Obliczanie ogrzewania podłogowego (OGRZEWANIE PODŁOGOWE Z RUR WIELOWARSTWOWYCH (PE-AL-PE) SYSTEMU KISAN)
1. Założenia wstępne do projektowania
2. Metodyka obliczeń dla pomieszczeń bez strefy brzegowej
3. Metodyka obliczeń dla pomieszczeń ze strefą brzegową.
1. Założenia wstępne do projektowania
– maksymalna temperatura podłogi dla strefy pobytowej 29°C, dla strefy brzegowej 35°C, w łazience 33°C,
-minimalna prędkość przepływu wody w wężownicy v=0,15 m/s,
– temperatura wody zasilającej 35-55°C,
– maksymalny spadek temperatury wody dla strefy pobytowej Δt = 10 K, w strefie brzegowej Δt=6 K (dla strefy brzegowej ogrzewanej oddzielną wężownicą),
– maksymalne opory przepływu w pojedynczej wężownicy Δpmax=20 kPa,
– maksymalna długość wężownicy l=120 mb,
Wskazówki do projektowania
– minimalna grubość płyty grzejnej 0,065 m,
– minimalna odległość ułożenia wężownic od ściany pomieszczenia 0,15 m
– rozstaw rur (moduł „a”) w strefie brzegowej przyjmuje się 0,10 lub 0,15 m
a w strefie pobytowej 0,20, 0,25, 0,30, 0,35 m,
– w tablicy 6 podano temperaturę podłogi dla temperatury pomieszczenia ti=20°C;
dla pomieszczeń o ti=25°C (łazienki) do wartości temperatury podłogi podanej w tablicy 6 należy dodać 4°C,
– dane w tablicach można interpolować,
– szerokość strefy brzegowej 0,60-1,00 m,
-w tablicy 6 podano dane dla wykładzin podłogowych o oporach cieplnych Rλ = 0,02; 0,05 i 0,09 m2K/W
2. Metodyka obliczeń dla pomieszczeń bez strefy brzegowej
2.1 Obliczyć zapotrzebowanie ciepła Q dla danego pomieszczenia wg PN-B/94-03406 oraz podać powierzchnię F i kształt podłogi wg projektu architektonicznego (z uwzględnieniem zabudowy wewnętrznej),
2.2. Dobrać wykładzinę podłogową wg życzeń klienta, a następnie odczytać z tabeli 5 odpowiadającą jej wartość Rλ oporu cieplnego,
2.3 Obliczyć orientacyjną gęstość strumienia ciepła z 1 m2 podłogi.
qor – orientacyjna gęstość strumienia ciepła [W/m2]
Q – straty ciepła pomieszczenia [W]
F – przewidziana do ogrzewania powierzchnia podłogi [m2]
Do dalszych obliczeń przyjmuje się pomieszczenie, w którym qor jest największe
(z wyłączeniem łazienki, gdzie najczęściej wymagane jest zastosowanie dodatkowego
grzejnika).
2.4. Założyć temperaturę zasilania i powrotu instalacji i obliczyć .średnią różnicę temperatur
tśr- średnia różnica temperatur między czynnikiem grzewczym a temperaturą pomieszczenia [K]
tz – temperatura zasilania [oC],
tp – temperatura powrotu [oC],
ti – temperatura wewnętrzna pomieszczenia [oC],
Wartości tśr dla najczęściej stosowanych przypadków podane są w tablicy 4
2.5. Z tablicy 6 wybrać moduł ułożenia rur „a”, dla którego q≈qor oraz nie jest przekroczona
dopuszczalna temperatura podłogi
TABLICA 6
2.6. Obliczyć wydajność cieplną z 1 mb wężownicy
ql – wydajność cieplna z 1 mb wężownicy [W/m],
q – faktyczna gęstość strumienia ciepła [W/m2],
a – moduł ułożenia rur [m],
2.7 Obliczyć wymaganą długość wężownicy „l”,
l – długość wężownicy [m],
Q – straty ciepła pomieszczenia [W],
ql – wydajność cieplna z 1 mb wężownicy [W/m],
2.8. Jeżeli l >120 mb wężownicę należy podzielić na kilka obwodów, dla których przeprowadza się oddzielne obliczenia cieplne i hydrauliczne, wyznaczając ilość ciepła oddawaną przez te wężownice.
Qi – ciepło oddawane przez i-tą wężownicę [W],
Q – straty ciepła pomieszczenia [W],
Fi – powierzchnia podłogi zajmowana przez i-tą wężownicę [m2],
F – całkowita powierzchnia podłogi [m2],
Temperatura zasilenia dla wężownic połączonych równolegle jest jednakowa.
2.9. Przy obliczeniach wydajności cieplnych wężownic ogrzewających pomieszczenia, przez które prowadzone są odcinki tranzytowe przyjmuje się zapotrzebowanie cieplne danego pomieszczenia pomniejszone o zyski ciepła od przewodów tranzytowych,
Q – straty cieplne pomieszczenia pomniejszone o zyski z tranzytów [W],
Qtr – zyski ciepła od odcinków tranzytowych wężownicy [W/m],
Q – straty cieplne pomieszczenia [W],
ltr – długości odcinków tranzytowych wężownicy [m],
ql – wydajność cieplna z 1 mb wężownicy [W/m],
2.10. Narysować wężownicę na rzucie poziomym pomieszczenia
2.11. Obliczyć strumień masy wody
G – strumień masy wody [kg/h],
Q – straty cieplne pomieszczenia [W],
Δt – różnica temp. między zasilaniem i powrotem czynnika grzewczego [K],
2.12. Obliczyć opory przepływu wody przez wężownicę
Δp – opory przepływu przez wężownicę [Pa],
R – jednostkowy liniowy spadek ciśnienia [Pa/m], wg tab. 7,
TABELA 7 Jednostkowy spadek ciśnienia dla rur KISAN
l – długość wężownicy [m],
Z – opory miejscowe [Pa],
Przy obliczaniu oporów miejscowych należy przyjąć współczynnik oporów miejscowych
ξ=0,5 dla pojedynczego kolana wężownicy:
Z – opory miejscowe [Pa],
Z1 – jednostkowe opory miejscowe danej wężownicy,
ξ- współczynnik oporów miejscowych, wg tablicy 8,
Jeżeli Δp > 20 kPa, wężownicę należy podzielić na krótsze odcinki i powtórzyć obliczenia cieplne i hydrauliczne dla każdego z nich.
3. METODYKA OBLICZEŃ DLA POMIESZCZEŃ ZE STREFĄ BRZEGOWĄ
3.1. Obliczyć zapotrzebowanie ciepła Q dla danego pomieszczenia wg PN-B/94-03406 oraz podać powierzchnię F i kształt podłogi wg projektu architektonicznego (z uwzględnieniem zabudowy wewnętrznej),
3.2. Dobrać wykładzinę podłogową wg życzeń klienta a następnie odczytać z tabeli odpowiadającą jej wartość oporu cieplnego,
3.3. Wstępnie założyć że strefa brzegowa i pobytowa ogrzewane są tą samą wężownicą
3.4. Określić powierzchnię Fb jaką zajmie strefa brzegowa (długość. powinna być równa długości ściany zewnętrznej, szerokość 0,6 -1,0 m), oraz powierzchnię Fp jaką zajmuje strefa pobytowa
Fb – powierzchnia strefy brzegowej [m2],
Fp – powierzchnia strefy pobytowej [m2],
3.5. Obliczyć średnią różnicę temperatur tśr. patrz pkt. 2.4.
3.6. Założyć moduł ułożenia rur 0,10 lub 0,15 [m], odczytać z tablicy 6 gęstość strumienia ciepła w strefie brzegowej qb [W];
Nie wolno przekroczyć maksymalnej temperatury podłogi w strefie brzegowej 35 [oC],
3.7. Obliczyć wydajność cieplną grzejnika podłogowego w strefie brzegowej
Qb – wydajność cieplna grzejnika podłogowego w strefie brzegowej [W],
qb – gęstość strumienia ciepła w strefie brzegowej [W],
Fb – powierzchnia strefy brzegowej [m],
3.8. Obliczyć wydajność cieplna z 1 mb wężownicy w strefie brzegowej,
qlb – wydajność cieplna z1 mb wężownicy w strefie brzegowej [W/m],
qb – gęstość strumienia ciepła w strefie brzegowej [W/m2],
ab – moduł ułożenia rur w strefie brzegowej,
3.9. Obliczyć długość wężownicy w strefie brzegowej
Qb – wydajność cieplna grzejnika podłogowego w strefie brzegowej [W],
lb – długość wężownicy w strefie brzegowej [m],
qlb – wydajność cieplna z 1 mb wężownicy w strefie brzegowej [W/m],
3.10. Obliczyć wydajność cieplną grzejnika podłogowego w strefie pobytowej,
Qp – wydajność cieplna grzejnika podłogowego w strefie pobytowej [W],
Q – straty cieplne pomieszczenia [W],
Qb – wydajność cieplna grzejnika podłogowego w strefie brzegowej [W],
3.11. Obliczyć orientacyjną gęstość strumienia ciepła dla strefy pobytowej
qp or – orientacyjna gęstość strumienia ciepła dla strefy pobytowej [W/m2],
Qp – wydajność cieplna grzejnika podłogowego w strefie pobytowej [W],
Fp – powierzchnia strefy pobytowej [m2],
Dalsze obliczenia wykonywać wg pkt. 2.5 – 2.7.
3.12. Całkowita długość wężownicy
l – Całkowita długość wężownicy [m],
lb – długość wężownicy w strefie brzegowej [m],
lp – długość wężownicy w strefie pobytowej [m],
3.13. Obliczenia hydrauliczne przeprowadzić jak w pkt. 2.10.,
3.14. Jeżeli długość wężownicy wraz ze strefą brzegową l >120 m, lub opory przepływu przekraczają Δp=20 kPa, strefę brzegową należy zaprojektować jako oddzielną wężownicę (z zalecanym spadkiem temperatury wody Δt=6 K)