TR08's vloerverwarmings project

De vloerverwarming heeft 2 doelen:
-Het rendement van het totale verwarmings systeem opkrikken
-De kou uit de vloer halen

Nu zou je kunnen zeggen dat voor wegnemen van kou isolatie ook voldoende kan zijn, maar de praktijk heeft daar in ons type huis in onze straat iets anders uit gewezen. Ja het wordt beter; maar niet top. Voor een paar honderd euro extra hebben we dan gewoon een lekker warme vloer en dat is me het risico wel waard.

In het slechtste geval gebeurt het volgende:
-We schrijven een houten vloer a 1000,- af
-We schrijven vloer verwarmings spullen a circa 600,- af
-De isolatie onder de vloer verwarming blijft zitten en we hebben nog steeds een betere situatie dan nu.

Het totale financiele risico is dan orde grootte 1600,- en dan moeten we het echt al zo bont maken dat we de vloer af moeten schrijven.

Feitelijk hebben we nog de mogelijkheid om de boel af te koppelen als we zien dat de vloer niet tegen ons systeem kan. Die vloer is echt niet in 1 dag compleet stuk als het al mis gaat. Het totale financiele risico wordt daarmee eigenlijk ongeveer 600,- en dat is voor ons prima te overzien.

[ Bericht 1% gewijzigd door TR08 op 29-10-2011 10:27:44 ]

Goed: De begroting:

-500m slang met dank aan exlurker: 356,-
-6-groeps verdeler zonder kraantjes met koppelingen: 80,- (aanbieding lokale installateur)
-Beugels en schroefjes: zeg even 30,-
-Isolatie materiaal: 260,- bij 50mm PU platen, mogelijk ga ik voor 100mm dan is het 450,-
-Dikke leidingen van bestaande vloerverwarming badkamer naar beneden: 20,-

Samen: 966,- bij uitvoering met 100mm PU plaat isolatie

Kale kosten voor vloer verwarming: 516,- (isoleren doen we namelijk sowieso)

Kraantjes voor handmatig inregelen (of smoringen) komen hier nog bij.

[ Bericht 5% gewijzigd door TR08 op 29-10-2011 11:13:24 ]

Ik ben een update aan het schrijven met de uiteindelijke layout. Ondertussen loop ik tegen iets razend interessants aan:

Deze firma: http://www.wth.nl/nl-NL

Biedt in deze brochure het volgende systeem aan:



Mocht je meer willen weten: Het systeem is Vareno T1a.

Thermisch is de werking van dat systeem vrijwel gelijk aan de plannen hier. Het is dus zowaar ook commercieel te krijgen Hier hebben ze alleen nog wel een warmte spreider dmv een alu plaat waar de buis in gedrukt zit.

Hier nog het "technisch handboek" van deze firma

[ Bericht 6% gewijzigd door TR08 op 30-10-2011 09:05:47 ]

Hoe dik is die alu laag van de warmtespreider trouwens?

Hier zie ik 0.5mm

Even een sommetje over de warmte geleiding daarvan:


Temp val bij 10W/m is zo'n beetje 4C. Ik heb een gemiddeld vermogen van 5W genomen onder de aanname dat de alu plaat haar warmte keurig verdeeld afstaat. De waarheid is natuurlijk meer richting dat de alu plaat vlakbij de slang meer vermogen af staat dan verderop, maar dit is eerst even het snelle schot voor de boeg.

Hier bovenop komt dan nog een klein luchtspleet verlies tussen warmtespreider en ondervloer van circa 1C. Samen circa 5C. Mijn systeem zonder warmtespreider heeft circa 9C nodig voor dezelfde afgifte dus om vanaf bovenkant slang gelijke overdracht te halen heb ik 4-5C meer water temperatuur nodig dan hier.

[ Bericht 45% gewijzigd door TR08 op 30-10-2011 10:06:03 ]

Als je de reactie even goed gelezen had kon je zien dat die spreider helemaal niet zo heel nodig is.

Het systeem met spreider levert bij een temp verschil van 5C even veel warmte als een systeem van 10C zonder. Kortom: Om gelijke performance te halen als met die warmtespreider hoe ik slechts 5C in water temp omhoog. Die marge is er nog en bovendien hoef ik helemaal geen 100W/m2 te halen. Er is dus niets aan de hand

Ik kijk hem even na Kan zijn dat ik niet vandaag antwoord, ik ben het grote overall model even aan het bijwerken voor de uiteindelijke situatie.

Ik ben er even niet in geslaagd om mijn update af te maken. Wel heb ik iets anders interessants:

Hoe doet men retrofit vloerverwarming in de states: Zoek op Staple up floor heating





En eentje met warmtespreider:

Ga ik doen

Goed, even samen met Blomke naar mijn berekening van de temperatuurval over de warmte spreider gekeken. Wat ik hier post is mijn resultaat nadat ik Blomkes input heb bekeken.

Het sommetje is gemaakt door 1 warmtespreider te bekijken tussen 2 buizen. De buizen zijn aangenomen op 10cm onderlinge afstand en het vermogen per meter buis is aangenomen op 10W/m buis. De spreider is symmetrisch, wat het volgende in houdt:

-Het koudste punt is op 5cm van de buis
-Per kant wordt 5W/m afgegeven

Verder een kleine aanname: De warmtespreider zou "uniform" de warmte af moeten geven aan het oppervlak erboven. Onder die aanname kun je bij benadering het volgende profiel geven aan de doorgang van warmte:
1e cm: 5W
2e cm: 4W
3e cm: 3W
4e cm: 2W
5e cm: 1W

De eerste cm heeft dus de meeste warmte doorgang en daarmee ook de grootste temperatuurval.

Heel exact is dit niet, maar het gaat hier om een grootte orde. De plaat wordt waarschijnlijk ofwel erg uniform in temperatuur, ofwel je zult circa een paar graadjes temperatuurdaling zien over de spreider.

Er is op de volgende manier gerekend:
Formule 1:
Rc = d/λ

Rc: Dit is de "isolatie waarde" van 1cm strip breedte. Eenheid: m²K/W
d: De afstand waarover warmte getransporteerd moet: In dit geval 1 cm strip. Eenheid: m
λ: Warmte geleidings coefficient van het materiaal. Voor alu: 237W/mK

Rc = 0.01[m]/237[W/mK]=4.22 x 10^-5 m²K/W

Formule 2:
dT = Rc x W/m²

dT: Temperatuur val over 1cm strip [K]
Rc: Isolatie 1 cm alu strip breedte
W/m²: Vermogen dat doorgevoerd wordt per m2 doorsnede van de strip.

De strip is 1m lang en 0.5mm hoog. Oppervlak van de doorsnede is 0.0005m²
Vermogen is 5,4,3,2,1 W voor elk strip segment. Bij 5W kom je dus op 5/0.0005=10kW/m²

dT = 10⁴W/m2 x 4.22 x 10^-5 m²K/W= 4.22/10K=0.422K

Deze formule voor het vermogen van elk stripje:
1e cm: 5W: 0.422K
2e cm: 4W: 0.388K
3e cm: 3W: 0.253K
4e cm: 2W: 0.169K
5e cm: 1W: 0.084K

Gezamenlijke temperatuurdaling: 1.26K over de 5cm.

Als je hier nog een keer de overgangs weerstand bij neemt van de luchtspleet tussen spreider en onderkant hout (aanname 1mm en warmte doorgang door pure geleiding) komt daar nog circa 1.5C temperatuursprong bij. Totale temperatuursprong tussen water en onderkant hout is dan max 2.5-3C.
En dan nemen we nog maar even aan dat de slang over de volle lengte echt perfect aansluitend in de alu plaat is ingesloten (wat de vraag is).


Kortom: Temp val slang naar onderkant ondervloer met en zonder spreider:
Met: 2.5-3C
Zonder: Circa 7.5C

Ik zou dus een paar honderd of paar duizend euro uit moeten gaan geven (ik weet niet wat die platen met spreider kosten) om 5C met mijn water temperatuur omlaag te kunnen voor gelijk vermogen. Een van de verhalen in de link in mijn post hieronder heeft het over $1.77 per plaat. Zeg even dat dat ding 0.5m lang is (gokje uit de foto's) dan heb ik er tegen de 500 nodig. Samen circa $750 excl. montage.

Blomke als je het sheetje met dit resultaat nog eens wilt zien laat maar weten Als iemand anders veel belangstelling heeft doe maar een PM

[ Bericht 9% gewijzigd door TR08 op 01-11-2011 21:36:37 ]

Dan nog een interessante link over wel of geen warmte spreiders gebruiken:

Let op: Dit is speciaal geschreven voor "Staple-up" systemen ofwel systemen die lijken op mijn plan.

Het totale lijstje antwoorden op deze vraag is 64. Sommige van "experts" en sommige van gebruikers. Ik heb een groot deel gelezen.

Mijn conclusie is (uiteraard zul je denken) dat het niet zo heel nodig is. Dit om de doodeenvoudige reden dat als het echt keihard nodig zou zijn je een veel minder gebalanceerd scala aan antwoorden zou krijgen.

Maar iedereen gelooft natuurlijk uiteindelijk gewoon wat hij zelf wil. Ook ik ben daarin heel menselijk

Je moet 2 dingen van die spreiders niet door elkaar halen:

1) Maakt het verschil
2) Is het nodig

Antwoord op 1 is ja. Valt ook niet over te discussieren. Doe ik ook niet. Ja, de warmtespreiders spreiden de warmte beter dan puur lucht.

Antwoord op 2 valt over te discussieren. Mijn antwoord op 2 is nee maar het staat iedereen vrij om daar anders over te denken.

Dat het antwoord op vraag 1 ja is betekent niet automagisch dat vraag 2 ook ja moet zijn.

Goed, dan maar even het financiele plaatje achter de spreiders:

Stel ze kosten mij 750 euro.
Stel ik bespaar 2% stook kosten omdat mijn ketel rendement 2% stijgt (en dan ben je een knappe jongen met 5 graden zakking)

Mijn besparing per maand is dan 1.5 euro.

De investering van de spreiders verdient zich dan in 500 maand terug ofwel ruim 40 jaar.

Ik kan mijn geld dus beter besteden.

quote:

Op woensdag 2 november 2011 10:22 schreef blomke het volgende:
-knip-

P.S. onze verschillen in temperatuursgradiënt ontstonden door dat we in verschilllende richtingen keke: ik loodrecht op de vloer en jij parllel op de vloer. Blijft vreemd dat jij de afmetingen van 2 dimensies in één formule stopt.

Ik heb de warmte doorgang in de breedte richting van de strip genomen omdat dat die de temperatuur afname over de strip als functie van afstand tot de slang bepaalt.

quote:

Op woensdag 2 november 2011 11:14 schreef klipper het volgende:

[..]

Erg flauw van je, zodra het voor je pleit ga je puur uit van theoretische berekeningen maar pas het niet in je straatje dan ga je opeens uit van aannames.
-knip-

Word je blijer als ik die 2% ga verifieren met die QT curve van rookgas koeling die ik eerder postte?

En zal ik dan het verschil in ketel rendement uit rekenen uitgaande van 5C extra rookgas koeling?

Dan doen we het nog mooier: Ik ga uit van dat die 5C extra koeling gedaan wordt volgens de "100% luchtvochtigheid lijn" die ik eerder postte. Ik overdrijf het effect op die manier ongeveer een factor 2 omdat je in de wisselaar uiteindelijk vaak eerder een curve rond 50% luchtvochtigheid volgt over de gemiddelde rookgas stroom.

Gaan we er verder nog even van uit dat de volle 5C extra koeling gedaan word in het condenserende deel.

Volgens mij reken ik dan de rendements winst naar alle kanten absoluut de goede kant op.

Als jij dit de goede benadering vind ga ik rekenen. Als je suggesties hebt voor meer aanvulling mag je het nu zeggen voor ik ga rekenen

[ Bericht 39% gewijzigd door TR08 op 02-11-2011 11:58:48 ]

Dat moet ook

Met de 0.5mm bereken ik het aantal vierkante meters waardoor die 5W getransporteerd wordt (loodrecht op de warmte transport richting)

Met de 1cm bereken ik de "Rc waarde" die de warmte voelt bij 1cm afstand overbruggen door de strip.

Bij een isolatie laag reken je toch ook altijd zo?
Rc = dikte/lambda
Q=A x dT/Rc --> dT = Rc x Q/A
Bij uitrekenen van A gebruik je dan niet de dikte van de isolatie laag.

Blomke nog even wat extra: Als ik in 1 vergelijking zowel het warmte transport door de breedte van de strip mee moet nemen als in de hoogte krijg je een of ander vreselijk vervelende matrix vergelijking waar we allemaal niet vrolijk van worden. De uitkomst is gezien de 0.5mm dikte tov de 5cm afstand overbrugging nauwelijks anders dan wat er nu staat.

[ Bericht 24% gewijzigd door TR08 op 02-11-2011 12:17:41 ]

quote:

Op woensdag 2 november 2011 11:14 schreef klipper het volgende:

[..]

-knip-

Een tweede feit wat je nu over het hoofd ziet is dat de aluminium warmtespreider er tevens voor zorgt dat de slang ook overal tegen de vloer aanzit, zoals jij gaat beugelen zal dat niet het geval zijn wat je ook niet meeneemt in je berekeningen.

-knip-

-Ik heb alleen warmte overdracht als gevolg van convectie meegenomen in mijn berekening zonder spreider. Mijn sommetjes gaan dus al uit van 0% contact tussen slang en ondervloer. Deze benadering is ook al goed als de slangen 10cm (of een meter als je wilt) los onder de vloer liggen te zweven.

-Dan mbt de berekening van de spreider: Ik heb daar 100% goed contact aangenomen tussen slang en spreider. Het effect van al of niet perfect contact tussen spreider en ondervloer heb ik ook geillustreerd en dat is circa 1.5C.

Zonder spreider heb ik qua performance dus de slechte kant op gerekend en met spreider de goede kant. Toch?

Een differentiaal vergelijking in 2 dimensies waardoor je dat met een matrix op moet gaan lossen. Dat bedoelde ik.

En wat betreft de temperatuur van de plaat: Die zal bij de slang zo'n beetje de water temperatuur hebben en iets verderop een graadje minder. "Vrijwel homogeen" ja ach op zich wel. 1.3C daling ten opzichte van 40C wil ik wel als vrijwel homogeen zien.

Navier-Stokes is trouwens met stroming en ons discussie punt is nu even warmte geleiding door de plaat. Bedoel je de wet van Fourier?

Gebeurt mij ook wel eens

Klipper heeft blijkbaar even geen tijd om te reageren op het voorzetje voor het effect op ketel rendement, dus bij deze mijn voorstel.

Ik heb het volgende aangenomen:
-De spreiders hebben een daling van de ketel retour temperatuur uit de vloerverwarming van 5C tot gevolg
-Alle warmte die in de kamer gebracht wordt komt uit de vloer verwarming
-Er wordt gecondenseerd door het rookgas homogeen af te koelen waarbij de volledige rookgas stroom altijd onder 100% luchtvochtigheid komt.

-De eerste aanname heb ik zelf uitgerekend, ik denk dat dat enigszins richting de waarheid is
-De tweede aanname is niet waar, er staat circa 4x meer opgesteld vermogen in de kamer dan de vloer verwarming. Het effect op de gemiddelde ketel retour temperatuur zal dus ergens 3-4x kleiner zijn voor alle verwarmingen samen.
-De derde aanname is niet waar, rookgassen worden niet uniform gekoeld en de lucht vochtigheid volgt vaak een lijn van circa 50%. Condenseren begint dus eerder, maar de laatste 5C verder koelen heeft dus ook maar het halve effect.

Samen overdrijf ik dus het nuttig effect van de spreiders met een factor 3 en nog een keer met een factor 2. Samen een factor 6.

Het resultaat:


De rode lijn is de additionele koeling van de rookgassen als je een warmtespreider toe voegt. Ik heb die dik aangezet (4pt) omdat hij dan nog enigszins zichtbaar is. Het nuttig effect is zoals ik eerder verspelde circa 2%. Let op dat ik om dit recht te rekenen het effect van de warmtespreider met ongeveer een factor 6(!) de gunstige kant op heb moeten overdrijven.

Dan opnieuw het sommetje:
-Gemiddeld 75 euro/maand stook kosten (totaal gas is 100/maand en wij gebruiken zo veel heet water dat circa 75 hiervan pure verwarming is).
-2% vermindering is 1.5 euro
-Investering is 750 euro

Terug verdien tijd zoals eerder gezegd 40 jaar met in het achterhoofd dat ik het terug verdien effect van de spreider waarschijnlijk om en nabij een factor 6 overdreven heb.
-knip-

[ Bericht 4% gewijzigd door TR08 op 02-11-2011 19:57:40 ]

Is er ergens ook een goede site om excelletjes (oid) on-line te knallen?

Filedropper.com:

http://www.filedropper.com/rookgascondensatie

Blomke deze is voor jou ook interessant. Hier heb ik dat eerdere lijntje ook mee gemaakt.

In Excel gebruik ik een add-in genaamd fluidprop voor water eigenschappen. Te krijgen via: http://www.fluidprop.com

[ Bericht 76% gewijzigd door TR08 op 02-11-2011 19:57:21 ]

En voordat iemand nu verkeerde conclusies dreigt te trekken: Ik beweer niet dat de oplossing met een warmtespreider in combinatie met zo'n prefab isolatieplaat met mooie slanggleuven een slecht plan is.

Dat concept heeft -als je betaalde manuren mee rekent- een zeer duidelijk commercieel voordeel tov nieten onder een vloer en als je de slang in bedt in een isolatie plaat wordt de spreider ineens bittere noodzaak. Dit omdat je met de inbedding in een isolatie plaat de verspreiding van warmte door convectie vrijwel volledig de nek om draait.

Kortom: De spreider is een goed ding, maar onder bepaalde randvoorwaarden.

Nou...de spullen zijn aangevraagd. Links en rechts wat rond gekeken en ook bij onze lokale installatie boer.

Die lokale installateur heeft heel veel spullen op voorraad en als je wat speciaals hebt weten ze je vrijwel altijd te helpen. Maar...hun prijzen liggen vaak rond de 60%(!) boven wat je elders in de markt ziet. Een rol PE-RT slang vragen ze zonder blikken of blozen tegen de 550,- voor. Na een opmerking hierover van mijn kant kan de prijs ineens naar 325,-.

Qua service ben ik zeer over ze te spreken, ik gun ze daarom ook wel een iets hogere prijs dan het scherpste in de markt maar hier voel ik me gewoon gepakt.

Heb nu maar een aanvraag naar onze aannemer (Nijsink) gedaan en denk dat ik hem de spullen maar laat leveren.

De bouw is begonnen

Ik heb wat andere clips dan gedacht gebruikt, zie hieronder de doos:


Deze clips hebben 2 voordelen:
-Ik heb maar 1 schroef nodig per clip
-Ik kan eerst alle clips tegen de vloer zetten en dan op mijn gemak de slang er in drukken zonder weer met een accuboor te moeten liggen kloten onder de vloer

Verder heb ik -omdat er een rol van 500m slang komt- besloten de afstanden tussen de slangen kleiner te maken, 8 gangen in een vak van 60cm breed dus circa 8 cm tussen elke slang. Op deze manier maak ik vrijwel alle slang op.

Hier is de kruipruimte waar het moet gaan gebeuren:


De halve woonkamer is inmiddels voorzien van clips, dit ziet er ongeveer zo uit:



Clips voor de bochten komen er op het laatst nog in.

De oplettende kijker ziet dat de slangen een kleine afstand krijgen tov de vloer. Dat is -in mijn ogen uiteraard- ok omdat het systeem toch al uitgerekend is om te werken door convectie. Op deze manier krijgt de kolom warme lucht die opstijgt van de slang iets extra hoogte om trek te maken en is de warmte afgifte naar de vloer meer uniform dan als je de slang er strak tegenaan zet.
Van warmte overdracht door geleiding (direct slang-vloer kontakt) verwacht ik toch al weinig omdat je een ronde slang nooit strak langs een ook al niet vlakke ondervloer krijgt. Als je dat accepteert kun je beter meteen zorgen dat convectie wat beter gaat en dan is deze oplossing prima.

Clips onder de halve woonkamer schroeven heeft me bij elkaar 2 uur gekost. Vandaag meer clips kopen en binnenkort door met de andere helft

De opschriften zijn trouwens van de zoon van de oude eigenaresse. Die heeft door het complete huis al vanaf dat hij kon schrijven van alles op muren, achter kastjes en zelfs in de kruipruimte gekalkt

Het zal ook wel lastig worden. Het plan is *nu* om iets te klussen waarmee ik de 500m haspel bij het luik naar de kruipruimte kan zetten en van daaraf laten afrollen terwijl ik de leiding de kruipruimte in trek.

Dit is een van de dingen die ik ter plekke maar gewoon ga oplossen als het probleem daar is.

Plan is 7 groepen...ben er net een post over aan het voorbereiden

Goed...het grote plan van aanleg.

Dit is de kamer inclusief balken.

De gekleurde vlakken zijn: Kachel (rood), meterkast (blauw) en de gemetselde muur die vroeger de suite deuren steunde (groen). Deze vlakken zijn niet bruikbaar voor vloer verwarming. De rest vrijwel allemaal wel.

Ik ben veel aan het nadenken geweest over hoe je het beste de zone verdelingen zou kunnen maken om de slang lengtes per groep zo gelijk mogelijk te maken. De conclusie is eigenlijk dat het verst liggende vak van je groep ineens de lengte van groep + "toeslag" lengte bepaalt (voor afstand tussen verdeler en groep).

Daarbij nog wat gespeeld met drukvallen e.d. per groep, kranen, etc en toen tot de conclusie gekomen dat onderstaande verdeling het meest praktisch is:


De verdeler komt dan vlakbij de meterkast onder de vloer. Ontbrekende stukje "zone" rechts onder is waar we een luik voorzien naar de kruip ruimte in de nieuwe vloer

Verdeling van drukvallen is als volgt:



De drukval van de kranen is vrij klein en de leidingen nemen het leeuwendeel voor hun rekening. Voor de kortere zones zal de kraan dus voldoende ruimte hebben om de flow iets te knijpen. De langere groepen krijgen dan wat meer flow en zo krijgen we dan een mooie verdeling

Werkpunt van de pomp wordt ongeveer als in onderstaande grafiek



[ Bericht 10% gewijzigd door TR08 op 12-11-2011 21:10:43 ]

Klein vraagje nog...wat is zo'n beetje de minimale radius waar je zo'n slang in kunt buigen voor hij knikt? Ik zou het jammer vinden als ik in zo'n lange lengte op een onhandige plek een zwakke plek in de slang maak.

Ga ik doen Het wordt 16x 2mm en ik vraag de handleiding er wel bij. Klipper: Bedoel je diameter of straal met jouw getallen? Ik meen gezien te hebben dat 16x2 gelegd wordt op 100mm slang-slang afstand zonder dat de lus daarbuiten sterk uitwaaiert.