Wie berechnet man einen warmen Boden am Beispiel eines Wassersystems?

Die Wirksamkeit eines warmen Bodens wird von vielen Faktoren beeinflusst. Selbst wenn das System korrekt montiert ist und die modernsten Materialien für die Installation verwendet werden, wird die tatsächliche Wärmeeffizienz ohne Berücksichtigung der Erwartungen nicht den Erwartungen entsprechen.

Aus diesem Grund muss den Installationsarbeiten eine kompetente Berechnung des warmen Bodens vorausgehen, und nur dann kann ein gutes Ergebnis garantiert werden.

Das Entwerfen eines Heizungssystems ist nicht billig, daher führen viele Heimwerker ihre eigenen Berechnungen durch. Stimmen Sie zu, die Idee, die Kosten für die Anordnung eines warmen Bodens zu senken, scheint sehr verlockend.

Wir erklären Ihnen, wie Sie ein Projekt erstellen, welche Kriterien bei der Auswahl der Parameter des Heizungssystems zu berücksichtigen sind, und schreiben eine schrittweise Berechnungsprozedur auf. Aus Gründen der Übersichtlichkeit haben wir ein Beispiel für die Berechnung eines warmen Bodens vorbereitet.

Die Anfangsdaten für die Berechnung

Ein richtig geplanter Planungs- und Installationskurs wird zunächst Überraschungen und unangenehme Probleme in der Zukunft lindern.

Bei der Berechnung eines warmen Bodens müssen die folgenden Daten verwendet werden:

• Wandmaterial und Designmerkmale;
• die Größe des Raumes im Plan;
• Art der Oberfläche;
• Gestaltung von Türen, Fenstern und deren Platzierung;
• Layout der Strukturelemente im Plan.

Um eine kompetente Auslegung durchführen zu können, müssen das festgelegte Temperaturregime und die Möglichkeit seiner Anpassung berücksichtigt werden.

Für eine grobe Berechnung wird angenommen, dass 1 m² Das Heizsystem muss einen Wärmeverlust von 1 kW ausgleichen. Wenn ein Wasserheizkreis als Ergänzung zum Hauptsystem verwendet wird, muss nur ein Teil des Wärmeverlusts abgedeckt werden

Es gibt Empfehlungen zur Bodentemperatur, die einen komfortablen Aufenthalt in Zimmern für verschiedene Zwecke ermöglichen:

• 29 ° C. - Wohnbereich;
• 33 ° C.- Bad, Zimmer mit Pool und andere mit einer Anzeige für hohe Luftfeuchtigkeit;
• 35 ° C. - Kältezonen (an Eingangstüren, Außenwänden usw.).

Das Überschreiten dieser Werte führt zu einer Überhitzung sowohl des Systems selbst als auch der Deckbeschichtung mit anschließender unvermeidlicher Beschädigung des Materials.

Nach vorläufigen Berechnungen können Sie die Wärmeträgertemperatur auswählen, die für persönliche Empfindungen optimal ist, die Belastung des Heizkreislaufs bestimmen und Pumpgeräte erwerben, die die Stimulierung der Kühlmittelbewegung perfekt bewältigen. Es wird mit einem Kühlmitteldurchfluss von 20% ausgewählt.

Das Aufwärmen von Estrichen mit einer Kapazität von mehr als 7 cm nimmt viel Zeit in Anspruch. Daher versuchen sie bei der Installation von Wassersystemen, den angegebenen Grenzwert nicht zu überschreiten. Bodenkeramik gilt als die am besten geeignete Beschichtung auf Wasserböden. Die Fußbodenheizung passt aufgrund ihrer extrem geringen Wärmeleitfähigkeit nicht unter Parkett.

In der Entwurfsphase sollte entschieden werden, ob die Fußbodenheizung der Hauptwärmeversorger ist oder nur als Ergänzung zum Heizkörperzweig verwendet wird. Davon hängt der Anteil der Wärmeenergieverluste ab, den er kompensieren muss. Sie kann bei Abweichungen zwischen 30% und 60% liegen.

Die Zeit zum Erhitzen des Wasserbodens hängt von der Dicke der im Estrich enthaltenen Elemente ab. Wasser als Kühlmittel ist sehr effektiv, aber das System selbst ist schwer zu installieren.

Bestimmung der Parameter eines warmen Bodens

Der Zweck der Berechnung besteht darin, die Größe der Wärmebelastung zu erhalten. Das Ergebnis dieser Berechnung wirkt sich auf die nächsten Schritte aus. Die durchschnittliche Wintertemperatur in einer bestimmten Region, die geschätzte Temperatur in den Räumen und der Wärmeübergangskoeffizient von Decke, Wänden, Fenstern und Türen wirken sich wiederum auf die Wärmebelastung aus.

Die Ursache für den Wärmeverlust sind schlecht isolierte Wände, Fenster und Türen des Hauses. Der größte Prozentsatz der Wärme gelangt durch das Lüftungssystem und das Dach (+)

Das Endergebnis der Berechnungen vor Fußbodenheizung Der Wassertyp hängt von der Verfügbarkeit zusätzlicher Heizgeräte ab, einschließlich der Wärmeableitung der im Haus lebenden Personen und Haustiere. Berücksichtigen Sie unbedingt die Berechnung des Vorhandenseins von Infiltration.

Einer der wichtigen Parameter ist die Konfiguration der Räume, daher benötigen Sie einen Grundriss des Hauses und der entsprechenden Abschnitte.

Methode zur Berechnung des Wärmeverlustes

Wenn Sie diesen Parameter definieren, erfahren Sie, wie viel Wärme der Boden für das Wohlbefinden der Personen im Raum erzeugen muss. Sie können den Kessel, die Pumpe und den Boden je nach Leistung aufnehmen. Mit anderen Worten: Die von den Heizkreisen abgegebene Wärme sollte den Wärmeverlust des Gebäudes ausgleichen.

Die Beziehung zwischen diesen beiden Parametern wird durch die Formel ausgedrückt:

Mp = 1,2 x Q.wo

• Mp - erforderliche Schleifenleistung;
• Q. - Wärmeverlust.

Zur Bestimmung des zweiten Indikators werden Messungen und Berechnungen der Fläche von Fenstern, Türen, Böden und Außenwänden vorgenommen. Da der Boden beheizt wird, wird der Bereich dieser umschließenden Struktur nicht berücksichtigt. Messungen werden an der Außenseite mit der Erfassung der Ecken des Gebäudes durchgeführt.

Die Berechnung berücksichtigt sowohl die Dicke als auch den Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten jeder der Strukturen. Normative Werte Wärmeleitfähigkeitskoeffizient (λ) für die am häufigsten verwendeten Materialien kann der Tabelle entnommen werden.

Aus der Tabelle können Sie den Wert des Koeffizienten für die Berechnung entnehmen. Es ist wichtig, den Wert des Wärmewiderstands des Materials vom Lieferanten zu erfahren, wenn die Fenster aus Metall-Kunststoff (+) bestehen.

Die Berechnung des Wärmeverlusts wird für jedes Element des Gebäudes nach folgender Formel separat durchgeführt:

Q = 1 / R * (tv-tn) * S x (1 + ∑b)wo

• R. - Wärmewiderstand des Materials, aus dem die Umhüllungsstruktur besteht;
• S. - Fläche des Strukturelements;
• tv und tn - Die Temperatur ist intern bzw. extern, während der zweite Indikator auf dem niedrigsten Wert steht.
• b - zusätzlicher Wärmeverlust im Zusammenhang mit der Ausrichtung des Gebäudes relativ zu den Kardinalpunkten.

Der Wärmewiderstandsindex (R) wird ermittelt, indem die Dicke der Struktur durch den Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten des Materials dividiert wird, aus dem sie hergestellt ist.

Der Wert des Koeffizienten b hängt von der Ausrichtung des Hauses ab:

• 0,1 - Norden, Nordwesten oder Nordosten;
• 0,05 - Westen, Südosten;
• 0 - Süden, Südwesten.

Wenn Sie das Problem bei einem Beispiel für die Berechnung einer Fußbodenheizung berücksichtigen, wird es verständlicher.

Beispiel für eine konkrete Berechnung

Nehmen wir an, die 20 cm dicken Wände des Hauses für einen nicht dauerhaften Wohnsitz bestehen aus Porenbetonblöcken. Die Gesamtfläche der Umfassungsmauern abzüglich der Fenster- und Türöffnungen beträgt 60 m². Die Außentemperatur beträgt -25 ° C, die Innentemperatur + 20 ° C, die Konstruktion ist nach Südosten ausgerichtet.

Da die Wärmeleitfähigkeit der Blöcke λ = 0,3 W / (m ° * C) beträgt, können wir den Wärmeverlust durch die Wände berechnen: R = 0,2 / 0,3 = 0,67 m² ° C / W.

Ein Wärmeverlust wird auch durch die Stuckschicht beobachtet. Wenn seine Dicke 20 mm beträgt, dann Rpcs. = 0,02 / 0,3 = 0,07 m² ° C / W. Die Summe dieser beiden Indikatoren ergibt den Wert des Wärmeverlusts durch die Wände: 0,67 + 0,07 = 0,74 m² ° C / W.

Wenn Sie alle Anfangsdaten haben, setzen Sie sie in die Formel ein und erhalten Sie den Wärmeverlust eines Raums mit solchen Wänden: Q = 1 / 0,74 * (20 - (-25)) * 60 * (1 + 0,05) = 3831,08 W.

Auf die gleiche Weise werden Wärmeverluste durch die verbleibenden umschließenden Strukturen berechnet: Fenster, Türen und Dächer.

Die von den Heizkreisen bereitgestellte Wärme reicht möglicherweise nicht aus, um die Luft im Haus auf den gewünschten Wert zu erwärmen, wenn ihre Leistung unterschätzt wird. Bei überschüssiger Leistung kommt es zu einem Überlauf des Kühlmittels

Um den Wärmeverlust durch die Decke zu bestimmen, nehmen Sie den Wärmewiderstand gleich dem Wert für die geplante oder vorhandene Dämmart: R = 0,18 / 0,041 = 4,39 m² ° C / W.

Die Deckenfläche ist identisch mit der Bodenfläche und beträgt 70 m². Durch Einsetzen dieser Werte in die Formel wird ein Wärmeverlust durch die obere Umhüllungsstruktur erhalten: Q Schweiß. = 1 / 4,39 * (20 - (-25)) * 70 * (1 + 0,05) = 753,42 W.

Um den Wärmeverlust durch die Oberfläche der Fenster zu bestimmen, müssen Sie deren Fläche berechnen. Wenn es 4 Fenster mit einer Breite von 1,5 m und einer Höhe von 1,4 m gibt, beträgt ihre Gesamtfläche: 4 * 1,5 * 1,4 = 8,4 m².

Wenn der Hersteller den Wärmewiderstand für das doppelt verglaste Fenster und Profil doppelt angibt - 0,5 bzw. 0,56 m² ° C / W, dann ist Rokon = 0,5 * 90 + 0,56 * 10) / 100 = 0,56 m² ° C / Di. Hier sind 90 und 10 die Anteile, die jedem Fensterelement zugeordnet werden können.

Basierend auf den erhaltenen Daten werden weitere Berechnungen fortgesetzt: Q-Fenster = 1 / 0,56 * (20 - (-25)) * 8,4 * (1 + 0,05) = 708,75 Watt.

Die Außentür hat eine Fläche von 0,95 * 2,04 = 1,938 m². Dann Rdv. = 0,06 / 0,14 = 0,43 m² ° C / W. Q dv. = 1 / 0,43 * (20 - (-25)) * 1,938 * (1 + 0,05) = 212,95 W.

Da sich Außentüren häufig öffnen, geht durch sie viel Wärme verloren. Daher ist es wichtig, dass sie dicht schließen

Infolgedessen betragen die Wärmeverluste: Q = 3831,08 + 753,42 + 708,75 + 212,95 + 7406,25 = W.

Weitere 10% für die Luftinfiltration werden zu diesem Ergebnis hinzugefügt, dann Q = 7406,25 + 740,6 = 8146,85 Watt.

Jetzt können Sie die Wärmeleistung des Bodens bestimmen: Mp = 1, * 8146,85 = 9776,22 W oder 9,8 kW.

Die notwendige Wärme zum Erhitzen der Luft

Wenn das Haus ausgestattet mit BelüftungssystemDann sollte ein Teil der von der Quelle erzeugten Wärme für die Erwärmung der von außen kommenden Luft aufgewendet werden.

Wenden Sie zur Berechnung die Formel an:

Qc. = c * m * (tv - tn)wo

• c = 0,28 kg⁰С und bezeichnet die Wärmekapazität der Luftmasse;
• m Das Symbol zeigt den Massenstrom der Außenluft in kg an.

Der letzte Parameter wird erhalten, indem das Gesamtluftvolumen mit dem Volumen aller Räume multipliziert wird, vorausgesetzt, die Luft wird stündlich mit einer Dichte aktualisiert, die je nach Temperatur variiert.

Die Grafik zeigt die Abhängigkeit der Luftdichte von ihrer Temperatur.Die Daten sind erforderlich, um die Wärmemenge zu berechnen, die erforderlich ist, um die Luftmasse zu erwärmen, die durch Zwangsbelüftung in das Haus gelangt (+).

Wenn das Gebäude 400 m betritt³/ h, dann m = 400 · 1,422 = 568,8 kg / h. Qc. = 0,28 * 568,8 * 45 = 7166,88 Watt.

In diesem Fall erhöht sich die erforderliche Wärmeleistung des Bodens erheblich.

Berechnung der erforderlichen Anzahl von Rohren

Für das Gerät des Bodens mit Warmwasserbereitung unterschiedlich Rohrverlegungsmethodengekennzeichnet durch ihre Form: eine Schlange von drei Arten - die eigentliche Schlange, eckig, doppelt und Schnecke. In einer montierten Schaltung kann eine Kombination verschiedener Formen gefunden werden. Manchmal wird eine Schnecke für die zentrale Bodenzone und eine der Schlangenarten für die Ränder ausgewählt.

"Schnecke" ist eine rationale Wahl für große Räume mit einfacher Geometrie. In Räumen, die sehr länglich sind oder eine komplexe Form haben, ist es besser, eine "Schlange" (+) zu verwenden.

Der Abstand zwischen den Rohren wird als Stufe bezeichnet. Bei der Auswahl dieses Parameters müssen zwei Anforderungen erfüllt sein: Der Fuß des Fußes sollte den Temperaturunterschied in den einzelnen Zonen des Bodens nicht spüren, und die Rohre sollten so effizient wie möglich verwendet werden.

Für Grenzbereiche des Bodens wird ein Abstand von 100 mm empfohlen. In anderen Bereichen können Sie eine Teilung im Bereich von 150 bis 300 mm wählen.

Die Isolierung des Bodens ist wichtig. Im Erdgeschoss sollte seine Dicke mindestens 100 mm erreichen. Zu diesem Zweck wird Mineralwolle oder extrudierter Polystyrolschaum verwendet.

Um die Länge des Rohrs zu berechnen, gibt es eine einfache Formel:

L = S / N * 1,1wo

• S. - Bereich der Kontur;
• N. - Verlegeschritt;
• 1,1 - Biegemarge 10%.

Zum Endwert ein vom Kollektor verlegtes Rohrstück zur Verkabelung des Warmkreislaufs sowohl am Rücklauf als auch am Durchfluss hinzufügen.

Berechnungsbeispiel.

Anfangswerte:

• die Gegend - 10 m²;
• Kollektorabstand - 6 m;
• Pech legen - 0,15 m.

Die Lösung des Problems ist einfach: 10 / 0,15 * 1,1 + (6 * 2) = 85,3 m.

Wählen Sie bei Verwendung von Metall-Kunststoff-Rohren mit einer Länge von bis zu 100 m meistens einen Durchmesser von 16 oder 20 mm. Bei einer Rohrlänge von 120-125 m sollte der Querschnitt 20 mm² betragen.

Das Single-Circuit-Design eignet sich nur für Räume mit kleiner Fläche. Der Boden in großen Räumen ist im Verhältnis 1: 2 in mehrere Kreisläufe unterteilt - die Länge der Struktur sollte die Breite um das Zweifache überschreiten.

Der zuvor berechnete Wert ist die Länge Rohre für den Boden im Allgemeinen. Um das Bild zu vervollständigen, müssen Sie jedoch die Länge einer separaten Kontur hervorheben.

Dieser Parameter wird durch den hydraulischen Widerstand des Kreislaufs beeinflusst, der durch den Durchmesser der ausgewählten Rohre und das pro Zeiteinheit zugeführte Wasservolumen bestimmt wird. Wenn diese Faktoren vernachlässigt werden, ist der Druckverlust so groß, dass keine Pumpe das Kühlmittel zirkulieren lässt.

Bestimmung des Rohrdurchflusses in Abhängigkeit vom gewählten Verlegeschritt

Konturen gleicher Länge - dies ist ein idealer Fall, der in der Praxis jedoch selten anzutreffen ist, da der Bereich der Räumlichkeiten für verschiedene Zwecke sehr unterschiedlich ist und es einfach nicht praktikabel ist, die Länge der Konturen auf einen Wert zu bringen. Profis erlauben einen Unterschied in der Rohrlänge von 30 bis 40%.

Der Wert des Durchmessers des Kollektors und des Durchsatzes der Mischeinheit bestimmt die zulässige Anzahl der daran angeschlossenen Schleifen. Im Pass zur Mischeinheit finden Sie immer den Wert der Wärmelast, für die sie ausgelegt ist.

Bandbreitenverhältnis annehmen (Kvs) beträgt 2,23 m³/ h Mit diesem Koeffizienten können bestimmte Pumpenmodelle einer Last von 10 bis 15 Watt standhalten.

Um die Anzahl der Schaltkreise zu bestimmen, müssen Sie die thermische Belastung jedes einzelnen berechnen. Wenn die von der Fußbodenheizung eingenommene Fläche 10 m² beträgt und die Wärmeübertragung 1 m² beträgt, wird die Anzeige angezeigt Kvs beträgt 80 Watt, dann 10 * 80 = 800 Watt. Dies bedeutet, dass die Mischeinheit 15.000 / 800 = 18,8 Räume oder Kreisläufe mit einer Fläche von 10 m² bereitstellen kann.

Diese Indikatoren sind maximal und können nur theoretisch angewendet werden. In Wirklichkeit muss die Zahl jedoch um mindestens 2, dann um 18 - 2 = 16 Konturen reduziert werden.

Notwendigkeit zur Auswahl Mischeinheit (Kollektor) sehen Sie, ob er so viele Schlussfolgerungen hat.

Überprüfen Sie die richtige Auswahl des Rohrdurchmessers

Um zu überprüfen, ob der Rohrabschnitt richtig ausgewählt wurde, können Sie die folgende Formel verwenden:

υ = 4 * Q * 10ᶾ / n * d²

Wenn die Geschwindigkeit dem gefundenen Wert entspricht, wird der Rohrabschnitt korrekt ausgewählt. Zulassungsdokumente erlauben eine Höchstgeschwindigkeit von 3 m / s. mit einem Durchmesser von bis zu 0,25 m, aber der optimale Wert beträgt 0,8 m / s, da mit zunehmender Wertsteigerung der Rauscheffekt in der Rohrleitung zunimmt.

Weitere Informationen zur Berechnung von Fußbodenheizungsrohren finden Sie in dieser Artikel.

Wir berechnen die Umwälzpumpe

Damit das System wirtschaftlich ist, müssen Sie Hebe die Umwälzpumpe aufBereitstellung des erforderlichen Drucks und der optimalen Durchflussrate in den Kreisläufen. In den Pässen der Pumpen wird üblicherweise der Druck im Kreislauf der längsten Länge und der Gesamtdurchfluss des Kühlmittels in allen Kreisläufen angegeben.

Der Druck wird durch hydraulische Verluste beeinflusst:

∆ h = L * Q² / k1wo

• L. - die Länge der Kontur;
• Q. - Wasserverbrauch l / s;
• k1 - Koeffizient, der Verluste im System kennzeichnet. Der Indikator kann den hydraulischen Referenztabellen oder dem Gerätepass entnommen werden.

Wenn Sie den Druck kennen, berechnen Sie den Durchfluss im System:

Q = k * √Hwo

k Ist der Durchflusskoeffizient. Profis akzeptieren den Verbrauch pro 10 m² des Hauses im Bereich von 0,3 bis 0,4 l / s.

Unter den Komponenten eines Warmwasserbodens spielt die Umwälzpumpe eine besondere Rolle. Nur eine Einheit, deren Leistung 20% ​​höher ist als die tatsächliche Durchflussmenge des Kühlmittels, kann den Widerstand in den Rohren überwinden

Die Angaben zu den im Pass angegebenen Druck- und Durchflussraten können nicht wörtlich genommen werden - dies ist das Maximum, sie werden jedoch tatsächlich von der Länge und Geometrie des Netzwerks beeinflusst. Wenn der Druck zu hoch ist, verringern Sie die Länge des Kreislaufs oder vergrößern Sie den Durchmesser der Rohre.

Tipps zur Auswahl der Estrichstärke

In den Verzeichnissen finden Sie Informationen, dass die Mindestdicke des Estrichs 30 mm beträgt. Wenn der Raum ziemlich hoch ist, wird eine Heizung unter den Estrich gestellt, was die Effizienz der Nutzung der vom Heizkreis abgegebenen Wärme erhöht.

Das beliebteste Substratmaterial ist extrudierter Polystyrolschaum. Sein Wärmeübertragungswiderstand ist deutlich geringer als der von Beton.

Bei der Installation von Estrichen wird der Raumumfang mit einem Dämpferband geformt, um die lineare Ausdehnung des Betons auszugleichen. Es ist wichtig, die Dicke richtig zu wählen. Experten raten, bei einer Raumfläche von nicht mehr als 100 m² eine 5 mm Ausgleichsschicht anzubringen.

Wenn die Fläche aufgrund einer Länge von mehr als 10 m größer ist, wird die Dicke nach folgender Formel berechnet:

b = 0,55 * L.wo

L. - Dies ist die Länge des Raumes in m.

Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema

Über die Berechnung und Installation eines warmen Hydraulikbodens, dieses Videomaterial:

Das Video enthält praktische Empfehlungen zum Verlegen des Bodens. Informationen helfen dabei, Fehler zu vermeiden, die Liebhaber normalerweise machen:

Die Berechnung ermöglicht es, ein "Warmboden" -System mit optimaler Leistung zu entwerfen. Es ist zulässig, die Heizung anhand von Passdaten und Empfehlungen zu installieren.

Es wird funktionieren, aber Profis raten trotzdem, Zeit mit der Berechnung zu verbringen, damit das System am Ende weniger Energie verbraucht.

Haben Sie Erfahrung in der Berechnung eines warmen Fußbodens und in der Vorbereitung eines Heizkreisprojekts? Oder haben Sie Fragen zum Thema? Bitte teilen Sie Ihre Meinung und hinterlassen Sie Kommentare.