NL1017845C1

NL1017845C1 - Modular underfloor heating system, uses pipework fed through multiple channels in prefabricated concrete floor blocks

Info

Publication number: NL1017845C1
Application number: NL1017845A
Authority: NL
Inventors: Gertjan Jelle De Wit
Original assignee: Gertjan Jelle De Wit
Priority date: 2001-04-13
Filing date: 2001-04-13
Publication date: 2002-10-15

Abstract

Each module (1) of concrete flooring has slightly chamfered edges to allow for grouting. Through the length of each module are a large number of identical channels (2). Flexible pipes with a circular cross section are fed through each channel. The pipes are connected in series by additional pipes in transverse grooves in the blocks. The gaps between the flexible pipes and the walls of the channels can be filled with a heat-conducting filler.

Description

tt

VloerverwarmingUnderfloor heating

De uitvinding heeft betrekking op een vloerverwarming voor een betonnen vloer, omvattende een stelsel van in de vloer 5 opgenomen buizen, geschikt om te worden aangesloten op een warmwatervoorziening.The invention relates to a floor heating for a concrete floor, comprising a system of pipes included in the floor 5, suitable for being connected to a hot water supply.

Vloerverwarming als zodanig is bekend, ook in kombinatie met een betonnen vloer. Daarbij wordt dan de betonnen vloer 10 gestort, waarna een buis in een meandervorm op de vloer wordt gelegd, waarna een afwerklaag op de vloer wordt aangebracht die de buis bedekt. Het bezwaar van de bekende vloerverwarming is dat het aanbrengen ervan veel tijd vraagt op de bouwplaats. Bovendien moet op de bekende 15 vloerverwarming een dikke afwerklaag worden aangebracht om scheuren te voorkomen en om de temperatuur van de vloer homogener te maken.Underfloor heating as such is known, also in combination with a concrete floor. The concrete floor 10 is then poured, after which a pipe is laid on the floor in a meander form, after which a finishing layer is applied to the floor covering the pipe. The drawback of the known underfloor heating is that installing it takes a lot of time at the construction site. Moreover, a thick finishing layer must be applied to the known floor heating to prevent cracks and to make the temperature of the floor more homogeneous.

De inventieve vloerverwarming komt aan deze bezwaren 20 tegemoet en heeft als kenmerk, dat de betonnen vloer is opgebouwd uit geprefabriceerde betonnen platen, voorzien van kanalen, en dat het stelsel van buizen althans in hoofdzaak in de kanalen is opgenomen. Bij voorkeur worden de buizen per plaat al in de betonfabriek in de kanalen 25 geplaatst, wat als bijkomend voordeel heeft dat de buizen nooit onbeschermd op de vloer liggen, waardoor de kans op beschadiging erg klein is.The inventive floor heating satisfies these drawbacks and is characterized in that the concrete floor is made up of prefabricated concrete plates, provided with channels, and that the system of pipes is at least substantially included in the channels. Preferably, the pipes are already placed in the channels 25 per slab in the concrete factory, which has the additional advantage that the pipes are never unprotected on the floor, so that the risk of damage is very small.

Bekend is een systeem waarbij een stelsel van buizen vóór 30 het storten van beton op de bewapening wordt aangebracht, maar dit systeem van zogenaamde betonkernactivering kost veel tijd op de bouwplaats en het stelsel van buizen is erg kwetsbaar vóór en tijdens het storten. Het hier besproken stelsel kan als vloerverwarming maar ook als betonkern-35 activering worden ingezet.A system is known in which a system of pipes is applied to the reinforcement before the pouring of concrete, but this system of so-called concrete core activation takes a lot of time at the construction site and the system of pipes is very vulnerable before and during the pouring. The system discussed here can be used as floor heating but also as concrete core activation.

1017845· 21017845 · 2

Een gunstige uitvoeringsvorm van de uitvinding heeft als kenmerk, dat de platen zijn voorzien van tenminste één leidingsleuf die althans in hoofdzaak loodrecht op de kanalen verloopt en dat het stelsel van buizen via de 5 tenminste één leidingsleuf in de kanalen wordt geleid.A favorable embodiment of the invention is characterized in that the plates are provided with at least one pipe slot which extends at least substantially perpendicularly to the channels and that the system of pipes is guided into the channels via the at least one pipe slot.

Door de leidingsleuf nabij een oplegpunt van de platen aan te brengen wordt daarbij de sterkte van de platen nauwelijks verminderd. Een belangrijk voordeel is dat op deze wijze snel en eenvoudig een vloerverwarming kan worden 10 aangebracht.By providing the conduit slot near a point of contact of the plates, the strength of the plates is thereby hardly reduced. An important advantage is that floor heating can be installed quickly and easily in this way.

Een verdere gunstige uitvoeringsvorm van de uitvinding heeft als kenmerk, dat één buis per kanaal is aangebracht, waarvan een buitendiameter althans nagenoeg gelijk is aan 15 een binnendiameter van het kanaal, waardoor een goede warmteoverdracht van de buis naar de vloer is gewaarborgd. Een verdere gunstige uitvoeringsvorm waarmee de warmteoverdracht verder kan worden verbeterd heeft als kenmerk, dat de buis flexibel is, zodat, als de vloerverwarming op 20 druk wordt gebracht, de buis tegen de binnenzijde van het kanaal wordt gedrukt. Een belangrijk bijkomend voordeel is dat een dergelijke vloerverwarming eenvoudig kan worden gerepareerd of vervangen door de leidingsleuf te openen.A further favorable embodiment of the invention is characterized in that one tube is provided per channel, an outer diameter of which is at least substantially equal to an inner diameter of the channel, whereby a good heat transfer from the tube to the floor is guaranteed. A further favorable embodiment with which the heat transfer can be further improved is characterized in that the tube is flexible, so that, when the floor heating is brought to pressure, the tube is pressed against the inside of the channel. An important additional advantage is that such underfloor heating can easily be repaired or replaced by opening the pipe slot.

25 Een alternatieve gunstige uitvoeringsvorm heeft als kenmerk, dat één buis per kanaal is aangebracht, waarvan een buitendiameter veel kleiner is dan een binnendiameter van het kanaal. Daarbij worden bij voorkeur na het inbrengen van de buizen de kanalen gevuld met een specie of 30 een equivalent vulmiddel met een voldoende warmtegeleidend vermogen. Een homogene vulling kan bijvoorbeeld worden verkregen door gebruik te maken van een in het vakgebied bekende spuitlans.An alternative favorable embodiment has the feature that one tube is provided per channel, an outer diameter of which is much smaller than an inner diameter of the channel. Preferably, after the tubes have been inserted, the channels are filled with a mortar or equivalent filler with a sufficient thermal conductivity. A homogeneous filling can be obtained, for example, by using a spray lance known in the art.

101784 5« 3101784 5 «3

De uitvinding heeft tevens betrekking op een vloer, voorzien van een vloerverwarming zoals hiervoor beschreven.The invention also relates to a floor provided with underfloor heating as described above.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een werkwijze voor 5 het aanbrengen van een vloerverwarming in een betonnen vloer, opgebouwd uit geprefabriceerde betonnen platen, voorzien van kanalen. De inventieve werkwijze heeft als kenmerk, dat in de geprefabriceerde betonnen platen tenminste één leidingsleuf wordt gemaakt, althans nagenoeg 10 loodrecht op de kanalen, dat in althans een deel van de kanalen een vloeistofdichte leiding wordt aangebracht en dat de vloeistofdichte leidingen worden doorverbonden, zodanig dat ze een warmtewisselaar vormen die warmte kan uitwisselen met de betonnen platen.The invention also relates to a method for installing a floor heating in a concrete floor, constructed from prefabricated concrete plates, provided with channels. The inventive method is characterized in that at least one pipe slot is made in the prefabricated concrete slabs, at least substantially perpendicular to the channels, that a liquid-tight pipe is provided in at least a part of the channels and that the liquid-tight pipes are connected through, such that they form a heat exchanger that can exchange heat with the concrete slabs.

1515

Een gunstige realisatie van de inventieve werkwijze heeft als kenmerk, dat een buitendiameter van de leidingen althans nagenoeg gelijk wordt gekozen aan een binnendiameter van de kanalen.A favorable realization of the inventive method is characterized in that an outer diameter of the pipes is chosen at least substantially equal to an inner diameter of the channels.

2020

Een gunstige alternatieve realisatie van de inventieve werkwijze heeft als kenmerk, dat een buitendiameter van de leidingen veel kleiner wordt gekozen dan een binnendiameter van de kanalen en dat de kanalen waarin een leiding is 25 opgenomen worden gevuld met een specie.A favorable alternative realization of the inventive method is characterized in that an outer diameter of the pipes is chosen to be much smaller than an inner diameter of the channels and that the channels in which a pipe is included are filled with a spoil.

Een verdere gunstige realisatie heeft als kenmerk, dat de leidingen uit een flexibele kunststof zijn vervaardigd. Dit kan het aanbrengen van de leidingen vereenvoudigen, terwijl 30 ook de warmteoverdracht hierdoor aanzienlijk kan toenemen.A further favorable realization is characterized in that the pipes are made of a flexible plastic. This can simplify the installation of the pipes, while the heat transfer can also increase considerably as a result.

De uitvinding zal nu verder uiteen worden gezet aan de hand van de volgende figuren, waarbij: 1017846η 4The invention will now be further explained with reference to the following figures, in which: 1017846η 4

Fig. 1 in doorsnede een mogelijke uitvoeringsvorm van een betonnen kanaalplaat weergeeft;FIG. 1 is a sectional view of a possible embodiment of a concrete channel plate;

Fig. 2 in bovenaanzicht een vloer uit kanaalplaten, voorzien van leidingsleuven weergeeft; 5 Fig. 3 in doorsnede een kanaal, voorzien van een dikke leiding weergeeft;FIG. 2 represents in top view a floor of channel plates provided with conduit slots; FIG. 3 is a sectional view of a channel provided with a thick pipe;

Fig. 4 in doorsnede een kanaal, voorzien van een dunne leiding weergeeft;FIG. 4 is a sectional view of a channel provided with a thin line;

Fig. 5 schematisch een dikke leiding, voorzien van een 10 eenzijdige aansluiting weergeeft;FIG. 5 schematically represents a thick pipe provided with a one-sided connection;

Fig. 6 schematisch een dikke leiding, aan weerszijden voorzien van een aansluiting weergeeft;FIG. 6 schematically represents a thick pipe, provided on both sides with a connection;

Fig. 7 schematisch een in meandervorm gelegde dunne leiding weergeeft.FIG. 7 schematically shows a thin pipe laid in a meander form.

1515

Fig. 1 geeft in doorsnede een mogelijke uitvoeringsvorm van een betonnen kanaalplaat 1 weer, geschikt om de inventieve vloerverwarming op te nemen. Belangrijk is dat de plaat onder de kanalen 2 dikker is dan boven de gaten, zodat de 20 kanaalplaat zijn sterkte nagenoeg behoudt als in de bovenzijde, loodrecht op de kanalen 2 een leidingsleuf wordt aangebracht, zodat kanalen 2 vanaf de bovenzijde te bereiken zijn.FIG. 1 is a sectional view of a possible embodiment of a concrete channel plate 1, suitable for accommodating the inventive floor heating. It is important that the plate under the channels 2 is thicker than above the holes, so that the channel plate substantially retains its strength if a pipe slot is arranged in the top side, perpendicular to the channels 2, so that channels 2 can be reached from the top.

25 Fig. 2 geeft in bovenaanzicht een vloer uit kanaalplaten, voorzien van leidingsleuven weer. De kanaalplaten zijn op een fundament 3 gelegd, welk fundament zodanig is uitgevoerd dat hierop twee kamers kunnen worden gebouwd. In de linker kamer is één leidingsleuf 4 aangebracht, zodanig 30 dat de kanalen bereikbaar zijn. Leidingsleuf 4 is dicht bij fundament 3 aangebracht, waardoor de belastbaarheid van de kanaalplaten nauwelijks afneemt. Omdat er maar één leidingsleuf beschikbaar is, moeten de leidingen voor de vloerverwarming vanuit die ene leidingsleuf worden 35 aangebracht. In de rechter kamer zijn twee leidingsleuven 1017845' 5 5a,5b aangebracht, waardoor een leiding voor de vloerverwarming meandervormig door de vrij liggende kanalen kan worden gehaald.FIG. 2 is a top plan view of a floor made of duct sheets provided with conduit slots. The channel plates are laid on a foundation 3, which foundation is designed such that two chambers can be built on it. One conduit slot 4 is provided in the left chamber, such that the channels are accessible. Pipe slot 4 is arranged close to foundation 3, so that the load-bearing capacity of the channel plates hardly diminishes. Because only one pipe slot is available, the floor heating pipes must be laid from that one pipe slot. Two pipe slots 1017845, 5a, 5b are provided in the right-hand chamber, as a result of which a pipe for the underfloor heating can be meander-shaped through the exposed channels.

5 Fig. 3 geeft in doorsnede een kanaal 6, voorzien van een dikke leiding 7 weer, vervaardigd uit een enigszins elastisch materiaal, bijvoorbeeld polyethyleen. Een dergelijke leiding kan in de lengterichting opgevouwen eenvoudig in kanaal 6 worden geschoven. Als leiding 7 met 10 water wordt gevuld, dan neemt hij de getoonde ronde vorm aan. Als de vloerverwarming eenmaal in bedrijf is en leiding 7 onder druk wordt gezet, dan wordt het contact tussen leiding 7 en de wanden van kanaal 6 nog inniger, waardoor een goede warmteoverdracht wordt gerealiseerd. Het 15 is ook mogelijk de druk kortstondig op te voeren, waardoor leiding 7 blijvend de vorm van kanaal 6 zal aannemen, wat tot een nog betere warmteoverdracht leidt. Een geschikt materiaal hiervoor is bijvoorbeeld polyethyleen. Leiding 7 kan ook uit een zeer elastisch materiaal zijn vervaardigd, 20 bijvoorbeeld uit siliconenrubber. Het voordeel is dat leiding 7 de vorm van kanaal 6 zal aannemen zodra de vloerverwarming op druk wordt gebracht, waardoor steeds een optimale warmteoverdracht wordt verkregen.FIG. 3 is a sectional view of a channel 6 provided with a thick conduit 7 made of a slightly elastic material, for example polyethylene. Such a conduit can simply be pushed into channel 6 when folded in the longitudinal direction. If line 7 is filled with water, it will take the round shape shown. Once the underfloor heating is in operation and pipe 7 is put under pressure, the contact between pipe 7 and the walls of channel 6 becomes even more intimate, whereby a good heat transfer is realized. It is also possible to increase the pressure briefly, as a result of which line 7 will permanently assume the form of channel 6, which leads to an even better heat transfer. A suitable material for this is, for example, polyethylene. Conduit 7 can also be made from a highly elastic material, for example from silicone rubber. The advantage is that line 7 will take the form of channel 6 as soon as the underfloor heating is brought under pressure, whereby optimum heat transfer is always obtained.

25 Fig. 4 geeft in doorsnede een kanaal 8, voorzien van een dunne leiding 9 weer. Leiding 9 wordt in kanaal 8 aangebracht, waarna in kanaal 8 een dunne cementspecie wordt gestort of gespoten, tot kanaal 8 volledig gevuld is. Leiding 9, die bijvoorbeeld uit polyethyleen is 30 vervaardigd, zal daarbij doorgaans gaan drijven, zodat hij zich na het uitharden van de cementspecie boven in kanaal 8 bevindt, dicht bij het oppervlak van de vloer. Doordat leiding 9 innig contact maakt met de cement, wordt een goede warmteoverdracht verkregen.FIG. 4 is a sectional view of a channel 8 provided with a thin line 9. Pipe 9 is installed in channel 8, after which a thin cement mortar is poured or sprayed into channel 8 until channel 8 is completely filled. Conduit 9, which is for instance made of polyethylene, will generally float, so that after curing of the cement mortar it will be located at the top of channel 8, close to the surface of the floor. Because line 9 makes intimate contact with the cement, good heat transfer is obtained.

35 1017845· 635, 1017845 · 6

Fig. 5 geeft schematisch een dikke leiding 7, voorzien van een eenzijdige aansluiting weer. Ket uiteinde van leiding 7 dat via een leidingsleuf in een kanaal wordt geschoven is voorzien van een afdichting 10. In het andere uiteinde is 5 een stop 11 gelijmd. Ter versteviging is nog voorzien in een klemband 12 die aan de buitenzijde van leiding 7 rond stop 11 verloopt. Via stop 11 is in leiding 7 een aanvoer-buis 13 aangebracht, die tot nabij afdichting 10 loopt. Eveneens via stop 11 is een afvoerbuis 14 aangebracht, die 10 direct achter stop 11 eindigt. Op aanvoerbuis 13 is een T-stuk 15 bevestigd en op afvoerbuis 14 een T-stuk 16. De T-stukken bevinden zich in de leidingsleuf, zodat een aantal dikke leidingen eenvoudig kan worden gekoppeld tot een vloerverwarming. Afdichting 10 is hier eveneens uitgevoerd 15 als een stop 17, voorzien van een klemband 18, maar kan ook zijn verkregen door leiding 7 te verhitten en dicht te knijpen.FIG. 5 schematically shows a thick pipe 7 provided with a one-sided connection. The end of pipe 7 which is slid into a channel via a pipe slot is provided with a seal 10. A plug 11 is glued into the other end. For the purpose of reinforcement, a clamping band 12 is provided which extends around stop 11 on the outside of pipe 7. Via supply line 11, a supply pipe 13 is arranged in line 7, which pipe runs close to seal 10. A drain pipe 14 is also arranged via stop 11, which pipe ends immediately after stop 11. A T-piece 15 is fastened to supply pipe 13 and a T-piece 16 to discharge tube 14. The T-pieces are located in the pipe slot, so that a number of thick pipes can be easily connected to underfloor heating. Seal 10 is here also designed as a stopper 17, provided with a clamping band 18, but can also be obtained by heating pipe 7 and squeezing it shut.

Fig. 6 geeft schematisch een dikke leiding 7, aan weers-20 zijden voorzien van een aansluiting weer. Aan een eerste zijde is een stop 11 gelijmd. Ter versteviging is nog voorzien in een klemband 12 die aan de buitenzijde van leiding 7 rond stop 11 verloopt. Via stop 11 is in leiding 7 een aanvoerbuis 13 aangebracht. Aan een tweede zijde is 25 eveneens een stop 17 gelijmd, voorzien van een klemband 18. Via stop 17 is een afvoerbuis 19 aangebracht. Op aanvoerbuis 13 is een T-stuk 15 bevestigd en op afvoerbuis 19 een T-stuk 20. De T-stukken bevinden zich in twee leiding-sleuven, zodat een aantal dikke leidingen eenvoudig kan 30 worden gekoppeld tot een vloerverwarming of een betonkernactivering.FIG. 6 schematically shows a thick pipe 7, provided on both sides with a connection. A plug 11 is glued to a first side. For the purpose of reinforcement, a clamping band 12 is provided which extends around stop 11 on the outside of pipe 7. A supply pipe 13 is provided in line 7 via stop 11. A plug 17 is also glued to a second side, provided with a clamping band 18. A drain pipe 19 is arranged via plug 17. A T-piece 15 is fastened to the supply pipe 13 and a T-piece 20 to the discharge tube 19. The T-pieces are located in two pipe slots, so that a number of thick pipes can easily be coupled to floor heating or concrete core activation.

Fig. 7 geeft schematisch een in meandervorm gelegde dunne leiding 9 weer in een vloer met zes kanaalplaten 1. In de 35 kanaalplaten zijn twee leidingsleuven 21a,21b gemaakt. De 1017845· 7 hier getoonde meandervorm heeft als voordeel dat de aanvoer 22 en de afvoer 23 dicht bij elkaar liggen, waardoor ze eenvoudig aan een verwarmingssysteem kunnen worden gekoppeld. Nadat leiding 9 is aangebracht wordt in de 5 leidingsleuf 21a een dunne cementspecie of een ander vulmiddel met voldoende warmtegeleidend vermogen gegoten of gespoten, tot ook leidingsleuf 21b volledig gevuld is. Na het uitharden van de cementspecie kan een laag beton op de kanaalplaten worden gestort.FIG. 7 schematically shows a thin conduit 9 laid in a meander form in a floor with six duct plates 1. Two conduit slots 21a, 21b are made in the duct plates. The meander shape shown here has the advantage that the supply 22 and the discharge 23 are close to each other, so that they can easily be coupled to a heating system. After pipe 9 has been installed, a thin cement mortar or other filler with sufficient heat-conducting capacity is poured or sprayed into pipe slot 21a until pipe slot 21b is also completely filled. After the cement mortar has hardened, a layer of concrete can be poured onto the channel plates.

1010

Doorgaans zitten er in een kanaalplaat meer dan twee kanalen. Men kan dan afhankelijk van de gewenste capaciteit van de vloerverwarming in elk kanaal een leiding aanbrengen of in een kleiner aantal, waarbij dan bijvoorbeeld telkens 15 een of twee kanalen worden overgeslagen.There are usually more than two channels in a channel plate. Depending on the desired capacity of the floor heating, it is then possible to install a pipe in each channel or in a smaller number, one or two channels being skipped in each case.

1017845*1017845 *

Claims

1. Floor heating for a concrete floor, comprising a system of pipes incorporated in the floor, suitable for being connected to a hot water supply, characterized in that the concrete floor is made up of prefabricated concrete plates, provided with channels, and that the system of tubes is at least substantially included in the channels. 10

2. Floor heating as claimed in claim 1, characterized in that the plates are provided with at least one pipe slot which extends at least substantially perpendicular to the channels and that the system of pipes is guided into the channels via the at least one pipe slot.

3. Underfloor heating according to claim 2, characterized in that one pipe is provided per channel, an outer diameter of which is at least substantially equal to an inner diameter of the channel.

4. Floor heating according to claim 3, characterized in that the pipe is flexible.

5. Floor heating as claimed in claim 2, characterized in that one pipe is provided per channel, an outside diameter of which is much smaller than an inside diameter of the channel.

6. Floor provided with underfloor heating according to one of the preceding claims.

7. Method for installing a floor heating in a concrete floor, constructed from prefabricated concrete plates, provided with channels, characterized in that at least one pipe slot is made in the prefabricated concrete plates, at least substantially perpendicular to the channels that a liquid-tight pipe is provided in at least a part of the channels and that the liquid-tight pipes are connected through, such that they form a heat exchanger that can exchange heat with the concrete plates.

8. Method as claimed in claim 7, characterized in that an outer diameter of the conduits is chosen at least substantially equal to an inner diameter of the channels.

9. Method as claimed in claim 7, characterized in that an outer diameter of the pipes is chosen to be much smaller than an inner diameter of the channels and that the channels in which a pipe is included are filled with a mortar.

10. Method as claimed in any of the claims 7 to 9, characterized in that the pipes are made of a flexible plastic. 1017845 ·