DE2853665A1

DE2853665A1 - Waermeuebertragungssystem

Info

Publication number: DE2853665A1
Application number: DE19782853665
Authority: DE
Inventors: Hans Ing Haugeneder
Original assignee: THERMOVAL FUSSBODENHEIZUNG; THERMOVAL FUSSBODENHEIZUNGEN ENTWICKLUNGS und FORSCHUNGSGESELLSCHAFT MBH
Current assignee: Pvg-Patentverwertungsgesellschaft Mbh 5164 Noerve
Priority date: 1978-06-28
Filing date: 1978-12-13
Publication date: 1980-01-03
Also published as: FR2429987B1; SE7905151L; BE877208A; AT378846B; GB2024400A; DE2853665B2; NL172786C; CS226005B2; IE791219L; ATA468378A; NL7903898A; YU145679A; LU81374A1; IE48651B1; CH640932A5; JPS6227332B2; DD144597A5; GB2024400B; FR2429987A1; DE7836808U1

Description

Nach Anordnung der Kunststoffrohre oder eines endlosen Kunststoffrohres in den zugehörigen Halterungen werden die Kunststoffrohre zusammen mit den Halterungen einen Estrich, beispielsweise Zementstrich, eingebettet. Die Rohre werden im allgemeinen aus Polypropylen oder Polyaethylen mit glatter Oberfläche hergestellt und sind auf der Wärmedämmung mittels den Halterungen schlangen-, mäander- oder spiralförmig verlegt. Die zum Einsatz gekommenen Rohre haben bisher grundsätzlich kreisförmigen Querschnitt. Die beschriebenen Wärmeübertragungssysteme beinhalten verschiedene Nachteile. Während des Abbindevorganges oder Erhärtungsvorganges des Estrichs können sich zwischen dem Kunststoffrohr und dem Estrich Luftspalte bilden, die den Wärmeübergang vom Rohr zum Estrich erheblich reduzieren, was eine Verringerung des Wirkungsgrades zur Folge hat. Dieser Nachteil ist besonders bemerkenswert bei Heizungssystemen, wie Niedertemperatur-Heizungssystemen, die mit einer geringen Vorlauftemperatur arbeiten und bei schlechtem Wärmeübergang eine höhere Heizleistung, d.h. eine höhere Vorlauftemperatur erfordern. Niedertemperatur-Heizungssysteme werden auch häufig in Verbindung mit Wärmepumpen verwendet, so daß der reduzierte Wirkungsgrad nicht durch höhere Heizenergie ausgeglichen werden kann.

Die zwischen den Rohren aus Kunststoff und dem Estrich auftretenden Luftspalte verhindern außerdem eine form- und/oder kraftschlUssige Verbindung zwischen dem Estrich und dem Rohr, so daß infolge der unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten des Estrichmaterials und des Kunststoffmaterials der Rohre beim Anfahren und Abschalten des WärraeUbertragungssystems sowie bei Regelvorgängen ein wiederholtes Schieben des Rohres gegenüber dem Estrich möglich ist, was im Laufe der Zeit zur Zerstörung des Rohres oder der Rohre fuhren kann.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wärmeübertragungssystem zu schaffen/ bei dem die vorstehend angegebenen Nachteile und Schwierigkeiten vermieden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Rohre zumindest Über den größten Teil ihrer Länge elliptischen Querschnitt aufweisen.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die weitgehend elliptische, oder allgemein ovale Querschnittsform der Rohre aus Kunststoff führt dazu, daß im Betrieb des Wärmeübertragungssystems von dem durch die Rohre geführten Wärmeübertragungsmedium ein Druck auf die Innenwand der Rohre ausgeübt wird, der zu einer Verformung des elliptischen Querschnitts führt. Der die Verformung des elliptischen Rohrquerschnittes bewirkende Innendruck des WärmeUbertragungsmediums bewirkt insbesondere in dem Bereich des Rohres eine Verformung, welcher den größten Krümmungsradius hat, so daß die betreffende Rohrwand satt und kraftschlüssig an dem zugeordneten Wandbereich des erhärteten Estrichs anliegt. Da der Rohrbereich mit großem Krümmungsradius den größeren Teil des Rohrumfangs darstellt, ergibt sich eine wesentliche Verbesserung des Wärmeübergangs zwischen dem Kunststoffrohr und dem Estrich. Dadurch ergibt sich auch eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Estrich und den Rohren, die ein unkontrolliertes und additives Wandern des Rohres im Estrich als Folge der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten des Estrich- und Kunststoffmaterials im Heizbetrieb verhindert. Durch zusätzliche, über die Rohrlänge verteilt vorgesehene Rippen läßt sich der Wanderungseffekt des

Rohres noch sicherer unterbinden.

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Die Anordnung der Rohre im Estrich auf solche Weise, daß die große Achse des Rohrquerschnittes senkrecht zum Unterboden liegt, erleichtert das Biegen der Rohre bei deren Verlegung vor dem Aufbringen des Estrichs. Die-Anordnung der Rohre mit der größeren Achse des Rohrquerschnitts parallel zum Unterboden kann vorteilhafterweise eine Verringerung der Bau- bzw. Bodenhöhe des WärmeUbertragungssystems zur Folge haben.

Aufgrund des verbesserten Wärmeübergangs zwischen dem Kunststoffrohr und dem Estrich ergibt sich ein höherer Wirkungsgrad, d.h. im Gegensatz zu den bekannten Fußbodenheizungen mit Kunststoffrohren kreisförmigen Querschnitts wird die gleiche Fußboden-Oberflächentemperatur bei niedrigerer Vorlauftemperatur erhalten. Außerdem wird eine gleichmäßigere Oberflächentemperatur des Estrichs sowie des darauf befindlichen Bodenbelags erreicht, insbesondere in dem Fall, in welchem sich die Rohre sehr nahe an der Wärmedämmschicht befinden. Das erfindungsgemäße Großflächen-WärmeUbertragungssystem eignet sich besonders zur Anwendung bei Fußbodenheizungen, sogenannten Niedertemperatur-Fußbodenheizungen, die mit niedriger Vorlauftemperatur in Verbindung mit einem herkömmlichen Heizsystem oder mit Wärmepumpen arbeiten.

Im folgenden werden bevorzugte Ausfuhrungsformen des WärmeUbertragungssystems zur Erläuterung weiterer Merkmale anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht durch den Aufbau eines WärmeUbertragungssystems,

Fig. 2 eine Fig. Ί entsprechende Aufsicht einer abgewandelten Ausfuhrungsform des WärmeUbertragungssystems,

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Rohrabschnitts im Bereich seiner Biegung,

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Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV in Fig. 3,

Fig. 5 eine Aufsicht auf einen Teil eines verlegten Rohres mit Halterungen,

Fig. 6 eine bevorzugte Ausführungsform eines Rohres, und Fig. 7 eine Schnittansicht entlang der Linie VII-VII in Fig. 6.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 und 2 wird der grundsätzliche Aufbau eines Wärmeübertragungssystems beschrieben, wie es fUr Fußbodenheizungen Anwendung findet. Auf einen Unterboden 1, beispielsweise den Rohbeton, wird eine Wärmedämmschicht 2 aus einem beliebigen wärmedämmenden Material, vorzugsweise Styropor, aufgebracht. Auf die Wärmedämmschicht 2 werden in vorgegebener Anordnung und in Abstand zueinander Befestigungsleisten 3 aufgelegt, die beispielsweise aus Metall bestehen und zur Aufnahme von Halterungen 4 vorgesehen sind. Die Halterungen 4 können beliebige Form haben und bezwecken eine Fixierung von Rohren 5 aus Kunststoff vor dem Aufbringen einer mit 6 bezeichneten Estrichschicht. Die Rohre 5 werden dabei vorzugsweise klemmend von den Halterungen oder Halterungselementen 4 aufgenommen, so daß sich vor dem Aufbringen der Estrichschicht 5 beispielsweise der in Fig. 5 gezeigte Rohrverlauf ergibt. Fig. 5 zeigt nur ein Beispiel einer möglichen Verlegeart der Rohre 5, das im Bedarfsfall aus Einzelabschnitten oder einem Endlosrohr bestehen kann. Auch die Anordnung der Halterungen oder Halterungselemente 4 ist lediglich als Beispiel dargestellt. Nach dem Aufbringen der Estrichschicht 6 und dem Erhörten des Estrichs wird auf dessen Oberfläche ein beliebiger Fußbodenbelag 7 aufgelegt. Der soweit beschriebene Aufbau des WärmeUbertragungssyetems ist bekannt.

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Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Rohre 5 mit elliptischem Querschnitt so in die Halterungen 4 eingesetzt, daß die größere Achse des Rohrquerschnitts senkrecht zur Oberfläche des Unterbodens, d.h. senkrecht zur Verlegungsebene der Rohre 5, steht. Somit verlaufen die Rohre 5 Über ihren geraden Bereich (in Fig. 5 mit A bezeichnet) derart auf der Wärmedämmschicht 2, daß Über den Bereich A unverändert die größere Achse des Rohrquerschnitts senkrecht zum Unterboden 1 steht. Auch Über den Biegebereich B verläuft die große Achse des Rohrquerschnitts senkrecht zum Unterboden 1. Bei dieser Verlegungsart wird ersichtlicherweise das Biegen im Bereich B infolge der Verlegung des elliptischen Rohres mit der großen Achse senkrecht zum Unterboden 1 gegenüber der herkömmlichen Verlegungsart von Rohren mit kreisringförmigem Querschnitt erleichtert. Während bisher die Rohre mit kreisringförmigem Querschnitt zum Verlegen ähnlich der in Fig. 5 gezeigten Art erhitzt werden, beispielsweise durch Durchführung erhitzten Wassers, um im Bereich B umgebogen werden zu können, kann bei der in Fig. 1 gezeigten Verlegeart das elliptisch geformte Rohr ohne oder nur mit geringer Erwärmung verlegt werden.

Fig. 2 zeigt eine gegenüber Fig. 1 abgewandelte AusfUhrungsform des WärmeUbertragungssystems, wobei diese Verlegungsart der Darstellung nach Fig. 5 entspricht. Über dem geraden Bereich A des Rohres 5 liegt die große Achse des Rohrquerschnitts im wesentlichen parallel zum Unterboden 1, während im Biegebereich B das Rohr 5 derart gedreht ist, daß am Scheitel S des umgebogenen Bereichs B die große Achse senkrecht zum Unterboden steht. Auf diese Weise ergibt sich die in Fig. 5 gezeigte Verjüngung in Aufsieht zum Scheitel S.

Fig. 3 zeigt schematisch den Verlauf des elliptischen Rohres fUr die in Fig. 2 gezeigte Ausfuhrungsform im Bereich B und

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Fig. 4 eine Schnittansicht auf das Rohr, vom Scheitel S aus gesehen entlang der Linie IV-IV in Fig. 3.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellten Halterungen 4, welche das Rohr 5 abschnittsweise gegenüber den Leisten 3 fixieren, nehmen das Rohr 5 mit Armen 4a, 4b klemmend auf und halten das Rohr 5 gegen die mit 4c bezeichnete Basis der Halterung. Die Halterungen 4 sind nur als Beispiel dargestellt und es kann jede andere, beliebige Halterung eingesetzt werden. Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 sind wegen der senkrecht zur Verlegungsebene stehenden großen Achse des Rohres Halterungen mit kleinerer Breite als bei der AusfUhrungsform nach Fig. 2 erforderlich. Ersichtlicherweise haben die Halterungen 4 nach dem Aufbringen und Erhärten des Estrichs 6 keine weitere Funktion und dienen nur vor dem Aufbringen des Estrichs 6 der Fixierung des Rohres 5 oder der Rohre 5 auf der Wärmedämmschicht 2.

Durch die in Fig. 2 gezeigte Verlegungsart des elliptischen Rohres 5 mit der großen Achse parallel zum Unterboden 1 kann ersichtlicherweise die Bauhöhe des Heizungssystems, d.h. des Estrichs 6, reduziert werden und zwar um die Differenz zwischen der großen Achse und der kleinen Achse des elliptischen Rohrquerschnitts. Sofern eine geringe Bauhöhe erwünscht ist, wird daher die AusfUhrungsform nach Fig. 2 bevorzugt.

Die Fig. 6 und 7 zeigen eine weitere AusfUhrungsform des Rohres Das Rohr 5 weist entlang der Rohrachse in bestimmten Abständen angeordnete, umlaufende Ringe oder Rippen 8 auf, die an dem Rohr 5 vorzugsweise als integrale Teile angeformt sind. Durch die Anordnung derartiger Rippen 8 wird ein zusätzlicher Formschluß zwischen dem Rohr 5 und dem aufgebrachten Estrich 6 nach

dessen Erhärtung erreicht und insbesondere eine unkontrollierte Dehnung des Rohres 5 gegenüber dem Estrich 6 verhindert.

Vorzugsweise können die Enden der Rohre 5 in einen kreisringförmigen Querschnitt Übergehen oder erst nach ihrer Verlegung in den Halterungen 4 mittels geeigneter Werkzeuge in einen kreisringförmigen Querschnitt geformt werden, wodurch der Anschluß der ansonsten elliptischen Querschnitt aufweisenden Rohre an Verteilern etc. erleichtert wird.

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Claims

DipWng. UDO SKUHRA Patentanwalt RICHARD-STRAUSS-STR. 9 D-8000 MÜNCHEN 80 TEL. (089) 4 70 4170 0 MEIN ZEICHEN: MY FILE: POI88H (Bitte In der Antwort stets angeben) (Please refer to in your reply) 12. Dezember 1978 Ing. Hans Haugeneder, Weyer, Österreich /"" Patentansprüche

1. Wärmeübertragungssystem, bestehend aus in einem abbindefähigen oder erhärteten Medium angeordneten Rohren aus Kunststoff, deren Lage gegenüber dem Unterboden durch Halterungen fixiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (5) zumindest über den größten Teil ihrer Länge elliptischen Querschnitt aufweisen.

2.^ärmeübertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die große Achse des elliptischen Rohr-Querschnitts senkrecht zur Oberfläche des Unterbodens (1) steht.

3* Wärmeübertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die große Achse des elliptischen Rohr-Querschnitts parallel zur Oberfläche des Unterbodens (1) liegt.

ORIGINAL INSPECTE©

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BAYERISCHE VEREINSBANK MÖNCHEN, KONTO-NR. 125389 (BLZ 70020270) POSTSCHECKKONTO MÖNCHEN 310936-800 (BLZ 70010080)

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4. Wärmeübertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Rohr (5) wenigstens einen ersten Bereich (B) aufweist, über welchen die große Achse senkrecht zur Oberfläche des Unterbodens (1) liegt, sowie wenigstens einen zweiten Bereich (A), Über den die große Achse parallel zur Oberfläche des Unterbodens (1) liegt (Fig. 3, 4, 5).

5. Wärmeübertragungssystem nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich von Biegungen (Β) der Rohre (5) die große Achse senkrecht zur Oberfläche des Unterbodens (1) und im Bereich von weitgehend geraden Bereichen (A) der Rohre die große Achse parallel zur Unterboden-Oberfläche liegt.

6. WärmeUbectragungssystem nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (5) aus einem Endlosrohr gebildet sind.

7. WärmeUbertragungssystem nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende der Rohre (5) ein übergang auf einen kreisringförmigen Querschnitt erfolgt.

8. Wärmeübertragungssystem nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (5) umfangsmäßig verlaufende Ringe (δ) aufweisen, die in Abstand zueinander vorgesehen sind.

9. WärmeUbertragungssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe (8) an den Rohren (5) angeformt sind.

909881/0 556

DipWng. UDO SKUHRA Patentanwalt

RICHABD-STRAUSS-STR. 9 D-8000 MÜNCHEN 80 TEL. (089X470 4170JD

MEIN ZEICHEN:

MY FILE:

POl 88 U

(Bitte in der Antwort stets angeben) (Please refer to In your replyl

}2 Dezember T978

Ing. Hans Haugeneder, Weyer, Österreich

Wärmeübertragungssystem

Die Erfindung betrifft ein Wärraeübertragungssystem, bestehend aus in einem abbindefähigen oder erhärteten Medium angeordneten Rohren aus Kunststoff, deren Lage gegenüber dem Unterboden durch Halterungen fixiert ist.

Wärmeübertragungssysteme der eingangs genannten Art sind bereits bekannt. Derartige Wärmeübertragungssysteme, die auch als Großflächen-WärmeUbertragungssysteme bezeichnet werden, werden beispielsweise in Verbindung mit Niedertemperatur-Heizungssystemen, insbesondere mit Fußbodenheizungssystemevverwendet. Bei diesen Wärmeübertragungssystemen wird im allgemeinen auf einem Unterboden, beispielsweise dem Rohbeton, eine Wärmedämmschicht aufgebracht, auf welcher mittels Leisten aus Metall oder dergleichen Halterungen zur Aufnahme von Kunststoffrohren fixiert werden.

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BAYERISCHE VEREINSBANK MÜNCHEN, KONTO-NR. 125389 (BLZ 70020270) POSTSCHECKKONTO MÖNCHEN 310936-800 (BLZ 70010080)