Vloerverwarming is een onzichtbaar verwarmingssysteem est dat steeds meer gebruikt wordt, omdat het een uitstekend comfort garandeert en vaak een opmerkelijke energiebesparing mogelijk maakt. Het is ook een bijzonder efficiënt systeem dat aan alle hernieuwbare energiebronnen kan worden aangepast.
- Hoe werkt het systeem van vloerverwarming?
- Welke vloerbedekking moet er gebruikt worden voor optimale prestaties van het vloerverwarmingssysteem?
- De warmtegeleidingscoëfficiënt van porcellanato en andere vloermaterialen
- Conclusie
Hoe werkt het systeem van vloerverwarming?
Het systeem is in hoofdzaak gebaseerd op een gesloten circuit van plastic buizen , waarbinnenwarm water circuleert en waarop de dekvloer wordt gegoten. Het circuit is zo aangelegd (in een spiraalvormig of serpentine-achtig patroon) dat het het hele beschikbare vloeroppervlak bedekt: in de praktijk werkt het als een soort grote radiator die onder de vloer geplaatst is…
Aangezien het stralingsoppervlak veel groter is, is, in vergelijking met traditionele radiatoren, de temperatuur die nodig is om de kamer voldoende te verwarmen veel lager: de temperatuur van de waterstroom ligt gewoonlijk tussen 30° C en 40° C, in vergelijking met de meer dan 70° C die voor traditionele radiatoren nodig is.
Een goede keuze van tegels voor vloerverwarming optimaliseert de prestaties van het vloerverwarmingssysteem!
Kan de keuze van een vloer invloed hebben op de prestaties van het verwarmingssysteem? In het geval van vloerverwarming, zoals we zullen zien, wel: het soort vloer heeft invloed op de prestaties vanhet vloerverwarmingssysteem.
Aangezien de verwarmingsbuizen in de dekvloer ingebed zijn, rusten zij, om warmteverlies naar beneden te voorkomen, op een isolerende laag: zonder deze barrière zou de helft van de door de ketel opgewekte warmte (en dus het geld dat aan energie voor de werking ervan besteed wordt…) eigenlijk verloren gaan.
Anderzijds kunnen de dekvloer zelf en de vloer de verspreiding van warmte naar boven (in de kamer) belemmeren: hoe groter het vermogen van de materialen waaruit de dekvloer en de vloer bestaan om warmte te geleiden, hoe kleiner de hoeveelheid warmte die door de ketel wordt opgewekt (en dus betaald …), die onder de vloer opgesloten zal blijven zonder bij te dragen tot de verwarming van de kamer.
Als u parket voor vloerverwarming wilt aanleggen, vloerverwarming tegels wilt gebruiken of andere materialen, als u vloerverwarming wilt aanleggen tijdens een renovatie, dan is het van essentieel belang dat u, alvorens uw keuze te maken, rekening houdt met enkele belangrijke parameters, die we later zullen zien.
Het warmtegeleidingsvermogen wordt uitgedrukt in watt per meter-kelvin. In de praktijk (technische waarschuwing! Als u geïnteresseerd bent, lees dan verder, anders slaat u deze paragraaf gewoon over):
De warmtegeleidingscoëfficiënt van porcellanato en andere vloermaterialen
- neem 1 m2 materiaal
- met een dikte van 1m
- zet de twee zijden op een verschillende temperatuur van 1 Kelvin
- meet de warmtestroom (in Watt)
Keramische tegels voor vloerverwarming hebben een warmtegeleidingsvermogen van ongeveer 1,3 W/(mK). Ter vergelijking, de waarden voor andere materialen zijn als volgt:
- Terracotta : 0,9 W/(mK) – het verschil met porcellanato is vooral de porositeit: op microscopisch niveau zijn er meer isolerende holten.
- Laminaatvloer (gelijmd) : ca. 0,16 W/(mK). In het geval van een zwevende parketvloer zou het geleidingsvermogen aanzienlijk lager zijn, en het wordt sterk afgeraden om deze legtechniek voor vloerverwarming te gebruiken.
- Marmer : 3,4 W/(mK)
- Linoleum : 0,18 W/(mK)
- Tapijt : 0,09 W(mK)
Er zijn ook andere materialen die een veel hogere warmtegeleiding hebben, maar die normaal niet voor vloeren gebruikt worden: gietijzer (gebruikt voor de vervaardiging van traditionele radiatoren) heeft een geleiding van 50 W/(mK), koper 390 W/(mK)!
Wat betekent dit?
Deze waarden zijn als zodanig niet erg noemenswaardig. Het is veel interessanter om te proberen het verschil in rendement van het vloerverwarmingssysteem te schatten, afhankelijk van het soort vloerbedekking dat gebruikt wordt.
Dit ligt helemaal niet voor de hand! De afmetingen en het ontwerp van een vloerverwarmingssysteem hangen af van verschillende factoren. Als we de analyse beperken tot de schatting van de uitgestraalde warmtestroom, hangt die af van (1):
- de oppervlakte van de vloer
- een factor die afhangt van de aanvoer- en retourtemperatuur (naast de kamertemperatuur)
- een factor die verband houdt met de kenmerken van de buizen (materiaal, uitwendige diameter, inwendige diameter)
- een factor die verband houdt met de centrumafstand van de buizenwaaruit het netwerk bestaat
- een factor die afhangt van dedikte van de dekvloer boven de buizen
- en, natuurlijk, een factor die afhangt van de warmteweerstand van de vloerbedekking (die het tegengestelde is van de geleidbaarheid)
In de praktijk moet, zodra de piekbehoefte aan warmte voor de te verwarmen ruimte is vastgesteld – een waarde die van verschillende factoren afhangt: oppervlakte, hoogte, type en oriëntatie van het gebouw, temperatuur van de aangrenzende ruimten, geografische ligging, enz. -, men moet het delen door de oppervlakte, en zo de specifieke warmtebehoefte vinden (met andere woorden, de noodzakelijke warmtestroom per m2). Het verwarmingssysteem moet zo gedimensioneerd worden dat het zo efficiënt mogelijk aan deze vraag kan voldoen.
De volgende tabel illustreert de resultaten van een studie waarin de aanvoertemperatuur van het water van het systeem berekend werd volgens verschillende niveaus van specifieke warmteafgifte met een betegelde en een parketvloer. De parameters die werden ingesteld zijn de volgende:
- kamertemperatuur: 20°C
- thermisch verschil, d.w.z. het temperatuurverschil tussen het aanvoer- en retourwater, ingesteld op 5 K
- dikte van de dekvloer boven de buizen: 45 mm
- de analyse werd uitgevoerd voor drie niveaus van afstand tussen de buizen: 10, 15 en 20 cm
Men ziet dat, voor thermische vermogens van meer dan 50 W/m2 (lagere piekwaarden zijn alleen geschikt voor gebouwen met een zeer hoog thermisch rendement of in bijzonder gunstige klimatologische omstandigheden), het nodig is om een hogere aanvoertemperatuur voor het water van 4-5 K te voorzien in het geval van parket (rekening houdend met 0,085 m2K/W thermische weerstand) in vergelijking met porcellanato (0,010 m2K/W thermische weerstand, die overschat is in vergelijking met de tegenwoordig geproduceerde tegels).
Concreet geeft de tabel aan hoeveel de aanvoertemperatuur van het water moet worden verhoogd om het verlies aan rendement van het systeem te compenseren, dat te wijten is aan de grotere warmteweerstand van het parket in vergelijking met keramische tegels.
Met andere woorden, minder rigoureus, maar misschien gemakkelijker te begrijpen, we kunnen ons voorstellen dat we het systeem dimensioneren voorporcellanato, veronderstellen dat we het vervangen door parket en de vermindering van de specifieke warmtestroom schatten, waarbij we alle andere voorwaarden ongewijzigd laten (in het bijzonder de aanvoertemperatuur van de waterstroom).
Door het systeem te dimensioneren om een specifiek warmtestroom van meer dan 70 W/m2 te produceren met een porcellanato vloer (met dezelfde parameters als hierboven en met een afstand van 15 cm tussen de buizen) en ervan uit te gaan dat alleen deze vloer gewijzigd wordt met gelijmd parket (dikte 12 mm, warmteweerstand 0,0850 m2K/W), kan berekend worden dat het warmtestroom naar boven verlaagd wordt tot 47 W/m2 (2): het ongeveer 30% minder rendement (let op technisme 2: in werkelijkheid zou dit verschil gering zijn, omdat de temperatuur van de kamer zou dalen, waardoor de warmtestroom toeneemt en dit verschil kleiner wordt).
OPMERKING :
1 ) De norm voor stralingspanelen is UNI EN 1264, waarnaar wij voor meer informatie verwijzen.
Volgens deze norm wordt het thermisch vermogen van een systeem berekend volgens een vergelijking die rekening houdt met verschillende parameters: q= B* ab* at* au* ad* ΔΘH, waarin:
- Q is het thermisch vermogen (in W/m²)
- B is een parameter waarvan de waarde 6,7 W/m² is voor een buis met geleidingsvermogen λ= 0,35 W/(m*K) en dikte s=2 mm
- ab is de parameter die verband houdt met het type vloer (afhankelijk van de warmteweerstand van de vloerbedekking en de warmtegeleidingscoëfficiënt van de steunlaag)
- at is de parameter die betrekking heeft op de afstand tussen de buizen (afhankelijk van de warmteweerstand van de vloerbekleding)
- au is de parameter met betrekking tot de overlapping (afhankelijk van de hoogte van de buizen en de warmteweerstand van de vloerbedekking)
- ad is de parameter die betrekking heeft op de buitendiameter van de buis (afhankelijk van de hoogte en de warmteweerstand van de vloerbedekking)
- ΔΘH is het gemiddelde temperatuurverschil tussen de temperatuur van het water en die van de lucht.
2) De warmtestroom wordt berekend met behulp van het in de voetnoot (1) genoemde analytische berekeningsmodel
