DE19948721A1 - Anordnung zur Raumheizung, insbesondere Fußbodenheizung - Google Patents

Abstract

Bei einer Anordnung zur Raumheizung, insbesondere Fußbodenheizung, ist wenigstens ein Teil der gesamten durch die Anordnung beheizbaren Fläche gebietsweise, insbesondere zimmerweise oder nach Nutzungsart getrennt, mit separaten jeweils auf einer einstellbaren Grundtemperatur betreibbaren wasserbetriebenen Heizrohre, insbesondere unterbodenverlegten Rohrschlangen, ausgestattet. Die Heizrohre jeweils eines Gebiets sind an ein separates, im jeweiligen Gebiet installiertes Verteilgerät angeschlossen, welches seinerseits über einen Anschluß zur Verbindung mit einer hauszentralen Wärmequelle, insbesondere Zentralheizungskessel oder Fernwärmekessel, sowie über ein Element, insbesondere Mischer oder Wärmetauscher, zur geregelten Zuführung deren Wärme an die Heizrohre verfügt. Das Verteilgerät weist eine steuerbare Umwälzpumpe zur Aufrechterhaltung des Wasserumlaufs durch die Heizrohre in jeder Betriebssituation auf.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Raumheizung, insbesondere Fußbodenheizung.

Zur Beheizung von Wohnräumen werden seit einiger Zeit Fußbodenheizungen eingesetzt. Diese allgemein bekannten Einrichtungen bestehen aus im Fußbodenestrich verlegten wasserdurchflossenen Heizrohren oder aus elektrischen Heizmatten, die zwischen dem Estrich und einer abdeckenden Bodenschicht im Fußboden verlegt sind und für eine Heizung der Räume von unten sorgen. Dies ist im Vergleich zu Radiatorheizungen deswegen vorteilhaft, weil die Temperaturverteilung über der Raumhöhe gleichmäßiger ist. Die Hitze staut sich nicht, wie bei Radiatorheizungen, unter der Decke des beheizten Raumes. Auch treten, wie dies bei Umluftheizungen der Fall ist, keine Staubverwirbelungen auf. Außerdem wird kein Platz für Heizkörper benötigt.

Nachteilig ist bei bekannten wasserbetriebenen Fußbodenheizungen, daß sie aufgrund der hohen Wärmespeicherkapazität des Fußbodenestrichs sehr träge sind, so daß sie zumeist lange Aufheiz- und Abkühlzeiten aufweisen. Bedingt durch diese Trägheit sind wasserbetriebene Fußbodenheizungen schwierig zu regeln und in vielen Bereichen unökonomisch. Ferner können bei wasserbetriebenen Heizungen Ablagerungen in den Rohrleitungen auftreten, wenn der Wasserdurchfluß zu Regelungszwecken gedrosselt oder abgestellt wird.

Elektrische Fußbodenheizungen weisen zwar keine Ablagerungsprobleme auf und sind wesentlich dynamischer und daher einfacher regelbar als wasserbetriebene. Sie sind jedoch in den meisten Bereichen des Hauses aufgrund der hohen Betriebskosten sehr unökonomisch. Desweiteren können sie nicht mit preisgünstigen alternativen Energiequellen, wie thermischen Solarkollektoren oder mit Fernwärme, betrieben werden, wie dies bei wasserbetriebenen Heizungen problemlos möglich ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anordnung der eingangs genannten Art anzugeben, welche oben genannte Probleme nicht aufweist, welche im ganzen Wohnbereich einsetzbar und an die jeweiligen Erfordernisse anpaßbar ist.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Anordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• - Wenigstens ein Teil der gesamten durch die Anordnung beheizbaren Fläche ist gebietsweise, insbesondere zimmerweise oder nach Nutzungsart getrennt, mit separaten jeweils auf einer einstellbaren Grundtemperatur betreibbaren wasserbetriebenen Heizrohren, insbesondere unterbodenverlegten Rohrschlangen, ausgestattet.
• - Die Heizrohre jeweils eines Gebiets sind an ein separates, im jeweiligen Gebiet installiertes Verteilgerät angeschlossen, welches seinerseits über einen Anschluß zur Verbindung mit einer hauszentralen Wärmequelle, insbesondere Zentralheizungskessel oder Fernwärmekessel, sowie über ein Element, insbesondere Mischer oder Wärmetauscher, zur geregelten Zuführung deren Wärme an die Heizrohre verfügt.
• - Das Verteilgerät weist eine Umwälzpumpe zur Aufrechterhaltung des Wasserumlaufs durch die Heizrohre in jeder Betriebssituation auf. Durch die Aufteilung in separate Kreise kann jedes Gebiet optimal beheizt werden.

Um einen Raum schnell aufheizen zu können, ist bei einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß in denjenigen Gebieten, in denen gegenüber der jeweiligen Grundtemperatur oder der ungeheizten Zimmertemperatur kurzfristig erhöhte Endtemperaturen erreichbar sein sollen, regelbare elektrische Heizvorrichtungen, insbesondere bodenverlegte Heizmatten, angeordnet sind. Mittels der elektrischen Heizvorrichtungen kann ein Gebiet sehr schnell aufgeheizt werden. Die elektrischen Heizvorrichtungen können sowohl zusätzlich zu den Rohrleitungen installiert sein oder alleinstehend, wie dies in Räumen sinnvoll ist, die nur kurzzeitig benutzt werden.

Es kann ferner vorgesehen sein, daß jedes Verteilgerät eine eigene eingebaute Wärmequelle, insbesondere einen elektrischen Heizer, zur hilfsweisen Beheizung des in den Heizrohren umlaufenden Wassers aufweist. Damit läßt sich das Heizwasser gegebenenfalls nachheizen. Ferner kann jedes Gebiet im Bedarfsfalle auch unabhängig von der zentralen Wärmequelle auf der Grundtemperatur gehalten oder darüber hinaus beheizt werden.

Zur Regelung der Raumtemperatur kann vorgesehen sein, daß die Heizvorrichtungen durch im jeweiligen Gebiet angebrachte Thermostaten regelbar sind.

Um die Regelbarkeit der Anordnung zu erhöhen, kann vorgesehen sein, daß Heizmatten und Heizrohre wenigstens teilweise übereinander verlegt sind, wobei die Heizmatten im Boden oberhalb der wasserbetriebenen Heizrohre verlegt sind. Durch die wasserbeheizten Rohrleitungen wird der Fußbodenestrich auf einer Grundtemperatur gehalten. Durch Zuschalten der in der Deckschicht des Fußbodens verlegten elektrischen Heizmatten kann die Bodentemperatur schnell von der Grundtemperatur auf eine gewünschte Endtemperatur erhöht werden. Dadurch ergibt sich eine sehr gute Regelbarkeit. Eine derartige Anordnung ist noch dynamischer regelbar als Heizmatten allein, da die Wärme der zusätzlich verlegten Heizmatten zum größten Teil direkt in den Raum übergeht und nicht in den Fußboden. Dieser Effekt wird durch die Vorheizung auf die Grundtemperatur erreicht, die hierbei sozusagen als aktive Dämmung wirkt. Die Grundtemperatur wird ständig durch die Wasserheizung aufrechterhalten, während die Endtemperatur nur zeitweise auf Wunsch mittels der Heizmatten erreicht wird. Es kann auch vorgesehen sein, daß nach Erreichen der Endtemperatur die Temperatur der Wasserheizung entsprechend nachgeführt wird, so daß die Heizmatten lediglich für die Aufheizphase von der Grundtemperatur bis zur Endtemperatur benötigt werden.

Zur Gewährleistung einer gleichmäßigen Grundtemperatur kann vorgesehen sein, daß jedes Verteilgerät über einen eigenen Thermostaten zur Regelung der Grundtemperatur verfügt.

Zur Vermeidung von Ablagerungen auch bei ausgestellter Heizung kann ferner vorgesehen sein, daß der Wasserkreis der Heizrohre eines jeden Verteilgeräts von der zentralen Wärmequelle durch ein Ventil, insbesondere ein zur Regelung der Wärmezufuhr im Verteilgerät vorgesehenes Regelventil, trennbar und mittels der Umwälzpumpe des jeweiligen Verteilgeräts separat betreibbar ist. Durch die ständig aufrechterhaltene Wasserbewegung werden Ablagerungen in den Rohrleitungen vermieden.

Ferner kann vorgesehen sein, daß wenigstens ein Gerät zur Wasseraufbereitung vorgesehen ist, durch welches das Wasser in den Heizrohren von unerwünschten oder korrosiven Substanzen befreit wird.

Zur Benutzung mit der erfindungsgemäßen Anordnung ist ein Verteilgerät vorgesehen, bestehend aus einem Anschluß zur Verbindung mit einer hauszentralen Wärmequelle, insbesondere Zentralheizungskessel oder Fernwärmekessel, Anschlüssen für zu beheizende Heizrohre, einem Element, insbesondere Mischer oder Wärmetauscher, zur geregelten Zuführung der Wärme an die Heizrohre, einer Umwälzpumpe zur Aufrechterhaltung des Wasserumlaufs durch die Heizrohre in jeder Betriebssituation, sowie einem Thermostat und einem Regelventil zur Steuerung der an die Heizrohre zugeführten Wärmemenge.

Ferner kann dabei vorgesehen sein, daß ein Heizelement zur bedarfsweisen Beheizung des Heizwassers in dem Mischer oder Wärmetauscher angeordnet ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung anhand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt durch die Heizfläche einer erfindungsgemäßen Fußbodenheizung,

Fig. 2 ein erfindungsgemäßes Verteilgerät und

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung in einem Wohnhaus eingebaut.

Gleiche Teile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäß aufgebaute Heizfläche im Querschnitt. Über einem Betonboden 1 ist eine etwa 30 mm dicke Isolierschicht 2 aus Polyurethanschaum aufgebracht. Darauf sind in Führungshaltern 3 steckende Heizrohre 4 angeordnet, welche ständig von temperiertem Wasser durchflossen werden. Die Heizrohre 4 sind von einer Estrichschicht 5 vollständig bedeckt. Darauf sind in einer Fliesenkleberschicht 6 elektrische Heizmatten 7 verlegt. Der Fußboden selbst wird durch darauf verlegte Fliesen 8 gebildet.

Ein zum Aufbau der erfindungsgemäßen Anordnung geeignetes Verteilgerät 20 ist in Fig. 2 gezeigt. Es verfügt über Anschlüsse 21 zur Verbindung mit einem Zentralheizungssystem, sowie über einen Mischer 22, über welchen das warme Wasser des Heizungssystems zugemischt wird. Ein Heizstab 23 dient zur Nachheizung des Wassers, falls dessen Temperatur nicht ausreicht oder falls das Verteilgerät 20 vom Heizungssystem abgekoppelt ist. Über eine Umwälzpumpe 24 wird das temperierte Wasser einem Verteiler 25 zugeführt, der es über Anschlüsse 26 an verschiedene Heizrohre 4 (Fig. 1) verteilt. Nach Durchlaufen der Heizelemente 4 fließt das Heizwasser über Anschlüsse 27 und einen Sammler 28 wieder zurück zu dem Mischer 22. Der Wasserkreislauf wird durch die Umwälzpumpe ständig aufrechterhalten. Mittels eines über ein Bedienelement 29 einstellbaren Thermostaten 30 wird die Temperatur des Heizwassers geregelt, wozu in Abhängigkeit von der Heizwassertemperatur das Mischungsverhältnis eingestellt wird.

Fig. 3 zeigt ein mit einer erfindungsgemäßen Anordnung ausgestattetes Wohngebäude 31. Das Haus 31 verfügt über Solarkollektoren 32 sowie über einen Anschluß 33 an ein Fernwärmenetz. Aus einem Hauptkessel 34 wird warmes Wasser über einen Hauptverteiler 35 an Verteilgeräte 36 geliefert, welche in verschiedenen Gebieten des Hauses 31 installiert sind. Jedes Verteilgerät entnimmt einen bestimmten Wärmestrom und führt ihn den angeschlossenen Heizelementen 4 zu, um damit die einzelnen Gebiete des Hauses auf einer jeweiligen Grundtemperatur zu halten. Zur kurzfristigen Erhöhung der Temperatur sind über diesen Heizelementen 4 stellenweise elektrische Heizmatten 7 verlegt, welche über Regler 37 angesteuert werden. In Räumen 38, in denen es nicht auf eine gute Regelbarkeit ankommt, entfallen die zusätzlichen Heizmatten 7. Wieder andere Räume, wie beispielsweise das Badezimmer 39, sollen nur selten und kurzfristig geheizt werden. In diesen Räumen werden nur elektrische Heizmatten 7 vorgesehen.

Claims (10)

1. Anordnung zur Raumheizung, insbesondere Fußbodenheizung, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• - Wenigstens ein Teil der gesamten durch die Anordnung beheizbaren Fläche ist gebietsweise, insbesondere zimmerweise oder nach Nutzungsart getrennt, mit separaten jeweils auf einer einstellbaren Grundtemperatur betreibbaren wasserbetriebenen Heizrohren (4), insbesondere unterbodenverlegten Rohrschlangen, ausgestattet.
• - Die Heizrohre (4) jeweils eines Gebiets sind an ein separates, im jeweiligen Gebiet installiertes Verteilgerät (20) angeschlossen, welches seinerseits über einen Anschluß (21) zur Verbindung mit einer hauszentralen Wärmequelle (34), insbesondere Zentralheizungskessel oder Fernwärmekessel, sowie über ein Element, insbesondere Mischer (22) oder Wärmetauscher, zur geregelten Zuführung deren Wärme an die Heizrohre (4) verfügt.
• - Das Verteilgerät (20) weist eine Umwälzpumpe (24) zur Aufrechterhaltung des Wasserumlaufs durch die Heizrohre (4) in jeder Betriebssituation auf.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in denjenigen Gebieten, in denen gegenüber der jeweiligen Grundtemperatur oder der ungeheizten Zimmertemperatur kurzfristig erhöhte Endtemperaturen erreichbar sein sollen regelbare elektrische Heizvorrichtungen (7), insbesondere bodenverlegte Heizmatten, angeordnet sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Verteilgerät (20) eine eigene eingebaute Wärmequelle (23), insbesondere einen elektrischen Heizer, zur hilfsweisen Beheizung des in den Heizrohren (4) umlaufenden Wassers aufweist.

4. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtungen (7) durch im jeweiligen Gebiet angebrachte Thermostaten (37) regelbar sind.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Heizmatten (7) und Heizrohre (4) wenigstens teilweise übereinander verlegt sind, wobei die Heizmatten (7) im Boden oberhalb der wasserbetriebenen Heizrohre (4) verlegt sind.

6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Verteilgerät (20) über einen eigenen Thermostaten (30) zur Regelung der Grundtemperatur verfügt.

7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserkreis der Heizrohre (4) eines jeden Verteilgeräts (20) von der zentralen Wärmequelle (34) durch ein Ventil, insbesondere ein zur Regelung der Wärmezufuhr im Verteilgerät (20) vorgesehenes Regelventil, trennbar und mittels der Umwälzpumpe (24) des jeweiligen Verteilgeräts (20) separat betreibbar ist.

8. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Gerät zur Wasseraufbereitung vorgesehen ist, durch welches das Wasser in den Heizrohren (4) von unerwünschten oder korrosiven Substanzen befreit wird.

9. Verteilgerät zur Benutzung mit einer Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bestehend aus einem Anschluß (21) zur Verbindung mit einer hauszentralen Wärmequelle (34), insbesondere Zentralheizungskessel oder Fernwärmekessel, Anschlüssen (26, 27) für zu beheizende Heizrohre (4), einem Element, insbesondere Mischer (22) oder Wärmetauscher, zur geregelten Zuführung der Wärme an die Heizrohre (4), einer Umwälzpumpe (24) zur Aufrechterhaltung des Wasserumlaufs durch die Heizrohre (4) in jeder Betriebssituation, sowie einem Thermostat (30) und einem Regelventil zur Steuerung der an die Heizrohre (4) zugeführten Wärmemenge.

10. Verteilgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Heizelement (23) zur bedarfsweisen Beheizung des Heizwassers in dem Mischer (22) oder Wärmetauscher angeordnet ist.