DE4027833C2

DE4027833C2 -

Info

Publication number: DE4027833C2
Application number: DE4027833A
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart De Scheu
Original assignee: SCHEU CHRISTINE; SCHEU REGINE 7000 STUTTGART DE
Current assignee: BAUMGAERTNER, FRITZ, 70176 STUTTGART, DE
Priority date: 1990-09-03
Filing date: 1990-09-03
Publication date: 1992-10-29
Also published as: ATA172591A; DE4027833A1; ITMI912293A1; FR2666403A1; IT1251299B; ITMI912293A0; JPH04227432A; AT402559B; CH684653A5; FR2666403B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Er wärmung oder zur Kühlung von Gebäuden entsprechend den Merkmalen des Gattungsbegriffes des Anspruches 1.

Bei einer bekannten Einrichtung dieser Art (CH-Zusatzpatent 2 21 508) werden die Gebäuderäume durch im Fußboden und in den Decken eingebettete, schlangenförmig verlaufende Heiz rohre beheizt oder gekühlt. Die Wärmeträgerflüssigkeit wird dabei von einer Fördervorrichtung aus Leitungen angesaugt, in einen Kondensator gedrückt und über Vorlaufleitungen und einen Verteiler in die Heizrohre geleitet, die in der Decke oder dem Fußboden eingebettet sind. Bei dieser Einrichtung sind die die Wärmeträgerflüssigkeit führenden Rohre in einer Vollbetonwandung, beispielsweise im Fußboden und in der Decke eingebettet, deren Wärmespeichervermögen groß ist, wodurch eine relativ große Wärmespeicherung erzielt wird. Andererseits kann das Wärmespeichervermögen einer Decke bei dieser bekannten Einrichtung dadurch relativ gering gehalten sein, indem diese als Betondecke mit hohlen Formsteinen und mit Heizrohren ausgestattet ist. Dadurch daß die verschie denen Raumwandungsteile bei dieser Einrichtung unterschied liche Wärmespeichervermögen haben, ist es möglich, die Heiz rohre wegen des großen Wärmespeichervermögens des Fußbodens und der Decke vorwiegend zur Nachtzeit, also bei niedrigem Strombedarf, zu heizen, während die Heizrohre der Decke mit geringem Wärmespeichervermögen während des Tages von der Wärmeträgerflüssigkeit durchflossen werden. Dadurch werden nicht alle Heizrohre gleichzeitig beheizt oder gekühlt; somit können Leistung und Anlagekosten der Heizanlage bei größerer Betriebsdauer verringert werden.

In der DE-PS 31 16 872 ist ein Klimaboden mit einer oberhalb eines Unterbodens auf Abstandselementen angeordneten Deck schicht offenbart, der auf einfache Weise verlegbar und eine dem Wärmebedarf gerecht werdende Anordnung der Heizungsrohre ermöglichen soll. Hierzu ist zwischen Unterboden und Deck schicht ein Zwischenraum vorgesehen, der mit einer Luft strömung beaufschlagt wird, wobei zwischen dem Unterboden und der Deckschicht Heizungsrohre verlaufen und eine auf dem Unterboden verlegte wärmedämmende Schicht vorgesehen ist. Die Luft soll das Heizungsrohr sowohl zwischen Heizungsrohr und Deckschicht als auch zwischen dem Heizungsrohr und der wärmedämmenden Schicht umströmen. Nachteilig ist bei dieser Anlage der schlechte Wärmeübergang von den Heizrohren über den Hohlraum auf die eigentliche Fußbodenoberfläche, was im Heizfall sehr hohe und im Kühlfall sehr niedere Vorlauf temperaturen erfordert. Würde man bei dieser Anlage einen Kompressor vorsehen, wäre dessen Leistungszahl entsprechend ungünstig, wobei im Kühlfalle die Gefahr einer Kondensat bildung besteht. Überdies ist bei diesem Klimaboden eine zusätzliche Heiz- bzw. Kühlwirkung nach unten hin durch die Anordnung einer Wärmedämmschicht ausdrücklich unterbunden.

Ausgehend von dem eingangs erwähnten Stand der Technik liegt demgegenüber der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Heiz einrichtung der gattungsgemäßen Art so auszubilden, daß die den Geschoßdecken des Gebäudes über die Wärmeträgerflüssig keit zugeführte Wärme oder Kälte auf der einen Seite der Geschoßdecken an einen diese beaufschla genden zwangsgeführten Frischluftstrom und auf der anderen Seite der Geschoßdecke gleichzeitig an die dort befindliche Gebäuderaumluft abgegeben wird.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einer Heizein richtung mit den Merkmalen des Gattungsbegriffes dadurch gelöst, daß den Geschoßdecken Frischluft führende Hohlräume zugeordnet sind, die Öffnungen für den Eintritt der Frisch luft und Öffnungen für den Austritt der erwärmten oder gekühl ten Frischluft in Aufenthaltsbereiche des Gebäudes haben und daß Fördermittel für die Frischluft vorgesehen sind.

Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform können die Hohlräume durch abgehängte Decken oder mit in die Geschoßdecken einge bauten Kanälen gebildet sein. Dabei können vorteilhaft die Geschoßdecken als Stahlbetondecken ausgeführt sein, in welche die Wärmeträgerflüssigkeit führenden Rohre einbe toniert sind. Eine zweckmäßige Ausführungsform ergibt sich, wenn die Hohlräume durch auf die Geschoßdecken mit Abstand aufgebauten Doppelböden gebildet werden. Bei der erfindungs gemäßen Heizeinrichtung können die Frischlufteintritts öffnungen außerhalb des Gebäudes, beispielsweise in den Fassaden des Gebäudes, vorgesehen sein. Schließlich ist bei einer zweckmäßigen Ausführungsform zur Förderung der Frisch luft, also für ihre Zwangsströmung, der bei der Absaugung der Gebäudeluft mittels Ventilator im Gebäudeinnern ent stehende Unterdruck verwendbar. Auch können zur Förderung der Frischluft den Hohlräumen Ventilatoren zugeordnet sein.

Die Erfindung wird an einem zeichnerisch dargestellten Ausfüh rungsbeispiel näher erläutert.

Dieses zeigt eine Einrichtung zur winterlichen Erwärmung bzw. sommerlichen Kühlung eines Gebäudes, bei der in Ge schoßdecken 2 des Gebäudes Wärmeträgerflüssigkeit führende Rohre 4 vorgesehen sind, die die zur Heizung bzw. Kühlung erforderliche Wärme bzw. Kälte zuführen und mit einem Wärme (Kälte) erzeugenden Kompressor 3 flüssigkeitsleitend verbunden sind. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, sind den Geschoß decken 2 Hohlräume 5 zugeordnet, die Frischluft führen und Öffnungen 13 für den Eintritt der Frischluft 1 und ferner Öffnungen 13′ für den Austritt der erwärmten bzw. gekühlten Frischluft 1 in die Aufenthaltsbereiche A des Gebäudes haben. Die Frischluft wird dabei zwangsgefördert, indem entsprechende Fördermittel 7 bzw. 14 vorgesehen sind.

Im Gebäude wird also alle zur Heizung bzw. Kühlung er forderliche Wärme bzw. Kälte über die bei fast jedem Gebäude vorhandenen massereichen und speicherfähigen Geschoßdecken 2 aus Stahlbeton mit Hilfe von in diese einbetonierten Wärme trägerflüssigkeit führenden Rohren 4 zugeführt. Die den Ge schoßdecken 2 zugeordneten Hohlräume 5 können beispielsweise durch abgehängte Decken oder durch in die Geschoßdecken 2 eingebaute Kanäle gebildet werden. Bevorzugterweise werden auf die Geschoßdecken 2 Doppelböden 6 mit Abstand montiert, wie sie - der zunehmend erforderlichen Variabilität der Elektroinstallation und der Computer-Vernetzungen wegen - in steigendem Umfang, vor allem in Produktions- und Verwal tungsgebäuden eingesetzt werden. Die Frischluft 1 strömt durch die Öffnungen 13 in den Fassaden 15 durch die zwischen Geschoßdecken 2 und Doppelböden 6 gebildeten Hohl räume 5 und wird durch die erwärmte oder gekühlte Geschoß decke 2 vor dem Eintritt in die Aufenthaltsbereiche erwärmt bzw. abgekühlt. Da die Oberfläche der Geschoßdecken 2 groß ist, bedarf.es zur Erwärmung bzw. Kühlung der dem Gebäude zuzuführenden Frischluft 1 keiner höheren bzw. niedrigeren Oberflächentemperaturen und Vorlauftemperaturen als sie zur Erwärmung bzw. Kühlung des Gebäudeinneren erforderlich sind.

Die Förderung der Frischluft 1, also ihre Zwangsströmung, wird entweder durch den Unterdruck bewirkt, der durch die Absaugung der Abluft mit Hilfe von Abluftventilatoren 14 im Gebäudeinnern entsteht, oder durch den Hohlräumen 5 zuge ordnete Ventilatoren 7.

Zur Umschaltung der Einrichtung von der Erwärmung der Frischluft mit Hilfe der Geschoßdecken 2 auf deren Kühlung dienen Umstellventile 12, die dem Kompressor 3 zugeordnet sind. Vorteilhaft ist dabei der Kompressor 3 durch Elektro motor angetrieben, wobei diesem eine die Wärme bzw. die Kälte vorwiegend mit nächtlichem Niedertarifstrom in die Geschoßdecken 2 einspeichernde Speichersteuerung 8 mit Außenfühler 9 sowie Restwärmefühler 10 zugeordnet ist.

Bei der im Ausführungsbeispiel dargestellten Ausführungsform ist ferner der Kompressor 3 an Wärmeträgerflüssigkeit füh rende Rohre 11 angeschlossen, die im Fundamentbereich 17 des Gebäudes eingebaut sind und die ihrerseits mit dem angren zenden Erdreich 18 wärmeschlüssig verbunden sind, so daß dieses als sommerliche Wärmesenke und -speicher und damit auch als winterliche Wärmequelle dient.

Neben der Aufgabe der Unterseite der Geschoßdecke zum Heizen und Kühlen des Gebäudes ergibt die zusätzliche Heranziehung auch der Oberseite zum Heizen und Kühlen der dem Gebäude innern zuzuführenden Frischluft den Vorteil, daß durch die großen Flächen einer Geschoßdecke mit einem geringen Temperaturgefälle gearbeitet werden kann, so daß der Kompressor auch zum Heizen mit gu ten Leistungszahlen, d. h. mit geringem Energieverbrauch arbeiten kann.

Das geringe Temperaturgefälle ermöglicht außerdem einen automatischen Selbstregelungseffekt und den Verzicht auf aufwendige Steuerungen.

Die Heranziehung von im Fundamentbereich 17 einbetonierten mit dem angrenzenden Erdreich 18 wärmeschlüssig verbundenen, Wärmeträgerflüssigkeit führenden und mit dem Kompressor 3 verbundenen Rohren 11 zur Aufnahme der sommerlichen Über schußwärme ermöglicht die zumindest teilweise Nutzbarmachung der sommerlichen Abwärme für die winterliche Heizung und schafft eine Energiespannung.

Durch die Erfindung wird also insgesamt gesehen der Energiebedarf von Kompressoren, der für die Kühlung von Frischluft erforderlich ist, verringert, der Strombedarf elektrisch betriebener Kompressoren weitgehend in die nächt liche Niedertarifzeit verlegt und die im Sommer über schüssige Wärme für den winterlichen Heizbetrieb zumindest teilweise nutzbar gemacht. Es wird also nicht nur eine erhebliche Verbilligung der Betriebskosten für die thermische Konditionierung der - vor allem Pro duktions- und Verwaltungsgebäuden zuzuführenden - Frischluft erreicht, sondern auch eine Verringerung des Verbrauchs fossiler Brennstoffe sowie der klimarelevanten CO₂- Emissionen.

Claims

1. Einrichtung zur Erwärmung oder zur Kühlung von Gebäuden, bei der in Geschoßdecken (2) des Gebäudes Wärmeträger flüssigkeit führende Rohre (4) eingebaut und mit einem Wärme oder Kälte erzeugenden Kompressor verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß den Geschoßdecken (2) Frischluft führende Hohlräume (5) zugeordnet sind, die Öffnungen (13) für den Eintritt der Frischluft (1) und Öffnungen (13′) für den Austritt der erwärmten oder gekühlten Frischluft (1) in Aufenthaltsbereiche (A) des Gebäudes haben und daß Fördermittel (7 bzw. 14) für die Frischluft (1) vorgesehen sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume (5) durch abgehängte Decken oder durch in die Geschoßdecken (2) eingebaute Kanäle gebildet sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschoßdecken (2) Stahlbetondecken sind, in welche die Wärmeträger flüssigkeit führenden Rohre (4) einbetoniert sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume (5) durch auf die Geschoßdecken (2) mit Abstand aufgebauten Doppel böden (6) gebildet sind.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Frischlufteintritts öffnungen (13) außerhalb des Gebäudes vorgesehen sind.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Förderung der Frischluft (1) der bei der Absaugung der Gebäudeabluft mittels Ventilator (14) im Gebäudeinneren entstehende Unterdruck verwendet wird.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Förderung der Frischluft (1) den Hohlräumen (5) zugeordnete Ventilatoren (7) vor gesehen sind.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kompressor (3) Umstell ventile (12) zugeordnet sind, mit denen die Einrichtung von der Erwärmung auf Kühlung der Geschoßdecken (2) umschaltbar ist.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompressor (3) durch Elektromotor angetrieben ist und diesem eine die Wärme oder die Kälte vorwiegend mit nächtlichem Niedertarif strom in die Geschoßdecken (2) einspeichernde Speicher steuerung (8) mit Außenfühler (9) sowie Restwärmefühler (10) zugeordnet ist.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompressor (3) an im Fundamentbereich (17) des Gebäudes eingebaute, Wärme trägerflüssigkeit führende Rohre (11) angeschlossen ist, so daß der Fundamentbereich (17) mit dem angrenzenden Erdreich (18) einen Wärmespeicher bildet und damit auch als winterliche Wärmequelle dient.

11. Verfahren zum Betrieb einer Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompressor (3) über einen Elektromotor mit nächtlichem Niedertarifstrom angetrieben wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Abwärme des Kompressors (17) im Erdreich (18) eingespeichert und wieder als Umfeldwärme genutzt wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompressor (3) je nach Bedarf von Erwärmung auf Kühlung umgeschaltet wird.