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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fußbodenheizungsanordnung mit wenigstens einer Verteilereinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Fußbodenheizungen haben sich in den letzten Jahren auch für den Industriehallenbereich als besonders platz- und energiesparende Heizungsmethode immer stärker durchgesetzt. Die Vorteile von Fußbodenheizungen liegen u.a. darin, dass diese als Flächenheizungen einen energiesparenden Niedertemperaturbetrieb ermöglichen. Ferner erzeugt eine Erwärmung der Bodenplatte für in der Halle arbeitende Personen ein stärkeres subjektives Wärmeempfinden als eine Erwärmung der Luft, so dass die Lufttemperatur niedriger gehalten werden kann. Außerdem werden unerwünschte Zuglufterscheinungen, wie sie bei der Verwendung von Heißluftventilatoren auftreten, minimiert. Aufgrund der minimalen Temperaturgefälle werden ferner unerwünschte thermische Konvektionseffekte und damit verbundene Zuglufterscheinungen sowie die Aufwirbelung von Staub od. dgl. ebenfalls minimiert.
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Grundsätzlich eignen sich Fußbodenheizungssysteme auch zu Kühlungszwecken; dies wird der Kürze halber nachfolgend sowie in den Schutzansprüchen nicht ausdrücklich erwähnt.
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Bei Industriehallen ist die zu beheizende Hallenfläche meist so groß, dass aufgrund der begrenzten Durchflussraten in marktüblichen Heizrohren eine Aufteilung der Hallenflächenflächenheizung in mehrere Heizkreise erforderlich ist.
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Eine separate Regelbarkeit der einzelnen Heizkreise steht dabei – im Gegensatz beispielsweise zu Heizkreisen bei Fußbodenheizungen im privaten Bereich für verschiedene Räume – weniger im Vordergrund.
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Um die einzelnen Heizkreise einer größeren Industriehalle mit Heizenergie zu versorgen, ist es üblicherweise so, dass an den Wänden der Halle mehrere Heizverteiler vorgesehen sind, an die dann jeweils mehrere in die Bodenplatte übergehende Heizkreise angeschlossen sind.
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Üblicherweise werden derartige Heizverteiler von einem übergeordneten Zentralverteiler oder einem Wärmeerzeuger ausgehend mittels an den Hallenwänden oder der Hallendecke verlegter Rohrleitungen versorgt. Da Hallen in der Regel Tore aufweisen, die eine ausreichende Durchfahrtshöhe für Flurförderfahrzeuge od. dgl. aufweisen müssen, und auch zum Schutz gegenüber Beschädigung werden die horizontalen Abschnitte der entsprechenden Rohrleitungen in der Regel in 4 bis 5 m Wandhöhe oder an der Decke oder auf Deckentraversen od. dgl. geführt. Dies gestaltet die Errichtung und Wartung einer entsprechenden Verrohrung relativ aufwendig, da in diesen Höhen mit Gerüsten gearbeitet werden muss, und nach geltender Energieeinsparverordnung (EnEV) eine Isolierung der Rohrleitungen vorgeschrieben ist, da die Rohrleitungen in diesen Höhen keine oder jedenfalls keine effizient nutzbare Heizwirkung entfalten können.
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Vor diesem Hintergrund bestand die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine gattungsgemäße Fußbodenheizungsanordnung dahingehend zu verbessern, dass die vorstehend beschriebenen Probleme eliminiert werden.
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Die Lösung der vorgenannten Aufgabe erfolgt gemäß den Merkmalen des Anspruches 1.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Im Rahmen der Erfindung ist bei einer Fußbodenheizungsanordnung mit mehreren, in einem zu beheizenden Fußboden verlegten Heizkreisen mit Heizkreisleitungen und wenigstens einer wenigstens teilweise außerhalb des Fußbodens angeordneten Verteilereinrichtung, die einem oder mehreren Heizkreisen zugeordnet ist, und einer außerhalb des Fußbodens angeordneten übergeordneten Verteiloder Anschlusseinrichtung, die mit der wenigstens einen Verteilereinrichtung verbunden ist, vorgesehen, dass die Verbindungsleitungen zwischen der übergeordneten Verteilereinrichtung und der wenigstens einen Verteilereinrichtung wenigstens teilweise in dem Fußboden verlegt sind.
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Durch die erfindungsgemäße wenigstens teilweise Integration der Verbindungsleitungen in den Fußbodenaufbau kann auf wand- oder deckenseitige Verteilerleitungen wenigstens teilweise verzichtet werden, so dass der Erstellungs- und Wartungsaufwand deutlich reduziert wird, zumal die in den Fußboden integrierten Verbindungsleitungen mit zur Heizleistung beitragen können und daher in der Regel nicht isoliert zu werden brauchen.
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Bevorzugt sind bei einer erfindungsgemäßen Anordnung mehrere Verteilereinrichtungen vorgesehen, wobei die Verbindungsleitungen wenigstens eine Vorlauf- und eine Rücklaufleitung zwischen jeder Verteilereinrichtung und der übergeordneten Verteilereinrichtung umfassen. Besonders bevorzugt sind für jede Verteilereinrichtung jeweils mindestens zwei Vor- und Rücklaufleitungen vorgesehen; besonders bevorzugt sind jeweils genau zwei Vor- und Rücklaufleitungen vorgesehen.
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Die Vor- und die Rücklaufleitungen sind bevorzugt wenigstens teilweise gleichartig zu den Heizkreisleitungen ausgebildet. Je nach den konkreten Erfordernissen können allerdings selbstverständlich auch Leitungen mit größerem Durchmesser oder aus anderen Materialien im Vergleich zu den Heizkreisleitungen verwendet werden.
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Ferner können die Vor- und Rücklaufleitungen hinsichtlich gegenseitiger Abstände wie die Heizkreisleitungen verlegt sein. Hierdurch können die Vor- und Rücklaufleitungen gleichzeitig als Heizleitungen benutzt werden, so dass eine Isolierung der Rohre nach der EnEV nicht erforderlich ist.
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Da im Industriehallenbereich ein Abstellen einzelner Heizkreise für eine Halle eher ungebräuchlich ist, bringt ein Verzicht auf eine Isolierung der Vor- und Rücklaufleitungen in der Praxis keine wesentlichen Einbußen hinsichtlich der Steuerungsfähigkeit der Anlage. Sollen einmal einzelne Heizverteiler deaktiviert werden, so kann dies ggf. durch Absperren an der übergeordneten Verteileinrichtung erfolgen, so dass dann keine Wärmeverluste durch die im Boden verlegten Vor- und Rücklaufleitungen auftreten.
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In der Regel ergeben sich bei Verlegung der Heizverteiler-Verbindungsleitungen im Fußboden Kreuzungen mit den eigentlichen Heizkreisleitungen, da die Verbindungsleitungen zweckmäßigerweise parallel zu den Wänden geführt werden, an denen die Heizverteiler angeordnet sind, wohingegen die von den Verteilern ausgehenden Heizkreisleitungen den Wandbereich in der Regel verlassen. In zweckmäßiger Ausgestaltung sind die Verbindungsleitungen daher wenigstens in denjenigen Fußbodenbereichen, in denen sich diese mit Heizkreisleitungen überschneiden, unterhalb der Heizkreisleitungen angeordnet.
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In dem häufigen Fall, dass es sich um bei dem Fußboden um einen Betonboden handelt, kann zweckmäßigerweise zwischen übereinanderliegenden Verbindungsleitungen und Heizkreisleitungen eine Metallarmierung vorgesehen sein.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass jede an die Verteilereinrichtung angeschlossene Heizkreisleitung jeweils zwei parallele Vor- und zwei parallele Rücklaufleitungen umfasst, über die innerhalb des Fußbodens angeordnete Verteiler mit insgesamt jeweils vier Heizkreisen versorgt werden. Somit ist eine weitere Unterverzweigung der Heizkreisversorgung vorgesehen, mittels derer die Anzahl von aus den Verteilern zu führenden Leitungen deutlich reduziert werden kann.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Ansicht einer Fußbodenheizungsanordnung gemäß dem Stand der Technik;
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2 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Fußbodenheizungsanordnung;
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3 einen in Teilbereichen detaillierteren Verlegungsplan für eine erfindungsgemäße Fußbodenheizungsanordnung;
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4 einen Verlegungsplan zur näheren Erläuterung des Rohrverlaufs im Fußboden;
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5 einen schematischen Bodenaufbau für eine Variante A einer erfindungsgemäßen Fußbodenheizung, und
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6 einen schematischen Bodenaufbau für eine Variante B einer erfindungsgemäßen Fußbodenheizung.
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1 zeigt zunächst schematisch die Grundanordnung einer Fußbodenheizungsanordnung für eine Industriehalle (typische Maße z.B. 50 × 100 m, 8 m Höhe) in einer Konfiguration gemäß dem Stand der Technik. Der zu beheizende Fußboden 10 ist ein Betonfußboden, der mittels (in 1 nicht dargestellter), in den Beton vergossener Heizkreisrohre temperiert, d.h. erwärmt oder ggf. auch gekühlt werden kann.
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Aufgrund der Ausmaße des Hallenbodens 10 sind hierzu mehrere Heizkreise erforderlich. Diese Heizkreisrohre werden von mehreren, an einer Wand 12 der Halle angebrachten Verteilereinrichtungen 14a, 14b, 14c mit Heiz- bzw. Kühlmedium (z.B. Wasser oder Kältemittel) versorgt, was jeweils bekanntermaßen über Vorlauf- und Rücklaufleitungen erfolgt. Die Verteiler 14a–c selbst werden über an der Wand 12 angebrachte Rohrleitungen 16 jeweils mit Vor- und Rücklaufmedium versorgt (der Vorlauf ist in 1 jeweils in einem helleren Grau dargestellt als der Rücklauf).
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Die Leitungen 16 werden von einer übergeordneten Verteilereinrichtung bzw. zentralen Übergabestelle 18 gespeist, bei der es sich um den Ausgang einer Wärmequelle oder eine Übergabestelle für Fernwärme od. dgl. handeln kann.
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Um eine Beschädigung der wandseitigen Leitungen 16 (z.B. durch Flurförderfahrzeuge) zu vermeiden und zur Überwindung von wandseitigen Toröffnungen 20 sind die horizontalen Abschnitte der Leitungen 16 in einer Höhe von typischerweise 5 bis 6 m oberhalb des Bodenniveaus angeordnet. In dieser Höhe gestalten sich Montage und Wartung aufwendig; außerdem müssen die Leitungen 16 mit einer Wärmeisolierung versehen werden, da eine Heizwirkung auf dieser Raumhöhe unerwünscht ist.
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In 2 ist eine erfindungsgemäße Fußbodenheizungsanordnung schematisch dargestellt, wobei gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.
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Im Unterschied zum Stand der Technik gemäß 1 werden dort die Verteilereinrichtungen 14a–c durch fußbodenseitig eingegossene Leitungen 22 versorgt, die ebenfalls von der übergeordneten Verteileinrichtung 18 ausgehen. Die Integration der Leitungen 22 in den Fußboden gestaltet sich vergleichbar mit der Verlegung der eigentlichen Heizkreise und ist daher mit geringem zusätzlichem Aufwand verbunden. Die Leitungen 22 können in die Wärmelastberechnung einbezogen werden und brauchen daher im Gegensatz zur Lösung nach dem Stand der Technik nicht isoliert zu werden. Vielmehr ersetzen die Leitungen 22 dort andernfalls erforderliche Heizleitungen. Um dies zu gewährleisten, werden die Leitungen 22 bevorzugt mit einem gegenseitigen Abstand verlegt, der auch für die eigentlichen Heizkreisrohre auslegungsgemäß erforderlich ist.
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Im Gegensatz zum Stand der Technik sind im Ausführungsbeispiel für jeden der Verteilereinrichtungen 14a–c separate Vor- und Rücklaufleitungen 22 vorgesehen, die alle zur übergeordneten Verteileinrichtung 18 geführt sind.
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Insbesondere sind die Vor- und Rücklaufleitungen 22 jeweils doppelt ausgeführt, so dass die Leitungskapazität im Vergleich zu üblichen Heizkreisleitungen entsprechend vergrößert wird. Somit können für die Leitungen 22 die auch ansonsten verwendeten Heizkreisleitungen verwendet werden, so dass Korrosionsbeständigkeit, Sauerstoffdiffusionsdichte etc. wie bei den Heizkreisleitungen gegeben sind.
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Die für jeden Verteiler jeweils pro Richtung (Vor-/Rücklauf) doppelt vorhandenen Leitungen können an den (nicht dargestellten) Verteilerbalken zweckmäßigerweise beidseitig angeschlossen werden.
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Die Verbindungsleitungen 22 bestehen vorrangig aus dem gleichen Material wie die eigentlichen Heizleitungen, d.h. bevorzugt aus Kunststoffrohren. Die Verbindungsleitungen können aber auch ebenso aus Metallverbundrohrwerkstoffen bestehen, oder als reine Metallrohre ausgebildet sein.
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3 zeigt einen schematischen Verlegungsplan für eine erfindungsgemäße Fußbodenheizung mit drei Verteilereinrichtungen 14a–c, wobei zumindest im unteren Bereich die Heizleitungen vollständig dargestellt sind. Dabei besteht die Besonderheit, dass von den Verteileinrichtungen 14a–c die Vor- und Rücklaufleitungen 24 zur Versorgung der eigentlichen Heizkreisleitungen in Form von Schleifen verlaufen, an die dann mittels T-Abzweigungen die eigentlichen Heizkreisleitungen 26 angeschlossen sind. Dabei sind pro Schleife vier Heizkreise 26 vorgesehen, d.h. zwei Vor- und zwei Rücklaufleitungen 24 versorgen jeweils vier Heizkreise 26.
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Um die rechte Hälfte des Hallenbodens 10 in 3 zu temperieren, wird ein Teil der Leitungen in diesen Bereich geführt.
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In 4 ist die Leitungsführung zur Versorgung von vier Heizkreisläufen einschließlich der T-Abzweigungen 34 deutlicher dargestellt, wobei die dort dargestellte Verteilereinrichtung 14 im Gegensatz zur Erfindung konventionell über wandseitige Rohre versorgt wird.
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Insgesamt erfolgt die Verteilung des Heizmediums im Ausführungsbeispiel somit dreistufig, und zwar vom übergeordneten Verteilungselement 18 ausgehend über bodenseitige Leitungen 22 zunächst zu den wandseitigen Verteileinrichtungen 14a–c und von dort zunächst in Leitungen 24, wobei innerhalb des Bodens eine weitere Verteilung auf die einzelnen Heizkreise 26 erfolgt.
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In den 5 und 6 sind verschiedene Möglichkeiten der Einbindung der Verbindungsleitungen 22 bzw. der Heizkreisleitungen 24/26 in einen Betonboden dargestellt.
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Generell werden die Verbindungsleitungen 22 auf auf dem Untergrund aufliegende Stahlmatten oder andere geeignete Befestigungsmöglichkeiten verlegt bzw. befestigt.
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Gemäß der Variante B in 6 können bei bewehrtem Beton die Verbindungsleitungen 22 unterhalb der bauseits verlegten unteren Stahlmatte 30 liegen. Die Heizkreisleitungen 24 bzw. 26 befinden sich oberhalb der Stahlmatte 30. Zur Stabilisierung der Verbindungsleitungen 22 kann unterhalb eine weitere Stahlmatte 32 vorgesehen sein, so dass sich die Verbindungsleitungen sandwichartig zwischen den Stahlmatten 32 und 30 befinden. In Bereichen außerhalb der Verbindungsleitungen 22 ist die Stahlmatte 32 nicht erforderlich.
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Bei Stahlfaserbeton oder unbewehrtem Beton werden gemäß der Variante A in 5 die Verbindungsleitungen – aus statischen Gründen – nochmals zusätzlich mit einer Stahlmatte 30 überdeckt; die Heizkreisleitungen 24/26 verlaufen oberhalb dieser Stahlmatte 30. Eine weitere Stahlmatte 32 ist unterhalb der Verbindungsleitungen 22 und der Heizkreisleitungen 24/26 vorgesehen.
