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 Handwerker die Berechnungen selbst 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 Die Heizungsanlage muss Wärmeverluste von 1 kW ausgleichen. Wenn ein Wasserheizkreis als Ergänzung zum Hauptsystem verwendet wird, muss nur ein Teil des Wärmeverlusts abgedeckt werden
Es gibt Empfehlungen bezüglich der Bodentemperatur, die einen komfortablen Aufenthalt in Zimmern für verschiedene Zwecke ermöglichen:
- 29 ° C. - lebender Sektor;
- 33 ° C.- Badewanne, 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 kaufen, die die Stimulierung der Kühlmittelbewegung perfekt bewältigen. Es wird mit einem Kühlmitteldurchfluss von 20% ausgewählt.
Es wird viel Zeit für das Erhitzen von Estrichen mit einer Kapazität von mehr als 7 cm aufgewendet. Daher versuchen sie bei der Installation von Wassersystemen, den angegebenen Grenzwert nicht zu überschreiten. Bodenkeramik gilt als die am besten geeignete Beschichtung auf Wasserböden. Eine Fußbodenheizung wird aufgrund ihrer extrem geringen Wärmeleitfähigkeit nicht unter Parkett installiert.
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.
Bildergalerie
Foto von
Wasser beheizter Boden in einem Holzhaus
Optionslayout des Wasserkreislaufs
Verteiler- und Heizungssystemleitungen
Kupferbodenheizkreis
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 endgültige Ergebnis der Berechnungen vor der Installation eines warmen Fußbodens vom Wassertyp hängt von der Verfügbarkeit zusätzlicher Heizgeräte ab, einschließlich der Wärmeerzeugung 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 sind ein Grundriss des Hauses und entsprechende Abschnitte erforderlich.
Methode zur Berechnung des Wärmeverlustes
Nachdem Sie diesen Parameter festgelegt haben, 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 Heizkreisläufen 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 Leistung der Stromkreise;
- Q. - Hitzeverlust.
Zur Bestimmung des zweiten Indikators werden Messungen und Berechnungen des Bereichs von Fenstern, Türen, Decken und Außenwänden durchgeführt. Da der Boden beheizt wird, wird der Bereich dieser umschließenden Struktur nicht berücksichtigt. Messungen werden außen mit der Erfassung der Ecken des Gebäudes durchgeführt.
Die Berechnung berücksichtigt sowohl die Dicke als auch den Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten jeder der Strukturen. Standardwerte des Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten (λ) für die am häufigsten verwendeten Materialien können der Tabelle entnommen werden.
Aus der Tabelle können Sie den Koeffizientenwert zur 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 und 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 Wände unter Abzug von Fenster- und Türöffnungen beträgt 60 m². Außentemperatur -25 ° С, Innentemperatur + 20 ° С, 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 des 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 entsteht ein Überschuss an Kühlmittel
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 die Außentüren häufig öffnen, geht durch sie viel Wärme verloren. Daher ist es wichtig, dass sie dicht schließen
Infolgedessen beträgt der Wärmeverlust: 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 mit einem Lüftungssystem ausgestattet ist, sollte ein Teil der von der Quelle erzeugten Wärme für die Heizung von außen, Luft, verwendet werden.
Wenden Sie zur Berechnung die folgende 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 die Installation eines Fußbodens mit Warmwasserbereitung werden verschiedene Rohrverlegemethoden ausgewählt, die sich in ihrer Form unterscheiden: eine Schlange von drei Arten - die Schlange selbst, eckig, doppelt und Schnecke. In einer montierten Schaltung kann eine Kombination verschiedener Formen auftreten. Manchmal wird eine Schnecke für die zentrale Bodenzone ausgewählt, und eine der Schlangenarten wird 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 Auswahl dieses Parameters müssen zwei Anforderungen erfüllt sein: Der Fuß des Fußes sollte den Temperaturunterschied in einzelnen Zonen des Bodens nicht spüren, und 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 Dämmung des Bodens ist wichtig. Im Erdgeschoss sollte seine Dicke mindestens 100 mm erreichen. Zu diesem Zweck wird Mineralwolle oder extrudierter Polystyrolschaum verwendet.
Zur Berechnung der Rohrlänge gibt es eine einfache Formel:
L = S / N * 1,1wo
- S. - Bereich der Kontur;
- N. - Verlegeschritt;
- 1,1 - Biegemarge 10%.
Fügen Sie zum Endwert ein vom Kollektor verlegtes Rohrstück zur Verkabelung des Warmkreislaufs sowohl am Rücklauf als auch an der Versorgung hinzu.
Berechnungsbeispiel.
Anfangswerte:
- Bereich - 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 muss die Breite um das Zweifache überschreiten.
Der zuvor berechnete Wert ist die Länge des Rohrs für den gesamten Boden. 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 sind ein Idealfall, der in der Praxis jedoch selten anzutreffen ist, da der Bereich der Räumlichkeiten für verschiedene Zwecke sehr unterschiedlich ist und es einfach nicht zweckmäßig 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 Stromkreise 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 18 - 2 = 16 Konturen reduziert werden.
Bei der Auswahl einer Mischeinheit (Kollektor) muss geprüft werden, ob eine solche Anzahl von Schlussfolgerungen vorliegt.
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 diesem Artikel.
Wir berechnen die Umwälzpumpe
Um das System wirtschaftlich zu machen, müssen Sie eine Umwälzpumpe auswählen, die den gewünschten Druck und den optimalen Wasserfluss in den Kreisläufen liefert. In den Pässen der Pumpen wird üblicherweise der Druck im Kreislauf der längsten Länge und die Gesamtdurchflussmenge 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 im Pass angegebenen Zahlen zu Druck und Durchfluss können nicht wörtlich genommen werden - dies ist das Maximum, aber tatsächlich werden sie 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.
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.
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