vloerverwarming reality check | Ecobouwers.be

U bent hier

vloerverwarming reality check

Het Ecobouwers forum is vernieuwd en verbeterd, daarom is deze discussie afgesloten. Je kunt hier niet meer reageren. Je kan deze vraag opnieuw stellen, of vragen aan de beheerder van Ecobouwers om deze discussie opnieuw te openen als een nieuwe vraag. 

04/03/2011 - 23:33

Hallo,

Vraagje voor de ervaringsdeskundigen.

Nadat ik de voorbije dagen een opfrissingscursus thermomechanica (in het kader van elektronicaontwikkeling) heb gevolgd, begon het te kriebelen. Ik zag de mogelijkheid om het vloerverwarmingssysteem zelf uit te rekenen en heb dat gedaan.

Mijn doel was om voldoende warmteafgifte per vierkante meter te bereiken om het huis te kunnen verwarmen. Daarbij kwam ik uit op 30W per vierkante meter VVW. Tot zover niks aan de hand. Van de verdere uitkomsten zou ik echter graag weten of ze realistisch klinken:

Randvoorwaarden: 21°C ruimtetemperatuur, eiken parket op uniform verwarmde chape.

Ik kwam uit dat ik een gemiddelde watertemperatuur (rekenwaarde voor de temperatuur van de chape) nodig had van slechts 26°C, waarbij de oppervlakte van de parket dan ongeveer 23°C zou zijn. 63% convectie en 37% straling.

Als er iemand een referentie heeft, wil ik ook wel eens andere waardes intypen.

Mvg, Marc

40 Reacties

Reacties

05/03/2011 - 14:08

Beste

is uw berekening een eindige elementen model? Of een excel sheet?

eddy

05/03/2011 - 14:20

Excel sheet die iteratief rekent, vertrekkende van ruimtetemperatuur en temperatuur chape (water). Op basis van de oppervlakte temperatuur van het parket wordt convectie en straling berekend (uitgaande van een volledige blackbody omgeving, niet helemaal correct).

 

Dit soort berekening kan er gemakkellijk 20-30% naast zitten, dat is normaal bij berekeningen van natuurlijke convectie. Maar ook niet erg, ik reken met een 50% marge voor de warmteafgifte. Minder kan altijd door het water in temperatuur te verlagen (of het water trager te laten stromen).

 

Als deze uitkomst realistisch blijkt te zijn, ga ik verder om de stroomsnelheid van het water te berekenen op basis van de warmtecapaciteit van het water, om het optimum te zoeken tussen aanvoertemperatuur en pompvermogen (en dus stroomsnelheid en drukval over de leidingen).

 

Mvg, Marc

05/03/2011 - 17:59

hallo marc,

ik zou zo'n spreadsheet ook best kunnen gebruiken, kan ik deze van jou bekomen?

groeten, Joost

05/03/2011 - 19:04

Dat wil ik eventueel ooit wel doen, maar pas als het vollediger is en nadat ik een aantal verificaties heb kunnnen doen. Vandaar ook mijn vraag hier: eerst een 'reality check' doen.

 

Mvg, Marc

05/03/2011 - 22:14

dag marc

ik heb hier tabellen voor vloerbekleding met keramische tegels (een veel betere geleider), en met buizen 15cm uit elkaar, een ruimtet° van 21° haal je ongeveer een warmteafgifte van 52 watt per m² bij een gemiddelde watert° van 30°.  ben dan nog even in enkele oude grafieken gedoken, en daar vind ik voor parket bij 26° water ongeveer 15 watt bij pas 15, bij pas 10 zal dat 1 a 2 watt meer zijn.

ik denk dus dat jou cijfers wat optimistisch zijn.

hans d

05/03/2011 - 22:27

Bedankt om dit na te kijken Hans.

Ik ga de berekening verbeteren door een weerstandsnetwerk in te voeren dat de temperatuur variatie in rekening brengt tussen de buizen in. In het midden tussen de buizen in moet het kouder zijn en daar zal dus een lagere afgifte zijn.

 

Ik kom nog terug met nieuwe resultaten.

 

Mvg, Marc

06/03/2011 - 09:15

Beste Marc

waarom werk je met een black body, emissiviteit invoeren is niet zo moeilijk? Gekoppelde emissie is mooi uitgelegd op

http://en.wikipedia.org/wiki/Emissivity, onderaan het artikel. Dit is misschien ook wel de reden waarom Hans "lagere" waarden uitkomt dan jij?

 

eddy

ps lage temperatuur heeft natuurlijk voordelen ivm condensatie in de ketel/ lage temperatuur in warmte pomp.

Echter, het heeft ook nadelen: hoe lager de temperatuur, hoe groter de "radiator", dus hoe meer m³ chappe die opgewarmd dienen te worden, dus hoe trager het systeem. Wanneer de zon verdwijnt, duurt het nog lang alvorens de verwarming begint te werken.

ps Is een "binnenmuur verwarming" niet beter dan een vloerverawarming? Minder verlies naar de grond, minder thermische traagheid?

 

06/03/2011 - 11:05

Koppelen van oppervlaktes met de viewfactor is inderdaad niet moeilijk. Alleen is de vraag met welke vlakken je rekening moet houden en ook hoe je er rekening mee moet houden. Sommige zijn parrallel, andere dwars op het vloeroppervlak, randen versus midden,... Ik denk niet dat daar de grote fout zit, eerder bij de temperatuurverschillen op het oppervlak. Ik ben nu bezig met een weerstandsnetwerk te berekenen van de chape, vloerafwerking en convectie+straling. Ik zie dan waar ik met die nieuwe waarden uitkom. Voor hogere vloertemperaturen zitten mijn resultaten trouwens dichter in de buurt van de tabellen voor vloerverwarming die te vinden zijn.

 

Ik geef nog een update als de volgende stap is afgewerkt.

06/03/2011 - 11:40

Beste

weet je welk deel van de van de warmte overdracht via straling ( ingeval van black body) en welk deel door convectie gebeurt?

eddy

06/03/2011 - 12:12

Ja, zie resultaten in eerste post.

06/03/2011 - 13:02

marc

maar meer convectie dan straling???

06/03/2011 - 13:26

Dat is inderdaad de conclusie. Net nog eens alles goed nagekeken, en het blijkt zo te zijn.

 

In het voorbeeld van 30°C water en 20°C omgeving met parket (R=0.1 K/W) krijg ik 42W convectie en 20W straling.

 

06/03/2011 - 13:35

maar dat betekent dat je bij vloerverwarming evenveel of meer convectie krijgt dan bij radiatoren!  en dat is zeker niet het geval, want bij vloerverwarming is het ter hoogte van het plafond meestal merkelijk kouder dan op 1 tot 1.5m, en bij zo'n aandeel convectie zou het plafond toch net warmer moeten zijn dan de daaronder gelegen luchtmassa?

06/03/2011 - 13:45

Hans

de stralingswarmte gaat ook naar het plafond, en wel stukken sneller dan de convectie warmte !

Marc

http://www.thermal-wizard.com/tmwiz/default.htm  is super handig om te zien of thermische berekeningen ongeveer juist zijn. 

 

eddy

06/03/2011 - 14:38

pfft

mijn engels is niet zo schitterend, maar ik weet wel zeker dat bij vloerverwarming de plafondt° lager is dan de ruimtet°, in tegendeel tot wat er gebeurt met convectiewarmte, alle programmas ten spijt.  uitleggen kan ik het niet, vaststellen wel. 

ben even verder gaan zoeken, in een rapport over betonkernaktivering http://www.peutz.nl/info/publicaties/definitief/Peutz_publicatie_HBr_TVV... vind ik voor vloerverwarming 59% straling en 41% convectie.  dus blijkbaar is de convectie toch veel groter dan algemeen gezegd en gedacht wordt.

hans d

06/03/2011 - 14:55

Hartelijk dank voor die link. Ik heb vergeleken en daardoor een fout gevonden bij de berekening van het Grashof getal, ik gebruikte een verkeerde specifieke lengte.

 

De fout is verbeterd en mijn resultaten komen exact overeen met die weblink. En ik kan nu ook Hans geruststellen, want de straling neemt nu de overhand.

Hetzelfde voorbeeld met 10°C verschil tussen water en lucht, met parket, geeft nu 17W convectie en 29W straling.

06/03/2011 - 16:32

OEF  ;-)

07/03/2011 - 13:59

Kun jij ook een berekening maken voor plafondverwarming?

Iets in de buurt van een 30°C en 35°C plafond (40°C water met enkel gyplat ertussen) en 20°C kamer?

Ik verwacht dat de straling identiek is, maar wat met de convectie?

Uit een tabel kom ik aan een 5-tal watt/m² °C of 50 watt/m² voor een verschil van 10°C tussen oppervlak en ruimte.

08/03/2011 - 08:33

Volgens de norm is formule voor plafondverwarming de volgende: q (W/m²) = 6 * (temp_plafond - temp_ruimte). Dit wijkt dus niet zo veel af van wat je zelf gevonden had in een tabel.

 

mvg, Toon

08/03/2011 - 08:42

Toon

Met dank. Ik herinner me dat ik naar beneden afgerond heb, het verschil is dus nog kleiner.

08/03/2011 - 09:35

Eerst VVW afwerken, dan is plafondverwarming een mogelijke optie.

Plafondverwarming zal alleszins (veel?) slechter zijn. Voor convectie is een down-plate slechter dan een up-plate. Daardoor zal de R voor convectie hoger zijn en de oppervlakte temperatuur dus ook lager. Lagere oppervlakte temperatuur betekent tenslotte ook lagere straling.

 

Mvg, Marc

08/03/2011 - 13:27

Marc

Alvast bedankt.

Oppervlaktetemperatuur wordt toch bepaald door de temperatuur en hoeveelheid warmtetoevoer, isolatiewaarde materiaal (12mm gipsplaat) en de warmteafgifte? Als de warmteafgifte daalt, wat mij logisch lijkt door de veel lagere convectie, zal de oppervlaktetemperatuur stijgen bij gelijke warmtetoevoer aan gelijke temperatuur.

08/03/2011 - 13:53

Je hebt gelijk. Als alles hetzelfde blijft behalve de constructie op z'n kop zetten, stijgt de warmteweerstand van de convectie en stijgt de oppervlaktetemperatuur (en dus ook de straling).

Het feit dat de weerstand tussen water en oppervlakte kleiner zal zijn helpt nog meer in het voordeel van de straling.

Mvg, Marc

 

PS. Alhoewel, plafondverwarming is geen nat systeem, dus zal de koppeling tussen water en plafond slechter zijn.Da's een moeilijk geval.

06/03/2011 - 14:31

Ja maar, convectie betekent niet noodzakelijk dat je een rookpluim effect hebt, waarbij de stroom tot aan het plafond reikt. Convectie kan ook een plaatselijke luchtstroom zijn. De formules voor natuurlijke convectie zijn aan de hand van empirisch bepaalde correlatiefactoren (Nusselt number) die de invloed van vormfactor uitdrukt in functie van temperatuurverschil en relatieve afmetingen. Hoe groot de eigenlijke invloed van de convectie reikt, kan je daar niet rechtstreeks uit afleiden.

06/03/2011 - 13:00

pfft

ik ben het niet eens met jou opmerking betreffende traagheid.  het klopt wel dat een vloerverwarming traag is, maar het klopt niet dat zulks een invloed heeft op de snelheid van reageren, integendeel.  en dit om een aantal redenen:

1. een degelijk geïsoleerd huis reageert ook traag op de invloeden van buitenuit.  en dat speelt dus in het voordeel van een langzame verwarming, dit geldt overigens net zo goed voor de vraagstaart over finovens die nu net loopt.

2. door de kleine delta T tussen ruimtet° en oppervlaktet°, regaeert een vloerverwarming eerder snel op een wijzigende binnent°.

en wat je laatste vraag betreft, nee, dat maakt weinig uit, uitgaande van een degelijk geïsoleerd huis natuurlijk.  muurverwarming is ook wel interessant en reageert iets sneller, maar in degelijk gebouwde huizen verwarmen we meestal continu en is het eerder een kwestie van praktische overwegingen.

hans d

06/03/2011 - 13:34

Ik kan hier nog een verduidelijking aan toevoegen:

door de lage oppervlakte temperatuur reageert dit heel snel op invallende zon. Stel, de zon valt op de vloer en deze warmt op. Hierdoor wordt het temperatuurverschil tussen vloerverwarming en oppervlak kleiner waardoor de door de vloerverwarming afgestane energie kleiner wordt. De vloer op zich geeft wel meer warmte af, maar dat is zonne energie, de vloerverwarming draagt op dat moment niet meer bij.

 

Omgekeerd, als het kouder wordt en het temperatuursverschil tussen omgeving en vloeroppervlak wordt groter, zal de vloerverwarming onmiddellijk meer energie afgeven. Dit in de veronderstelling dat de temperatuur van het water en de chape weinig veranderen, wat een realistische veronderstelling is.

07/03/2011 - 09:05

Gommer,

volgens de norm EN 15377 wordt afgifte van VV bepaald door: 8,92 x (vloer_temp - ruimte_temp)^(1,1). Dit is dan uitgedrukt in W/m². Als je dus aan 30W/m² wil komen, zal je zien dat het verschil tussen ruimte_temp en vloer_temp ongeveer 3° moet zijn. Dus bij 21° ruimte_temp zal het oppervlak van je parket 24°C moeten zijn.

 

Ik heb zelf verder de berekening eens gemaakt volgend dezelfde norm, en kom hierbij met een chappe dikte van 6cm boven de VV-buizen en een parket van 2cm dikte (lambda 0.25) toch uit op een gemiddelde temperatuur van het water van 29° (vertrek 31 en retour 27). Als ik de parket vervang door een materiaal met betere lambda-waarde (1.5 bvb), dan kom ik uit op een gemiddelde watertemp van 27° (vertrek 29, retour 25).

 

Voorgaande resultaten zijn overigens met een pasafstand van 10cm bepaald.

 

mvg, Toon

07/03/2011 - 10:32

Hallo Toon,

 

Bedankt voor deze toelichting. Ik heb wel enkele bedenkingen.

 

Wie ben ik om bovenstaande formule en gevolgtrekking in vraag te stellen, maar ik stel toch vast dat ze fel afwijkt van mijn laatste berekening. Mijn berekening, vertrekkende van oppervlate temperatuur en omgevingstemperatuur (om alle andere variabelen uit te sluiten) geeft voor 3K verschil slechts 17W. Dat ligt ook in lijn met de tabellen die Hans eerder aanhaalde. Mijn berekening stemt ook overeen met de online berekening die hier eerder gelinkt werd. Bovendien acht ik mijn berekening eerder te optimistisch dan te pessimistisch. Toch geven jouw getallen bijna het dubbele van mijn getallen.

 

Ik stel me dus de vraag waar de fout ergens zit.

 

Mvg, Marc

07/03/2011 - 11:43

Marc,

 

Als ik de weblink bekijk, meerbepaald tabel 2, zie ik daar staat dan voor een vloertemp van 26° en ruimtetemp van 21° een warmteafgifte ontstaat van 40W/m². Als ik dat gegeven (5° verschil) invul in de formule die ik boven aanhaalde, kom ik op een warmteafgifte van 52.4W/m². Dit is inderdaad hoger dan wat er in de tabel te lezen staat, maar toch niet het dubbele lijkt mij?

 

Als ik echter in de tabel kijk op http://www.radson.com/docs/Technische_info_vloerverwarming_2009.pdf dan zie ik op p74 in de onderste tabel toch dat bij een temp-verschil van 4.6°C (tussen vloer en omgeving) er een vermogen van 47W/m² gegeven wordt (lijn van 20 graden binnen temp, 35 graden watertemp, in de kolom van verlegaftand 10cm). De aangehaalde formule komt hier uit op 47.8W/m². Dit komt dan weer wel zeer goed overeen...

 

Alleszins is de formule waarmee ik reken een vereenvoudiging, want straling en convectie wordt niet apart beschouwd. Kans is dus wel reëel dat jouw berekeningen correcter zijn.

 

Persoonlijk zit ik momenteel meer met vragen ivm het regelen van een VV in een PH. Hoe kan men dit op een redelijke wijze tot stand brengen?

 

mvg, Toon

07/03/2011 - 13:46

Beste

wij zitten hier met de zelfde vraag. Ik had gedacht een kleiner oppervlakte muur te gebruiken (=mindermassa=>reageert sneller?) met een hogere temparatuur (om toch evenveel vermogen te kunnen overzetten)?

eddy

ps Misschien een PID regelaar, of is dit erover?

ps iemand poste hier iets over Opal vloerverwarmingen, dewelke ook gebaseerd zijn  op minder massa in de vloer, en ook sneller zouden zijn.

Pagina's

Het Ecobouwers forum is vernieuwd en verbeterd, daarom is deze discussie afgesloten. Je kunt hier niet meer reageren. 

Je kan deze vraag opnieuw stellen, of vragen aan de beheerder van Ecobouwers om deze discussie opnieuw te openen als een nieuwe vraag.