Beräkning av rör för golvvärme: val av rör enligt parametrar, val av läggningssteg + beräkningsexempel

Trots installationens komplexitet anses golvvärme med en vattenkrets vara en av de mest kostnadseffektiva metoderna för att värma ett rum. För att systemet ska fungera så effektivt som möjligt och inte orsaka funktionsfel är det nödvändigt att beräkna rören för golvvärme korrekt - bestäm kretsens längd, slinga och läggningsmönster.

Bekvämligheten med att använda vattenuppvärmning beror till stor del på dessa indikatorer. Vi kommer att analysera dessa problem i vår artikel - vi kommer att berätta för dig hur du väljer det bästa röralternativet med hänsyn till de tekniska egenskaperna för varje sort. Efter att ha läst den här artikeln kommer du också att kunna välja installationssteget och beräkna den erforderliga diametern och längden på konturen på det varma golvet för ett visst rum.

Parametrar för beräkning av värmekretsen

I designstadiet är det nödvändigt att lösa ett antal problem som avgör designfunktioner golvvärme och driftsläge - välj tjockleken på avdragaren, pumpen och annan nödvändig utrustning.

De tekniska aspekterna av organisationen av värmeföretaget beror till stor del på dess syfte. Utöver syftet, för en noggrann beräkning av bilderna i vattenkretsen, kommer ett antal indikatorer att behövas: täckningsyta, värmeflödesdensitet, värmebärartemperatur, typ av golv.

Rörtäckning

Vid bestämning av måtten på basen för att lägga rör, beaktas ett utrymme som inte är rörigt med stor utrustning och inbyggda möbler. Du måste tänka på utformningen av föremål i rummet i förväg.

Om vattengolvet används som huvudvärmeleverantör bör kapaciteten vara tillräcklig för att kompensera för 100% av värmeförlusterna. Om spolen är ett tillägg till kylarsystemet måste den täcka 30-60% av värmeenergikostnaderna i rummet

Värmeflöde och kylvätsketemperatur

Värmeflödesdensiteten är en beräknad indikator som kännetecknar den optimala mängden värmeenergi för uppvärmning av ett rum. Värdet beror på ett antal faktorer: värmeledningsförmågan hos väggarna, golven, glasytan, närvaron av isolering och intensiteten av luftutbytet. Baserat på värmeflödet bestäms slinganläggningssteget.

Den maximala indikatorn för kylmedlets temperatur är 60 ° C. Emellertid sänker avdraget och golvbeläggningen temperaturen - i själva verket observeras cirka 30-35 ° C på golvytan. Skillnaden mellan de termiska indikatorerna vid ingången och utgången från kretsen bör inte överstiga 5 ° C.

Typ av golv

Efterbehandling påverkar systemets prestanda. Optimal värmeledningsförmåga hos plattor och porslinstenar - ytan värms snabbt upp. En bra indikator på vattenkretsens effektivitet vid användning av laminat och linoleum utan värmeisolerande skikt. Träbeläggningens lägsta värmeledningsförmåga.

Graden av värmeöverföring beror också på fyllmaterialet. Systemet är mest effektivt när man använder tung betong med naturligt aggregat, till exempel marina småstenar med fin fraktion.

Cement-sandmortel ger en genomsnittlig värmeöverföring vid uppvärmning av kylvätska till 45 ° C. Kretsens effektivitet sjunker avsevärt när enheten är halvtorr

Vid beräkning av rör för ett varmt golv bör de fastställda normerna för temperaturregimen för beläggningen beaktas:

• 29 ° C - vardagsrum;
• 33 ° C - lokaler med hög luftfuktighet;
• 35 ° C - passagezoner och kalla zoner - sektioner längs ändväggarna.

Regionens klimatfunktioner kommer att spela en viktig roll för att bestämma tätheten för läggningen av vattenkretsen. Vid beräkning av värmeförluster bör minimitemperaturen på vintern beaktas.

Som praxis visar kommer preliminär uppvärmning av hela huset att bidra till att minska belastningen. Det är vettigt att först isolera rummet och sedan gå vidare till beräkningen av värmeförlust och parametrarna för rörkretsen.

Bedömning av tekniska egenskaper vid val av rör

På grund av icke-standardiserade driftsförhållanden ställs höga krav på materialet och storleken på vattengolvspolen:

• kemisk inertnessmotstånd mot korrosionsprocesser;
• absolut slät inre beläggninginte benägna att bilda kalkhaltiga tillväxter;
• styrka - från insidan verkar kylvätskan ständigt på väggarna, och från utsidan, en screed; röret måste motstå ett tryck på upp till 10 bar.

Det är önskvärt att uppvärmningsgrenen har en liten specifik vikt. En kaka på vattengolvet utövar redan en betydande belastning på taket, och en tung rörledning kommer bara att förvärra situationen.

Enligt SNiP i slutna värmesystem är användning av svetsade rör förbjudna, oavsett typ av söm: spiral eller rak

Tre kategorier av rörprodukter motsvarar dessa krav till en eller annan grad: tvärbunden polyeten, metallplast, koppar.

Alternativ 1 - Tvärbunden polyeten (PEX)

Materialet har en nätbredd cellstruktur av molekylära bindningar. Modifierad från vanlig polyeten kännetecknas av närvaron av både längsgående och tvärgående ligament. Denna struktur ökar specifik vikt, mekanisk hållfasthet och kemisk resistens.

Vattenkretsen från PEX-rör har flera fördelar:

• hög elasticitet, låter lägga en spole med en liten böjradie;
• säkerhet - vid uppvärmning avger materialet inte skadliga komponenter;
• värmebeständighet: mjukning - från 150 ° C, smältning - 200 ° C, förbränning - 400 ° C;
• behåller strukturen med temperatursvingningar;
• skador motstånd - biologiska förstörare och kemikalier.

Rörledningen behåller sin ursprungliga kapacitet - inget sediment avsätts på väggarna. Den beräknade livslängden för PEX-kretsen är 50 år.

Nackdelarna med tvärbunden polyeten är: rädsla för solljus, den negativa påverkan av syre när det tränger igenom strukturen, behovet av stel fixering av spolen under installationen

Det finns fyra produktgrupper:

1. PEX-a - peroxid tvärbindning. Den mest hållbara och enhetliga strukturen med en bindningsdensitet på upp till 75% uppnås.
2. PEX-b - Silane Crosslinking. Tekniken använder silanider - giftiga ämnen som är oacceptabla för hushållsbruk. Tillverkare av VVS-produkter ersätter det med ett säkert reagens. Rör med hygienintyg är tillåtna för installation. Tvärbindningstätheten är 65-70%.
3. PEX-c - strålningsmetod. Polyeten bestrålas med en gammastrålsström eller elektron. Som ett resultat kondenseras obligationerna upp till 60%. PEX-c nackdelar: osäker användning, ojämn tvärbindning.
4. PEX-d - nitriding. Reaktionen på att skapa nätverket fortskrider på grund av kväveradikaler. Utgången är ett material med en tvärbindningsdensitet på cirka 60-70%.

Styrkaegenskaperna hos PEX-rör beror på tvärbindningsmetoden för polyeten.

Om du stannade på tvärbundna polyetenrör rekommenderar vi att du bekanta dig med regler för arrangemang golvvärmesystem av dem.

Alternativ 2 - metall-plast

Ledaren för uthyrning av rör för arrangemang av golvvärme är metall-plast. Strukturellt innefattar materialet fem lager.

Den inre beläggningen och det yttre skalet - polyeten med hög täthet, vilket ger röret nödvändig jämnhet och värmebeständighet. Mellanskikt - aluminiumpackning

Metall ökar styrken på linjen, minskar värmeutvidgningshastigheten och fungerar som en anti-diffusionsbarriär - den blockerar syreflödet till kylvätskan.

Funktioner hos plaströr:

• god värmeledningsförmåga;
• förmåga att hålla en given konfiguration;
• driftstemperatur med bevarande av egenskaper - 110 ° С;
• låg specifik tyngdkraft;
• noiseless rörelse av kylvätskan;
• säkerhet vid användning;
• korrosionsbeständighet;
• driftstid - upp till 50 år.

Nackdelen med kompositrör är otillåtet att böja sig runt axeln. Vid upprepad vridning finns det risk för skador på aluminiumskiktet. Vi rekommenderar att du bekanta dig med korrekt installationsteknik plaströr, vilket hjälper till att undvika skador.

Alternativ 3 - kopparrör

Enligt tekniska och operativa egenskaper är gul metall det bästa valet. Emellertid begränsas dess relevans av höga kostnader.

Jämfört med syntetiska rörledningar vinner kopparkretsen på flera sätt: värmeledningsförmåga, termisk och fysisk styrka, obegränsad böjvariabilitet, absolut gasgenomtränglighet

Förutom höga kostnader har kopparrör ytterligare minus - komplexitet montering. För att böja kretsen behöver du en pressmaskin eller rörbockare.

Alternativ 4 - polypropen och rostfritt stål

Ibland skapas en uppvärmningsgren av polypropylen eller rostfria korrugerade rör. Det första alternativet är överkomligt, men ganska styvt att böja - minsta radie för åtta produktdiametrar.

Detta innebär att rör med en storlek på 23 mm måste placeras på ett avstånd av 368 mm från varandra - en ökad tonhöjd garanterar inte enhetlig uppvärmning.

Korrosionssäkra rör kännetecknas av hög värmeledningsförmåga och god flexibilitet. Nackdelar: gummibandens bräcklighet, skapandet av en korrugering av starkt hydrauliskt motstånd

Möjliga sätt att lägga konturen

För att bestämma flödeshastigheten för ett rör för att ordna ett varmt golv, bör du bestämma utformningen av vattenkretsen. Layoutplaneringens huvuduppgift är att säkerställa enhetlig uppvärmning med hänsyn till kalla och ouppvärmda områden i rummet.

Följande layoutalternativ är möjliga: orm, dubbel orm och snigel. När du väljer ett schema måste du ta hänsyn till rumets storlek, konfiguration och ytterväggarnas placering

Metod # 1 - ormen

Kylvätska tillförs systemet längs väggen, passerar genom spolen och återgår till distributionsgrenrör. I detta fall värms hälften av rummet upp med varmt vatten, och resten kyls.

När du lägger med en orm är det omöjligt att uppnå enhetlig uppvärmning - temperaturskillnaden kan uppgå till 10 ° C. Metoden är tillämplig i smala rum.

Det vinklade ormsystemet är optimalt om det är nödvändigt att isolera den kalla zonen vid ändväggen eller i korridoren

En dubbel orm möjliggör en mildare temperaturövergång. Fram- och bakåtkretsarna är parallella med varandra.

Metod # 2 - snigel eller spiral

Detta anses vara det optimala schemat som garanterar enhetlig uppvärmning av golvbeläggningen. De främre och bakre grenarna staplas växelvis.

Ett ytterligare plus med "skal" är installationen av en värmekrets med en smidig svängning av svängen. Denna metod är relevant när man arbetar med rör med otillräcklig flexibilitet.

På stora områden implementeras ett kombinerat schema. Ytan är indelad i sektorer och för varje utvecklar en separat krets som går till den gemensamma samlaren. I mitten av rummet är rörledningen utlagd med en snigel och längs ytterväggarna - med en orm.

Vi har en annan artikel på vår webbplats där vi granskade i detalj installationsledningsdiagram golvvärme och rekommendationer för att välja det bästa alternativet, beroende på egenskaperna hos ett visst rum.

Rörberäkningsprocedur

För att inte bli förvirrad i beräkningarna föreslår vi att dela lösning av frågan i flera steg. Först och främst är det nödvändigt att utvärdera värmeförlusten i rummet, bestämma installationssteget och sedan beräkna längden på värmekretsen.

Principer för konstruktion av en krets

När du startar beräkningar och skapar en skiss bör du bekanta dig med de grundläggande reglerna för placeringen av vattenkretsen:

1. Det är lämpligt att lägga rör längs fönsteröppningen - detta kommer att minska byggnadens värmeförlust betydligt.
2. Rekommenderat täckningsområde med en vattenkrets är 20 kvm. m. I stora rum är det nödvändigt att dela utrymmet i zoner och för varje lägga en separat uppvärmningsgren.
3. Avståndet från väggen till den första grenen är 25 cm. Den tillåtna tonhöjden för rörvarv i mitten av rummet är upp till 30 cm, längs kanterna och i kalla zoner - 10-15 cm.
4. Att bestämma den maximala rörlängden för ett varmt golv bör baseras på spolens diameter.

För en krets med ett tvärsnitt på 16 mm är högst 90 m tillåtet, begränsningen för en rörledning med en tjocklek på 20 mm är 120 m. Uppfyllelse av normerna säkerställer normalt hydraultryck i systemet.

Tabellen visar rörets beräknade flödeshastighet, beroende på slingans steg. För att få uppdaterade data bör hänsyn tas till varvmarginalen och avståndet till samlaren

Grundformel med förklaringar

Beräkningen av längden på konturen på det varma golvet utförs enligt formeln:

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

där:

• L - önskad längd på uppvärmningsnätet;
• S - täckt golvyta;
• n - läggningssteg;
• 1,1 - standardmarginal för tio procent för böjningar;
• k - avstånd från kollektorn från golvet - avståndet till ledningen på kretsen på matningen och retur beaktas.

Avgörande kommer att spela täckningsområdet och tonhöjden.

För tydlighetens skull måste du på papper utarbeta en plan i rummet som anger de exakta måtten och ange passagen för vattenkretsen

Det bör komma ihåg att placering av värmerör inte rekommenderas under stora hushållsapparater och inbyggda möbler. Parametrarna för de markerade objekten måste dras från det totala området.

För att välja det optimala avståndet mellan grenarna är det nödvändigt att utföra mer komplexa matematiska manipulationer, arbeta med värmeförlusterna i rummet.

Termoteknisk beräkning med definitionen av kretssteget

Rörens densitet påverkar direkt mängden värmeflöde som kommer från värmesystemet. För att bestämma den erforderliga belastningen är det nödvändigt att beräkna värmekostnaderna på vintern.

Värmekostnader genom byggnadsdelar i byggnaden och ventilation måste kompenseras helt av den genererade värmeenergin i vattenkretsen

Kraften i värmesystemet bestäms av formeln:

M = 1,2 * Q,

där:

• M - kretsprestanda;
• Q - allmän värmeförlust i rummet.

Värdet på Q kan sönderdelas till komponenter: energiförbrukning genom bygghöljet och kostnaderna för driften av ventilationssystemet. Låt oss ta reda på hur du beräknar var och en av indikatorerna.

Värmeförlust genom byggnadselement

Det är nödvändigt att bestämma värmeenergiförbrukningen för alla inneslutna konstruktioner: väggar, tak, fönster, dörrar, etc. Beräkningsformeln:

Q1 = (S / R) * Δt,

där:

• S - elementets område;
• R - termisk motstånd;
• At - skillnaden mellan temperaturen inomhus och utomhus.

Vid bestämning av Δ används indikatorn för den kallaste tiden på året.

Termisk motstånd beräknas enligt följande:

R = A / Kt,

där:

• EN - skikttjocklek, m;
• kt - koefficient för värmeledningsförmåga, W / m * K.

För kombinerade byggnadselement måste motståndet för alla lager summeras.

Byggnadsmaterialets och värmareens koefficient för värmeledningsförmåga kan tas från katalogen eller se den bifogade dokumentationen för en viss produkt

Fler värden på värmekonduktivitetskoefficienten för de mest populära byggnadsmaterialen som vi presenterade i tabellen innehöll i nästa artikel.

Ventilationsvärmeförlust

För att beräkna indikatorn används formeln:

Q2 = (V * K / 3600) * C * P * Δt,

där:

• V - rumets volym, kub m;
• K - luftkurs.
• C - specifik luftvärme, J / kg * K;
• P - lufttäthet vid normal rumstemperatur - 20 ° C.

Mängden luftutbyte i de flesta rum är lika med ett. Undantaget är hus med inre ångbarriär - för att upprätthålla ett normalt mikroklimat måste luften uppdateras två gånger i timmen.

Speciell värme är en referensindikator. Vid standardtemperatur utan tryck är värdet 1005 J / kg * K.

Tabellen visar beroende av lufttäthet av omgivningstemperatur under atmosfärstryck - 1.0132 bar (1 Atm)

Total värmeförlust

Den totala mängden värmeförlust i rummet kommer att vara lika med: Q = Q1 * 1,1 + Q2. Koefficient 1.1 - en ökning av energiförbrukningen med 10% på grund av luftinfiltrering genom sprickor, läckor i byggnadskonstruktioner.

Genom att multiplicera det erhållna värdet med 1,2 får vi den erforderliga kraften på det varma golvet för att kompensera för värmeförlust. Med hjälp av en graf över beroende av värmeflödet på kylmedlets temperatur kan du bestämma lämpligt steg och rördiameter.

Den vertikala skalan är medeltemperaturregimen för vattenkretsen, den horisontella är indikatorn för värmeproduktion från värmesystemet per 1 kvadratkilometer. m

Uppgifterna är relevanta för golvvärme på en sand-cementmantel med 7 mm tjocklek, beläggningsmaterialet är keramiska plattor. För andra förhållanden krävs en justering av värdena med hänsyn till ytans värmeledningsförmåga.

Till exempel, vid mattor, bör kylvätsketemperaturen höjas med 4-5 ° C. Varje ytterligare centimeter avlagring minskar värmeöverföringen med 5-8%.

Slutlig val av konturlängd

Genom att känna tonhöjden för placering av svängarna och det täckta området är det lätt att bestämma flödeshastigheten för rör. Om det erhållna värdet är större än det tillåtna värdet, är det nödvändigt att utrusta flera kretsar.

Optimalt, om slingorna är av samma längd - behöver du inte justera och balansera något.I praktiken finns det emellertid oftare behov av att dela upp värmningsnätet i olika sektioner.

Spridningen av konturernas längder bör ligga inom 30-40%. Beroende på syfte kan rumets form "spelas" av slingtoppen och rördiametrarna

Ett specifikt exempel på beräkning av en uppvärmningsgren

Anta att du vill bestämma parametrarna för den termiska kretsen för ett hus med en yta på 60 kvadratmeter.

För beräkningen behöver du följande data och egenskaper:

• rummets mått: höjd - 2,7 m, längd och bredd - 10 respektive 6 m;
• huset har 5 metall-plastfönster på 2 kvadratmeter. m;
• ytterväggar - luftbetong, tjocklek - 50 cm, CT = 0,20 W / mK;
• ytterligare väggisolering - polystyren 5 cm, CT = 0,041 W / mK;
• takmaterial - armerad betongplatta, tjocklek - 20 cm, CT = 1,69 W / mK;
• vindisolering - polystyrenbrädor 5 cm tjocka;
• ytterdörrens mått - 0,9 * 2,05 m, värmeisolering - polyuretanskum, skikt - 10 cm, CT = 0,035 W / mK.

Därefter överväger vi ett steg för steg exempel på beräkningen.

Steg 1 - beräkning av värmeförlust genom strukturella element

Värmebeständighet hos väggmaterial:

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

Väggens värmemotstånd som helhet är: 2,5 + 1,22 = 3,57 kvm. m * K / W. Vi tar medeltemperaturen i huset till +23 ° C, minimum på gatan 25 ° C med minustecken. Skillnaden är 48 ° C.

Beräkning av den totala väggytan: S1 = 2,7 * 10 * 2 + 2,7 * 6 * 2 = 86,4 kvadratmeter. m. Från den erhållna indikatorn är det nödvändigt att subtrahera värdet på fönster och dörrar: S2 = 86,4-10-1,85 = 74,55 kvm. m.

Genom att ersätta de erhållna parametrarna i formeln erhåller vi väggvärmeförluster: Qc = 74,55 / 3,57 * 48 = 1002 W

Analogt beräknas värmekostnaderna genom fönster, en dörr och ett tak. För att bedöma energiförluster genom vinden tas hänsyn till golvmaterialets värmeledningsförmåga och isolering

Takets totala värmemotstånd är: 0.2 / 1.69 + 0.05 / 0.041 = 0.118 + 1.22 = 1.338 kvm. m * K / W. Värmeförluster kommer att vara: Qп = 60/1 338 * 48 = 2152 W.

För att beräkna värmeläckan genom fönstren är det nödvändigt att bestämma det vägda medelvärdet för materialens värmemotstånd: dubbelglasade fönster - 0,5 och profil - 0,56 kvm. m * K / W.

RO = 0,56 * 0,1 + 0,5 * 0,9 = 0,56 kvm * ​​K / W. Här är 0,1 och 0,9 andelarna för varje material i fönsterstrukturen.

Fönstervärmeförlust: Qо = 10 / 0.56 * 48 = 857 W.

Med hänsyn till dörrens värmeisolering kommer dess termiska motstånd att vara: Rd = 0,1 / 0,035 = 2,86 kvm. m * K / W. Qd = (0,9 * 2,05) / 2,86 * 48 = 31 W.

De totala värmeförlusterna genom de inneslutna elementen är lika: 1002 + 2152 + 857 + 31 = 4042 W. Resultatet måste ökas med 10%: 4042 * 1,1 = 4446 watt.

Steg 2 - värme för uppvärmning + allmän värmeförlust

Först beräknar vi värmeförbrukningen för att värma den inkommande luften. Rumets volym: 2,7 * 10 * 6 = 162 cu. m. Följaktligen blir ventilationsvärmeförlusten: (162 * 1/3600) * 1005 * 1,19 * 48 = 2583 W.

Enligt dessa rumsparametrar kommer de totala värmekostnaderna att vara: Q = 4446 + 2583 = 7029 W.

Steg 3 - den erforderliga kraften från värmekretsen

Vi beräknar den optimala slingkraften som krävs för att kompensera för värmeförlust: N = 1,2 * 7029 = 8435 W.

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

Baserat på önskad prestanda hos värmesystemet och det aktiva området i rummet, är det möjligt att bestämma värmeflödesdensiteten per 1 kvm. m

Steg 4 - bestämning av läggningen och konturens längd

Det resulterande värdet jämförs med beroendegrafen. Om temperaturen på kylvätskan i systemet är 40 ° C, är en krets med följande parametrar lämplig: tonhöjd - 100 mm, diameter - 20 mm.

Om vattnet cirkulerar i bagageutrymmet, uppvärmt till 50 ° C, kan intervallet mellan grenarna ökas till 15 cm och ett rör med ett tvärsnitt på 16 mm kan användas.

Vi tar hänsyn till konturens längd: L = 60 / 0,15 * 1,1 = 440 m.

Separat är det nödvändigt att ta hänsyn till avståndet från samlarna till det termiska systemet.

Som framgår av beräkningarna, för att arrangera vattengolvet måste göra minst fyra uppvärmningsslingor. Och hur du ordentligt lägger och fäster rören, liksom andra installationshemligheter, vi granskas här.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Visuella videorecensioner hjälper till att göra en preliminär beräkning av längden och tonhöjden på den termiska kretsen.

Välja det mest effektiva avståndet mellan grenarna i golvvärmesystemet:

En guide för att ta reda på längden på slingan på en utnyttjad golvvärme

Beräkningsmetoden kan inte kallas enkel. Samtidigt bör många faktorer som påverkar kretsens parametrar beaktas.Om du planerar att använda vattengolvet som den enda värmekällan, är det bättre att anförtro detta arbete till proffs - misstag i planeringsstadiet kan vara dyra.

Beräkna erforderliga bilder av rör för ett varmt golv och deras optimala diameter själv? Kanske har du fortfarande frågor som vi inte berörde i den här artikeln? Be dem till våra experter i kommentarsavsnittet.

Om du är specialiserad på beräkningen av rör för installation av ett vattenuppvärmt golv och har något att lägga till ovanstående material, skriv dina kommentarer nedan under artikeln.