DE4207330A1 - Flaechenheizung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Flächenheizung bei vorwiegend niedrigen Vorlauftemperaturen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Sie ist insbesondere einsetzbar zur Klimatisierung von Wohn-, Arbeits- oder anderen Nutzräumen sowie zur Thermostatierung von Produktions- und Lagerräumen.

Derartige Flächenheizungen sind aus DE 32 47 029 bekannt. Hier handelt es sich um einen Sandwich-Wärmetauscher mit mehreren parallel und senkrecht verlaufenden Strömungskanälen, die gebildet werden durch Fügeverbindungen zwischen einer Ober- und einer Unterfolie sowie einer Tragplatte.

In DE 33 10 737 wird ein Wärmetauscher beschrieben, der gleichfalls eine Ober- und Unterfolie aufweist. Diese beiden Folien sind derartig miteinander verbunden, daß sie durch Aufbringen eines Trennmittels im Strömungskanalbereich in diesem Bereich unverbunden bleiben.

Eine weitere Ausführungsvariante wird in DE 34 21 767 vorgestellt. Es ist gleichfalls ein Sandwich-Wärmetauscher mit gerade oder gekrümmt verlaufenden Strömungskanälen, die gebildet werden durch Fügeverbindungen zwischen Ober- und Unterfolie sowie einer mittig zwischen diesen Folien angeordneten Isolier- und Tragplatte. Die Ober- und Unterfolie sind dabei als Folienpaare auf beiden Seiten der Tragplatte vorhanden, und die Tragplatte ist zwecks teilweiser Aufnahme der Strömungskanäle profiliert.

Diese Heizungen sind nicht einsetzbar als Wandflächenverkleidung, da sie in ihrem konstruktiven Aufbau nicht ausreichend stabil ausgeführt sind (Folien!). Durch den durchgängigen, ganzflächigen Einsatz von Folien wird eine Wasserdampfsperre geschaffen, die den Dampfaustausch zwischen Wand und Raumluft ausschließt.

Die Erwärmung eines Raumes wird herkömmlich durch einen Körper der Oberfläche A bewirkt, der von einem Heizmittel der Temperatur T durchströmt wird. Dabei wird zuerst die Raumluft erhitzt, und von dieser werden die Wärmeverlustflächen erwärmt. Daraus und aus der Größe T ergeben sich unterschiedliche energetische Effekte. Bei einer hohen Heizmitteltemperatur kann die Heizfläche A klein bleiben, aber es treten starke Konvektion, Überheizung an Raumdecke, kalte Außenwände und Lufttrockenheit auf. Die Überheizung an der Raumdecke zur Kompensierung der Konvektion und der kalten Wände führen zu Energiemehrverbrauch über den notwendigen Verlust hinaus; bei Verringerung der Heizmitteltemperatur (Bodenheizung) wird in Konsequenz die Heizfläche größer und teurer. Die energetischen Verluste sind aber niedriger als bei hoher Heizmitteltemperatur.

Daraus abgeleitet ist es Aufgabe der Erfindung, eine Flächenheizung zu entwickeln, die die Erwärmung eines Raumes mit einem maximalen Anteil der eingesetzten Energie, also mit niedrigster Temperaturdifferenz zwischen Innentemperatur und Heizmitteltemperatur sicherstellt.

Die erfindungsgemäße Lösungsrichtung besteht darin, daß ein geeignet ausgebildeter Heizkörper eingesetzt wird, der eine wesentlich größere Heizfläche aufweist. Diese Heizfläche und damit die Flächenheizung soll insbesondere die nachstehenden Forderungen erfüllen:

• - sie muß preiswert sein,
• - die Heizfläche muß beispielsweise die Wand vollflächig ausfüllen und dabei Aussparungen für Fenster, Steckdosen etc. zulassen,
• - sie muß gleichzeitig eine Wärmedämmung zur Wand und
• - die Durchlässigkeit für Wasserdampf gewährleisten.

Eine solche Lösung ist im Patentanspruch 1 angegeben. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Lösung wurde in einer Grundstruktur gefunden, die für die drei Anwendungsfälle - Wand, Boden unter Estrich und Boden aufliegend - zu modifizieren ist. Die Grundstruktur besteht darin, daß sich der Heizkörper nach Bedarf aus mehreren Bahnen von in diskreten Schritten variabler Breite zusammensetzt, wobei jede Bahn eine Vorderschicht aus Blech als wärmeübertragende Schicht von tragender bzw. stabilisierender Struktur und eine Rückwand aus Folie aufweist, die mit dem Vorderblech Längs- und Querkanäle bildet.

An der Rückwand ist eine isolierende Schicht an- bzw. aufgebracht. Die Verbindung der Heizkörper erfolgt an den Stirnseiten, also an den Bahnenenden mittels geeigneter Sammler- bzw. Verteilerkörper aus Blech oder Plaste mit eingeklebtem oder eingeschweißtem Anschlußrohr. Mit diesen Sammlern können auch Flächen ausgespart werden, z. B. bei der Umrahmung von Fenstern oder Elektroinstallationselementen. In diesen Fällen kann die längs oder quer verkürzte Heizungsbahn durch den Sammler "blind", d. h. ohne Rohranschluß abgedichtet werden.

Für den Anwendungsfall Wandinstallation sind folgende Spezifika zu berücksichtigen. Der Querschnitt der Kanäle kann in Abhängigkeit von der Bahnenlänge in diskreten Schritten verändert werden. Die Bahnen sind mit hintenliegenden Streifen auf Stoß geklebt. Die Aussparungen in der Vorderschicht und der kaschierten Hinterfolie sind ausgefüllt mit atmungsaktivem Material. In den Aussparungen sind die Befestigungselemente angeordnet.

Für den Anwendungsfall Bodenheizung (unter Estrich) ist zu beachten, daß die Aussparungsflächen hier zum Einbringen von Elementen zur Lastübertragung auf den Bodenuntergrund dienen.

Beim Anwendungsfall Bodenheizung (aufliegend) können die Aussparungsflächen entfallen. Hier wird die isolierende Hinterschicht zur Lastaufnahme bahnenweise zwischen die Kanäle geklebt oder einstückig mit ausgespartem Raum für die Kanäle hergestellt und aufgeklebt.

Die weitere Ausgestaltung der Erfindung kann den Patentansprüchen entnommen werden.

Mit der Erfindung ist es gelungen, die Isolierwirkung an der Außenwand bzw. im Fußbodenbereich mit der Heizwirkung zu koppeln und den Gesamtaufwand zu optimieren.

Durch die Freiheit der Kanalgestaltung können Heizkörper für niedrige und höhere Vorlauftemperaturen ausgelegt werden. Die niedrige Bauhöhe bei gleichzeitig guter Belastbarkeit ermöglicht den Einsatz in der Altbausanierung.

Niedrige Vorlauftemperaturen gestatten die maximale energetische Ausnutzung des Energieträgers und die Nutzung alternativer Energiequellen. Die kleineren Temperaturdifferenzen im erwärmten Volumen vermindern den Wärmestrom aus überhitzten Gebieten. Die Rückseitenisolierung vermindert den Wärmebedarf. Bezogen auf den theoretischen Minimalbedarf eines normalen Anwendungsfalles verringert sich der Energiebedarf auf ca. 65%, und bezogen auf den Energieverbrauch einer Heizung mit hoher Vorlauftemperatur verringert dieser sich auf ca. 40%.

Die Flächenheizung soll nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigt

Fig. 1 die schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Flächenheizkörpers,

Fig. 2 eine Schnittdarstellung durch den Heizkörper nach Fig. 1,

Fig. 3 eine ausgeführte Flächenheizung für Wandverkleidungen und

Fig. 4 die perspektivische Darstellung einer Ausführungsvariante als Fußbodenheizung (aufliegend).

In Fig. 1 ist die Grundausführung einer Heizungsbahn für Flächenheizungen veranschaulicht. Die Breite einer Bahn (10) beträgt ca. 50 cm, die Bahnenlänge ist variabel und abhängig von den Einbaumaßen. Auf eine als Aluminiumtafel ausgeführte Vorderschicht (1) ist die Rückwandfolie (2) so aufkaschiert, daß Längskanäle (3) und Querkanäle (4) entstehen. Der Querschnitt der Längskanäle bzw. ihre Breite verringert sich mit wachsender Entfernung vom Einleitungspunkt des Heizmediums stufenförmig. An den Stirnseiten der Heizungsbahn sind die Sammler- bzw. Verteilerkörper (5) mit Anschlußrohr (6) angeordnet. Die Aussparungen (7) für die atmungsaktiven Flächen und die Befestigung bzw. Auflagerung der Heizungsbahn (10) sind über die Fläche des Bauelements verteilt eingebracht.

Aus Fig. 2 ist die Schnittgeometrie für die tragende Vorderwand (1) und die Rückwandfolie (2) ersichtlich.

Fig. 3 zeigt eine in Wandinstallation ausgeführte Flächenheizung. Die Stirnwand eines Raumes mit 4 Fenstern (11) ist komplett, d. h. vollflächig mit den erfindungsgemäßen Heizungsbahnen abgedeckt. Fenster sowie elektrische Installationselemente, wie beispielsweise Schalter und Steckdosen (12), sind ausgespart.

Das Flächenheizungselement gemäß Fig. 4 ist eine Ausführungsform, wie sie beispielsweise für die Modernisierung von Wohnungen und Büroflächen eingesetzt werden kann. Aus der perspektivischen Darstellung zu erkennen ist der erfindungsgemäße Grundaufbau mit Vorderblech (1), hier eine Aluminiumtafel, sowie Rückwandfolie (2). Zur Lastaufnahme sind einstückige Abstandshalter (8), beispielsweise aus Hartgummi, mit gleichzeitiger Isolierfunktion zwischen die Kanäle (3) eingeklebt.

Claims (10)

1. Flächenheizung bei vorwiegend niedriger Vorlauftemperatur, bestehend aus einer wärmeübertragenden Fläche und einer gegenüberliegenden Fläche, die zumindest teilweise aus einem elastischen Material bestehen und gemeinsam einen Hohlraum bilden, der Kanäle zur Leitung des Wärmeträgermediums aufweist und daß Anschlüsse für die Zu- bzw. Ableitung des Wärmeträgermediums bzw. Kopplung der Heizkörper untereinander vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, daß

• - der Heizkörper nach Bedarf aus mehreren Bahnen (10) von in diskreten Schritten variabler Breite besteht, wobei jede Bahn (10) so aufgebaut ist, daß
• - die Vorderschicht (1) eines jeden Heizkörpers aus Blech tragender Struktur besteht und
• - die Rückwand (2) aus Blech oder Folie aufgebaut ist, wobei die vorzugsweise als Folie ausgebildete Rückwand in Falten der Breite b und auf einer Länge l auf das Vorderblech (1) so gepreßt bzw. geklebt ist, daß in Verbindung mit dem Vorderblech neben den Längskanälen (3) noch Querkanäle (4) entstehen, und daß
• - der Heizkörper insgesamt als ebene, beispielsweise durch Tapezieren beschichtbare Bahn (10) ausgebildet ist, die in der Regel an den Stirnseiten, den Bahnenenden zur Zu- und Abführung des Wärmeträgermediums bzw. Kopplung der Heizkörper untereinander Sammler- bzw. Verteilerkörper (5) aufweist, die den Heizkörper an den Verbindungsseiten unter Einbindung jeweils eines Anschlußrohres (6) abschließen bzw. bei ausgesparten oder verkürzten Flächen "blind", d. h. ohne Rohranschluß, abdichten.

2. Flächenheizung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gestaltung des Sammlers (5) und die Ausführung des Heizkörpers eine verschiebbare Montage des Sammlers je nach gewünschter Nutzlänge zulassen.

3. Flächenheizung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Heizfläche außerhalb der Strömungskanäle (3, 4) Aussparungen (7) eingebracht sind, die mit atmungsaktivem Material ausgefüllt sind und die

• - für den Anwendungsfall Wandinstallation, die Befestigungselemente zur Montage der Heizkörper aufnehmen,
• - hingegen für den Anwendungsfall Bodenheizung (unter Estrich) die zur Lastübertragung auf den Bodenuntergrund erforderlichen Elemente aufnehmen,
• - jedoch für den Anwendungsfall Bodenheizung (aufliegend) entfallen.

4. Flächenheizung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Rückwand (2) des Heizkörpers eine isolierende Schicht (8) an- bzw. aufgebracht ist.

5. Flächenheizung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß beim Anwendungsfall Bodenheizung (liegend) die isolierende Hinterschicht (8) zur Lastaufnahme in ausreichender Stärke zwischen die Längskanäle (3) eingebracht ist.

6. Flächenheizung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammmler- bzw. Verteilerkörper (5) aus Blech oder Plaste ausgeführt sind und die Bahnenverbindung mittels Verbindungsstreifen erfolgt.

7. Flächenheizung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Rückwandfolie gebildeten Kanäle vorzugsweise Breitenmaße b in einem Bereich von 5 bis 10 mm sowie Längenmaße l entsprechend der Einsatzlänge bzw. Raumhöhe aufweisen, wobei die Abstände zwischen den Kanälen vorzugsweise ca. 4 bis 6 cm betragen.

8. Flächenheizung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Querschnitt der Längskanäle (3) in Abhängigkeit von der Bahnenlänge, d. h. Länge des Heizkörpers, mit größer werdendem Abstand von der Einleitung des Wärmeträgermediums verringert.

9. Flächenheizung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizfläche die Außenwand vollflächig und damit wärmedämmend abdeckt, wobei Aussparungen (7) für Fenster (11), Steckdosen (12) u. a. m. zugelassen sind.

10. Flächenheizung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die erfindungsgemäßen Heizkörper an bzw. in Wänden und/oder Fußböden bzw. Decken montiert sind.