DE2346155A1 - Raumflaechenheizung - Google Patents

Description

DR. INQ. HANS LICHT! · DIPL.-INQ. HEINER LICHTl

KARLSRUHE-DURLACH · QRÖTZINQER STRASSE 61

TELEFON (07ii) 4 11 *♦

10. September 1973 2658/73

Firma John & Co., 7590 Achern, Unzhurster Str. kk e

Rauinf lächenheizung

Die Erfindung betrifft eine Raumflächenheizung mit in Vertiefungen eines der jeweiligen Raumfläche aufliegenden Wärmedämmstoffes verlegten, den Wärmeträger, z*B. Wasser, führenden Leitungen und einer die abzugebende Wärme verteilenden Schicht sowie mindestens einem auf derselben aufgebrachten Belag.

Raumflächenheizungen als Fußboden- oder Deckenstrahlungshei— zungen sind seit mehreren Jahren bekannt und waren im Hinblick auf die anfänglichen Konstruktionen wegen der relativ

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hohen Vorlauftemperaturen und'die damit zusammenhängende

relativ hohe Strahlungsbelastung für den Menschen erheb- ^ licher Kritik ausgesetzt. Wesentliche Verbesserungen auf

diesem Gebiet, sowohl bautechnischer Art als auch hinsichtu lieh stark reduzierter Vorlauftemperaturen haben die Raumflächenheizung wieder populär werden lassen.

Es sind Systeme von Raumflächenheizungen bekannt, bei denen Kunststoffrohre als Schlauchmaterial entweder auf entsprechende Distanzstücke oder in mit Vertiefungen versehene Platten verlegt werden. Im letztgenannten Fall haben die Platten nicht nur die Aufgabe, die Montage zu erleichtern, sondern auch eine Wärmedämmwirkung gegenüber der Rohbetondecke zu erzeugen.

Abgesehen von der begrenzten Lebensdauer von Kunststoffrohren aufgrund der materialbedingten Alterungserscheinungen - dieser Mangel könnte im übrigen verhältnismäßig leicht durch die Verwendung besonders flexibler Metallrohre beseitigt werden liegt ein wesentliches Problem der genannten Raumflächenheizungen in der auffälligen Welligkeit des Temperaturprofils über der beheizten Raumfläche. Je nach Vorlauftemperatur und Beschaffenheit des Belages kann der Temperaturgradient aufgrund praktischer Versuche k bis 8 C betragen. Ein solcherart bestehendes Temperaturprofil muß wärmephysiologisch bedenklich erscheinen, weil die Adaptionsgeschwindigkeit der menschlichen Warmesensoren wesentlich hinter der Temperaturfrequenz, wie sie beim normalen Gehen über eine solchermaßen beheizte Raumfläche entsteht, zurückbleibt.

Zur Beseitigung dieses Übelstandes wird in vielen Fällen wieder auf die wesentlich besser leitenden Metallrohre zurückgegriffen, die zur besseren Wärmeverteilung flügel— artige Ansätze aufweisen. Die Gestehungskosten solcher Rohre

stdBη jedoch in einer ungünstigen Relation zu dem jeweils

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herrschenden Baukostenindex, so daß - abgesehen von dem nur geringfügig verbesserten Temperaturprofil - letzELich keine befriedigende Lösung des anstehenden Problems erreicht wird·

i£in anderer Versuch, die Welligkeit des Temperaturprofils zu reduzieren, besteht in der Verwendung von Zinkblechen, die vollflächig auf die verlegten Leitungen ausgelegt werden. Da die hierbei verwendeten runden Rohrleitungen auch im Idealfall nur auf der Scheitellinie dem Zinkblech anliegen, ist der Wärmeübergang sehr gering. Ein nennenswerter Erfolg im Sinne des angestrebten Zieles kann sich deshalb nicht einstellen, weil auch bei dieser Problemlösung der Temperaturgradient nur unwesentlich reduziert wird.

Wenig vorteilhaft sind die vorstehend bezeichneten Systeme von Raumflächenheizungen auch im Hinblick auf die Montage
selbst. Sowohl der Aufbau der einzelnen Schichten als auch umfangreiche Verlegungsarbeiten müssen auf zum Teil nicht
besonders trittfesten Materialien vorgenommen werden. Auch die Ausschäumung mit Kunststoff-Polymeren muß wegen der Gasentwicklung in zumeist unzureichend belüfteten Räumen aus
gesundheitlichen Gründen Besorgnis erregen. Schließlich
machen sich auch die am Montageort naturgemäß höheren Arbeitslöhne nachteilig bemerkbar.

Der Erfindung ist deshalb die Aufgabe gestellt, eine Raumflächenheizung vorzuschlagen, bei der die erwähnten Mangel und Nachteile nicht auftreten, die vor allem gegenüber dem Stand der Technik eine beachtliche Reduzierung des Gradienten innerhalb des entstehenden Temperaturprofiles bewirkt. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die der
tfärmeverteilung dienende Schicht aus jeweils einem die
Leitungsrohre, z.B. aus Aluminiumrohr oder Stahl streckenweise omegaförmig umschließenden, diesen satt anliegenden,

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dem Wärmedämmstoff flach aufliegenden und den Abstand zwischen den Leitungsrohren teilweise überbrückenden Wärmeleitblech besteht.

In Fortführung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, die Leitungen beispielsweise in parallel wiederkehrenden Schleifen zu verlegen. Auf deren parallel verlaufenden Leitungsabschnitten können sodann die Wärmeleitbleche angeordnet sein, wobei sich diese beiderseits der Leitungsrohre flächenmäßig vorzugsweise jeweils um den halben Abstand der parallel verlaufenden Leitungsabschnitte erstrecken.

Aus Gründen der Wärmeausdehnung wird vorgeschlagen, die Vertiefungen in dem Wärmedämmstoff* im Bereich der Wärmeleitbleche zweckmäßig als diesen satt anliegende Nuten und im Bereich der übrigen Leitungen als breite und tiefe Ausnehmungen auszubilden.

Wegen der Begehbarkeit vor Aufbringen des Oberbelages, z.B. des Fußbodenbelages, und zur Verbesserung des Temperaturprofiles ist es vorteilhaft, sowohl den Wärmedämmstoff als auch die Leitungsabschnitte außerhalb der Wärmeleitbleche durch mit diesen einendig verklebte Bleche abzudecken.

Bei der Verwendung der erfindungs gemäßen Raumflächenheizung als Wandheizung wird insbesondere im unteren Wandbereich der Abstand der parallel verlaufenden Leitungsabschnitte vorzugsweise geringer gewählt als bei der Verwendung als Fußboden- oder Deckenheizung.

Die erfindungsgemäße Raumflächenheizung zeichnet sich dadurch aus, daß sie infolge ihrer großen wärmeabstrahlenden bzw. wärmeableitenden Flächen mit sehr geringem Temperatur-

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gradienten betrieben werden kann. Dadurch 1st die Voraussetzung geschaffen, daß sie vorteilhafterweise auch mittels einer Wärmepumpe betrieben werden kann·

Eine weitere Folge dieser Voraussetzung ist die, daß die erfindungsgemäße Raumflächenheizung auch als Raumkühlanlage betrieben werden kann, wobei Betriebstemperaturen zu wählen sind, die ein dem Normalbetrieb entgegengesetztes Warmegefälle erzeugen·

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, eine konstruktive Ausbildung der Raumflächenheizung zu schaffen, bei der umständliche Fertigungsprozesse am Einbauort entfallen. Diese weitere Aufgabe wird im Rahmen der Erfindung dadurch gelöst, daß die Heizungsanlage aus fabrikmäßig vorgefertigten, plattenförmigen Bauelementen besteht, die an der Baustelle durch vorgesehene Verbindungsmittel aneinander anschließbar sind.

Bei dieser Raumflächenheizung aus vorgefertigten Bauelementen können beispielsweise an den Enden der Leitungsteile schnellverschraubbare Rohrkupplungen angeordnet sein, wobei für diese im «Wärmedämmstoff durchgehende Ausnehmungen vorgesehen sind. Auch hat es sich als Vorteil erwiesen, eine an den Längsseiten der Bauelemente im Wärmedämmstoff ausgenommene Hohlkehle vorzusehen, die beim Zusammensetzen der Bauelemente mit der jeweils korrespondierenden Hohlkehle eine nutenförmige Vertiefung für die Verlegung des Rücklaufstranges bildet.

Um die thermische Ausdehnung und mechanische Verschiebbarkeit unter dem Belag zu sichern, und bei Verwendung von Leitungsrohren aus nicht korrosionsfestem Material deren Korrosion durch Oberflächenfeuchtigkeit zu verhindern, ist es zweckmäßig, daß die gesamte aus V/ärmeleitblechen und

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Blechen gebildete Fläche von mindestens einer Gleitfolie,
z.B. eine Polyäthylenfolie, oder durch eine dünne Kunststoff lackschicht abgedeckt ist.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorzüge des Gegenstandes der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung der
beigefügten Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Raumflächenheizung dargestellt ist, erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 ein Teilstück eines Fußbodens mit erfindungsgemäßer Raumflächenheizung, im Vertikalschnitt;

Fig. 2 die Raumflächenheizung gemäß Fig. 1, in Draufsicht, in verkleinertem Maßstab;

Fig. 3 die Raumflächenheizung gemäß Fig. 2, im Vertikalschnitt nach der Schnittlinie III - III in Figur 2;

Figuren Schemata standartisierter Bauelemente einer erfindungs gemäßen Raumflächenheizung;

Fig. 7 eine schematische Draufsicht auf eine aus vier
menten gebildete Flächenheizung.

Als »Wärmeträger der dargestellten Ausführungsform der Raumflächenheizung ist Wasser vorgesehen. Die Leitungen sind als in Schleifen verlegte Präzisionsstahlrohre 1 ausgebildet, die auf den gradlinig und jeweils parallel verlaufenden Strangabschnitten wärmeleitbleche 2 aufweisen. Die rVarmeleitbleche umschließen die Leitungsrohre 1 omegaförmig und, zur iirlangung idealer niärmeübergangsbedingungen, annähernd formschlüssig. Der übrige Teil der W'ärmeleitlbeche 2 liegt jeweils flach auf dem aus Polyurethanschaumplatten bestehenden wärmedämmstoff auf und erstreckt sich beiderseits der Leitungsrohre 1 entsprechend deren halben Abstand auf den parallel verlaufenden Strangabschnitten. Während auf diesen Strangabschnitten der

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— "7 —.

Wärmedämmstoff 3 Wüten k aufweist, in denen die Wärmeleitbleche 2 satt einliegen, sind im Bereich der übrigen Strangabschnitte der Leitungsrohre< aus Gründen der Wärmeausdehnung breite und tiefe Ausnehmungen 5 vorgesehen.

Der in Figur 1 veranschaulichte Aufbau des mit einer erfindungsgemäßen Raumflächenheizung ausgestatteten Fußbodens umfaßt weiterhin die Rohbetondecke 6, eine Lage Trittschallpappe 7« die zum Zwecke der besseren Schallisolation zwischen dem wärmedämmstoff 3 und der Rohbetondecke 6 angeorndet ist. Auf den Wärmeleitblechen 2 liegt, um deren Wärmeausdehnung ungehindert zu ermöglichen, eine Gleitfolie 8 aus Polyäthylen« Estrich 9 und Textilbelag 10 bilden sodann den Oberbelag.

Bei der im Rahmen des Erfindungsgedanken vorgesehenen fabrikmäßigen Vorfertigung von an der Baustelle zu einer Raumflächenheizung zusammensetzbaren Bauelementen bestehen diese aus dem plattenförmigen Wärmedämmstoff 3» der Hüten k und Ausnehmungen 5 aufweist, und einem in Schleifen eingelegten Leitungsrohr mit Wärmeleitblechen 2. An den beiden Enden des Leitungsrohrs

1 sind schnellverschraubbare Rohrkupplungen 11 vorgesehen, mit denen die Bauelemente untereinander verbunden werden. Für die Rohrkupplungen 11 weisen die Bauelemente außerdem Ausnehmungen 12 auf, um ein müheloses Verschrauben zu ermöglichen. Die an den Längsseiten der Bauelemente befindlichen Hohlkehlen 13 bilden jeweils mit der korrespondierenden Hohlkehle 13 eines Nachbarelementes eine Kut, deren Bedeutung weiter unten beschrieben ist. Bei dieser Ausführungsform dienen die Rohrschleifen des einen Elementes als Vorlaufleitung, die des anderen Elementes als Rücklaufleitung.

Sowohl zur Abflachung des Temperaturprofils als auch zum Zwecke der Begehbarkeit, werden nach dem Verlegen und Zusammenschließen der Bauelemente die von den Wärmeleitblechen

2 nicht erfaßten Bereiche mit Blechen 16 aus Aluminium abgedeckt und einendig verklebt. Der besseren Überschaubarkeit

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der Zeichnung wegen ist in Fig. 1 und 2 nur ein Blech 16 dargestellt.

*" In Fig. 7 sind schematisch vier Bauelemente 20 bis 25 mit ^ jeweils drei Rohrschleifen gezeigt, von denen je zwei 20, 22 hintereinandergeschaltet und paarweise 21, 23 nebeneinander angeordnet sind. Die Rohrschleifen der Elemente 20, bzw. 21, 23 sind jeweils miteinander gekoppelt. Bei dieser Ausfuhrungsform sind den hintereinandergeschalteten Elementen 20, 22 bzw. 21, 23 jeweils eine Rücklaufleitung 2k bzw. 25 zugeordnet, die beide in den fluchtenden Hohlkehlen 13 zurückgeführt sind*

Ermittlungen aus der Praxis haben ergeben, daß Varianten der Bauelemente mit einer (Fig. 4), zwei, drei (Fig. 6), vier oder fünf Rohrschleifen, den Raumverhältnissen entsprechend kombiniert, den rafiLesten Erfordenissen gerecht werden. Für Spezialfälle ist außerdem ein Bauelement (Fig. 5) mit diagonal versetzten Anschlußmöglichkeiten vorgesehen. Für Wandheizungen sind die Rohrschleifen mit Vorteil enger geführt.

Das Warmeleitlbech 2, das vorzugsweise aus Aluminium besteht und gegebenenfalls auch eine Folie sein kann, kann auch als geschlossene Schicht ausgebildet sein, die also sämtliche Rohrschleifen eines Bauelementes erfaßt. - Praktische Versuche haben gezeigt, daß mit einer Flächenheizung gemäß der Erfindung bei einer Stärke der Wärmeleitschicht (Blech oder Folie) von 0,8 - 1mm der horizontaIe Temperaturgradient je nach Vorlauftemperatur nur noch 0,5 bis maximal 1,5 C beträgt. Damit ist also eine überragende Verbesserung gegenüber dem Stand der Technikerreicht.

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Ls/eh - 9 -

Claims (1)

1. - 9 - 2658/73

   Patentansprüche

   Raumflächenheizung mit in Vertiefungen eines der jeweiligen Raumfläche aufliegenden Wärmedämmstoffes verlegten, den Wärmeträger, z.B. Wasser, führenden Leitungen und einer die abzugebende Wärme verteilenden Schicht sowie mindestens einem auf derselben aufgebrachten Belag,

   dadurch gekennzeichnet,

   daß die der Wärmeverteilung dienende Schicht aus jeweils einem die Leitungsrohre (1) streckenweise omegaförmig umschließenden, diese satt anliegenden, dem Wärmedämmstoff (3) flach aufliegenden und den Abstand zwischen den Leitungen teilweise überbrückenden Wärmeleitblech (2) besteht.

   2. Raumflächenheizung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungsrohre (1) in parallel wiederkehrenden Schleifen verlegt und auf den parallel verlaufenden Leitungsabschnitten die Wärmeleitbleche (2) angeordnet sind, deren flächige Ausdehnung beiderseits der Leitungsrohre (1) jeweils dem halben Abstand zu dem benachbarten Leitungsrohr (l) entspricht.

   3. Raumflächenheizung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen in dem Wärmedämmstoff (3) im Bereich der Wärmeleitbleche (2) als satt anliegende Nuten (k) und im übrigen Leitungsbereich als g tiefe und breite Ausnehmungen (5) ausgebildet sind. -

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   - ίο -

   4. Raumflächenheizung nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3» da— ψ·

   durch gekennzeichnet, daß sowohl der Wärmedämmstoff (3)

   μ als auch die Leitungsabschnitte außerhalb des Bereiches

   der Wärmeleitlbeche (2) durch mit diesen einendig verklebte Bleche (l6) abgedeckt sind.

   5. Raumflächenheizung nach den Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei ihrer Verwendung als Wandheizung der Abstand der parallel verlaufenden Leitungsabschnitte insbesondere im unteren rfandbereich geringer ist, als bei der Verwendung als Fußboden- oder Deckenheizung.

   6. Raumflächenheizung nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß dieselbe aus fabrikationsmäßig vorgefertigten, an der Baustelle zusammenschließbaren plattenförmigen Bauelementen besteht.

   7· Raumflächenheizung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauelemente an den Enden der Leitungsrohre/schnellverschraubbare Rohrkupplungen (11) aufweisen und für diese im wärmedeämmstoff (3) durchgehende Ausnehmungen (12,) vorgesehen sind.

   8. Raumflächenheizung nach den Ansprüchen 5 und 6, gekennzeichnet durch je eine an den Längsseiten der Bauelemente im Wärmedämmstoff (3) vorgesehene Hohlkehle (I3)» die beim Zusammensetzen der Bauelemente mit der jeweils korrespondierenden Hohlkehle (I3) eine nutenförmige Vertiefung für die Verlegung des Rücklauf etranges χ£μ# bildet.

   Raumflächenheizung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte aus Wärmeleitblechen (2) und Blechen (l6) gebildete Fläche von mindestens einer Gleit folie (8), z.B. einer Polyäthylenfolie oder

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   einem flüssig aufgebrachten Kunststoffbelag zum
   Korrosionsschutz der möglicherweise verwendeten Stahlrohre abgedeckt ist, auf die der Belag« z.B. Estrich
   (9) aufgebracht ist.

   10. Betriebsweise einer Raumflächenheizung nach jedem der
   Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß dieselbe
   mit sehr geringem Wärmegefälle betrieben wird, so daß sie mittels einer Wärmepumpe betreibbar ist.

   11. Betriebsweise einer Raumflächenheizung nach Anspruch 10,
   dadurch gekennzeichnet, daß sie mit ein dem Normalbetrieb entgegengesetztes Wärmegefälle erzeugenden Betriebstemperaturen betrieben wird.

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