Neben
Energieeinsparung und fehlende Umweltbelastung kann das Heizungssystem
aber noch etwas leisten, es garantiert einen hohen Heizkomfort, da
die im Raum einzustellende Temperatur sehr schnell erreicht und
perfekt gehalten wird, wobei auch kleinste Einflüsse, wie nur kurzzeitige Sonneneinstrahlung
durch das Fenster, sofort berücksichtigt werden.
Da nur die Luft im Raum geheizt wird und es keine Speichermasse
also eine minimale thermische Trägheit
gibt, kann man auch sehr schnell von einer höheren auf eine niederere Raumtemperatur
wechseln. Außerdem
ist es möglich,
bestimmte Bereiche eines Raumes unterschiedlich zu heizen.
Die
Probleme klassischer Heizungen, welche durch direkte Verbrennung
von Öl,
Erdgas, Kohle oder sogar Holz u.ä.
Rohstoffen Wärme
erzeugen, sind bekannt:
- – hoher Wärmeverlust im zu beheizenden
Raum durch Aufheizen von Wänden,
Boden, Decke und/oder durch überheizte
Luft (auf Temperaturen die weit über der erwünschten Raumtemperatur liegen)
die zum Teil direkt entweicht
- – hohe
thermische Trägheit
wodurch:
– ein
Abschalten bei Öffnen
von Fenstern und/oder Türen
sinnlos und Lüften
immer mit hohem Energieverlust verbunden ist
– eine schnelle
Regelung und das Berücksichtigen
kurzzeitiger Einflüsse
nicht möglich
ist
– ein
Abschalten bei Abwesenheit nur dann sinnvoll ist, wenn man länger fortbleibt
- – aufwendiger
und kostenintensiver Einbau
- – nur
aufwendig und kostenintensiv nachrüstbar
- – bei Änderung
irgendwelcher Abgas- oder Verbrauchsnormen muß man neu kaufen oder sanieren
- – hohe
Verluste durch den Transport der Wärme von einer Zentrale zu den
einzelnen Räumen
und wegen der Bereitstellung der Wärme im Wärmeträger für immer noch nicht zufriedenstellend schnelles
Reagieren bei Bedarf
- – nicht
nur wegen der thermischen Trägheit
oder wegen Dimensionierungsproblemen sondern auch wegen der vielen
widersprüchlichen
Anforderungen, die eine Zentrale, welche mehrere Räume oder
sogar Wohnparteien versorgt, erfüllen
muß, sind
eine gute Einhaltung der Temperaturvorgaben und ein hoher Wirkungsgrad
beide, auch mit noch so hohem Aufwand, nicht möglich
- – einzelne
Räume sind
nur sehr begrenzt getrennt regelbar
- – Einzelraumregelung
nur so aufwendig möglich, daß dieser
Teil eines entsprechenden Heizungssystems in den Herstellungskosten
mit dem gesamten erfindungsgemäßen Heizungssystem vergleichbar
ist
- – Zusammenspiel
mit den sehr sinnvollen Wohnmanagement-Systemen ist auch nur aufwendig und
begrenzt möglich
Das
erfindungsgemäße elektrische
Heizungssystem löst
alle angeführten
Probleme.
Das
wird erreicht indem der Raum nur mit niedrigen Temperaturen, die
höchstens
einige Grad C über
der angestrebten Raumtemperatur liegen, aber großflächig aufgeheizt wird. Das gesamte
System wärmt
nur direkt die Luft und keine Randbereiche, wie Wände, Boden
und Decke und alle Komponenten des Heizsystems haben eine möglichst
geringe Masse und sind aus Materialien mit möglichst niedriger spezifischer
Wärmekapazität hergestellt. Eine
entsprechende Regelung mit genügend
vielen Sensoren, nutzt die geringe thermische Trägheit und das durch die großflächige Erwärmung der
Luft sehr schnell mögliche
Aufheizen des gesamten Raumes sowohl zu einer genauen Einstellung
der erwünschten
Raumtemperatur als auch für
Energieeinsparung. Das wird durch das schnelle und genaue Reagieren auf
Einflüsse
wie Sonneneinstrahlung, viele Personen im Raum, offenes Fenster,
offene Türe
und Abwesenheit für
mehr als ein Minimum welches hier nur etwa 10 Minuten beträgt sehr
gut möglich!
Eine einfache und schnelle Kommunikation zwischen Anwender und System
sind dabei genauso inbegriffen, wie die Möglichkeit viele datums- und
uhrzeitabhängige Programme
vorzugeben. Dazu kommt noch die Möglichkeit, verschiedene Raumbereiche
unterschiedlich zu beheizen, durch die im Raum verteilten, zentral geregelten,
verschiedenen Komponenten der elektrischen Heizung. Eine passend
konzipierte Regelung sorgt für
energetisch optimiertes und komfortorientiertes Heizen. Ein Eingreifen
des Anwenders in das Geschehen und ist selten nötig aber immer möglich. Ein
aktiver Temperaturausgleich sorgt für Wärmerückgewinnung bei offenem Fenster
o.ä., für Temperaturausgleich
bei und Energieeinsparung durch lokal konzentrierte, von dem Heizsystem
unabhängige Wärmequellen
(z.B. Personen im Raum, Erwärmung durch
Sonneneinstrahlung) und, wenn gewünscht, für unterschiedlich warme Raumbereiche,
was auch zu Energieeinsparung führen
kann. Eine passive Wärmerückgewinnung
ist auch zur Energieverbrauchsoptimierung vorgesehen. Das System
kann im Sommer für
Luftbewegung sorgen (die im Winter nur auf nicht spürbarem Niveau
läuft)
und damit kühlen.
Es ist leicht mit einer Klimaanlage, einer Luftfeuchteregulierung,
Luftfilterung und anderen, besonders mit alternativen Energiequellen
heizenden Systemen kombinierbar. In die Komponenten, welche aktiv
für Luftbewegung
sorgen, kann man sehr leicht Geruchsspender so integrieren, daß immer
ein angenehmer Duft im Raum verteilt wird. Die Luftfilterung kann
Lüften
manchmal ersetzen. Da eine Komponente des Heizsystems eine Fußbodenheizung
ist, nutzt man auch den Effekt aus, daß ein warmer Boden die Raumtemperatur
subjektiv um einige Grad höher
erscheinen läßt und gesünder als
eine klassische Heizung ist.
Die
Idee großflächig und
mit niederen Temperaturen zu heizen, ist in einigen Patentanmeldungen
ausgeführt.
Es sind meist großflächige Fußboden-,
Wand-, oder Deckenheizungen. Wand- oder Deckenheizungen sind nur
in Sonderfällen
oder als Zusatzheizung im Vergleich zu einer Fußbodenheizung energetisch sinnvoll.
Mit niedrigen Temperaturen heizende Fußbodenheizungen sind z.B. in
der Offenlegungsschrift
DE
197 26 689 A1 , in der Offenlegungsschrift
DE 196 52 614 A1 gezeigt.
Alle gezeigten Heizungen haben aber den Nachteil, daß es eine
nicht vernachlässigbare
Wärmeableitung
in die Randbereiche wie Boden oder Wände gibt. Außerdem können sie
den zu beheizenden Raum entweder nur langsam hochheizen oder sie
müssen
an Boden und Seitenwänden
aufgebracht werden, was die Wärmeableitung
aber beträchtlich
erhöht.
Es ist nicht sinnvoll, Randbereiche zu heizen. Ideal wäre eine Heizung,
die nur die Luft im Raum mit niedrigen Temperaturen, aber dann großflächig erwärmt. Das
ist mit dem erfindungsgemäßen Heizungssystem
möglich. Die
Grundidee besteht in der gemeinsamen Regelung mehrerer im Raum verteilter
elektrischer Heizungen. Eine davon ist eine Fußbodenheizung. Die Wärmeableitung
wird dadurch verhindert, daß man mit
sehr niedrigen Temperaturen hochheizt so, daß diese Komponente allein den
Raum nicht schnell genug bis in eine genügende Höhe aufwärmen oder diese Temperatur
im ganzen Raum erhalten kann. Dazu kommt noch eine Luftschicht zwischen
Bodenisolierung und Fußbodenheizung.
Ein oder vorzugsweise mehrere elektrische Gebläse saugen Luft an mindestens
einer Seitenwand aus dieser Luftschicht großflächig an, welche an mindestens
einer anderen Seitenwand großflächig aus
dem Raum in die Luftschicht dringen kann. Diese von der Fußbodenheizung
gewärmte
Luft wird eventuell zusätzlich
erwärmt
und großflächig in
gewisser Mindesthöhe über dem
Boden im Raum verteilt. Die Luftbewegung in der Luftschicht sorgt
für eine
genügende
Kühlung,
so daß die
darunterliegende Isolierung nur der zusätzlichen Raumisolierung dient
und nicht um Wärmeableitung
in den Boden zu verhindern. Außerdem
wird der Raum auf diese Weise sehr schnell erwärmt. Zur Ergänzung gibt
es weitere Heizlüfter
im Raum verteilt, welche ihre Luft aus einem an der Raumdecke abgetrennten
Bereich ansaugen, der nur begrenzt Luftdurchlässig ist, und großflächig in
gewisser Mindesthöhe über dem
Fußboden
im Raum verteilen. Dadurch kann unter gewissen Raumbedingungen eine
aktive Wärmerückgewinnung
stattfinden. Alle Heizlüfter
heizen nur mit Niedertemperatur, einige Grade C über oder genau gleich der erwünschten Raumtemperatur.
Durch die Abtrennung des Bereiches an der Decke wird das zu heizende
Raumvolumen ohne weitere Verluste (Nutzraum oder Luftqualität wegen
zu wenig Luft im Raum) verkleinert und es wird durch die großflächige aber
nicht spürbare
Luftbewegung eine schnelle Reaktion auf Einflüsse wie Sonneneinstrahlung
oder andere Wärmequellen möglich. Außerdem kann
man in die über
Boden und Decke großflächig aber
so leicht, daß nicht
spürbar, verlaufende
Luftbewegung leicht eine Luftfeuchteregulierung, eine Luftfilterung,
eine Geruchsaufwertung oder sogar Kühlung einbauen. In dem oben
abgetrennten Raumvolumen befinden sich passive Wärmespeicher und eine einfache
Deckenisolierung. Die passiven Wärmespeicher
erreichen nur Raumtemperatur unter der Decke. Für die Raumtemperatur darunter
ist es nicht wichtig, ob sie aufgewärmt sind oder nicht. Das Aufheizen
des Raumes wird also dadurch nicht gebremst. Sie bedecken die Decke
unter der Abtrennung großflächig an
der dem Fenster entgegengesetzten Seite, an einigen Stellen wo Luft
aus der Schichte angesaugt wird und sind unter einer entsprechenden
Isolierung zur Decke. Die für
ihr Aufwärmen
aufgewendete Wärme
muß zwar
auch aufgebracht werden, aber sie ist nicht verloren und auch nicht
hinderlich, wenn auf niedrigere Temperaturen geregelt werden muß, sondern
kann auch dann zur Energieeinsparung führen. Das deshalb, weil bei diesen
Teilen die Abgabe und Aufnahme von Wärme durch Konvektion von den
Gebläsen
so gesteuert werden kann, daß sie
beliebig in den Heizkreislauf einbezogen werden können oder
eben nicht. Eine geeignete Regelung kann abhängig von nicht zur Heizung
gehörenden
Wärmequellen
im Raum, vom Öffnungszustand
der Fenster und/oder Türen,
von der Temperatur und Temperaturverteilung im Raum und von der
angestrebten Temperatur bzw. auch Temperaturverteilung (Erkennung
aller Bedingungen rein über
mehreren Zwecken dienende Temperatursensoren und Vorgaben) diese
Speicherbereiche zur Energieeinsparung ausnutzen!
Zum Stand der Technik
In
der
EP 0 241 494 B1 ,
wird eine Heizsäule beschrieben,
welche vom Boden bis zur Decke reicht, oben Luft ansaugt, erwärmt und
unten ausbläst,
wobei mehrere solche Säulen
in einem Zimmer angeordnet sein können. Es wird möglichst
geringe thermische Trägheit
weder erwähnt
noch ausgenutzt, die Verwendung von Raumluft zum verhindern des aufheizens
von Gehäusen
und Raumgrenzen genauso wenig. Ein großflächiges Aufheizen ist auch nicht geplant,
es wird von einer oder wenigen diskreten Stellen gewärmte Luft
in den Raum geblasen.
In
der
DE 30 14 390 A1 ,
wird eine Fußbodenheizung
beschrieben, bei der rohrförmige
Heizelemente im Boden auf der Grundfläche aufliegen und von Hohlräumen umringt
sind, durch die Luft aus dem Raum zirkulieren kann, die auf einer
Raumseite eintritt und auf der anderen austritt, was ein (nicht
geheiztes) Gebläse
realisiert.
In
der
DE 69 316 10 U1 ,
wird eine elektrische Fußboden-
und/oder Wandheizung beschrieben, die aus zusammensetzbaren Platten
besteht, die elektrische Leiter im inneren mäanderförmig enthalten. Durch das Zusammenstecken
der Platten werden diese elektrisch miteinander verbunden. Die Leiter sind
mit dem Plattenmateriel an der ganzen Oberfläche eng verbunden. Die Platten
sind aus einer Wärme
speichernden Keramik. Es gibt mit Luft gefüllte Hohlräume über und unter den Platten.
Die darüber bilden
ein zusammenhängendes
Luftkanal-System welches mit der Raumluft verbunden ist und durch welches
Luft auch mit einem Gebläse
bewegt werden kann. Die darunter dienen der thermischen Isolation zum
Untergrund und enthalten nicht bewegte Luft. Eine Wärmestrahlen
reflektierende Alufolie ist am Boden unter der unteren Luftschicht.
Speicherheizung, die sich nachts auflädt und tagsüber Wärme abgibt. Die Leiter sind
trotz nicht bewegter Luftschicht unter der Heizschicht, großflächig thermisch
leitend mit dem Boden verbunden. Da der Kontakt der Leiter zum Boden
darunter thermisch leitend besser als zur Oberfläche darüber ist, kann bei Luftkühlung, die
zwischen Heizschicht und Oberfläche
stattfindet, um die Oberfläche
noch genügend
zu heizen nur mit relativ hohen Temperaturen geheizt werden. Die
Heizung hat dann eine beträchtliche
Wärmeableitung
in den Boden und eine genaue Regelung der Temperatur, ist nicht
möglich,
da auch die über
der Heizschicht liegende Schicht relativ dick und thermisch träge ist.
In
der
DE 94 07 652 U1 ,
handelt es sich um eine Klimaanlage die auch als Luftheizung verwendet werden
kann. Wie geheizt wird und über
die Trägheit, Regelbarkeit,
Wärmeverluste
dieser Einheit wird nichts gesagt. Die Klimaanlage ist Gebäudeübergreifend
und nicht für
einzelne Räume.
In
der
AT 394 772 B ,
handelt es sich um eine Luftrückführung von
der Decke zum Boden.
In
der
AT 387 086 B ,
handelt es sich um eine Warmluftheizung, wo Warmluft durch Kanäle im Boden
eines zu beheizenden Raumes geführt
wird und dann in den Raum austritt. Hier wird Warm- und nicht Raumluft
durch Randbereiche (Boden) des Zimmers geführt.
In
der
DE 298 06 673
U1 wird eine Fußbodenheizung
beschrieben, welche aus Heizplatten am Boden, die über Fugenverbindungen
zusammengehalten werden besteht, wobei nur einige davon aktiv heizen.
Es kann sowohl elektrisch direkt als auch mit außerhalb der Fußbodenheizung
vorwiegend elektrisch geheizter Warmluft, geheizt werden. Es wird Luft
durch Kanäle
in der Fußbodenheizung
geführt. Die
aktiven Heizelemente in der Fußbodenheizung sind
großflächig thermisch
leitend mit dem Untergrund verbunden. Die Bodenplatten und der Boden selbst
sind Wärmespeicher,
die eine hohe thermische Trägheit
des Gesamtsystems sicherstellen.
In
der
DE 80 18 921 U1 wird
ein Bauelement, mit welchem an einer Wand eines Raumes ein Hohlraum,
durch Abstand zu dieser Wand geschaffen wird, so dass damit eine
zweite Wand vor der eigentlichen aufgebaut werden kann, mit einem
Hohlraum zwischen der neu entstandenen und eigentlichen Raumwand.
Es wird Luft oben angesaugt, innen geheizt und unten ausgeblasen.
In
der
DE 1 961 882 A1 ,
wird eine Fußbodenheizung
beschrieben, bestehend unterseitig aus Isolierschicht, darüber eine
Speicherschicht, darauf eine elektrische Heizschicht, die wiederum
abgedeckt ist. Zwischen Isolierschicht und Speicherschicht oder wahlweise
Speicherschicht und Heizschicht sind Hohlräume für eine Luftschicht vorgesehen.
In
der
DE 31 34 181 A1 ,
wird eine Fußbodenheizung
beschrieben. Es wird ein Raum über
Warmluft geheizt, die in einem Ofen mit Rauchfang erzeugt wird,
der beispielhaft als Ölofen
angegeben wird. Es wird Luft oben im Raum angesaugt, am Rauchfang und
Ofen vorbei und durch Hohlräume
in den Boden geblasen und tritt an weiter entfernten Stellen aus dem
Boden in den Raum aus.
In
der
DE 39 07 110 A1 ,
wird eine thermisch träge
Warmwasser-Fußbodenheizung
beschrieben, die als Zusatz noch direkte Luft/Wasser Wärmetauscher
hat, die mit dem Heizkreis der Fußbodenheizung verbunden sind
oder im Fußboden
liegen und dort von Luft umströmt
werden.
In
der
DE 83 13 440 U1 wird
eine Fußbodenheizung
beschrieben. Sie zeigt in den Boden eingebettete Rohre durch die
ein Wärmeleitmedium
(z.B. Wasser), strömt,
um welche noch Luftkanäle
liegen. Mit einem Gebläse
wird Luft an einem Ende angesaugt, an den Rohren vorbeigeführt und
an einer anderen Raumseite ausgeblasen werden.
In
DE 70 11 602 U1 wird
eine Fußbodenheizung
beschrieben, die vorwiegend elektrisch geheizt werden kann und für Kirchen
vorgesehen ist. Es findet keine erzwungene Luftumwälzung statt.
Es wird mehrfach (Heizstäbe
in Keramik-Wärmespeicher, dieser
von Luftmantel umgeben und dann wieder Wärmespeicher rundherum) Wärme gespeichert
und mit hohen Temperaturen geheizt.
In
der
EP 0 177 657 A1 ,
wird eine Warmluftheizung beschrieben. Es wird in einen Raum Außenluft
in Bodennähe
eingeführt,
die höchstens
auf Raumtemperatur, vorgewärmt
wird. Zusätzlich
wird dieser Raum über
Heizstäbe
in der Deckenbeleuchtung geheizt.
In
der
DE 196 52 614
A1 , wird ein elektrisches Niedertemperatur-Heizsystem für Räume beschrieben.
Kernstück
ist eine Heizfolie, die aus Graphitteilchen eine Leitschicht besitzt
und darunter eine Isolierschicht und eine infrarot reflektierende
Schicht, darüber
eine Schutzschicht aus Glasfaserbeton oder ähnlichen thermisch langsamen
Materialien. Diese Folie wird auf große Flächen im Innenraum (Fußboden,
Wände)
aufgebracht und elektrisch mit Niedertemperaturen beheizt.
In
der
DE 197 26 689
A1 , wird ein elektrisches Heizungssystem als Heizmatte
beschrieben. Es wird mit niedrigen Temperaturen aber großflächig geheizt.
Die Heizmatte wird aber hier nur auf Seitenwände oder in Luftschächte einer
Anlage zur Frischluftzufuhr aufgetragen. Durch die vorhandene zusätzliche
Deckschicht und den großflächigen Kontakt zu
den tragenden Oberflächen
(Seitenwände,
Luftschächte)
sind dieselben Nachteile im Vergleich zu meiner Erfindung, wie in
EH15 erwähnt,
anzuführen.
Das
erfindungsgemäße Heizungssystem kann
die genannte Aufgabe gegenüber
dem Stand der Technik mit relativ einfach aufgebaute und herstellbare
Komponenten erreichen. Dabei werden mehrere Gebläse verwendet, Deckenbereiche
abgetrennt und Luftschichten unter Fußböden realisiert. Dieses System
ersetzt ein übliches
Heizungssystem und zeigt weitere Vorteile, wie einfache Geruchseinstellung,
Luftfilterung, Feuchtekontrolle.
Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Heizung
in einem Raum
Die
Grundkomponente des erfindungsgemäßen Heizungssystems ist eine
spezielle Fußbodenheizung,
die hier nur grundsätzlich
beschrieben werden soll und deren prinzipieller Aufbau in 3 wiedergegeben
ist. Eine vorzugsweise mit einem Widerstandsdraht so realisierte,
sehr flache Heizschicht (7), daß sie eine minimale spezifische
Wärmekapazität hat (z.B.
dünne Kunststoffmatte
mit Noppen auf einer Seite um die ein Heizdraht aufgespannt und durch
Einschmelzen (Erhitzen des Heizdrahtes auf relativ hohe Temperaturen)
befestigt wird), hat so lange und dichte Noppen auf einer Seite
und ist mechanisch fest genug, daß wenn auf den Boden (5)
gelegt, unten ein Abstand zum Boden gehalten wird. Dieser Bereich
bildet die Luftschicht (8). Der Heizdraht liegt fest an
der dem Raum zugewandten Seite an und bleibt immer auf Distanz zum
Boden (5). Die dem Raum zugewandte Oberfläche der
Matte ist entweder direkt begehbarer Fußboden oder bekommt noch einen
in Räumen üblichen
aber vorzugsweise dünnen
und/oder luftdurchlässigen
Belag. Unter die so entstandene Luftschicht (8) kann man
eine Isolierschicht (10) einfügen, um Wärmeabgabe in den Boden (5)
zusätzlich
zu verhindern. Alle diese Schichten müssen nicht dick sein, da ja
durch Konvektion zwischen Boden und Heizmatte gekühlt wird.
Sie können daher übereinander,
wie mehrere dünne
Teppichboden, auf dem Boden (5) rutschfest befestigt werden. Randbereiche
(4) zu den Seitenwänden
sind nicht beheizt und haben an mindestens einer Seite Eintrittsöffnungen
für Luft
und an mindestens einer anderen Öffnungen
an die mindestens ein Gebläse
(9) angeschlossen ist, welches Luft großflächig aus der Schichte (8)
saugt und großflächig im
Raum verteilt. Die Anordnung der einzelnen Komponenten im Raum und
ihre Funktionsweise sind in 1 und 2 verdeutlicht.
Das vorhin erwähnte
Gebläse
(9) sorgt für
genügend
hohe Konvektion um die Fußbodenheizung
(7), welche nur mit Niedrigtemperatur heizt, was dazu führt, daß es keine
Wärmeableitung in
den Boden (5) gibt. Um ein schnelles Aufwärmen des
Raumes sicherzustellen, wird die vom Gebläse (9) großflächig angesaugte,
vorgewärmte
Luft nachgeheizt, aber auch nur auf Temperaturen die höchstens
geringfügig über der
angestrebten Raumtemperatur liegen, und mit leichtem, kaum spürbarem Luftstrom
großflächig so
im Raum verteilt, daß die
Bereiche aufgewärmt
werden, zu deren Erwärmung
die Fußbodenheizung
nicht oder nur unvollständig
oder zu langsam beitragen kann. Weil das aber für den gesamten Raum noch nicht
ausreicht, wenn man wirklich langsam „bläst" und mit niedrigen Temperaturen heizt,
wird mindestens noch ein Gebläse
(3) dem Gebläse
(9) entgegengesetzt im Raum angeordnet. Das oder die Gebläse (3)
(in 1 und 2 sind es 2 Stück) genügen aber
dann um den Raum sehr schnell mit Niedrigtemperatur auf den gewünschten Wert
hochzuheizen. Um Temperaturunterschiede schnell auszugleichen, eine
sinnvolle passive und aktive Wärmerückgewinnung
zu realisieren, die, wenn auch kaum spürbare, Luftströmung im
Raum (bedeutend schwächer
als bei gängigen
Klimaanlagen, etc. da viel großflächiger vorgegangen
wird) besser einstellen zu können
und zusätzlich
Energie zu sparen, durch eine geringfügige Verkleinerung des zu heizenden
Raumvolumens, durch eine zusätzliche
Isolierung des Raumes und durch ein Luftvolumen, daß von einem
Lüftvorgang
relativ lange Zeit nicht beeinträchtigt
wird, teilt man einen Bereich unter der Decke (6), den
man sowieso nicht nutzt, vom Rest des Raumes so ab, daß zwar ein
Luftaustausch zwischen Raum und abgeteiltem Bereich stattfinden
kann, aber verlangsamt und hauptsächlich von unten nach oben,
was man vorwiegend dadurch erreicht, daß man das oder die Gebläse (3) über die
Luftleitschächte
(2) aus diesem Bereich (6) Luft ansaugen läßt. Die
Gebläse
(3) arbeiten prinzipiell wie das oder die Gebläse (9)
und können
auch heizen. In der Nähe
mindestens eines Luftschachtes (2) befindet sich in der
Schicht (6) ein poröses
Material (1) mit sehr hoher spezifischer Wärmekapazität. Die Masse
(1) ist ein passiver Wärmespeicher.
Die Decke ist vorzugsweise zum abgetrennten Bereich (6)
thermisch isoliert, besonders über
dem Speicher (1), was mit relativ wenig Aufwand und handelsüblichem
Material realisiert werden kann. Zwar kann man die Decke jedes Raumes
isolieren, aber bei andren Heizungssystemen ist der daraus gezogene
Nutzen geringer und es bedeutet extra Aufwand. Dieses Heizungssystem
beinhaltet Isolierungen der Randbereiche als nicht zwingend anzubringende
Komponenten, die zusammen mit der Heizung montiert werden können. Das
ist zeitlich, als Kostenfrage und auch als Beweggrund günstiger,
als bei allen gängigen
Heizungssystemen.
Alle
bisher beschriebenen Komponenten der Heizung sind so, daß sie einfach
hergestellt werden können.
Alle Komponenten können
in kurzer Zeit montiert werden. Alle Komponenten sind so, daß sie im
Raum nicht stören.
Das heißt,
die Luftschächte
(2) sind entweder sehr flach aber breit an der Wand, wie eine
dickere Tapete oder passen genau in Ecken. Sie nehmen nur nicht
benötigten
Raum weg und beinhalten auch eine zusätzliche Isolierung des Raumes
zu den Wänden.
Die Gebläse
(3) und (9) werden meist weit unter ihrer Nennleistung
betrieben und sind dadurch leise. Der Abstand zwischen Luftschraube
und Seitenwänden
ist relativ groß,
um Geräusche
zu vermeiden. Es gibt mehrere kleine Gebläse die an den unteren Öffnungen
der Schächte
(2) und über
den Austrittsöffnungen
der Fußbodenheizung
im Randbereich (4) angebracht sind. Die Luftbewegung ist
so langsam im Vergleich zu dem Durchlaßquerschnitt und Ecken und
Kanten werden vermieden so, daß keine
Geräusche
entstehen. Es gibt genügend
Gebläse,
daß nur
sehr langsame Luftströmungen
entstehen. Die Heizelemente in den Gebläsen erwärmen sich angebracht so, daß sich besagte
Wände nicht über Raumtemperatur
erwärmen.
Die Fußbodenheizung
muß mit
allen Schichten nicht dicker sein als ein dickerer Teppichboden
und kann also ganz leicht, wie schon beschrieben, in Schichten montiert werden.
Die Abtrennung an der Decke ist aus luftdurchlässigem Stoff (12)
und kann das Aussehen einer beliebigen Tapete haben. Die Deckenisolierung kann
mit handelsüblichen
Styroporplatten gemacht werden und man muß sich keine Mühe dabei
geben, da der Bereich nicht sichtbar ist. Der Körper (1) ist ein in
einem einfachen Metall- oder Kunststoffrahmen sitzendes Gebilde
dessen Form und Aussehen nicht interessiert, z.B. aus porösem Schamottestein,
es sind aber heute viel bessere aber teurere entsprechende Materialien
zu haben. Der Rahmen wird einfach an der Decke angeschraubt, wie
auch die Gebläse
(3) an die Wände
geschraubt werden. Die Schächte
(2) werden in Ecken oder an Wände entweder geschraubt oder
geklebt. Die Gebläse
(9) werden über den
entsprechenden Öffnungen
in den Bereichen (4) festgeschraubt. Alle Öffnungen
sind mit festem Fliegengitter bedeckt, um das Eindringen von Insekten und
Schmutz in die Luftwege zu verhindern. Die Abtrennung des Bereiches
(6) geschieht über
an der Decke festschraubbare Distanzhalter (11) aus Metall oder
Kunststoff, die man in verschiedenen Längen anbietet (siehe 4).
An deren unterem Ende haben sie eine zur Decke parallele Platte
(13) mit mehreren Bohrungen (14), an welchen man
Beleuchtungsmittel etc. wie an der Decke befestigen kann. Diese
kann man an jeder beliebigen Stelle anbringen. Mehr als für solche
Befestigungen braucht man nur Distanzhalter (11), um eine
Stabilität
der Stoffabtrennung zu gewährleisten.
An diese nicht zur Befestigung anderer Körper verwendeten Distanzhalter
befestigt man Verbindungsstücke
z.B. aus dünnem Sperrholz,
welche die Abstützfläche des
Abtrennstoffes vergrößern. Der
Stoff wird dann fest gespannt und an den Distanzhaltern (11)
mit Kunststoffplatten (15) befestigt, welche von unten
abstützen
und ein Durchreißen
an der Befestigungsstelle verhindern sollen. Man kann natürlich statt
Stoff auch fein gelochte Karton- oder Sperrholzplatten für Teil (12)
nehmen und diese entsprechend bemalen. Den Stoff kann man auch so
bedrucken oder beschichten, daß er
noch luftdurchlässig
bleibt und höchstens
so schnell verschmutzt wie eine Tapete. Natürlich werden alle diese Komponenten
speziell für
diesen Zweck gefertigt und angeboten werden. Auf jeden Fall erzielt
man durch die Abtrennung der Schicht (6) auch den Effekt
der Schalldämpfung
im Raum. Man kann auf die Abtrennung der Schicht (6) auch
verzichten und Teil (1) in den oberen Bereich der Schächte (2)
einbauen. In der Schicht (6) können, z.B. mit handelsüblichen
Styroporplatten, die man zwischen den Distanzhaltern (11)
befestigt, Luftleitwände
eingefügt
werden, zum großflächigeren
Ansaugen der Luft. Das Ansaugen der Luft wird auch deshalb großflächig, weil
die Schächte
(2) breit sind und oben noch breiter werden können. Man
kann auch Raumbereiche in der Schicht (6) luftdicht vom Rest
des Raumes abtrennen und so das Raumvolumen verkleinern. Das kann
bei sehr hohen Räumen sinnvoll
sein.
Die
wichtigste Komponente des Heizsystems sind aber der Regler und die
Temperatursensoren. Jedes Gebläse
(3) oder (9) hat an seinem Ausgang, nach der aktiven
elektrischen Heizkomponente einen Temperatursensor. Daneben gibt
es noch mindestens einen Temperatursensor im zu heizenden Raum,
in Schulterhöhe,
weit von Türen
und Fenster. Aus energetischen und Komfortüberlegungen ist es sinnvoll,
den Raum in Bereiche zu unterteilen die unterschiedlich geheizt
werden können.
Jedem solchen Bereich entspricht ein getrennt ansteuerbarer Bereich
der Fußbodenheizung,
eines oder mehrere Gebläse
und ein wie eben beschrieben anzubringender Temperatursensor. Außerdem gibt
es noch einen Temperatursensor in der Nähe des Fensters und/oder der
Türe, welcher
auch zugleich der einem Heizbereich zugeordnete Sensor sein kann.
Der Regler ist vorzugsweise im selben Gehäuse wie die Spannungsversorgung
eingebaut und beide sind vorzugsweise in einem Gebläse (9)
integriert. Von hier aus gehen Verbindungsleitungen zu der Fußbodenheizung
und zu allen Seitenwänden
wo ein Gebläse oder
ein Sensor sitzt. Jedem getrennt heizbaren Bereich der Fußbodenheizung
kann ein zusätzlicher Temperatursensor
zugeordnet werden, der thermisch leitend mit der aktiven Heizkomponente
verbunden und auch ein zusätzlicher
Schutz gegen Überhitzung ist.
Dieser Sensor muß aber
nicht eingebaut sein, da 100%-iger, intelligenter Schutz in der
Spannungsversorgung integriert sein kann und die Regelung, dank der
Sensoren in den Gebläsen,
auch ohne auskommt. Eine einfache Variante kommt mit noch weniger
Sensoren und ohne Unterteilung in Heizbereiche aus. Die Einteilung
kann aber auch von der Regelung zum Energiesparen ausgenutzt werden.