DE1074247B

DE1074247B - Decken Wand oder Bodenheizungsanlage mit Kanälen rechteckigen od a Querschnitts

Info

Publication number: DE1074247B
Application number: DENDAT1074247D
Authority: DE
Inventors: Feller Bern Fritz
Original assignee: zug]
Publication date: 1960-01-28

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine Decken-, Wand- oder Bodenheizungsanlage mit für die Führung des Wärmeträgers, vorzugsweise Wasser, sich über die ganze zu beheizende Fläche an der Außenseite der Rohdecke, der Rohwand oder des Rohbodens ausdehnenden Kanälen rechteckigen oder ähnlichen flachen Querschnitts, dessen längere Seitenflächen parallel zu der zu beheizenden Raumfläche verlaufen. Bekannte Decken-, Wand- oder Bodenheizungsanlagen mit einen Wärmeträger, wie Wasser oder Dampf, führenden, in der Rohdecke, der Rohwand oder dem Rohboden einbetonierten Rohren (Rohrschlangen) sind sehr träge, d. h., ihre Aufheizzeit ist lang, da zuerst die gesamte Betonschicht von den Rohren aufgeheizt werden muß, bevor diese Schicht Wärme an den zu beheizenden Raum abgibt.

Werden die Rohre in großem Abstand voneinander eingebettet, kommt nur ein Baustoff mit guter Wärmeleitfähigkeit in Frage. Trotzdem sind im allgemeinen hohe Betriebstemperaturen des umlaufenden Wärmeträgers erforderlich.

Bei der Heizungsanlage der eingangs angeführten Gattung wird ein großer Teil der zu beheizenden Raumfläche unmittelbar vom Wärmeträger bespült und somit die Trägheit der Heizungsanlage herabgesetzt. Die dem zu beheizenden Raum zugekehrten Wandteile bekannter Heizungsanlagen dieser Art bestehen aus Beton, keramischem Baustoff oder Metall. Die Wärme wird vom Wärmeträger in den zu beheizenden Raum durch Wärmeleitung durch die Kanalwand und durch Wärmestrahlung und Wärmekonvektion von der Außenfläche des Kanals übertragen. Bei dieser klassischen Art der Decken-, Wandoder Bodenheizung ist darauf zu achten, daß mindestens die dem Raum zugekehrte Wand der Kanäle aus einem gut leitenden Baustoff besteht. Keine dieser Bedingungen kann nun mit den obenerwähnten, üblicherweise verwendeten Baustoffen in idealer Weise erfüllt werden, und es sind daher hohe Oberflächentemperaturen an den. Heizflächen, große Heizflächen und auch hohe Betriebstemperaturen des Wärmeträgers, z. B. des in den Kanälen fließenden Warmwassers, erforderlich.

Es wurde nun gefunden, daß Heizungsanlagen der eingangs angeführten Gattung dadurch wesentlich verbessert werden, daß nach der Erfindung die die Kanäle aufweisenden Bauteile als aus einem zugfesten und feuchtigkeitsundurchlässigen Kunststoff bestehende, druck- und zugfeste Hohlkörper ausgebildet sind, deren der in bekannter Weise als Heizfläche dienenden Flachseite gegenüberliegende Flachseite Mittel zur Befestigung des Hohlkörpers an einer Rohdecke oder Rohwand aufweist, und daß die Kanäle aller Hohlkörper in bekannter Weise durch Ver-Decken-, Wand- oder Bodenheizungsanlage

mit Kanälen rechteckigen

od. ä. Querschnitts

Anmelder:

Fritz Feller, Bern

Vertreter: Dipl.-Chem. Dr. phil. E. Sturm, Patentanwalt, München 23, Leopoldstr. 20

Fritz Feller, Bern,
ist als Erfinder genannt worden

schweißen oder Verkleben der Hohlkörper miteinander verbunden sind.

Vorzugsweise hat der Wärmeträger eine Temperatur von 50° C, doch können bei Verwendung warmfester Polyester oder dergleichen Kunststoffe bei hohen Räumen, z. B. Verkaufsstätten, auch höhere Betriebstemperaturen angewendet werden. Die überraschende und für die Heizungstechnik wichtige Eigenschaft des Kunststoffes besteht darin, daß die Wärme nicht nur durch Leitung, sondern zu einem großen Teil durch Strahlung durch die Kunststoffwand geht, wobei die Oberflächentemperatur der Hohlkörper, infolge der geringen Wärmeleitfähigkeit des Kunststoffes wesentlich unter der Temperatur des Wärmeträgers liegt. Es wäre daher an sich möglich und jedenfalls für die Heizwirkung gleichbedeutend, wenn nur die die Heizfläche bildende Wand der Hohlkörper aus Kunststoff, die übrigen Teile derselben dagegen aus Metall od. dgl. hergestellt würden, obwohl aus fabrikatoTischen und technologischen Erwägungen ganz aus Kunststoff bestehende Hohlkörper vorzuziehen sind. Es ist bekannt, daß die Oberflächentemperatur einer Deckenheizung in einem Wohnraum normaler Höhe etwa 40 bis 45° C nicht überschreiten soll, um einen schädigenden Einfluß auf die Rauminsassen zu vermeiden. Es hat sich jedoch erwiesen,

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daß es bei einer solchen Oberflächentemperatur bereits schwierig wird, mit den üblichen Baustoffen, wie Beton oder Metall, genügende Wärmeabgabe zu erreichen. Bei Verwendung von Kunststoff zeigt sieh nun das überraschende Ergebnis, daß dank dem unmittelbaren. Durchgang der Wärmestrahlen aus dem Wärmeträger in den zu beheizenden Raum und dank der geringen Wärmeleitfähigkeit des Kunststoffes einerseits eine niedrige Oberflächentemperatur infolge des verhältnismäßig großen Wärmegefälles im Kunststoff und anderseits eine hohe Wärmeabgabe durch die genannte Strahlung durch den Kunststoff hindurch möglich ist. Diese wesentlichen Vorteile lassen sich bei allen übrigen bekannten Baustoffen, wie Metallen, keramischen Materialien, Beton u. dgl., nicht erreichen, »weil diese Baustoffe Wärmestrahlen derart absorbieren, daß ein unmittelbarer Durchgang der Wärmestrahlen aus dem Wärmeträger kaum fühlbar ist, so daß der gesamte Wärmetausch überwiegend durch Wärmeleitung durch die Wand der Kanäle und durch -Strahlung von der heizenden Oberfläche der Kanäle erfolgen muß.

Es ist eine Fußbodenheizungsanlage bekannt, bei der ein Wärmeträger, vorzugsweise Luft, durch einen unter Fußbodenplatten aus Kunststoff gebildeten Hohlraum durchgeleitet wird. Der den Wärmeträger leitende Hohlraum ist jedoch kaum druckfest und kann somit nicht mit Heiz.wasser beschickt werden. Außerdem sollen Fußbodenheizungen eine Temperatur von 24° C nicht überschreiten, wobei sie allein normale Raumtemperatur kaum zu erzeugen vermögen. Es sind auch keine Schwierigkeiten beim Betrieb von aus Kunststoff bestehenden Heizkörpern mit einer Temperatur von 24° C vorauszusehen, und es war vor allem ohne weiteres möglich, die niedrige Oberflächentemperatur von 24° C trotz der schlechten Wärmeleitfähigkeit des Kunststoffes zu erreichen, ohne übermäßig hohe Betriebstemperaturen des Wärmeträgers zu benötigen. Dagegen war es keineswegs selbstverständlich, daß sich mittels Heizkörpern aus Kunststoff, z. B. bei einer Deckenheizung, ein für genügende Raumtemperatur ausreichender Wärmetausch erzielen läßt, ohne infolge der schlechten Leitfähigkeit des Kunststoffes hohe Betriebstemperaturen zu benötigen, bei welchen der Kunststoff an Festigkeit einbüßt und bei welchen außerdem die Heizungsanlage unwirtschaftlich wird. Durch den obenerwähnten unmittelbaren Durchgang der Wärmestrahlen aus dem in den Hohlkörpern der Heizungsanlage enthaltenen Wärmeträger durch die Wand der aus Kunststoff bestehenden Hohlkörper kann jedoch mit niedrigen Temperaturen von rund 50° C des Wärmeträgers gearbeitet werden, bei welchen der Kunststoff kaum an Festigkeit einbüßt und die Oberflächentemperaturen der Hohlkörper nur 40 bis 45° C betragen. Die niedrige Betriebstemperatur bringt auch den Vorteil mit sich, daß die Vor- und Rücklaufleitungen der Heizungsanlage keine starke Wärmedämmung benötigen.

Die Zeichnung zeigt einige Ausführungsbeispiele einer Heizungsanlage nach der Erfindung. Darin zeigt

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch eine Hängedecke,

Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch eine Decke, bei welcher die Hohlkörper aus Kunststoff in einer Mulde der Rohdecke liegen und mittels in. der Rohdecke einbetonierter Haken befestigt sind,

Fig. 3 einen waagerechten Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 1,

Fig. 4 im waagerechten Schnitt einen durchbrochenen Hohlkörper und Fig. 5 die Verbindung zweier benachbarter Hohlkörper mittels thermoplastischer Bänder

Die in Fig. 1, 2 und 3 dargestellten rechteckigen Hohlkörper (la bis If in Fig. 3) bestehen beispielsweise aus einem Kunststoff wie Polyäthylen, Polyvinylchlorid oder Plexiglas. Sie haben kleine Wandstärken von etwa 2V2 bis 3 mm. Der Hohlkörperinnenraum von etwa 8 mm lichter Höhe ist durch Rippen 2 unterteilt. Diese Rippen sind mit den Flachseiten des Hohlkörpers verschweißt oder thermoplastisch verklebt oder_; bestehen mit dem Hohlkörper aus einem Stück. Zur Erhöhung der Druckfestigkeit der Hohlkörper können mehr als zwei Rippen verwendet werden. Bei der Wahl der Wandstärke der Rippen ist darauf zu achten, daß die Gesamtheit ihrer Wandstärken einen nicht zu großen Teil der Längsseite des rechteckigen Hohlkörperquerschnittes beansprucht. Zur Herstellung der Hohlkörper können zuerst Boden- und Seitenteile und Rippen, z. B. durch Gießen oder Spritzen, und dann die Abdeckung auf die Seitenteile und auf die Oberkante der Rippen aufgeschweißt oder thermoplastisch aufgeklebt werden, was bei Kunststoffen leicht möglich ist. Die Herstellungskosten sind somit niedrig.

Alle Hohlkörper sind mittels Haken 3 festgemacht. Diese Haken bestehen vorzugsweise aus dem gleichen Baustoff wie die Hohlkörper, also aus Kunststoff, da sie so leicht am Hohlkörper festgeschweißt oder festgeklebt werden können. Solche Kunststoffhaken können mit großer Zerreißfestigkeit hergestellt werden. Im Beispiel der Fig. 1 werden an den Haken 3 Aufhängeglieder 4, z. B. Drähte, befestigt und an einem in die Rohdecke 5 einbetonierten Aufhängeband 6 angehängt. Im Beispiel der Fig. 2 werden die Hohlkörper 1 auf eine Verschalung 7 aufgelegt, miteinander verklebt oder verschweißt, worauf nach Anbringen einer Wärmedämmschicht 8 über den Hohlkörper und seitlich davon die Rohdecke 5 aufbetoniert wird. Dabei werden die Haken 3 in die Rohdecke einbetoniert. Nach der Betonierung wird die Verschalung 7 entfernt. Die Wärmedämmschicht 8 kann auch vor dem Aufbringen der bereits miteinander verbundenen Hohlkörper auf die Verschalung auf die Hohlkörper aufgespritzt oder aufgeklebt werden.

Bei der Anlage nach der Fig. 1 ist über und seitlich der Hohlkörper in bekannter Weise ebenfalls eine Wärmedämmschicht 8 angebracht, die aus Glaswolle, aus Kork, aus Schwammkunststoff od. dgl. bestehen kann. Zwischen die Wärmedämmschicht 8 und die Hohlkörper 1 kann eine nach dem zu beheizenden Räume hin wärmerückstrahlende Schicht, z. B. eine Aluminiumfolie (Alfol), eingebracht werden. Diese Folie ist in der Zeichnung nicht dargestellt. Gegebenenfalls kann auch die Wärmedämmschicht auf die wärmerückstrahlende Schicht (Aluminiumfolie) in bekannter Weise aufgespritzt werden. Die Aluminiumfolie hat den Vorteil, daß die Wärmedämmschicht dünner sein kann als ohne Folie. Dadurch gelingt es, Hohlkörper und Wärmedämmschicht in der Mulde 9 (Fig. 2) der Rohdecke 5, also außerhalb der armierten Schicht der Rohdecke, unterzubringen. Die Tiefe der Mulde kann hierfür 25 mm oder weniger betragen.

Die Kanäle 10 der Hohlkörper (Fig. 2, 3) können in bekanter Weise genormt und mindestens zum Teil austauschbar sein. So zeigt der Grundriß der Fig. 3 sechs verschiedene Hohlkörper la, Ib₁ lc, ld, le, if und Fig. 4 einen siebenten Hohlkörper lg. Die Hohlkörper la haben geradlinige Rippen 2 und bilden somit geradlinige Kanalteile. Der Hohlkörper Ib dient dem Eintritt des Vorlaufwassers durch die Öff-

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nung 11 und zweigt das Wasser in an sich bekannter Weise in drei zueinander parallele Kanäle 10 b. Der Hohlkörper Ic sammelt das Rücklaufwasser, das durch eine Öffnung 12 austreten kann. Die öffnung 12 liegt höher als die Öffnung 11, damit Lufteinschlüsse S aus der Öffnung 12 entweichen können.

Die Hohlkörper 1 d haben gebogene Rippen 2, so daß je zwei Hohlkörper 1 d zusammen die Kanalteile der Hohlkörper la und If miteinander verbinden. Der Hohlkörper 1 d könnte auch ohne Rippen 2 hergestellt oder nur mit Rippen versehen werden, die sich nicht über die ganze Höhe des Hohlkörpers erstrecken und lediglich der Verstärkung dienen. An Stelle der Hohlkörper Id können solche mit geraden, nicht über die ganze Hohlkörperlänge laufenden *5 Kanälen, die in Fig. 3 waagerecht liegen würden, treten. Die Hohlkörper 1 f sind an einer Ecke ausgeschnitten, so daß die Ausschnitte von vier aneinanderstoßenden Hohlkörpern If eine Durchbrechung 13, z. B. für eine elektrische Leitung od. dgl., bilden. Solche Durchbrechungen 13 können aber auch, wie Fig. 4 zeigt, ganz innerhalb eines Hohlkörpers Ig liegen.

Fig. 5 zeigt, wie zwei benachbarte Hohlkörper 1 miteinander thermoplastisch verklebt oder verschweißt werden können. Zwei Bänder 14, die aus dem gleichen Baustoff bestehen wie die Hohlkörper, werden in eine Vertiefung 15 in diesen gelegt, so daß ein kurzer Steg 16 der Bänder 14 zwischen die beneachbarten Hohlkörper tritt. Je nach Art des gewählten Kunststoffes werden diese Bänder 14 dann entweder mit den Hohlkörpern verschweißt oder thermoplastisch verklebt.

Um auf Wärmedehnungen Rücksicht zu nehmen, können zwischen den Hohlkörpern in bekannter Weise Ausdehnungsmittel, z. B. plastische Bindemittel, vorgesehen werden. Die ist insbesondere an den Stellen der Hohlkörper von Vorteil, die nicht vom Wärmeträger beaufschlagt werden, also z. B. an den außerhalb der äußersten Rippen 2 der Hohlkörper 1 d liegenden dreieckigen Stellen.

Die dem zu beheizenden Räume zugekehrte Wand der Hohlkörper kann zur Erhöhung der Wärmeübertragungsfläche in an sich bekannter Weise wellenartig, gerippt oder sonstwie ausgebildet werden. Die gewellte oder gerippte Wand der Hohlkörper leistet überdies als Schallschluck vorzügliche Dienste. Zur Erhöhung der Festigkeit der Hohlkörper kann die Abdeckseite gewölbt werden.

Bei einer nach Art der Fig. 1 und 2 hergestellten Decke, Wand oder eines Fußbodens können die Hohlkörper verschiedene Farben erhalten, was bei Kunststoffen sehr leicht möglich ist. So kann auch eine beliebige mosaikartige Wirkung der Decke, der Wand oder des Bodens erzielt werden. Man könnte die dem zu beheizenden Räume zugekehrte Fläche der Hohlkörper auch ornamentieren.

Da die Wärmeleistung der Heizungsanlage nach der Erfindung je Flächeneinheit groß ist, genügt es oft, wenn sich die Hohlkörper nur über einen Teil der Fläche der Decke, Wand oder des Bodens des zu beheizenden Raumes erstrecken. Der übrige Teil kann dann z. B. im Falle der Hängedecke der Fig. 1 in bekannter Weise durch Gipsplatten vorzugsweise gleicher Grundrißform wie die Hohlkörper ergänzt werden, wobei Hohlkörper und Gipsplatten auf der dem Räume zugekehrten Seite miteinander bündig verlaufen. Die Hohlkörper bilden hierbei einen Teil der Deckenfläche. Entsprechende Anordnungen sind auch möglich im Falle einer Seitenwand oder eines Bodens.

Als Zahlenbeispiel diene folgende Angabe: Bei einer Vorlaufteniperatür von 5O⁰C, einer Rücklauftemperatur von 4O⁰C, einer Raumtemperatur von 18° C und einer Außentemperatur von — 20⁰C kann die erfindungsgemäße Heizung eine Wärmeleistung je m² von mindestens 236 kcal/h haben.

An Stelle mehrerer Hohlkörper oder Platten kann auch eine einzige Platte treten.

Die beschriebene Heizanlage kann in üblicher Weise auch zum Kühlen eines Raumes verwendet werden, wobei die schlechte Wärmeleitfähigkeit des Kunststoffes, aus welchem die Hohlkörper bestehen, Kondenswasserbildung an der kühlenden Fläche verhindert.

Über den Wortlaut der Ansprüche hinausgehende Teile der Beschreibung, der Ausführungsbeispiele und der Zeichnung dienen nur zur Erläuterung und sind nicht Gegenstand der Erfindung.

Claims

Patentansprüche:

1. Decken-, Wand- oder Bodenheizungsanlage mit für die Führung des Wärmeträgers, vorzugsweise Wasser, sich über die ganze zu beheizende Fläche an der Außenseite der Rohdecke, der Rohwand oder des Rohbodens ausdehnenden Kanälen rechteckigen oder ähnlichen flachen Querschnitts, dessen längere Seitenflächen parallel zu der zu beheizenden Raumfläche verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß die die Kanäle aufweisenden Bauteile als aus einem zugfesten und feuchtigkeitsundurchlässigen Kunststoff bestehende, druck- und zugfeste Hohlkörper (la bis 1/) ausgebildet sind, deren der in bekannter, Weise als Heizfläche dienenden Flachseite gegenüberliegende Flachseite Mittel (3) zur Befestigung des Hohlkörpers an einer Rohdecke oder Rohwand aufweist, und daß die Kanäle aller Hohlkörper in bekannter Weise durch Verschweißen oder Verkleben der Hohlkörper miteinander verbunden sind.

2. Heizungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte Kanäle durch die Flachseiten des Hohlkörpers verbindende Verstärkungsrippen voneinander getrennt sind.

3. Heizungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die eine der Flachseiten der Hohlkörper ganz oder teilweise und ohne Färb- oder Verputzauftrag die dem zu beheizenden Raum zugekehrte Fläche der Decke (z. B. Hängedecke), der Wand oder des Bodens bildet, aus verschieden gefärbtem Kunststoff besteht und an ihrer sichtbaren Oberfläche in bekannter Weise eben, gewellt, gerippt oder sonstwie geformt sein kann.

4. Heizungsanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flachseite der Hohlkörper nach dem zu beheizenden Raum hin mit der Rohdecke, Rohwand oder dem Rohboden in bekannter Weise bündig ist.

5. Heizungsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkörper eine derart geringe Dicke aufweisen, daß sie, gegebenenfalls einschließlich einer Wärmedämmschicht, außerhalb der Armierung einer Beton-Rohdecke untergebracht werden können.

6. Heizungsanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkörper als verschiedenartige Normteile, z. B. Anschlußteile (1 b, Ic), Umlenkteile (1 d) oder Teile (1 e, 1 f, 1 g) mit Aussparungen ausgebildet sind,

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mit denen sich Heizeinheiten verschiedener Größe und Form aufbauen lassen (Fig. 3, 4).

7. Heizungsanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine wärmedämmende Schicht (8) oberhalb und seitlich der Bauteile sowie zwischen diesen, und der Rohdecke, der Rohwand oder dem Rohboden vorgesehen ist (Fig. 1, 2).

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 831 596, 868 786; schweizerische Patentschrift Nr. 21 926; französische Patentschrift Nr. 672 066;

Zeitschrift: »Heizung, Lüftung, Haustechnik«, Jahrgang 1952, S. 103, Aufsatz »Fußbodenheizung mit KunststofFrohren«.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen