DE102010025808A1 - Arrangement for temperature control and ventilation of building space, has connecting piece fed with supply air of ventilation system over terminal channel, and another connecting piece opened in building space to be air conditioned - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Temperierung und Lüftung von Gebäuderäumen mit einem Unterboden, einer auf dem Unterboden angeordneten Wärmedämmschicht, einer darauf angeordneten Anzahl von fluiddurchströmbaren Heizungs-/Kühlungsrohren, sowie einer diese überdeckenden und teilweise umhüllenden Estrichschicht.The invention relates to an arrangement for tempering and ventilation of building spaces with a subfloor, arranged on the subfloor thermal barrier coating, arranged thereon number of fluid throughflow heating / cooling tubes, as well as this covering and partially enveloping screed layer.
Derartige Anordnungen sind im Stand der Technik bekannt. Solche Fußbodenheizungs-/Kühlungssysteme sind zwar relativ effektiv, jedoch ist die Reaktionszeit solcher Systeme bei unterschiedlichen Temperaturverhältnissen relativ groß, was als Nachteil angesehen wird. Um diesbezüglich eine Abhilfe zu schaffen, ist aus der
Eine solche Anordnung hat vielerlei Nachteile. In der tatsächlichen Ausführungsform wird eine solche Distanzplatte mit den Distanzelementen aus Kunststoff gefertigt, da dies die einzige wirtschaftliche Fertigungsmöglichkeit für solche Distanzplatten ist. Die Ausbildung aus Kunststoff führt dazu, dass durch diese Distanzplatte quasi ein Isolator gebildet ist, der den Wärmetransport zwischen Heizungs-/Kühlungsrohren und der durchströmenden Luft behindert. Zudem ist durch die Ausbildung der Vielzahl von Distanzelementen in dem Raum, der von der Luft durchströmt wird, ein hoher Strömungswiderstand erzeugt, was letztendlich dazu führt, dass die Antriebsleistung für das Gebläse, mittels dessen die Luft durch das System transportiert wird, sehr hoch ist, was zu hohen Betriebskosten führt. Auch ist eine gute Luftverteilung und eine gleichmäßige Durchströmung und Verweilzeit nur schwer, wenn überhaupt, zu realisieren. Auch besteht ein Problem darin, dass der Bereich, der von Luft durchströmt wird, sich mit Staub und dergleichen Partikel zusetzen kann. Eine Reinigung dieses Bereiches ist in der Praxis nicht möglich.Such an arrangement has many disadvantages. In the actual embodiment, such a spacer plate is made with the spacer elements made of plastic, since this is the only economical manufacturing possibility for such spacer plates. The formation of plastic means that quasi an insulator is formed by this spacer plate, which hinders the heat transfer between heating / cooling pipes and the air flowing through. In addition, by the formation of the plurality of spacer elements in the space through which the air flows, a high flow resistance is generated, which ultimately results in that the drive power for the fan, by means of which the air is transported through the system, is very high , which leads to high operating costs. Also, a good air distribution and a uniform flow and residence time is difficult, if any, to realize. Also, there is a problem in that the area through which air passes can become clogged with dust and the like. Cleaning this area is not possible in practice.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung gattungsgemäßer Art zu schaffen, bei der der Energieverbrauch für das die Luft zuführende Gebläse gemindert werden kann, bei der eine gute Luftverteilung und eine gleichmäßige Durchströmung sowie eine gleichmäßige Verweilzeit der Luft erreicht wird, wobei zudem eine einfache Reinigungsmöglichkeit der luftführenden Schichten erreicht werden soll.Based on this prior art, the present invention seeks to provide an arrangement of the generic type, in which the energy consumption for the air-supplying blower can be reduced, achieved in the good air distribution and a uniform flow and a uniform residence time of the air is, in addition, a simple cleaning ability of the air-guiding layers to be achieved.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, dass auf die Wärmedämmschicht mindestens in Teilzonen mindestens ein Wärmetauscher aus wärmeleitendem Material aufgebracht ist, der oberseitig auf seiner der Estrichschicht zugewandten Fläche Teilbereiche der Heizungs-/Kühlungsrohre trägt, der mit der Estrichschicht in wärmeleitender Berührung ist, der unterseitig Kanäle aufweist, die an zwei einander gegenüberliegenden Endbereichen des Wärmetauschers zu je einem gemeinsamen Anschlussteil mit Anschlussstutzen zusammengeführt sind, wobei ein erster Anschlussstutzen mit Zuluft einer Lüftungsanlage gespeist ist und der zweite Anschlussstutzen in den zu klimatisierenden Raum ausmündet.To achieve this object, the invention proposes that at least one heat exchanger made of thermally conductive material is applied to the heat-insulating layer at least in partial zones, which carries on its upper side on its screed surface facing portions of the heating / cooling tubes, which is in heat-conducting contact with the screed layer, the lower side has channels, which are brought together at two opposite end portions of the heat exchanger to a common connection part with connecting pieces, wherein a first connection piece is fed with supply air of a ventilation system and the second connection piece opens into the space to be conditioned.
Gemäß der Erfindung sind mindestens in Teilzonen, vorzugsweise über die Fläche des Gebäudebodens oder dergleichen verteilt, mehrfach auf die Wärmedämmschicht Wärmetauscher aufgebracht, die aus wärmeleitendem Material bestehen. Oberseitig sind die von Fluid durchströmten Heizungs-/Kühlungsrohre vorgesehen, die im Bereich der Anordnung der Wärmetauscher unmittelbar auf den Wärmetauschern aufliegen. Die gesamte Baueinheit ist von der Estrichschicht abgedeckt, die also im Bereich der Wärmetauscher in unmittelbarem Berührungskontakt mit diesem steht und auch in unmittelbarem Berührungskontakt mit den fluiddurchströmbaren Heizungs-/Kühlungsrohren. Der Wärmetauscher weist unterseitig, also auf der der Estrichschicht abgewandten Seite, relativ großvolumige Kanäle auf, die an zwei einander gegenüberliegenden Endbereichen des Wärmetauschers jeweils zu einem gemeinsamen Anschlussteil mit Anschlussstutzen zusammengeführt sind. Ein erster dieser Anschlussstutzen ist über entsprechende Verbindungen mit der Zuluft einer Lüftungsanlage verbunden. Jeweils der zweite Anschlussstutzen mündet unmittelbar über Anschlussrohre in den zu klimatisierendem Raum aus.According to the invention, at least in partial zones, preferably distributed over the surface of the building floor or the like, repeatedly applied to the heat-insulating heat exchanger, which consist of thermally conductive material. On the upper side, the heating / cooling pipes through which fluid flows are provided, which rest directly on the heat exchangers in the region of the arrangement of the heat exchangers. The entire structural unit is covered by the screed layer, which thus is in direct contact with the heat exchanger in the region of the heat exchanger and also in direct physical contact with the fluid-throughflowable heating / cooling pipes. The heat exchanger has on the underside, ie on the side facing away from the screed layer, relatively large-volume channels, which are brought together at two opposite end portions of the heat exchanger in each case to a common connection part with connecting pieces. A first of these connecting pieces is connected via corresponding connections with the supply air of a ventilation system. In each case, the second connecting piece opens directly via connecting pipes in the room to be conditioned.
Bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass der Wärmetauscher aus Metallblech besteht.It is preferably provided that the heat exchanger consists of sheet metal.
Beispielsweise kann, was bevorzugt ist, der Wärmetauscher aus verzinktem Stahlblech bestehen.For example, which is preferred, the heat exchanger made of galvanized sheet steel.
Insbesondere ist auch vorgesehen, dass der Wärmetauscher eine ebene Oberseite aufweist, auf der die Estrichschicht aufliegt.In particular, it is also provided that the heat exchanger has a flat upper side, on which the screed layer rests.
Die Oberseite des Wärmetauschers, der relativ großflächig ausgebildet ist, weist eine ebene Oberseite auf, auf der die Estrichschicht in unmittelbarem Berührungskontakt aufliegt.The top of the heat exchanger, which is formed relatively large area, has a flat top on which the screed layer rests in direct contact.
Bevorzugt ist zudem vorgesehen, dass der Wärmetauscher in seiner Oberseite in den Bereichen, die keine darunter befindlichen Kanäle aufweisen, Lochungen aufweist, in die Befestigungsmittel für die auf der Oberseite verlegten Heizungs-/Kühlungsrohre einsetzbar sind. Preferably, it is also provided that the heat exchanger has in its upper side in the areas which have no underlying channels, perforations, can be used in the fastening means for the laid on the top heating / cooling pipes.
Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die unterseitig des Wärmetauschers ausgebildeten Kanäle aus im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichteten Kanalteilstücken bestehen, die an den gegenüberliegenden Endbereichen des Wärmetauschers durch je ein weiteres Kanalteilstück als Anschlussteil verbunden sind, von welchem je einer der Anschlussstutzen abgeht.It is particularly preferably provided that the channels formed on the underside of the heat exchanger consist of channel sections which are aligned substantially parallel to one another and which are connected at the opposite end regions of the heat exchanger by a respective further channel section as a connection part, from which one of the connecting branches branches off.
Insbesondere bei einer solchen Ausbildung ist auch die einfache Reinigungsmöglichkeit gegeben, da beispielsweise durch einen der Anschlussstutzen eine Bürste, ein Schlauch oder ein Draht eingeführt werden kann, mit dem Staub oder dergleichen Verunreinigungen, die sich in den Kanälen absetzen können, entfernt werden können.In particular, in such a design, the simple cleaning option is given because, for example, by one of the connecting pieces a brush, a hose or a wire can be introduced, with the dust or the like impurities that can settle in the channels can be removed.
Auch wird durch diese Ausbildung erreicht, dass ein geringer Strömungswiderstand für die durchströmende Luft erzeugt wird, so dass in Folge der Stromverbrauch für das die Zuluft zuführende Gebläse gemindert ist.Also achieved by this design is that a low flow resistance is generated for the air flowing through, so that as a result of the power consumption for the supply air supplying fan is reduced.
Zudem wird durch die entsprechende Anordnung und Ausbildung eine gute Luftverteilung und eine gleichmäßige Durchströmung sowie eine gleichmäßige Verweilzeit erreicht.In addition, a good air distribution and a uniform flow and a uniform residence time is achieved by the appropriate arrangement and design.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass der Wärmetauscher in eine Ausnehmung der Wärmedämmschicht eingepasst ist, wobei auch die zwischen den unterseitigen Kanälen gebildeten Freiräume mit Dämmschichtpassstücken ausgefüllt sind.Furthermore, it can be provided that the heat exchanger is fitted into a recess of the thermal barrier coating, wherein the free spaces formed between the lower-side channels are filled with Dämmschichtpassstücken.
Zudem kann vorgesehen sein, dass der zweite Anschlussstutzen einen Bodenauslass bildet.In addition, it can be provided that the second connection piece forms a bottom outlet.
Auch kann vorgesehen sein, dass an den ersten Anschlussstutzen Anschlusskanalteile angeschlossen sind, die zwischen der Wärmedämmschicht und dem Estrich angeordnet sind und zu der Lüftungsanlage geführt sind.It can also be provided that connection channel parts are connected to the first connecting piece, which are arranged between the thermal barrier coating and the screed and are guided to the ventilation system.
Die Abmessung eines derartigen Wärmetauschers kann beispielsweise 1,20 × 1,50 m betragen. Die Höhe des Wärmetauschers soll vorzugsweise 50 mm nicht übersteigen.The dimension of such a heat exchanger may be, for example, 1.20 × 1.50 m. The height of the heat exchanger should preferably not exceed 50 mm.
Hierdurch wird eine der Standardbauhöhe solcher Fußböden entsprechende Ausbildung erreicht, was ein Vorteil für die Planung ist, da diese in herkömmlicher Weise durchgeführt werden kann. Auch die Montage einer solchen Anordnung ist einfach von nur einer Firma durchzuführen. Spezialisten für die Anordnung der Wärmetauscher innerhalb des Systems sind nicht erforderlich.As a result, a training corresponding to the standard height of such floors is achieved, which is an advantage for the planning, as this can be carried out in a conventional manner. The assembly of such an arrangement is easy to perform by only one company. Specialists in arranging heat exchangers within the system are not required.
Insgesamt wird mit der Anordnung ein System zur Verfügung gestellt, welches die positiven Eigenschaften einer Fußbodenheizung/Kühlung und einer Lüftungs- und Kälteanlage ergänzt, wobei die negativen Eigenschaften beider Systeme minimiert sind. In den Fußbodenaufbau wird ein Bodenwärmetauscher integriert, der mit einem Lüftungskanalsystem verbunden ist und mit Zuluft einer Lüftungsanlage durchströmt wird. Dieser Bodenwärmetauscher liegt bündig unter der Estrichscheibe. Halteröffnungen für die Rohrhalter, mittels derer die fluiddurchströmten Rohre auch im Bereich des Wärmetauschers fixiert werden können, sind in den Zwischenräumen der luftführenden Wärmetauscherflächen vorgefertigt, so dass die fluidführenden Rohre direkt auf dem Wärmetauscher befestigt werden können.Overall, a system is provided with the arrangement, which complements the positive characteristics of underfloor heating / cooling and a ventilation and refrigeration system, the negative properties of both systems are minimized. In the floor structure, a floor heat exchanger is integrated, which is connected to a ventilation duct system and is flowed through with supply air of a ventilation system. This floor heat exchanger lies flush under the screed disc. Holder openings for the tube holder, by means of which the fluid-flowed tubes can also be fixed in the region of the heat exchanger, are prefabricated in the interspaces of the air-conveying heat exchanger surfaces, so that the fluid-carrying tubes can be mounted directly on the heat exchanger.
In der Montagesolllage umschließt der Estrich die Fußbodenheizung und erhält direkten Kontakt zum Wärmetauscher. Damit wird der Estrich zu einem Energiespeicher, der die Wärme-/Kälteenergie sowohl nach oben an den Raum als auch nach unten an die im Hohlraum des Wärmetauschers befindliche Zuluft abgibt.The screed encloses the underfloor heating in the installation position and receives direct contact with the heat exchanger. Thus, the screed to an energy storage, which emits the heat / cold energy both up to the room and down to the supply air located in the cavity of the heat exchanger.
Der aus verzinktem Stahlblech hergestellte Bodenwärmetauscher weist relativ großvolumige Hohlkammern auf, die für eine vergrößerte Wärmetauscherfläche sorgen. Hierdurch wird die von der Fußbodenheizung/Kühlung transportierte Heiz-/Kälteenergie auf die Zuluft übertragen und sorgt somit für eine günstige Zuluft-Temperatur.The bottom heat exchanger made of galvanized sheet steel has relatively large-volume hollow chambers, which provide an enlarged heat exchanger surface. As a result, the transported by the underfloor heating / cooling heating / cooling energy is transferred to the supply air and thus ensures a favorable supply air temperature.
Im Heizfall bedeutet dies:
Die von der Fußbodenheizung auf die Zuluft übertragene Wärmeenergie heizt sich annähernd auf die Medientemperatur der Fußbodenheizung auf. Somit wird die frische Außenluft auf erheblich höhere Zulufttemperatur erwärmt und dem Raum über die entsprechenden Anschlussstutzen und mit diesen verbundene Bodenauslässe zugeführt. Dieser Effekt dient einer wesentlich schnelleren Reaktionszeit des Fußbodenheizungssystems, da die erwärmte Zuluft den Raum durchströmt und zusätzlich erwärmt.In case of heating this means:
The heat energy transferred from the underfloor heating to the supply air heats up approximately to the medium temperature of the underfloor heating. Thus, the fresh outside air is heated to significantly higher supply air temperature and supplied to the room via the corresponding connection piece and connected to this bottom outlets. This effect serves to considerably faster reaction time of the underfloor heating system, since the heated supply air flows through the room and additionally heats up.
Im Kühlfall bedeutet dies:
Die von der Fußbodenheizung auf die Zuluft übertragene Kälteenergie kühlt sich annähernd auf die Medientemperatur der Fußbodenkühlung ab. Somit wird die frische warme Außenluft auf erheblich niedrigere Zulauftemperatur abgekühlt und dem Raum wiederum über die Bodenauslässe zugeführt. Dieser Effekt dient einer wesentlich schnelleren Reaktionszeit des Fußbodenkühlungssystems, da die abgekühlte Luft den Raum durchströmt und die Raumlufttemperatur zusätzlich senkt.In cooling, this means:
The cooling energy transferred from the underfloor heating to the supply air cools down approximately to the medium temperature of the underfloor cooling. Thus, the fresh, warm outside air is cooled to a considerably lower inlet temperature and in turn fed to the room via the floor outlets. This effect serves a much faster reaction time of the floor cooling system, as the cooled air flows through the room and additionally lowers the room air temperature.
Für den Heiz-/und Kühlfall wird die Zulufttemperatur über die Raumthermostate der Fußbodenheizung-/Kühlung geregelt.For heating and cooling, the supply air temperature is controlled by the room thermostats of the underfloor heating / cooling system.
Durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Anordnung, insbesondere des Wärmetauschers in dem System muss die Fußbodenflächenheizung-/Kühlung nur so aufgeheizt/gekühlt werden, dass die Transmissionsenergieverluste gedeckt werden. Der Ausgleich der Lüftungsenergieverluste erfolgt über die kontrollierte Zufuhr der Außenluft. Da das System auch einen Anteil der Transmissionswärmeverluste deckt, kann die mittlere Oberflächentemperatur des Fußbodens und somit auch die Vorlauftemperatur um bis zu 3° Kelvin gesenkt werden (im Heizfall). Damit wird die effektive Nutzung von Niedertemperatur/Heizsystemen erheblich erhöht.By using the arrangement according to the invention, in particular of the heat exchanger in the system, the underfloor surface heating / cooling only has to be heated / cooled in such a way that the transmission energy losses are covered. The compensation of the ventilation energy losses takes place via the controlled supply of outside air. Since the system also covers a portion of the transmission heat losses, the average surface temperature of the floor and thus also the flow temperature can be reduced by up to 3 ° Kelvin (in the case of heating). This considerably increases the effective use of low temperature / heating systems.
Gleiche Effekte werden im Kühlfall erzielt, da in diesem Falle die Vorlauftemperatur erhöht werden kann.Same effects are achieved in the cooling case, since in this case the flow temperature can be increased.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im Folgenden näher beschrieben. Es zeigt:An embodiment of the invention is illustrated in the drawing and described in more detail below. It shows:
In der Zeichnung ist eine Anordnung zur Temperierung und Lüftung von Gebäuderäumen gezeigt. In dem Gebäuderaum ist auf einen Unterboden (in der Zeichnung nicht gezeigt) eine Wärmedämmschicht
Unterseitig weist der Wärmetauscher
Ein erster Anschlussstutzen
Der Wärmetauscher
Wie insbesondere aus der Darstellung gemäß
Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern im Rahmen der Offenbarung vielfach variabel.The invention is not limited to the embodiment, but in the context of the disclosure often variable.
Alle neuen, in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.All new, disclosed in the description and / or drawing single and combination features are considered essential to the invention.
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