NL7903898A - Warmteoverdrachtssysteem voor vloeren. - Google Patents

Description

« i X

Ρ & c W 5596-1 Ned.

Thermoval Fussbodehheizungen, Entwicklungs- und Forschungsgesellschaft m.b.H. te Wenen, Oostenrijk

Warmteoverdrachtssysteem voor vloeren

De uitvinding heeft betrekking op een warmteoverdrachtssysteem bestaande uit in een hardbar en gehard medium aangebrachte buizen van kunststof, waarvan de plaats ten opzichte van de ondervloer is vastgelegd door houders.

5 Warmteoverdrachtssystemen van deze soort zijn reeds bekend.

Dergelijke warmteoverdrachtssystemen, die ook worden genoemd warmteoverdrachtssystemen met groot oppervlak, worden bijvoorbeeld gebruikt tezamen met verwarmingssystemen met lage temperatuur, in het bijzonder voor vloerverwarming. Bij deze warmteoverdrachtssystemen wordt in het algemeen op 10 een ondervloer, bijvoorbeeld ruw beton, een warmteisolatielaag aangebracht, waarop door middel van lijsten van metaal of dergelijk materiaal houders worden vastgezet voor het opnemen van kunststofbuizen. Na het aanbrengen van de kunststofbuizen of van een kunststofbuis zonder einde in de bijbehorende houders worden deze buizen tezamen met de houders in een 15 vloer ingebed, bijvoorbeeld een cementvloer. De buizen worden in het algemeen vervaardigd uit propyleen of polyetheen met glad oppervlak en worden slangvormig, zigzagvormig of spiraalvormig op de wazmteisolatie geplaatst door middel van de houders. De gebruikte buizen hebben tot nu toe in principe een cirkelvormige dwarsdoorsnede.

20 De beschreven warmteoverdrachtssystemen hebben verschillende nadelen. Tijdens het verharden van de vloer kunnen tussen de kunststofbuizen en de vloer luchtspleten ontstaat die de warmteoverdracht van de buis op de vloer belangrijk verminderen, waardoor een lager rendement optreedt. Dit nadeel is bijzonder duidelijk bij verwarmingssystemen die 25 met een lage invoertemperatuur werken en bij slechte warmteoverdracht een hogere warmtecapaciteit vragen, d.w.z. een hogere invoertemperatuur. Verwarmingssystemen voor lage temperatuur worden ook vaak gebruikt in combinatie met warmtepompen zodat het lagere rendement niet door grotere warmt&energie kan worden gecompenseerd.

30 De tussen de buizen van kunststof en de vloer optredende luchtspleten beletten bovendien een door de vorm en/of door optredende krachten gesloten verbinding tussen de vloer en de buis zodat door de •aeechillende uitzettingscoëfficienten van het vloermateriaal en het / / 790 3 8 98 '2' <·. * * J t - 2 - kunststofmateriaal van de buizen, bij het inschakelen en uitschakelen van het warmteoverdrachtssysteem, evenals bij regelingen, een herhaald verschuiven van de buis ten opzichte van de vloer mogelijk is, hetgeen na verloop van tijd kan voeren tot breuk of beschadiging van de buis of 5 buizen.

De uitvinding beoogt het verschaffen van een warmteoverdrachts-systeem waarbij de hierboven genoemde nadelen en moeilijkheden vermeden zijn.

Dit wordt volgens de uitvinding bereikt doordat de buizen 10 een in hoofdzaak ovale of elliptische dwarsdoorsnede hebben.

De in hoofdzaak elliptische of ovale dwarsdoorsnedevorm van de kunststofbuizen. bewerkt dat bij het bedrijf van het warmteoverdrachts-systeem door het door de buizen gevoerde warmteoverdrachtsmedium een druk wordt uitgeoefend op de binnenwand van de buis, welke druk een vervorming 15 van de elliptische dwarsdoorsnede veroorzaakt. De inwendige druk van het warmteoverdrachtsmedium, die de vervorming van de elliptische buisdoorsnede veroorzaakt, bewerkt in het bijzonder in dat gedeelte van de buis dat de grootste kromtestraal heeft een vervorming zodanig dat de betreffende buiswand geheel en sluitend tegen de bijbehorende wand van de verharde 20 vloer aanligt.. Daar dit buisgedeelte met grote kromtestraal het grootste deel vormt van de.’buisomtrek ontstaat een belangrijke verbetering van de warmteoverdracht tussen de buis en de vloer. Daardoor ontstaat ook een door een aandrukkracht verkregen verbinding tussen de vloer en de buizen, waardoor een.ongecontroleerd en telkens verder bewegen van de 25 buis in de vloer ten gevolge van de verschillende warmteuitzettingscoêfficienten van het vloer- en kunststofmateriaal bij de verwarming belet. Door bovendien over;-- de buis lengte verdeeld, ruggen aan te brengen kan het verplaatsings-effekt van de buizen nog verder worden tegengegaan.

Het aanbrengen van de buizen in de vloer zodanig dat de 30 lange as van de buisdoorsnede loodrecht staat op de ondervloer vergemakkelijkt het buigen van de buizen bij het plaatsen daarvan vóór het opbrengen van het vloermateriaal. De plaatsing van de buizen met de lange as van de doorsnede evenwijdig aan de ondervloer kan een vermindering tot gevolg hebben van de bouwhoogte resp. de vloerhoogte van het warmteoverdrachts-35 systeem, hetgeen gunstig kan zijn. Door de verbeterde warmteoverdracht tussen de buis en de vloer ontstaat een hoog rendement, d.w.z. dat in o 790 3 8 98 ί · t I · - 3 _ tegenstelling tot de bekende vloerverwarmingen met kunststofbuizen met cirkelvormige dwarsdoorsnede dezelfde oppervlaktemperatuur van de vloer verkregen bij een lagere invoertemperatuur van het warmteoverdrachtsmedium. Bovendien wordt een gelijkmatige oppervlaktemperatuur van de vloer en 5 van de daarop aanwezige vloerbekleding bereikt, in het bijzonder wanneer de buizen zeer dichtbij de warmteisolatielaag liggen.

Bij toepassing van een staande ovale buis heeft men het volgende voordeel: de deuk van het verwarmingsmedium op het binnenvlak van de buis veroorzaakt dat ter plaatse van de beide toppen van de buis de buisdiameter 10 kleiner wordt en een luehtspleet met de vloer wordt gevormd terwijl luchtspleten in de delen van de buis met de grootste kromtestraal worden belet te ontstaan door de buisuitzetting in dit gebied. Daardoor wordt een betere, gelijkmatigere warmteuitstraling bereikt, namelijk een betere warmteoverdracht tussen de vloer en de buisoppervlakken met de grootste 15 kromtestraal dan tot nu toe mogelijk was, hetgeen in dit gebied voert tot een hogere oppervlaktemperatuur, terwijl de warmteuitstraling op de toppen van de buis naar boven en naar beneden door de daar gevormde luchtspleten kleiner wordt, hetgeen voert tot een verlaging van de temperatuur in het vloeroppervlak ter plaatse van de buis toppen, waar 20 anders een hogere oppervlaktemperatuur werd gemeten.

Het warmteoverdrachtssysteem met groot oppervlak volgens de uitvinding is bijzonder geschikt voor vloerverwarmingen, zogenaamde vloerverwarmingen met lage temperatuur, die werken met lage invoertemperatuur in combinatie met een gebruikelijk verwarmingssysteem of met 25 warmtepompen.

De uitvinding zal hieronder nader worden toegelicht aan de hand van de tekening, waarin enige uitvoeringsvoorbeelden van de inrichting volgens de uitvinding zijn weergegeven.

Fig. 1 is een vertikale doorsnede door een eerste uitvoerings-30 vorm van het systeem.

Fig. 2 toont een overeenkomstige doorsnede als fig. 1 van een tweede uitvoeringsvorm.

Fig. 3 toont schematisch een stuk buis ter plaatse van zijn buiging.

35 Fig. 4 is een doorsnede volgens IV-IV van fig. 3.

Fig. 5 is een bovenaanzicht van een deel van een geplaatste ,.'****' ^ 780 3 8 98 r „ -- j- .

> t * - 4 - buis met houders.

Fig. 6 toont een voorkeursuitvoeringsvorm van een buis.

Fig. 7 is een doorsnede volgens VII-VII van fig. 6.

Onder verwijzing naar fig. 1 en 2 wordt nu de principiële 5 opbouw beschreven van een warmteoverdrachtssysteem zoals dit wordt gebruikt voor vloerverwarming. Op een ondervloer 1, bijvoorbeeld van ruwe beton, wordt een warmteisolatielaag 2 aangebracht van een willekeurig tegen warmte isolerend materiaal,- bij voorkeur Styropor. Op de isolatielaag 2 worden volgens· een bepaald patroon en op bepaalde afstand tot elkaar 10 bevestigingslijsten 3 geplaatst welke bijvoorbeeld bestaan uit metaal en zijn ingericht voor het opnemen van houders 4. De houders 4 kunnen een willekeurige vorm hebben en dienen voor het vastleggen van buizen 5 van kunststof vóór het opbrengenvan een vloerlaag 6. De buizen 5 worden daarbij bij voorkeur klemmend opgenomen door de houders of houderelementen 4 zodat 15 vóór het opbrengen van de vloerlaag 5 bijvoorbeeld het in fig. 5 weergegeven buisverloop ontstaat. Fig. 5 is slechts een voorbeeld van een mogelijke plaatsingswijze van de buizen 5, die naar behoefte kunnen bestaan uit afzonderlijke buisstukken of uit een buis zonder einde. Ook de plaatsing van de houders 4 is slechts als voorbeeld weergegeven. Na het opbrengen.

20 van de vloerlaag 6 en het verharden van·: de vloer wordt op het oppervlak daarvan een willekeurige vloerbekleding 7 geplaatst. De tot hiertoe beschreven opbouw van het warmteoverdrachtssysteem is bekend.

Bij het in fig. 1 weergegeven uitvoeringsvoorbeeld zijn de buizen 5 met elliptische dwarsdoorsnede zodanig in de houders 4 geplaatst 25 dat de lange as van de buisdoorsnede loodrecht staat op het oppervlak van de ondervloer, d.w.z, loodrecht op het plaatsingsvlak van de buizen 5. Hierdoor verlopen de buizen 5 over hun rechte gedeelte (in fig. 5 met A aangegeven) zodanig over de warmteisolatielaag 2 dat in het gebied A steeds de lange as van de buisdoorsnede loodrecht op de ondervloer 1 30 staat. Ook in het buigingsdeel B verloopt de lange as van de buisdoorsnede loodrecht op de ondervloer· 1. Bij deze wijze van plaatsing is het buigen in het gebied B door het plaatsen van de elliptische buis met de lange as loodrecht op de ondervloer 1, ten opzichte van de gebruikelijke plaatsingswijze van buizen met cirkelvormige dwarsdoorsnede, gemakkelijker. Terwijl 35 tot nu toe de buizen met cirkelvormige doorsnede bij plaatsing volgens O fig. 5 werden verhit, bijvoorbeeld door het doorvoeren van verhit water, J 790 3 8 98 r Μ ; * - 5 - teneinde in het gebied B te kunnen worden gebogen, kan bij de plaatsings-wijze volgens fig. 1 de elliptische buis zonder of met slechts geringe verwarming worden gelegd.

Fig. 2 toont ten opzichte van fig. 1 een andere uitvoerings-5 vorm van het warmteoverdrachtssysteem waarbij ook hier het patroon overeenkomstig fig. 5 kan zijn. In het rechte deel A van de buis 5 ligt de lange as van de buisdoorsnede in hoofdzaak evenwijdig aan de ondervloer 1, terwijl in het buigingsdeel B de buis 5 zodanig is gedraaid dat ter plaatse van de top S van het ongebogen deel B de: lange as loodrecht op 10 de ondervloer staat. Op deze wijze ontstaat de in fig. 5 weergegeven versmalling in het bovenaanzicht in het toppunt of omkeerpunt S.

Fig, 3 toont schematisch het verloop van de elliptische buis voor de uitvoeringsvorm van fig. 2 in het gebied B, terwijl fig. 4 een doorsnede met aanzicht is van de buis, van de top S uit gezien, volgens 15 de lijn IV-IV van fig. 3.

De in fig. 1 en 2 weergegeven houders 4 die de buis 5 telkens aan de lijsten 3 vastleggen nemen de buis 5 met armen 4a, 4b klemmend op en houden de buis 5 vast tegen de basis 4c van de houder. De houders zijn slechts als voorbeeld weergegeven en zij kunnen worden vervangen 20 door willekeurige andere houders. Bij de uitvoeringsvorm volgens fig. 1 zijn door de loodrecht op het plaatsingsvlak staande lange as van de buis houders met kleinere breedte dan bij de uitvoeringsvorm volgens fig. 2 nodig. Het is duidelijk dat de houders 4 na het opbrengen en verharden van de vloer 6 verder geen functie meer hebben en slechts dienen om vóór 25 het opbrengen van de vloer 6 de buizen 5 of de buis 5 vast te houden op de warmteisolatielaag 2.

Door de plaatsingswijze volgens fig. 2 van de elliptische buis 5 met de lange as evenwijdig aan de ondervloer 1 kan de bouwhoogte van het verwarmingssysteem, d.w.z. van de vloer 6, worden verminderd en 30 wel met het verschil tussen de lange en de korte as van de elliptische buisdoorsnede. Voor zover een geringe bouwhoogte gewenst wordt heeft de uitvoeringsvorm volgens fig. 2 de voorkeur.

Fig. 6 en 7 tonen een andere uitvoeringsvorm van de buis 5. Deze buis heeft in de richting van de buishartlijn op bepaalde afstanden aangebrachte rondgaande ringen of ruggen 8 die, bij voorkeur als delen / * 790 3 8 98

Claims (10)

1. 5 Bij voorkeur gaan de einden van de buizen 5 in een cirkelvormige doorsnede over of worden zij eerst na plaatsing in de houders 4 met geschikte gereedschappen in een cirkelvormige doorsnede omgezet, waardoor de . aansluiting van de overigens een elliptische doorsnede hebbende buizen aan verdelers enz. gemakkelijker is. 10
2. 1. Warmteoverdracht tssys teem, in het bijzonder voor vloerverwarming, bestaande uit in een hardhaar of hardend medium aangebrachte buizen van kunststof, waarvan de plaats ten opzichte van de ondervloer 15 is vastgelegd door houders, met het kenmerk dat de buizen (5) tenminste voor het grootste deel een ovale of elliptische dwarsdoorsnede hebben.
3. 2. Systeem volgens, conclusie 1, met het kenmerk dat de lange as van de elliptische buisdoorsnede loodrecht staat op het oppervlak van de ondervloer (1}v
4. 3. Systeem volgens conclusie 1, met het kenmerk dat de lange as van de elliptische buisdoorsnede evenwijdig loopt aan het oppervlak van de ondervloer (1).
5. 4. Systeem volgens conclusie 1, met het kenmerk dat elke buis (5) tenminste een eerste deel (B) heeft, waarin de lange as loodrecht 25 staat op het oppervlak, van de ondervloer (1)., en tenminste één tweede deel (A); waarin de. lange as· evenwijdig loopt aan het oppervlak van de ondervloer (l).(fig. 3, 4, 5).
6. 5. Systeem volgens conclusie 1 of 4, met het kenmerk dat ter plaatse van de buigingen (B) van de buizen (5) de lange as loodrecht op 30 het oppervlak van de. ondervloer (1) staat en ter plaatse van in hoofdzaak rechte delen (A) de lange as van de buis evenwijdig loopt aan het oppervlak van de ondervloer.
7. 6. Systeem volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de buizen bestaan uit een enkele buis zonder einde. iSh?*·' 7. Systeem volgens één der voorgaande conclusies, met het f kenmerk dat de aan het einde van de buizen (5) een overgang naar een ƒ ....... ..... -..... 790 3 8 98 -- 7 Λ fc. cirkelvormige dwarsdoorsnede is gevormd.
8. 8. Systeem volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de buizen (5) zijn voorzien van over de omtrek verlopende ringen (8) die op onderlinge afstand zijn aangebracht.
9. 9. Systeem volgens conclusie 8, met het kenmerk dat de ringen (8) aan de buizen (5) zijn aangevormd.
10. 10. Systeem volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de buizen (5) tenminste in het grootste deel van hun lengte een elliptische of ovale dwarsdoorsnede hebben. \ / 4 7903 8 98