DE1459733C3 - Elektrische Fußboden-Speicherheizvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine aus vorgefertigten Bauteilen zusammensetzbare elektrische Fußboden-Speicherheizvorrichtung, bestehend aus übereinander angeordneten Schichten, nämlich einer Wärmedämmschicht, einer Heizschicht, einer Speicherschicht und einer den Fußboden bildenden Deckschicht.

Elektrische Fußboden-Speicherheizvorrichtungen der genannten Art (Zeitschrift Elektrowärme 1963, Heft 4, S. 181), geben die gespeicherte Wärme, von darunterliegenden Heizleitern erzeugt, allmählich an den Raum ab. Die Fußbodenspeicherheizung kommt der idealen Heizung am nächsten. Der Speicher dieser Heizungen kann aus Beton oder sonstigen festen Materialien bestehen, die sich für die Wärmespeicherung eignen. Bei allen Materialien sinkt nach einer gewissen Dauer der Wärmeabgabe die Speichertemperatur ab, Beton erreicht diesen Zeitpunkt nach etwa 6 Stunden. Bei allen derartigen Speichern muß deshalb rechtzeitig nachgeheizt werden, sonst reicht ihre Wärmeabgabe für einen Tagesablauf nicht aus. Diese Speicherheizungen benötigen, wenn sie nicht rechtzeitig nachgeheizt werden, eine zusätzliche Heizung, sie sind deshalb nur unvollkommen und als Halbspeicherheizungen zu bezeichnen. Es treten bei diesen Speicherheizungen auch zu hohe Raumtemperaturen auf, wenn die Außentemperatur steigt. Insbesondere bei unvorhergesehener Sonnenbestrahlung steigt die Raumtemperatur durch die zusätzliche Wärmeabgabe der Fußboden-Speicherheizung unerträglich an, so daß ein Aufenthalt im Raum nur möglich ist, wenn Fenster und Türen zur Abkühlung geöffnet werden. Die Wärmeabgabe der Speicherheizung kann nicht gedrosselt werden. Dadurch ist der Wirkungsgrad herabgesetzt und elektrische Energie ungenügend ausgenützt.

Bekannt ist ferner ein elektrischer Wärmespeicherofen (österreichische Patentschrift 162 505), der eine wärmespeichernde Schicht und eine wärmeleitende, dem zu beheizenden Raum zugewandte Schicht vorsieht. Die beiden Schichten sind durch eine wärmeisolierende Trennschicht voneinander getrennt. Dabei enthalten die Schichten Kanäle, durch die Luft strömt, derart, daß aus der Speicherschicht Wärme entnommen und an die Deckschicht abgegeben wird, wobei die Luft im Kreislauf geführt wird. Die Nachteile der Einzelofenheizung sind bekannt. Abgesehen vom Platzbedarf, der die Wohnfläche beeinträchtigt, hat sie die Eigenschaft, daß es am Boden an den Füßen kalt und oben am Kopf warm ist. In Ofennähe ist der Raum überhitzt, während es am Fenster kalt ist. Bei 2,7 m Zimmerhöhe bei der Einzelofenheizung beträgt die Temperatur 16° C am Boden und 25° C an der Decke. Bei der Fußbodenheizung dagegen am Boden 24° C und oben 17° C. Durch die erforderliche hohe Aufheizung des Speichers bei einem solchen elektrischen Wärmespeicherofen gibt dieser auch bei geschlossenen Abschlußorganen, nicht mehr regulierbar, seine Wärme ab, weil die Wärmedämmung nicht ausreicht oder zu groß dimensioniert werden müßte. Nachteile, wie Überhitzung, unnötiger Stromverbrauch und hohe Stromkosten, sind dann die Folge.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Fußboden-Speicherheizvorrichtung der genannten Gattung so auszubilden, daß die Wärme einerseits, ohne nennenswert abzunehmen, längere Zeit gespeichert und andererseits bei Bedarf an den zu beheizenden Raum abgegeben werden kann, wobei zusätzlich die Heizvorrichtung zur Direktheizung herangezogen werden kann. ' "

Diese Aufgabe soll nach der Erfindung dadurcö· gelöst werden, daß die Deckschicht wärmeleitend ausgebildet ist und zwischen der Speicherschicht und der Deckschicht eine wärmeundurchlässige Trennschicht angeordnet ist und daß sowohl in der Speicherschicht als auch in der Deckschicht Kanäle für einen strömenden Wärmeträger eingelassen und derart miteinander verbunden sind, daß der Wärmeträger durch eine Fördervorrichtung von den Kanälen der Speicherschicht zu den Kanälen der Deckschicht und wieder zurück förderbar ist.

Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels in den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine Kunststeinplatte mit Kanälen für Luft als Wärmeträger sowie die darunterliegende Heiztafel mit Heizleiter,

Co F i g. 2 eine mit niederen Kanälen versehene Schicht der Kunststeinplatte von unten gesehen,

F i g. 3 eine mit hohen Kanälen versehene Schicht der Kunststeinplatte von unten gesehen, F i g. 4 eine seitwärts herunterzuschlagende Leichtmetall-Zwischenfolie als Trennschicht, ebenfalls von unten gesehen,

F i g. 5 den Stoß zweier Kunststeinplatten, wobei jeweils niedere Kanäle auf hohe Kanäle treffen,

F i g. 6 wie sich am Stoß zweier Kunststeinplatten-Bauteile ein düsenartiger Teilbereich für die Luftmischung bildet,

F i g. 7 vier Plattenformen von Kunststeinplatten und

F i g. 8 eine Verlegeanordnung mit den vier Plattenformen gemäß F i g. 7 und einem Ventilator als Fördervorrichtung.

Bei der in F i g. 1 gezeigten Kunststeinplatte sind folgende Einzelschichten vorhanden:

eine Deckschicht α aus Kunststein mit niederen Kanälen k,

eine Speicherschicht b aus Kunststein mit hohen Kanälen /,

eine Leichtmetallfolie als Trennschicht c mit wärmeundurchlässiger Auflage,
Heizleiter d,

eine gerollte Leichtmetallfolie e,
eine darauf geklebte Leichtmetallfolie /,
eine Bodenisolierfolie g und die mit der gerillten Leichtmetallfolie e und der Bodenisolierfolie g verbundene dazwischenliegende Hartschaumschicht h.

Gemäß F i g. 5 treffen am Stoß zweier Kunststeinplatten jeweils niedere Kanäle k auf hohe Kanäle /. Die linke Platte gemäß F i g. 5 ist der Platte gemäß F i g. 1 gleich. Bei der rechten Platte gemäß F i g. 5 ist das Kunststeinplattenteil mit niederen Kanälen k unten als Speicherschicht und das Kunststeinplattenteil mit hohen Kanälen / oben als Deckschicht angeordnet.

Die in F i g. 7 gezeigten vier Plattenformen 1, 2, 3, 4 von Kunststeinplatten gestatten, die Platten auch über Eck aneinander zu setzen, so daß der Warmluftstrom, z. B. in Mäanderform geführt werden kann.

Die in F i g. 1 und 5 dargestellten Kunststeinplatten haben in zwei übereinanderliegenden Schichten a und b, die durch die dazwischenliegende Trennschicht c aus Leichtmetall mit wärmeundurchlässiger Auflage getrennt sind, längs und quer in beiden Schichten gleichlaufende Kanäle k und / mit Luft als Wärmeträger. Die obere Schicht ist wärmeleitend, die untere wärmespeichernd. Beide Schichten wechseln in der Höhe ihrer Kanäle k und / am Zusammenstoß hintereinanderliegender Platten-Bauteile, und ein künstlich erzeugter, sich hier teilender Luftstrom in den Kanälen k und / sorgt dadurch dafür, daß die obere und untere Luftschicht sich mischen und die Temperatur der einen sich der der anderen angleicht.

Ohne den künstlich erzeugten Luftstrom ist die untere Schicht an der Wärmeabgabe gehindert, weil der Gesamtquerschnitt der Kanäle infolge der unterschiedlichen Höhe der Schichten und der von Leichtmetall — bis auf einen, in Größe des von den sich überdeckenden Luftkanälen "gebildeten Teilbereichs m für den Luftumlauf angebrachten Schlitz — völlig umgebenen wärmespeichernden Schicht am Zusammenstoß der Platten kleiner ist und gespeicherte Warmluft deshalb nur in geringem Maße in die Kanäle gelangen kann.

Dadurch, daß die Kunststeinplatten zusammengeklebt sind, kann sich die Wärme der oberen Schicht nach den Seiten nicht ausbreiten, es kann weder Luft aus den Kanälen k und / entweichen, noch von außen eindringen. Geringe Undichtheiten der Kanäle k und / schaden nicht, tragen im Gegenteil zu deren Entfeuchtung bei. Das Mischen des durch einen als Fördervorrichtung 5 dienenden Ventilator oder Querstromlüfter erzeugten Luftstroms in den Kunststeinplatten ist auf verschiedene Weise möglich:

Entweder es strömt, unterstützt von der ansaugenden Fördervorrichtung 5, obere Luft über den Teilbereich m zur unteren Luft zurück, wobei querliegende Kanäle den Luftumlauf in nebeneinanderliegenden Kunststeinplatten verteilen,

oder obere Luft strömt in gleicher Richtung wie untere Luft über den Teilbereich m weiter und die ganze Luft bewegt sich im Kreis zur ansaugenden Fördervorrichtung 5 zurück. Querliegende Kanäle bewirken den Luftkreislauf auch bei mäanderförmig verlegten Kunststeinplatten. ■

In manchen Systemen kann man auch in dichten Kanälen Flüssigkeit umlaufen lassen. Wurden hintereinanderliegende Kunststeinplatten am Zusammenstoß gleich hohe Schichten aufweisen, so fände wegen fehlender Luftmischung auf der darüberliegenden Fläche keine Wärmeentladung statt.

Die Heizkörper für Bodenbelagheizung zur Sofortentnahme von Wärme sind Heiztafeln, die auf beiden " den Heizleiter d einschließenden Leichtmetallfolien β und /, z. B. durch Plastikstein, gegen mechanische Beschädigung geschützt sind. Die Verbindung Leichtmetall-Plastikstein wird durch ein geeignetes Bindemittel, wie PVC, hergestellt. Dem auf der unteren Leichtmetallfolie, d. h. der Bodenisolierfolie g, aufgeklebten Plastikstein kann zur Wärmedämmung z. B. Schamottemehl und Asbestfasern (bei Verwendung im Freien) oder z. B. Hartschaum in Perlenform (bei Verwendung in geschlossenen Räumen) zugefügt werden. Dem auf der oberen Leichtmetallfolie, d. h. der Trennschicht c, aufgeklebten Plastikstein kann zur Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit Leichtmetall zugesetzt werden. Im Freien verwendete Heizkörper können zum Schutz gegen das Eindringen von Fremdkörpern in den Heizleiter gitterartig mit Plastikstein beklebt werden.

Beispiel für Fußboden-Vollspeicherheizung

Ein Heizkörper mit insgesamt 20 kwh Anschluß- ,-wert mit einem Belag aus 60X30 cm großen, zugleich**, den Estrich bildenden Kunststeinplatten mit 140 mm Gesamt-Umbauhöhe, bedeckt den Betonboden, auf welchem ein unterkellertes Fertighaus mit 100 m² Wohnfläche steht. Die Fertig-Innenwände mit Türen sind an Stützen befestigt und stehen auf Kunststeinplatten ohne Luftkanäle.

Unter den für Mobiliar vorgesehenen Bodenfiächen bildet die Speicherschicht der Kunststeinplatten eine geschlossene Decke und verhindert die Wärmeentladung auf diesen Flächen. Ein in der Kellerwand eingebauter Ventilator mit Kleinmotor erzeugt schwachen Luftumlauf in den Kanälen des Belags, an die er mit Luftschächten angeschlossen ist. Zwischen Kunststeinplatten und Wänden gebildete Luftschächte, notfalls zu öffnen, führen vom Ventilator zu Luftsystemen in den Räumen.

Beispiel für Fußbodenbelagheizung zur Sofortheizung

Auf der oberen Plastiksteinschicht des Heizkörpers ist ein an sich bekanntes Gewebe aus Kunststoffröhrchen und Sisalhanf aufgeklebt. Es bildet einen heizbaren Teppich, der den ganzen kalten, feuchten, Fußboden bedeckt, elastisch ist und sich den Unebenheiten des Fußbodens anpaßt.

Die nebeneinanderlieeenden Heiztafeln des Heiz-

körpers sind einzeln schaltbar und verbreiten die erzeugte Wärme auf der ganzen Fläche des Heizkörpers. Sie dienen als Voll- oder Ersatz-Fußbodenheizung. Die geschmeidigen Plastikröhrchen des Teppichs schützen vor dem Eindringen von Fremdkörpern, . während der Plastikstein das Eindringen von z. B. spitzen Schuhabsätzen verhindert. Mit Hilfe des »heizbaren Teppichs« werden Schall, Wärme und Kälte gedämmt und -die Feuchtigkeit isoliert.

Bodenbelagheizungen zur Sofortheizung sind wegen ihrer flachen Bauweise auch zum nachträglichen Einbau im Freien geeignet und erwärmen große Flächen regelbar, entsprechend der Außentemperatur.

Der Heizkörper besteht aus großflächigen Heiztafeln und nicht heizbaren, zerschneidbaren, sonst gleichen Anschlußtafeln, die den Boden des zu beheizenden Objekts bedecken und eine geschlossene

gleichmäßig Wärme abgebende Fläche bilden. In der aus zwei zusammengeklebten Leichtmetall- (z. B. Aluminium-) folien e und / bestehenden Heiztafeln ist ein — an sich bekannter — feuchtigkeitsunempfindlicher, isolierter Heizleiter d als geschlossener Stromkreis ein- oder mehrphasig verlegt. Die Heiztafel schließt den Heizleiter d vollkommen ein und ist mit der Erde des Zuleitungskabels verbunden. Die Folien stehen, vom Heizleiter isoliert, nicht unter Spannung und schützen diesen vor Wärmestauungen. Da nur Temperaturen bis 80° C eingestellt werden, ist der Heizleiter d praktisch unbegrenzt haltbar; er kann außerdem reguliert werden. Für Speicherheizungen besteht der Heizkörper aus Heiz- und Anschlußtafeln, die zusätzlich auf der Unterseite unlösbar befestigt, für den Fußboden eine Zwischenlage aus schall- und wärmedämmendem, feuchtigkeitsisolierendem Kunststoff- (z. B. PVC-) schaum, tragen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Aus vorgefertigten Bauteilen zusammensetzbare elektrische Fußboden-Speicherheizvorrichtung, bestehend aus übereinander angeordneten Schichten, nämlich einer Wärmedämmschicht, einer Heizschicht, einer Speicherschicht und einer den Fußboden bildenden Deckschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht (α) wärmeleitend ausgebildet ist und zwischen der Speicherschicht (ö) und der Deckschicht (α) eine wärmeundurchlässige Trennschicht (c) angeordnet ist und daß sowohl in der Speicherschicht (b) als auch in der Deckschicht (a) Kanäle für einen strömenden Wärmeträger eingelassen und derart miteinander verbunden sind, daß der Wärmeträger durch eine Fördervorrichtung (5) von den Kanälen der Speicherschicht zu den Kanälen der Deckschicht und wieder zurück förderbar ist.

2. Fußboden-Speicherheizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (k, I) einerseits in übereinanderliegenden Schichten je eines Bauteils und andererseits in auf gleicher Höhe liegenden Schichten benachbarter Bauteile unterschiedliche Höhe aufweisen, derart, daß an der Stoßfuge zweier aneinanderliegender Bauteile die in Schichten verschiedener Höhe liegenden hohen Kanalteile in einem Teilbereich (m) ihres Querschnittes sich überdecken.

3. Fußboden-Speicherheizvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennschicht (c) aus mit einer wärmeundurchlässigen Auflage versehenen Leichtmetallfolie besteht.

4. Fußboden-Speicherheizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeträger Luft ist.