DE3523574A1 - Fussbodenheizung und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Fussbodenheizung mit von einem Wärmeträgermedium durchströmten Heizungsrohren, und ein Verfahren zur Herstellung einer Fussboden­ heizung.

Bei bekannten Fussbodenheizungen werden Heizungsrohre aus VPE- oder PPC-Kunststoff in einer selbstnivellie­ renden Fussbodenschicht beispielsweise aus Estrich ver­ legt. Dabei weisen die Heizungsrohre üblicherweise einen kreisrunden Querschnitt auf und wird die vom Wärmeträgermedium abgegebene Wärmemenge gleichmässig in alle Richtungen gelenkt. Das bedeutet, dass die Wärmemenge sowohl zur Oberseite des Fussbodens, als auch mit gleichen Anteilen zur Seite und nach unten abgegeben wird. Da bei einer solchen Fussbodenheizung also ein erheblicher Teil der Wärmemenge an die Unter­ seite der Heizungsrohre abgegeben wird, ist es erfor­ derlich, zwischen dem tragenden Teil eines Fussbodens beispielsweise in Form einer Rohbetondecke, und den in einer Estrichschicht befindlichen Heizungsrohren eine wärmeisolierende Dämmschicht anzu­ ordnen. Ein weiterer Mangel der bekannten Fussboden­ heizungen besteht vor allem darin, dass sie durch die Speichereigenschaften der Estrichschicht, in welcher die Heizungsrohre angeordnet sind, nur sehr träge rea­ giert, so dass eine Regelung der bekannten Fussboden­ heizungen nur sehr schwierig möglich ist.

Deshalb liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Fussbodenheizung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher die im Wärmeträgermedium vorhandene Wärmeenergie verbessert ausgenutzt wird, und die nicht so träge ist wie eine bekannte Fussboden­ heizung, so dass sie besser geregelt werden kann, sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung anzugeben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Heizungsrohre einen derartigen Querschnitt aufwei­ sen, dass die im Wärmeträgermedium vorhandene Wärmeener­ gie richtungsabhängig an den Fussboden abgegeben wird, wobei der Hauptteil der Wärmeenergie zur Oberseite der Heizungsrohre gerichtet ist. Je nach der Ausbildung des Querschnittes der Heizungsrohre werden 80 bis 90% der Wärmemenge gezielt zur Oberseite der Heizungsrohre gerichtet, während die restlichen 10 bis 20% zur Seite bzw. nach unten gerichtet sind. Die nach oben gerichte­ te Wärmemenge dient zur schnellen Erwärmung des Fussbo­ dens, während die seitlich bzw. nach unten gerichtete restliche Wärmemenge in der die Heizungsrohre umgeben­ den, die Wärme relativ schlecht leitenden Masse ver­ bleibt und dort gespeichert wird.

Die Heizungsrohre der erfindungsgemässen Fussbodenhei­ zung weisen vorzugsweise einen Querschnitt auf, der zu ihrer Oberseite hin erweitert ausgebildet ist. Dabei können die Heizungsrohre einen trapezförmigen Querschnitt aufweisen, wobei die Oberseite jedes Heizungsrohres von der langen Grundlinie des trapezförmigen Querschnittes gebildet ist.

Bei einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemässen Fussbodenheizung weisen die Heizungsrohre einen drei­ eckigen Querschnitt auf, wobei die Oberseite des Hei­ zungsrohres von der Grundlinie des dreieckigen Quer­ schnittes gebildet ist. Unabhängig davon, ob die Hei­ zungsrohre einen trapezförmigen oder dreieckigen Quer­ schnitt aufweisen, wird der Hauptteil der Wärmeenergie zur Oberseite der Heizungsrohre gerichtet, so dass nur der verbleibende Restteil der Wärmeenergie in der Grös­ senordnung zwischen 10 und 20% in das die Heizungsrohre umgebende wärmeisolierende Material abgegeben wird und dort als sog. Stützwärme zur Verfügung steht.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Heizungsrohre zur Reduktion der Wärmeleitung durch die Seitenwände hindurch an den Seitenwänden mit Hohlräumen zu versehen. Diese Hohlräume können mit Luft oder mit einem anderen wärmeisolierenden Material gefüllt sein. Durch die Hohl­ räume wird die im die Heizungsrohre durchströmenden Wärmeträgermedium vorhandene Wärmeenergie weiter verbes­ sert durch die Oberseite der Heizungsrohre geleitet, so dass eine Regelung der Fussbodenheizung noch schneller möglich ist.

Zur weiteren Verbesserung der Wärmeabgabe an die Ober­ seite des Heizungsrohres weisen insbesondere die Heizungs­ rohre mit trapezförmigem Querschnitt an der Unterseite mindestens einen zusätzlichen Hohlraum auf. Selbstver­ ständlich kann auch ein einen dreieckförmigen Querschnitt aufweisendes Heizungsrohr auf der Unterseite mindestens einen Hohlraum aufweisen.

Die Heizungsrohre können aus Kunststoff bestehen und auf ihrer Oberseite mit einer Metallschicht versehen sein. Diese Metallschicht kann auf der Oberseite des Heizungs­ rohres aufkaschiert sein. Sie gewährleistet eine gezielte Energieverteilung und einen Oberflächenschutz. Außerdem ergibt sich mit ihr eine verbesserte Wärmeabstrahlung von der Oberseite der Fussbodenheizung, so dass die Wärme noch schneller abgegeben und die Regelung der Fussboden­ heizung noch einfacher und schneller möglich ist.

Erfindungsgemäss können eine Anzahl Heizungsrohre von­ einander beabstandet in gegenüberliegende Verbindungs­ elemente einmünden. Dabei können die Heizungsrohre ein­ fach gerade ausgebildet und beispielsweise in einem Extrudiervorgang hergestellt sein. Die Verbindungsele­ mente können derartig ausgebildet sein, dass die in sie einmündenden Heizungsrohre mäanderförmig hinterein­ andergeschaltet sind. Vorzugsweise sind die Heizungs­ rohre der erfindungsgemässen Fussbodenheizung jedoch zwischen den beiden Verbindungselementen fluidisch parallelgeschaltet, wobei das eine Verbindungselement mit einem Einlassorgan und das gegenüberliegende Verbin­ dungselement mit einem Auslassorgan für das Wärmeträger­ medium versehen ist. Die Parallelschaltung der Heizungs­ rohre weist den Vorteil auf, dass die Wärmeenergie über eine zu beheizende Fussbodenfläche gleichmässiger ver­ teilt wird als bei einer Fussbodenheizung mit mäander­ förmig in Serie geschalteten Heizungsrohren. Das Ver­ bindungselement mit dem Einlassorgan wird bei der er­ findungsgemässen Fussbodenheizung vorzugsweise an der von einer Versorgungsleitung am weitesten entfernten Stelle und das Auslassorgan an der der Versorgungslei­ tung für das Wärmeträgermedium am nächsten kommenden Stelle angeordnet. Bei dem die Heizungsrohre durchströ­ menden Wärmeträgermedium handelt es sich vorzugsweise um Warmwasser.

Die Heizungsrohre können auf ihrer der Oberseite gegen­ überliegenden Unterseite zur ebenen Befestigung der Heizungsrohre auf einer Fussbodenschicht mit Verankerungs­ gliedern versehen sein. Bei dieser Fussbodenschicht kann es sich um eine ausnivellierte Estrichschicht handeln, auf der die Heizungsrohre mit den Verankerungsgliedern befestigt werden, bevor der Zwischenraum zwischen den Heizungsrohren mit einer selbstnivellierenden Füllmasse vergossen wird. Die Befestigung der Heizungsrohre wird deshalb vorgeschlagen, weil die erfindungsgemässen, sich zur Oberseite hin erweiternden Heizungsrohre sonst durch die Auftriebskräfte der Füllmasse während des Ausgiessens der Zwischenräume zwischen den Heizungsrohren hochgeho­ ben werden könnten. Bei den Verankerungsgliedern kann es sich um Klebestreifen, um an die Heizungsrohre ange­ formte streifenförmige Flachanker o. dgl. handeln. Hei­ zungsrohre mit angeformten streifenförmigen Flachankern können beispielsweise auf dem selbstnivellierten Estrich­ boden festgenagelt oder festgeschraubt werden.

Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung einer Fussbodenheizung, wobei die Heizungsrohre voneinander beabstandet verlegt und vergossen werden, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Heizungsrohre auf der ausni­ vellierten Fussbodenschicht verlegt werden und dass der Zwischenraum zwischen den Heizungsrohren mit einer selbstnivellierenden Masse vergossen wird. Beim erfin­ dungsgemässen Verfahren werden die Heizungsrohre also nicht allseitig von der selbstnivellierenden Masse um­ geben, so dass die Wärmemenge von den Heizungsrohren allseitig in die die Heizungsrohre umgebende selbst­ nivellierende Masse eingeleitet wird. Erfindungsgemäss wird der Zwischenraum zwischen den Heizungsrohren genau bis zur Oberseite der Heizungsrohre ausgegossen, so dass die Oberfläche der Masse mit der Oberseite der Heizungsrohre eine gemeinsame Ebene bildet. Dadurch, dass die Oberseite der Heizungsrohre nicht mit der selbstnivellierenden, die Wärme relativ schlecht lei­ tenden Masse bedeckt ist, sondern freiliegt, ergibt sich der Vorteil, dass die vom Wärmeträgermedium durch die Heizungsrohre geleitete Wärmeenergie bevorzugt an die Oberseite der Heizungsrohre abgegeben wird und sehr schnell zur Raumheizung zur Verfügung steht. Nur ein relativ geringer Teil der vom Wärmeträgermedium abge­ gebenen Wärmemenge dringt in die neben den Heizungs­ rohren vorhandene selbstnivellierende Masse ein und steht dort als sog. gespeicherte Stützwärme zur Ver­ fügung.

Der Zwischenraum zwischen den Heizungsrohren wird vor­ zugsweise mit einer Masse ausgegossen, die PVC-Pulver, Quarzsand und Bindemittel enthält, wobei das Gewichts­ verhältnis von PVC-Pulver zu Quarzsand gross ist. Da­ durch, dass diese Masse selbstnivellierend ist, ergibt sich neben der bereits beschriebenen Speicherwirkung der weitere Vorteil, dass durch die Selbstnivellierung eine hohe Fussbodenqualität bezüglich Ebenheit und Ober­ flächenrauhigkeit erzielt wird.

Damit die Heizungsrohre beim Ausgiessen der Zwischen­ räume zwischen den Heizungsrohren nicht aufgeschwemmt werden, sondern eben liegenbleiben, werden beim erfin­ dungsgemässen Verfahren die Heizungsrohre vor dem Aus­ giessen des Zwischenraumes zwischen den Heizungsrohren mit den Verankerungsgliedern auf der ausnivellierten Fussbodenschicht festgelegt. Nach dem Ausgiessen der Zwischenräume zwischen den Heizungsrohren ist es mög­ lich, unmittelbar auf der ebenen Oberseite der Fuss­ bodenheizung Bodenfliesen, einen Bodenbelag, o. dgl. zu verlegen. Über die Oberseite der Heizungsrohre wird die Wärmemenge vergleichsweise schnell abgestrahlt, so dass es möglich ist, die erfindungsgemässe Fussbodenheizung schnell zu regeln und die erfindungsgemässe Fussboden­ heizung in besonders vorteilhafter Weise mit einer direkten Raumregelung auszugestalten. Andererseits be­ sitzt die erfindungsgemässe Fussbodenheizung in der seitlich neben den Heizungsrohren befindlichen selbst­ nivellierenden Masse einen Speicherkern, der eine sog. gespeicherte Stützwärme in Bereitschaft hält. Ein wei­ terer Vorteil der erfindungsgemässen Fussbodenheizung besteht darin, dass ihre Gesamteinbauhöhe vergleichs­ weise gering ist, so dass die erfindungsgemässe Fuss­ bodenheizung nicht nur im Neubaubereich, sondern auch bei der Altbau-Sanierung zur Anwendung gelangen kann. Die Gesamteinbauhöhe beträgt ca. 15 bis 18 mm. Selbst­ verständlich sind auch andere Abmessungen möglich.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungs­ beispielen einer erfindungsgemässen Fussbodenheizung. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Fussbodenheizung mit zwischen zwei Verbindungselementen prallel an­ geordneten Heizungsrohren,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Schnittlinie II-II aus Fig. 1, und

Fig. 3 einen der Fig. 2 entsprechenden Schnitt durch eine andere Ausführungsform einer erfindungs­ gemässen Fussbodenheizung.

Fig. 1 zeigt eine Anzahl nebeneinander angeordneter ge­ radliniger Heizungsrohre 10, die mit ihren gegenüber­ liegenden Enden in Verbindungselemente 12 und 14 ein­ münden. Mittels der einen rechteckigen Rohrquerschnitt aufweisenden Verbindungselemente 12 und 14 werden die Heizungsrohre 10 fluidisch zueinander parallel geschal­ tet. Die Bezugsziffer 16 kennzeichnet ein Einlassorgan und die Bezugsziffer 18 ein Auslassorgan für das Wärme­ trägermedium.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch zwei Heizungsrohre 10, die einen dreieckförmigen Querschnitt aufweisen. Die Heizungsrohre 10 sind auf ihrer Oberseite mit einer Me­ tallschicht 20 versehen, die auf die Heizungsrohre 10 aufkaschiert ist. Zur Reduktion der Wärmeleitung durch die Seitenwände 22 der Heizungsrohre 10 hindurch, sind an den Seitenwänden 22 Hohlräume 24 vorgesehen, die bei­ spielsweise mit Luft oder mit einem anderen wärmeisolie­ renden Material gefüllt sind. Durch die sich nach unten verjüngenden Querschnitte der Heizungsrohre 10 und durch die Hohlräume 24 an den Seitenwänden 22 der Heizungs­ rohre 10 wird nur ein verhältnismässig geringer Anteil der Wärmeenergie in der Grössenordnung zwischen 10 und 20% durch die Seitenwände 22 an die selbstnivellierende Masse 26 abgegeben, die seitlich neben den Heizungsroh­ ren 10 vorgesehen ist, und die mit den Heizungsrohren 10 eben abschliesst. Damit die Heizungsrohre 10 beim Aus­ füllen der Zwischenräume mit Masse 26 nicht aufschwimmen, sind die Heizungsrohre 10 mit den an ihnen angeformten Flachankern 28 auf einer Fussbodenschicht 30 befestigt. Die Befestigung der Heizungsrohre 10 kann beispielsweise mittels Nägeln oder Schrauben, die in dieser Figur durch strichpunktierte Linien 32 angedeutet sind, geschehen. Mit der Bezugsziffer 34 ist eine wärmedämmende Schicht und mit der Bezugsziffer 36 ein Rohbetonboden bezeich­ net.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch ein einen trapezförmi­ gen Querschnitt aufweisendes Heizungsrohr 10, das an sei­ nen Seitenwänden 22 und an seiner Unterseite 38 Hohl­ räume 24 und 40 aufweist. Auf der Oberseite des Heizungs­ rohres 10 ist eine Metallschicht 20 aufkaschiert, die mit einer neben den Heizungsrohren 10 befindlichen selbst­ nivellierenden Masse 26 in einer Ebene fluchtet. Das trapezförmige Heizungsrohr 10 ist mit einem Klebestrei­ fen 42 auf einer ebenen Fussbodenschicht, z. B. einer selbstnivellierenden Estrichschicht, festgeklebt. Mit den Bezugsziffern 34 und 36 sind auch in dieser Figur eine wärmedämmende Schicht und ein Rohbetonboden be­ zeichnet.

Claims (15)

1. Fussbodenheizung mit von einem Wärmeträgermedium durchströmten Heizungsrohren, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizungsrohre (10) einen derartigen Quer­ schnitt aufweisen, dass die im Wärmeträgermedium vorhandene Wärmeenergie richtungsabhängig an den Fussboden abgegeben wird, wobei der Hauptteil der Wärmeenergie zur Oberseite der Heizungsrohre (10) gerichtet ist.

2. Fussbodenheizung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Heizungsrohre (10) einen Quer­ schnitt aufweisen, der zu ihrer Oberseite hin er­ weitert ausgebildet ist.

3. Fussbodenheizung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizungsrohre (10) einen trapezförmigen Querschnitt aufweisen, wobei die Oberseite jedes Heizungsrohres (10) von der langen Grundlinie des trapezförmigen Querschnittes gebil­ det ist.

4. Fussbodenheizung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizungsrohre (10) einen dreieckigen Querschnitt aufweisen, wobei die Ober­ seite jedes Heizungsrohres (10) von der Grundlinie des dreieckigen Querschnittes gebildet ist.

5. Fussbodenheizung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizungsrohre (10) zur Reduktion der Wärmeleitung durch die Seitenwän­ de (22) hindurch an den Seitenwänden (22) mit Hohl­ räumen (24) versehen sind.

6. Fussbodenheizung nach Anspruch 3 oder 5, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Heizungsrohre (10) an der Unterseite (38) mindestens einen Hohlraum (48) auf­ weisen.

7. Fussbodenheizung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizungsrohre (10) aus Kunststoff bestehen und auf ihrer Oberseite mit einer Metallschicht (20) versehen sind.

8. Fussbodenheizung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Metallschicht (20) auf der Ober­ seite des Heizungsrohres (10) aufkaschiert ist.

9. Fussbodenheizung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzahl Heizungs­ rohre (10) voneinander beabstandet in gegenüberlie­ gende Verbindungselemente (12, 14) einmünden.

10. Fussbodenheizung nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Heizungsrohre (10) zwischen den beiden Verbindungselementen (12, 14) fluidisch parallelgeschaltet sind, wobei das eine Verbindungs­ element (12) mit einem Einlassorgan (16) und das gegenüberliegende Verbindungselement (14) mit einem Auslassorgan (18) für das Wärmeträgermedium versehen ist.

11. Fussbodenheizung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizungsrohre (10) auf ihrer der Oberseite gegenüberliegenden Untersei­ te zur ebenen Befestigung der Heizungsrohre (10) auf einer Fussbodenschicht (30) mit Verankerungsgliedern (28; 42) versehen sind.

12. Verfahren zur Herstellung einer Fussbodenheizung, wo­ bei die Heizungsrohre voneinander beabstandet ver­ legt und vergossen werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizungsrohre auf der ausnivellierten Fuss­ bodenschicht verlegt werden und dass der Zwischen­ raum zwischen den Heizrohren mit einer selbstnivellie­ renden Masse vergossen wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenraum zwischen den Heizungsrohren bis zur Oberseite der Heizungsrohre ausgegossen wird, so dass die Oberfläche der Masse mit der Ober­ seite der Heizungsrohre eine gemeinsame Ebene bildet.

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der Zwischenraum zwischen den Heizungs­ rohren mit einer Masse ausgegossen wird, die PVC- Pulver, Quarzsand und Bindemittel enthält, wobei das Gewichtsverhältnis von PVC-Pulver zu Quarzsand gross ist.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, da­ durch gekennzeichnet, dass die Heizungsrohre vor dem Ausgiessen des Zwischenraumes zwischen den Heizungsrohren mit den Verankerungsgliedern auf der ausnivellierten Fussbodenschicht festgelegt werden.