DE4217083A1

DE4217083A1 - Central heating system for small houses - comprises combination of floor heating circuits and warm air circulation units, combination being fed by single fluid heating sources

Info

Publication number: DE4217083A1
Application number: DE19924217083
Authority: DE
Inventors: Erkki Marjasto; Olavi Suominen
Original assignee: VALLOX Oy
Current assignee: VALLOX Oy
Priority date: 1991-06-06
Filing date: 1992-05-22
Publication date: 1992-12-10
Also published as: FI912728A0; SE9201221L; SE9201221D0; FI912728A

Abstract

The temp. of the rooms with the floor heating circuits in thermostatically controlled (21) and the air heating system blows air into the living rooms at constant temp.. This air temp. can be corresp. regulated. The temp. of the feeder fluid in the heating system is low, pref. approximately + 30 deg.C. The air heating system (10) takes out the heat from output air sucked out of the rooms. The hot water is fed via a feed line (1) into a heat exchanger incorporated in the system and connected to the air heating unit is an output circuit (13) in which are incorporated room-specific output air devices (14) and a suction hood (15) via which the air is sucked out of the rooms. USE/ADVANTAGE - For small houses, to create a fresh, draught-free and warm atmosphere in the building.

Description

Die Erfindung betrifft ein Heizsystem für Gebäude, insbesondere kleinhaus- und wohnungsspezifisches Zentral heizungssystem mit Flüssigkeitsumlauf.The invention relates to a heating system for buildings, in particular small house and apartment-specific central heating system with liquid circulation.

Das Ziel aller Heizungssysteme besteht darin, die Innenluft von Räumen auf eine gewünschte Temperatur zu erwär men. Das kann auf mehrere verschiedene Weisen verwirklicht werden, wobei in Zentralheizungen eine der üblichsten Metho den darin besteht, daß an der Wand eines Raumes Wärmestrah ler, d. h. Heizkörper angebracht sind, die vom Heizwasser der Zentralheizung durchlaufen werden. In der Wasserzentralhei zung kann auch ein Fußbodenheizsystem angewendet werden, bei dem in den Fußbodenkonstruktionen des Raumes Fußbodenheizkrei se untergebracht sind, in denen Heizwasser in Umlauf gebracht wird. Solche Systeme haben sich in letzter Zeit in Mitteleu ropa sehr verbreitet. Ein Nachteil dieser Systeme besteht jedoch darin, daß in den Räumen sehr schwierig war, die Temperaturverteilung in der Raumhöhe gleichmäßig zu bekommen. Außerdem konnte bei der Fußbodenheizung, wenn der Heizlei stungsbedarf groß war, die Oberflächentemperatur des Fußbo dens so hoch werden, daß es als unangenehm empfunden wurde. Die Heizkörperheizung hatte zudem den Nachteil, daß die Heiz körper dem Einrichten Grenzen setzte. Heute kommt auch direk te Luftheizung zur Anwendung, bei der in das Haus ein Lüf tungsheizaggregat eingebaut wird, das z. B. beheizte Luft, die aufgrund der Raumtemperatur thermostatgeregelt ist, in den Raum geblasen wird. Die Luftheizung hatte den Nachteil, daß bei Veränderungen der Raumtemperatur sich auch die Temperatur der einzublasenden Luft gelegentlich sogar sehr stark geän dert hat. In einigen Fällen haben solche Systeme auch Zug gefühl hervorgerufen. Als allgemeiner Nachteil der vorhande nen Systeme kann auch angesehen werden, daß die Temperatur des im System in Umlauf zu bringenden Heizwassers sehr hoch gehalten werden mußte, was hinsichtlich des Energieverbrauchs ungünstig ist.The goal of all heating systems is that Warm indoor air from rooms to a desired temperature men. This can be done in several different ways be one of the most common metho which consists in that heat radiation on the wall of a room ler, d. H. Radiators are attached by the heating water Central heating. In the water central floor heating system can also be used the floor heating circuit in the floor constructions of the room are housed in which heating water is circulated becomes. Such systems have recently been in Mitteleu ropa very common. A disadvantage of these systems is however, in that it was very difficult in the rooms that Get temperature distribution evenly in the room height. In addition, in the case of underfloor heating if the Heizlei was high, the surface temperature of the Fußbo dens so high that it was felt to be uncomfortable. The radiator heating also had the disadvantage that the heating body set limits. Today comes directly air heating for use in which there is a vent in the house tion heating unit is installed, the z. B. heated air is thermostatically controlled due to the room temperature Room is blown. The air heating had the disadvantage that when the room temperature changes, so does the temperature occasionally even very strongly changed the air to be blown in has. In some cases, such systems also have pull emotion evoked. As a general disadvantage of the existing Systems can also be considered that the temperature of the heating water to be circulated in the system is very high what had to be kept in terms of energy consumption is unfavorable.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wasserzentralheizsystem zu schaffen, mit dem eine Verbes serung gegenüber den bisher vorhandenen Systemen erzielt wird. Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein Heizsystem zu schaffen, das ein frisches, zugfreies und warmes Innenklima mit sich bringt. Um dies zu verwirklichen, ist für die Erfin dung im wesentlichen charakteristisch, daß das Heizsystem aus einem eine Kombination aus raumspezifischen Fußbodenheiz kreisen und Lüftungsheizaggregat umfassenden Luftheizsystem besteht, das ausgeführt ist, um erwärmte Luft durch Zuluft vorrichtungen raumspezifisch in die Räume zu speisen, wobei die Fußbodenheizkreise und das Luftheizsystem derart ausge führt sind, daß sie die von ihnen benötigte Wärmeenergie aus demselben Flüssigkeitszentralheizungssystem nehmen.The present invention is based on the object to create a water central heating system with which a verb achieved compared to the existing systems becomes. Another task is to create a heating system create a fresh, draft-free and warm indoor climate brings with it. To achieve this is for the inven essentially characteristic that the heating system from a combination of room-specific underfloor heating circles and ventilation heating unit comprehensive air heating system exists, which is designed to supply heated air through devices to feed room-specifically into the rooms, whereby the underfloor heating circuits and the air heating system so out leads that they from the thermal energy required by them take the same liquid central heating system.

Mit der Erfindung wird gegenüber den vorhandenen Syste men eine Reihe von Vorteilen erzielt, von denen in diesem Zusammenhang u. a. folgende hervorzuheben sind. Das erfindungs gemäße Heizsystem macht sich die Niedrigtemperaturtechnik zunutze, indem die Temperatur des im System zirkulierenden Heizwassers auf einer niedrigen Temperatur von +30°C gehalten wird. Mit der Erfindung kann damit bei Bedarf Rücklaufwasser der Fernheizung benutzt werden, womit im erfindungsgemäßen Heizsystem wesentlich billigere Energie als vorher benutzt werden kann. Das erfindungsgemäße System ermöglicht außerdem sehr schnelle Reaktion auf Veränderungen der Außenlufttempe ratur. Hinsichtlich der Dimensionierung des Systems ist das erfindungsgemäße System auch in der Beziehung vorteilhaft, daß eine Hälfte der benötigten Energie aus der Luftheizung und die andere Hälfte aus der Fußbodenheizung kommt, wodurch die Dimensionierung einfacher ist und eventuelle Fehler eli miniert werden können. Die zu behandelnden Luftmengen der Luftheizung sind klein, wodurch kein störendes Zuggefühl auf tritt. Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus der weiter unten folgenden ausführlichen Beschreibung der Erfindung hervor.With the invention compared to the existing system achieved a number of advantages, of which this one Connection u. a. the following are to be emphasized. The invention The low-temperature technology makes use of the appropriate heating system take advantage of the temperature of the circulating in the system Heating water kept at a low temperature of + 30 ° C becomes. With the invention can return water if necessary the district heating can be used, which in the invention Heating system used much cheaper energy than before can be. The system according to the invention also enables very quick reaction to changes in outside air temperature maturity. With regard to the dimensioning of the system, that is system according to the invention also advantageous in the relationship that half of the energy needed from air heating and the other half comes from underfloor heating, which means dimensioning is easier and possible errors eli can be mined. The air volumes to be treated Air heaters are small, which means no annoying draft occurs. Further advantages and features of the invention are based the detailed description of the Invention.

Im folgenden wird die Erfindung unter Hinweis auf die Figuren der beigefügten Zeichnung beschrieben.In the following the invention with reference to the Figures of the accompanying drawing are described.

Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung ein Klein haus, z. B. Einfamilienhaus, in dem das er findungsgemäße Heizsystem angewandt wird. Fig. 1 shows a schematic representation of a small house, for. B. family house, in which he inventive heating system is applied.

Fig. 2 stellt die gemessenen Temperaturschichten im Raum als Funktion der Zeit bei Anwendung des erfindungsgemäßen Heizsystems dar. Fig. 2 shows the measured temperature layers in space as a function of time when using the heating system according to the invention.

Fig. 3 entspricht der Darstellung nach Fig. 2 mit dem Unterschied, daß in der Lösung nach Fig. 3 nur die Luftheizung angewandt wurde. Fig. 3 corresponds to the illustration of Fig. 2 with the difference that only the air heating was used in the solution of Fig. 3.

In Fig. 1 ist schematisch ein Einfamilienhaus oder ähnliches Kleinhaus gezeigt, in dem das erfindungsgemäße Heizsystem angewandt wird. Die vom Heizsystem benötigte Wärmeenergie wird dem Zentralheizwasser entnommen, dessen Speiseleitung mit Bezugsnummer 1 bezeichnet ist. Dementspre chend ist die Rücklaufleitung mit Bezugsnummer 2 bezeichnet. In dem erfindungsgemäßen Heizsystem sind nach Fig. 1 Fußboden heizung und Luftheizung miteinander kombiniert. Die raumspe zifischen Fußbodenheizkreise sind in Fig. 1 schematisch mit Bezugsnummer 6 bezeichnet und das Heizwasser wird über die Verteiler 5 in die Fußbodenheizkreise 6 gespeist. Das Lüf tungsheizaggregat des Luftheizungsteils des Heizsystems ist in Fig. 1 mit Bezugsnummer 10 bezeichnet, worin das Heizwas ser durch die Speiseleitung 1 in die im System vorhandenen Wärmeaustauscher (nicht gezeigt) geleitet wird. Am Lüftungs heizaggregat 10 ist der Zuluftkreis 11 angeschlossen, aus dem durch Zuluftvorrichtungen 12 Heizluft in die Räume gebla sen wird. Dementsprechend ist am Lüftungsheizaggregat 10 ein Abluftkreis 13 angeschlossen, an dem sich raumspezifische Ab luftvorrichtungen 14 und eine Abzugshaube 15 befinden, durch welche die Abluft aus dem Raum abgesogen wird. Am Lüftungs heizaggregat 10 ist eine Wärmerückgewinnungszelle angebracht (nicht gezeigt), durch welche die aus dem Raum abgesogene Luft geführt wird, bevor sie in die Außenluft geblasen wird. Die Wärmerückgewinnungszelle entnimmt der aus dem Raum geso genen Luft Wärme derart, daß die Abluft, die aus dem Kanal 17 ins Freie geblasen wird, bedeutend kälter ist als die aus den Räumen entfernte Luft. Am Lüftungsheizaggregat 10 sind außer dem erforderliche Filter (nicht gezeigt) angebracht, durch welche zumindest ein Teil der aus den Räumen entfernten Luft geleitet und gefiltert und zurück in den Zuluftkreis 11 ge führt wird, um sie in den Raum zurückzublasen. Für die durch den Kanal 17 zu entfernende Luft wird von draußen durch den Kanal 16 Ersatzluft angesaugt.In Fig. 1, a family home or similar small house is shown schematically, in which the heating system according to the invention is used. The thermal energy required by the heating system is taken from the central heating water, the feed line of which is identified by reference number 1 . Correspondingly, the return line is designated with reference number 2 . In the heating system according to the invention, floor heating and air heating are combined according to FIG. 1. The space-specific underfloor heating circuits are shown schematically in Fig. 1 with reference number 6 and the heating water is fed via the manifold 5 in the underfloor heating circuits 6 . The ventilation heating unit of the air heating part of the heating system is designated in Fig. 1 with reference number 10 , wherein the Heizwas water is fed through the feed line 1 into the heat exchanger present in the system (not shown). At the ventilation heating unit 10 , the supply air circuit 11 is connected, from which 12 heating air is blown into the rooms by supply air devices. Accordingly, an exhaust air circuit 13 is connected to the ventilation heating unit 10 , on which there are room-specific air devices 14 and an extractor hood 15 , through which the exhaust air is extracted from the room. On the ventilation heating unit 10 , a heat recovery cell is attached (not shown) through which the air extracted from the room is passed before it is blown into the outside air. The heat recovery cell removes heat from the air drawn from the room in such a way that the exhaust air, which is blown from the duct 17 into the open, is significantly colder than the air removed from the rooms. In addition to the required filter (not shown) are attached to the ventilation heating unit 10 , through which at least a part of the air removed from the rooms is passed and filtered and leads back into the supply air circuit 11 to blow it back into the room. For the air to be removed through duct 17 , substitute air is drawn in from duct 16 outside.

Das Heizsystem ist weiter mit einem Regelthermostat 20 für die Zulufttemperatur und raumspezifischen Thermostaten 21 ausgerüstet. Mit dem Regelthermostat 20 für die Zulufttempe ratur wird dafür gesorgt, daß die durch den Zuluftkreis 11 in den Raum zu blasende Luft eine im wesentlichen konstante Temperatur hat. Die Temperatur der einzublasenden Luft ist regelbar und der Benutzer kann die Temperatur der einzubla senden Luft bei Bedarf beeinflussen. Wesentlich ist jedoch, daß sie konstante Temperatur hat. Die Temperatur der Blasluft verändert sich somit nicht, wodurch die Blasung kein entspre chendes Zuggefühl hervorruft wie bei gewöhnlichen Luftheiz systemen. Die eigentliche Wärmeregelung erfolgt mit der Fuß bodenheizung, wobei die Heizleistung der Fußbodenheizung je nach dem Heizbedarf geändert wird. Die Raumthermostaten 20 steuern den Fußbodenheizkreis 6 des jeweiligen Raumes. Wie schon weiter oben festgestellt, sieht die Konstruktion des Heizsystems vor, daß eine Hälfte der erforderlichen Heizlei stung aus der Fußbodenheizung und die andere Hälfte aus der Luftheizung kommt. Bei wärmerem Wetter kann der Anteil der Luftheizung verringert werden.The heating system is further equipped with a control thermostat 20 for the supply air temperature and room-specific thermostats 21 . With the control thermostat 20 for the supply air temperature ensures that the air to be blown through the supply air circuit 11 into the room has a substantially constant temperature. The temperature of the air to be blown is adjustable and the user can influence the temperature of the air to be blown in if necessary. However, it is essential that it has a constant temperature. The temperature of the blown air therefore does not change, which means that the blown air does not produce a corresponding draft feeling as in conventional air heating systems. The actual heat control takes place with the underfloor heating, whereby the heating output of the underfloor heating is changed depending on the heating requirements. The room thermostats 20 control the floor heating circuit 6 of the respective room. As stated above, the construction of the heating system provides that half of the required Heizlei stung comes from the underfloor heating and the other half from the air heating. In warmer weather, the proportion of air heating can be reduced.

Das erfindungsgemäße Heizsystem wurde in einem Ver suchshaus getestet und mit der Heizung mit reiner Luftheizung verglichen. Dies soll durch Fig. 2 und 3 veranschaulicht werden. In den Vergleichsversuchen wurden die Temperatur der Außenluft, die Temperatur der Zuluft, die Fußbodentemperatur und die Temperaturen in drei verschiedenen Raumhöhen gemes sen. Diese Temperaturen sind in Fig. 2 und 3 mit folgenden Bezugszeichen gekennzeichnet:
T₁= Zulufttemperatur
T₂= Fußbodentemperatur
T₃ = Temperatur in 1,9 m Raumhöhe
T₄ = Temperatur in 0,1 m Raumhöhe
T₅ = Temperatur in 1,1 m Raumhöhe
T_u = Temperatur der Außenluft,The heating system according to the invention was tested in a test house and compared with the heating with pure air heating. This is to be illustrated by FIGS. 2 and 3. In the comparative experiments, the temperature of the outside air, the temperature of the supply air, the floor temperature and the temperatures in three different room heights were measured. These temperatures are identified in FIGS. 2 and 3 with the following reference symbols:
T ₁ = supply air temperature
T ₂ = floor temperature
T ₃ = temperature in a room height of 1.9 m
T ₄ = temperature in a room height of 0.1 m
T ₅ = temperature at a height of 1.1 m
T _u = temperature of the outside air,

Fig. 2 zeigt die Ergebnisse der Messungen, die am 11. November 1991 am erfindungsgemäßen Heizsystem durchgeführt wurden. Aus Fig. 2 kann direkt entnommen werden, daß die im Raum gemessenen Temperaturen ebenso wie die Zulufttemperatur gleichmäßig sind. Weiter ist festzustellen, daß alle im Raum gemessenen Temperaturen einschließlich der Fußbodentemperatur und der Zulufttemperatur sehr nahe beieinander liegen derart, daß ihre Differenz in der maximalen Größenordnung von 5°C liegt. FIG. 2 shows the results of the measurements which were carried out on November 11, 1991 on the heating system according to the invention. It can be seen directly from FIG. 2 that the temperatures measured in the room and the supply air temperature are uniform. It should also be noted that all the temperatures measured in the room, including the floor temperature and the supply air temperature, are very close to one another in such a way that their difference is of the maximum order of 5 ° C.

In Fig. 3 sind von demselben Versuchshaus Meßergebnisse dargestellt, bei denen nur reine Luftheizung als Heizung diente. Die Messungen wurden am 13. Februar 1992 durchge führt. Aus Fig. 3 kann direkt entnommen werden, daß die Temperaturänderungen in der Raumhöhe bedeutend größer sind als bei dem erfindungsgemäßen System. Noch bemerkenswerter ist, daß die Temperatur der in den Raum zu blasenden Zuluft wesentlich höher ist als die anderen gemessenen Temperaturen und die Zulufttemperatur zusätzlich bedeutend variierte. Das kommt natürlich daher, daß zur Regelung der Raumtemperatur ausschließlich die Temperatur der einzublasenden Zuluft benutzt wurde. Aus Fig. 2 und 3 ist deutlich erkennbar, daß das erfindungsgemäße Heizsystem gegenüber der gewöhnlichen Luftheizung vorteilhafter ist.In Fig. 3 measurement results are shown from the same test house, in which only pure air heating served as a heater. The measurements were carried out on February 13, 1992. From Fig. 3 it can be seen directly that the temperature changes in the room height are significantly larger than in the system according to the invention. It is even more remarkable that the temperature of the supply air to be blown into the room is significantly higher than the other measured temperatures and the supply air temperature also varied significantly. This is of course due to the fact that only the temperature of the supply air to be blown in was used to control the room temperature. From FIGS. 2 and 3, can be clearly seen that the heating system of the present invention over the ordinary air heating is more advantageous.

Zusammenfassend kann zum erfindungsgemäßen Heizsystem noch folgendes festgestellt werden. Bei Anwendung des erfin dungsgemäßen Heizsystems kann die Wohnungstemperatur raumspe zifisch und dem Bedarf entsprechend geregelt werden. Die Temperatur der Lüftungsluft der Wohnung kann ebenfalls dem Bedarf entsprechend geregelt werden. Im Sommer wird die Luft heizung überhaupt nicht gebraucht und bei Bedarf kann die einzublasende Luft sogar den Raum kühlen. Im Frühjahr und Herbst kann die Zuluft mit einer Temperatur von +20-25°C in den Raum geführt werden und dementsprechend kann die Zuluft temperatur im Winter bei starkem Frost im Bereich +25-35°C liegen. Die von draußen kommende wie auch die Innenluft kann je nach Bedarf entweder mit Feinfiltern oder einem chemischen Filter, der mit gasförmigen Verbindungen arbeitet, gefiltert werden. In der Wohnung entstehende Überwärme kann je nach Bedarf zur Heizung anderer Räume benutzt werden. Die Anwen dung von Zirkulationsluft ist im erfindungsgemäßen Heizsystem jedoch nicht wesentlich und nicht unbedingt erforderlich, wenn die zu wählenden Luftmengen schon so klein sind, daß die Zuluftmenge gleich der von draußen zu nehmenden Ersatzluft menge ist. Da die Luftmengen klein sind, erzeugt das System keine störenden Geräusche in der Wohnung und auch der Außen lärm läßt sich dank des zentralen Außenlufteintritts leicht dämpfen. Die Fußböden sind nicht kalt und an den Füßen ent steht kein Zuggefühl. Die Zuluft ist immer gleichmäßig warm.In summary, the heating system according to the invention the following can be determined. When applying the invent heating system according to the specific and regulated according to need. The The temperature of the ventilation air in the apartment can also change Requirements are regulated accordingly. In the summer the air heating is not used at all and can be used if necessary air to be blown even cool the room. In spring and In autumn, the supply air with a temperature of + 20-25 ° C in the room and accordingly the supply air can temperature in winter with strong frost in the range + 25-35 ° C lie. The air coming from outside as well as the indoor air can either with fine filters or a chemical as required Filter that works with gaseous compounds is filtered will. Excess heat generated in the apartment may vary Can be used to heat other rooms. The users is circulation air in the heating system according to the invention but not essential and not absolutely necessary, if the air quantities to be selected are already so small that the Supply air volume equal to the replacement air to be taken in from outside quantity is. Since the air volumes are small, the system generates no disturbing noises in the apartment and also the outside Noise is easy thanks to the central outside air intake dampen. The floors are not cold and on the feet there is no train feeling. The supply air is always uniformly warm.

Claims

1. Heating system for buildings, in particular small house and apartment-specific central heating system with liquid circulation, characterized in that the heating system consists of a combination of room-specific underfloor heating circuits ( 6 ) and ventilation heating unit ( 10 ) comprising an air heating system which is designed to supply heated air through supply air devices ( 12 ) to feed into the rooms in a room-specific manner, the underfloor heating circuits ( 6 ) and the air heating system being designed such that they take the thermal energy they require from the same liquid central heating system.

2. Heating system according to claim 1, characterized in that the temperature of the rooms with the underfloor heating circuits is thermostatically controlled ( 21 ) and that the air heating system is designed to blow air of substantially constant temperature into the living rooms.

3. Heating system according to claim 1 and 2, characterized records that the temperature of those to be blown into the room Supply air can be regulated according to need.

4. Heating system according to claim 1 to 3, characterized records that the temperature of the heating fluid systems is essentially low, preferably about + 30 ° C.

5. Heating system according to claim 1 to 4, characterized in that the ventilation heating unit ( 10 ) of the Luftheizsy system is designed to extract heat from the exhaust air extracted from the rooms.