DE3217498A1

DE3217498A1 - Verfahren zur waermerueckgewinnung aus verlusten von flaechenheizungen sowie vorrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens

Info

Publication number: DE3217498A1
Application number: DE19823217498
Authority: DE
Inventors: geb. Weckauf Helga 4050 Mönchengladbach Fermen
Original assignee: FERMEN GEB WECKAUF HELGA
Current assignee: Brust Michael 4053 Juechen De
Priority date: 1982-05-10
Filing date: 1982-05-10
Publication date: 1983-11-10
Also published as: DE3217498C2

Description

Verfahren zur Wärmerückgewinnung aus Verlusten von Flä-
chenheizungen sowie Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wärmeruckgewinnung aus Verlusten von Flächenheizungen sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Die Ausbildung einer Flächenheizung, insbesondere einer Fußbodenheizung, wird insbesondere von dem erforderlichen Wärmefluß an die zu beheizenden Räume bestimmt. Bei Fußbodenheizungen tritt grundsätzlich ein Wärmefluß "nach oben" und ein Wärmefluß "nach unten" auf. Der erstgenannte Wärmefluß dient zur Beheizung des Raumes, während der Wärmefluß "nach unten" Verlustwärme darstellt. Je nach der Ausbildung des zu beheizenden Gebäudes kann sich unterhalb der Fußbodenheizung Erdreich, ein nicht beheizter Kellerraum, eine Garage, eine Durchfahrt od. dgl. befinden. In diesen Fällen ist die "nach unten" geleitete Wärme verloren. Befinden sich unterhalb des zu beheizenden Raumes weitere zu beheizende Räume, so kommt zwar die "nach unten" geleitete Wärme der Beheizung dieser Räumlichkeiten zugute; diese Wärme geht jedoch dem eigentlich zu beheizenden Raum verloren.
Zur Begrenzung der Wärmeleitung "nach unten" ist es bekannt, unterhalb der Flächenheizung eine Isolierschicht anzuordnen. Deren Wirksamkeit hängt nicht nur von der Isolierwirkung des Isolierstoffes, sondern auch von anderen Parametern ab, wie beispielsweise der Art des Fußbodenbelages, der spezifischen Wärmeleistung, der Fußbodenoberflächentemperatur, der Temperatur unterhalb des zu behei- zenden Raumes u. dgl..
Berechnungen zeigen, daß die trotz Isolierschichten auftretenden Wärmeverluste "nach unten" bei einer Isolierschichtdicke von beispielsweise 30 mm in der Größenordnung zwischen 23 W/m2 und 9 W/m2 liegen. Bei einer Isolierschichtdicke von 90 mm betragen die Werte immerhin etwa 9 W/m2 bis 5 W/m2. Eine Verdreifachung der Isolierschichtdicke bewirkt somit lediglich eine Verringerung der Wärmeverluste um die Hälfte. Gleichwohl sind auch bei stark ausgebildeter Isolierschicht immer noch beträchtliche Wärmeverluste "nach unten" vorhanden. Diese Wärmeverluste können bei Fußbodenheizungen bis zu 20 % der an den zu beheizenden Raum abzugebenden Wärmemenge betragen.
Der Erfindung liegt zur Behebung bzw. Verminderung der vorstehend geschilderten Nachteile die Aufgabe zugrunde, die auftretende Verlustwärme möglichst vollständig dem zu beheizenden Raum zuzuführen.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die an der dem Raum abgewandten Seite der Flächenheizung auftretende Verlustwärme von einer im wesentlichen aus Außenluft (Frischluft) bestehenden Luftströmung aufgenommen und dem zu beheizenden Raum zugeführt wird. Durch die Zuführung der Verlustwärme mit der Luftströmung in den zu beheizenden Raum wird erreicht, daß gegenüber der bisher aufzuwendenden Wärmeleistung bei gleicher Raumtemperatur von der Flächenheizung her eine geringere Wärmeleistung als bisher erforderlich ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß eine Belüftung des zu beheizenden Raumes erfolgt. Insbesondere bei modernen Gebäuden, bei denen besonderer Wert auf Fugendichtigkeit der Fenster und Außentüren gelegt wird, ist eine Belüftung erforderlich. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren entsteht durch die Luftßtrömung in dem zu beheizenden Raum bzw. in den zu beheizenden Räumen ein leichter Überdruck. Da üblicherweise in Küchen, Fluren, WCs u. dgl. Ablufteinrichtungen vorgesehen sind, welche u.a. die Aufgabe haben, die in diesen Räumen auftretenden Gerüche von den anderen Räumen fernzuhalten, kann infolge des Überdruckes Luft aus den zu beheizenden Räumen einströmen. Somit wird die in die Küchen, Flure etc. nachströmende Luft, die üblicherweise durch geöffnete Fenster oder anderweitige Öffnungen unkontrolliert einströmt, bei der Erfindung durch die kontrollierte Luftströmung ersetzt.
Die Erfindung ist insbesondere bei Mehrfamilienhäusern vorteilhaft, da die Verlustwarme nicht der unter dem zu beheizenden Raum liegenden, meist fremden Wohnung, sondern der zu beheizenden (eigenen) Wohnung zugeführt wird.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Raumtemperatur durch Mengenregelung der Luftströmung auf einer konstanten Temperatur gehalten werden kann, was bei Flächenheizungen ansonsten nur in begrenztem Rahmen möglich ist.
Bei Einsatz der Erfindung in Bürogebäuden ist von Vorteil, daß die in derartigen Gebäuden meist vorgesehenen Zwangslüftungsanlagen nunmehr in Fortfall kommen können. Die Zwangslüftungsanlagen weisen meist unterhalb der Decke angeordnete Luftführungskanäle auf. Die Erfindung ermöglicht demgegenüber eine kleinere Geschoßhöhe bei gleicher Raumhöhe, wodurch sich beispielsweise die Baukosten verringern.
Die gemäß der Erfindung vorgesehene Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist in den Vorrichtungsansprüchen beschrieben. Die Ausbildung der Flächenkanalanordnung nach Art einer Luftpolsterfolie hat u.a. den Vorteil, daß diese Polster bei Fußbodenheizungen eine zusätzliche Trittschalldämmung bilden. Bei nach Art einer Luftpolsterfolie ausgebildeter Flächenkanalanordnung kann der Anteil der Zwischenräume zu dem Flächenanteil der Noppen so gewählt werden, daß der Flächenanteil der die Kanäle bildenden Zwischenräume wesentlich größer als der Flächenanteil der Luftpolster ist.
Aus physiologischen und hygienischen Gründen ist ein Luft wechsel von mindestens 0,5 pro Stunde erforderlich. Die erfindungsgemäß vorgesehene Maßnahme hat den Vorteil, daß die durch den Luftwechsel erforderliche, relativ geringe Luft menge mit kleinen Luftgeschwindigkeiten und dementsprechend gutem Wärmeübergang der Verlustwärme an die Luftstrbmung erzielt werden kann.
Wenn die Luftauslässe an einer Begrenzungsseite oder an mehreren Begrenzungsseiten der Flächenheizung angeordnet werden, hat dies den Vorteil, daß die Luftströmung so geleitet werden kann, daß sie an Begrenzungswänden des zu beheizenden Raumes bzw. längs von Fenstern nach oben strömt und dadurch die Oberflächentemperatur dieser Bauelemente erhöht.
Da bei der Dimensionierung einer Fußbodenheizung die Empfindungstemperatur und die mittlere Temperatur von FuBboden, Wänden und Decke des zu beheizenden Raumes berUcksichtigt werden, wird durch die Erhöhung der Wand- und/oder der Fenstertemperatur gemäß der Erfindung die erforderliche Raumlufttemperatur niedriger, da die Empfindungstemperatur bei gesunden Menschen konstant ist. Somit erzielt man durch die geringere erforderliche Raumlufttemperatur einen zusätzlichen Energieeinspareffekt.
Da in Wohnhäusern (Mehrfamilienhäusern) durch die in unterschiedlichen Höhen angeordneten Geschosse statisch unterschiedliche Druckverhältnisse auftreten, können die Druckverhältnisse durch regelbare Luftauslaßvorrichtungen abgestimmt werden.
Weiterhin ist bei der Erfindung vorteilhaft, daß die Flächenkanalanordnung preiswert erstellt werden kann.
In Räumen mit hoher Luftfeuchtigkeit, insbesondere Schwimmbädern, wird durch den Wegtransport der Feuchtigkeit ein häufiger Luftwechsel qrforderlich. Die feuchte Luft wird in Spezialgeräten entfeuchtet und durch die freiwerdende Entfeuchtungsenergie auf Raumtemperatur- aufgeheizt. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die bei der Entfeuchtung freiwerdende Energie deW Raum zu Heizzwecken dadurch zugeführt werden, daß unterhalb der Rohrleitung der Flächenheizung in der Isolierung weitere Kanalanordnungen vorgesehen sind, denen diese erwärmte Luft zuführbar ist, wobei die erwähnten weiteren Kanalanordnungen in die Luftauslässe münden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch ein Gebäude mit einer Vorrichtung gemäß der Erfindung; Fig. 2 eine schematische perspektivische Darstellung eines düsenförmigen Verteilerelementes; Fig. 3 eine schematische perspektivische Darstellung eines Abschnittes einer nach Art einer Luftpolsterfolie ausgebildeten Flächenkanalanordnung; Fig. 4 eine schematische perspektivische Darstellung eines Abschnittes von als Reihendüsen ausgebildeten Luftauslässen; Fig. 5 eine schematische perspektivische Darstellung von oberhalb der Luftauslässe anzuordnenden regelbaren Luftauslaßvorrichtungen.
Ein in Fig. 1 schematisch dargestellter Gebäudeabschnitt weist Betondecken 2, Innenwände 3 und eine Außenwand 4 auf, die als Ziegelwand 5 mit Isolierschicht 6 und Verblendmauerwerk 7 ausgebildet ist. In der Außenwand 4 sind schematisch dargestellte Fenster 8 angeordnet. Eine Fensterbank ist mit 9 bezeichnet.
Oberhalb der Betondecke 2 ist eine als Fußbodenheizung ausgebildete Flächenheizung angeordnet, die oberhalb einer Isolierschicht 10 in Estrich 11 eingebettete Rohrleitungen 12 aufweist, denen Warmwasser von einer (nicht im einzelnen dargestellten) Einrichtung aus zuführbar ist. Der Bodenbelag selbst ist mit 13 bezeichnet.
Gemäß der Erfindung ist unterhalb der Isolierschicht 11 und oberhalb der Betondecke 2 eine insgesamt mit 14 bezeichnete Flächenkanalanordnung angebracht. Diese ist nach Art einer Luftpolsterfolie (Fig. 3) ausgebildet, bei der ein Flächenelement 15 mit Luft ausgefüllte Noppen 16 aufweist. Die Zwischenräume 17 zwischen den Noppen sind sämtlich miteinander verbunden und werden bei der Erfindung als Luftkanäle genutzt. Die so gebildeten Luftkanäle stehen über düsenförmige Verteilerelemente 19 (Fig. 2) mit einem Zentralkanal 18 in Verbindung, derart, daß von dem Zentralkanal 18 zugeführte Außenluft (Frischluft) den Zwischenräumen zwischen den Noppen 16 in Pfeilrichtung A zugeführt wird. Die Zwischenräume 17 münden in als Reihendüsen 20 ausgebildete Luftauslässe. Die Luft, die in Pfeilrichtung B aus der Flächenkanalanordnung ausströmt und den Reihendüsen zugeführt wird, wird durch die von der Isolierschicht 10 nach unten abgegebene Verlustwärme der Fußbodenheizung erwärmt. Die Luft strömt dann aus den Reihendüsen 20 in Pfeilrichtung C aus, und zwar entweder direkt in den zu beheizenden Raum 21 oder die Luft strömt durch regelbare Luftauslaßvorrichtungen 21 aus, welche mit Regelelementen 22 und Luftauslaßöffnungen 23 versehen sind.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können in der Isolierung 10 weitere Kanalanordnungen 24 vorgesehen sein, denen erwärmte Luft von einem weiteren Zentralkanal 25 aus zuführbar ist. Die Wärmequelle zur Erwärmung dieser Luft kann beispielsweise aus Entfeuchtungsgeräten stammen. Die Kanalanordnungen 24 münder ebenfalls in die Luftauslässe 20. Leerseite

Claims

Verfahren zur Wärmerückgewinnung aus Verlusten von Flächenheizungen sowie Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens Patentansprüche Verfahren zur Wärmerückgewinnung aus Verlusten von Flächenheizungen, dadurch gekennzeichnet, daß die an der dem zu beheizenden Raum abgewandten Seite der Flächenheizung auftretende Verlustwärme von einer im wesentlichen aus Außenluft (Frischluft) bestehenden Luftströmung aufgenommen und dem zu beheizenden Raum zugeführt wird.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Isolierung (10) der Flächenheizung eine Flächenkanalanordnung vorgesehen ist, und der Flächenkanalanordnung Außenluft oder Mischluft von einem Zentralkanal (18) aus zuführbar ist, und die Flächenkanalanordnung in Luftauslässe (20) mündet.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächenkanalanordnung nach Art einer Luftpolsterfolie bzw. Noppenfolie (14) ausgebildet ist, wobei die Zwischenräume (17) zwischen den Luftpolstern bzw. Noppen (16) die Kanäle bilden.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn- zeichnet, daß der Zentralkanal (18) und die Kanäle der Flächenkanalanordnung huber ein düsenförmiges Verteilelement (19) miteinander verbunden sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4s dadurch gekennzeichnet, daß die Luftauslässe (20) als Reihendüsen ausgebildet sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Reihendüsen in der Länge der Reihendüsen entsprechender Länge regelbare Luftauslaßvorrichtungen (21) angeordnet sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftauslässe (20) an einer Begrenzungsseite oder mehreren Begrenzungsseiten der Flächenheizung angeordnet sind.
8. Vorrichtung, insbesondere nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Rohrleitung der Flächenheizung in der Isolierung weitere Kanalanordnungen (24) vorgesehen sind, denen erwärmte Luft von einem weiteren Zentralkanal (25) aus zuführbar ist, und die in die Luftauslässe (20) münden.