Beregning av rør for gulvvarme: valg av rør i henhold til parametere, valg av leggetrinn + beregningseksempel

Til tross for installasjonens kompleksitet, er gulvvarme ved bruk av en vannkrets ansett som en av de mest kostnadseffektive metodene for å varme opp et rom. For at systemet skal fungere så effektivt som mulig og ikke forårsake funksjonsfeil, er det nødvendig å beregne rørene for gulvvarmen riktig - bestem lengden, sløyfehøyden og leggemønsteret på kretsen.

Komforten ved å bruke vannoppvarming avhenger i stor grad av disse indikatorene. Vi vil analysere disse problemene i artikkelen vår - vi vil fortelle deg hvordan du velger det beste røralternativet, med hensyn til de tekniske egenskapene til hver sort. Etter å ha lest denne artikkelen, vil du også kunne velge installasjonstrinnet og beregne den nødvendige diameteren og lengden på konturen til det varme gulvet for et bestemt rom.

Parametere for beregning av varmekretsen

På designstadiet er det nødvendig å løse en rekke problemer som avgjør designfunksjoner gulvvarme- og driftsmodus - velg tykkelsen på avrettingsmassen, pumpen og annet nødvendig utstyr.

De tekniske aspektene ved organiseringen av varmegrenen avhenger i stor grad av formålet. I tillegg til formålet, for en nøyaktig beregning av opptakene i vannkretsen, vil det være behov for et antall indikatorer: dekningsareal, varmefluksetetthet, varmebærertemperatur, type gulv.

Rørdekning

Når du bestemmer dimensjonene til sokkelen for legging av rør, tas det hensyn til et rom som ikke er rotet med stort utstyr og innebygde møbler. Du må tenke på utformingen av elementene i rommet på forhånd.

Hvis vannbunnen brukes som hovedvarmeleverandør, bør kapasiteten være tilstrekkelig til å kompensere for 100% av varmetap. Hvis spolen er et tillegg til radiatorsystemet, må den dekke 30-60% av romets varmeenergikostnader

Varmestrøm og kjølevæsketemperatur

Varmefluksdensiteten er en beregnet indikator som kjennetegner den optimale mengden varmeenergi for oppvarming av et rom. Verdien avhenger av en rekke faktorer: den termiske ledningsevnen til vegger, gulv, vinduer, tilstedeværelse av isolasjon og intensiteten av luftutveksling. Basert på varmefluksen bestemmes trinnet for sløyfing.

Maksimal indikator for temperaturen på kjølevæsken er 60 ° C. Imidlertid reduserer tykkelsen på avrettingsmassen og gulvbelegget temperaturen - faktisk observeres omtrent 30-35 ° C på gulvoverflaten. Forskjellen mellom de termiske indikatorene ved inngangen og utgangen på kretsen skal ikke overstige 5 ° C.

Type gulv

Etterbehandling påvirker systemytelsen. Optimal varmeledningsevne for fliser og porselenstentøy - overflaten varmes raskt opp. En god indikator på vannkretsens effektivitet ved bruk av laminat og linoleum uten varmeisolerende lag. Den laveste varmeledningsevnen til et trebelegg.

Graden av varmeoverføring avhenger også av fyllmaterialet. Systemet er mest effektivt når du bruker tung betong med naturlig tilslag, for eksempel marine småstein med fin fraksjon.

Sement-sandmørtel gir et gjennomsnittlig varmeoverføring ved oppvarming av kjølevæsken til 45 ° C. Effektiviteten til kretsen synker betydelig når enheten er halvtørr avrettingsmasse

Ved beregning av rør for et varmt gulv, bør de etablerte normene for beleggets temperaturregime tas i betraktning:

• 29 ° C - stue;
• 33 ° C - lokaler med høy luftfuktighet;
• 35 ° C - gjennomgangssoner og kalde soner - seksjoner langs endeveggene.

De klimatiske trekkene i regionen vil spille en viktig rolle i å bestemme tettheten av leggingen av vannkretsen. Når du beregner varmetap, bør minimumstemperaturen om vinteren tas med i betraktningen.

Som praksis viser, vil foreløpig oppvarming av hele huset bidra til å redusere belastningen. Det er fornuftig å først isolere rommet, og deretter gå videre til beregningen av varmetap og parametrene til rørkretsen.

Vurdering av tekniske egenskaper ved valg av rør

På grunn av ikke-standard driftsforhold stilles det høye krav til materialet og størrelsen på vanngulvspolen:

• kjemisk treghetmotstand mot korrosjonsprosesser;
• absolutt glatt indre beleggikke utsatt for dannelse av kalkholdige vekster;
• styrke - fra innsiden virker kjølevæsken konstant på veggene, og fra utsiden, en avrettingsmasse; røret må tåle et trykk på opptil 10 bar.

Det er ønskelig at oppvarmingsgrenen har en liten spesifikk tyngdekraft. En kake på vannbunnen utøver allerede en betydelig belastning i taket, og en tung rørledning vil bare forverre situasjonen.

I følge SNiP i lukkede varmesystemer er bruk av sveisede rør forbudt, uansett type søm: spiral eller rett

Tre kategorier av rørprodukter tilsvarer disse kravene til en eller annen grad: tverrbundet polyetylen, metall-plast, kobber.

Alternativ 1 - Tverrbundet polyetylen (PEX)

Materialet har en maskevid cellulær struktur av molekylære bindinger. Modifisert fra vanlig polyetylen utmerker seg ved tilstedeværelsen av både langsgående og tverrgående leddbånd. Denne strukturen øker tyngdekraften, mekanisk styrke og kjemisk motstand.

Vannkretsen fra PEX-rør har flere fordeler:

• høy elastisitet, tillater å legge en spole med en liten bøyeradius;
• sikkerhet - ved oppvarming avgir ikke materialet skadelige komponenter;
• varmemotstand: mykgjøring - fra 150 ° C, smelting - 200 ° C, forbrenning - 400 ° C;
• beholder strukturen med temperatursvingninger;
• skade motstand - biologiske ødeleggere og kjemikalier.

Rørledningen beholder sin opprinnelige gjennomstrømning - ingen sediment blir avsatt på veggene. Den estimerte levetiden for PEX-kretsen er 50 år.

Ulempene med tverrbundet polyetylen er: frykt for sollys, den negative påvirkningen av oksygen når den trenger gjennom strukturen, behovet for stiv fiksering av spolen under installasjonen

Det er fire produktgrupper:

1. PEX-a - peroksyd tverrbinding. Den mest holdbare og ensartede strukturen med en bindetetthet på opptil 75% oppnås.
2. PEX-b - Silane Crosslinking. Teknologien bruker silanider - giftige stoffer som er uakseptable for husholdning. Produsenter av rørleggerprodukter erstatter det med et sikkert reagens. Rør med hygienisk sertifikat er tillatt for installasjon. Tverrbindingsdensiteten er 65-70%.
3. PEX-c - strålingsmetode. Polyetylen bestråles med en gammastråle-strøm eller elektron. Som et resultat blir obligasjoner kondensert opp til 60%. PEX-c ulemper: usikker bruk, ujevn tverrbinding.
4. PEX-d - nitriding. Reaksjonen på å skape nettverket fortsetter på grunn av nitrogenradikaler. Utgangen er et materiale med en tverrbindingstetthet på omtrent 60-70%.

Styrkeegenskapene til PEX-rør avhenger av tverrbindingsmetoden til polyetylen.

Hvis du bodde på tverrbundne polyetylenrør, anbefaler vi deg å bli kjent med ordningsregler gulvvarmesystemer av dem.

Alternativ 2 - metall-plast

Lederen for rørutleie for arrangement av gulvvarme er metall-plast. Strukturelt inkluderer materialet fem lag.

Det indre belegget og det ytre skallet - polyetylen med høy tetthet, noe som gir røret den nødvendige glatthet og varmemotstand. Mellomlag - aluminiums pakning

Metall øker styrken på linjen, reduserer hastigheten på termisk ekspansjon og fungerer som en antidiffusjonsbarriere - det blokkerer strømmen av oksygen til kjølevæsken.

Funksjoner av plastrør:

• god varmeledningsevne;
• evne til å holde en gitt konfigurasjon;
• driftstemperatur med bevaring av egenskaper - 110 ° С;
• lav spesifikk tyngdekraft;
• lydløs bevegelse av kjølevæsken;
• sikkerhet for bruk;
• korrosjonsmotstand;
• driftsvarighet - opptil 50 år.

Ulempen med sammensatte rør er utilgjengeligheten av å bøye seg rundt aksen. Ved gjentatt vridning er det fare for skade på aluminiumslaget. Vi anbefaler at du blir kjent med riktig installasjonsteknologi plastrør, som vil bidra til å unngå skader.

Alternativ 3 - kobberrør

I henhold til tekniske og driftsmessige egenskaper vil gult metall være det beste valget. Imidlertid er relevansen begrenset av høye kostnader.

Sammenlignet med syntetiske rørledninger, vinner kobberkretsen på flere måter: varmeledningsevne, termisk og fysisk styrke, ubegrenset bøyevariabilitet, absolutt gassgjennomtrengelighet

I tillegg til høye kostnader har kobberrør et ytterligere minus - kompleksitet montering. For å bøye kretsen trenger du en pressemaskin eller rørbender.

Alternativ 4 - polypropylen og rustfritt stål

Noen ganger opprettes en varmegren av polypropylen eller rustfrie korrugerte rør. Det første alternativet er rimelig, men ganske stivt å bøye - minimumsradius på åtte produktdiametere.

Dette betyr at rør med en størrelse på 23 mm må plasseres i en avstand på 368 mm fra hverandre - en økt stigning vil ikke sikre ensartet oppvarming.

Korrosjonssikre rør er preget av høy varmeledningsevne og god fleksibilitet. Ulemper: skjørheten til gummibåndene, skaper en korrugering av sterk hydraulisk motstand

Mulige måter å legge konturen på

For å bestemme strømningshastigheten til et rør for å arrangere et varmt gulv, bør du bestemme utformingen av vannkretsen. Hovedoppgaven med planleggingsplanlegging er å sikre enhetlig oppvarming, under hensyntagen til kalde og uoppvarmede områder i rommet.

Følgende layoutalternativer er mulige: slange, dobbel slange og snegl. Når du velger et opplegg, må du ta hensyn til størrelsen, konfigurasjonen av rommet og plasseringen av ytterveggene

Metode nr. 1 - slangen

Kjølevæsken tilføres systemet langs veggen, passerer gjennom spolen og går tilbake til distribusjonsmanifold. I dette tilfellet blir halvparten av rommet oppvarmet med varmt vann, og resten avkjølt.

Når du legger med en slange, er det umulig å oppnå jevn oppvarming - temperaturforskjellen kan nå 10 ° C. Metoden er anvendbar i trange rom.

Vinkelslangeopplegget er optimalt hvis det er nødvendig å isolere den kalde sonen ved endeveggen eller i gangen

En dobbel slange gir mulighet for en mildere temperaturovergang. De fremre og bakre kretsene er parallelle med hverandre.

Metode nr. 2 - snegl eller spiral

Dette anses som det optimale opplegget som sikrer jevn oppvarming av gulvbelegget. De fremre og bakre grenene er stablet vekselvis.

Et ekstra pluss "skjell" er installasjonen av en varmekrets med en jevn sving av svingen. Denne metoden er relevant når du arbeider med rør med utilstrekkelig fleksibilitet.

På store områder implementeres en kombinert ordning. Overflaten er delt inn i sektorer og for hver utvikler en egen krets som går til felles samleren. I midten av rommet er rørledningen lagt ut med en snegl, og langs ytterveggene - med en slange.

Vi har en annen artikkel på nettstedet vårt der vi undersøkte detaljert installasjonsledningsdiagrammer gulvvarme og laget anbefalinger for å velge det beste alternativet, avhengig av egenskapene til et bestemt rom.

Prosedyre for beregning av rør

For ikke å bli forvirret i beregningene, foreslår vi å dele opp løsningen på spørsmålet i flere trinn. Først av alt er det nødvendig å evaluere varmetapet i rommet, bestemme installasjonstrinnet og deretter beregne lengden på varmekretsen.

Prinsipper for konstruksjon av en krets

Når du starter beregninger og lager en skisse, bør du gjøre deg kjent med de grunnleggende reglene for plasseringen av vannkretsen:

1. Det anbefales å legge rør langs vindusåpningen - dette vil redusere bygningens varmetap betydelig.
2. Anbefalt dekningsområde med en vannkrets er 20 kvm. m. I store rom er det nødvendig å dele plassen i soner og for hver legge en separat varmegren.
3. Avstanden fra veggen til den første grenen er 25 cm. Den tillatte stigningen for svingene til rør i midten av rommet er opptil 30 cm, langs kantene og i kalde soner - 10-15 cm.
4. Å bestemme maksimal rørlengde for et varmt gulv bør være basert på spiralens diameter.

For en krets med et tverrsnitt på 16 mm er ikke mer enn 90 m tillatt, begrensningen for en rørledning med tykkelse 20 mm er 120 m. Overholdelse av normene vil sikre normalt hydraulisk trykk i systemet.

Tabellen viser den estimerte strømningshastigheten til røret, avhengig av trinnet i løkken. For å få oppdaterte data, bør det tas hensyn til marginen for svinger og avstanden til samleren

Grunnformel med forklaringer

Beregningen av lengden på konturen til det varme gulvet utføres i henhold til formelen:

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

der:

• L - ønsket lengde på varmestrømmen;
• S - dekket gulvareal;
• n - leggingstrinn;
• 1,1 - standard ti prosent margin for bøyer;
• k - avstand fra oppsamleren fra gulvet - avstanden til ledningen til kretsen på matingen og retur blir tatt i betraktning.

Avgjørende vil spille dekningsområdet og turnusenes tonehøyde.

For å gjøre det klart, på papir, må du utarbeide en plan for rommet som angir de nøyaktige dimensjonene og angi passasjen til vannkretsen

Det må huskes at plassering av varmerør ikke anbefales under store husholdningsapparater og innebygde møbler. Parametrene til de markerte objektene må trekkes fra det totale arealet.

For å velge den optimale avstanden mellom grenene, er det nødvendig å utføre mer komplekse matematiske manipulasjoner, opererer med varmetapene i rommet.

Termoteknisk beregning med definisjonen av trinnet i kretsen

Rørens tetthet påvirker direkte mengden varmestrøm som kommer fra varmesystemet. For å bestemme den nødvendige belastningen er det nødvendig å beregne varmekostnadene om vinteren.

Varmekostnader gjennom bygningens elementer og ventilasjon må kompenseres fullt ut av den genererte varmeenergien til vannkretsen

Kraften til varmesystemet bestemmes av formelen:

M = 1,2 * Q,

der:

• M - kretsytelse;
• Q - generelt varmetap i rommet.

Verdien av Q kan dekomponeres til komponenter: energiforbruk gjennom bygningskonvolutten og kostnadene forbundet med driften av ventilasjonssystemet. La oss finne ut hvordan du beregner hver av indikatorene.

Varmetap gjennom bygningselementer

Det er nødvendig å bestemme varmeenergiforbruket for alle lukkende konstruksjoner: vegger, tak, vinduer, dører, etc. Beregningsformelen:

Q1 = (S / R) * Δt,

der:

• S - området til elementet;
• R - termisk motstand;
• At - forskjellen mellom temperaturen innendørs og utendørs.

Når du bestemmer Δt, brukes indikatoren for den kaldeste tiden av året.

Termisk motstand beregnes som følger:

R = A / Kt,

der:

• En - lagtykkelse, m;
• kt - koeffisient for varmeledningsevne, W / m * K.

For kombinerte bygningselementer må alle lags motstand summeres.

Koeffisienten for varmeledningsevne for byggematerialer og varmeovner kan tas fra katalogen eller se den tilhørende dokumentasjonen for et bestemt produkt

Flere verdier av koeffisienten for varmeledningsevne for de mest populære byggematerialene vi presenterte i tabellen inneholdt i neste artikkel.

Ventilasjon varmetap

For å beregne indikatoren brukes formelen:

Q2 = (V * K / 3600) * C * P * Δt,

der:

• V - volum av rommet, terning m;
• K - luftkurs;
• C - spesifikk luftvarme, J / kg * K;
• P - lufttetthet ved normal romtemperatur - 20 ° C.

Multiplikasjonen av luftutveksling i de fleste rom er lik en. Unntaket er hus med indre dampsperre - for å opprettholde et normalt mikroklima, må luften oppdateres to ganger i timen.

Spesifikk varme er en referanseindikator. Ved standard temperatur uten trykk er verdien 1005 J / kg * K.

Tabellen viser avhengighet av lufttetthet av omgivelsestemperatur under atmosfæretrykk - 1.0132 bar (1 Atm)

Totalt varmetap

Den totale mengden varmetap i rommet vil være lik: Q = Q1 * 1,1 + Q2. Koeffisient 1.1 - en økning i energiforbruket med 10% på grunn av luftinfiltrasjon gjennom sprekker, lekkasjer i bygningskonstruksjoner.

Ved å multiplisere den oppnådde verdien med 1,2 får vi den nødvendige kraften til det varme gulvet for å kompensere for varmetap. Ved hjelp av en graf over avhengigheten av varmefluxen av temperaturen på kjølevæsken, kan du bestemme riktig trinn og rørdiameter.

Den vertikale skalaen er gjennomsnittstemperaturregimet til vannkretsen, den horisontale er indikatoren for varmeproduksjon fra varmesystemet per 1 kvadratkilometer. m

Dataene er relevante for gulvvarme på en sand-sement avrettingsmasse av tykkelse 7 mm, belegningsmaterialet er keramiske fliser. For andre forhold er det nødvendig med en justering av verdiene under hensyntagen til den termiske konduktiviteten til finishen.

For eksempel, ved tepper, skal kjølevæskets temperatur økes med 4-5 ° C. Hver ekstra centimeter avrettingsmasse reduserer varmeoverføringen med 5-8%.

Endelig valg av konturlengde

Når du kjenner til stigningen for svingene og det dekkede området, er det lett å bestemme strømningshastigheten til rørene. Hvis den oppnådde verdien er større enn den tillatte verdien, er det nødvendig å utstyre flere kretsløp.

Optimalt, hvis løkkene har samme lengde - trenger du ikke å justere og balansere noe.Imidlertid er det i praksis oftere behov for å dele opp varmestrømmen i forskjellige seksjoner.

Spredningen av konturens lengder bør være innenfor 30-40%. Avhengig av formålet, kan formen på rommet "spilles" av sløyfehøyden og rørdiametrene

Et spesifikt eksempel på beregning av en varmegren

Anta at du vil bestemme parametrene til den termiske kretsen for et hus med et areal på 60 kvadratmeter.

For beregningen trenger du følgende data og egenskaper:

• romdimensjoner: høyde - 2,7 m, lengde og bredde - henholdsvis 10 og 6 m;
• huset har 5 metall-plastvinduer på 2 kvadratmeter. m;
• yttervegger - luftbetong, tykkelse - 50 cm, CT = 0,20 W / mK;
• ekstra veggisolasjon - polystyren 5 cm, CT = 0,041 W / mK;
• takmateriale - armert betongplate, tykkelse - 20 cm, CT = 1,69 W / mK;
• loftisolasjon - polystyrenplater 5 cm tykke;
• dimensjoner på inngangsdøren - 0,9 * 2,05 m, varmeisolasjon - polyuretanskum, lag - 10 cm, CT = 0,035 W / mK.

Deretter tar vi for oss et trinnvis eksempel på beregningen.

Trinn 1 - beregning av varmetap gjennom strukturelle elementer

Varmaterialers termiske motstand:

• luftbetong: R1 = 0,5 / 0,20 = 2,5 kvm * ​​K / W;
• ekspandert polystyren: R2 = 0,05 / 0,041 = 1,22 kvm * ​​K / W.

Den termiske motstanden til veggen som helhet er: 2,5 + 1,22 = 3,57 kvm. m * K / W. Vi tar gjennomsnittstemperaturen i huset til +23 ° C, minimum på gaten 25 ° C med minustegn. Forskjellen er 48 ° C.

Beregning av det totale veggområdet: S1 = 2,7 * 10 * 2 + 2,7 * 6 * 2 = 86,4 kvadratmeter. m. Fra den oppnådde indikatoren er det nødvendig å trekke verdien av vinduer og dører: S2 = 86,4-10-1,85 = 74,55 kvm. m.

Ved å erstatte de oppnådde parametrene i formelen, oppnår vi tap av varmetap: Qc = 74,55 / 3,57 * 48 = 1002 W

Analogt beregnes varmekostnadene gjennom vinduer, en dør og et tak. For å vurdere energitap gjennom loftet tas gulvmaterialets varmeisolasjon og isolasjon i betraktning

Takets totale termiske motstand er: 0,2 / 1,69 + 0,05 / 0,041 = 0,118 + 1,22 = 1,338 kvm. m * K / W. Varmetap vil være: Qп = 60 / 1.338 * 48 = 2152 W.

For å beregne lekkasje av varme gjennom vinduene, er det nødvendig å bestemme den vektede gjennomsnittsverdien av den termiske motstanden til materialer: et dobbeltvinduet vindu - 0,5 og en profil - 0,56 kvm. m * K / W, henholdsvis.

Rо = 0,56 * 0,1 + 0,5 * 0,9 = 0,56 kvm * ​​K / W. Her er 0,1 og 0,9 andelene av hvert materiale i vindusstrukturen.

Vindu varmetap: Qо = 10 / 0.56 * 48 = 857 W.

Når du tar hensyn til dørets varmeisolasjon, vil dens termiske motstand være: Rd = 0,1 / 0,035 = 2,86 kvm. m * K / W. Qd = (0,9 * 2,05) / 2,86 * 48 = 31 W.

Totale varmetap gjennom de omsluttende elementene er like: 1002 + 2152 + 857 + 31 = 4042 W. Resultatet må økes med 10%: 4042 * 1,1 = 4446 watt.

Trinn 2 - varme for oppvarming + generelt varmetap

Først beregner vi varmeforbruket for oppvarming av den innkommende luften. Romets volum: 2,7 * 10 * 6 = 162 cu. m. Følgelig vil tap av ventilasjon være: (162 * 1/3600) * 1005 * 1,19 * 48 = 2583 W.

I henhold til disse romparametrene vil de totale varmekostnadene være: Q = 4446 + 2583 = 7029 W.

Trinn 3 - den nødvendige kraften fra varmekretsen

Vi beregner den optimale sløyfekraften som er nødvendig for å kompensere for varmetap: N = 1,2 * 7029 = 8435 W.

Videre: q = N / S = 8435/60 = 141 W / kvm.

Basert på den nødvendige ytelsen til varmesystemet og det aktive området i rommet, er det mulig å bestemme varmestrømningstettheten per 1 kvm. m

Trinn 4 - bestemmelse av legging og konturlengde

Den resulterende verdien blir sammenlignet med avhengighetsgrafen. Hvis temperaturen på kjølevæsken i systemet er 40 ° C, er en krets med følgende parametere egnet: stigning - 100 mm, diameter - 20 mm.

Hvis vannet sirkulerer i bagasjerommet, oppvarmet til 50 ° C, kan intervallet mellom grenene økes til 15 cm og et rør med et tverrsnitt på 16 mm kan brukes.

Vi vurderer konturens lengde: L = 60 / 0,15 * 1,1 = 440 moh.

Hver for seg er det nødvendig å ta hensyn til avstanden fra samlerne til det termiske systemet.

Som det fremgår av beregningene, vil ordningen av vannbunnen måtte gjøre minst fire oppvarmingssløyfer. Og hvordan du kan legge og feste rørene ordentlig, så vel som andre installasjonshemmeligheter, vi gjennomgått her.

Konklusjoner og nyttig video om emnet

Visuelle videoomtaler vil bidra til å foreta en foreløpig beregning av lengden og stigningen på den termiske kretsen.

Velge den mest effektive avstanden mellom grenene til gulvvarmesystemet:

En guide for hvordan du finner ut lengden på løkken til en utnyttet gulvvarme:

Beregningsmetoden kan ikke kalles enkel. Samtidig bør mange faktorer som påvirker parametrene til kretsen vurderes.Hvis du planlegger å bruke vannbunnen som den eneste varmekilden, er det bedre å overlate dette arbeidet til fagfolk - feil i planleggingsstadiet kan være dyre.

Beregne det nødvendige opptaket av rør for et varmt gulv og deres optimale diameter selv? Kanskje har du fortsatt spørsmål som vi ikke rørte ved i denne artikkelen? Be dem til våre eksperter i kommentarfeltet.

Hvis du spesialiserer deg på beregning av rør for å arrangere et vannoppvarmet gulv og du har noe å legge til materialet ovenfor, kan du skrive kommentarene under artikkelen.