DE2161119A1

DE2161119A1 - In einem fussboden, einer wand oder einer decke zu verlegender rohrstrang

Info

Publication number: DE2161119A1
Application number: DE2161119A
Authority: DE
Inventors: Hans Hilgemann
Original assignee: CTC GmbH
Current assignee: CTC GmbH
Priority date: 1971-12-09
Filing date: 1971-12-09
Publication date: 1973-06-20
Also published as: ATA71272A; US3818979A; AT327444B

Description

G 135/71

1. 12. 1971

Anmelder:

"In einem Fußboden, einer Wand oder einer Decke zu verlegender Rohrstrang"

(Zweiter Zusatz zur Patentanmeldung P 19 02 688.1-16)

Gegenstand der Patentanmeldung P 19 02 688.1-16 ist ein Rohrstrang, bestehend aus einem in der Baukörperschicht eines Fußbodens, einer Wand oder einer Decke in Form einer kontinuierlichen Rohrschlange bzw. Rohrspirale zu verlegenden Vorlauf- und Rücklaufstrang, deren gleich große Durchflußkanäle parallel zueinander angeordnet und im Gegenstrom von einem Wassersatz zu durchströmen sind sowie über ihre Gesamtlänge eine gemeinsame Berührungsfläche zum direkten Wärmeaustausch besitzen.

Dieser Rohrstrang zeichnet sich gegenüber allen anderen bekannten und der gleichen Aufgabe dienenden Rohrsträngen dadurch aus, daß er bei Beschickung mittels eines entsprechend temperierten Wassersatzes zum Beheizen bzw. zum Kühlen der betreffenden Baukörperschicht eine völlig gleichmäßige Oberflächentemperatur zu erzeugen vermag, dadurch Wärmespannungen und Baukörperrisse

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vermieden werden und mit freiringen v/ärmebedarfswerten ausgelcommen werden kann.

Es wurde nun gefunden, daß der vorerwähnte Rohrstrang nach der Hauptanmeldung P L^c) 02 688, L-16 zur Temperierimg von Räumen, insbesondere von solchen mit großen Stellflächen wie in Toiletten und Badezimmern und/oder solchen mit großen Transmissionsverlusten infolge großer FensterfLachen oder sonstiger Flächen mit hohen Wärmedurchgangswerten, noch wirtschaftlicher betrieben sowie genauer und elastischer geregelt werden kann, wenn gemäß der vorliegenden Zusatzerfindung der Rohrstrang zur wahlweisen Beheizung und Kühlung von Räumen aus mehreren Teilrohrsträngen besteht, von denen ein jeder mit Vorlaufwasser verschiedener, vorwählbarer Temperatur zu beaufschlagen ist. Auf diese Weise ist es möglich, auch Zimmer, in denen die Größe der Strahltmgsfläche der betreffenden Baukörperschicht wie beispielsweise in Toiletten und Badezimmern durch die Stellflächen breitflächiger Gegenstände stark eingeschränkt bzw. isoliert ist, dennoch ohne eine zusätzliche Fensterbrüstungsheizung oder -kühlung ausreichend zu temperieren. Weiterhin können Räume mit besonders hohen Transmissionsverlusten dadurch flexibel und wirtschaftlich beheizt bzw. gekühlt werden, daß der Rohrstrang mit den größten Transmissionsverlusten seiner Umgebung, wie z. B. in Räumen derjenige in der Nähe von Fensterflächen, mit der jeweils höchsten Wasservorlauftemperatur zum Heizen und mit der jeweils niedrig-

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sten .Wasservorlauftemperatur zum Kühlen versehen ist. Hierdurch kann in Zonen von Räumen, die hohe Transmissionsverluste aufweisen und in denen sich in der Regel keine Personen aufhalten, ein schützender Temperaturvorhang aufgebaut worden, der es erlaubt in diesen Zonen die Oberfläche der Baukörperschicht im Gegensatz zu den übrigen Oberflächenzonen der Baukörperschicht auf eine über der behaglichen Grenztemperatur von 28° Celsius liegenden Temperatur bzw. auf eine entsprechend tiefe Temperatur herunterzukühlen, ohne dadurch die Temperaturverhältnisse der übrigen Raumzonen in irgendeiner Weise zu beeinträchtigen. j Zu diesemZweck sind in diesem in einer Zone hoher Transmissionsvorluste der Baukörperschicht zu verlegenden Teilrohrstrang zum zusätzlichen Aufheizen seines Vorlaufwassers ein Wärmeerzeuger und zum zusätzlichen Herunterkühlen seines Vor lauf wassers ein mit einem Kühlaggregat verbundener Wärmeaustauscher parallel oder hintereinander geschaltet, wobei der Wärmeerzeuger vorzugsweise aus einer elektrischen und billig zu installierenden Heizpatrone und das Kühlaggregat aus einer kompakten Kältemaschine * der erforderlichen Größe besteht.

Um die Temperierung von Räumen mit einfachen und kostensparenden Mitteln bei großer Flexibilität regeln zu können, sind nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung die Teilrohrstränge mit unterschiedlichen Teilimgsabständen verlegt, wobei der Rohrsfranp mit den größten Transmissionsverlusten seiner

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Umgebung mit dem engsten Teilungsabstand versehen ist. Hierbei ist wesentlich, daß die Gleichmäßigkeit der Oberflächentemperatur der Baukörperschicht um so größer ist, je enger der Teilungsabstand der Rohre ist. Darüberhinaus ist es jedoch schwierig, eine gleichmäßige Oberflächenutemperatur bei möglichst geringer Überdeckung der Rohre durch die Baukörperschicht zu erreichen, da mit zunehmender Überdeckung auch die Trägheit im Temperaturwechsel des zur wahlweisen Beheizung und Kühlung zu verwendendenen Rohrstranges ansteigt. Bei einer überdeckung von . höchstens 25 mm beträgt der Teilungsabstand eines Rohrstranges höchstens 12 cm, wobei der Durchmesser des Rohres vorteilhaft 25 mm nicht überschreitet und aus Kunststoff besteht.

Zur individuellen Regelung sowie zur Vermeidung von Überhitzungen der Baukörperschicht oder des Rohres, soweit es aus Kunststoff besteht, ist der Wärmeerzeuger in dem Teilrohrstrang von zwei hintereinander geschalteten Thermostaten ein- bzw. auszuschalten, von denen der eine am Wasseraustritt des Teilrohrstranges und der andere in unmittelbarer Umgebung der Baukörperschicht angeordnet ist. Soweit der gleiche Teilrohrstrang bei entsprechenden Außentemperaturen zur Kühlung eines Raumes verwendet und dabei eine Taupunktunterschreitung der Oberflächentemperatur der Baukörperschicht vermieden werden soll, ist das Kühlaggregat in dem Teilrohrstrang von einem Thermostaten und einem Hygrostaten ein- bzw. auszuschalten, von denen der Hygrostat unmittelbar

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auf der Oberfläche der Baukörperschicht angebracht ist, während der Thermostat vorzugsweise in einer die mittlere Raumtemperatur anzeigenden Lage angeordnet ist.

Weitere vorteilhafte Gestaltungsmerkmale der Erfindung sind anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung dargestellt. Darin sind in der Baukörperschicht 2 eines Fußbodens,die erfin-.dungsgemäßen Rohrstränge 1 und 11 verlegt, deren jeweilige Vorlaufstränge I¹ und II¹ gestrichelt und deren Rücklaufstränge I¹¹ bzw.II¹¹ mit einer durchgezogenen Linie eingezeichnet sind. Die Baukörperschicht 2 besteht hierbei beispielsweise aus einem Zement- oder Kunstharzestrich, injden auf einer Baustahlmatte 2¹ die Teilrohrstränge 1 und 11 allseitig eingebettet sind. Zwischen der Baukörperschicht 2 und dem festen Bauuntergrund, z. B. einer Betonschicht 3, befindet sich eine Zwischenlage 2¹¹ zur Wärmedämmung, Feuchtigkeitssperrung und Trittschallisolation. Die Vor lauf stränge I¹, 11' und die Rücklauf stränge 1", 11" sind über einen Sammler l^Ilf bzw. 1 mit einem Heizkessel 4 verbunden. Im dargestellten Fall ist der Heizkessel 4 mit einem geschlossenen Ausdehnungsgefäß 4' und einem Sicherheitsventil 4" versehen. In den Vorlaufstrang I¹ zwischen Vorlaufsammler I¹¹¹ und Heizkessel 4 ist eine Wasserpumpe 5 sowie ein Dreiwegemischventil 6 geschaltet, das über eine Zwischenleitung 6' mit dem Rücklaufstrang I¹¹ zwischen dem Heizkessel 4 und dem Rücklaufsammler 1 verbunden ist. Weiterhin ist in den

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letzbeschriebenen Hauptkreislauf zur wahlweisen Kühlung der an die Sammler l'¹¹, 1 angeschlossenen Rohrstränge noch ein Kühlturm 8 geschaltet, der über die Vorlauf leitung 8* und das Ventil 8 an den Vorlauf strang I¹ und über die Rücklaufleitung 8" und das Absperrventil 8'" an den Rücklauf strang 1" angeschlossen ist.

In der im oberen Teil der Zeichnung im perspektivischen Schnitt dargestellten Baukörperschicht ist der Hauptteilrohr strang 1 in Form einer kontinuierlichen Rohrschlange und der kleinere Teilrohr strang 11 in Form einer kontinuierlichen Spirale in der Nähe der Baukörperschichtzone mit den größten Transmissionsverlusten verlegt. In diesem Beispiel zweigt der vom Vorlaufsammler I¹¹¹ führende Vorlauf strang kurz vor dem Eintritt in die Baukörperschicht 2 in die beiden Vorlauf stränge I¹ und 11' ab, während umgekehrt deren Rücklaufstränge l^fl und 11^fi ebenfalls

IV

über eine gemeinsame Leitung zum Rücklauf sammler 1 führen.

In den Vorlauf strang 11' des Teilrohr stranges 11 ist im dargestellten Beispiel eine Heizpatrone 24 geschaltet, deren Schalter 24' über den Thermostaten 24*' zu öffnen ist, sobald die Vorlauftemperatur im Vorlauf strang 11' eine gewisse Temperatur überschreitet. In Reihe zu dem Thermostaten 24*' ist der Raumthermostat 24'" geschaltet, der den Schalter 24* schließt, sobald infolge von erhöhten Transmissionsverlusten in der Nähe des Teilrohrstranges 11 die Raumtemperatur absinkt und ein

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erhöhter Wärmebedarf erforderlich wird.

Im linken unteren Teil der Zeichnung ist die Draufsicht auf einen Raum 25 mit einer großen Fensterfläche 25' dargestellt, wobei in diesem Fall beide Teilrohr stränge 1 und 11 in Form einer kontinuierlichen Spirale in der Baukörper schicht 2 verlegt sind. Weiterhin sind, in diesem Beispiel beide Teilrohrstränge 1 und 11 direkt an den Vorlauf sammler i¹¹¹ bzw. an den Rück-

IV

lauf sammler 1 angeschlossen. Darüberhinaus ist in den Vorlaufstrang 11' des Teilrohrstranges 11 zu der Heizpatrone 24 ein Wärmeaustauscher 9¹ parallel geschaltet, der zum Kreislauf einer Kältemaschine 9 gehört. Diese Kältemaschine besteht im wesentlichen aus dem als Verdampfer wirkenden Wärmeaustauscher 9¹, einem Kompressor 9'', einem Kondensator 9¹¹¹ und einem

IV
Druckreduzierventil 9 . Im Verdampfer 9 wird dem Vor lauf wasser im Vor lauf strang 11' durch ein Kältemittel Wärme entzogen,, das dadurch verdampft. Dieser Kältemitteldampf wird von dem Kompressor 9^if abgesaugt, auf eine entsprechend hohe Temperatur komprimiert und in dem mit einer großen äußeren Wärmeaustauschfläche versehenen Kondensator 9''' von einem Luftstrom her-

IV untergekühlt, von wo er über das Druckreduzierventil 9 wiederum als Kältemittelkondensat zum Verdampfer 9' gelangt.

Auch in diesem Beispiel wird die Heizpatrone 24 von dem in immittelbarer Nähe des Teilrohrstranges 11 befindlichen

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Raumthermostaten 24' " über den Schalter 24' eingeschaltet und von dem dazu in Reihe geschalteten Vorlaufthermostaten 24'' bei Erreichen der zulässigen Vorlauftemperatur wieder abgeschaltet. Dem_gegenüber wird der Einsatz der Kältemaschine 9 sowohl von dem Raumthermostaten 24' " als auch von dem Hygrostaten 26 geregelt. Wenn beispielsweise an heißen Sommertagen der auf eine bestimmte Temperatur eingestellte Raumthermostat 24' " eine Abführung des durch die Fensterfläche 25' eingestrahlten Wärmeanfalles verlangt, wird das Ventil 27 geöffnet und alsdann der " Kompressor 9¹¹ sowie die Lüftung am Kondensator 9¹¹' in Tätigkeit gesetzt. Sobald die Feuchtigkeit in der Nähe der den Teilrohrstrang 11 umgebenden Baukörperschicht dem Hygrostaten 26 ein bedrohliches Annähern an die Taupunktgrenze anzeigt, stellt dieser den Kompressor 9¹¹ ab und schließt das Ventil 27, so daß ein Auskondensieren des in der Luft enthaltenen Wasserdampfes auf der Baukörperschicht 2 auf jeden Fall vermieden wird.

Patentansprüche

Claims

Fat jLJL JLJLJLJL P-Jl 1L_^C '^l JLJ.

1.J Rohrstrang, bestehend aus einem in der Baukörperschicht eines Fußbodens, einer Wand oder einer Decke in Form einer kontinuierlichen Rohrschlange bzw. Rohrspirale zu verlegenden Vorlauf- und Rücklaufstrang, deren gleich große Durchflußkanäle parallel zueinander angeordnet und im Gegenstrom von einem Wassersatz zu durchströmen sind sowie über ihre gesamte Länge eine gemeinsame Berührungsfläche zum direkten Wärmeaustausch besitzen, nach Patentanmeldung P 19 02 688.1-16, dadurch gekennze lehne t , daß der Rohrstrang zur wahlweisen Beheizung und Kühlung von Räumen aus mehreren Teilrohrsträngen (1, 11) besteht, von denen ein jeder mit Vorlaufwasser verschiedener, vorwählbarer Temperatur zu beaufschlagen ist. :

2. Rohrstrang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Rohrstrang (11) mit den größten Transmissionsverlusten seiner Umgebung, wie z. B. in Räumen derjenige in der Nähe von Fensterflächen (25'), mit der jeweils höchsten Wasservorlauftemperatur zum Heizen und mit der jeweils niedrigsten Wasservorlauftemperatur zum Kühlen zu versehen ist.

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.3. Rohrstrang nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennze Lehnet , daß in diesem Teilrohrstrang (IL) zum zusätzlichen Aufheizen seines Vorlaufwassers ein Wärmeerzeuger (24) und zum zusätzlichen Herunterkühlen seines Vorlaufwassers ein mit einem Kühlaggregat (9) verbundener Wärmeaustauscher (9^f) parallel oder hintereinander geschaltet sind.

4. Rohrstrang nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch

k gekennzeichnet, daß der Wärmeerzeuger aus einer elektrischen Heizpatrone (24) und das Kühlaggregat aus einer Kältemaschine (9) besteht.

5. Rohrstrang nach den Ansprüchen 1 bis 4 , dadurch gekennzeichnet , daß die Teilrohrstränge (1, 11) mit unterschiedlichen Teilungsabständen (t, t^f) verlegt sind.

. 6. Rohrstrang nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch P

gekennzeichnet , daß der Rohrstrang (11) mit den größten Transmissionsverlusten seiner Umgebung mit dem engsten Teilungsabstand (t^f) versehen ist.

7. Rohr strang nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet _t daß der Teilungsabstand (t, t¹) eines Rohrstranges (l_t 11) höchstens 12 cm beträgt.

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8. Rohrstrang nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Rohrstränge (1, 11) aus Kunststoff bestehen,

9. Rohrstrang nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeerzeuger (24) in dem Teilrohrstrang (11) von zwei hintereinander geschalteten Thermostaten (24*', 24¹¹¹) ein- bzw. auszuschalten ist, von denen der eine (24¹¹) an seinem Wasseraustritt und der andere (24¹¹¹) in unmittelbarer Umgebung der Baukörperschicht angeordnet ist.

10. Rohrstrang nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis8, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlaggregat (9) in dem Teilrohrstrang (11) von einem Thermostaten (24^lfl) und einem Hygrostaten (26) ein- bzw. auszuschalten ist, von denen der Hygrostat (26) unmittelbar auf der Oberfläche der Baukörperschicht (2) angebracht ist.

11. Rohrstrang nach den Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Thermostate (24*', 24¹¹') auf eine bestimmte vorwählbare Temperatur und der Hygrostat (26) auf eine bestimmte vorwählbare Luftfeuchtigkeit einstellbar sind.

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