DE2732010C3

DE2732010C3 - Niedertemperatur-Deckenheizung in Elementbauweise

Info

Publication number: DE2732010C3
Application number: DE2732010A
Authority: DE
Inventors: Normann Dipl.-Ing. Dr.-Ing. 5204 Lohmar Treinies
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-07-15
Filing date: 1977-07-15
Publication date: 1980-11-06
Also published as: DE2732010A1; DE2732010B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Nieclertemperatur-Dekkenheizung entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Großflächige Niedertemperaturheizungen ergeben ein günstiges Raumklima und erhalten aus Gründen einer rationellen Energieverwendung eine steigende Bedeutung. Daß insbesondere auch Deckenheizungen in diesem Sinne gegenüber Radiatorheizungen vorteilhaft sind, kann z. B. aus einer Vergleichsuntersuchung entnommen werden, bei der sich eine über einen achtjährigen Beobachtungszeitraum eine durchschnittliche Energieersparnis von 17% gegenüber Radiatoren ergeben hat sowie eine günstigere Temperaturverteilung im Wohnraum (Frank, W.: Raumklima, Wärmeverbrauch und Heizkosten in Decken- und radiatorbeheizten Wohnungen, Zeitschrift »Klimatechnik« Heft 10, 1970, S. 6 bis 12).
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Deckenheizung zu

ίο schaffen, die mit möglichst geringen Temperaturen des Wärmeträgers auskommt, so daß sich eine gute Anpassung an die Verwendung von Solarkollektoren und Wärmepumpen ergibt, wobei die Wärmeabgabe nach oben so gering wie möglich gehalten werden soll und wobei ferner eine ebene und fugenlose Unterseite der Decke erzielbar sein soll.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Mittel gelöst.
Eine Deckenheizung der eingangs genannten Art (DE-OS 20 35 936) weist eine Mehrzahl von parallel zueinander verlaufenden Heizrohren zur Durchführung eines Wärmeträgers, ein an der Unterseite des Einzelelementes vorgesehenes Metallblech, das den unteren Abschluß des Elementes bildet und die Heizrohre trägt, sowie eine über den Heizrohren angeordnete Wärmeisolierung auf. Das den unteren Abschluß bildende Metallblech ist mit nach innen gerichteten Ausstülpungen versehen, die die Heizrohre umgreifen. Dadurch entstehen an der Blechunterseite am Eingang der Ausstülpungen durchlaufende Schlitze. Da die Deckenheizungselemente im fertigmontierten Zustand unmittelbar die Zimmerdecke bilden, sind die Schlitze vom Zimmer aus sichtbar. Ein Verputzen dieser Schlitze ist nicht möglich, da in den einzelnen Erwärmungs- und Abkühlungsphasen das Material arbeitet, so daß der Putz herausbröckeln würde. Darüber hinaus dürfte auch das gesamte Element nicht sehr stabil sein, denn als einzige tragende Elemente sind die mit den Ausstülpungen versehenen unteren Blech-

■40 platten sowie die von den Ausstülpungen umgebenen Heizungsrohre vorgesehen. Darüber hinaus dient bei dem bekannten Element zur Abschirmung der Wärme nach oben lediglich eine Matte aus Glaswolle oder dergleichen.

Bei einer anderen bekannten Deckenheizung der eingangs genannten Art (DE-PS 10 89 949) ist oberhalb der Rohre eine Wärmedämmplatte angeordnet.

Schließlich ist bei einer Deckenheizung mit Einzelelementen aus Kunststoff bekannt (DE-AS 10 74 247), über und seitlich der den Wärmeträger führenden Hohlkörper eine Wärmedämmschicht aus Schaumstoff und nach dem zu beheizenden Raum hin eine Aluminiumfolie anzubringen.
Der technische Fortschritt der Deckenheizung gemäß der Erfindung besteht insbesondere darin, daß die nach Art einer Sandwichplatte aufgebauten Einzelelemente in sich sehr stabil sind, sich daher leicht handhaben lassen und eine völlig ebene, dem Zimmer zugewandte Unterseite aufweisen. Darüber hinaus ist die Wärmeisolierung nach oben hin besser als bei den bekannten Elementen, so daß die Leistungsfähigkeit des Elementes dadurch wesentlich größer ist.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben:

Die Zimmerdecke wird aus Sandwichplatten-Elementen aufgebaut, die aus einer unterseitigen gut wärmeleitenden Blechplatte (vorzugsweise Aluminium), Fig. 1 1, einem Hartschaumkern 3 und einem blanken oberseiti-

gem Deckblech 4 mit geringem Strahlungsemissionskoeffizienten bestehen. In Abständen von ca. 0,3 m sind auf die untere Metallplatte 1 Blechprofile 2 geklebt, über denen der Schaumstoff Aussparungen hat. Durch die Konstruktion der Verbindungsbeschläge ist sichergestellt, daß die Aussparungen bei der Montage genau fluchtend aufeinander stoßen, so daß unmittelbar über den Blechplatten 1 Kanäle entstehen, durch welche in speziellen Heizschläuchen 11 der Wärmeträger fließen kann. Durch die gewählte Form in Verbindung mit der Gestaltung der Heizschläuche 11 wird erreicht, daß zwischen etwa einem Drittel bis zu über der Hälfte der Heizfläche praktisch unmittelbar vom Wärmeträger bestrichen wird. Ein großer Teil der Decke hat damit eine Temperatur, die nur um ca. 1^CC unter der Temperatur des Heizmediums liegt Aufgrund der guten Wärmeleitung der Blechplatte 1 trägt die übrige Fläche ebenfalls erheblich zur Wärmeabgabe bei.

Die Verbindungsbeschläge der Heizelenente müssen neben dem einwandfreien Zusammenpassen der Heizkanäle eine ebene und fugenlose Unterseite der Decke sicherstellen. Alle verbindenden und tragenden Kräfte werden über die Winkelprofile 7 und den Eckverbinder 5 unmittelbar in die Blechplatte 1 eingeleitet, auf der sie bei der Fabrikation mit großer Genauigkeit befestigt werden und damit das Zusammenpassen der Heizelemente mit der gleichen Genauigkeit sicherstellen. Die Verbindung erfolgt durch Blechschrauben 10, die in genau sitzende Löcher in den Winkelprofilen 7 bzw. dem Eckverbinder 5 geschraubt werden (Fig.2). Die Montage erfolgt streifenweise in Richtung der Heizkanäle. Die dem Eckverbinder 5 diagonal gegenüberliegende Ecke der Heizelemente ist beim Zusammenfügen der Elemente nicht zugänglich. Der einwandfreie Sitz beim Zusammenschieben wird durch die schwalbenschwanzförmige Ausführung der Winkelprofile 7 erreicht.

Eine wesentliche Forderung an das Heizungssystem ist eine gute Isolierung nach oben und die Vermeidung von Spannungen infolge Wärmedehnung.

Diese Forderung wird dadurch erfüllt, daß die Heizelemente mit Hilfe von Kunststoffschlingen 8 an die Zimmerdecke 9 gehängt werden. An den Einzelelementen werden die Schlingen unter einer am Eckverbinder 5 angebrachten Achse 6 hindurchgezogen. Die Kunststoffschlingen 8 entsprechen den in der Elektroinstallation zur Bündelung von Kabeln verwendeten Teilen, die sich leicht zusammenziehen lassen, jedoch gegen ein öffnen sperren. Auf diese Weise ergibt sich eine schnelle und einfache Montage, die keine hohen Ansprüche an die genaue Position der in der Decke angebrachten Haken stellt. Diese Art der Montage ermöglicht eine ungehinderte Wärmedehnung der Heizfläche und läßt praktisch keine Wärmeleitung durch die Aufhängung in die Deckenkonstruktion zu. Durch die blanke Oberseite der Einzel-Heizungselemente ist auch die Wärmeabgabe durch Strahlung nach oben gering.

Die Forderung nach großer Heizleistung bei geringer Temperatur des Wärmeübertragungsmediums wird durch die Verwendung dür>-/· *, ^:ger Heizschläuche 11 erfüllt, die breitflächig auf der unteren Blechplatte der Einzel-Heizungselemente aufliegen. Als Material kommt Polyäthylenfolie von ca. 0,1 mm Dicke in Frage. In F i g. 3 ist ein Ende eines Heizschlauchs 11 gezeichnet. Wesentlich ist, daß der Heizschlauch durch einen eingeschobenen Formkörper 12 aus halbhartem Polyäthylenschaumstoff genügend Längssteifigkeit erhält, so daß er sich mühelos durch die Kanäle in den Einzel-Heizelementen schieben läßt Gleichzeitig ist es durch diese Konstruktion möglich, den Strömungsquerschnitt kleiner zu halten, als den Querschnitt der Heizkanäle, der aus Gründen einer einfachen Montage nicht zu niedrig ausgelegt werden kann. Weiterhin dient der eingelegte Formkörper 12 zur einwandfreien Befestigung des Heizschlauchs 11 an den Zuleitungsrohren. Diese werden in die Klebmuffe 13 eingesetzt die ihrerseits durch die beiden großen Flansche 14 und 15 mit dem Formkörper 12 verbunden ist Unter dem oberen Flansch 14 ist ein auch auf Polyäthylen haftender Kleblack aufgetragen, der zur Abdichtung dient Konstruktionsbedingt wird die Folie des Heizschlauchs 11 durch den Auftrieb des Formkörpers 12 und den Inr.endruck ständig gegen den Flansch 14 gedrückt, so daß eine schälende Beanspruchung der Klebung ausgeschlossen ist Die Heizschläuche 11 werden an den beiden Enden durch eine oder mehrere Schweißnähte 16 abgeschlossen. Da der Heizschlauch 11 im fertig montierten Zustand allseitig von festen Wänden umgeben ist, hat er keine Druckbelastung aufzunehmen, sondern erfüllt nur Abdichtungsfunktionen.

An die Einzel-Heizelemente werden seitlich Randeiemente angeschlossen, die bei der Montage so zugeschnitten werden, daß zur Wand hin ein Spiel von ca. 10 mm bleibt. Die entstehende Lücke wird durch ein an der Wand befestigtes Randblech 18 verdeckt. Quer zu den Heizkanälen werden die Elemente mit speziellen Abschlußelementen verschraubt, über denen die Zuleitungsrohre verlaufen (F i g. 4).

Die Abschlußelemente bestehen aus einem oberen Abschlußblech 17 mit angeklebten Querbalken 19, 20. Mit den beiden äußersten dieser Querbalken 19,20 wird das Abschlußblech 17 an den Eck verbinder 5 bzw. das Winkelprofil 7 der Heizelemente geschraubt. Die Verbindungsrohre 21 bilden mit den entsprechenden Krümmern 22 und Anschlußrohren 23 genau passende Baugruppen, die durch Löcher im Abschlußblech 17 von oben durchgesteckt werden und in die Klebmuffe 13 des Heizschlauchs 11 eingeklebt werden. Zuletzt wird das Randblech 18, das vorher dem Wandabstand entsprechend zugeschnitten wird, von unten mit dem oberen Abschlußblerh 17 verschraubt, wobei der der Versteifung dienende Querbalken 19 gleichzeitig den Abschluß der Heizkanäle ergibt. Die zur Verwendung kommenden Schrauben sind Blechschrauben, die notfalls eine Demontage des Randblechs zulassen, um Reparaturen zu ermöglichen.

Die Deckenheizungselemente sind an der Unterseite mit einem Grundierungsanstrich versehen, über den nach der Montage eine Dispersionsfarbe gestrichen wird. Dabei wird gleichzeitig der ungünstige Emissionskoeffizient des Aluminiums wesentlich verbessert.

Eine gewisse Schwierigkeit liegt in der eingeschränkten Möglichkeit zur Lampenaufhängung an der Decke. Zwischen den Heizkanälen können die Deckenelemente ohne weiteres durchbohrt werden, die Aufhängung von Lampen usw. muß aber an der über den Elementen befindlichen Deckenkonstruktion erfolgen.

Ein Problem aller Niedertemperaturheizungen, die mit geringer Temperaturspreizung betrieben werden, besteht in dem großen Flüssigkeitsdurchsatz, der in Verbindung mit dem durch die langen Rohrleitungen entstehenden großen Widerstand zu erheblichen Pumpleistungen führt. Im Fall der beschriebenen Deckenheizung ist der Flüssigkeitsdruck außerdem so niedrig wie möglich zu halten, um ein Ausbeulen der Blechplatten zu

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vermeiden.

Ein niedriger Widerstand des vorgeschlagenen Systems wird durch weitgehende Parallelschaltung der Heizschläuche 11 erreicht, die außerdem im Vergleich zu den sonst üblichen Rohrleitungen einen verhältnismäßig großen Querschnitt von z. B. 5 cm² haben. Um einen gleichmäßigen Durchfluß durch die parallel geschalteten Heizkanäle zu erhalten, wird das Schaltschema nach Fig.5 angewandt. Die strichpunktierten Linien deuten die Deckenheizelemente 28 an, die von den Heizkanälen 27 durchzogen werden, die von den Aussparungen der Blechprofile 2 gebildet sind. Bei drei Heiz-Kanälen 27 pro Element wird der mittlere zur Hinleitung und die seitlichen zur Rückleilung verwendet. Bei der gewählten Anordnung sind alle Deckenheizelementreihen hinsichtlich des vom Wärmeträger zurückzulegenden Weges und der Zahl der Krümmer gleichwertig. Die Regelung erfolgt durch ein als Nebenschluß wirkendes Ventil 26, in dessen Nebenschlußzweig eine dem Widerstand der in dem betreffenden Zimmer zusammengeschalteten Heizkanäle entsprechende Drosselstelle liegt. Unabhängig von der Regelung ist so die auf ein Zimmer entfallende Durchflußmenge immer die gleiche. Die Förderhöhe der Umwälzpumpe bleibt dadurch unabhängig von der Stellung der Regelventile.

Die Montage ist einfach und auch nachträglich in Altbauten durchführbar.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Niedertemperatur-Deckenheizung, bestehend aus einer Mehrzahl von Einzelelementen mit mindestens einem Leitungskanal zum Durchführen eines Wärmeträgers, einem an der Unterseite des Elementes vorgesehenen Metallblech, das den unteren Abschluß des Elementes bildet und mit dem Leitungskanal in unmittelbarer Berührung steht, sowie einer über dem Leitungskanal angeordneten Wärmeisolierung, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelelemente nach Art einer Sandwichplatte aus einer unteren durchgehenden ebenen Blechplatte (1), einem Hartschaumkern (3) sowie einem oberen durchgehenden Deckblech (4) bestehen und daß der Hartschaumkern (3) auf der der unteren Blechplatte zugewandten Seite der Form des Heizkanals (27) entsprechende Aussparungen hat.

2. Deckenheizung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Beschläge (Eckverbinder 5, Winkelprofil 7) zur Verbindung der Einzelelemente untereinander an den unteren Blechplatten (1) angeordnet sind.

3. Deckenheizung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschläge als Schnappverbindungen ausgeführt sind.

4. Deckenheizung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Oberseite der unteren Blechplatte (1) U-Profile mit nach oben gerichteten Schenkeln befestigt sind, die den Heizkanal (27) bilden und in die Aussparung des Hartschaumkerns (3) eingreifen.

5. Deckenheizung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in die U-Blechprofile (2) dünnwandige Heizschläuche (11) aus Kunststoff-Folie mit einer Wanddicke von ca. 0,1 mm eingelegt sind.

6. Deckenheizung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizschlauch (11) einen eingeschobenen Formkörper (12) aus halbhartem Polyäthylenschaumstoff enthält.

7. Deckenheizung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Blechplatte (1) aus zwei aneinander anliegenden Blechplatinen mit gewölbten Kanälen besteht.

8. Deckenheizung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Deckblech (4) einen niedrigen Emissionskoeffizienten für Wärmestrahlung aufweist.

9. Deckenheizung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelelemente Kunststoffschlingen (8) aufweisen, mit deren Hilfe sie in an einer Zimmerdecke (9) vorgesehene Haken einhängbar sind.