DE9116874U1

DE9116874U1 - Heizungsanlage

Info

Publication number: DE9116874U1
Application number: DE9116874U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-11-22
Filing date: 1991-11-22
Publication date: 1994-07-14
Anticipated expiration: 2001-11-23

Description

FL"99i9.GDE

HEIZUNGSANLAGE:

Die Erfindung betrifft eine Heizungsanlage zur Raumbeheizung und für Therapieräume, bestehend aus miteinander verbindbaren Heizungselementen, welche von einem Rohr- oder Schlauchsystem zur Führung eines flüssigen oder gasförmigen Wärmeübertragers durchzogen sind, und ein Heiz- und Strahlungselement eine Wärmeisolierende Trägerschicht aufweist, auf der eine Trägerfläche für das Rohr- oder Schlauchsystem angeordnet ist, wobei diese in regelmäßigen Abständen integrierte Halteelemente für das Rohr- oder Schlauchsystem aufweist.

Die Wärmeerzeugung für die Gebäudeheizung, auch in Kombination mit der zentralen Warmwasserversorgung erfolgt durch die Verbrennung von flüssigen, gasförmigen oder festen Brennstoffen in zentralen Wärmeerzeugern, wie Heizkessel, Gas-Umlaufwasserheizer oder in Einzelheizgeräten sowie durch Elektroenergie und auch alternative Energien, wie Wärmepumpe, Solarenergie, Windenergie und Biogasanlagen, über Rohrleitungen bei der Warmwasserheizung oder über Kanäle bei der Warmluftheizung wird die Energie in die einzelnen Räume transportiert und dort über Heizflächen bzw. Warmluftauslässe abgegeben. Bei Einzelheizgeräten erfolgt die Wärmeerzeugung und die Wärmeabgabe durch ein Einzelgerät, das dem zu beheizenden Aufstellungsraum zugeordnet ist.

Jeder erwärmte Heizkörper überträgt seine Wärme durch Wärmeleitung an seine Umgebung, welche in den meisten Fällen die Umgebungsluft ist und durch elektromagnetische Strahlung. Die Luft ist ein sehr schlechter Wärmeleiter und findet daher vielfach als Wärmeisolator Anwendung, wie' beispielsweise Bausteine mit Lufteinschlüssen oder Wollbekleidung. Die sich an den Hei&zgr;körperflächen erwärmende Luft dehnt sich aus, wird dadurch leichter als die Umgebungsluft, steigt auf und erzeugt eine Luftströmung in dem zu beheizenden Raum. Die schwere kältere Luft strömt zum Heizkörper, sodaß insgesamt

- 2 - " "* Ff 9919.GDE

eine Konvektxonsströmung der Luft im Raum aufrechterhalten wird. Hierdurch bilden sich im Raum Bereiche unterschiedlicher Temperaturen aus, nämlich mit einem kalten Fußboden und steigender Temperatur mit zunehmender Raumhöhe. Ein solches Temperaturgefälle widerspricht dem Wohlbefinden des menschlichen Körpers.

Aus der Physik ist es bekannt, daß jeder Körper entsprechend und proportional seiner Temperatur eine elektromagnetische Strahlung aussendet, welche bei Zimmertemperatur und bis einige hundert Grad darüber im Infrarot-Gebiet liegt. Als normierter Körper wird der schwarze Körper betrachtet, welcher sämtliche Strahlung absorbiert und dessen ausgesendete Gesamtenergie proportional der vierten Potenz der absoluten Temperatur ist. Die ausgesendete Strahlung hängt dabei nicht von der chemischen Beschaffenheit der Oberfläche des schwarzen Körpers ab.

Bei den meisten Gebäudeheizungen wird die vorhandene Wärmestrahlung nicht ausgenützt, vielmehr werden oftmals die Heizkörper aus optischen und ästhetischen Gründen verkleidet, beispielsweise mit einer Holzblende. Holz ist aber ein schlechter Wärmeleiter, so daß der äußere Holzrahmen sich nur geringfügig erwärmt und damit auch nur eine geringe Wärmestrahlung nach außen abgibt. Da die Heizkörperverkleidung unten und oben offen ist, ergibt sich eine erhöhte Kaminwirkung für die durchströmende Luft, wodurch die Luftkonvektion im Raum erhöht wird, welche für die anwesenden Personen eine ungesunde Zugluft darstellt.

Von medizinischer Seite wurde festgestellt, daß das Wohlbefinden einer Person in Bezug auf die Raumheizung sowohl subjektiv als auch objektiv dann am größten ist, wenn der Körper von allen Seiten und möglichst in gleicher Strahlungsstärke mit Wärmestrahlung beaufschlagt wird. Dabei kann die Raumtemperatur zwischen 15° und 18° liegen, eine Temperatur,

- 3 - FlT99i9.GDE

die für einen Wohnraum an sich als kühl empfunden wird. Wird der Körper nur einseitig mit Wärmestrahlung beaufschlagt, so enstehen ungünstige oder sogar schädliche Wirkungen auf den Kreislauf des Menschen und auf weitere Organe. Wird ein menschlicher Körper ungleichmäßig erwärmt, so sorgt das Kreislaufsystem für einen Temperaturausgleich. So wird beispielsweise die primär chronische Polyarthritis auf eine inhomogene Erwärmung zurückgeführt. Andererseits gilt es als gesichert, daß durch eine Erwärmung des Körpers die PoIyarthritis und andere Krankheiten geheilt werden können.

Zu einem gesunden Raumklima gehört darüberhinaus auch eine entsprechende relative Raumfeuchtigkeit, welche bei einer üblichen Zentralheizung mit Metallflächen nicht erreicht wird, so daß diese mit Verdunstungsgeräten, beispielsweise offenen Gefäßen, kombiniert werden.

Nach den VDI Lüftungsregeln werden für Klimaanlagen im Winter eine Zimmertemperatur von 20° C und 35-70 % relative Luftfeuchte und im Sommer 22° C und 70 % relative Feuchte und bei einer Zimmertemperatur von 26° C 60 % relative Luftfeuchte verlangt.

Diese Werte werden von Kachelofen erreicht. Kachelofen sorgen nicht nur subjektiv sondern auch objektiv für eine "behagliche" Wärme durch eine milde Strahlung, die von der Kacheloberfläche ausgeht. Das Heizen mit einem Kachelofen wird als besonders angenehm empfunden, da die Kacheloberfläche von 40-90° C in den Anteilen der Strahlung und der Konvektion weitgehend den Körperbedingungen des Menschen entsprechen.

Kachelofenheizungen werden mit festen, flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen, in Einzelfällen auch mit elektrischen Einsätzen betrieben. Jeder mit Brennstoffen geheizte Kachelofen benötigt zur Verbrennung erhebliche Mengen Sauerstoff, die er üblicherseies aus der Raumluft entnimmt, welche damit

in der Stunde bis zu fünfmal erneuert wird. Der Raum muß daher eine ständige Frischluftzufuhr aufweisen, da andernfalls die Verbrennung unvollständig unter Abgabe giftiger Kohlenmonoxidgase erfolgt. Die Abgase werden mit einem großen Wärmeanteil dem Schornstein und damit der Außenluft zugeführt. Der Kachelofen bedarf daher einer festen Installation im Raum mit festen Kaminanschlüssen.

Es sind auch Weiterentwicklungen des Kachelofens bekannt, bei denen der Ofen mit Warm- oder Heißluft beheizt wird, welche in einer zentralen Heizanlage erzeugt wird. Damit ist zwar ein Kaminanschluß nicht mehr erforderlich, jedoch sind entsprechende Luftführungskanäle notwendig.

Eine weitere Gruppe von Heizkörpern ist als Fußboden-, Wand- und Deckenheizung ausgebildet. Die Fußbodenheizung ermöglicht großzügige Raumlösungen, da die Heizung "unsichtbar" ist. So können Fenster bis zum Boden geführt werden, die Luftkonvektion und damit die Staubumwälzung ist verringert. Durch eine Vergrößerung der Heizflächen kann die Vorlauftemperatur des Wärmetransportmittels, vorzugsweise Wasser, verringert werden.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Heizkörperelement anzugeben, welches eine freie Raumgestaltung der Heizflächen ermöglicht, die mit den Raumflächen integrierbar sind oder eigene Hei&zgr;-Raumkörper bilden, wobei eine Vielzahl von Heizkörperelementen miteinander verbindbar sind. Die Heizelemente sollen derart ausgebildet sein, daß die von diesen ausgehende elektromagnetische Wärmestrahlung voll zur Wirkung kommen kann, wobei auch Therapieräume geschaffen werden können.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht bei einer Heizungsanlage zur Raumbeheizung und für Therapieräume, bestehend aus Heizelementen, welche von einem Rohr- oder Schlauchsystem zur

- 5 - *·&diams;**&diams;·* ·· *·** FD^#99i9 .GDE

Führung eines flüssigen oder gasförmigen Wärmeübertragers durchzogen sind, darin, daß eine wärmeleitende und wärmespeichernde Füllmasse das Rohr- oder Schlauchsystem abdeckt, auf der sich darauf befestigte Kacheln zur Aussendung elektromagnetischer Wärmestrahlung befinden, und daß ein oder mehrere Heiz- und Strahlungselemente zur Bildung größerer Heizungs- und Strahlungseinheiten zusammenschaltbar ausgebildet sind.

Ein solches Heizelement kann nach der Erfindung die verschiedensten Raumformen aufweisen, nämlich zylinder- oder kugelförmig konvex oder konkav gewölbt oder kann als Planfläche ausgebildet sein.

Die Trägerfläche für das Rohr- oder Schlauchsystem besteht vorteilhaft aus einem vorgepreßten Material, beispielsweise aus Kunststoff und die Halteelemente für die Röhren oder Schläuche sind als zylinderf örmige Noppen mit einem Flachkopf zur Halterung der Rohr- oder Schlauchelemente ausgebildet. Die Füllmasse besteht vorteilhaft aus einem Schamottemörtel, welche gute Wärmespeichereigenschaften und eine ausreichende Wärmeleitfähigkeit aufweist.

In Weiterbildung der Erfindung ist das Heizelement als großflächiges Wand-, Decken- oder Bodenelement ausgebildet, so daß die Montage der Rohr- oder Schlauchelemente und die Montage des gesamten Heizelementes wesentlich vereinfacht wird.

Die Enden eines Rohr- und Schlauchsystems eines Heizelements weisen nach der Erfindung Steckverschlüsse in Form eines positiven und negativen Ventilverschlusses, d.h. als Stecker und Buchse auf, so daß mehrere Heizkörper in Reihen- oder Parallelschaltung miteinander und mit einer zentralen Heizwasseranlage verbunden werden können. Da die Anschlüsse mit Ventilen versehen sind, lassen sich die Anschlüsse auch unter

*..*·..* FI»«993?9.GDE

Druck des Heizwassersystems während des Betriebes durchführen.

In Weiterbildung der Erfindung lassen sich ein oder mehrere zusammengeschaltete Heizelemente in Form eines transportablen Quaders, einer Sitzfläche, Sitzbank, Liegefläche oder eines Bettrahmens ausbilden, wobei entsprechend der gewünschten Raumform ein Traggerüst zur Aufnahme der Heizelemente vorhanden ist. Damit ergeben sich neue Möglichkeiten der Gestaltung von Heizkörpern, wobei ihre Strahlungseigenschaften voll zu Auswirkung kommen können.

Die Heizelemente lassen sich in einer bevorzugten Ausführungsform in der Ausbildung von Wand-, Decken- und Bodenflächen zu einer Kabine mit Sitz- und Liegeflächen aus Heizelementen ausbilden, wobei die Kabine für therapiezwecke elektrische Strahler unterschiedlicher Art aufweist.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Hierbei zeigen:

FIGUR 1 einen Querschnitt durch ein Heiz- und Strahlungselement in perspektivischer und schematischer Darstellung;

FIGUR 2 einen Heiz- und Strahlungskörper in perspektivischer und schematischer Darstellung;

FIGUR 3 einen Heiz- und Strahlungskörper, ausgebildet als Sitzbank oder Stufe in perspektivischer und schematischer Darstellung, und

FIGUR 4 einen Schnitt durch eine Therapie-Kabine mit Sitz- und Liegeflächen sowie elektrischen Lampen, welche als Strahler für Therapiezwekke ausgebildet sind.

7 - *··*·!.. *·&diams;**.«* FI»»99i9.GDE

Die Figur 1 zeigt den Schnitt durch ein Heiz- und Strahlungselement. Auf einer wärmeisolierenden Trägerschicht 1, beispielsweise aus Zement mit wärmeisolierenden Füllstoffen, ist eine Trägerfläche 2, für das Rohr- oder Schlauchsystem mit den Schlauchteilen 5, 6, 7 und 8 angeordnet, die vorteilhaft aus Kunststoff bestehen kann. Die Schläuche werden in ihrer Lage durch Noppen 9, 10 und 11 gehalten. Die Noppen 9, 10 und 11 sind integraler Bestandteil der Trägerfläche 2, und sind über die gesamte Trägerfläche entsprechend der verwendeten Rohr- oder Schlauchgröße verteilt, so daß jedes Schlauchverlegeschema Anwendung finden kann, beispielsweise schlingen- oder zick-zackförmig. Zur besseren Halterung der Schläuche weisen die Noppen eine entsprechende Querschnittsform auf. Der Kopf jedes Noppens 9, 10 und 11 hat dabei einen größeren Durchmesser als der Schaft. Während des Montagevorganges ist der zu verlegende Schlauch leer, so daß er sich leicht zusammendrücken läßt. Andererseits sind die Köpfe elastisch genug, so daß auch Metallrohre verlegt und gehalten werden können. Der Zwischenraum der Schläuche und die obere Schicht sind durch Schamottemörtel ausgefüllt und durch Kacheln 4 abgedeckt. Schamottemörtel hat etwa die gleichen thermischen Eigenschaften und Ausdehnungskoeffizienten wie die Kacheln, so daß keine Spannungen zwischen dem Rohr- und Schlauchsystem und den Kacheln auftreten.

Ein solches Heiz- und Strahlungselement dient als Baustein für die verschiedensten Raumformen und kann daher selbst in der dargestellten Sandwichform zylinder- oder kugelförmig konvex oder konkav gewölbt oder als Planfläche ausgebildet sein. In der Figur 1 ist lediglich ein planförmiges Element wiedergegeben.

Die Figur 2 zeigt in schematische Darstellung einen Heiz- und Strahlungskörper 14, welcher aus mehreren Heiz- und Strahlungselementen nach Figur 1 aufgebaut ist.

— 8 — ·· ···· ·· ·· FIi»99i9 .GDE

Die Oberfläche 15 und die Frontseite 16 bestehen aus Kacheln, so daß diese Flächen als Wärmestrahler wirken. Zur Versorgung des Schlauchsystems sind Anschlüsse 12 und 13 vorgesehen. Diese bestehen aus Steckverschlüssen, welche in Form eines positiven und negativen Ventilverschlusses, d.h. als Stecker 12 und Buchse 13 ausgebildet sind, so daß mehrere Heizkörper in Reihen- oder Parallelschaltung miteinander und mit einer zentralen Heizwasseranlage verbunden werden können. Da die Anschlüsse mit Ventilen versehen sind, lassen sich die An-Schlüsse auch unter Druck des Heizwassersystems während des Betriebes durchführen. Die nicht näher dargestellten Hausanschlüsse des Versorgungssystems weisen die entsprechenden fertigverlegten Ventilverschlüsse auf. Die Heiz- und Strahlungskörper können daher auch für die Umrüstung bestehender Zentralheizungen verwendet werden. Besonders vorteilhaft ist es, daß diese Heiz- und Strahlungskörper eine große Wärmekapazität aufseisen und daher die Wärme über eine lange Zeit speichern. Die Oberflächentemperatur der Kacheln kann weitaus niedriger liegen als die Oberfläche bei herkömmlichen Metallheizflachen und Radiatoren. Dadurch kann auch die Vorlauftemperatur niedriger sein. Ein solches Heizsystem ist daher für Wärmepumpen und Wärmewandler mit niedriger Ausgangstemperatur des Wärmeübertragers besonders geeignet.

Die Figur 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung als Sitzbank, Stufe oder auch als Baustein eine Bettes.

Die Bank 17 besteht ähnlich wie der Heiz- und Strahlungskörper nach Figur 2 aus vielen integrierten Heiz- und Strah- lungselementen. Zum Aufbau und zur Halterung der Bank kann diese ein nicht näher dargestelltes Gerüst aus Metall entsprechend der gewünschten Raumform aufweisen. Das Rohr- und Schlauchsystem ist ähnlich wie nach Figur 2 mit Steckverschlüssen als Stecker 12 und Buchse 13 ausgebildet, so daß auch hier mehrere Heizkörper in Reihen- oder Parallelschal-

— 9 — ·· ·&iacgr;·« *··**&diams;·" FL»^9lfe«GDE

tung miteinander und mit einer zentralen Heizwasseranlage verbunden werden können.

Die Figur 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung in der Form einer Therapie-Kabine 20. Die Heiz- und Strahlungselemente sind hierbei als Wand-, Decken- und Bodenflächen zu einer Kabine mit Liegeflächen 25 und Sitzflächen 26 ausgebildet, wobei die Kabine für therapiezwecke elektrische Strahler 22, 23 und 24 unterschiedlicher Art aufweist. Mittels der Tür 21 läßt sich die Kabine schließen. In dieser Kabine wird der Körper eines Menschen von allen Seiten gleichmäßig bestrahlt. Je nach der beabsichtigten Therapie sind die Lampen als runde und/Röhren- Strahler mit einem enstrechenden Spektrum ausgebildet.

Claims

- 10 - *··" ·&iacgr;·. ·.***..' FL.^9lfe.GDE SCHUTZANSPRÜCHE

1. Heizungsanlage zur Raumbeheizung und für Therapieräume, bestehend aus miteinander verbindbaren Heizungselementen, welche von einem Rohr- oder Schlauchsystem zur Führung eines flüssigen oder gasförmigen Wärmeübertragers durchzogen sind, und ein Heiz- und Strahlungselement eine Wärmeisolierende Trägerschicht aufweist, auf der eine Trägerfläche für das Rohr- oder Schlauchsystem angeordnet ist, wobei diese in regelmäßigen Abständen integrierte Halteelemente für das Rohr- oder Schlauchsystem aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß eine wärmeleitende und wärmespeichernde Füllmasse (3) das Rohroder Schlauchsystem (5, 6, 7, und 8) abdeckt, auf der sich darauf befestigte Kacheln (4) zur Aussendung elektromagnetischer Wärmestrahlung befinden, und daß ein oder mehrere Heiz- und Strahlungselemente zur Bildung größerer Heizungs- und Strahlungseinheiten zusammenschaltbar ausgebildet sind.

2. Heizungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Heiz- und Strahlungselement zylinder- oder kugelförmig konvex oder konkav gewölbt oder als Planfläche ausgebildet ist.

3. Heizungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerfläche (2) für das Rohr- oder Schlauchsystem (5, 6, 7 und 8) aus einem vorgepreßten Material besteht und die Halteelemente als zylinderförmige Noppen (9, 10 und 11) mit einem Flachkopf zur Halterung der Rohr- oder Schlauchelemente ausgebildet sind.

4. Heizungsanlage nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllmasse (3) aus einem Schamottemörtel besteht.

- 11 - ·" ·■· FB'9929.GDE

5. Heizungsanlage nach Anspruch 1 oder einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Heiz- und Strahlungselement als großflächiges Wand-, Decken- oder Bodenelement ausgebildet ist.

6. Heizungsanlage nach Anspruch 1 oder einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden eines Rohr- und Schlauchsystems (5, 6, 7 und 8) eines Heiz- und Strahlungselements Steckverschlüsse (12, 13) in Form eines positiven und negativen Ventilverschlusses aufweisen, so daß mehrere Heizkörper in Reihen- oder Parallelschaltung miteinander und mit einer zentralen Heizwasseranlage verbindbar sind.

7. Heizungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere zusammengeschaltete Heizelemente in Form eines transportablen Quaders (14), einer Sitzfläche (19), Sitzbank (17), Liegefläche (25) oder eines Bettrahmens ausgebildet sind, wobei entsprechend der gewünschten Raumform ein Traggerüst zur Aufnahme der Heizelemente vorhanden ist.

8. Heizungsanlage nach Anspruch 1 oder einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizelemente in Form von Wand-, Decken- und Bodenflächen zu einer Kabine (20) mit Sitz- und Liegeflächen (25 bzw. 27) aus Heizelementen ausgebildet sind und die Kabine für therapiezwecke elektrische Strahler (22, 23 und 24) aufweist.