Wenn es um das Design von Fußbodenheizungen geht, gibt es viel zu wissen. Es gibt keine Möglichkeit, ein komplettes Radiant-Design in dieser Kolumne oder diesem gesamten Magazin zu behandeln. Die meisten Designhandbücher liegen im Bereich von 200 bis 300 Seiten. Aber ich werde mein Bestes tun, um die Highlights zu treffen und die Dinge um jeden Preis zu vermeiden.
Ich war 1982 als Lehrling Teil einer Kellerstrahlanlage. Es war das erste Mal, dass ich meine Zehen in ein strahlendes Bodenerlebnis getaucht habe. Mein Job war einfach. Ich musste den Schlauch so schnell wie möglich an das 6-Zoll-mal-6-Zoll-Drahtgeflecht binden. Dann wurde mir klar, dass mein Chef und sein leitender Installateur alles so falsch gemacht haben, wie es nur sein kann.
Woher wusste ich das?
Weil ich in den nächsten zwei Wintern genug Zeit in diesem Haus verbracht habe, um mich als meine Heimatadresse zu qualifizieren. Das System hat nie funktioniert. Nicht beim Start, nicht eine Woche später und schon gar nicht anderthalb Jahre später, als ich zu einem Unternehmen wechselte, das sich für kürzere Schleifenlängen entschied. Dort habe ich angefangen, in Strahlungsheizungsbüchern zu graben, um mich über alle Dinge der Hydronik zu informieren.
Ich erinnere mich an die wichtigsten Fehler bei diesem ersten Job:
1. Halbe Zoll Schlauchschlaufen, 1.000 Fuß lang.
2. Polybutylenschläuche verwendet ohne Wärmetauscher oder Nichteisenrohr und Komponenten.
3. Kupplungen, die zufällig auf geknickten Rohren verwendet wurden, die in 4 Zoll Beton eingebettet werden sollten.
4. Ein Gusseisenkessel wurde ohne Schutz gegen niedrige Rücklauftemperaturen wie ein Vierwegemischventil verwendet.
5. Der Schlauch wurde vor dem Gießen nie druckgeprüft.
6. Unter den Schläuchen wurde keine Isolierung verwendet, und die Hälfte des Kellers war von der Sorte Walkout.
Diese sechs Dinge sind mehr als genug, um die Strahlungsplatte, den Kessel und alle anderen Komponenten zu töten. Ich bin mir nicht sicher, wie die folgende Klage verlief, aber South Barrington ist an der Spitze der High-Society-Vororte von Chicago, also weiß ich, dass die Hausbesitzer nicht sanft in diese gute Nacht gegangen sind. Ich erinnere mich noch an den Namen des Hausbesitzers, und ich kann mich nicht erinnern, was ich letzte Nacht zum Abendessen hatte. So episch war dieses Zugunglück.
Mein Ziel ist es, Ihnen zu helfen, diese Fallstricke zu vermeiden und Sie jedes Mal in Richtung einer erfolgreichen Gestaltung und Installation von Fußbodenheizungen zu führen.
Systematischer Designprozess
Wie bei jedem erfolgreichen Hydronikdesign sollte es einen schrittweisen Prozess geben, um sicherzustellen, dass Sie alles abgedeckt haben, was Sie abdecken müssen. Es ist viel einfacher, es beim ersten Mal richtig zu machen, als es nachträglich korrigieren zu müssen.
Und mit Fußbodenheizung, nach der Tat kann eine alptraumhafte Tortur sein. Schläuche sind selten leicht zugänglich, Daher erfordert die Korrektur von Schleifenlängen, Knicken und Lecks normalerweise einen Abriss. Niemand wird sich darüber freuen.
Die anderen Folgen eines schlechten Designs könnten teure Stein- oder Fliesenrisse, Betonrisse, Parkettbodenausfälle, Kesselkurzzyklen, Kesselineffizienz aufgrund hoher Rücklauftemperaturen, frühzeitiger Kesselausfall, kalte Stellen, mangelnder Komfort auf die eine oder andere Weise und die Notwendigkeit übergroßer Pumpen sein.
Unten ist die Art und Weise, wie mir beigebracht wurde, Fußbodenheizungssysteme von einigen Leuten zu entwerfen, die viel schlauer sind als ich. Ich werde diese Informationen weitergeben, weil es funktioniert, und wir brauchen unsere Systeme zu arbeiten. Diese Methode ist schnell, genau und zeigt Ihnen, wie Sie es von Hand machen.
Radiant-Design-Software ist besser, weil, wie schnell Sie die Zahlen manipulieren können und die Tatsache, dass Sie professionelle Berichte und Materiallisten von ihnen erzeugen können. Aber ich denke, es lohnt sich zu wissen, wie die Zahlen funktionieren.
* Führen Sie eine raumbezogene Berechnung der Wärmeverlustlast durch. Blocklasten funktionieren normalerweise nicht sehr gut mit Fußbodenheizung, da es selten vorkommt, dass überall die gleiche Art von Bodenbelag vorhanden ist. Sie können zwei identische Räume mit identischen Wärmeverlusten haben, die jedoch aufgrund des fertigen Bodens möglicherweise unterschiedliche Wassertemperaturen erfordern. Schwere Polsterung und dicker Teppichboden erfordern höhere Wassertemperaturen als eine mit Fliesen oder Stein.
* Solltemperatur des Raumthermostats ermitteln. Dies ist in der Regel 65-70 Grad für Fußbodenheizungen, 65 Grad ist die häufigste.
* Bestimmen zimmer Quadratmeterzahl. Länge multipliziert mit Breite entspricht der Fläche.
* Bestimmen Sie die benötigte BTU / Stunde pro Quadratfuß pro Raum. Teilen Sie einfach den Raumwärmeverlust durch die Raumquadratfläche.
* Bestimmen Sie die Bodentemperatur. Sobald Sie die Thermostat-Solltemperatur und die BTU / Stunde / Quadratfuß kennen, können Sie die Bodenflächentemperatur mithilfe dieser Formel schnell bestimmen: (BTU / Stunde / sf ÷ 2) + Solltemperatur.
Zum Beispiel …
Sollwert = 65 Grad
Notwendige BTU/Stunde/sf = 20
Konstante für Fußbodenheizung = 2
65 + 20/2 = 65 F + 10 F = 75 grad boden oberfläche temperatur
• Wählen sie eine installation methode. Extrudierte Aluminiumplatten, Heft- oder Hängerohre (schlechte Ideen), 4-Zoll-Betonguss, 1 1/2-Zoll-Betonüberguss und Noppenmatten sind nur einige Beispiele.
* Wählen Sie Röhrentyp und -größe. Was den Rohrtyp betrifft, bleibe ich lieber bei PEX-a, denn wenn Sie den Schlauch versehentlich knicken, kann er durch sanftes Erhitzen wieder in seine ursprüngliche Form gebracht werden. Heißluftpistolen sind in Ordnung; Fackeln sind nicht. Ich bin auch ein großer Fan von PEX-Al-PEX. Sobald Sie die Biegung gebildet haben, bleibt sie gebogen, ohne befürchten zu müssen, dass sie zurückkommt und Ihnen ins Gesicht schlägt. Die Installationsmethode bestimmt die Schlauchgröße. Konkrete Anwendungen verwenden typischerweise 1/2 Zoll und extrudierte Platten können 3/8 Zoll oder 1/2 Zoll sein, je nach Ihren Wünschen. Es ist viel einfacher, mit 3/8-Zoll-Schläuchen zu arbeiten, aber die maximalen Schlaufenlängen sind aufgrund des größeren Druckverlusts kürzer.
* Bodenbelag R-Wert ermitteln. Diagramme für diese Werte sind auf den Websites der Rohrhersteller wie REHAU, Uponor oder Mr. PEX erhältlich.
* Bestimmen Sie das Design Delta T. Dies ist die Zieltemperaturdifferenz zwischen der Vorlauftemperatur und der Rücklauftemperatur, typischerweise 10 Grad in Wohnanwendungen.
* Rohrabstand bestimmen. Die meisten Wohnanwendungen werden 6 Zoll, 8 Zoll, 9 Zoll oder 12 Zoll sein, abhängig von der Art des Raumes, der BTU / hr des Raumes. So greife ich das normalerweise an: Für Keller sind es fast immer 12 Zoll in der Mitte; extrudierte Platten sind ausnahmslos 8 Zoll. Betonüberläufe variieren zwischen 6 Zoll, 9 Zoll und 12 Zoll, abhängig vom Wärmeverlust im Raum und davon, wie niedrig die Wassertemperaturen sein sollen.
* Bestimmen Sie die Wassertemperatur. Vier Faktoren liefern uns diese Nummer: BTU / Stunde / sf; Design Delta T; installationsmethode; und Rohrabstand. Schlauchhersteller bieten Diagramme an.
* Bestimmen Sie die aktiven Schleifenlängen und Vorfachlängen. Die Schleifenlängen werden unter Verwendung der folgenden Multiplikatoren berechnet:
1. 12 zoll auf zentrum schläuche x 1,0
2. 9 zoll auf zentrum schläuche x 1,33
3. 8 zoll auf zentrum schläuche x 1,5
4. 6 zoll auf Center Tubing x 2.0
Leader- oder Tail-Längen sind der gerechte Abstand zwischen dem Raum und dem Verteiler mal zwei. Sie werden einige kleine Unterschiede in den empfohlenen Schleifenlängen finden, aber Sie werden mit diesen sicher sein.
1. 3/8-zoll schläuche: 200 füße
2. 1/2-zoll schläuche: 300 füße
* Bestimmen insgesamt gallonen pro minute. Dieser ist auch einfach. GPM = Wärmeverlust in BTU/(Design Delta T x 500). Beispiel: 100.000 / (10 x 500) = 100.000/5.000 = 20 GPM. 500 ist eine Konstante, die sich aus diesen Werten und der Gleichung ergibt:
1. Es gibt 8,33 Pfund in einer Gallone Wasser.
2. Es gibt 60 Minuten in einer Stunde.
3. Und 1 ist die spezifische Wärme von Wasser.
4. 8,33 x 60 x 1 = 499,8 (aufgerundet auf 500)
* GPM pro Schleife bestimmen. Gesamt-GPM / Anzahl der Schleifen = GPM pro Schleife
* Bestimmen Sie den Druckverlust oder den Druckverlust. Dies ist, wo die meisten Leute vielleicht ein bisschen überwältigt werden, aber nicht. Es ist nicht notwendig. Es gibt so viele Taschenrechner und Tools, die es Ihnen leicht machen, aber mein Favorit ist das RadPad (siehe Abbildungen 2 und 3).
Das RadPad wurde ursprünglich von der RPA zur Verfügung gestellt. Dieses Tool macht alles und wenn ich es herausfinden kann, können Sie es auch. Auf der Rückseite dieses Folienrechners stellen Sie einfach den Durchfluss pro Rohr im Fenster Nennrohrgröße ein und lesen dann den Druckverlust über der Rohrkreislänge ab.
Ein kurzes Beispiel und ich meine schnell, weil ich weniger als 10 Sekunden gebraucht habe, um die Antwort zu bekommen: Wenn mein 1/2-Zoll-Schlauch einen GPM von 0,6 hat und meine Schlauchkreislänge 265 Fuß beträgt, beträgt mein Druckverlust ungefähr 4,3 Fuß. So einfach geht’s.
Holen Sie sich die App hier: www.drakeip.com/RadPad/index.html
Lassen Sie uns ein vollständiges Design durchgehen (siehe Abbildung 4).
Dies ist genau das, was ich zuvor beschrieben habe, obwohl es in einer einzigen Snapshot-Zusammenfassung angezeigt wird. Es erklärt, was Sie brauchen, wie Sie zu diesem Bedürfnis kommen und wie Sie zum Ergebnis kommen.
So etwas lässt Sie ein wenig weiter graben als mit Software und hilft Ihnen, den Prozess und die Mathematik besser zu verstehen. Ich weiß, es war für mich.
Dinge zu wissen und zu vermeiden
• Wie bereits erwähnt, erfordern unterschiedliche Bodenbeläge häufig unterschiedliche Wassertemperaturen. Geben Sie jedoch Ihr Bestes, um die Anzahl der verschiedenen Wassertemperaturen zu begrenzen, die Sie in Ihrem Design verwenden. Gute Mischventile und Zirkulatoren sind nicht billig. Wenn ich Design-Versorgungswassertemperaturen mit 10 bis 15 Grad voneinander habe, werde ich in Betracht ziehen, eine Zahl dazwischen zu verwenden, wenn keine vorhersehbaren Probleme auftreten.
* Informieren Sie Ihre Kunden und verstehen Sie ihre Erwartungen.
1. Ein gut gestaltetes System erzeugt möglicherweise keine Böden, die immer ihre Zehen wärmen. Seien Sie sicher, dass sie das wissen.
2. Wenn sie beabsichtigen, Teppiche auf die Fußbodenheizung zu legen, müssen sie wissen, dass sie ihren einzigen Wärmestrahler blockieren. Je größer und dicker der Teppich, desto schlimmer wird es.
* Machen Sie Ihre Hausaufgaben auf Holzböden. Wenden Sie sich an die Radiant Professionals Alliance und die National Wood Flooring Association.
• Wenn der Bodenbelag Fliesen oder Stein ist, würde ich empfehlen, dass der Bodenbelagunternehmer eine Anti-Riss-Membran installiert.
* Isolieren Sie unter Ihrer Fußbodenheizung, egal für welchen Typ Sie sich entscheiden. Käufer aufgepasst: Nicht alle isolierung führt wie beworben. Befolgen Sie allgemein anerkannte Industriestandards.
• Wenn Ihre Schleifenlängen nicht innerhalb von 10 Prozent voneinander liegen, achten Sie darauf, Verteiler zu verwenden, die einen Ausgleich ermöglichen.
* Setzen Sie Ihre Schläuche und Verteiler immer auf 60 psi unter Druck, sobald sie installiert sind.
* Beachten Sie, dass Sie bei Verwendung eines Glykol/Wasser-Gemisches mehr Pumpe benötigen. Die spezifische Wärme von Wasser beträgt 1,0. Das Wasser/ Glykol-Gemisch ist mindestens 10 Prozent höher.
• Achten Sie beim Verlegen von Schläuchen auf dem Unterboden für einen 1 1/2-Zoll-Überlauf darauf, dass Sie nicht alle Ihre Homeruns im gemeinsamen Flur platzieren. Wenn Sie dies tun, wird die Halle überhitzen; Es ist wahrscheinlich, wo sich Ihr Thermostat befindet. Ich ziehe es vor, sie zu bohren und unter den Boden zu legen. Wenn dies nicht möglich ist, isolieren Sie die Mehrheit, wenn nicht alle Schläuche. Ihre Raum-für-Raum-Lastberechnung bestimmt, wie viel zu isolieren ist.
• Je näher Sie Ihren Rohrabstand in der Mitte halten, desto niedriger sind die Wassertemperaturen, die Sie benötigen.
* Maximieren Sie den Wirkungsgrad Ihres modulierenden Brennwertkessels, indem Sie die Rücklauftemperaturen (RWT) so niedrig wie möglich halten. Je niedriger die RWT ist, desto mehr befindet sich der Kessel im Brennwertbetrieb. Je länger sich der Kessel im Brennwertbetrieb befindet, desto effizienter wird er.
• Es ist nicht erforderlich, Schläuche unter Küchenschränken oder Geräten zu installieren, aber halten Sie die Augen offen für die Last-Minute-Schreibtischnische, die den Schränken hinzugefügt wurde. Du wirst es dort wollen. Frag mich, woher ich das weiß. Es war ein Versehen von mir im Jahr 1995, und ich wurde ständig an meinen 2-Fuß-mal-2-Fuß-Fehler erinnert.
Sie wollen nicht am falschen Ende des Rechtsstreits sein, also wenn Sie sich entscheiden, ein strahlender Auftragnehmer zu werden, gehen Sie all in. Lesen Sie, gehen Sie zu Seminaren, stellen Sie Fragen, hören Sie zu und lernen Sie, und Sie müssen sich nie darum kümmern.