DE3543545A1 - Elektrische fussboden nachtspeicherheizung mit regelbarer waermerueckgabe - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der El. Fußboden-Nachtspeicherheizung. Infolge von ver­ mehrtem Einsatz elektrischer Energie für Heizzwecke und der damit erforderlichen Netzanpassungen werden Nachtspeicherheizungen zunehmend an Bedeutung ge­ winnen.

Es sind bisher 3 Gruppen bekannt.

1. Individuelle aufladbare Radiatoren mit regelbarer Wärmerückgabe über Luftgebläse.

2. Zentral aufladbare Hochtemp.-Festzelle mit regel­ barer Wärmerückgabe, über Wärmetauscher in ein wasser­ führendes Rohrnetz.

3. Die Fußboden-Speicher-Widerstandsheizung mit nicht regelbarer Wärmerückgabe.

Die Nachteile der 3 Gruppen.

Zu 1. Großer Raumbedarf, schlechter Wirkungsgrad. Geräuschvoll, Verschleißteile.

Zu 2. Hohe Anschaffungskosten, hohe Speicherkern­ temperaturen, Wärmetauschverluste, aufwendige Instal­ lation, erhebliche Verschleißteile, erheblicher Raum­ bedarf, mäßiger Wirkungsgrad.

Zu 3. Extrem kostengünstig, kein Raumbedarf aber leider ohne regelbarer Wärmerückgabe. D.h. morgens ist es unbehaglich warm und der Fußboden extrem heiß. Abends wird es unbehaglich kühl.Die eingeplante Nach-Heizung bei Tage (2 Std.) ist sehr teuer. Keine Verschleißteile. Individuelle Wärmeabgabe für die verschiedenen Räume nicht möglich.

Die vorliegende Erfindung will die Nachteile der zuletzt genannten Gruppe beheben und trotzdem eine kostengünstige Installation mit gleichmäßig behag­ licher Wärmeabgabe erreichen.

Die billige Nachtspeicherung wird voll ausgenützt und kann je nach Bedarf für jeden Raum extra, wann immer verlangt, abgegeben werden. Als Heizmedium dient Wasser in dem verlegten Rohrnetz und wird mittels einer Umwälzpumpe zum erforderlichen Raum gepumpt. Die Umwälzung erfolgt solange, bis der Ther­ mofühler im betreffenden Raum die gewünschte Temp. anzeigt und den Kreislauf abschaltet.

Dabei kommt ein wichtiger energiesparender Faktor zum Tragen. Wenn man z.B. aus irgendeinem Grunde einen Raum kurzfristig kälter haben will, so ge­ schieht dies durch Abschaltung des betreffenden Rohrleitungsbereiches über den Thermostat. Die noch verbleibende Restwärme im Speicherestrich des­ selben Raumes wird aber für die Heizung der anderen Räume verwendet.

Die Tatsache alleine kann schon (je nach der Größe des betroffenen Raumes) bis zu 20% der täglichen Energiekosten sparen. Der Fußbodenaufbau wird so konstruiert, daß bei Stillstand der Umwälzung noch eine Wärmestrahlung von ca. 25% entsteht, d.h. die Räume bleiben auch dann noch temperiert.

Gesenkt wird die Raumtemperatur weiter, wenn andere Räume mit der gespeicherten Restwärme des abge­ schalteten Raumes beheizt werden. Der Wirkungsgrad der Anlage liegt im Vergleich zu allen bisher be­ kannten Speicherheizungen extrem hoch, da der ver­ lustbringende Wärmeaustausch ohnehin im raumheizen­ den Bereich stattfindet.

Die nachfolgende Beschreibung vervollständigt das vorher beschriebene System für ein unbeschränkt angegebenes bevorzugtes Ausführungsbeispiel mit ei­ ner Raumheizung für 4 Räume unter Bezugnahme der beiliegenden Schemazeichungen.

Fig. 1 Schaltschema der erfindungsgemäßen Fuß­ boden-Nachtspeicherheizung mit regel­ barer Wärmerückgabe.

Fig. 2 Querschnitt des Fußbodenaufbaus, um die Funktion der Erfindung zu gewährleisten.

Entsprechend des in Fig. 1 gezeigten Schaltschemas besteht die Erfindung im Zusammenwirken der beiden Röhrensysteme mit den dazugehörigen Schaltungen und der Umwälzpumpe. Die über Nacht im Speicherestrich 20 gespeicherte Wärmemenge wird je nach Bedarf in die gewünschten Räume geleitet. Der Speicherestrich 20 und der Heizestrich 23 mit den dazugehörigen Rohr- Ieitungen 1 u. 2 wirken als Wärmetauscher.

Die zu beheizenden Räume haben je einen Raumther­ mostat 16 und je 2 Thermofühler 18/17 in den Estrichen 20 u. 23 verlegt.

Durch Betätigen des Raumthermostates 16 wird der jeweilige Wärmeaustausch über die jeweiligen Mag­ netventile 14. u. 9 ermöglicht. Da der Heizestrich 23 im Vergleich zum Speicherestrich 20 eine viel gerin­ gere Masse hat, wird die sonst übliche Trägheit bei Fußboden-Speicherheizungen erheblich verringert.

Die erforderliche Wärmemenge wird nach den bekannten Berechnungsmethoden ermittelt und die Masse des Speicherestrichs 20 entsprechend ausgelegt. Die Länge der Speicherleitung 1 und der Heizleitung 2 wird ebenfalls nach den bekannten technischen Methoden errechnet. Im Ausführungsbeispiel beträgt die Länge der Leitungen 3,5 m pro m² Bodenfläche.

Die elektronische Steuerung 15 ist programmierbar und kann verschiedenen Anforderungen gerecht werden. Zum Beispiel gleichmäßige Wärmeentnahme aller Spei­ cherestriche 20 oder gezielte Wärmeentnahme bestim­ mter Räume. Die wirtschaftlichste Entnahmeschaltung hängt von der Bauart des Objektes ab.

Unter günstigen Bedingungen wurde eine Energieein­ sparung von über 30% errechnet, weil die sonst er­ forderliche Tages-Nachladung entfällt. Diese beträgt im Schnitt schon ca. 20-25%. Zur Einsparung kommt noch der Vorteil einer gleichmäßigen Temperatur über die gesamte Tageszeit.

Die höheren Investitionskosten im Vergleich zur nicht regelbaren Fußbodenheizung werden schon in ca. 5 Jahren amortisiert.

Es gibt nur ein drehendes Anlagenteil, die Umwälzpumpe 7 alle übrigen Teile sind Standard-Armaturen und wartungs­ arm. Die Betriebskosten (außer der Heizenergie) sind minimal.

Die vorliegende Erfindung kommt zur Anwendung für die Beheizung von Wohn- und Geschäftsräumen aller Art. Die Erfindung beschränkt sich nicht nur auf die beschrie­ benen und in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele.

Es bleiben Änderungen möglich, insbesonders hinsicht­ lich der Steuerung u. Programmierung sowie im Aufbau des Fußbodens, ohne dadurch den Schutzbereich der Erfin­ dung zu überschreiben.

• Aufstellung der Bezugszeichen
  BFF/1285  1 Rohrnetz im Speicherestrich der Räume
   2 Rohrnetz im Heizestrich der Räume
   3 Verteiler Batterie, Speichernetz-1/Heiznetz-2
   4 Verteiler Batterie, Speichernetz-1, druckseitig
   5 Verteiler Batterie, Heiznetz-1, saugseitig
   6 Ausdehnungsgefäß
   7 Umwälzpumpe
   8 Handventil
   9 Magnetventile, Verteiler 3
  10 Rückschlagventile, Speichernetz
  11 Heizschlangen in den Räumen, hier gezeichnet sind 4 Räume
  11¹ Speicherschlangen in den Räumen, hier gezeichnet sind 4 Räume
  12 Rückschlagventile, Heiznetz
  13 Überdruckventil
  14 Magnetventile, Verteiler 4
  15 Elektronischer Steuerschrank
  16 Raumthermostate, hier gezeichnet für 4 Räume
  17 Thermofühler im Speicherestrich, pro Raum
  18 Thermofühler im Heizestrich, pro Raum
  19 Rückschlagventil vor Verteiler 4
  20 Speicherestrich in den Räumen
  21 El. Heizdraht, Widerstandsheizung
  22 Isolierschicht, oben
  23 Heizestrich
  24 Wandisolierung
  25 Bodenbelag
  26 Wand
  27 Isolierschicht, unten

Claims (7)

1. Elektrische Fußboden-Nachtspeicherheizung mit regel­ barer Wärmerückgabe über thermostatgesteuerte Umwälz­ pumpenleistung entsprechend der individuellen gewünsch­ ten Raumtemperatur des betreffenden Raumes mit einem Rohr­ leitungsnetz, dadurch gekennzeichnet, daß die wasserführ­ enden Rohre aus Kunststoff oder Metall sowohl im unten liegenden Speicherestrich wie auch im oberhalb der Wärme­ isolierung liegenden Heizestrich als Rohrschlangen mit den vorher errechneten Längen und Stärken (Durchmesser) verlegt sind.

2. Rohrleitungsnetz gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Rohre über entsprechende Verteilerbatterien mit einer regelbaren Umwälzpumpe und einem Ausdehnungs­ gefäß verbunden sind.

3. Verteilerbatterien gemäß Anspruch 1-2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß für jeden zu heizenden Raum bzw. Raumab­ schnitt ein gesonderter Abgang mit stellbarem Magnetven­ til vorhanden ist.

4. Rohrleitungsnetz gemäß Anspruch 1-3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß infolge der mit Magnetventilen ausgestat­ teten Verteilerbatterien eine Heizung der Räume 1-4 mit einer Erwärmung aus den Speichern 5-8 möglich ist und somit individuell geheizt wie auch Wärme entnommen werden kann.

5. Rohrleitungsnetz gemäß Anspruch 1-4, dadurch gekennzeich­ net, daß bei den obenliegenden Heizleitungen vor der saugseitig liegenden Verteilerbatterie Rückschlagventile angeordnet sind. Ebenso sind Rückschlagventile in den Speicherleitungen druckseitig vor der Verteilerbatterie angeordnet.

6. Heizungssystem gemäß Anspruch 1-5, dadurch gekennzeich­ net, daß jeder Raum bzw. Raumabschnitt mit einem wählbaren Raumthermostat und einem im Heizestrich sowie im Speicher­ estrich verlegten Thermofühler ausgestattet ist. Der Thermofühler signalisiert der elektronischen Steuerung entsprechend der Thermostateinstellung, daß die gewün­ schte Temp. entsprechend der ermittelten Abstrahlungs­ zeit erreicht wird. Der Thermofühler veranlaßt das Schlie­ ßen und Öffnen der entsprechenden Magnetventile bzw. das Ein u. Abschalten der Umwälzpumpe. Der Thermofühler im Speicherestrich zeigt die vorhandene Temp. im betreffen­ den Bereich.

7. Fußbodenaufbau erforderlich gemäß den Ansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß über dem bekannten Speicherestrich mit der bekannt verlegten elektrischen Widerstandsheizung und dem im Anspruch 1 geschilderten Rohrleitungsnetz, sich eine entsprechend dicke und ge­ eignete Isolierschicht und über dieser Isolierschicht der Heizesstrich mit den im Anspruch 1 geschilderten Rohrleitungsnetz, befindet. Der Speicherestrich wird je nach vorhandener Außentemperatur bis ca. max 40°C auf­ geheizt.