Sådan beregnes et opvarmet gulv ved hjælp af et vandsystem som eksempel

Effektiviteten af ​​gulvvarme påvirkes af mange faktorer.Uden at tage hensyn til dem, selv om systemet er korrekt installeret og de mest moderne materialer anvendes til dets konstruktion, vil den faktiske termiske effektivitet ikke leve op til forventningerne.

Af denne grund skal installationsarbejde forud for en kompetent beregning af det varme gulv, og først da kan et godt resultat garanteres.

At udvikle et varmesystemprojekt er ikke billigt, så mange hjemmehåndværkere udfører beregningerne på egen hånd. Enig, ideen om at reducere omkostningerne ved at installere varme gulve virker meget fristende.

Vi vil fortælle dig, hvordan du opretter et projekt, hvilke kriterier du skal overveje, når du vælger parametrene for et varmesystem, og beskriver en trin-for-trin beregningsmetode. For klarhedens skyld har vi udarbejdet et eksempel på beregning af et opvarmet gulv.

Indledende data til beregning

I første omgang vil et korrekt planlagt forløb med design og installationsarbejde eliminere overraskelser og ubehagelige problemer i fremtiden.

Når du beregner et opvarmet gulv, skal du gå ud fra følgende data:

• vægmateriale og designfunktioner;
• dimensioner af rummet i plan;
• type efterbehandling belægning;
• design af døre, vinduer og deres placering;
• arrangement af strukturelle elementer i plan.

For at udføre kompetent design er det nødvendigt at tage højde for det etablerede temperaturregime og muligheden for dets justering.

For at udføre en grov beregning antages det, at 1 m² varmeanlæg skal kompensere for varmetab på 1 kW.Anvendes et vandvarmekredsløb som tillæg til hovedsystemet, så skal det kun dække en del af varmetabet

Der er anbefalinger vedrørende gulvtemperaturen, der sikrer et behageligt ophold i værelser til forskellige formål:

• 29°С - levende sektor;
• 33°С- bad, værelser med swimmingpool og andre med høj luftfugtighed;
• 35°C — kolde zoner (ved indgangsdøre, ydervægge osv.).

Overskridelse af disse værdier medfører overophedning af både selve systemet og finishbelægningen, efterfulgt af uundgåelig skade på materialet.

Efter at have udført foreløbige beregninger kan du vælge den optimale temperatur af kølevæsken i henhold til dine personlige følelser, bestemme belastningen på varmekredsløbet og købe pumpeudstyr, der perfekt klarer at stimulere kølevæskens bevægelse. Den er valgt med en margin på 20 % kølevæskeflow.

Det tager meget tid at opvarme et afretningslag med en kapacitet på mere end 7 cm. Derfor forsøger de, når de installerer vandsystemer, ikke at overskride den angivne grænse. Gulvkeramik anses for at være den bedst egnede belægning til vandbaserede gulve; opvarmede gulve lægges ikke under parket på grund af dets ultra-lave varmeledningsevne

På designstadiet bør du beslutte, om det opvarmede gulv skal være hovedleverandøren af ​​varme eller kun vil blive brugt som et supplement til radiatorvarmegrenen. Andelen af ​​termiske energitab, som den skal kompensere for, afhænger af dette. Det kan variere fra 30% til 60% med variationer.

Opvarmningstiden for vandgulvet afhænger af tykkelsen af ​​de elementer, der indgår i afretningen. Vand som kølevæske er meget effektivt, men selve systemet er svært at installere.

Bestemmelse af parametrene for et opvarmet gulv

Formålet med beregningen er at opnå værdien af ​​den termiske belastning. Resultatet af denne beregning påvirker de efterfølgende trin. Til gengæld påvirkes varmebelastningen af ​​den gennemsnitlige vintertemperatur i en bestemt region, den forventede temperatur inde i rummene og varmeoverførselskoefficienten for loft, vægge, vinduer og døre.

Årsagen til varmetab er dårligt isolerede vægge, vinduer og døre i huset. Den største procentdel af varme går tabt gennem ventilationssystemet og taget (+)

Det endelige resultat af beregningerne før gulvvarmeapparat vandtype vil også afhænge af tilstedeværelsen af ​​yderligere varmeanordninger, herunder varmeemissionen fra mennesker, der bor i huset og kæledyr. Tilstedeværelsen af ​​infiltration skal tages i betragtning ved beregningen.

En af de vigtige parametre er konfigurationen af ​​værelserne, så du skal bruge en plantegning af huset og tilsvarende sektioner.

Metode til beregning af varmetab

Efter at have bestemt denne parameter, vil du finde ud af, hvor meget varme gulvet skal generere for det behagelige velvære for personerne i rummet, og du vil være i stand til at vælge kedel, pumpe og gulv efter strøm. Med andre ord: den varme, som varmekredsene afgiver, skal kompensere for bygningens varmetab.

Forholdet mellem disse to parametre er udtrykt ved formlen:

MP = 1,2 x Q, Hvor

• MP - nødvendig kredsløbseffekt;
• Q - varmetab.

For at bestemme den anden indikator tages målinger og beregninger af arealet af vinduer, døre, lofter og ydervægge. Da gulvet vil blive opvarmet, tages der ikke hensyn til arealet af denne omsluttende struktur. Der foretages mål udvendigt, herunder bygningens hjørner.

Beregningen vil tage hensyn til både tykkelsen og varmeledningsevnen af ​​hver struktur. Standardværdier varmeledningskoefficient (λ) for de mest anvendte materialer kan tages fra tabellen.

Fra tabellen kan du tage koefficientværdien til beregning. Det er vigtigt at få oplyst værdien af ​​materialets termiske modstand hos leverandøren, hvis der er installeret vinduer af metal-plast (+)

Varmetabet beregnes separat for hvert bygningselement ved hjælp af formlen:

Q = 1/R*(tв-tn)*S x (1+∑b), Hvor

• R — termisk modstand af det materiale, hvoraf den omsluttende struktur er fremstillet;
• S — areal af det strukturelle element;
• tв og tн — henholdsvis indre og ydre temperaturer, med den anden indikator taget efter den laveste værdi;
• b — yderligere varmetab forbundet med bygningens orientering i forhold til kardinalretningerne.

Det termiske modstandsindeks (R) findes ved at dividere tykkelsen af ​​strukturen med den termiske ledningsevnekoefficient for det materiale, som den er lavet af.

Værdien af ​​koefficient b afhænger af husets orientering:

• 0,1 - nord, nordvest eller nordøst;
• 0,05 - vest, sydøst;
• 0 - syd, sydvest.

Hvis vi overvejer spørgsmålet ved hjælp af ethvert eksempel på beregning af et vandopvarmet gulv, bliver det klarere.

Konkret regneeksempel

Lad os sige, at væggene i et hus til ikke-permanent ophold, 20 cm tykt, er lavet af luftbetonblokke. Det samlede areal af de omsluttende vægge eksklusive vindues- og døråbninger er 60 m². Ekstern temperatur -25°С, intern +20°С, design er orienteret mod sydøst.

I betragtning af at blokkens varmeledningskoefficient er λ = 0,3 W/(m°*C), er det muligt at beregne varmetabet gennem væggene: R=0,2/0,3= 0,67 m²°C/W.

Der observeres også varmetab gennem pudslaget. Hvis dens tykkelse er 20 mm, så Rpcs. = 0,02/0,3 = 0,07 m²°C/W. Summen af ​​disse to indikatorer vil give værdien af ​​varmetab gennem væggene: 0,67+0,07 = 0,74 m²°C/W.

Når vi har alle de indledende data, erstatter vi dem i formlen og får varmetabet for et rum med følgende vægge: Q = 1/0,74*(20 - (-25)) *60*(1+0,05) = 3831,08 W .

På samme måde beregnes varmetab gennem andre omsluttende konstruktioner: vinduer, døråbninger, tagdækning.

Varmen afgivet af varmekredsene er muligvis ikke nok til at opvarme luften inde i huset til den nødvendige værdi, hvis deres effekt er undervurderet. Hvis der er overskydende effekt, vil der være overskydende kølevæskeforbrug

For at bestemme varmetabet gennem loftet tages dets termiske modstand lig med værdien for den planlagte eller eksisterende type isolering: R = 0,18/0,041 = 4,39 m²°C / W.

Loftarealet er identisk med gulvarealet og svarer til 70 m². Ved at erstatte disse værdier i formlen opnås varmetabet gennem den øvre bygningsskal: Q sved. = 1/4,39*(20 - (-25))* 70* (1+0,05) = 753,42 W.

For at bestemme varmetab gennem overfladen af ​​vinduer skal du beregne deres areal. Hvis der er 4 vinduer 1,5 m brede og 1,4 m høje, vil deres samlede areal være: 4 * 1,5 * 1,4 = 8,4 m².

Hvis producenten separat angiver den termiske modstand for glasenheden og profilen - henholdsvis 0,5 og 0,56 m²°C/W, så er Rocon = 0,5*90+0,56*10)/100 = 0,56 m²°C/ ti Her er 90 og 10 andelen for hvert element i vinduet.

Baseret på de opnåede data fortsætter yderligere beregninger: Qwindow = 1/0,56*(20 - (-25))*8,4*(1+0,05) = 708,75 W.

Yderdøren har et areal på 0,95 * 2,04 = 1,938 m². Derefter Rdv. = 0,06/0,14 = 0,43 m²°C/W. Q dør = 1/0,43*(20 - (-25))* 1,938*(1+0,05) = 212,95 W.

Da yderdøre åbnes ofte, går der en stor mængde varme tabt gennem dem. Derfor er det vigtigt at sikre, at de lukker tæt.

Som følge heraf vil varmetabet være: Q = 3831,08 +753,42 + 708,75 + 212,95 + 7406,25 = W.

Til dette resultat tilføjes yderligere 10 % for luftinfiltration, derefter Q = 7406,25 + 740,6 = 8146,85 W.

Nu kan du bestemme gulvets termiske effekt: Mp = 1.*8146.85 = 9776.22 W eller 9.8 kW.

Nødvendig varme for at opvarme luften

Hvis huset udstyret med et ventilationssystem, så skal en del af den varme, som kilden frigiver, bruges på at opvarme luften, der kommer udefra.

Formlen bruges til beregning:

Qv. = c*m*(tв—tн), Hvor

• c = 0,28 kg⁰С og angiver luftmassens varmekapacitet;
• m Symbolet angiver massestrømmen af ​​udeluft i kg.

Den sidste parameter fås ved at gange den samlede luftmængde, svarende til rumfanget af alle rum, forudsat at luften fornyes hver time, med densiteten, som varierer afhængigt af temperaturen.

Grafen viser luftdensitetens afhængighed af dens temperatur.Dataene er nødvendige for at beregne mængden af ​​varme, der kræves for at opvarme luftmassen, der kommer ind i huset som følge af tvungen ventilation (+)

Hvis bygningen modtager 400 m³m=400*1,422 = 568,8 kg/time. Qv. = 0,28*568,8*45 = 7166,88 W.

I dette tilfælde vil den nødvendige termiske effekt af gulvet stige betydeligt.

Beregning af det nødvendige antal rør

For at lægge et vandopvarmet gulv skal du vælge anderledes rørlægningsmetoder, forskellige i form: tre typer slange - den faktiske slange, kantet, dobbelt og snegl. I et monteret kredsløb kan der være en kombination af forskellige former. Nogle gange vælges en "snegl" til det centrale område af gulvet, og en af ​​typerne "slange" er valgt til kanterne.

"Snegl" er et rationelt valg til store rum med enkel geometri. I rum, der er meget aflange eller har komplekse konturer, er det bedre at bruge en "slange" (+)

Afstanden mellem rørene kaldes stigningen. Når du vælger denne mulighed, skal du opfylde to krav: din fod skal ikke mærke temperaturforskellen i de enkelte områder af gulvet, og du skal bruge rørene så effektivt som muligt.

For randzoner af gulvet anbefales det at bruge et trin på 100 mm. I andre områder kan du vælge en stigning fra 150 til 300 mm.

Varmeisolering af gulvet er vigtig. I stueetagen skal dens tykkelse nå mindst 100 mm. Til dette formål skal du bruge mineraluld eller ekstruderet polystyrenskum.

For at beregne længden af ​​røret er der en simpel formel:

L = S/N*1,1, Hvor

• S — konturområde;
• N — læggetrin;
• 1,1 — margen for bøjning 10 %.

Til den endelige værdi tilføjes en sektion af rør lagt fra opsamleren til fordelingen af ​​det varme kredsløb både på retur og forsyning.

Regneeksempel.

Startværdier:

• firkant — 10 m²;
• afstand til samler — 6 m;
• læggetrin - 0,15 m.

Løsningen på problemet er enkel: 10/0,15*1,1+(6*2) = 85,3 m.

Ved brug af metal-plastrør op til 100 m lange vælges oftest en diameter på 16 eller 20 mm. Med en rørlængde på 120-125 m skal dens tværsnit være 20 mm².

Enkeltkredsdesignet er kun egnet til rum med et lille areal. Gulvet i store rum er opdelt i flere konturer i forholdet 1:2 - længden af ​​strukturen skal være 2 gange bredden.

Den tidligere beregnede værdi er omfanget gulvrør generelt. Men for at fuldende billedet er det nødvendigt at fremhæve længden af ​​en separat kontur.

Denne parameter påvirkes af kredsløbets hydrauliske modstand, bestemt af diameteren af ​​de valgte rør og mængden af ​​tilført vand pr. tidsenhed. Hvis disse faktorer negligeres, vil tryktabet være så stort, at ingen pumpe tvinger kølevæsken til at cirkulere.

Bestemmelse af rørstrøm afhængig af det valgte lægningstrin

Konturer af samme længde er et ideelt tilfælde, men i praksis er de sjældent stødt på, fordi arealet af rum til forskellige formål er meget forskelligt, og det er simpelthen upraktisk at reducere længden af ​​konturerne til én værdi. Professionelle tillader en forskel i rørlængder på 30 til 40 %.

Opsamlerens diameter og blandingsenhedens gennemløb bestemmer det tilladte antal sløjfer forbundet til den. I passet til blandeenheden kan du altid finde mængden af ​​termisk belastning, som den er designet til.

Lad os sige gennemløbskoefficienten (Kvs) er lig med 2,23 m³/h. Med denne koefficient kan visse pumpemodeller modstå en belastning på 10 til 15 W.

For at bestemme antallet af kredsløb skal du beregne den termiske belastning af hver.Hvis arealet optaget af et opvarmet gulv er 10 m², og varmeoverførslen er 1 m², så er indikatoren Kvs er 80 W, derefter 10*80 = 800 W. Det betyder, at blandingsenheden vil kunne levere 15.000/800 = 18,8 rum eller kredsløb med et areal på 10 m².

Disse tal er maksimale, og de kan kun anvendes teoretisk, men i virkeligheden skal tallet reduceres med mindst 2, derefter 18 - 2 = 16 kredsløb.

Påkrævet ved udvælgelse blandeenhed (opsamler) se om den har så mange konklusioner.

Kontrol af det korrekte valg af rørdiametre

For at kontrollere, om rørtværsnittet er valgt korrekt, kan du bruge formlen:

υ = 4*Q*10ᶾ/n*d²

Når hastigheden svarer til den fundne værdi, er rørtværsnittet valgt korrekt. Lovmæssige dokumenter tillader en maksimal hastighed på 3 m/sek. med en diameter på op til 0,25 m, men den optimale værdi er 0,8 m/sek., da dens værdi stiger, øges støjeffekten i rørledningen.

Yderligere oplysninger om beregning af gulvvarmerør er givet i denne artikel.

Beregning af cirkulationspumpen

For at gøre systemet økonomisk, har du brug for vælg en cirkulationspumpe, der giver det nødvendige tryk og optimal vandstrøm i kredsløbene. Pumpepas angiver normalt trykket i kredsløbet af den længste længde og den samlede kølevæskestrøm i alle sløjfer.

Trykket er påvirket af hydrauliske tab:

∆h = L*Q²/k1, Hvor

• L — konturlængde;
• Q — vandforbrug l/sek.
• k1 - koefficient, der karakteriserer tab i systemet; indikatoren kan tages fra referencetabeller om hydraulik eller fra udstyrspasset.

At kende størrelsen af ​​trykket, beregne strømningshastigheden i systemet:

Q = k*√H, Hvor

k er flowkoefficienten.Fagfolk antager, at flowet for hver 10 m² af et hus er inden for 0,3-0,4 l/s.

Blandt komponenterne i et varmtvandsgulv gives en særlig rolle til cirkulationspumpen. Kun en enhed, hvis effekt er 20 % højere end den faktiske kølevæskestrøm, vil være i stand til at overvinde modstanden i rørene

Tallene for tryk og strømningshastigheder angivet i passet kan ikke tages bogstaveligt - dette er maksimum, men faktisk påvirkes de af netværkets længde og geometri. Hvis trykket er for højt, skal du reducere længden af ​​kredsløbet eller øge diameteren af ​​rørene.

Anbefalinger til valg af afretningslagstykkelse

I opslagsbøgerne kan du finde information om, at afretningens minimumstykkelse er 30 mm. Når rummet er ret højt, lægges der isolering under afretningen, hvilket øger effektiviteten af ​​at udnytte den varme, som varmekredsen afgiver.

Det mest populære bagsidemateriale er ekstruderet polystyrenskum. Dens varmeoverførselsmodstand er betydeligt lavere end for beton.

Når du installerer et afretningslag, for at afbalancere den lineære udvidelse af beton, er rummets omkreds dekoreret med et spjældbånd. Det er vigtigt at vælge den rigtige tykkelse. Eksperter anbefaler, at for et rumareal på højst 100 m² installeres et 5 mm kompensationslag.

Hvis arealværdierne er større på grund af længden over 10 m, beregnes tykkelsen ved hjælp af formlen:

b = 0,55*L, Hvor

L er rummets længde i m.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Denne video handler om beregning og installation af et opvarmet hydraulisk gulv:

Videoen giver praktiske anbefalinger til lægning af gulvet. Oplysningerne hjælper dig med at undgå fejl, som amatører normalt begår:

Beregningen gør det muligt at designe et "varmt gulv"-system med optimale ydelsesindikatorer. Det er tilladt at installere opvarmning ved hjælp af pasdata og anbefalinger.

Det vil virke, men fagfolk råder stadig til at bruge tid på beregninger, så systemet i sidste ende bruger mindre energi.

Har du erfaring med beregning af gulvvarme og udarbejdelse af varmekredsdesign? Eller har du stadig spørgsmål om emnet? Del venligst din mening og skriv kommentarer.