DE3323056C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Warmwasser-Fußboden­ heizung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen.

Aus dem DE-Gebrauchsmuster 81 22 027 ist bereits eine Warmwasser-Fußbodenheizung mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1 bekannt. Hierbei sind jedoch die parallel zueinander liegenden Rohre in einer Stegdoppelplatte zu einer Einheit verbunden. Die offenen Enden der Stegdoppelplatte münden seitlich im Verteiler­ profil, die für den Vor- und Rücklauf des Wärme­ trägers verantwortlich sind.

Es ist jedoch schwierig, eine thermisch einwand­ freie Systemspreizung mit einer solchen Fußboden­ heizung herbeizuführen, d. h. eine zu starke Wärmewelligkeit zu vermeiden, wie sie durch die Fortlassung ganzer Stegdoppelplatten zwangs­ läufig herbeigeführt würde. Denn anders läßt sich mit Hilfe dieser Stegdoppelplatten eine Systemspreizung nicht durchführen, die jedoch ohne die störende Wärmewelligkeit oft gewünscht wird. So soll z. B. der Fußboden unter Möbel­ stücken, wie Schränken und Betten nicht so stark erwärmt werden wie der restliche freie Fußboden. Ebenso ist eine Systemspreizung er­ forderlich, wenn im zu beheizenden Raum ein Temperaturgradient hergestellt werden soll, derart, daß z. B. der Fußboden in Fensternähe mehr Wärme an die Umgebung abgeben soll als in Türnähe. Dadurch läßt sich eine Wärme­ konvektion im Zimmer realisieren. Derartige mehr oder weniger kontinuierliche Temperatur­ gradienten sind jedoch durch Weglassen ganzer Stegdoppelplatten nicht möglich. Darüber hinaus haben diese Stegdoppelplatten den Nachteil, daß sie nicht besonders belastbar sind; insbe­ sondere der Druck, der durch die Füße schwerer Möbel auf die Stegdoppelplatte wirkt, verursacht Störungen und Beschädigungen in der Stegdoppel­ platte. Daneben wird bei der vorbekannten Heizung im wesentlichen auf eine besondere Befestigung und Dichtung an der Verbindung von Stegdoppel­ platte und Verteilerrohr verzichtet. Statt dessen wird im System ein Unterdruck erzeugt, wodurch eine Kraft von außen nach innen auf die Verteiler­ rohre wirkt und diese dichtend an die Stegdoppel­ platte anlegt. Bei Ausfall des Unterdrucks kann somit das Wärmemedium austreten, was zur Be­ schädigung von Teppichböden und Möbeln führt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Warmwasser-Fußbodenheizung der eingangs genannten Art aus einzelnen Teilen aufzubauen, die nach bekannten Methoden der Thermoplastverar­ beitung hergestellt und zusammengebaut werden und mit denen eine thermisch einwandfreie Systemspreizung durchführbar ist.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit Hilfe der Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Gemäß der Erfindung sind die zu der Fußbodenheizung verschalteten Heizregister ausschließlich aus Rohren bzw. Rohrelementen aufgebaut, die aus Kunststoff bestehen und durch Extrudieren oder Spritzgießen herstellbar sind. Sie können nach hierfür bekannten Verbindungsverfahren zusammengebaut werden. Deswegen lassen sich für die Rohre die jeweils günstigsten Querschnitte für die flache Bauweise des Raum­ heizelementes wählen. Das jeweilige Raumheiz­ element läßt sich allen Fußbodendimensionen anpassen, welche namentlich bei der Altbausanierung in besonders extremen Abmessungen angetroffen werden. Unterschiedliche Flächen werden nämlich einerseits in der Längendimension durch ent­ sprechend gewählte Rohrlängen und in der Breiten­ dimension durch die wählbare Registerbreite, die praktisch beliebig ist, weil sie im wesent­ lichen nur von der Transportierbarkeit der Register abhängt, beherrscht. Diese Flächendi­ mensionen werden zweckmäßig nach vorgegebenen Systemgrößen gebildet, so daß Module entstehen, mit denen sich die meisten der vorkommenden Fußbodenabmessungen belegen lassen. Die System­ erstreckung braucht deswegen nicht in allen Fällen vorgenommen zu werden. Dort wo sie durch die speziellen Erfordernisse eines vorgegebenen Raumes, insbesondere von Räumen, die nachträg­ lich bei der Althaussanierung mit einer Fußboden­ heizung versehen werden sollen, erzwungen wird, bietet die erfindungsgemäße Fußbodenheizung die Möglichkeit, durch das Ver­ schließen einzelner Aussparungen der Leisten und das Weglassen der dazugehörigen Rohrlängen an beliebiger Stelle die Wärmeabgabe der Fußbodenheizung von Fall zu Fall so anzupassen, daß keine Wärmewelligkeit entsteht. Dadurch, daß die Raumheizelemente in einer Wärmedämmschicht unter einem Oberboden verlegt sind, wird der Druck, der z. B. durch schwere Möbel auf den Untergrund ausgeübt wird, gleichmäßig über das gesamte System verteilt.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß eine Fußbodenheizung aus wenigen Einzelteilen auch für Räume mit ungewöhnlichen Ab­ messungen hergestellt werden kann. Diese aus vorge­ fertigten Heizregistern an Ort und Stelle zusammengebaute Fußbodenheizung kann auch besonders flach ausgeführt werden, so daß eine kurze Ansprechzeit erreicht wird und mit dem sogenannten Selbstregeleffekt der Einfluß von Störgrößen minimiert wird, um Wärmeenergie ein­ zusparen. Deswegen eignet sich die Fußbodenheizung nach der Erfindung insbesondere für die Altbausanierung.

Vorzugsweise geht man so vor, daß in einem Heizregister eine gleiche Anzahl von Rohren parallel von dem vorlaufenden und eine dieser entsprechende Anzahl von Rohren von dem zurücklaufenden Heiz­ wasser durchströmt wird.

Zum Verschweißen benutzt man entweder das Heizwendelschweißen nach DIN 1910 oder Elektromuffen, die sich insbesondere für den Zusammenbau der Heizregister an der Baustelle eignen.

Die Forderung nach einer einerseits großflächigen Fußbodenheizung und nach einer vorteilhaften Lastverteilung andererseits läßt sich zweckmäßig mit den Merkmalen des Anspruchs 2 erfüllen. Dabei wird ein großer Teil der auf die Fußbodenheizung ausgeübten Last von der zwischen den Rohren befindlichen Isolierung aufgenommen, die beispielsweise aus einem Kunststoffhartschaum bestehen kann, der relativ hohe Flächenbelastungen erträgt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 schematisch und in Draufsicht eine nach­ träglich nach dem erfindungsgemäßen Ver­ fahren eingebaute Warmwasser-Fußboden­ heizung,

Fig. 2 in vergrößerter Darstellung ein Heizre­ gister im Längsschnitt durch eines der Rohre,

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III der Fig. 2,

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV der Fig. 2,

Fig. 5 in der Fig. 1 entsprechender Darstellung, jedoch vergrößert und teilweise aufge­ schnitten ein Heizregister gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Wiedergabe des vor- und rücklaufenden Heizwassers und

Fig. 6 mehrere Ausführungsformen von Rohren­ querschnitten.

Der in Fig. 1 dargestellte Raum hat vier Wände 1 bis 4 und einen Fußboden 5, sowie eine nicht dargestellte Raumdecke. Auf dem Fußboden ist ein Raumheizelement 7 verlegt. Dieses Raumheizelement hat seinerseits zwei Heizwasserkreise 8 bzw. 9. Jeder Heizwasserkreis hat eine Vorlaufleitung 10 bzw. 11 und eine Rücklaufleitung 12 bzw. 14. Die Heizwasserkreise sind gleich aufgebaut, so daß die Erfindung im folgenden hauptsächlich anhand des Kreises 8 näher beschrieben wird.

In die Vorlaufleitung 10 sind danach einzelne Heizregister 15 bis 21 eingebaut, wobei der Abstand der Heizregister durch Verbindungsrohre 22 vorgegeben sind. Dieser ist so gewählt, daß die entsprechenden Heizregister 23 bis 29 des Heizwasserkreises 9 zwischen die Heizregister 15 bis 21 des Kreises 8 eingeschachtelt werden können. Hierdurch wird die Fußbodenfläche mit dem Heizsystem voll abgedeckt.

Der grundsätzliche Aufbau eines Heizregisters ergibt sich aus den Darstellungen der Fig. 2 bis 5.

Gemäß Fig. 5 dient zum Anschluß des dort nicht dargestellten Verbindungsrohres 22 an jedem Ende eines Verteilerrohres 30 eine Kappe 31, welche mit der am anderen Ende des Rohres 30 befestigten Kappe 32 identisch ist. Parallel zu dem Rohr 30 verläuft ein Rohr 33, dessen Enden 34, 35 mit einer Abschlußkappe 36 ver­ schlossen sind, wobei die jedem Ende zugeordneten Abschlußkappen 36 identisch sind. Die Rohre 30 und 33 sind aus einem extrudierten Kunststoff­ rohr abgelängt, das den aus der Fig. 2 ersicht­ lichen Querschnitt aufweist. Dieser ist im wesentlichen rechteckförmig, wobei eine längere Recht­ eckseite 37 nach oben und in der Ebene des Oberbodens 38 orientiert ist, welcher im Ausführungsbeispiel nur schematisch wiedergegeben ist, aber dort aus einer Zementmörtelschicht 39 und einem Bodenbelag 40 besteht. Die flache Rechteckseite 37 verläuft parallel zu einer kürzeren flachen Rechteckseite 41, wodurch sich im Rohrquerschnitt ein Schenkel 42 ergibt, der im Gegensatz zu dem rechtwinkligen Profil­ schenkel 43 spitzwinklig verläuft und in einem Profilabschnitt 44 ausläuft, der parallel zu der längeren Rechteckseite 37 verläuft. Die an dieser Stelle des Querschnittes liegende Ver­ bindungswand des extrudierten und allgemein mit 45 bezeichneten Rohrquerschnittes ist entfernt oder weggelassen. Sie ist ersetzt durch eine Leiste 46, die zwischen den flachen Schenkel 44 und die längere Rechteckseite 37 des Rohrquerschnitts eingesetzt und festgelegt, z. B. festgeklebt ist und im folgenden Lochleiste genannt wird.

Wie man insbesondere aus der Fig. 5 entnimmt, sind Lochleisten 46 in jedem der Rohre 30, 33 in identischer Ausbildung befestigt. Diese Lochleisten besitzen, wie am Beispiel der Lochleiste 46 des Rohres 30 dargestellt, mehrere Aussparungen 47 bis 50, denen die Aussparungen 51 bis 54 der Lochleiste 46 des Rohres 33 entsprechen. Jede dieser Aussparungen liegt in einem Rohrstutzen 55 mit einem vorspringenden Rand, auf den das Ende 56 eines Rohres 57 aufgeschoben werden kann. Die Enden 56 bzw. 58 des Rohres 57 können mit den Stutzen 55 der dem Rohr 57 zugeordneten Aussparungen 47 u. 51 der Loch­ leisten 46 verklebt und dadurch festgelegt sein. Die Befestigung des Rohres 57 entspricht den Befestigungen der weiteren Rohre 59 bis 61, die in dem betreffenden Heizregister vorhanden sind.

In das Verteilerrohr 30 ist in der Mitte ein Verschluß 62 eingeklebt. Dieser Verschluß besteht aus einem Kunststoffkörper mit gekrümmten Wänden 63, 64, die den Heizwasserstrom umlenken und mehreren Aussparungen 65 bis 67, die der Gewichtserleichterung dienen. Ein solcher Verschluß kann seinerseits im Extrusionsverfahren hergestellt werden und wird in der jeweils benötigten Größe abgelängt. Ebenso sind die Rohre 57, 59 bis 61 einheitlich abgelängt und verlaufen parallel.

Das entsprechend dem Richtungspfeil 68 der Fig. 5 zulaufende Heizwasser wird vor dem Verschluß 62 auf die beiden Rohre 57, 59 als Vorlauf auf­ geteilt und im Verteilerrohr 33 auf die Rohre 60 u. 61 als Rücklauf aufgegeben. Es erreicht daher das Verteilerrohr 30 hinter dem Verschluß 62 und wird über die Anschluß­ kappe 32 gemäß dem Richtungspfeil 69 an das folgende Verbindungsrohr 22 und das nächste Register weitergegeben.

Wie man aus der Fig. 1 erkennt, wird die durch die Wände 2, 3 des Raumes gegebene Flächendimen­ sion des Raumheizelementes mit der entsprechend gewählten Länge der Rohre 57, 59 bis 61 be­ herrscht, die einheitlich abgelängt und in je einer Lochleiste 46 der Rohre 30 u. 33 be­ festigt sind. Die andere durch die Wände 1 u. 4 des Raumes vorgegebene Flächendimension erhält man dagegen durch die addierte Länge der parallelen Verbindungsrohre 22 der eben­ falls parallelen Verteilerohre 30 u. 33, in die seitlich je eine der Lochleisten 46 und stirnseitig je eine zur Verschaltung des be­ treffenden Registers in einem der Heizkreise 8, 9 die in der Anschlußkappe 31, 32 bzw. eine der Abdichtung der Rohrenden 34, 35 dienende Abschlußkappe 36 eingesetzt und befestigt ist. Wenn man dieses System spreizen will, geht man nach dem Muster des Heizregisters 15 vor. Dort sind die Aussparungen 48, 49 mit je einem Stopfen 70, 71 verschlossen, wobei die strichpunktiert dargestellten und zu den Aussparungen 48, 49 bzw. 52, 53 ge­ hörigen Rohrlängen 72, 73 weggelassen und deswegen in Fig. 1 strichpunktiert wiedergegeben sind. Entsprechende Verschlüsse 74, 75 befinden sich in den Aussparungen 52, 53 des Verteilerrohres 33. Man kann diese Spreizung des Systems auch an mehreren, gegebenenfalls an allen Heizregistern vorsehen.

In dem vorstehend beschriebenen Raumheizelement strömt das Heizwasser jeweils von den Vorlaufleitungen 10 u. 11 durch die hintereinandergeschalteten Register und über die am Ende dieses Vorlaufes sitzenden Krümmer 76, 77 in die Rücklaufleitung 12 bzw. 14. Für weniger große Räume kann es genügen, nur einen der Heizwasserkreisläufe 8, 9 vor­ zusehen, wobei man auch die Verbindungsrohre 22 weglassen kann, weil sich das System in der beschriebenen Weise durch örtliche Verschlüsse der Lochleisten und Weglassung der dazugehörigen Rohre, wie am Beispiel der Rohre 59, 60 vor­ stehend beschrieben, spreizen läßt.

Wie sich insbesondere aus der Fig. 4 ergibt, bettet man die Rohre, wie dort am Beispiel der Rohre 57, 59 dargestellt, in eine aus Polyure­ thanschaum bestehende Wärmedämmschicht 78 ein, in der man dem Rohrquerschnitt entsprechende Aussparungen 79 vorsieht. Diese Aussparungen können mit einer Aluminiumfolie 80 ausgekleidet sein, welche sich über die gesamte Oberfläche der Wärmedämmschicht 78 erstrecken kann. Die Wärmedämmschicht wird aus einzelnen Platten 81, 82 zusammengesetzt, mit denen die Fußbodenfläche belegt wird.

Die Aussparungen 79 sind im Ausführungsbeispiel der Fig. 4 rechteckig, weil der Querschnitt der Rohre 57, 59, der natürlich für das gesamte Raumheizelement in der Regel einheitlich ist, ebenfalls rechteckig gewählt wurde. Er besitzt dementsprechend zwei parallele längere und parallel zur Ebene des Oberbodens orientierte Profilseiten 83, 83′ und entsprechend kürzere, senkrecht zu den beschriebenen Ebenen verlaufende Profil­ seiten 84, 85.

Um die Tragfähigkeit dieser Querschnitte zu er­ höhen, sind die längeren Profilseiten 83, 83′ gemäß der rechts in Fig. 6 wiedergegebenen Ausführungsform mit einer von den beiden kürzeren Seiten 84, 85 ausgehenden zunehmenden Wandstärke ver­ sehen, wodurch das Einbeulen der Seiten 83, 83′ unter Belastung verhindert wird. Bei der links in Fig. 6 wiedergegebenen Darstellung sind die beiden längeren Seiten 83, 83′ mit einem mittleren Verbindungssteg 86 verbunden, der parallel zu den kürzeren Seiten 84, 85 verläuft. Alle die in den Figuren dargestellten Querschnitte lassen sich extrudieren. Das gilt natürlich auch für den Querschnitt der Verteilerrohre, der links in Fig. 2 dargestellt und vorstehend erläutert wurde.

Wie die Fig. 3 am Beispiel der Anschlußkappe 32 zeigt, hat diese ein rohrseitiges Ende 87, dessen Profil im wesentlichen dem Profil des Rohres entspricht, aber von diesem umschlossen wird und einen Flansch 88 aufweist, auf dem sich das Ende des Verteilerohres 30 abstützt. Das an den Flansch 88 anschließende Ende 89 der Anschlußkappe 32 paßt in den Endquerschnitt des Verbindungsrohres 22. Dieser bildet eine Muffe 90, die mit einer Heizwendel 91 bestückt ist. An Ort und Stelle wird beim Einschieben des Endes 89 in die Muffe 90 die Heizwendel an­ geschlossen und plastifiziert die ineinander­ steckenden Rohrenden, bis eine Verschweißung eintritt. Auf diese Weise lassen sich an der Baustelle die Verbindungsrohre 22 mit den Heizregistern auf einfache Weise und schnell, sowie zuverlässig und dicht verbinden. Die Heizregister werden im übrigen komplett angeliefert und sind nach entsprechenden Systembreiten bzw. -längen bemessen.

In einer Fertigungsanlage werden die auf System­ länge abgelängten Rohre 57 und 59 bis 61 auf einem Schweißtisch in Systembreite ausgelegt. Danach werden die beiderseits aufzubringenden Lochleisten 46 eingespannt und entsprechend der vorgewählten Systembreite am Vor- und Rücklauf verschweißt. Nachdem das Verteilerrohr 30 mit dem Verschluß 62 versehen ist, wird es mit bereits einge­ brachten Verschlußkappen 31, 32 mit seiner Lochleiste 46 verschweißt. In gleicher Weise erfolgt das Anbringen des Verteilerrohres 33. Dann läßt sich das Heizregister ausspannen.

Die Verbindungsschweißungen der einzelnen Register erfolgen auf der Baustelle mit Hilfe der oben be­ schriebenen Elektromuffen.

Claims (7)

1. Warmwasser-Fußbodenheizung, mit untereinander verbundenen Heizregistern, die auf einer Wärme­ dämmschicht unter einem Oberboden verlegt sind und durch gegenseitigen Anschluß verschaltet sind, wobei die Heizregister aus einheitlich abgelängten, parallel verlaufenden Rohren be­ stehen, die an ihren gegenüberliegenden Enden mit Verteilerrohren verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß aus Kunststoff bestehende Leisten (46) vorgesehen sind, wobei die Leisten (46) Aussparungen (47-50, 51-54) mit angeformten Rohrstutzen (55) aufweisen, auf die die aus Kunststoff bestehenden Rohre (57, 59-61) aufge­ steckt und befestigt sind, daß einander gegen­ überliegende Aussparungen (70, 71, 74, 75) durch Verschlußkappen verschließbar sind und daß an den Enden (34, 35) der Verteilerrohre (30, 33) Abschlußkappen (31, 32; 36) oder Verbindungsrohre (22) einsetzbar sind.

2. Warmwasser-Fußbodenheizung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Rohre ein Rechteckprofil haben, wobei entweder die Wandstärke ihrer Seiten (83, 83′) zur Mitte hin zunimmt oder die beiden Längsseiten längs ihrer Längsachse durch einen Profilsteg (86) untereinander ver­ bunden sind.

3. Warmwasser-Fußbodenheizung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (57, 59-61) mit den Leisten (46) und den Verteilerrohren (30, 33) verklebt oder verschweißt sind.

4. Warmwasser-Fußbodenheizung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre und Vertei­ lerrohre (57, 59-61; 30, 33) mit je einer Recht­ eckseite (37, 83) parallel zu den Ebenen des Oberbodens (39, 40) und der Wärmedämmschicht (78) angeordnet sind.

5. Warmwasser-Fußbodenheizung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilerrohre (30, 33) parallel zueinander versetzt angeordnet sind, wobei zueinander fluchtende Verteilerrohre durch Verbindungsrohre (22) verbunden sind.

6. Verfahren zum Fertigen einer Warmwasser-Fußboden­ heizung nach Patentanspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß auf der Wärmedämmschicht einzelne Rohre verlegt werden und an ihren beiden Enden an je einer mit Aussparungen versehenen Leiste befestigt werden, wobei zum Erzeugen einer vor­ gegebenen Temperaturverteilung bestimmte ein­ ander gegenüberliegende Aussparungen in den Leisten verschlossen werden und die betreffenden Rohre weggelassen werden, wonach die Verteiler­ rohre auf den Leisten befestigt werden, und an den Enden der Verteilerrohre Abschlußkappen oder Verbindungsrohre eingesetzt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in den Verteilerrohren vor dem Ansetzen der betreffenden Leiste im Bereich zwischen zwei Aussparungen der Leiste ein den Heizwasserfluß umlenkender Verschluß eingesetzt wird.