DE102010036439A1

DE102010036439A1 - Flächenheiz-/kühlsystem für die Anwendung als Boden-, Wand- oder Deckenheizung

Info

Publication number: DE102010036439A1
Application number: DE102010036439A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Stahl
Original assignee: KME Germany GmbH
Current assignee: Stahl Ulrich De
Priority date: 2010-07-16
Filing date: 2010-07-16
Publication date: 2012-01-19

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Flächenheiz-/kühlsystem für die Anwendung als Boden-, Wand- oder Deckenheizung/-kühlung, welches aus werkseitig vorkonfigurierten Flächenheiz-/kühlmodulen (1, 2) aufgebaut ist, wobei die Flächenheiz-/kühlmodule (1, 2) eine wärmedämmende Unterschicht (3) und eine Wärme gut leitende Oberschicht (5) aufweisen, wobei die Oberschicht (5) mit der Unterschicht (3) unter Eingliederung einer einen Wärmeträger leitenden Rohrleitung (4) verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Flächenheiz-/kühlsystem für die Anwendung als Boden-, Wand- oder Deckenheizung/-kühlung.
Flächenheiz-/kühlsysteme, insbesondere Fußbodenheizungen, können als Nass- oder Trockensysteme ausgeführt sein. Bei den Trockensystemen werden Rohre auf einer Trägerdämmung befestigt, die mit einer Rohrführung versehen ist. Oberhalb der Rohre wird eine Lastverteilerschicht angebracht.
Der Nachteil von Flächenheizungen/-kühlungen, insbesondere bei nassen Lastverteilerschichten (Estrich), ist das gegebenenfalls hohe Flächengewicht und die nicht zu vermeidende träge Regelfähigkeit. Im Bereich der Altbausanierung sind Flächenheizungen/-kühlungen in Abhängigkeit von der Gebäudestatik und der häufig nicht vorhandenen Aufbauhöhe unter Umständen nur bedingt einsetzbar.
Der Erfindung liegt, ausgehend vom Stand der Technik, die Aufgabe zugrunde, Flächenheiz-/kühlsysteme mit geringer Aufbaudicke aufzuzeigen, welche als Trockensysteme ein möglichst geringes Flächengewicht besitzen sollen sowie flexibel und schnell zu verarbeiten sein sollen.
Diese Aufgabe wird durch ein Flächenheiz-/kühlsystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Flächenheiz-/kühlsystems sind Gegenstand der abhängigen Unteransprüche.
Das Flächenheiz-/kühlsystem, welches als Boden-, Wand- oder Deckenheizung/-kühlung eingesetzt werden kann, ist aus werksseitig vorkonfigurierten Flächenheiz-/kühlmodulen (Modulen) aufgebaut, wobei die Flächenheiz-/kühlmodule eine wärmedämmende Unterschicht und eine Wärme gut leitende Oberschicht aufweisen. Die Oberschicht ist mit der Unterschicht unter Eingliederung einer einen Wärmeträger leitenden Rohrleitung verbunden. Flächenheiz-/Kühlsysteme sind insbesondere raumflächenintegrierte Heizsysteme bzw. Kühlsysteme mit Wasserdurchströmung, die in den Konstruktionsaufbau der Raumumschließungsflächen des zu beheizenden oder zu kühlenden Raumes (Fußboden, Wand oder Decke) eingefügt und mit diesem eine bauliche Einheit bilden. Der wesentliche Vorteil ist, dass die erfindungsgemäßen Module werkseitig vorkonfiguriert sind. Das heißt, dass auf der Baustelle nicht zuerst eine Unterschicht, darauf eine Rohrleitung und darauf eine Lastverteilerschicht aufgebracht werden muss. Diese drei vorgenannten Komponenten sind werkseitig vorkonfiguriert, miteinander verbunden und werden als Module verbaut. Durch unterschiedliche dimensionierte Module ist eine individuelle Anpassung an unterschiedliche Raumgrößen möglich. Die Module können mit geringer Dicke und sehr geringem Flächengewicht konstruiert werden, so dass sie insbesondere bei der Altbausanierung zum Einsatz kommen können, das heißt, generell dort, wo nur geringe Flächenlasten und begrenzte Aufbaudicken möglich sind. Die Montage derartiger Flächenheiz-/kühlsysteme ist ausgesprochen einfach und mit sehr geringem Aufwand möglich.
Vorzugsweise besteht die gut Wärme leitende Oberschicht aus Metall. Besonders bevorzugt wird der Einsatz von Aluminium aufgrund seines geringen Gewichts und seiner hohen Wärmeleitfähigkeit. Die Oberschicht schafft zusätzlich zur gewünschten Wärmeübertragung an die Oberfläche eine hinreichende, trittfeste Oberfläche ohne merkliche Welligkeit. Die trittfeste geschlossene Oberfläche bietet zudem eine optimale Arbeitsebene für den Deckbelag.
Die Unterschicht des Moduls weist eine geringe Dicke auf. Vorzugsweise sind daher die Module insgesamt nur zwischen 15 mm und 30 mm dick, insbesondere aber zwischen 20 mm und 25 mm. Dabei besteht die Unterschicht aus dämmenden Materialien, wie beispielsweise Holz, Gummigranulat, mineralischem Dämmmaterial oder Hartschaum.
Auf der Unterschicht ist ein Rohrmäander zur Leitung des Wärmeträgers angeordnet. Dabei kann der Rohrmäander durch Variation des Abstands der Mäanderabschnitte zueinander an verschiedene Leistungsstufen angepasst werden. Die Rohrleitung ist dabei vorzugsweise kraftschlüssig mit der Oberschicht verbunden. Der Vorteil der kraftschlüssigen Verbindung zwischen den Bauteilschichten besteht in einer hohen Heizleistung bei geringen Heizmitteltemperaturen.
Die Module sind so ausgelegt, dass sie mit benachbarten Modulen verbunden werden können. Dabei können Rohrenden der Rohrmäander, welche in eine Seitenfläche der Module münden, beispielsweise über separate Verbinder mit den Rohrenden der Rohrleitung benachbarter Module gekoppelt werden.
Die Rohrenden münden in Seitenflächen der Module und sind zu diesen vorzugsweise senkrecht ausgerichtet. Um die Rohrenden benachbarter Module miteinander zu koppeln, stehen verschiedene Möglichkeiten zur Auswahl: beispielsweise können die Rohrenden bündig mit der Seitenfläche abschließen, wobei um die Rohrenden ein Freiraum ausgebildet ist, in welchen der Verbinder eingreifen und somit die Rohrenden umfassen kann. Dadurch wird der Abstand einander benachbarter Module klein gehalten.
Alternativ hierzu können die Rohrenden auch so weit gegenüber den Seitenflächen hervorstehen, dass benachbarte Rohrenden durch einen Verbinder gekoppelt werden können, ohne dass der Verbinder in die Seitenflächen der Module eingreift. im Gegensatz zu ersten Ausführungsform ist hierbei allerdings der zu überbrückende Spalt zwischen zwei benachbarten Modulen breiter.
In einer weiteren Ausführungsform können Seitenflächen einander benachbarter Module auch zueinander komplementär ausgestaltet sein, so dass beispielsweise ein Rohrende in einer Seitenfläche versenkt angeordnet ist und das Rohrende des benachbarten Moduls gegenüber der Seitenfläche hervorsteht. Ein Verbinder kann zumindest teilweise in einem Freiraum vor dem versenkten Rohrende oder um das versenkte Rohrende angeordnet sein. Hierbei kann wiederum der Spalt zwischen zwei verbundenen Modulen schmaler gehalten werden als beim vorherigen Ausführungsbeispiel.
Vorzugsweise sind die Module rechteckig ausgeführt, bei Seitenverhältnissen von 1,5:1 bis 3:1. Bevorzugt wird eine Größe von 1.000 mm × 500 mm. Die Module können je nach Bedarf mit verschiedenen Abmessungen sowie einer von der Rechteckform abweichenden Geometrie hergestellt werden. Dabei können natürlich auch Module unterschiedlicher Geometrien miteinander gekoppelt werden. Quadratische Module sind ebenso möglich wie Sonderfertigungen mit besonderen Abmessungen.
Nach dem Verlegen der Module werden die eventuell vorhandenen Spalte, die nach dem Verbinden zwischen benachbarten Modulen auftreten können, beispielsweise mittels eines selbstbindenden riesel- oder fließfähigen Füllmaterials Oberflächen bündig aufgefüllt. Abschließend wird der so gefüllte Spalt mittels eines Lastverteilelements abgedeckt. Alternativ hierzu können auch Überbrückungselemente vorgesehen sein, welche die Spalte zwischen benachbarten Modulen schließen.
Auf den fertig verlegten Modulen kann direkt ein Oberbelag aufgebracht werden. Sofern es erforderlich ist, besteht die Möglichkeit, vor Aufbringung des Oberbelages Fußbodenverlegeplatten, beispielsweise Gipsfaserplatten, zu verlegen. Bei keramischen Oberbelägen besteht die Möglichkeit der Verwendung so genannter Entkopplungsmatten.
Die Module sind aufgrund ihres geringen Gewichts flexibel und schnell zu verarbeiten. Da keine zusätzliche nasse Lastverteilerschicht eingesetzt werden muss, vermindert sich die Gewichtsbelastung bei Verlegung der Module im Gegensatz zum Einsatz von marktüblichen Flächenheiz-/kühlungen, so dass der Einbau beispielsweise einer Fußbodenheizung auch bei ungünstiger Gebäudestatistik erfolgen kann.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigen:
1a bis 1c eine erste Ausführung eines Flächenheiz-/kühlsystems und
2a bis 2c eine weitere Ausführung eines Flächenheiz-/kühlsystems im Querschnitt.
1a zeigt einander benachbarte Flächenheiz-/kühlmodule (Module) 1, 2 eines Flächenheiz-/kühlsystems im Querschnitt. Dabei besitzen die Module 1, 2 eine Unterschicht 3 aus dämmendem Material. Auf dieser Unterschicht 3 ist eine Rohrleitung 4 zur Führung eines Wärmeträgermediums angeordnet. Diese Rohrleitung 4 ist kraftschlüssig mit einer Oberschicht 5 verbunden. Die Oberschicht 5 besteht aus einer im Vergleich zur Unterschicht 3 dünnen Metalllage, wodurch eine gute Wärmeleitung zur Oberfläche 6 erzielt wird. Die Proportionen der Schichtdicken sind in dieser schematischen Darstellung willkürlich und nicht maßstäblich gewählt. Die metallische Oberschicht 5 ist insbesondere um ein Vielfaches dünner als die Unterschicht 3.
Ein Rohrende 7 der Rohrleitung 4 tritt aus einer Seitenfläche 8 des Moduls 1 aus. Es steht senkrecht zur Seitenfläche 8. In dem Ausführungsbeispiel der 1a bis 1c stehen die Rohrenden 7, 9 gegenüber der Seitenfläche 8 jeweils in Richtung des benachbarten Moduls 1, 2 hervor.
Die Kopplung der Rohrenden 7, 9 gegenüberliegender Module 1, 2 erfolgt durch einen Verbinder 10.
Der nach dem Verbinden verbleibende Spalt 11 zwischen den benachbarten Modulen 1, 2 wird durch riesel- oder fließfähiges Füllmaterial 12 geschlossen. Abschließend wird der so gefüllte Spalt 11 mittels eines an die Geometrie des Spaltes 11 angepassten Lastverteilelements 13 abgedeckt. Das Lastverteilelement 13 ist ein flächiges Element, wie z. B. ein Blech. Es kann sich, wie hier dargestellt, nur in dem Freiraum 11 befinden oder aber den Freiraum 11 überbrücken und auf den Modulen aufliegen, die hierzu entsprechende Aussparungen aufweisen. In diesem Fall ist das Lastverteilelement ein Überbrückungselement.
In einer alternativen Ausführungsform ist es, wie in den 2a bis 2c dargestellt, auch denkbar, einander gegenüberliegende Rohrenden 14, 15 zweier Module 1', 2' komplementär auszugestalten.
Dabei steht ein Rohrende 14 gegenüber der Seitenfläche 16 des Moduls 1' hervor, während das gegenüberliegende Rohrende 15 des benachbarten Moduls 1' gegenüber der Seitenfläche 17 versenkt angeordnet ist.
Vor dem versenkten Rohrende 15 entsteht ein Freiraum 18, in welchem ein Verbinder 10 angeordnet ist. Durch diesen Verbinder 10 wird das hervorstehende Rohrende 14 beim Verbinden der benachbarten Module 1', 2' aufgenommen. Dadurch können die Module 1', 2' quasi ohne Spalt zusammengefügt werde. Die verbleibenden Schnittstellen werden durch Lastverteilelemente 13', vorzugsweise Metallbleche abgedeckt.
Auf der Oberschicht 5' kann nach dem Verlegen der Module 1', 2' dann beispielsweise der Oberbodenbelag 19 aufgebracht werden.
Bezugszeichenliste

1: Flächenheiz-/kühlmodul
1': Flächenheiz-/kühlmodul
2: Flächenheiz-/kühlmodul
2': Flächenheiz-/kühlmodul
3: Unterschicht
4: Rohrleitung
5: Oberschicht
5': Oberschicht
6: Oberfläche
7: Rohrende
8: Seitenfläche
9: Rohrende
10: Verbinder
11: Freiraum
12: Füllmaterial
13: Lastverteilelement
14: Rohrende
15: Rohrende
16: Seitenfläche
17: Seitenfläche
18: Freiraum
19: Oberbodenbelag

Claims

Flächenheiz-/kühlsystem für die Anwendung als Boden-, Wand- oder Deckenheizung/-kühlung, welches aus werkseitig vorkonfigurierten Flächenheiz-/kühlmodulen (1, 1', 2, 2') aufgebaut ist, wobei die Flächenheiz-/kühlmodule (1, 1', 2, 2') eine wärmedämmende Unterschicht (3) und eine Wärme gut leitende Oberschicht (5) aufweisen, wobei die Oberschicht (5) mit der Unterschicht (3) unter Eingliederung einer einen Wärmeträger leitenden Rohrleitung (4) verbunden ist.
Flächenheiz-/kühlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gut Wärme leitende Oberschicht (5) aus Metall besteht.
Flächenheiz-/kühlsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberschicht (5) aus Aluminium besteht.
Flächenheiz-/kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Rohrenden (7, 9, 13, 14) einander benachbarter Flächenheiz-/kühlmodule (1, 1', 2, 2') mittels separater Verbinder (10) gekoppelt sind.
Flächenheiz-/kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Spalte (11, 17) zwischen einander benachbarten Flächenheiz-/kühlmodulen (1, 1', 2, 2') mittels eines riesel- oder fließfähigen Füllmaterials (12) ausgefüllt und mit einem Lastverteilelement (13) abgedeckt sind.
Flächenheiz-/kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Spalte (11, 18) zwischen einander benachbarten Flächenheiz-/kühlmodulen (1, 1', 2, 2') mittels eines Lastverteilelements (13) geschlossen sind.
Flächenheiz-/kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächenheiz-/kühlmodule (1, 1', 2, 2') eine Dicke von 20 mm bis 25 mm besitzen.
Flächenheiz-/kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächenheiz-/kühlmodule (1, 1', 2, 2') rechteckig sind und ein Seitenverhältnis von 1,5:1 bis 3:1 aufweisen.
Flächenheiz-/kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Flächenheiz-/kühlmodule (1, 1', 2, 2') unterschiedlicher Abmessungen miteinander koppelbar sind.
Flächenheiz-/kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Rohrleitung (4), Unterschicht (3) und Oberschicht (5) kraftschlüssig miteinander verbunden sind.