DE112020005451T5 - Vorrichtung zur Beheizung eines Raumes mit einer Fußbodenheizung - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung zur Beheizung eines Raumes (2) in einem Gebäude mittels einer Fußbodenheizung, wobei der Fußboden Rohrschleifen (4) zur Zirkulation eines heißen Mediums, vorzugsweise Wasser, aufweist. Der Fußboden weist einen Unterboden (1) und einen Oberboden (8) in gegenseitigem Abstand auf, so dass zwischen ihnen eine luftgefüllte Kammer (16) gebildet wird. In der Außenwand (3) des Raumes befinden sich Einlassöffnungen (7) für Frischluft, die durch Unterdruckbelüftung im Raum (2) in die Kammer (16) einströmt, sich über die Rohrschleifen (4) erwärmt und durch Auslassöffnungen (9) im Oberboden (8) austritt. Die von den Rohrschleifen (4) aufgenommene Wärme strömt zum Teil durch den Oberboden (8) nach oben, zum Teil als erwärmte Luft in den Raum (2) hinaus. Die Rohrschleifen (4) verlaufen quer zur Bewegungsrichtung der Luft von der Einlassöffnung (7) zur Auslassöffnung (9) und sind teilweise am Boden der Kammer (16) einbetoniert.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beheizen eines Raumes in einem Gebäude zumindest teilweise mittels einer Fußbodenheizung, wobei der Fußboden einen Unterboden und einen Oberboden umfasst, zwischen denen sich Rohrschleifen befinden, in denen ein heißes Medium zirkuliert, wie in der Präambel von Anspruch 1 weiter ausgeführt ist.
- Es sind verschiedene Ausführungen von Fußbodenheizungssystemen bekannt. Im Neubau werden die Rohrschleifen in der Regel in Beton eingegossen, auf dem Fliesen oder andere Bodenbeläge mit einer Feuchtigkeitssperre dazwischen verlegt werden. Bei Renovierungen oder Sanierungen, bei denen die Gebäudehöhe begrenzt werden muss, werden die Rohrschleifen in der Regel in Kunststoffnoppenplatten oder starrem Dämmmaterial auf dem vorhandenen Boden verlegt. In allen Fällen muss die Wärme der Rohrschleifen durch den Bodenbelag nach oben geleitet werden, der dadurch im Winter eine unangenehm hohe Temperatur haben kann und im Sommer, wenn das System zur Kühlung verwendet wird, ein zu kaltes Gefühl vermittelt.
- Eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der
JP2009216323 A - Die Erfindung hat u.a. zum Ziel, diese Nachteile zu verringern und gleichzeitig eine schnellere Ausbreitung der Wärme im Raum zu bewirken. Dies wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung gemäß den Ansprüchen erreicht.
- Indem die dem Raum zuzuführende Frischluft durch die Rohrschleifen in der Kammer zwischen den Etagen geleitet wird, wird sie erwärmt und gibt gleichzeitig einen Teil der Wärme an die obere Etage ab, so dass diese eine angenehme Temperatur hat und bis zu einem gewissen Grad zur Raumheizung beiträgt. Der Rest der Erwärmung wird durch die Luft verursacht, die aus den Auslassöffnungen strömt und sich schnell im Raum ausbreitet.
- Die Erfindung eignet sich insbesondere für den Einsatz in Energiesystemen der im europäischen Patent
EP 2956723 B1 der Anmelderin beschriebenen Art. Hier ermöglicht die Erfindung die Vermeidung von Heizkörpern in den Räumen und gleichzeitig eine komfortable Fußbodenheizung sowie eine Optimierung der Wärmepumpe, die das Energiesystem antreibt. - Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese im Folgenden anhand der in den beigefügten Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele beschrieben, in denen
-
1 eine stark vereinfachte Draufsicht, die annähernd als Flussdiagramm einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zu betrachten ist, ist -
2 ein Schnitt entlang der Linie A-A in -
3 eine perspektivische Ansicht einer Luftverteilungsvorrichtung zur Verwendung in der Erfindung ist, und -
4 ein Teil eines Schnitts entlang der Linie A-A mit der in -
1 zeigt den Unterboden 1 eines Raumes 2 mit einer Außenwand 3. Auf dem Unterboden befinden sich Rohrschleifen 4, die einen durch den Pfeil 5 gekennzeichneten Einlass für heißes Vorlaufwasser von einer Wärmepumpe (nicht dargestellt) und einen durch den Pfeil 6 gekennzeichneten Auslass für gekühltes Rücklaufwasser haben. Der Einlass befindet sich am nächsten an der Außenwand 3, um in diesem Bereich die bestmögliche Wärmeabfuhr zu gewährleisten. In der Außenwand 3 sind Einlassöffnungen 7 angeordnet, durch die kalte Außenluft einströmen kann, vorzugsweise durch Erzeugung eines kleineren Unterdrucks im Raum 2, z. B. durch einen Abluftventilator im Luftauslass der Luftpumpe. Unmittelbar innerhalb der Eintrittsöffnungen können Mittel angeordnet sein, die die Luft beschleunigen und über die Rohrschleifen 4 verteilen, um eine effiziente Wärmeaufnahme zu ermöglichen. - In geeignetem Abstand über dem Unterboden 1 wird im Raum 2 ein Oberboden 8 (teilweise dargestellt) angeordnet, der auf der den Einlassöffnungen 7 gegenüberliegenden Seite des Raumes 2 Auslassöffnungen 9 für die erwärmte Luft aufweist. Weitere Details ergeben sich aus
2 . Hier ist auf dem Unterboden, auf dem die Rohrschleifen 4 aufliegen, eine Schicht aus Wärmedämmung 10 dargestellt, die in eine Betonschicht 11 oder ähnliches eingebettet ist. Der Oberboden 8 erstreckt sich über den gesamten Raum 2 und ist an seiner Unterseite, in einem den Einlassöffnungen 7 am nächsten liegenden Abschnitt, mit einer Wärmedämmung 13 versehen. Der Oberboden 8 kann durch Längsträger, z.B. (45x45mm), c/c 600mm, abgestützt werden, die ihrerseits durch Stahlgabeln mit einer auf dem Unterboden 1 aufliegenden Bodenplatte abgestützt werden. Dadurch wird ein durchgehender Hohlraum in zwei Dimensionen gebildet, so dass sich die einströmende Luft ungehindert unter dem gesamten Boden ausbreiten kann. - Die Einlassöffnungen 7 sind an der Außenseite der Außenwand 3 mit einem auswechselbaren Filter 14 versehen, und an der Innenseite sind Mittel 15 (in
1 weggelassen) angeordnet, die den Luftstrom nach vorne drosseln, während der Luftstrom gleichzeitig mit den Rohrschleifen 4 seitlich über die Betonschicht 11 verteilt wird. Zwischen den Böden 1, 8 entsteht so eine luftgefüllte Kammer 16991575649, in der sich die Wärme aus der Betonschicht 11 vor allem durch Konvektion an die Unterseite des oberen Geschosses 8 und durch dieses weiter nach oben ausbreitet. - Die Rohrschleifen 4 und die Betonschicht 11 erstrecken sich nicht über den gesamten Raum 2, sondern enden in einem gewissen Abstand von der Wand 17 auf der gegenüberliegenden Seite in Bezug auf die Außenwand 3. Dadurch wird ein Abschnitt 18 der Kammer 16 gebildet, der eine größere Höhe als der Rest hat. Dieser Abschnitt 18 der Kammer 16 wirkt dann als Diffusor, wobei die aus dem engeren Teil der Kammer ausströmende Luft verlangsamt wird und dadurch einen Teil ihrer ursprünglichen Kompressionsenergie zurückerhält. Dies fördert das Ausströmen in den Raum 2 durch die Auslassöffnungen 9 im Oberboden 8. Die Breite des Abschnitts 18 kann etwa die Hälfte der Gesamtbreite des Raums 2 betragen.
-
3 zeigt eine Luftverteilvorrichtung in Form eines Profils 19 aus Blech, vorzugsweise aus verzinktem Stahl. Das Profil hat einen Sockel 20 zur Befestigung auf einem Unterboden, eine Rückseite 21 mit einer Luftöffnung 22 und ein schräges Oberteil 23 mit einer nach oben gebogenen Endkante 24. Das Profil 19 kann etwa 45 cm lang und 10 cm hoch sein. -
4 ist ein vertikaler Schnitt durch die Einlassöffnung 7 mit der montierten Luftverteilungsvorrichtung 19. Der Sockel 20 ist mit dem Unterboden 1 verschraubt und mit einem schrägen Endabschnitt der Betonschicht 11 verbunden. Die Luftöffnung 22 in der Rückseite 21 ist mit der Einlassöffnung 7 ausgerichtet, und das Oberteil 22 ist oben durch die Wärmedämmung 13 abgedeckt. Der geneigte Endabschnitt der Betonschicht 11 und das Oberteil 22 bilden eine Art länglichen, an beiden Enden offenen Trichter 25, der einen Schlitz 26 bildet. - Wenn Frischluft aus der Einlassöffnung 7 durch die Luftöffnung 22 einströmt, entsteht im Trichter 25 ein geringer Staudruck. Ein Teil der Luft strömt durch den Schlitz 26 aus, während der größte Teil umgelenkt wird und seitlich ausströmt und sich entlang der Außenwand 3 ausbreitet, bevor er über die Rohrschleifen 4 zum Auslass strömt.
- Wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung beispielsweise Teil eines Energiesystems ist, wie oben erwähnt, kann die Temperatur des Rücklaufwassers 5 bei niedrigen 35-40 °C gehalten werden, um eine maximale Effizienz der Wärmepumpe zu erreichen.
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
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- JP 2009216323 A [0003]
- EP 2956723 B1 [0006]
Claims (10)
- Vorrichtung zum Beheizen eines Raumes (2) in einem Gebäude mittels einer Fußbodenheizung, wobei der Fußboden einen Unterboden (1) und einen Oberboden (8) aufweist, zwischen denen sich Rohrschleifen (4) befinden, in denen ein heißes wo die Einlassöffnungen Medium (5) umgewälzt werden soll, wobei zwischen dem Unterboden (1) und dem Oberboden (8) eine luftgefüllte Kammer (16) vorhanden ist, in der die Rohrschleifen angeordnet sind, wobei die Kammer (16) Einlassöffnungen (7) für Frischluft in einer Wand (3) an einer der Raumseiten und Auslassöffnungen (9) für von den Rohrschleifen (4) erwärmte Luft an einer anderen, vorzugsweise gegenüberliegenden, Seite des Raumes (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Rohrschleifen (4) quer zur Bewegungsrichtung der Luft von einer Seite zur anderen des Raumes erstrecken, dass zumindest einige der Rohrschleifen (4) in eine dünne Betonschicht (11) am Boden der Kammer eingebettet sind, und dass die Einlassöffnungen (7) mit Mitteln (15) zum Verteilen der Luft in der Kammer (16) verbunden sind.
- Vorrichtung nach
Anspruch 1 , wobei der wärmste Teil der Rohrschleifen (4) in der Nähe der Wand (3) liegt. - Vorrichtung nach
Anspruch 1 oder2 , wobei der Oberboden (8) durch beabstandete Stützen auf dem Unterboden (1) abgestützt ist, so dass in der Kammer (16) die Mischung der Luft ungehindert durchgeführt werden kann. - Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Oberboden (8) an seiner Unterseite in einem den Einlassöffnungen (7) nächstgelegenen Abschnitt mit einer Wärmedämmung (13) versehen ist.
- Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Auslassöffnungen (9) im Oberboden (8) angeordnet sind.
- Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich die Wärmedämmung (10) am Boden der Kammer (16) befindet.
- Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Einlassöffnungen (7) mit einem auswechselbaren Filter (14), vorzugsweise an der Außenseite der Wand (3), versehen sind.
- Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kammer (16) in einem den Auslassöffnungen (9) nächstgelegenen Abschnitt (18), der keine Rohrschleifen (4) aufweist und vorzugsweise etwa die Hälfte der Kammer (16) bildet, eine größere freie Höhe aufweist.
- Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das in den Rohrschleifen (4) umzuwälzende Medium (5), vorzugsweise Wasser, am Einlass der Rohrschleifen (4), die sich in der Nähe der Einlassöffnungen (7) befinden, eine Temperatur von 35-40°C aufweist.
- Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das in den Rohrschleifen (4) umzuwälzende Medium (5) durch eine Wärmepumpe erwärmt wird.
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