DE1940269A1 - Fussbodenheizung mit Latentspeichermasse - Google Patents

Fussbodenheizung mit Latentspeichermasse

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Description

e/TFNT»NWÄLTE
DR. I WIAAS.
, ' ' DR. W..PFEIFFER " - , /
TAG, Murten /Schweiz DR. F. voithenleitner DK löO4/la-l
8 MÜNCHEN 23
UNGERERSTR. 25-TEL. 39 02 36 *f Π Λ Π Λ Ο Π
- ι y^f uz. b y
Pus sb od er;hei zur.py ml t La, tents ge lchermas se
Die Erfindung betrifft i-'ussbodenheizungen, bei denen anstelle der bisher eii.igesetzten Stoffe hoher spezifischer Wärme, wie beispielsweise Anhydrit, Latentspeichermassen treten. Bei Fussbodenheisungen können nur geringe Überternperaturen Verwendung finden. Üblicherweise rechnet man mit Temperaturdifferenzen von 8 -.10°. Die Schichthöhen an Anhydrit betragen bei nachtstrombeheizten Fussböd_en deshalb zwischen 70 mra und 250 mrn. Dies führt nicht nur zu hohen Kosten und insbesondere auch Transportaufwendungen, sondern zu der iiotwendigkeit, - dass die Bauwerke von vornherein anders konstruiert werden, denn die normale Auftragshöhe. eines Pussbodenbelages beträgt nur et v/a p0 tnrn. In der Patentanmeldung l-o04/laP19 28 694. 3-sind Pussbodenheizungen beschrieben, bei denen an die Steile von Speichern "für potentielle y/ä-rm-e latentwärme speichernde Massen treten. . '
Die vorliegende Erfindung stellt eine Verbesserur.? 'zu cer genannten Erfindung dar und bezieht sich auf,besondere Verfahren zur Herstellung dieser Pussböden. - ■'■■-."■■
So hat es sich gezeigt, dass sich Fusshodenpiattem Pussbodenheizungen vorteilhaft bauen lassen, indc.;. kristalline Speicherstoff granuliert wird und danw i\\ Scheuer- oder Trommelvorrichtungen bearbeitet wiv-ot, durch werden die Kristalliten nicht definierter scher Formen in erster Näherung, zu Kugeln geschliffen« Durch geeignete Zuordnung von Kugeln unterschiedlichem Durchmesser lässt sich eine sehr dichte Packung erv-ec so dass erfindungsgemäss Kugeln von Durchmessern zwischen etwa 3 WiTi und 0,5 mm in solcher 2uordnMV\g .rr.lfceM ander vermischt werden, dass ein möglichst kleinen Zv; volumen zwischen den Kugeln verbleibt. Alsdann werden diese Kugeln aus kristallinen Speicherwerkstoffen mit einem Kunstharz Überzogen. Als günstigstes Verfahren hat
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sich ein Rüttelverfahr.en erwiesen, bei dem die Kugelschicht rrdt Harz getränkt wird, danach wird die Schicht gerüttelt, so dass die zwischen zwei benachbarten Kugeln entstehenden Punktberührungen vorübergehend unterbrochen werden und die lie Kugeln ein— hüllende Harsschicht die Kugeln auch an diesen Zonen mit abdeckt. Durch Aushärtung des Harzes entstehen Platten, die eine sehr hohe Druckfestigkeit auch dann aufweisen, wenn die Kugeln selbst innerhalb der Porenvolumen der Karzimpr-ägnierung schmelzen. Da alle begrenzenden Flächen sphärisch sind und die verbleiben-' den Hohlräume auch im warmen Zustand mit einer inkom-*
* pressiblen Flüssigkeit gefüllt bleiben, sind 3elastungswerte von mehreren kp/cm1" zu erreichen, die für Fassboden in Wohnungen ausreichen. Nach diesem Verfahren lassen sich Platten in endlosen Streifen herstellen, die ■ lediglich zerschnitten zu werden brauchen. Vorteilhaft werden diese in leichte Holzrahmen eingelegt und alsdann . als Ganzes mit einer Folie luftdicht verpackt ί damit kein Flüssigkeitsverlust entstehen kann und andererseits auch der Luftzutritt unterbrochen wird. Es können nicht nur homogene Streifen hergestellt xverden. Es hat sich i-ärniieh als zweckmässig erwiesen, nicht nur Speichermassen einer einzigen Temperatur zu verivendenj, sondern im Hinblick auf
\ die Regelbarkeit verschiedene Speichermassen unterschiedlicher Umwandlungstemperaturen einzusetzen. Im einfachsten Falle ist dies dadurch möglich, dass die Platten aus Schichten unterschiedlicher Massen mit verschiedenen Um-· kristallisationst-ernperaturen übereinander angeordnet werden. Bei sehr grossem Wärmebedarf werden alle Platter, über die Kristallisationstemperatur hinaus aufGeheizt. Ist der Wärmebedarf kleiner, so werden nur zwei oder im Grenzfall sogar nur eine Platte aufgeheizt. Dies ist dadurch möglich, dass entweder Heizelemente mit unter-
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schied lieh er Heizleistung eingesetzt werden oder aber dadurch, dass Ternperaturfübler mit wählbarer Abschalttemperatur die Heizung unterbrechen.,, sobald die gewünschte Anzahl von Schichten aufgeladen ist, Eine weitere Alternative der Erfindung besteht darin, dass Streifen unterschiedlicher Urnkristal lisati ons temperatur nebeneinander angeordnet !herden, wobei alternativ alle Streifen oder nur diejenigen der niedrigen Temperaturen oder der niedrigen und der mittleren Temperaturen aufgeladen werden. In Anwendung dieses Prinzips ist es auch möglich, Fussbodenheizungen dadurch regelbar zu gestalten., dass durch geeignete Ausbildung des aufheizenden Heizelementes nur bestimmte Bereiche der Platten aufgeladen werden. Zur Tenrperaturmittelung an der Oberfläche wird dann zweckmassigerweise die Speicherschicht durch eine Aluminiumplatte abgedeckt. Auch ist es möglich,, beispielsweise eine Pussbodenheizplatte in Flächen wie auf einem Schachbrett aufzuteilen. Wird nur beispielsweise 1/3 der Speicherplatte latent geladen., indem nur die darunter befindliehen Heizelementebereiche eingeschalter sind., so ist die mittlere Temperatur der Platte naturgernäss sehr viel kleiner als' wenn 100 % der Flächen der Platten aufgeladen sind. Durch die erfindungsgemässe Unterteilung der Speicherplatte in einzelne Bereiche mit gleicher oder vorzugsweise verschiedener Füllung können die Fussbodenplatter. hinsichtlich der Wärmeabgabe in weiten Grenzen geregelt werden. ·
Die Erfindung■gemäss Hauptpatent sieht u.a. vor, dass die aktive Wärmeschicht in einzelnen Platten untergebracht wird, die voneinander unabhängig elektrisch versorgt werden. Dies setzt jedoch voraus, dass auch jede Platte einen eigenen Wärmefühler hat. Die vorliegende. Erfindung schlägt vor, an die Stelle einzelner Wärmefühler
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einen einzigen oder wenige V/armefünler treten zu lassen, die' eine Abschaltung bewirken,, wenn an irgendeiner Stelle des Raumes die Temperatur unzulässig hoch wird. Dies ist z.B. dadurch möglich, dass der Fussboden an einigen Stellen durch wärme'därnraende 5el-"ge in seiner Wärmeabfuhr gehindert wird. Um dies au ver- ; meiden, sieht die Erfindung vor, dass ein langes dünnwandiges dünnes Rohr mäanderförmig über die Platten ausgelegt wird. Dieses Rohr7 trägt an einem Ende einer. Membränkörper, der einen Ausschalter betätigt. Irr. Pohr befindet sich eine Flüssigkeit, z.3. Wasser und darüberhinaus ein Körper, der bei Überschreitung einer vorge-™' gebenen Temperatur eine bedeutende Dichteänderung-erfährt, z.B. Wachs mit definiertem Schmelzpunkt. Wenn nun an irgendeiner Stelle des Rohres Wachs schmilzt, so erfährt die Füllung des Rohres eine Volumenzunanme, die auf den Membrankörper übertragen wird, so dass der Ausschalter betätigt wird.
Figur 1 zeigt schematisiert die Ausbildung der Speicherplatte. Ein Holzrahmen 1 schliesst die -eigentliche Speicherplatte 2 eins die aus einem Kunststoffschaum.besteht· Nach Einrahmung der Speicherplatte wird die gesamte Platte mit einer Folie j5 umhüllt, die längs der Naht ) verschwelest wird'.
Figur 2 zeigt das Prinzip des Aufbaues des Kunststoffschaumes, bei dem Kugeln ungleicher Durchmesser in einem solchen Mengenverhältnis zusammengefügt sind, dass die zwischen den Kugeln verbleibenden Zwickelräume ein möglichst kleines Volumen einnehmen.
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.^;'" - : BADORfQtNAL
Flp:ur 3 zeigt den Aufbau einer. Platte aus Längs streifen, von denen jeweils jede erste 30 bei einer niederen Temperatur, jede zweite 31 'bei einer mittleren Temperatur und jede dritte 32 bei einer höheren Temperatur kristallisierte Eine unterhalb der Speichermassenstreifen angeordnete Alurnxni.umplatte 33 mittelt die ''/arme der da- runter liegenden und. der Deutlichkeit halber in einem Abstand zur Platte gezeigten flächenhaften Heizung J>k. In Abhängigkeit von der Aufheizdauer wird zuerst die bei der niedersten Temperatur kristallisierende Masse 30 --. aufgeladen, dann die.Masse-31 und danach erst die Masse der Streifen 32. ".- Λ
Figur 4 zeigt eine Anordnung nach der Erfindung,- bei der die Platte nur eine Speichermasse enthält, die darunterliegende Heizung jedoch ist-, wie Figur 5 zeigt, in verschiedene Heizkreise aufgeteilt.
Figur 5 z.eigt die Ausbildung der Heizung für die Platte gernäss Figur Λ,.'bei der schachbrettartig die parallelen Heizkreise verteilt sind. Durch Einschalten nur des lieis-•kreis.es 50 kann beispielsweise eine gleichmässige, niedere Temperatur am Fussboden erreicht werden. Beim Einschalten aller drei Heizkreise 50, 51," 52 wird diese höchste Temperatur erreicht. Auf der Oberfläche der Heizplatte 40" wird vorteilhaft eine Metallplatte zur Temperaturmittlung vorgesehen. . . -
Figur 6 zeigt einen beheizten Fussboden, bei dem ein erfindungsgemässer Überternperaturwächter die Abschaltung der Heizung, bewirkt, sobald an irgendeiner Stelle entlang des mäanderförmig verlegten Rohres 60 eine zu hohe Tem-, peratur entsteht. . ■■■ ""..-'
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- Figur 7 zeigt den Aufbau dieses Wächters. Im Rohr oO ist neben einer druokübertragenen Flüssigkeit, z.B. 'Wasserj ein Streifen aus einer sich bei einer vorgegebenen Temperatur stark dehnenden Masse 70, z.B. 1-Jaehs, angeordnet. Dieses Wachs, welches sich:, wie Figur 8 zeigt, nach dem Schmelzen im oberen Teil des Rohres sammelt, dehnt sich an Stellen, an'denen die- Schmelztemperatur überschritten wird, um 10 - 20 % aus. Am Ende des Rohres befindet sich ein Menforankörper 71* der einen Schalter 72 unterbricht, sobald an irgendeiner Stelle des Rohres die maximal zulässige Temperatur* über eine vorgegebene Mindestlänge, z.B. die Erstreekung einer einzelnen " Platte, überschritten wird.
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Claims (1)

  1. DK l60Vla-l
    Pate ntansότüche
    Θ Fussboden rait einer Latentspeiehermasse, nach Patent- ^1, /P 19 28 694. 3
    anmeldung 1004/la/, die durch eine elektrische Widerstandsheizung periodisch beheizt v/ird und einen die statischen Belastungen aufnehmenden Stützkörper, der der Speieherrnasse im geladenen Zustand eine ausreichende Festigkeit gewährt, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichermasse in Form von kugelähnlichen Körpern in einer Schicht aus hartem Kunststoff eingebettet ist. ■ ·
    2. Speicherplatte für Fussbodenheizung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichermassenkugeln (20) einander nicht berühren.
    J). Speicherplatte für Fussbodenheizung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,, dass die Kugeln (20) sehr unterschiedliche Durchmesser und die Kugelschüttung ein sehr .kleines Zwiekelvolumen haben.
    4. Spei eherplatte für Fussbodenheizung. nach Anspruch J>, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen des das Stützgerüst bildenden Kunststoffes kleiner ist als 5 % des Volumens der g'esarnten Platte.
    5· Herstellungsverfahren für Speicherplatten für Fussbodenheizung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass Salzgranulat in Trotnme!vorrichtungen getrommelt wird und danach zu Schichten aufgefüllt wird und dann von Kunststoff in flüssiger Phase übergössen wird.
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    ■■■ .·>·'■ : '■■■'
    '6. Herstellungsverfahren für Speicherplatten nach Aiispruch 5j dadurch gekennzeichnet, dass nach Einbringung des Kunststoffes in flüssiger Phaseeine so starke Rüttelung vorgenommen wird, dass Kunststoffmasse zwischen die Berührungszonen benachbarter Kugeln eindringt.
    7· Speicherplatte für Fußbodenheizung nach Anspruch 1, ' dadurch 'gekennzeichnet, dass Speicherplatten aus Streifen (30, 31> 32) bestehen, die "Speichermassen unterschiedlicher Kristallisationstemperatur enthalten-. ".-.-..
    8. Speicherplatte für Fussbodenheizung nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, dass Speicherplatten aus Quadraten bestehen, wobei benachbarte Quadrate unterschiedliche Schmelztemperaturen aufweisen.
    9· Heizung für Fussbodenplatten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizung in verschiedene Kreise aufgeteilt ist, die streifenförmig so angeordnet und geschaltet ist, dass wahlweise die gesamte Fläche beheizt wird oder aber zwischen beheizten Streifen unbeheizte Streifen verbleiben. ·
    10. Wächter zur Verhütung von Übertemperaturen in.Fussbodenhelzungen-nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er ein Rohr (6o)'besitzt, welches mit einer Flüssigkeit gefüllt ist, die auf einen Membrankörper (71)'wirkt, der einen Schalter (72) betätigt.und dass sich ausserdem innerhalb des Rohres und über den grösseren Teil der Länge desselben ein Körper,(70), z.B. Wachs, befindet, der beim Schmelzen eine hohe -Volumenänderung erfährt.
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    Leersei te
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