DE3133624C2 - Raumflächenheizungsanlage - Google Patents

Abstract

Die Erfindung zeigt eine Raumflächenheizungsanlage, die im Interesse einer optimalen Einsparung an Betriebskosten die Vorteile der leichten Bauweise mit geringer Wärmespeicherkapazität und der schweren Bauweise mit hoher Wärmespeicherkapazität vereinigt. In der dem Rauminneren zugewandten Putzschicht, die ein leichtes Bauteil bildet und in dem anschließenden Wandkern, der ein schweres Bauteil bildet, ist je ein flacher, aus Kunststoffrohren geringen Durchmessers gebildeter Heizkörper angeordnet. Die Putzschicht und der Wandkern sind durch eine wärmeisolierende Zwischenschicht voneinander getrennt. Die beiden Heizkörper liegen in Reihe in einer die isolierende Zwischenschicht durchgreifenden Leitung, deren beide Enden, gegebenenfalls über steuerbare Ventile, an den Vorlauf und den Rücklauf einer Wasserheizungsanlage angeschlossen sind. Während der Raumbeheizung sind die beiden Heizkörper durch die sie aufnehmende Leitung miteinander gekoppelt, und während der Nachtabsenkung, bei der der Wasserdurchlauf durch die Heizkörper unterbrochen ist, ist das schwere Bauteil von dem leichten Bauteil abgekoppelt. Durch eine sämtliche Raumheizungen verbindende Ausgleichsleitung lassen sich über die Ventile die leichten Bauteile und die schweren Bauteile der in einem Gebäude angeordneten Raumheizungen in beliebiger Weise den jeweils gegebenen Verhältnissen entsprechend miteinander verknüpfen, wodurch eine weitere Verbesserung hinsichtlich der Ersparnis der Heizungskosten gegeben ist.

Description

wenigsiens ein Heizkörper (8,8') angeordnet ist der 20 zung der Wand oder des Bodens vorteilhafter Heizkörmit dem Heizkörper (7, T) des leichten Bauteiles (2) per bekannt, der aus einer Mehrzahl von zu einer Matte

" vereinigten, in gegenseitigen Abständen angeordneten

flexiblen Kunststoffrohren geringen Durchmessers besteht die an wenigstens einem Ende zu Anschlüssen für den Vorlauf und den Rücklauf für das Heizwasser bildenden, die Rohre&rien in paralleler Anordnung unter gegenseitiger Abdichtung aufnehmenden Stutzen zusammengefaßt sind, wobei der als Matte ausgebildete Heizkörper durch die Rohrabstünde fixierende, an ih-

in Reihe liegend über eine vom Vorlauf (10) zum Rücklauf (ti) des Heizwassers führende, die isolierende Zwischenschicht (3) durchgreifende Leitung (9) verbunden ist

2. Raumflächenheizungsanlage nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die in den beiden Bauteilen (2, 4) angeordneten in Reihe liegenden Heizkörper (7, 8) unterteilt sind und die die Zwischenschicht (2) 1! Jichgreifenden Leitungen (9) mäander- jo rem Umfang und quer, vorzugsweise schräg zu den artig ineinandergreifend die wärmeisolierende Zwi- Rohren angeordnete Halteelemente versteift ist und cischenschicht (3) mehrfach durchdringen.

3. Raumflächenheizungianlacre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß der den schweren Bauteil bildende Wandkern (4) auch auf seiner Außenseite mit einer wänneisolierenden Schicht ausgestattet ist.

4. Raumflächenheizungsanlage nach Anspruch 1,2
oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Vorlauf (10) zum Rücklauf (11) des Heizwassers führen- 40 chend hohe Wärmespeicherkapazität verfügt.

den, die isolierende Zwischenschicht (2) durchgr<*i- Bezüglich der üblicherweise mit Nachtabsenkung be

triebenen Heizungsanlagen besitzen die beiden Bauweisen, nämlich die schwere und die leichte Bauweise, un-

^ _ _ terschiedliche, sich teilweise vorteilhaft und teilweise

oder Ringleitung (16) angeschlossen sind, und daß in 45 nachteilig auswirkende Eigenschaften.

den beiden zum Vorlauf (10) und zum Rücklauf (11) Räume in schwerer Bauweise besitzen in den Umfas-

ne in dem Estrich eines Fußbodens frei vcrlegbare und in den Putz einer Wand einbettbare flexible netzartige Einheil bildet.

Thermisch gesehen können Gebäude in leichter bis schwerer Bauweise hergestellt werden, wobei die leichte Bauweise wegen ihrer geringen Masse über eine entsprechend geringe Wärmekapazität, die schwere Bauweise zufolge ihrer großen Masse über eine entspre-

fenden Leitungen (9, 9') der Heizungsanlagen eines Gebäudes zwischen den Heizkörpern (7, 8) der beiden Bauteile (2, 4) an eine gemeinsame Ausgleichs-

des Heizwassers führenden Leitungsanschlüssen je der Heizungsanlage je ein steuerbares Absperrven til (14,15), beispielsweise ein Magnetventil, angeordnet ist

5. Raumflächenheizungsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungsanschlüsse des bzw. der Heizkörper (7, 8) eines jeden Bauteiles (2,4) über je ein Absperrventil (14, 14'; 15,15') wahlsungswänden, Decken und Fußböden große Massen, die bei Veränderung der Raumtemperatur viel Wärme aufnehmen und abgeben mit der Folge, daß Temperatur-Veränderungen des Raumes mit einer relativ großen Trägheit erfolgen. Diese hohe Speicherfähigkeit wirkt sich auf die Nachtabsenkung der Heizungsanlage nachteilig aus; da während der Nachtzeit beispielsweise von 21.00 Uhr bis 9.00 Uhr, die zu beheizenden Räume nicht

weiseanden Vorlauf (10) oder an den Rücklauf (U) 55 genutzt werden, wird während dieser Zeit zum Zwecke des Heizwassers anschließbar sind. der Energieeinsparung die Raumtemperatur so weit wie

6. Raumflächenheizungsanlage nach Anspruch 4 möglich abgesenkt Beispielsweise wird um 21.00 Uhr oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der die Heizung abgestellt und die Raumtemperatur be-Ausgleichs- oder Ringlcitung (16) und dem Vorlauf ginnt zu sinken, wobei nach Unterschreitung der zuge-(10) bzw. Rücklauf (11) eine über je ein Absperrven- b0 lassenen Mindesttemperatur die Heizung wieder in Aktil (18,19) sowohl mit dem Vorlauf (10) als auch dem tion tritt. Am Morgen benötigt die Heizungsanlage cine

gewisse Anheizzeit, damit die Raumtemperatur bei Nut-/ungsbeginn, beispielsweise 9.00 Uhr, wieder erreicht ist. Aufgrund der hohen Speicherkapazität der schweren Bauweise sinkt die Raumtemperatur während dieser Zeil nur langsam ab, und es muß entsprechend früh mit

Rücklauf (11) der Heizwasserleiumg verbindbare KurzschluLileitung( 17) angeordnet ist.

7. Raunifläehenhciziingsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das leichte Uaiileil(2)die l'iu/schii'hl ist.

tier Aiilheizung begonnen werden. Aufgrund dieser Tatsache trill während der Naehtiihscnkung bei Räumen in

schwerer Bauweise eine relativ geringe Einsparung der Heizkosten ein, die in der Größenordnung von etwa 5% liegt. Andererseits werden bei der schweren Bauweise auftretende Wärmespitzen, beispielsweise durch Sonneneinstrahlung, durch das WärmespeicHervermögen der Bauteile gedämpft, wodurch ein schnelles Ansteigen der Raumtemperatur vermieden wird. Räume in schwerer Bauweise besitzen daher im Sommer niedrigere Raumtemperaturen Ein großer Teil der verschiedenen Wärmequellen, beispielsweise durch Sonneneinstrahlung in die Räume eindringende Wärme, wird nicht direkt an die Raumluft abgegeben, vielmehr wird die anfallende Wärme zunächst durch Strahlung an die Raumwände übertragen, die sich erwärmen. Fällt beispielsweise Sonnenstrahlung durch das Fenster auf den Fußboden, so erwärmt sich dieser und gibt die Wärme verzögert ar. die Raumluft weiter. Das gleiche trifft auch auf die Beleuchtungswärme zu, da die Leuchtkörper einen erheblichen Teil ihrer Energie in Form von Strahlung abgeben. Auch die von Menschen abgegebene fühlbare Wärme besteht etwa zur Hälfte aus Strahlungs- und zur Hälfte aus Konvektionswärme. Dar Speichervermögen wächst mit der Wärmekapazität des Bauwerks. Bei schwerer werdender Bauweise vergrößert sich die Phasenverschiebung zwischen dem Maximum der Sonneneinstrahlung und dem Maximum der Raumtemperatur in zeitlicher Hinsicht, und es verringert sich der Anstieg der Raumtemperatur in seinem Maximalwert, was dazu führt, daß Gebäude mit schwerer Bauweise im Sommer gleichmäßigere niedrigere Raumtemperaturen besitzen.

Auch bei starker Sonneneinstrahlung bleibt daher bei schwerer Bauweise der Temperaturanstieg innerhalb der Toleranzgrenze und wird in dem Bauwerk zwischengespeichert, so daß während der Heizperiode in dem schweren Bauteil Wärme in erheblichem Maße gespeichert ist. die zur Nutzung für die Heizung wenigstens in der Übergangszeit zur Verfugung steht.

Räume in leichter Bauweise lassen sich wegen ihrer praktisch vernachlässigbaren Wärmespeicherkapazität leichter in der Raumtemperatur verändern. Damit kann bei leichter Bauweise während der Nachtabfenkung mehr Energie als bei der schweren Bauweise eingespart werden, da die niedrigen Raumtemperaturen schneller erreicht werden, und die Anheizzeit kürzer ist. Bei einem konventionellen Bauwerk in leichte.- Bauweise, beispielsweise einem Einfamilienhaus, können beispielsweise bei einer zwölfstündigtn Heizpause ca. 25% c'cr Heizkosten eingespart werden, was gegenüber der schweren Bauweise einen erndeutigen Vorteil bedingt. Nachteilig bei der leichten Bauweise ist, daß die Wärmespeicherkapazität sehr gering ist, so daß beispielsweise im Sommer bei einfallender Sonnenstrahlung hohe unerträgliche Raumtemperaturen erreicht werden, die zur Kühlung vernichtet werden müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bei schwerer Bauweise und leichter Bauweise gegebenen Vorteile auszunutzen unter weitgehender Vermeidung ihrer Nachteile, das heißt bei der schweren Bauweise das hohe Wärmespeichervermögen als passiven Wärmegewinn und bei leichter Bauweise die durch die schnelle Änderung der Raumtemperatur bei Nachtsenkung sich ergebende Heizkostenersparnis in vorteilhafter Weise zu vereinigen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs geirrt

Wenn zum Zwecke der Beheizung der Wasserumlauf bei der erfindungsgemäßen Heizungsanlage, die ja in Sandwichbauweise ausgeführt ist, gesetzt wird, hat die Heizungsanlage die Wirkung eines schweren Bauteiles, da durch die Verbindungsleitung der in den beiden Schichten liegenden Heizkörper die den schweren Bauteil mit ihrer hohen Wärmekapazität bildende Schicht an die Außenschichl angekoppcll ist, so daß die hohe Wärmekapazität der Kernschicht für Heizzwecke als

ίο passiver Wärmegewinn ausgenutzt wird.

Wird während der Nachtabsenkung der Wasserdurchlauf unterbrochen, so ist die Kernschicht hoher Wärmekapazität von der Außenschicht abgekoppelt, so daß das Sandwichelement die Wirkung eines leichten Bauteiles mit seinen Vorteilen der Betriebskostenersparnis während der Nachtabsenkung aufweist. Auf diese Weise sind die der leichten Bauweise und der schweren Bauweise gegebenen Vorteile in optimaler Hinsicht aasgenutzt.

Durch die in den Unteransprüchen angegebenen Maßnahmen sind vorteilhafte Weiter*/>klungen und Verbesserungen möglich.

Durch die mäanderartige Führung der Heizkörper nach Anspruch 2 ist ein intensiverer Wärmeaustausch zwischen den beiden Schichten möglich mit der Folge, daß der Wasserumlauf verringert werden kann, um den gleichen Koppeleffekt zu erreichen.

Durch die Anordnung einer gemeinsamen Ausgleichs- oder Ringleitung nach Anspruch 4. an die die Heizungsanlagen der verschiedenen Räume parallel zueinander angeschlossen sind, und durch die in den Leitungsanschlüssen der Heizkörper der einzelnen Heizungsanlagen zum Vorlauf und Rücklauf des Heizwassers angeordneten steuerbaren Absperrventile können

J5 einzelne Heizungsanlagen ganz abgeschaltet oder auch teilweise abgeschaltet werden: so kann beispielsweise bei einer Heizungsanlage das in der zum Vorlauf führenden Anschlußleiiung liegende Ventil geöffnet, und das in der zum Rücklauf führenden Anschlußleitung liegende Ventil geschlossen sein, so daß der schwere Bauteil der Heizungsanlage von dem leichten Bauteil abgekoppelt ist. Bei einem oder mehreren an die Sammelleitung angeschlossenen Heizungsanlagen kann das in der zum Vorlauf führenden Anschlußleitung liegende Ventil geschlossen und das zum Rücklauf führende Ventil geöffnet sein. Auf diese Weise kann das leichte Bauteil der ersten Heizungsanlage über die Ringleitung mit einem oder mehreren schweren Bauteilen anderer Heizungsanlagen gekoppelt sein, um beispielsweise die Wärme- Speicherkapazität nichtgenutzter Räume für die Beheizung eines genutzten Raumes auszunutzen.

Dadurch, daß die Leitungsanschlüsse des bzw. der Heizkörper nach Anspruch 5 über Absperrventile wahlweise an den Vorlauf oder an den Rücklauf anschließbar sind, ergeben sich weij^re Möglichkeiten, die besonders für Gebäude mit Räumen unterschiedlicher Nutzung von Bedeutung sein können. Die in den leichten Bauteilen befindlichen Heizkörper und die in den schweren Bauteilen befindlichen Heizkörper können auf beliebige Weise miteinander verknüpft werden, so daß einzelne Räume die Wirkung von extrem schweren Bauteilen erhalten, indem die Heizkörper schwerer Bauteile von anderen nichtgenutzten Räumen zugeschaltet werden. Die passive Wärmegewinnung aus den Wärmespeicherkapazitäten der schweren Bauteile kann noch weiter verbessert werden, indem beispielsweise Heizkörper leichter Bauteile auf der Südseite mit Heizkörpern schwerer Bauteile auf der Nordseite gekoppelt werden.

Die Zeichnung zeigt beispielsweise Ausführungsformen einer Heizungsanlage nach der Erfindung, und es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Heizungsanlage,

Fig. 2 eine Heizungsanlage gemäß Fig. 1 in abgewandelter Ausführungsform,

F i g. 3 das Zusammenschalten mehrerer Heiztingsanlagen mittels einer gemeinsamen Sammelleitung, und

F i g. 4 eine Schaltung gemäß F i g. 3 in abgewandelter Ausführungsform.

Eine in einer Raumwand angeordnete Flächenheizungsanlage besteht aus den Heizkörpern 7, 8 (Fig. 1). Der Heizkörper 7 sitzt in der dem zu beheizenden Raum zugewandten Putzschicht 2. Die Putzschicht 2 ist durch eine wärmeisolierende Zwischenschicht 3 von dem Wandkern 4 getrennt, indem ein zweiter Heizkörper 8 angeordnet ist. Beide Heizkörper 7, H liegen in Reihe über eine die isolierende Zwischenschicht 3 durchgreifende Leitung 9. Der Heizkörper 7 ist durch eine Leitung an den Vorlauf 10, der Heizkörper 8 durch die Leitung 9 an den Rücklauf 11 des Heizwassers angeschlossen, das durch eine Heizvorrichtung 12 erwärmt und durch eine Pumpe i3 durch Vor- und Rücklauf 10 bzw. 11 gefördert wird.

Beim Heizungsbetrieb fließt das Heizwasser in Pfeilrichtung vom Vorlauf 10 durch den Heizkörper 7, durch die die isolierende Zwischenschicht 3 durchgreifende Leitung 9, den Heizkörper 8 zum Rücklauf 11. Hierbei sind die einen leichten Bauteil bildende Putzschicht 2 und der einen schweren Bauteil bildende Wandkern 4 miteinander gekoppelt durch die die isolierende Zwischenschicht 3 durchgreifende Leitung 9. so daß während des Heizungsbetriebes die in dem Wandkern 4 gespeicherte Wärme für die Raumheizung als passiver Wärfncgcwinn ausgenützt wird. Während der Nachtabsenkung ist der Wasserkreislauf unterbrochen, und damit ist der den schweren Bauteil bildende Wandkern 4 von der den leichten Bauteil bildenden Putzschicht 2 abgekoppelt, so daß während der Nachtabsenkung sich die Speicherkapazität des Kernes 4 nicht verzögernd auf die Absenkung der Raumtemperatur auswirken kann, und die das Sandwichelement bildende Flächenheizungsanlage ausschließlich als leichtes Bauteil wirkt. Die F i g. 2 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Heizungsanlage nach Fig. I, bei der die Leitung 9 mäanderartig die wärmeisolierende Zwischenschicht 3 zwischen den Heizkörpern 7 und 8, hin und her geführt, mehrfach durchstößt, wobei während des Heizungsbetriebes ein verbesserter Kopplungseffekt zwischen dem leichten Bauteil d. h. der Putzschicht 2 und dem schweren Bauteil d. h. dem Wandkern 4 bewirkt, und bei der Nachtabsenkung eine Entkopplung der Bauteile gegeben ist.

Durch die bessere Ausnutzung der Wärmekapazität des Wandkernes 4 kann der Wasserdurchlauf durch die Leitung 9 gegenüber der Ausführungsform gemäß F i g. 1 verringert werden, während bei der Nachtabsenkung der gleiche Entkoppelungseffekt gegeben ist.

Die F i g. 3 zeigt in schematischer Darstellung das Zusammenschalten mehrerer Heizungskörper eines Gebäudes. Es sind zwei Heizungskörper 1 bzw. Γ gemäß F i g. 1 gezeigt die in Parallellage zwischen dem Vorlauf 10 und dem Rücklauf Ii und einer Ausgleichs- oder Ringieitung 16 angeordnet sind Die von den Heizkörpern 7,8 bzw. T, 8' zum Vorlauf tO führenden Anschlußleitungen haben Absperrventile 14 bzw. 14', während in den Anschlußleitungen der Heizkörper 8 bzw. 8' zum Rücklauf 11 Absperrventile 15 bzw. 15' angeordnet sind. Bei dieser Anordnung läßt sich eine Verknüpfung der einzelnen Heizkörper 7, T erreichen. Beispielsweise können das Absperrventil 14 des Heizkörpers 7. das Absperrventil 15 des Heizkörpers 8 und das Ventil 15 des Heizkörpers 8' geöffnet sein, wogegen das Absperrventil 14 des Heizkörpers T geschlossen ist. In diesem Falle fließt das von der Pumpe 13 geförderte Wasser entsprechend der eingezeichneten Pfeile durch das Ventil 14, den Heizkörper 7, die Leitung 9, den Heizkörper 8 und das Ventil 15 vom Vorlauf 10 zum Rücklauf 11. Gleichzeitig fließt das Heizwasser in Pfeilrichtung durch die Ausgleichs- oder Ringleitung 16 und von dieser durch den Heizkörper 8' über das geöffnete Ventil 15' zum Rücklauf. Da das Ventil 14' des Heizkörpers T geschlossen ist, erfolgt in dem Raum, in dem die Heizungsanlage Γ vorgesehen ist, keine Heizung, sondern die WüniiespeiciierkäpaZiiäi der Heizungsanlage J' wird zusätzlich zur Wärmespeicherkapazität der Heizungsanlage 1 als passiver Wärmegewinn ausgenutzt.

Auf diese Weise können die Speicherkapazitäten nicht-' genutzer, das heißt nicht beheizter Räume zusätzlich als passiver Wärmegewinn ausgenutzt werden.

Die Fig.4 entsprächt der Fig.3 mit der Ausnahme, daß die Anschlußleitungen der Heizkörper 7,8 bzw. T, 8' über Ventile 14,14'; 15,15' sowohl an den Vorlauf 10 als auc^an den Rücklauf 11 der Heizwasserleitung angeschlossen sind. Auf diese Weise lassen sich durch entsprechende, gegebenenfalls zeitabhängig erfolgende Steuerung der Ventile 14,14', 15,15' die an der Ringleitung 16 liegenden Heizungsanlagen 1, Γ in beliebiger Weise ganz oder teilweise miteinander verknüpfen, so daß durch eine den jeweiligen Verhältnissen angepaßte Verknüpfung sich eine optimale Ersparnis der Heizungskosten ergibt. Wie in gestrichelten Linien dargestellt, kenne" die Ausgleichs- odsr Ringleitung 16. der Vorlauf 10 und der Rücklauf 11 der Heizwasserleitung durch eine Kurzschlußleitung 17 miteinander verbunden werden, die über ein Absperrventil 18 mit dem Vorlauf 10 und über ein Absperrventil 19 mit dem Rücklauf 11 verbunden ist Diese zusätzliche Kurzschlußleitung schafft bei entsprechender Steuerung der Ventile 18,19 weitere Möglichkeiten der Verknüpfung der an die Ringleitung 16 angeschlossenen Heizungsanlagen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Raumflächenheizungsanlage, bestehend aus in einer mehrschichtigen Wand oder einem mehrschichtigen Boden eines Raumes verlegbaren Heizkörpern, wobei dem Rauminneren eine erste Schicht zugewandt ist die ein leichtes Bauteil mit einer praktisch vernachlässigbaren Wärmespeicherkapazität ist, an das sich als Wandkern ein schweres Bauteil großer Wärmespeicherkapazität anschließt und das leichte und das schwere Bauteil durch eine wärmeisolierende Zwischenschicht voneinander getrennt sind und wobei in dem leichten Bauteil mindestens ein Heizkörper aus wasserdurchflossenen Rohren, insbesondere aus flexiblem Kunststoff, mit an den Heizwasservorlauf und -rücklauf angeschlossen sind, verlegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß auch in derj schweren Bauteil des Wandkerns (4) Die Erfindung bezieht sich auf eine Raumflächenheizungsanlage nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Eine solche Anlage ist aus der DE-OS 19 32 591 bekannt Sie ist aus einzelnen Heizwänden zusammengesetzt Die Heizwände weisen eine Reihe von an der Innenwand durch Haltewinkel gehaltene ineinandergreifende Platten aus Aluminium auf, die an der Rückseite von von Heizwasser durchströmten Rohrrn oder durch einen auf ihrer Rückseite aufgebrachten elektrisch leitenden Belag erwärmt werden. Die Innenwand besteht aus einer Isolierschicht auf der die Platten der Heizwand mittels abgewinkelter Auflageflächen aufliegen und die mit einer Mauer verbunden ist Diese be-Vannte Anlage hat den Nachteil, daß das Wärmespeichervermögen der Wand nicht ausgenutzt werden kann, sondern durch die auf der Oberfläche der Wand angeordnete thermische Isolierung eine Wärmespeicherung durch die Wand verhindert wird.

Aus der DE-OS 31 24 048 ist ein für die Flächenbehei-