoonlijke gevoelens, de belasting van het verwarmingscircuit bepalen en pompapparatuur aanschaffen die perfect omgaat met het stimuleren van de beweging van het koelmiddel. Het is geselecteerd met een marge van 20% koelvloeistofstroom.

Het opwarmen van een dekvloer met een capaciteit van meer dan 7 cm kost veel tijd, daarom proberen ze bij het installeren van watersystemen de opgegeven limiet niet te overschrijden. Vloerkeramiek wordt beschouwd als de meest geschikte coating voor vloeren op waterbasis; verwarmde vloeren worden niet onder parket gelegd vanwege de ultralage thermische geleidbaarheid

In de ontwerpfase moet u beslissen of de vloerverwarming de belangrijkste warmteleverancier zal zijn of alleen als aanvulling op de radiatorverwarmingstak zal worden gebruikt. Het aandeel thermische energieverliezen dat het moet compenseren, hangt hiervan af. Het kan variëren van 30% tot 60%, met variaties.

De verwarmingstijd van de watervloer is afhankelijk van de dikte van de elementen in de dekvloer. Water als koelmiddel is zeer effectief, maar het systeem zelf is moeilijk te installeren.

Bepaling van de parameters van een verwarmde vloer

Het doel van de berekening is om de waarde van de thermische belasting te verkrijgen. Het resultaat van deze berekening heeft invloed op de vervolgstappen die worden gezet. De warmtebelasting wordt op zijn beurt beïnvloed door de gemiddelde wintertemperatuur in een bepaalde regio, de verwachte temperatuur in de kamers en de warmteoverdrachtscoëfficiënt van het plafond, de muren, ramen en deuren.

De oorzaak van warmteverlies zijn slecht geïsoleerde muren, ramen en deuren van het huis. Het grootste percentage warmte gaat verloren via het ventilatiesysteem en het dak (+)

Het eindresultaat van de berekeningen ervoor vloerverwarming apparaat het watertype zal ook afhangen van de aanwezigheid van extra verwarmingsapparaten, inclusief de warmteafgifte van mensen die in het huis wonen en huisdieren. Bij de berekening moet rekening worden gehouden met de aanwezigheid van infiltratie.

Een van de belangrijke parameters is de configuratie van de kamers, dus je hebt een plattegrond van het huis en de bijbehorende secties nodig.

Methode voor het berekenen van warmteverlies

Nadat u deze parameter heeft bepaald, ontdekt u hoeveel warmte de vloer moet genereren voor het comfortabele welzijn van de mensen in de kamer, en kunt u de ketel, pomp en vloer selecteren op basis van vermogen. Met andere woorden: de warmte die de verwarmingscircuits afgeven, moet het warmteverlies van het gebouw compenseren.

De relatie tussen deze twee parameters wordt uitgedrukt door de formule:

MP = 1,2 x Q, Waar

• Kamerlid - vereist circuitvermogen;
• Q - warmteverlies.

Om de tweede indicator te bepalen, worden metingen en berekeningen gemaakt van het oppervlak van ramen, deuren, plafonds en buitenmuren. Omdat de vloer wordt verwarmd, wordt er geen rekening gehouden met de oppervlakte van deze omhullende structuur. Er wordt aan de buitenkant gemeten, inclusief de hoeken van het gebouw.

Bij de berekening wordt rekening gehouden met zowel de dikte als de thermische geleidbaarheid van elke constructie. Standaard waarden thermische geleidbaarheidscoëfficiënt (λ) voor de meest gebruikte materialen kunt u uit de tabel halen.

Uit de tabel kunt u de coëfficiëntwaarde voor berekening nemen. Het is belangrijk om bij de leverancier de waarde van de thermische weerstand van het materiaal te achterhalen als er ramen van metaal-kunststof worden geïnstalleerd (+)

Het warmteverlies wordt voor elk bouwelement afzonderlijk berekend met behulp van de formule:

Q = 1/R*(tв-tн)*S x (1+∑b), Waar

• R — thermische weerstand van het materiaal waaruit de omhullende structuur is gemaakt;
• S — oppervlakte van het structurele element;
• tв en tн — respectievelijk de interne en externe temperaturen, waarbij de tweede indicator wordt genomen op basis van de laagste waarde;
• B — extra warmteverliezen die verband houden met de oriëntatie van het gebouw ten opzichte van de hoofdrichtingen.

De thermische weerstandsindex (R) wordt gevonden door de dikte van de structuur te delen door de thermische geleidbaarheidscoëfficiënt van het materiaal waaruit deze is gemaakt.

De waarde van coëfficiënt b hangt af van de oriëntatie van het huis:

• 0,1 - noord, noordwest of noordoost;
• 0,05 - west, zuidoost;
• 0 - zuid, zuidwest.

Als we de vraag beschouwen aan de hand van een voorbeeld van het berekenen van een met water verwarmde vloer, wordt het duidelijker.

Specifiek rekenvoorbeeld

Laten we zeggen dat de muren van een huis voor niet-permanente bewoning, 20 cm dik, zijn gemaakt van cellenbetonblokken. De totale oppervlakte van de omhullende muren exclusief raam- en deuropeningen bedraagt ​​60 m². Externe temperatuur -25°С, interne +20°С, ontwerp is gericht op het zuidoosten.

Aangezien de thermische geleidbaarheidscoëfficiënt van de blokken λ = 0,3 W/(m°*C) bedraagt, is het mogelijk om het warmteverlies door de muren te berekenen: R=0,2/0,3= 0,67 m²°C/W.

Ook via de pleisterlaag worden warmteverliezen waargenomen. Als de dikte 20 mm is, dan is Rpcs. = 0,02/0,3 = 0,07 m²°C/W. De som van deze twee indicatoren geeft de waarde van het warmteverlies door de muren: 0,67+0,07 = 0,74 m²°C/W.

Nadat we alle initiële gegevens hebben, vervangen we ze in de formule en krijgen we het warmteverlies van een kamer met de volgende muren: Q = 1/0,74*(20 - (-25)) *60*(1+0,05) = 3831,08 W .

Op dezelfde manier wordt het warmteverlies via andere omhullende constructies berekend: ramen, deuropeningen, dakbedekking.

De warmte die door de verwarmingscircuits wordt afgegeven, is mogelijk niet voldoende om de lucht in het huis tot de vereiste waarde te verwarmen als hun vermogen wordt onderschat. Als er teveel stroom is, zal er een overmatig koelvloeistofverbruik zijn

Om het warmteverlies via het plafond te bepalen, wordt de thermische weerstand ervan gelijk gesteld aan de waarde voor het geplande of bestaande type isolatie: R = 0,18/0,041 = 4,39 m²°C / W.

Het plafondoppervlak is identiek aan het vloeroppervlak en bedraagt ​​70 m². Door deze waarden in de formule in te vullen, wordt het warmteverlies via de bovenste gebouwschil verkregen: Q zweet. = 1/4,39*(20 - (-25))* 70* (1+0,05) = 753,42 W.

Om het warmteverlies via het oppervlak van ramen te bepalen, moet u hun oppervlakte berekenen. Als er 4 ramen zijn van 1,5 m breed en 1,4 m hoog, is hun totale oppervlakte: 4 * 1,5 * 1,4 = 8,4 m².

Als de fabrikant afzonderlijk de thermische weerstand voor de glaseenheid en het profiel aangeeft - respectievelijk 0,5 en 0,56 m²°C/W, dan Rocon = 0,5*90+0,56*10)/100 = 0,56 m²°C/di Hier zijn 90 en 10 het aandeel per element van het venster.

Op basis van de verkregen gegevens gaan de verdere berekeningen verder: Qwindow = 1/0,56*(20 - (-25))*8,4*(1+0,05) = 708,75 W.

De buitendeur heeft een oppervlakte van 0,95 * 2,04 = 1.938 m². Dan Rdv. = 0,06/0,14 = 0,43 m²°C/W. Q-deur = 1/0,43*(20 - (-25))* 1,938*(1+0,05) = 212,95 W.

Omdat buitendeuren vaak worden geopend, gaat er een grote hoeveelheid warmte verloren. Daarom is het belangrijk om ervoor te zorgen dat ze goed sluiten.

Als gevolg hiervan zal het warmteverlies zijn: Q = 3831,08 +753,42 + 708,75 + 212,95 + 7406,25 = W.

Voeg aan dit resultaat nog eens 10% toe voor luchtinfiltratie, dan is Q = 7406,25 + 740,6 = 8146,85 W.

Nu kunt u het thermisch vermogen van de vloer bepalen: Mp = 1.*8146,85 = 9776,22 W of 9,8 kW.

Benodigde warmte om de lucht te verwarmen

Als het huis voorzien van een ventilatiesysteem, dan moet een deel van de warmte die door de bron vrijkomt, worden besteed aan het verwarmen van de lucht die van buiten komt.

Voor de berekening wordt de formule gebruikt:

Qv. = c*m*(tв—tн), Waar

• C = 0,28 kg⁰С en geeft de warmtecapaciteit van de luchtmassa aan;
• M Het symbool geeft de massastroom buitenlucht in kg aan.

De laatste parameter wordt verkregen door het totale luchtvolume, gelijk aan het volume van alle kamers, op voorwaarde dat de lucht elk uur wordt ververst, te vermenigvuldigen met de dichtheid, die varieert afhankelijk van de temperatuur.

De grafiek toont de afhankelijkheid van de luchtdichtheid van de temperatuur.De gegevens zijn nodig om de hoeveelheid warmte te berekenen die nodig is om de luchtmassa die het huis binnenkomt als gevolg van geforceerde ventilatie te verwarmen (+)

Als het gebouw 400 m krijgt³/u, dan m=400*1,422 = 568,8 kg/u. Qv. = 0,28*568,8*45 = 7166,88 W.

In dit geval zal het vereiste thermische vermogen van de vloer aanzienlijk toenemen.

Berekening van het vereiste aantal buizen

Kies anders voor het installeren van een waterverwarmde vloer methoden voor het leggen van buizen, verschillend in vorm: drie soorten slangen - de eigenlijke slang, hoekig, dubbel en slak. In één gemonteerd circuit kan er een combinatie van verschillende vormen zijn. Soms wordt voor het centrale gedeelte van de vloer een “slak” gekozen en voor de randen wordt een van de soorten “slang” gekozen.

"Slak" is een rationele keuze voor grote kamers met een eenvoudige geometrie. In kamers die erg langwerpig zijn of complexe contouren hebben, is het beter om een ​​“slang” te gebruiken (+)

De afstand tussen de pijpen wordt de toonhoogte genoemd. Wanneer u voor deze optie kiest, moet u aan twee eisen voldoen: uw voet mag het temperatuurverschil in afzonderlijke delen van de vloer niet voelen en u moet de leidingen zo efficiënt mogelijk gebruiken.

Voor randzones van de vloer wordt aanbevolen een trede van 100 mm te gebruiken. In andere gebieden kunt u kiezen voor een steek van 150 tot 300 mm.

Thermische isolatie van de vloer is belangrijk. Op de begane grond moet de dikte minimaal 100 mm bedragen. Gebruik hiervoor minerale wol of geëxtrudeerd polystyreenschuim.

Om de lengte van de buis te berekenen is er een eenvoudige formule:

L = S/N*1,1, Waar

• S — contourgebied;
• N — legstap;
• 1,1 — marge voor buiging 10%.

Aan de uiteindelijke waarde wordt een deel van de leiding toegevoegd, gelegd vanaf de collector naar de distributie van het warme circuit, zowel op de retour als op de toevoer.

Rekenvoorbeeld.

Beginwaarden:

• vierkant — 10 m²;
• afstand tot verzamelaar — 6 meter;
• stap leggen - 0,15 meter.

De oplossing voor het probleem is eenvoudig: 10/0,15*1,1+(6*2) = 85,3 m.

Bij gebruik van metaal-kunststofbuizen tot 100 m lang wordt meestal gekozen voor een diameter van 16 of 20 mm. Bij een buislengte van 120-125 m moet de doorsnede 20 mm² zijn.

Het ontwerp met één circuit is alleen geschikt voor kamers met een klein oppervlak. De vloer in grote kamers is verdeeld in verschillende contouren in een verhouding van 1:2 - de lengte van de constructie moet 2 keer de breedte zijn.

De eerder berekende waarde is de omvang vloer pijpen over het algemeen. Om het plaatje compleet te maken, is het echter noodzakelijk om de lengte van een afzonderlijke contour te markeren.

Deze parameter wordt beïnvloed door de hydraulische weerstand van het circuit, bepaald door de diameter van de geselecteerde leidingen en het volume water dat per tijdseenheid wordt geleverd. Als deze factoren worden verwaarloosd, zal het drukverlies zo groot zijn dat geen enkele pomp de koelvloeistof zal dwingen te circuleren.

Bepaling van de leidingdoorstroming afhankelijk van de gekozen legstap

Contouren van dezelfde lengte zijn een ideaal geval, maar komen in de praktijk zelden voor, omdat de oppervlakte van kamers voor verschillende doeleinden heel verschillend is en het simpelweg onpraktisch is om de lengte van de contouren tot één waarde terug te brengen. Professionals laten een verschil in buislengte toe van 30 tot 40%.

De diameter van de collector en de doorvoer van de mengeenheid bepalen het toegestane aantal aangesloten lussen. In het paspoort van de mengunit kunt u altijd de hoeveelheid thermische belasting vinden waarvoor deze is ontworpen.

Laten we zeggen dat de doorvoercoëfficiënt (Kvs) is gelijk aan 2,23 m³/H. Met deze coëfficiënt zijn bepaalde pompmodellen bestand tegen een belasting van 10 tot 15 W.

Om het aantal circuits te bepalen, moet u de thermische belasting van elk circuit berekenen.Als het gebied dat wordt ingenomen door een verwarmde vloer 10 m² is en de warmteoverdracht 1 m² is, dan is de indicator Kvs is 80 W, dan 10*80 = 800 W. Dit betekent dat de mengunit 15.000/800 = 18,8 kamers of circuits kan voorzien van een oppervlakte van 10 m².

Deze cijfers zijn maximaal en kunnen alleen theoretisch worden toegepast, maar in werkelijkheid moet het cijfer met minimaal 2 worden verminderd, en dan 18 - 2 = 16 circuits.

Vereist tijdens selectie mengeenheid (collector) kijk of het zoveel conclusies heeft.

Controleren van de juiste keuze van leidingdiameters

Om te controleren of de buisdoorsnede correct is geselecteerd, kunt u de formule gebruiken:

υ = 4*Q*10ᶾ/n*d²

Wanneer het toerental overeenkomt met de gevonden waarde, is de leidingdoorsnede correct geselecteerd. Regelgevende documenten staan ​​een maximale snelheid van 3 m/sec toe. met een diameter tot 0,25 m, maar de optimale waarde is 0,8 m/sec., aangezien naarmate de waarde ervan toeneemt, het geluidseffect in de pijpleiding toeneemt.

Aanvullende informatie over de berekening van vloerverwarmingsbuizen vindt u in Dit artikel.

Berekening van de circulatiepomp

Om het systeem economisch te maken, hebt u nodig kies voor een circulatiepomp, waardoor de vereiste druk en een optimale waterstroom in de circuits worden geboden. Pomppaspoorten geven meestal de druk in het circuit van de langste lengte en de totale koelvloeistofstroom in alle lussen aan.

De druk wordt beïnvloed door hydraulische verliezen:

∆h = L*Q²/k1, Waar

• L — contourlengte;
• Q — waterverbruik l/sec;
• k1 - coëfficiënt die de verliezen in het systeem karakteriseert; de indicator kan worden ontleend aan referentietabellen over de hydraulica of uit het apparatuurpaspoort.

Als je de omvang van de druk kent, stroomsnelheid berekenen in systeem:

Q = k*√H, Waar

k is de stroomcoëfficiënt.Professionals gaan ervan uit dat het debiet voor elke 10 m² van een huis tussen de 0,3 en 0,4 l/s ligt.

Onder de componenten van een warmwatervloer wordt een speciale rol gegeven aan de circulatiepomp. Alleen een unit waarvan het vermogen 20% hoger is dan de werkelijke koelvloeistofstroom zal de weerstand in de leidingen kunnen overwinnen

De cijfers met betrekking tot druk en debieten die in het paspoort worden aangegeven, kunnen niet letterlijk worden genomen - dit is het maximum, maar worden in feite beïnvloed door de lengte en geometrie van het netwerk. Als de druk te hoog is, verklein dan de lengte van het circuit of vergroot de diameter van de leidingen.

Aanbevelingen voor het kiezen van de dekvloerdikte

In de naslagwerken vindt u informatie dat de minimale dikte van de dekvloer 30 mm is. Als de ruimte vrij hoog is, wordt er isolatie onder de dekvloer geplaatst, waardoor de efficiëntie van het gebruik van de warmte die door het verwarmingscircuit wordt afgegeven, wordt vergroot.

Het populairste rugmateriaal is geëxtrudeerd polystyreenschuim. De weerstand tegen warmteoverdracht is aanzienlijk lager dan die van beton.

Bij het installeren van een dekvloer wordt, om de lineaire uitzetting van beton in evenwicht te brengen, de omtrek van de kamer versierd met een dempingstape. Het is belangrijk om de juiste dikte te kiezen. Deskundigen adviseren dat voor een ruimte van maximaal 100 m² een compensatielaag van 5 mm moet worden aangebracht.

Als de oppervlaktewaarden groter zijn vanwege de lengte van meer dan 10 m, wordt de dikte berekend met behulp van de formule:

b = 0,55*L, Waar

L is de lengte van de kamer in m.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Deze video gaat over de berekening en installatie van een verwarmde hydraulische vloer:

De video geeft praktische aanbevelingen voor het leggen van de vloer. De informatie helpt je fouten te voorkomen die amateurs gewoonlijk maken:

De berekening maakt het mogelijk een “warme vloer”-systeem te ontwerpen met optimale prestatie-indicatoren. Het is toegestaan ​​om verwarming te installeren met behulp van de paspoortgegevens en aanbevelingen.

Het zal werken, maar professionals adviseren om toch tijd aan berekeningen te besteden, zodat het systeem uiteindelijk minder energie verbruikt.

Heb jij ervaring met het berekenen van vloerverwarming en het maken van een verwarmingscircuitontwerp? Of heeft u nog vragen over dit onderwerp? Deel uw mening en laat opmerkingen achter.