Beregning af rør til gulvvarme: valg af rør efter parametre, valg af lægningstrin + regneeksempel

På trods af kompleksiteten af ​​installationen betragtes gulvvarme ved hjælp af 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 fejl, er det nødvendigt at beregne rørene til opvarmede gulve korrekt - bestemme længde, sløjfestigning og kredsløbslægningsmønster.

Komforten ved at bruge vandopvarmning afhænger i høj grad af disse indikatorer. Det er disse spørgsmål, vi vil undersøge i vores artikel - vi vil fortælle dig, hvordan du vælger den bedste mulighed for rør under hensyntagen til de tekniske egenskaber for hver type. Efter at have læst denne artikel vil du også være i stand til at vælge det korrekte installationstrin og beregne den nødvendige diameter og længde af den opvarmede gulvkontur til et specifikt rum.

Parametre til beregning af det termiske kredsløb

På designstadiet er det nødvendigt at løse en række problemer, der bestemmer designfunktioner varmt gulv og driftstilstand - vælg tykkelsen på afretningslag, pumpe og andet nødvendigt udstyr.

De tekniske aspekter ved at organisere en varmegren afhænger i høj grad af dens formål. Ud over formålet, for nøjagtigt at beregne optagelserne af vandkredsløbet, skal du bruge en række indikatorer: dækningsområde, varmefluxtæthed, kølevæsketemperatur, type gulvbelægning.

Rørdækningsområde

Når du bestemmer dimensionerne af basen til lægning af rør, skal du tage højde for det rum, der ikke er rodet med stort udstyr og indbyggede møbler. Det er nødvendigt at tænke på forhånd om arrangementet af genstande i rummet.

Hvis et vandgulv bruges som hovedvarmeleverandør, bør dets effekt være nok til at kompensere for 100% af varmetabet. Hvis spolen er en tilføjelse til radiatorsystemet, skal den dække 30-60 % af rummets varmeenergiomkostninger

Varmeflow og kølevæsketemperatur

Varmefluxtæthed er en beregnet indikator, der karakteriserer den optimale mængde varmeenergi til opvarmning af et rum. Værdien afhænger af en række faktorer: termisk ledningsevne af vægge, lofter, glasareal, tilstedeværelse af isolering og luftudveksling. Baseret på varmestrømmen bestemmes sløjfelægningstrinnet.

Den maksimale kølevæsketemperatur er 60 °C. Imidlertid reducerer tykkelsen af ​​afretningen og gulvbelægningen temperaturen - faktisk observeres omkring 30-35 ° C på gulvoverfladen. Forskellen mellem temperaturindikatorerne ved kredsløbets indgang og udgang bør ikke overstige 5 °C.

Type gulvbelægning

Finishen påvirker systemets effektivitet. Optimal varmeledningsevne af fliser og porcelænsstentøj - overfladen opvarmes hurtigt.En god indikator for effektiviteten af ​​vandkredsløbet ved brug af laminat og linoleum uden et termisk isoleringslag. Træbeklædninger har den laveste varmeledningsevne.

Graden af ​​varmeoverførsel afhænger også af fyldmaterialet. Systemet er mest effektivt ved brug af tung beton med naturligt tilslag, for eksempel fine havsten.

Cement-sandmørtlen giver et gennemsnitligt niveau af varmeoverførsel, når kølevæsken opvarmes til 45 ° C. Effektiviteten af ​​kredsløbet falder betydeligt, når du installerer et halvtørt afretningslag

Når du beregner rør til opvarmede gulve, skal du tage højde for de etablerede standarder for belægningens temperaturregime:

• 29 °C - stue;
• 33 °C – rum med høj luftfugtighed;
• 35 °C – passagezoner og kolde zoner – arealer langs endevæggene.

De klimatiske egenskaber i regionen vil spille en vigtig rolle i bestemmelsen af ​​tætheden af ​​vandkredsløbet. Ved beregning af varmetab skal minimumstemperaturen om vinteren tages i betragtning.

Som praksis viser, vil foreløbig isolering af hele huset hjælpe med at reducere belastningen. Det giver mening først at termisk isolere rummet og derefter begynde at beregne varmetab og parametre for rørkredsløbet.

Vurdering af tekniske egenskaber ved valg af rør

På grund af ikke-standardiserede driftsforhold stilles der høje krav til materialet og størrelsen af ​​vandgulvsspolen:

• kemisk inertitet, modstand mod korrosionsprocesser;
• Absolut glat indvendig belægning, ikke tilbøjelig til dannelse af kalkaflejringer;
• styrke – væggene er konstant udsat for kølevæsken indefra og afretningslagret udefra; røret skal kunne modstå et tryk på op til 10 bar.

Det er ønskeligt, at varmegrenen har en lille vægtfylde.Vandgulvskagen belaster allerede loftet betydeligt, og en tung rørledning vil kun forværre situationen.

Ifølge SNiP er brugen af ​​svejsede rør i lukkede varmesystemer forbudt, uanset sømtypen: spiral eller lige

Tre kategorier af valsede rør opfylder de anførte krav i en eller anden grad: tværbundet polyethylen, metal-plast og kobber.

Mulighed #1 - tværbundet polyethylen (PEX)

Materialet har en mesh bredcellet struktur af molekylære bindinger. Modificeret polyethylen adskiller sig fra konventionel polyethylen i nærvær af både langsgående og tværgående ledbånd. Denne struktur øger vægtfylde, mekanisk styrke og kemisk resistens.

Et vandkredsløb lavet af PEX-rør har en række fordele:

• høj elasticitet, der tillader installation af en spole med en lille bøjningsradius;
• sikkerhed – ved opvarmning afgiver materialet ikke skadelige komponenter;
• varmemodstand: blødgøring – fra 150 °C, smeltning – 200 °C, forbrænding – 400 °C;
• opretholder strukturen under temperaturudsving;
• modstand mod skade - biologiske ødelæggere og kemiske reagenser.

Rørledningen bevarer sin oprindelige gennemstrømning - ingen sediment aflejres på væggene. Den estimerede levetid for et PEX-kredsløb er 50 år.

Ulemperne ved tværbundet polyethylen inkluderer: frygt for sollys, de negative virkninger af ilt, når det trænger ind i strukturen, behovet for stiv fiksering af spolen under installationen

Der er fire produktgrupper:

1. PEX-a – peroxid-tværbinding. Den mest holdbare og ensartede struktur med en bindingstæthed på op til 75 % opnås.
2. PEX-b – silantværbinding. Teknologien bruger silanider - giftige stoffer, der er uacceptable til husholdningsbrug. Producenter af VVS-produkter erstatter det med et sikkert reagens. Rør med hygiejnecertifikat er acceptable til installation. Tværbindingstæthed – 65-70%.
3. PEX-c – strålingsmetode. Polyethylen bestråles med en strøm af gammastråler eller en elektron. Som følge heraf komprimeres obligationerne op til 60%. Ulemper ved PEX-c: usikker brug, ujævn tværbinding.
4. PEX-d – nitrering. Reaktionen for at skabe et netværk opstår på grund af nitrogenradikaler. Outputtet er et materiale med en tværbindingstæthed på omkring 60-70%.

Styrkeegenskaberne for PEX-rør afhænger af metoden til tværbinding af polyethylen.

Hvis du har besluttet dig for tværbundne polyethylenrør, anbefaler vi, at du sætter dig ind i arrangementsregler gulvvarmesystemer fra dem.

Mulighed #2 - metal-plastik

Lederen inden for rullede rør til installation af opvarmede gulve er metal-plast. Strukturelt omfatter materialet fem lag.

Den indre belægning og ydre skal er polyethylen med høj densitet, som giver røret den nødvendige glathed og varmebestandighed. Mellemlag – aluminium spacer

Metallet øger ledningens styrke, reducerer hastigheden af ​​termisk ekspansion og fungerer som en anti-diffusionsbarriere - det blokerer iltstrømmen til kølevæsken.

Funktioner af metal-plastrør:

• god varmeledningsevne;
• evne til at opretholde en given konfiguration;
• driftstemperatur med bevarelse af egenskaber – 110 °C;
• lav vægtfylde;
• lydløs bevægelse af kølevæsken;
• sikkerhed ved brug;
• korrosionsbestandighed;
• levetid – op til 50 år.

Ulempen ved kompositrør er, at det ikke er tilladt at bøje om aksen.Gentagen vridning risikerer at beskadige aluminiumslaget. Vi anbefaler, at du læser korrekt installationsteknologi metal-plastik rør, som vil hjælpe med at undgå skader.

Mulighed #3 - kobberrør

Med hensyn til tekniske og operationelle egenskaber vil gult metal være det bedste valg. Dens efterspørgsel er dog begrænset af dens høje omkostninger.

Sammenlignet med syntetiske rørledninger vinder kobberkredsløbet på flere punkter: termisk ledningsevne, termisk og fysisk styrke, ubegrænset bøjningsvariabilitet, absolut uigennemtrængelighed for gasser

Ud over at være dyre, har kobberrør en yderligere ulempe - kompleksitet installation. For at bøje konturen skal du bruge en pressemaskine el rørbukker.

Mulighed #4 - polypropylen og rustfrit stål

Nogle gange er en varmegren skabt af polypropylen eller rustfrit stål korrugerede rør. Den første mulighed er overkommelig, men ret stiv i bøjning - minimumsradius er otte gange produktets diameter.

Det betyder, at rør med en standardstørrelse på 23 mm skal placeres i en afstand på 368 mm fra hinanden - et øget lægningstrin vil ikke sikre ensartet opvarmning.

Rustfri stålrør har høj varmeledningsevne og god fleksibilitet. Ulemper: skrøbelighed af tætningsgummibånd, skabelse af stærk hydraulisk modstand ved korrugering

Mulige måder at udlægge konturen på

For at bestemme rørforbruget til at arrangere et opvarmet gulv, bør du beslutte dig for layoutet af vandkredsløbet. Hovedopgaven med at planlægge layoutet er at sikre ensartet opvarmning under hensyntagen til de kolde og uopvarmede områder i rummet.

Følgende layout muligheder er mulige: slange, dobbelt slange og snegl.Når du vælger en ordning, skal du tage højde for størrelsen, konfigurationen af ​​rummet og placeringen af ​​de ydre vægge

Metode #1 - slange

Kølevæsken tilføres systemet langs væggen, passerer gennem spolen og vender tilbage til distributionsmanifold. I dette tilfælde opvarmes halvdelen af ​​rummet med varmt vand, og resten med afkølet vand.

Når man lægger med en slange, er det umuligt at opnå ensartet opvarmning - temperaturforskellen kan nå 10 ° C. Metoden er anvendelig i snævre rum.

Hjørneslangedesignet er optimalt, hvis du skal maksimalt isolere en kold zone nær endevæggen eller i gangen

Den dobbelte slange giver mulighed for en blødere temperaturovergang. Forlæns- og baglænskredsløbene løber parallelt med hinanden.

Metode #2 - snegl eller spiral

Dette betragtes som den optimale ordning for at sikre ensartet opvarmning af gulvbelægningen. Direkte og omvendte grene lægges skiftevis.

En yderligere fordel ved "skallen" er installationen af ​​et varmekredsløb med en jævn bøjningsrotation. Denne metode er relevant, når der arbejdes med rør med utilstrækkelig fleksibilitet.

For større arealer gennemføres en samlet ordning. Overfladen er opdelt i sektorer, og der udvikles et separat kredsløb for hver, hvilket fører til en fælles opsamler. I midten af ​​rummet er rørledningen lagt ud som en snegl, og langs ydervæggene - som en slange.

Vi har en anden artikel på vores hjemmeside, hvor vi diskuterede i detaljer installationsdiagrammer gulvvarme og gav anbefalinger om valg af den optimale mulighed afhængigt af karakteristikaene for et bestemt rum.

Rørberegningsmetode

For ikke at blive forvirret i beregningerne foreslår vi at dele løsningen af ​​problemet op i flere faser.Først og fremmest er det nødvendigt at estimere varmetabet i rummet, bestemme lægningstrinnet og derefter beregne længden af ​​varmekredsen.

Principper for kredsløbsdesign

Når du starter beregninger og laver en skitse, skal du gøre dig bekendt med de grundlæggende regler for placeringen af ​​vandkredsløbet:

1. Det er tilrådeligt at lægge rør langs vinduesåbningen - dette vil reducere bygningens varmetab betydeligt.
2. Det anbefalede dækningsområde for et vandkredsløb er 20 kvadratmeter. m. I store rum er det nødvendigt at opdele rummet i zoner og lægge en separat varmegren til hver.
3. Afstanden fra væggen til den første gren er 25 cm.. Den tilladte stigning for rørsving i midten af ​​rummet er op til 30 cm, langs kanterne og i kolde zoner – 10-15 cm.
4. Bestemmelse af den maksimale rørlængde til gulvvarme bør baseres på spolens diameter.

For et kredsløb med et tværsnit på 16 mm er ikke mere end 90 m tilladt, grænsen for en rørledning med en tykkelse på 20 mm er 120 m. Overholdelse af standarderne vil sikre normalt hydraulisk tryk i systemet.

Tabellen viser den omtrentlige rørstrømningshastighed, afhængig af sløjfestigningen. For at opnå mere nøjagtige data bør du tage højde for drejemargenen og afstanden til opsamleren

Grundformel med forklaringer

Længden af ​​den opvarmede gulvkontur beregnes ved hjælp af formlen:

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

Hvor:

• L — den nødvendige længde af hovedvarmeledningen;
• S – overdækket gulvareal;
• n – læggetrin;
• 1,1 – standardfaktor på ti procent bøjningsreserve;
• k – solfangerens afstand fra gulvet – afstanden til forsynings- og returkredsløbet tages i betragtning.

Dækningsområdet og svingenes tonehøjde vil spille en afgørende rolle.

For klarhedens skyld skal du på papir tegne en plantegning, der angiver de nøjagtige dimensioner og angiver passagen af ​​vandkredsløbet

Det skal huskes, at det ikke anbefales at placere varmerør under store husholdningsapparater og indbyggede møbler. Parametrene for de udpegede varer skal trækkes fra det samlede areal.

For at vælge den optimale afstand mellem grenene er det nødvendigt at udføre mere komplekse matematiske manipulationer, der opererer med rummets varmetab.

Termoteknisk beregning med bestemmelse af kredsløbsstigningen

Rørenes tæthed påvirker direkte mængden af ​​varmestrøm, der kommer fra varmesystemet. For at bestemme den nødvendige belastning er det nødvendigt at beregne varmeomkostningerne om vinteren.

Termiske omkostninger gennem bygningens strukturelle elementer og ventilation skal fuldt ud kompenseres af den genererede varmeenergi i vandkredsløbet

Varmesystemets effekt bestemmes af formlen:

M=1,2*Q,

Hvor:

• M – kredsløbsydelse;
• Q – totalt varmetab i rummet.

Værdien af ​​Q kan dekomponeres i komponenter: energiforbrug gennem de omsluttende konstruktioner og omkostninger forårsaget af driften af ​​ventilationssystemet. Lad os finde ud af, hvordan man beregner hver af indikatorerne.

Varmetab gennem bygningselementer

Det er nødvendigt at bestemme varmeenergiforbruget for alle omsluttende konstruktioner: vægge, lofter, vinduer, døre osv. Beregningsformel:

Q1=(S/R)*Δt,

Hvor:

• S - område af elementet;
• R - termisk modstand;
• Δt – forskellen mellem temperaturen indendørs og udendørs.

Ved bestemmelse af Δt bruges indikatoren for den koldeste tid på året.

Termisk modstand beregnes som følger:

R=A/Kt,

Hvor:

• EN – lagtykkelse, m;
• CT – varmeledningskoefficient, W/m*K.

For kombinerede elementer i en struktur skal modstanden af ​​alle lag opsummeres.

Den termiske ledningsevnekoefficient for byggematerialer og isolering kan hentes fra en opslagsbog eller ses i den medfølgende dokumentation for et specifikt produkt.

Vi har leveret flere værdier af varmeledningskoefficienten for de mest populære byggematerialer i den indeholdte tabel i næste artikel.

Ventilations varmetab

For at beregne indikatoren bruges formlen:

Q2=(V*K/3600)*C*P*Δt,

Hvor:

• V – rummets rumfang, kubikmeter. m;
• K – luftudvekslingskurs;
• C – specifik varmekapacitet af luft, J/kg*K;
• P – luftdensitet ved normal rumtemperatur – 20 °C.

Luftvekslingen i de fleste rum er lig med én. Undtagelsen er for huse med indvendig dampspærre - for at opretholde et normalt mikroklima skal luften fornyes to gange i timen.

Specifik varmekapacitet er en referenceindikator. Ved standardtemperatur uden tryk er værdien 1005 J/kg*K.

Tabellen viser luftdensitetens afhængighed af den omgivende temperatur under atmosfæriske trykforhold - 1,0132 bar (1 Atm)

Total varmetab

Den samlede mængde varmetab i rummet vil være lig med: Q=Q1*1,1+Q2. Koefficient 1.1 – en stigning i energiomkostningerne med 10 % på grund af luftinfiltration gennem revner og utætheder i bygningskonstruktioner.

Ved at gange den opnåede værdi med 1,2 opnår vi den nødvendige effekt af det opvarmede gulv for at kompensere for varmetab. Ved hjælp af en graf over varmeflow versus kølevæsketemperatur kan du bestemme den passende rørstigning og diameter.

Den lodrette skala er det gennemsnitlige temperaturregime for vandkredsløbet, den vandrette skala er indikatoren for varmeenergiproduktion af varmesystemet pr. 1 kvm. m

Dataene er relevante for opvarmede gulve på en sandcementafretning med en tykkelse på 7 mm, belægningsmaterialet er keramiske fliser. For andre forhold skal værdierne justeres for at tage højde for finishens termiske ledningsevne.

Ved f.eks. tæppelægning skal kølevæsketemperaturen øges med 4-5 °C. Hver ekstra centimeter afretningslag reducerer varmeoverførslen med 5-8%.

Endeligt valg af konturlængde

Ved at kende stigningen for at lægge spolerne og det dækkede område er det let at bestemme rørenes strømningshastighed. Hvis den opnåede værdi er større end den tilladte værdi, er det nødvendigt at installere flere kredsløb.

Det er optimalt, hvis løkkerne har samme længde - der er ingen grund til at justere eller afbalancere noget. I praksis er det dog oftere nødvendigt at bryde varmeledningen i forskellige sektioner.

Spredningen af ​​konturlængder bør forblive inden for 30-40%. Afhængigt af rummets formål og form kan du "lege" med løkkestigningen og rørdiametrene

Et specifikt eksempel på beregning af en varmegren

Lad os antage, at du skal bestemme parametrene for det termiske kredsløb til et hus med et areal på 60 kvadratmeter.

Til beregningen skal du bruge følgende data og egenskaber:

• rummål: højde – 2,7 m, længde og bredde – henholdsvis 10 og 6 m;
• huset har 5 metal-plast vinduer på 2 kvm. m;
• ydervægge - porebeton, tykkelse - 50 cm, Kt = 0,20 W/mK;
• ekstra vægisolering – polystyrenskum 5 cm, Kt=0,041 W/mK;
• loftmateriale – armeret betonplade, tykkelse – 20 cm, Kt=1,69 W/mK;
• loftsisolering - 5 cm tykke polystyrenskumplader;
• indgangsdørens dimensioner - 0,9 * 2,05 m, termisk isolering - polyurethanskum, lag - 10 cm, Kt = 0,035 W/mK.

Lad os derefter se på et trin-for-trin eksempel på udførelse af beregningen.

Trin 1 - beregning af varmetab gennem strukturelle elementer

Termisk modstand af vægmaterialer:

• porebeton: R1=0,5/0,20=2,5 sq.m*K/W;
• ekspanderet polystyren: R2=0,05/0,041=1,22 kvm*K/W.

Den termiske modstand af væggen som helhed er: 2,5 + 1,22 = 3,57 kvm. m*K/W. Vi tager gennemsnitstemperaturen i huset til at være +23 °C, minimumstemperaturen udenfor er 25 °C med et minustegn. Forskellen i indikatorer er 48 °C.

Beregning af det samlede vægareal: S1=2,7*10*2+2,7*6*2=86,4 kvm. m. Fra den opnåede indikator er det nødvendigt at trække størrelsen af ​​vinduerne og dørene: S2 = 86,4-10-1,85 = 74,55 kvm. m.

Ved at erstatte de opnåede indikatorer i formlen opnår vi vægvarmetab: Qc=74,55/3,57*48=1002 W

Analogt beregnes varmeomkostninger gennem vinduer, døre og lofter. For at vurdere energitab gennem loftet tages der hensyn til gulvmaterialets og isoleringens varmeledningsevne

Den endelige termiske modstand af loftet er: 0,2/1,69+0,05/0,041=0,118+1,22=1,338 kvm. m*K/W. Varmetab vil være: Qp=60/1.338*48=2152 W.

For at beregne varmelækage gennem vinduer er det nødvendigt at bestemme den vægtede gennemsnitlige værdi af materialernes termiske modstand: termoruder - 0,5 og profil - 0,56 kvm. m*K/W hhv.

Ro=0,56*0,1+0,5*0,9=0,56 kvm*K/W. Her er 0,1 og 0,9 andelen af ​​hvert materiale i vinduesstrukturen.

Vindues varmetab: Qо=10/0,56*48=857 W.

Under hensyntagen til dørens termiske isolering vil dens termiske modstand være: Rd=0,1/0,035=2,86 kvm. m*K/W. Qd=(0,9*2,05)/2,86*48=31 W.

Det samlede varmetab gennem de omsluttende elementer er: 1002+2152+857+31=4042 W. Resultatet skal øges med 10 %: 4042*1,1=4446 W.

Trin 2 - varme til opvarmning + generelt varmetab

Lad os først beregne varmeforbruget til opvarmning af den indkommende luft. Rumvolumen: 2,7*10*6=162 kubikmeter. m. Ventilationsvarmetabet vil derfor være: (162*1/3600)*1005*1,19*48=2583 W.

Ifølge disse rumparametre vil de samlede varmeomkostninger være: Q=4446+2583=7029 W.

Trin 3 - påkrævet effekt af det termiske kredsløb

Vi beregner den optimale kredsløbseffekt, der kræves for at kompensere for varmetab: N=1,2*7029=8435 W.

Næste: q=N/S=8435/60=141 W/kvm.

Baseret på den krævede ydeevne af varmesystemet og det aktive område af rummet er det muligt at bestemme varmefluxtætheden per 1 kvm. m

Trin 4 - bestemmelse af lægningsstigningen og konturlængden

Den resulterende værdi sammenlignes med afhængighedsgrafen. Hvis kølevæsketemperaturen i systemet er 40 °C, er et kredsløb med følgende parametre egnet: stigning – 100 mm, diameter – 20 mm.

Hvis vand opvarmet til 50 °C cirkulerer i hovedledningen, kan intervallet mellem afgreninger øges til 15 cm, og et rør med et tværsnit på 16 mm kan anvendes.

Vi beregner længden af ​​konturen: L=60/0,15*1,1=440 m.

Separat er det nødvendigt at tage højde for afstanden fra solfangerne til varmesystemet.

Som det kan ses af beregningerne, skal du lave mindst fire varmesløjfer for at installere et vandgulv. Hvordan man korrekt lægger og sikrer rør, samt andre installationshemmeligheder, vi gennemgået her.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Visuelle videoanmeldelser hjælper dig med at foretage en foreløbig beregning af længden og stigningen af ​​det termiske kredsløb.

Valg af den mest effektive afstand mellem grene af et gulvvarmesystem:

En guide til, hvordan man finder ud af længden af ​​løkken på det varme gulv i brug:

Beregningsmetoden kan ikke kaldes simpel. Samtidig skal mange faktorer, der påvirker kredsløbsparametrene, tages i betragtning. Hvis du planlægger at bruge vandgulvet som den eneste varmekilde, er det bedre at overlade dette arbejde til fagfolk - fejl på planlægningsstadiet kan være dyrt.

Beregner du selv de nødvendige optagelser af rør til gulvvarme og deres optimale diameter? Måske har du stadig spørgsmål, som vi ikke dækkede i dette materiale? Spørg dem til vores eksperter i kommentarfeltet.

Hvis du er specialiseret i beregning af rør til at arrangere vandopvarmede gulve, og du har noget at tilføje til materialet præsenteret ovenfor, bedes du skrive dine kommentarer nedenfor under artiklen.