DE2744087A1

DE2744087A1 - Ceiling and wall radiation heating system - uses radiation directed diagonally to room walls

Info

Publication number: DE2744087A1
Application number: DE19772744087
Authority: DE
Inventors: Karl Dipl Ing Assmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-09-30
Filing date: 1977-09-30
Publication date: 1979-04-12

Abstract

The heating/cooling system has heat radiation directed at an angle to the vertical dimension of the room. The heat radiation elements below the room ceiling have radiation surfaces aligned diagonally to the vertical room walls, e.g. by inclined folding, or pyramide profilation of the radiation surfaces (3). The heat radiation surfaces are positioned and aligned parallel to the walls, e.g. screen-like suspended lamelle strips, at right angles to the ceiling.

Description

BESCHREIBUNG Gegenstand der Patentanmeldung ist ein DECKEN - WAND - STRAHLUNGSWÄRME - SYSTEM mit vorwiegend schräg auf die Raumwände gerichteter Strahlung.DESCRIPTION The subject of the patent application is a CEILING WALL - RADIANT HEAT SYSTEM with radiation mainly directed at an angle towards the walls of the room.

Diese verbesserte Art von Strahlungsheizung ist von besonderer ökonomischer und ökologischer Bedeutung, da hierbei nur etwa die Hölfte der Wärmeenergie gegenüber konventionellen, mit Lufterwormung und Luftkonvektion arbeitenden Heizungsanlagen benötigt wird und da außerdem infolge der extrem niedrigen Betriebstemperatur die Energie sehr wirtschaftlich Uber Wärnepumpenanlagen aus der Umwelt gewonnen werden kann, was nochmals eine erhebliche Energieeinsparung mit sich bringt.This improved type of radiant heating is particularly economical and ecological importance, since here only about half of the thermal energy conventional heating systems working with air warming and air convection is required and also because of the extremely low operating temperature Energy can be obtained very economically from the environment using heat pump systems can, which again results in considerable energy savings.

Dem hier beschriebenen gerichteten Decken-Wand-Strahlungswdrme-System sollen zunächst die bekannten Nachteile der konventionellen Deckenstrahlungsheizung gegenübergestellt werden: 1. Die konventionelle Deckenstrahlungsheizung strahlt die Wärme vorwiegend senkrecht nach unten ab. (Siehe Abb.l) Dadurch bleiben die vertikalen Raumwände und -flächen relativ kalt. Da die Oberfldchentemperaturen von Wänden, Möbeln und Fensterflochen im Winter auch noch sehr stark (bis zu 200 C) differieren, kommt es zur partiellen Unterkühlung der Fenschlichen Körperoberflöche, die zu Uber 95 s der vertikalen Umgebungsfläche zugewandt ist. Diese Wärmeabstrahlung des Körpers erfolgt relotiv unabhangig von der Lufttemperatur und ist im wesentlichen von der Temperaturdifferenz zwischen den Körper- und den Umgebunysfldchen abhängig.The directed ceiling-wall radiant heat system described here should first address the known disadvantages of conventional ceiling heating be compared: 1. The conventional ceiling heating radiates the heat predominantly vertically downwards. (See Fig. 1) This leaves the vertical room walls and surfaces relatively cold. Since the surface temperatures of Walls, furniture and window frames are still very strong in winter (up to 200 C) differ, it comes to partial hypothermia of the human body surface, which faces the vertical surrounding surface for over 95 s. This heat radiation of the body is relatively independent of the air temperature and is essentially depends on the temperature difference between the body and the surrounding area.

Konventionelle Deckenstrahlungsheizungen mit vorwiegend vertikaler Strahlung fUhren also dazu, daß die kleinflächiae Kopf- unf Schulterpartie (nur etwa 2 % der Körperfläche) zu stark angestrahlt und erwärmt wird, während die ubrige Körperfläche zu stark auskuhlt. Diese Uberwdrmung und Unterkühlung der Körperoberfläche in krassem Wechssel führt zu zahlreichen physiologischen Beschwerden, wie Unbehoglichkeit und Anfälligkeit zu Erköltungskrankheiten sowie langfristig zu chronischen Erkrankungen, wie Rheuia. Conventional ceiling heating with predominantly vertical Radiation therefore leads to the fact that the small areas of the head and shoulders (only about 2% of the body area) is too strongly irradiated and heated, while the rest Body surface cools down too much. This overheating and hypothermia of the body surface in blatant change leads to numerous physiological complaints, such as discomfort and susceptibility to colds and long-term chronic diseases, like Rheuia.

2. Die niedrigen Temperaturen der vertikalen Raumflächen können nur durch eine erhöhte Lufttemperatur indirekt ausgeglichen werden was zu weiteren negativen Folgeerscheinungen , wie starker Luftkonvektion und Staubaustrocknung, führt.2. The low temperatures of the vertical surfaces of the room can only indirectly offset by an increased air temperature which leads to further negative effects Consequences, such as strong air convection and dehydration, leads.

Bei der konventionellen Deckenstrahlungsheizung können hohe Lufttemperaturen nur indirekt dadurch erreicht werden, daß der Fußboden infolge der direkten Einstrahlung stark erwärmt wird und dieser die daruberliegende Luftschicht aufheizt. With conventional ceiling heating, high air temperatures can occur can only be achieved indirectly by the fact that the floor as a result of direct radiation is strongly heated and this heats the overlying layer of air.

Diese ware Luftschicht Uber dem Boden bildet zunächst unter der Last der kalten Raumluft eine sog."Inversionslage", die sich in periodischen Abständen entlddt, indem diese in der Raummitte zu Decke steigt!'(Zimmertaifun)" und dann erst, sich abkUhlend, an den Wänden herabsinkt und diese langsam erwärmt. Durch diese starke,eruptive Luftkonvektion wird der am Boden lieyende Staub hochgewirbelt, Uber den ganzen Raum verteilt und ständig in der Schwebe gehalten. Dieser Staub wird infolge der durch die Ubererwärmung der Raumluft Ubermäßig gesunkenen relativen Luftfeuchte stark ausgetrocknet (sog."Staubverschwelung") und zerfällt in noch kleinere Partikel. Diese trockenen Staubteilchen führen wiederum zu Atembeschwerden durch Austrocknung und Verkrustung der Luftröhren- und Rachenschleihäute, sodaß Staubpartikel und Krankheitserreger bis zur Lunge und ins Blut vordringen können. Häufige Infektionskrankheiten und unter Umständen Krebs als Langzeitschaden können die Folge davon sein. This layer of air above the ground initially forms under the load the cold room air creates a so-called "inversion position", which changes at periodic intervals Entlddt by this rises to the ceiling in the middle of the room! '(room typhoon) "and then first, when it cools down, sinks down on the walls and slowly warms them up. By this strong, eruptive air convection is whirled up the dust lying on the ground, Spread over the whole room and kept in suspension. This dust is due to the excessively decreased relative airflow caused by overheating of the room air Air humidity dried out (so-called "dust smoldering") and breaks down into even smaller ones Particles. These dry dust particles in turn cause breathing difficulties Desiccation and encrustation of the trachea and throat loops, so that dust particles and pathogens can penetrate to the lungs and blood. Common infectious diseases and under certain circumstances cancer as long-term damage can result from it.

Abschließend kann festgestellt werden, daß die konventionelle Deckenstrahlungsheizung auch alle Nachteile der Konvektions-Luftheizung in sich vereinigt, wie - zu unterschiedliche Wandtemperaturen - zu hohe Raumlufttemperaturen - zu niedrige relative Luftfeuchte - zu große Staubaufwirbelung - gesundheitsschädliche Staubaustrocknung, ohne jedoch die Vorteile der Konvektions-Luftheizung, wie rasche Lufterwurmung und effektive Luftuowälzung zu bieten.In conclusion it can be stated that the conventional ceiling heating also combines all the disadvantages of convection air heating, such as - too different Wall temperatures - room air temperatures too high - relative humidity too low - too much dust swirling up - detrimental drying out of the dust, but without it the advantages of convection air heating, such as rapid air worming and effective To offer air circulation.

Das sind auch die Grunde dafUr, daß sich die konventionellen Decken- und Fußbodenstrahlungsheizungen in der Praxis kaur durchsetz.n konnten.These are also the reasons why the conventional ceiling and underfloor radiant heating could hardly be enforced in practice.

Mit dem gerichteten Decken-Wona-Strahlungswörme-System können die vorgenannten Nachteile nicht nur vermieden werden, sondern es ergeben gegenUber den konventionellen Heizungsanlagen im einzelnen folgende Vorteile: 1. Erhöhte wirtschaftlichkeit durch um etwa die Hälfte geringeren Würmebedarf infolge geringerer Vorlauftemperoturen (100bis 450 C), geringere Raumlufttemperatur ohne Luftbewegung,geringere wörmeverluste durch Undichtigkeiten, Fugen und FensterlUftung sowie Abstrahlung durch Fensterflöchen.With the directed ceiling Wona radiation heat system, the The aforementioned disadvantages are not only avoided, but result in comparison the following advantages over conventional heating systems: 1. Increased economic efficiency due to the approximately half lower worm requirement due to lower flow temperatures (100 to 450 C), lower room air temperature without air movement, lower heat losses through leaks, joints and window ventilation as well as radiation through window areas.

2. Optimoles Strahlungsklima durch schräg nach bzw. von oben gerichtete Wärmestrahlung der Körper- und Wandoberflächen.2. Optimoles radiation climate due to diagonally directed upwards or downwards Thermal radiation from the body and wall surfaces.

Dadurch erhalten die rau.abgrenzenden Flächen, die von Wänden, Möbeln und Vorhängen bzw. wörmereflektierenden Fensterflächen gebildet werden, nahezu gleiche Oberflächentemperotur, d.h. die diesen zu gewandte Körperflöche kann gleichmäßig noch allen Seiten Körperwärme im optimalen Behaglichkeitsbereich abstrohlen. This gives the rough, delimiting surfaces that of walls and furniture and curtains or reflective window surfaces are formed, almost the same Surface temperature, i.e. the body surface facing it, can be even still radiate body heat from all sides in the optimal comfort zone.

3. Gesündere Raumluft durch Vermeidung der Luftkonvektion und zu niedriger relativer Luftfeuchtigkeit. Es entfällt die bei der Luftheizung notwendige Luftbewegung, es gibt keine Zugerscheinungen und, was noch wichtiger ist, es wird kein Staub aufgewirbelt und in Umlauf gestzt. Die beruhigte Luft kann sich von selbst reinigen, indem die Staubportikel zu Boden sinken und im Teppich verbleiben, bis sie von Staubsouger entfernt werden können.3. Healthier indoor air by avoiding air convection and too low relative humidity. The air movement required for air heating is omitted, there are no drafts and, more importantly, no dust is raised and put into circulation. The calm air can purify itself by the Dust particles sink to the floor and remain in the carpet until they are removed from the dust can be removed.

Die relative Luftfeuchtigkeit kann besser im Behaglichkeitsbereich geregelt werden, da die Raumluft im Winter relativ kühl gehalten werden kann. Dadurch wird die gesundheitsschädigende Staubaustrocknung vermieden. Außerdem erübrigt sich eine künstliche Luftbefeuchtung, die die notwendige Wasserdampfabgabe durch die Atmung negativ beeinträchtigt. Frische Luft kann daher häufiger durch Fensterluftung zugeführt werden, da die Temperaturdifferenzen zwischen Raum- und Außenluft wesentlich niedriger sind als bei der Luftheizung. Die sonst beträchtlichen Wärmeverluste durch Undichtigkeiten und Fugen werden so stark reduziert, daß aufwendige Abdichtungsmaßnahmen nicht notwendig sind. The relative humidity can be better in the comfort range can be regulated, as the room air can be kept relatively cool in winter. Through this the damming-up, which is harmful to health, is avoided. In addition, it is unnecessary an artificial air humidification that the necessary water vapor release by the Breathing negatively affected. Fresh air can therefore more frequently through window ventilation as the temperature differences between indoor and outdoor air are significant are lower than with air heating. The otherwise considerable heat losses through Leaks and joints are so greatly reduced that expensive sealing measures are not necessary.

4. Im Sommer ergibt sich beim durch eine Wärmepumpe betriebenen Decken-Wand-Strahlungswärme-System ein weiterer Vorteil durch den ohne große Zusatzmaßnahmen möglichen Einsatz zur Raumkuhlung bei gleichzeitiger Warmwasserbereitung. 4. In summer there is a radiant heat system operated by a heat pump Another advantage due to the fact that it can be used without any major additional measures Room cooling with simultaneous hot water preparation.

Hierbei entfallen die ebenfalls betrüchtlichen Nachteile der Luftkühlung, wie zu kalter Raumluft mit zu hoher relativer Luftfeuchte, die durch konventionelle Klimaanlagen entstehen. This also eliminates the considerable disadvantages of air cooling, such as room air that is too cold with too high a relative humidity caused by conventional Air conditioning systems are created.

Daher eignet sich das hier entwickelte System nicht nur optimal zur Beheizung sondern auch zur KUhlung von Wohn-, Büro-und Arbeitsräumen. Insbesondere gegenüber sogenannten "klimatisierten" Burordumen ergeben sich dadurch im Winter und vor allem im Sommer erhebliche Energieeinsparungen bei gleichzeitig wesentlich verbesserter Luftqualität und Raumhygiene. Therefore, the system developed here is not only ideal for Heating but also for cooling living, office and work rooms. In particular compared to so-called "air-conditioned" burordumens result in winter and, especially in summer, considerable energy savings while at the same time being substantial improved air quality and room hygiene.

Zusammenfassend kann die Funktionsweise des gerichteten Decken-Wand-Strahlungswarme-Systems wie folgt beschrieben werden: Eine unter der Raumdecke angebrachte profilierte oder lamellenortige Strahlungsfläche, die von einem in Rohrleitungen geführten Wärmemedium (Wasser) aufgeheizt bzw. gekuhlt wird, ist so auf die vertikalen Raumflächen (wände, Möbel, Vorhänge, Fenster) ausgerichtet, daß die Wärmestrahlen vorwiegend (Hauptrichtung der Strahlung) schräg von oben empfangen bzw. nach oben zurUckgestrahlt werden. (siehe Abb. 2 und 3 bzw. 4) Infolge des je nach Materialart mehr oder weniger starken Absorptionsgrades und des vorwiegend schrdgen Einfallswinkels wird an den vertikalen Flächen ein Teil der Wärmestrahlung reflektiert und verteilt, sodaß sämtliche Raumoberflüchen nahezu die gleiche Oberflüchentemperatur erreichen. Vorhänge,oder Lamellenstores vor den Fenstern bzw. würmereflektierendes Glas reflektieren die Strahlung ebenfalls und schirmen so das "Kälteloch" des Fensters in der Außenwand ab.In summary, the functionality of the directed ceiling-wall radiant heat system can be described as follows: A profiled or placed under the ceiling of the room lamellar radiation surface generated by a heat medium guided in pipelines (Water) is heated or cooled, the vertical room surfaces (walls, Furniture, curtains, windows) aligned so that the heat rays predominantly (main direction the radiation) are received obliquely from above or reflected back upwards. (see Fig. 2 and 3 or 4) As a result of the more or less strong, depending on the type of material The degree of absorption and the predominantly inclined angle of incidence is based on the vertical Surfaces reflect and distribute part of the thermal radiation, so that all room surfaces reach almost the same surface temperature. Curtains or blinds In front of the windows or worm-reflecting glass also reflect the radiation and thus shield the "cold hole" of the window in the outer wall.

Da die Luft als Wärmeträger ausgeschaltet ist, entsteht keine Luftkonvektion, da selbst bei wesentlicher Temperaturdifferenz zwischen Raumflüchen und Raumluft auch am Fußboden keine wärmere "Inversionschicht" entstehen kann, wenn dieser durch den heute bereits allgemein vorhandenen Teppichbelag abgedeckt wird.Since the air is switched off as a heat transfer medium, there is no air convection, because even with a significant temperature difference between room surfaces and room air even on the floor no warmer "inversion layer" can arise if it is through the carpet that is already generally available today is covered.

Optimale Heizung bzw. Kühlung bei geringem Energiebedarf und gesunden Rauiklima fUr alle Wohn- und Burorüuie sind das Ergebnis dieses neuen Decken-Wand-Strahlungswärme-Systems.Optimal heating or cooling with low energy requirements and healthy Rauiklima for all living and office rooms are the result of this new ceiling-wall-radiant heat system.

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Claims

PATENTED Ceiling-ond radiant heat system with predominantly Heat radiation directed obliquely to the vertical room boundaries 1. characterized in that the heat radiation elements located under the ceiling arranged with the radiant surfaces at an oblique angle to the vertical room surfaces and are aligned, e.g. by angled folding or pyramid-like profiling the radiation surface (Fig. 3: profile radiator) 2. characterized in that the heat-emitting or radiating surfaces arranged parallel to the vertical room surfaces and are aligned, e.g. by hanging down in a grid-like manner and standing perpendicular to the ceiling Lamellar belts.

(Fig. 4: Louvre radiator)