DE19534390C2 - Fußbodenheizung - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrisch betriebene wärmespeichernde Fußbodenheizung mit zwei unter dem zu heizenden Fußboden angeordneten Heizeinrichtungen. Die Heizeinrichtungen werden jeweils von kuppelförmigen Blechformen gebildet, die untereinander durch Fußabschnitte verbunden sind. An der Unterseite der kuppelförmigen Blechformen sind Räume gebildet, während an der Oberseite der Blechformen eine wärmespeichernde Platte aus aushärtbarem Speichermaterial gebildet ist. Die Platten aus aushärtbarem Wärmespeichermaterial dienen als Wärmespeicher, die durch die elektrische Heizquelle zu Zeiten billigen Stroms aufgeladen werden und ihre Wärme zu Zeiten teueren Stroms abgeben.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrisch betriebene, wärmespeichernde, geschlossene Fußbodenheizung.

Hinsichtlich des Standes der Technik sei auf die US 4,896,831, 4,962,884 und 5,038,850 verwiesen.

Ausgangspunkt der vorliegenden Erfindung sind Fußboden­ heizungen gemäß der koreanischen Patente Nr. 39472 und 47436, der US-Patente 4,896,831 und 4,962.884 sowie dem deutschen Patent Nr. 39 26 927. Hierbei handelt es sich um elektrisch betriebene Fußbodenheizungen, die zu Zeiten billigen Stroms betrieben werden und die gespeicherte Wärme dann zur Zeit teueren Stroms abgeben.

Diese Fußbodenheizungen haben sich als äußerst wirksam erwiesen. Bei Versuchen (die von dem National Industrial Technical Institute durchgeführt wurden) konnte bei Außen­ temperaturen von -3°C bis -16°C eine Raumtemperatur von 23°C 24 Stunden lang aufrechterhalten werden, obwohl die Heizung nur 8 Stunden lang mit Nachtstrom betrieben wurde. Durch die dort beschriebenen Fußbodenheizungen konnte der Energiever­ brauch um 60% gesenkt werden.

Allerdings weisen die vorbekannten Fußbodenheizungen noch insofern Probleme auf, als sie relativ aufwendig herzu­ stellen sind und entsprechend hohe Herstellungskosten anfallen.

Durch die vorliegende Erfindung sollen diese Schwierigkeiten behoben werden. Insbesondere soll eine verbesserte Fußboden­ heizung der angegebenen Gattung geschaffen werden, die vergleichsweise einfach herzustellen ist, die kompakt gebaut ist, bei der die wärmespeichernden Platten eine hohe Festigkeit haben.

Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen definiert.

Bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Fußbodenheizung, bei der zwei oder mehr Heizungsanlagen übereinander angeordnet sind, werden Wärmespeicherplatten aus relativ einfachem wärmespeichernden Material verwendet, die eine niedrige Wärmeleitfähigkeit haben (beispielsweise 0,00 KCalS^-1Cm^-1 (°C) in Beton oder Steinmaterial). In den wärmespeichernden Platten anfangs enthaltener Wasserdampf wird entfernt, und in den luftdichten Hohlräumen erfolgt eine einwandfreie Wärmediffusion und -konvektion.

Die Wärmeenergie, die teilweise bei hohen Temperaturen durch eine lokale Überhitzung an der Oberseite der elektrischen Heizvorrichtung erzeugt wird, wird an die Fußboden­ heizung abgestrahlt und gespeichert. Hierdurch wird die Zeit, in der die Heizungsquelle betrieben werden muß, ver­ ringert. Aufgrund der hohen Wärmeleitfähigkeit der Blech­ formen wird die Wärme in horizontaler Richtung rasch weiter­ geleitet. Die Unterseiten der Blechformen für die wärmespei­ chernden Platten sind gekrümmt bzw. kuppelförmig ausgebil­ det; hierdurch wird eine Strahlungs- und Diffusionsreflek­ tion erzielt, so daß sich eine ideale Diffusion und Kon­ vektion für die Strahlungswärme ergibt.

Anhand der Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Fußbodenheizung;

Fig. 2 eine Schnittansicht des ersten Ausführungs­ beispiels der Fußbodenheizung in Fig. 1;

Fig. 3(A) und (B) Blechformen für die Fußbodenheizung, wobei Fig. 3(a) eine Draufsicht und Fig. 3(B) eine Schnittansicht ist;

Fig. 4 eine teilweise aufgeschnittene perspektivi­ sche Ansicht des ersten Ausführungsbei­ spiels der Fußbodenheizung;

Fig. 5 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Entlüfungsöffnung mit einem Verschluß für das erste Ausführungsbeispiel der Fuß­ bodenheizung;

Fig. 6 eine Schnittansicht eines zweiten Aus­ führungsbeispiels einer Fußbodenheizung.

Die Fig. 1 bis 5 zeigen ein Ausführungsbeispiel und die Fig. 6 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Bei dem in den Fig. 1 bis 5 gezeigten Ausführungsbeispiel liegt auf einem Boden 60 aus Beton eine reflektierende Platte aus Aluminiumfolie 61 auf, und an Seitenwänden 62 sind Isolierschichten 63 vorgesehen. Eine elektrische Heizvorrichtung 50, die als verbrennungsfreie Wärmequelle veränderbarer Wärmeleistung dient, ist in kreuzförmiger oder paralleler Anordnung auf der reflektierenden Aluminiumfolie 61 angeordnet. Über der Heizvorrichtung 50 befindet sich eine Wärmeverteilplatte 51. Die Heizvorrichtung 51 ist durch Leiter mit einer einzeln betätigbaren Steuereinrichtung 40 in Form eines Verteilerkasten-Unterbrechers verbunden.

An der Oberseite der Aluminiumfolie 61 befindet sich eine oder mehrere Blechformen 14, an denen durch vertiefte Abschnitte 144 Füße 15 vorgesehen sind. Hierdurch werden untere luftdichte Hohlräume 13 gebildet, wie aus den Figuren hervorgeht. Wie den Figuren entnommen werden kann, sind die Blechformen 14 gekrümmt bzw. kuppelförmig ausgebildet, so daß die darunterliegenden Hohlräume 13 eine entsprechende Form haben.

An der Oberseite der Blechformen 14 bzw. der vertieften Abschnitte 144 werden durch Aushärten und Verfestigen eines Wärmespeichermaterials untere wärmespeichernde Platten 12 gebildet. In den Blechformen 14 und den unteren Platten 12 sind Wärmesteigöffnungen 16 gebildet.

Durch die Blechformen 14, die Hohlräume 13 und die wärmespeichernden Platten 12 wird eine untere Heizungsanlage 1 gebildet.

An der Oberseite der unteren Heizungsanlage 1 befindet sich eine oder mehrere obere Blechformen 24 mit von vertieften Abschnitten 244 gebildeten Füßen 25, wodurch obere, luft­ dichte Hohlräume 23 gebildet werden.

An der Oberseite der oberen Blechformen 24 werden durch Aushärten und Verfestigen von Wärmespeichermaterial obere, wärmespeichernde Platten 22 gebildet. In den Blechformen 24 und den Platten 22 sind Entlüftungsöffnungen 26 gebildet, die durch entfernbare Verschlüsse 27 abgedeckt sind. Die Entlüftungsöffnungen 26 sind an Stellen entsprechend der Wärmesteigöffnung 16 angeordnet.

Durch die Blechformen 24, die Hohlräume 23 und die Platten 22 wird eine obere Heizungsanlage 2 geschaffen, die auf der unteren Heizungsanlage 1 angeordnet ist. Hierdurch wird eine "Doppeldecker"-Fußbodenheizung geschaffen.

Im folgenden wird die Herstellung der beschriebenen Fuß­ bodenheizung näher beschrieben.

Zunächst wird die reflektierende Aluminiumfolie 61 auf den Boden 60 gelegt. Anschließend wird die elektrische Heiz­ vorrichtung 50 mit der Wärmeverteilplatte 51 auf der Alu­ miniumfolie 61 angeordnet und durch einzeln betätigbare Leiter mit der Steuereinrichtung 40 verbunden.

Anschließend werden auf der Aluminiumfolie 61 eine oder mehrere der unteren Blechformen 14 mit den Füßen 15 ange­ ordnet, wodurch die unteren Hohlräume 13 gebildet werden. Auf den unteren Blechformen 14 wird dann verformbares Wärmespeichermaterial mit der richtigen Dicke aufgebracht, gehärtet und verfestigt, wodurch die unteren Platten 12 gebildet werden. Anschließend werden in den Ecken die Wärmesteigöffnungen 16 gebildet. Damit ist die untere Heizungsanlage 1 fertiggestellt.

Die untere Heizungsanlage 1 bildet einen Boden für eine oder mehrere obere Blechformen 24 mit Füßen 25, durch die die oberen luftdichten Hohlräume 23 gebildet werden. Auf die Oberseite der oberen Blechformen 24 wird dann verformbares Wärmespeichermaterial mit der richtigen Dicke aufgebracht, ausgehärtet und verfestigt, wodurch die oberen wärmespei­ chernden Platten 22 gebildet werden. An den Ecken werden dann die Entlüftungsöffnungen 26 gebildet und die Ver­ schlüsse 27 vorgesehen.

Hierdurch ist die obere Heizungsanlage 2 fertiggestellt.

Die Betriebsweise der beschriebenen Fußbodenheizung wird nun genauer beschrieben.

Das Blech hat eine Wärmeleitfähigkeit von 0,012 KCalS^-1Cm^-1 (°C) und bildet somit einen ausgezeichneten Wärmeleiter im Vergleich zu dem als Wärmespeicher dienenden Beton. Die Heizdrähte der elektrischen Heizvorrichtung 50 werden auf ungefähr 1200°C erwärmt. Die Wärme wird auf die äußeren Rohre und die Isolierschichtmaterialien (MgO) in innigem Kontakt mit den Heizungsdrähten übertragen. Auf diese Weise wird die Wärme der Heizvorrichtung 50 auf die Wärmeverteil­ platte 51 übertragen.

Infrarotstrahlen und Strahlungswärme werden von der elektri­ schen Heizvorrichtung 50 und der Wärmeverteilplatte 51 abgegeben, und mit der Heizvorrichtung 50 sowie der Wärme­ verteilplatte 51 in Berührung stehende Luft wird erwärmt, was zu Konvektion der Luft führt.

Somit wird Luft in den unteren Hohlräumen 73 erwärmt und an den unteren Blechformen 14 entlanggeführt; hierdurch werden die Blechformen 14 erwärmt.

Die erwärmten unteren Blechformen 14, die aus Blech hoher Wärmeleitfähigkeit bestehen, geben die Wärme in horizontaler Richtung mit hoher Geschwindigkeit an die anderen Blech­ formen weiter.

Außerdem sind die Unterseiten der unteren Blechformen 14 durch die vertieften Abschnitte 144 als gekrümmte Flächen ausgebildet, die Strahlungswärme diffus reflektieren und somit 60% der Wärmeübertragung übernehmen. Die Strahlungs­ wärme und die reflektierte Wärme werden somit diffus reflektiert, so daß unterschiedlichste Formen der Energie­ bewegung stattfinden. Hierdurch wird der Wirkungsgrad der Abgabe von Strahlungswärme verbessert.

Durch die Wärme, die von den unteren Blechformen 14 weiter­ geleitet und abgegeben wird, werden die mit den Blechformen 14 in innigem Kontakt stehenden unteren Platten 12 erwärmt, welche aus massivem Wärmespeichermaterial bestehen und somit als Wärmespeicher dienen. Es ergeben sich somit ausgedehnte Wärmespeicherbereiche der unteren Heizungsanlage 1.

Außerdem sind die Unterseiten der oberen Blechformen 24 durch die vertieften Abschnitte 42 ebenfalls als gekrümmte Flächen ausgebildet, die die Wärme diffus reflektieren, was 60% der Wärmeübertragung ausmacht. Die Strahlungswärme und reflektierte Wärme werden somit diffus reflektiert, und es ergeben sich unterschiedlichste Richtungen der Energiebe­ wegung, was die Diffusionsmenge und die Bereiche der Strahlungswärme entsprechend vergrößert.

Ferner kommt es aufgrund der stromlinienförmig gekrümmten Flächen der Unterseiten der oberen Blechformen 24 und der Oberseite der unteren Wärmeanlage 1 wegen der Temperatur­ differenz gegenüber dem oberen luftdichten Hohlraum 23 sehr rasch zu starker Konvektion in dem oberen, Hohlraum 23, und die Wärmebewegung und -flächen vergrößern sich, so daß die obere Wärmeanlage 2 Wärme und Energie speichert.

Somit strahlt die Oberfläche der oberen Heizungsanlage 2 Wärme ab, und die Luft in dem zu heizenden Raum wird erwärmt. Die Raumtemperatur wird konstant gehalten. Durch die Leitfähigkeit der oberen Platte 22 ergibt sich eine direkte Heizung.

Um zu dieser Zeit Feuchtigkeit zu entfernen, die sich bei Inbetriebnahme in den oberen und unteren Hohlräumen 23 und 13 gebildet hat, strömt der durch die Heizung des unteren Hohlraumes 13 erzeugte Dampf nach oben in den oberen Hohl­ raum 23, und zwar durch die Wärmesteigöffnung 16; der in dem oberen Hohlraum 23 erzeugte Dampf und der aus dem unteren Hohlraum 13 nach oben geströmte Dampf können dann durch Öffnen des Verschlusses 27 der Entlüftungsöffnung 26 nach außen abgeführt werden.

Somit wird in der Fußbodenheizung gemäß der vorliegenden Erfindung bei Zufuhr von Nachtstrom Wärme von der Heizvor­ richtung 50 erzeugt, die in dem unteren Hohlraum 13 ange­ ordnet ist; mit der Heizvorrichtung 50 in Berührung stehende Luft wird erwärmt, und die erwärmte Luft steigt nach oben und heizt die Wärmeverteilplatte 51.

Das bedeutet, daß die Wärmeverteilplatte 51 und die sie umgebende Luft erwärmt werden; die erwärmte Luft und die Wärme der Wärmeverteilplatte 51 heizen die untere Blechform 14 der unteren Heizungsanlage 1 auf, was aufgrund deren ausgezeichneter Wärmeleitfähigkeit sehr rasch vor sich geht.

Außerdem wird Strahlungswärme, die ungefähr 60% der von der Heizvorrichtung 50 erzeugten Wärme ausmacht, an die untere Blechform 14 abgestrahlt, die mit der gekrümmten Fläche an der Unterseite versehen ist, gemeinsam mit Wärme, die von der Wärmeverteilplatte 61 teilweise reflektiert wird, und mit Strahlungswärme der Wärmeverteilplatte 51, so daß die untere Blechform 14 hierdurch ebenfalls aufgeheizt wird.

Ein Teil der Strahlungswärme verringert die Entstehung hoher Temperaturen an der Oberseite der Heizvorrichtung 50 durch die Wärme, die abgestrahlt und von der Aluminiumfolie 61 wieder reflektiert wird, das heißt, die Strahlungswärme, die zwischen der Aluminiumfolie 61 und der unteren Blechform 14 diffus reflektiert wird.

Gleichzeitig werden die kontinuierlich miteinander verbun­ denen unteren Blechformen 14 erwärmt, und die Luft in dem unteren Hohlraum 13 wird ebenfalls erwärmt. Selbst Luft in den Ecken, wo keine Heizvorrichtung 50 installiert ist, wird aufgeheizt.

Die Wärme gelangt somit zu der unteren wärmespeichernden Platte 12, die in innigem Kontakt mit der unteren Blechform 14 steht. Somit wird letztendlich die untere Platte 12 erwärmt, die die Wärme speichert.

Die untere Heizungsanlage 1, die wie oben beschrieben, aufgeheizt wird und die Wärme speichert, strahlt Wärme an der Oberseite der unteren Platte 12 ab. Diese abgestrahlte Wärme gelangt wieder mit Luft in Berührung, und diese "kontaktierte" Luft erwärmt Luft in dem oberen Hohlraum 23 durch Konvektion und erwärmt gleichzeitig die obere Blech­ form 24, die mit dieser Luft in Berührung steht.

Hierdurch wird die obere Blechform 24, die eine ausgezeich­ nete Wärmeleitfähigkeit besitzt, erwärmt, und gleichzeitig wird die Luft in dem oberen luftdichten Hohlraum 23 erwärmt.

Die Wärme wird dann an die obere Platte 22 übertragen, die in innigem Kontakt mit der oberen Blechform 24 steht und die die Wärme speichert.

Durch diese Erwärmung und Wärmespeicherung an der Oberseite der oberen Heizungsanlage 2, d. h., an der Oberseite der oberen wärmespeichernden Platte 22, ergibt sich eine gleich­ förmige Temperaturverteilung.

Wenn somit die Luft in dem zu heizenden Raum aufgrund ent­ sprechender Außentemperaturen abkühlt, wird Wärme aufgrund der Temperaturdifferenz von der Oberfläche der oberen Platte 22 der oberen Heizungsanlage 2 abgegeben, so daß die Tempe­ ratur in dem zu heizenden Raum konstant gehalten wird.

Zu dieser Zeit wird die Wärme, die in der oberen Platte 22 der oberen Heizungsanlage 2 gespeichert ist, abgestrahlt, und Wärme aus dem oberen Hohlraum 23 wird über die obere Blechform 24 von der oberen Platte 22 aufgenommen, so daß die Speichertemperatur der oberen Platte 22 konstant gehalten wird.

Da Wärme in dem oberen luftdichten Hohlraum 23 durch Strah­ lungswärme abgeführt wird, nimmt die Luft Wärme aus der unteren Platte 12 der unteren Heizungsanlage 1 durch Kon­ vektion auf, so daß die Temperatur aufrechterhalten wird. Gleichzeitig wird Wärme, die in der unteren Platte 12 gespeichert wird, in den oberen Hohlraum 23 abgestrahlt. Um einen Zustand aufrechtzuerhalten, bei dem sich die untere Platte 12 und der untere Hohlraum 13 nicht abkühlt, werden die Stromzufuhr und die Wärmemenge genau gesteuert, um nur durch Nachstrom erzeugte Wärme zu verwenden.

Daher durchläuft die Strahlungswärme (von ungefähr 1200°C als obere Strahlungstemperatur) der Heizdrähte der elek­ trischen Heizvorrichtung 50 einen mehrstufigen Wärmeübertra­ gungsprozeß. Bei diesem Prozeß wird isolierendes Beschich­ tungsmaterial (MgO) für die Leitungen, Augenrohre und die Wärmeverteilplatte 51 verwendet. Bei diesem Prozeß strömt Luft in dem oberen Hohlraum 24, entlang der oberen Blechform 24 und den oberen Platten 22 usw., und Luft in dem unteren Hohlraum 13 entlang der unteren Blechform 14 und der unteren Platte 12.

Durch diesen Wärmeübertragungsprozeß werden die Wärmeübertra­ gungsfunktionen bezüglich Strahlung, Konvektion und Wärme­ leitung genau gesteuert, wodurch die Wärmeverluste ver­ ringert werden, und die Raumtemperatur kann auf der richti­ gen Solltemperatur gehalten werden.

Die Verweilzeit der Wärmeenergie in der Zweifach-Fußboden­ heizung ist lang, und die Fußbodenheizung kann ausschließ­ lich mit billigem Nachtstrom betrieben werden. Hohe Wärme­ lasten in der kalten Jahreszeit können ohne weiteres verar­ beitet werden.

Selbst wenn die Raumtemperatur aufgrund eines abrupten Absinkens der Außentemperatur absinkt, kommt es zu einer raschen Wärmeabgabe aufgrund der Temperaturdifferenz an der Oberseite der oberen Heizungsanlage und der großen Abstrahl­ fläche. Somit wird die richtige Temperatur aufrechterhalten.

Die Platten bestehen aus Wärmespeichermaterialien, um die Speicherwärme mit einer festliegenden Menge des Materials bereitzustellen (s. US 4,962,884).

Bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Fußbodenheizung werden obere und untere Platten 22 und 12 eingesetzt, deren Dicke beliebig vergrößert oder verkleinert werden kann, so daß die Wärmelast entsprechend gesteuert werden kann.

Außerdem setzen die obere Heizungsanlage 1 und die untere Heizungsanlage 2 Wärmeleitung und Konvektion der Wärme­ energie in der gleichen Weise ein.

Wärmeaustausch und Konvektion erfolgen auf natürliche und kontinuierliche Weise, bis die Temperaturdifferenz zwischen den Bauteilen der Fußbodenheizung, d. h. zwischen der oberen Heizungsanlage 2 und der unteren Heizungsanlage 1 und zwischen dem oberen Hohlraum 23 und dem unteren Hohlraum 13 ausgeglichen ist, ohne daß sich heizende und heizfreie Perioden bzw. heizende und heizfreie Stunden ablösen.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Fig. 6 beschrieben. In Fig. 6 sind die den Fig. 1 bis 5 entsprechenden Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Zwischen der oberen Heizungsanlage 2 und der unteren Heizungsanlage 1 sind eine oder mehrere mittlere Blechformen 34 angeordnet, an denen durch einen vertieften Abschnitt 344 ein Fuß 35 angeformt ist, und ein mittlerer, luftdichter Hohlraum 33 wird von dem Fuß 35 gebildet. An der Oberseite der mittleren Blechform 34 wird durch Aushärten eines aus­ härtbaren Wärmespeichermaterials eine mittlere wärmespei­ chernde Platte 32 geeigneter Dicke gebildet. Die mittlere Platte 32 ist mit einer Wärmesteigöffnung 36 versehen, die an einer Stelle entsprechend der Wärmesteigöffnung 16 der unteren Heizungsanlage 1 angeordnet ist. Hierdurch wird eine mittlere Heizungsanlage 3 gebildet.

Die Betriebsweise dieses Ausführungsbeispiels, bei dem zwischen der oberen Heizungsanlage 2 und der unteren Hei­ zungsanlage 1 eine mittlere Heizungsanlage 3 angeordnet ist, wird nun im einzelnen erläutert.

Die Heizvorrichtung 50, die in dem unteren, luftdichten Hohlraum 13 installiert ist, wird mit Nachtstrom betrieben. Durch die hierdurch erzeugte Wärme wird die mit der Heiz­ vorrichtung 50 in Berührung stehende Luft erwärmt, und die erwärmte Luft steigt an der Wärmeverteilplatte 51 nach oben. Hierdurch werden die Luft der Wärmeverteilplatte 51 und die sie umgebende Luft erwärmt.

Die erwärmte Luft und die Wärme der Platte 51 erwärmen die untere Blechform 14 der unteren Heizungsanlage 1, und auf­ grund deren ausgezeichneter Wärmeleitfähigkeit heizt sie sich sehr rasch auf.

Außerdem wird Strahlungswärme, die ungefähr 60% der von der Heizvorrichtung 50 abgegebenen Wärme darstellt, an die untere Blechform 14 abgestrahlt, die an ihrer Unterseite mit einer gekrümmten Fläche versehen ist, zusammen mit der Wärme, die teilweise von der Wärmeverteilplatte 51 und wiederum von der Aluminiumfolie 60 reflektiert wird. Die Teilstrahlungswärme verringert die örtliche Bildung hoher Temperaturen an dem oberen Teil der Heizvorrichtung mit der Strahlungswärme, die abgestrahlt und von der Aluminiumfolie 61 wieder reflektiert wird, d. h., die Strahlungswärme, die zwischen der unteren Blechform 14 und der auf dem Boden 60 liegendenden Aluminiumfolie 61 diffus reflektiert wird.

Gleichzeitig werden die kontinuierlich miteinander verbun­ denen Blechformen 14 sowie die Luft in dem unteren Hohlraum 13 erwärmt.

Somit wird der unteren Platte 12, die mit der unteren Blechform 14 in innigem Kontakt steht, Wärme zuge­ führt, die von ihr letztendlich gespeichert wird.

Die untere Heizungsanlage 1, die wie oben beschrieben erwärmt wird und die Wärme speichert, gibt Strahlungswärme an der Oberseite der unteren Platte 12 ab, und diese Strah­ lungswärme gelangt wieder mit der Luft in Berührung.

Die mittlere Heizungsanlage 3, die in der oben beschriebenen Weise erwärmt wird und die Wärme speichert, strahlt Wärme an der Oberfläche der mittleren Platte 32 ab, und die Strah­ lungswärme gelangt mit der Luft in Berührung.

Die Wärme gelangt dann zu der oberen Platte 22, die mit der oberen Blechform 24 in innigem Kontakt steht. Somit kommt es letztendlich zur Aufheizung und Wärmespeicherung.

Die Oberseite der oberen Heizungsanlage 2, d. h., die Ober­ seite der oberen Platte 22, besitzt dann eine gleichförmige Temperaturverteilung.

Wenn somit der Luft in dem zu heizenden Raum Wärme durch Abkühlung entzogen wird, wird aufgrund des entstehenden Temperaturunterschiedes gegenüber dem oberen Teil der oberen Platte 22 in der oberen Heizungsanlage 2 der Raumluft Wärme erneut zugeführt. Hierdurch wird die Raumtemperatur konti­ nuierlich aufrechterhalten.

Zu dieser Zeit wird Wärme, die in der oberen Platte 22 der oberen Heizungsanlage 2 gespeichert ist, abgestrahlt, während Wärme über die obere Blechform 24 aufgrund der Temperaturdifferenz der oberen Platte 22 zugeführt wird, so daß die Speichertemperatur der oberen Platte 22 kontinuier­ lich aufrechterhalten bleibt.

Die Wärme, die in der mittleren Platte 32 gespeichert ist, wird an den oberen Hohlraum 32 abgestrahlt, und Wärme in dem mittleren Hohlraum 33 wird durch die mittlere Blechform 34 aufgrund des Temperaturunterschieds von der mittleren Platte 32 aufgenommen, so daß die Temperatur der Speicherwärme in der mittleren Platte 32 konstant gehalten wird.

Wenn ferner Wärme aus dem mittleren Hohlraum 33 abgezogen wird, nimmt die Luft durch Konvektion und Strahlung Spei­ cherwärme aus der unteren Platte 12 der unteren Heizungsan­ lage 12 auf, so daß die Temperatur aufrechterhalten bleibt. Gleichzeitig wird Wärme, die in der unteren Platte 12 gespeichert ist, an den mittleren Hohlraum abgestrahlt.

Die untere Platte 12 und der untere Hohlraum 13 sind so bemessen, daß sie nicht ganz abkühlen können, und die Wärmezufuhr erfolgt ausschließlich zu Zeiten billigen Nachtstromes.

Wärme aus den Heizdrähten der Heizvorrichtung 50 durchläuft einen mehrstufigen Wärmeübertragungsprozeß, bei dem iso­ lierte Beschichtungsmaterialien (MgO) - bei einer Strah­ lungswärme von 1200°C - für die Außenrohre sowie die Wärmeverteilplatte 51 verwendet werden. Bei dem Wärmeüber­ tragungsprozeß erfolgt über die Luft in dem unteren Hohlraum 13, die untere Blechform 14 und die untere Platte 12; eher erfolgt ferner über die Luft in dem mittleren Hohlraum 33, die mittlere Blechform 34 und die mittlere Platte 32; und schließlich erfolgt eher über die Luft in dem oberen Hohl­ raum 23, der oberen Blechform 24 und der oberen Platte 22. Die Wärmeübertragungsvorgänge mit Strahlung, Leitung und Konvektion werden in natürlicher und kombinierter Weise gesteuert.

Die Wärme hoher Temperatur sorgt für die Wärme mit der Sollraumtemperatur, und bei der Dreifach-Ausführungsform der Fußbodenheizung ist die Speicherdauer für die Speicherwärme größer.

Die Heizung zu normalen Zeiten wird durch die Speicherung von Wärme ermöglicht, die ausschließlich durch billigen Nachtstrom erzeugt wurde, und die Dreifach-Fußbodenheizung kann soviel Wärme speichern, daß die Heizung selbst in kalten Gegenden von -50°C ausschließlich mit Nachtstrom betrieben werden kann.

Wenn Wärmeenergie durch eine abrupte Verringerung der Außentemperatur abgezogen wird und die Raumtemperatur sinkt, wird sehr rasch aufgrund der Temperaturdifferenz an der Oberseite der oberen Heizungsanlage 2 Wärme abgestrahlt, und aufgrund der großen Flächen wird sehr viel Strahlungswärme erzeugt. Hierdurch wird letztendlich die richtige Raumtem­ peratur aufrechterhalten.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Fußbodenheizung ist von einfachem Aufbau und läßt sich in einfacher Weise herstellen und betreiben. Aufgrund der Speichereigenschaften sind die Wärmeverluste minimal. Die Fußbodenheizung ist selbst in sehr kalten Gegenden (-50°C) betreibbar und besitzt nicht die Nachteile von Heizungen, die mit Verbrennung arbeiten (Abgase wie z. B. CO₂ und Umweltverschmutzung).

Außerdem gibt es bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Fußbodenheizung keine Verluste bei der Wärmeübertragung und Wärmebewegung, da die "Wärmeerzeugung" zweifach und dreifach abgeschirmt ist, und die Strahlungswärme kann in betriebs­ sicherer Weise in den aufzuheizenden Raum abgestrahlt werden.

Claims (2)

1. Fußbodenheizung mit einer elektrischen Heizvorrichtung, die auf einem Untergrund aus Beton angeordnet und durch Leitungen mit einer Steuervorrichtung verbunden ist, einer Wärmeverteilplatte, die über der Heizvorrichtung angeordnet ist, zwei über dem Untergrund und übereinander angeordneten Abdeckungen, die übereinanderliegende Hohlräume bilden, wobei die Heizvorrichtung und die Wärmeverteilplatte in dem Raum unter der unteren Abdeckung angeordnet sind und die untere Abdeckung mit einer Wärmesteigöffnung und die obere Abdeckung mit einer durch einen entfernbaren Verschluß verschließbare Entlüftungsöffnung versehen sind, und mit Isolierschichten an den Seitenwänden der Fußbodenheizung, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Untergrund (60) eine reflektierende Alumi­ niumfolie (61) angeordnet ist, daß jede der Abdeckungen (1; 2) aus einem oder mehreren metallischen Formteilen (14; 24) mit vertieften Abschnitten (144; 244) und durch diese gebildeten Füßen (15; 25) besteht, welche mit einem wärmespei­ chernden aushärtbaren Material gefüllt sind, und daß die Heizvorrichtung sowie die Wärmeverteilplatte (51) mit Abstand zu den Formteilen (14; 24) angeordnet sind.

2. Fußbodenheizung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwi­ schen den Abdeckungen (1, 2) eine oder mehrere entsprechend ausgebildete weitere Abdeckungen (3) angeordnet sind, die jeweils eine Wärmesteigöffnung (36) aufwei­ sen.