DE3114306A1

DE3114306A1 - Niedrigtemperatur-warmwasser-flaechenstrahlungsheizung

Info

Publication number: DE3114306A1
Application number: DE19813114306
Authority: DE
Inventors: Rolf Dipl.-Kfm. Dr.rer.pol. 4670 Lünen Bierwirth
Original assignee: BIERWIRTH ROLF DIPL KFM DR RER
Current assignee: BIERWIRTH ROLF DIPL KFM DR RER
Priority date: 1981-04-09
Filing date: 1981-04-09
Publication date: 1982-11-04

Description

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Die Erfindung betrifft eine Niedrigtemperatur-Warmwasser-Flächenstrahlungsheizung mit Heizelementen von mehrschichtigem Aufbau gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf Sammelheizungen, bei denen mehrere Räume bzw. Etagen eines Hauses von einer zentralen Heizungsanlage mit Warmwasser beheizt werden; gegebenenfalls kommt auch ein Anschluß an die Fernwärme-Versorgung in Betracht. Die Abgabe der Wärme erfolgt durch Niedrigtemperaturstrahlung, wobei eine möglichst gleichmäßige Temperaturverteilung im Raum angestrebt wird, wie sie bei Decken- oder Fußbodenheizungen erzielt wird. Die Temperatur bestimmt sich deswegen nach den Grenzen, die zur Vermeidung von Belästigungen oder Beschwerden der Personen bekannt sind, welche sich in dem Raum aufhalten. Diese Temperaturen liegen bekanntlich bei Deckenheizungen unter ca. 37° C und bei Fußbodenheizungen nicht über 26° C.

Bei derartigen Heizungen stehen die Kosten im Vordergrund, weil sie gegenüber den Ofenheizungen erhebliche Vorteile bieten. Sie verursachen eine vergleichsweise geringe Luftbewegung und sind daher hygienisch. Sie bieten darüberhinaus die Möglichkeit, gegebenenfalls die Räume im Sommer mit Kaltwasser zu kühlen. Die Kosten sind jedoch ungleich höher und werden abgesehen von den erheblichen Heizrohrlängen durch den relativ komplizierten Aufbau einer solchen Heizung verursacht. Dieser ist erforderlich, um Wärmeverluste von dem Heizelement nach außen einzuschränken oder zu vermeiden. Da sich Deckenheizsysteme bisher nicht von den ihnen anhaftenden bauphysikalischen Nachteilen haben befreien lassen und ihre Einbaukosten abgesehen von Sonderfällen praktisch nicht amortisierbar sind, haben sich

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solche Deckenheizsysteme bisher nicht durchsetzen können.

Die Erfindung geht daher aus von den bekannten Fußbodenheizungen. Hierbei ist das mehrschichtig aufgebaute Heizelement ein fester Bestandteil der Umfassungskonstruktion des Raumes, nämlich des Fußbodens. Die Wärmezufuhr erfolgt über das Rohrsystem, worunter auch ein Schlauchsystem verstanden werden kann, das vom Heizwasser durchströmt wird. Am häufigsten werden hierfür Kunststoffrohre verwendet, die im oder unterhalb des Estrichs verlegt sind. Dieser besteht aus einem besonderen Beton oder einem Spezialestrich. Die von dem Estrich gebildete Tragschicht kann je nach den Belastungsverhältnissen eine beispielsweise aus Baustahlmatten bestehende Bewehrung aufweisen. Durch Zusatzmittel ist es möglich, die Ausdehnungskoeffizienten der Tragschichtenwerkstoffe an das Material der Rohre bzw. Schläuche, insbesondere an den dort benutzten Kunststoff anzugleichen und die Biege- bzw. Druckfestigkeit günstig zu beeinflussen.

Nachteilig wirkt sich aber aus, daß derartige Heizelemente zu Bestandteilen des Fußbodens werden. Zwar läßt sich das in der Regel bei Neubauten angemessen beräksichtigen. Will man aber bei der Sanierung von Altbauten die aus volkswirtschaftlichen und insbesondere energiepolitischen Gründen sinnvolle Umstellung konventioneller Heizungssysterne mit aus Heizungsradiatoren gebildeten Heizelementen und hoher Vorlauftemperatur auf eine Niedrigtemperatur-Warmwasser-Flächen Strahlungsheizung durchführen, so entsteht ein erheblicher Zeit- und Kostenaufwand, weil die vorhandenen Fußböden zerstört und durch das integrierte Heizsystem ersetzt werden müssen. Darüberhinaus scheitert die Verwirklichung

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einer solchen Umstellung von vornherein häufig an der bei Fußbodenheizungen größeren Konstruktionshöhe, die vor allem bei mehrgeschossigen Wohngebäuden, insbesondere im Bereich der "'Wohnungseingänge nicht unterzubringen ist. Weitere Schwierigkeiten entstehen häufig daraus, daß der Fußboden, insbesondere der Fußbodenbelag mit der Art der Fußbodenbeheizung vorgegeben wird und dann nicht den Bedürfnissen des Einzelfalls entspricht. Dabei machen vor allem Bewegungen des Estrichs Schwierigkeiten, welche durch dynamische Belastungen des Fußbodens entstehen. Insbesondere die hochwirksamen, aber weichen und daher gering belastbaren Dämmstoffe werden bei Fußböden im Verlaufe von Jahren zusammengedrückt und lassen die Trittfläche u.U. ungleichmäßig absinken.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Niedrigtemperatur-Warmwasser-Flächenstrahlungsheizung zu schaffen, in der die Belastungsverhältnisse günstiger ausfallen und dadurch insbesondere die gering belastbaren Teile günstiger belastet bzw. entlastet sind und bei deren Einbau die Umfassungskonstruktion des Raumes nicht geändert zu werden braucht.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen der Patentansprüche gelöst.

Gemäß der Erfindung wird durch die Aufteilung des Rohrregisters auf Wandpaneele eine Unterteilung des mehrschichtigen Heizelementes geschaffen, welche dessen Herstellung in einem Fertigteilewerk und dessen nachträglichen Einbau in Neubauten, vorzugsweise aber in sanierungsbedürftigen Altbauten ermöglicht, wobei durch die Ausbildung des Wärme

abgebenden Heizelementes als Wandvertäfelung des Raumes

die gesamte Umfassungskonstruktion unverändert belassen werden kann. Diese Wandvertäfelung kann entweder den Wandbelag bereits in der Fabrik erhalten haben oder bildet lediglich eine verputzbare Wandfläche, die in herkömmlicher Weise belegt, bespannt, tapeziert oder verputzt werden
kann. Indem man die Tragschicht des Heizelementes der
unmittelbaren Einwirkung dynamischer und weitgehend auch statischer Belastungen entzieht, kann man sie erheblich leichter ausführen und braucht sie gegebenenfalls unter Berücksichtigung ihrer Verbundwirkung mit den übrigen
Schichten des Heizelementes nur noch so stark zu dimensionieren, daß sich die Paneele nicht wellenförmig verformen, d.h. ausbeulen, wenn sie aufgestellt oder an der betreffenden Umfassungswand des Raumes aufgehängt sind.

Solche Paneele sind leicht montierbar. Insbesondere weisen sie zu diesem Zweck vorbereitete Ausnehmungen zur Aufnahme von Ankern auf, welche in vorzugsweise verdübelte Bohrungen einer Umfassungswand des Raumes angebracht werden.
Die Größe der Paneele läßt sich beliebig wählen, jedoch ist es besonders praktisch, wenn man wandhohe Tafeln vorsieht, weil dann die Anzahl der Rohrverbindungen gering gehalten werden kann. Da die Paneele nicht die tragende Konstruktion der Raumumfassung bilden, kann man sie auch bedarfsweise wieder demontieren, etwa wenn sich Wasserschäden zeigen.

Bei derartigen Paneelen kann man auf der Rückseite eine statisch praktisch unbelastete Wärmedämmschicht anbringen, die dementsprechend aus hochwirksamen Dämmstoffen, z.B. Glaswolle o.dgl. bestehen kann und deswegen auch noch

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schalldämmende Eigenschaften entwickelt. Solche Wärmedämmschichten eignen sich daher für Zwischen- und für Außenwände eines Raumes und können so dimensioniert werden, daß kein Wärmegefälle nach außen auftritt.

Die Entlastung des Heizelementes von übermäßigen statischen und nahezu allen dynamischen Belastungen eröffnet zusätzliche Möglichkeiten. Eine dieser Möglichkeiten besteht darin, das Heizelement gleichzeitig zur Wärmespeicherung zu verwenden, indem man entsprechende Materialien an der dem Rauminneren zugekehrten Grenzschicht der Paneele vorsieht.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß sich die Paneele standardisieren lassen, indem man sie nach einem bestimmten Raster fertigt, das Wandpaneele verschiedener Höhe und/oder Breite umfaßt und gegebenenfalls mit Wandpaneelen anderer Abmessungen zum über- und Unterbauen von Raumöffnungen, z.B. von Fenstern und Türen kombiniert ist. Solche zu bestimmten Rastern zusammensetzbaren Wandpaneele können in entsprechend großen Serien gefertigt und mit angelernten Kräften eingebaut werden.

Die Einzelheiten, weiteren Merkmale und andere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform anhand der Figuren in der Zeichnung; es zeigen

Fig. 1 in teilweise abgebrochener Darstellung und im Horizontalschnitt einen nachträglich mit einer Heizung gemäß der Erfindung versehenen Wohnraum im Bereich einer Außen- und einer Trennwand,

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Fig. 2 eine Trennwand mit Paneelen gemäß Fig. 1 in Ansicht

Wie man insbesondere aus der Fig. 2 erkennt, ist eine Trennwand 1 eines Wohnraumes mit einer Eingangstür 2 und £h mit einem allgemein mit 3 bezeichneten Heizelement einer Zentralheizungsanlage versehen, die als Niedrigtemperatur-Warmwasser-Flächenstrahlungsheizung ausgebildet ist. Das Heizelement 3 besteht aus mehreren Wandpaneelen, die baukastenartig bemessen sind. Gemäß dem Ausführungsbeispiel benutzt man insgesamt drei raumhohe Wandpaneele 4-6, die man auch als Normalpaneele bezeichnen kann. Zum überbauen der Türe 2 dient ein kleineres Wandpaneel 7, und zum Ausgleich von Zwischenflächen wird ein Wandpaneel 8 benutzt, das sich oberhalb eines hinter einer Abdeckung untergebrachten Heizkreisverteilers 9 befindet.

Die beschriebenen Wandpaneele haben den gleichen Grund^s""' aufbau, der anhand der Fig. 1 beschrieben werden soll. Hiernach ist entsprechend dem mehrschichten Aufbau des Heizelementes 3 jedes Paneel auf seiner Rückseite mit einer Wärmedämmschicht 10 versehen, die aus einer Glasfasermatte besteht. Diese Matte hat eine Folienumhüllung 11, welche Glaswolle 12 einschließt. Auf die als Wärmedämmschicht dienende Matte 10 folgt eine Folie 14, welche als Dampfsperre dient.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist angenommen, daß das Heizelement 3 an einer Außenwand 15 befestigt wird und

bis zu einer Trennwand 16 reicht. Daher ist die der Trennwand 16 zugeordnete Schmalseite 17 ihrerseits mit einer Matte 18 zur Vermeidung einer Wärmebrücke belegt. Der Aufbau der Matte 18 entspricht dem Aufbau der die Wärmedämmschicht bildenden Matte 10. Gegen die auf die Wärmedämmschicht folgenden Schichten ist auch die Matte 18 mit der Folie abgedeckt, wobei dieser Bereich mit 14a bezeichnet ist.

Auf die Folie 14 folgt eine Polyurethan-Hartschaumplatte 19. Diese Pl atte dient zur Versteifung des Heizrohrregisters, das h. Fig. 2 allgemein mit 20 bezeichnet ist und erleichtert die Herstellung der Paneele in einer Fertigteilefabrik. Die Hartschaumplatte 19 ist mit einem vollflächigen Aluminiumblech 22 verbunden, das auf der Hartschaumseite die Einzellänge 23 des Rohrregisters 20 aufweist, welche in dem betreffenden Wandelement untergebracht ist. Dargestellt sind in Fig. 1 im Schnitt ein zum Vorlauf gehörendes Rohr 24 und ein zum Rücklauf gehörendes Rohr 25 aus Kunststoff. Diese Rohre sind mit Hilfe von Klemmen 26 auf dem gelochten Aluminiumblech 22 befestigt und in den Hartschaum der Platte 19 eingebettet.

Auf die Platte 22 folgt eine Betonschicht 27, welche gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine Baustahlmattenbewehrung 28 aufweise.

Die verschiedenen Schichten sind miteinander verbunden, so daß sie sich nicht voneinander trennen können und gegebenenfalls die Schichten 19, 22 und 27 eine Verbundwirkung äußern, so daß sie die Randspannungen aufnehmen können, welche durch die gezeigte Aufhängung der Wandelemente bzw.

durch deren Aufstellung auf dem Fußboden 29 ausgelöst werden.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 sind die Elemente 4, 5 und 6 auf dem Fußboden 29 abgestützt und werden mit Schlitzkopfschrauben 31-34 in der aus Fig.l ersichtlichen Stellung an der Wand festgehalten. Diese Schlitzkopfschrauben sind daher nur auf Zug beansprucht. Dagegen sind die Wandelemente 7 und 8 mit Hilfe von entsprechenden Schlitzkopfschrauben 35-38; 39-42 aufgehängt, d.h. diese Schlitzkopfschrauben sind auf Abscheren beansprucht. In jedem Fall entstehen dadurch Beulspannungen, die mit den erwähnten Schichten aufgenommen, d.h. abgetragen werden,

Wie man aus Fig. 1 erkennt, sind die Paneele mit vorbereiteten Aussparungen 45 versehen, die so ausgebildeb sind, daß der Schaft 46 der dazugehörigen Schraube nicht als Wärmebrücke wirken kann. Die Druckspannungen werden von einer Hülse 44- aufgenommen, die jedoch vor dem Aluminiumblech 22 endet. Der mit Gewinde versehene Teil des Schraubenschaftes sitzt in einem Dübel 47, der in eine entsprechende Bohrung 48 in der Außenwand 15 eingesetzt worden ist.

Wie man aus der Darstellung der Fig. 2 erkennt, verwirklicht das Heizrohrregister 20 ein mäanderförmiges Zweirohrsystem. Das bedeutet, daß der in gestrichener Linienführung wiedergegebene Rohrzug 50 als Vorlauf für das warme Wasser dient, während der gepnnMet wiedergegebene parallele Rohrzug 51 das Wasser zurückführt. Bei den Paneelen, welche die senkrechten Enden 53 bzw. 54

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des Heizelementes 3 bilden - in Fig. 2 sind diese Paneele mit 4 und 6 bezeichnet - weisen die Paneele an der innenseitigen senkrechten Kante 55 bzw.55«* Rohrkupplungen bekannter und daher im einzelnen nicht dargestellter Ausführungen auf, die mit 56 und 57 für Vor- und Rücklauf bezeichnet sind. Dabei ist das Vorlaufrohr 50 an das Rücklaufrohr 58 des benachbarten Paneels 5 angeschlossen, während die Rohrkupplung 56 an die Rücklaufleitung 59 des Paneels 5 angeschlossen ist. Solche Rohrkupplungen 56, 57 sind auch in allen weiteren

Paneelen vorgesehen. Hierbei sind allerdings die Paneele S und 8 an öttn Heizkreisverteiler 9 angeschlossen, der 6hl

eirt Rücklauf rohr
Vorlaufrohr 61 undT66 in T-Form aufweist, durch die das Warmwasser zu- und abgeführt wird.

Einen vorhandenen Raum kann man mit einer derartigen Flächenstrahlungsheizung nachträglich versehen. Dazu wählt man aus einem Baukastensystem, das Elemente 4, 6 für die Enden eines Heizelementes 3, 5, 7, sowie 8 für die Mitte des Heizelementes 3 vorsieht, entsprechend aus. Diese Paneele werden einzeln angeliefert und durch die Türe des Raumes hindurchtransportiert. Man beginnt zweckmäßig mit dem Paneel 4, das nach dem Anbringen der Bohrungen und dem Einbringen der Dübel 47 in die Bohrungen aufgestellt und mit Hilfe der Schlitzkopfschrauben 31-34 an der Wand befestigt wird. Als nächstes montiert man das benachbarte Paneel 5. Dazu stellt man das Paneel 5 auf, nachdem man Bohrungen und Dübel eingebracht hat und rückt dann das Paneel so weit an das bereits stehende Paneel 4 heran, daß sich die Überlappungen 69 und 70 an den benachbarten Kanten 55 der Paneele 4 und 5 vorschriftsmäßig überdecken, wie das aus Fig. 3 ersichtlich ist. Danach

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stellt man die Verbindungen der Rohrenden durch die Kupplungen 56 und 57 her, die an einer Ausnehmung 71 bzw. 72 der Paneele freiliegen. Diese Ausnehmungen werden später mit Hilfe einer Platte bzw. einer Vermörtelung geschlossen. In der beschriebenen Weise wird das Heizelement 3 vervollständigt, wobei man von beiden Enden 53, 54 ausgehend arbeiten kann.

Natürlich kann man mehrere oder alle Umfassungswände des Raumes mit derartigen Paneelen abdecken. Man kann aber auch einzelne Wände nur zum Teil mit solchen Paneelen belegen. Die Innenseite 74 des Heizelementes 3 kann einen Wandputz aufweisen, läßt sich aber auch in üblicher Weise tapezieren oder mit Wandbehängen oder -belägen versehen.

Falls das Rohrregister des Elementes 3 an irgend meiner Stelle undicht werden sollte, können die Paneele ohne Schwierigkeiten demontiert und durch einwandfreie Paneele ersetzt werden, weil sie keine tragenden Elemente der Raumumgrenzung darstellen.

Leerseite

Claims

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Patentansprüche

f 1.) Niedrig tempera tur-Warmwasser-Flächenstrcihlungsheizung mit Heizelementen von mehrschichtigem Aufbau, der wenigstens eine ein den Warmwasservor- und gegebenenfalls den Wasserrücklauf führendes Heizrohrregister von einer Umfassungskonstruktion des Raumes trennende Wärmedämmschicht und eine das Heizrohrregister sowie gegebenenfalls mit diesem zur Wärmeverteilung zusammenwirkende Bleche oder Lamellen überdeckende Tragschicht umfaßt, die vorzugsweise aus gegebenenfalls bewehrtem Beton besteht , dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrregister (20) in mit Rohrkupplungen (56, 57) aneinander angeschlossene Einzellängen (23) unterteilt ist, die jeweils in einem von mehreren eine Raumvertäfelung bildenden Wandpaneel (4-8) untergebracht ist, welches die der Einzellänge zugeordneten Schichten (12, 14, 19, 22, 27) in sich vereinigt und mit der vorn angeordneten Tragschicht (27) allein oder im Verbund mit weiteren Schichten (19, 22) die bei auf dem Fußboden (29) aufgestellten bzw. an den Rändern aufgehängten Wandpaneelen ausgelösten B^eulspannungen aufnimmt.
2. Niedrigtemperatur-Warmwasser-Flächenstrahlungsheizung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß die Wandpaneele (4-8) vorbereitete Aussparungen (45) für Anker (46) aufweisen, die zur Aufhängung bzw. Befestigung in vorbereiteten Bohrungen (48) der Umfassungskonstruktion (15) des Raumes festgelegt sind.
3. Niedrigtemperatur-Warmwasser-Flächenstrahlungsheizung nach einem der Ansprüche 1 oder 2 ,gekennzeichnet durch an den senkrechten Enden des Heizelementes (3)

angeordnete Wandpaneele (4, 6), bei denen die Rohrkupplungen (56, 57) an der dem benachbarten Wandpaneel
(5, 7) zugeordneten Kante angebracht sind und dazwischenliegende Paneele (5, 7) von unter sich gleicher oder unterschiedlicher Ausbildung, bei denen an jeder Begrenzungskante (55, 55a) Rohrkupplungen (56, 57) vorgesehen sind.
4. Niedrigtemperatur-Warmwasser-Flächenstrahlungsheizung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , dadurch
gekennzeichnet , daß die Paneele (4-8)als Wärmedämmschicht eine von statischen oder dynamischen Kräften entlastete Wärmedämmschicht (10,18) aufweisen, die gegebenenfalls auch an den den Enden (53, 54) des Heizelementes (3) zugeordneten senkrechten Kanten (17) vorgesehen ist.
5. Niedrigtemperatur-Warmwasser-Flächenstrahlungsheizung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 ,dadurch
gekennzeichnet, daß eine der Schichten (19, 22, 27) als Wärmespeicherschicht ausgebildet ist.
6. Niedrigtemperatur-Warmwasser-Flächenstrahlungsheizung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 ,dadurch
gekennzeichnet , daß die Wandpaneele
(4-8) des Heizelementes (3) wenigstens zum Teil als
wandhohe Mehrschichttafeln ausgebildet sind und an
ihren benachbarten senkrechten Kanten sich überdeckende Fugenbegrenzungen (69, 70) aufweisen.