DE1540968C - Elektrische mit Nachtstrom betriebene Raumheizung mit Wasser als Warme-Speicher Mittel - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische mit Nachtstrom betriebene Raumheizung mit Wasser als Wärme-Speicher-Mittel, bei welcher die Wärmeabgabe durch Absperr- und Regelorgane nach Zeit, Menge und Temperatur gesteuert über abgesonderte Wärmeabgabeflächen folgt.

Es ist bekannt, zur Ausnutzung des elektrischen Stromes für die Raumheizung in der Fußboden-Konstruktion Heizkabel anzuordnen (deutsche Patentschrift 1102 923), die die Wärme an die Baustoff-Masse des Fußbodens abgeben, so daß im Fußboden eine Wärmespeicherung eintritt und die Wärme allmählich vom Fußboden an die Raumluft abgegeben werden kann. Bei den bisher bekannten Konstruktionen derartiger Fußboden-Speicherheizungen ist jedoch die Regelfähigkeit beschränkt; die vollkommen willkürliche Einschaltung oder Ausschaltung der Wärmeabgabe von der Wärmespeicher-Masse des Fußbodens an die Raumluft ist überhaupt unmöglich.

Bei einer zweiten Gruppe von bekannten Heizungsanlagen wird in einem zentralen Wärmespeicher mittels Nachtstrom Wärme erzeugt und gespeichert und dann am Tag durch traditionelle Mittel, beispielsweise Warmwasser, die Wärme auf die in den einzelnen Räumen angeordneten traditionellen Heizkörper verteilt. In diesem Fall ist jedoch für die Speicherung in der Zentrale ein sehr großes Raumvolumen erforderlich; durch die umfangreichen Verteilungserrichtungen entstehen auch hohe Wärmeverluste; ferner muß auch bei völliger Abschaltung einzelner Räume stets die gesamte zentrale Speichermasse aufgeheizt werden.

Bei einer dritten Gruppe von bekannten Heizgeräten (deutsche Auslegeschrift 1 085 621) wird örtlich mittels Nachtstrom Wärme in Speicherofen gespeichert und am Tage durch Luftzirkulation auf die Raumluft übertragen. Abgesehen von den Schwierigkeiten der Regelung bei absinkender Temperatur des Speichers sowie der Notwendigkeit zur Anwendung von Gebläsen für die Luftumwälzung sind hier die auftretenden größeren Temperaturunterschiede sowie die Gefahr der Staubverschwelung unangenehm. Schließlich beanspruchen die relativ großen Speichermassen der örtlich aufgestellten Speicherofen wertvollen Nutzraum.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mit Nachtstrom betriebene Raumheizung mit Speicherung zu schaffen, die raumsparend installiert ist und außerdem unter geringen Wärmeverlusten im Verteilungssystem arbeitet sowie hinsichtlich ihrer Wärmeabgabe gut regelbar ist.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einer elektrischen, mit Nachtstrom betriebenen Raumheizung der eingangs bezeichneten Art dadurch gelöst, daß als Speicherbehälter wärmeisolierte plattenförmige Elemente mit einer im Verhältnis zur Bauhöhe sehr großen Grundfläche im Bereich des zu beheizenden Raumes (Raumkomplexes) in Hohlräumen des Baukörpers (z. B. des Fußbodens, der Decke oder der Wände) angeordnet sind. In vorteilhafter Weise wird dabei die zur Raumerwärmung erforderliche ausschließlich durch Nachtstrom erzeugte Wärmemenge so gespeichert, daß eine beliebige Regelung der Wärmeabgabe vom Speicherbehälter an den Raum unter besonders günstigen Umständen möglich ist, ohne daß der Nutzraum bzw. die Stellfläche des Raumes durch die Größe der Speicherkapazität beeinträchtigt wird. Die bei der erfindungsgemäßen Raumheizung noch auftretenden Wärmeverluste sind vernachlässigbar gering, da das Verteilungssystem nur eine minimale Ausdehnung aufweist. Da die für einen Raum oder eine kleinere Raumgruppe erforderlichen Speicherbehälter in dem betreffenden Raum oder der Raumgruppe zusammen mit den wärmeabgebenden Flächen angeordnet "werden können, ist es möglich, sie auch individuell ein- und auszuschalten, unabhängig von den Heizungsbedürfnissen in anderen Räumen.

In einer weiteren Ausbildung der Erfindung sind die plattenförmigen Speicherelemente in einem Hohl- , raum des Fußbodens oberhalb der statisch tragenden Deckenkonstruktion und unterhalb des begehbaren Fußbodenbelages angeordnet. Dadurch, daß die Speicherbehälter wärmeisoliert sind, ist gewährleistet, daß die Speicherwärme nicht unbeabsichtigt über die Fußbodenoberfläche in den Raum übergehen kann und ebenso, nicht nach unten in die tragende Deckenkonstruktion.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die aus Speicherbehälter, Raumheizfläche, Verbindungsleitungen und Absperr- sowie Regelorganen bestehende Heizungsanlage im Betriebszustand mit der Atmosphäre nicht in Verbindung steht und ein mit Wasser gefülltes Ausdehnungsgefäß oberhalb, neben oder in dem Heizkörper angeordnet ist. Zweckmäßig kann die zur regelbaren Wärmeabgabe dienende Heizfläche als Plattenheizkörper ausgebildet und oberhalb des Wärmespeichers, zugleich aber auch unterhalb des eigentlichen begehbaren Fußbodens angeordnet sein.......

Vorteilhaft kann auch das Ausdehnungsgefäß im Hohlraum oberhalb der statisch tragenden Decke und unterhalb des begehbaren Fußbodenbelages angeordnet sein.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die plattenförmigen Speicherbehälter (mit den Zubehöreinrichtungen, wie Heizkörper, Temperaturbegrenzer, Wärmedämmung usw.), wie auch die Fußbodenplatten und deren Abstützungen (mit allem_; Zubehör für Höhenausgleich, Schalldämmung usw.) als Baukastenelemente ausgebildet sind und mit den örtlichen Massen zugerichteter Paßstücke an den Rändern anfügbar sind.

Dadurch wird der Vorteil erzielt, daß größere Räume durch Aneinanderreihung mehrerer gleichartiger Baukastenelemente heizbar gemacht werden können und Maßunterschiede zwischen den typisierten Elementen einerseits und den individuellen Raummaßen andererseits durch die Paßstücke ausgleichbar sind.

Zweckmäßig ist bei Parallelschaltung mehrerer Speicherelemente und Zusammenwirken der Speicherelemente mit einem Heizkörper oder einer Gruppe von Heizkörpern in bekannter Weise der Zirkulationsweg für das Speicherwasser für alle Speicherelemente gleich groß. ,,, ,.,.',

In vorteilhafter Weise kann ein aus Speicherbehälter, begehbarer Fußbodenplatte, Abstützung mit Schalldämmung, Wärmedämmung bestehendes typisiertes Bauelement (eventuell einschließlich Heizplatte) als vollständiges Fertigteil industriell ausgeführt sein. Solche Fertigteile bringen den Vorteil, daß sie auf der Baustelle auf der statisch tragenden Rohdecke nur aufgelegt und mit den entsprechenden Nachbarteilen sowie den elektrischen Zuleitungen verbunden werden brauchen. Die dadurch erzielte Arbeitszeitersparnis ist erheblich. Die Erfindung wird anschließend an Hand der

3 4

Zeichnungen durch mehrere Ausführungsbeispiele In Fig. 2 ist sinngemäß der obere Teil 16 des

näher erläutert. Heizkörpers 6 selbst als Ausdehnungsraum ausgebil-

In den Fig. 1, 2 und 3 ist die Heizungsanlage ge- . det. In Fi g. 3 ist schließlich neben dem Heizkörper6

maß der Erfindung in Verbindung mit einer über dem ein in gleicher Höhe stehendes, gesondertes Ausdeh-

Fußboden, also innerhalb der Raumluft angeordneten 5 nungsgefäß 16 angeordnet, das mit einem Luftpolster

Heizfläche schematisch dargestellt, wobei die Heiz- ausgestattet ist. In diesem. Falle muß das zweite Luft- ■

fläche 6 entweder die Form eines Rippenheizkörpers ventil 20 a am Ausdehnungsgefäß 16 wäh,rend der

(Radiators) oder einer Heizplatte oder eines in die Füllung des Systems bei geöffnetem Luftventil 20 am

Wand eingelassenen Heizpaneels oder eines Konvek- Heizkörper 6 geschlossen bleiben, damit die Luft im

tors haben kann. In den Fig. 1 bis 3 ist zwischen der io Ausdehnungsgefäß 16 als Ausgleichspolster erhalten

statisch tragenden Deckenkonstruktion 1 und dem bleibt.

eigentlichen Fußbodenbelag, bestehend aus einem : In den drei F i g. 1 bis 3 kennzeichnet jeweils die Estrich und einer Linoleum- oder Kunststoff- oder Linie I den Wasserstand bei kaltem Speicherwasser, Parkettschicht 2 ein Hohlraum 3 angeordnet. In die- während die Linie II den Wasserstand im Ausdehsem Hohlraum 3 liegt der mit geringer Bauhöhe und 15 nungsraum bei aufgeheiztem Speicherwasser dargroßer Grundfläche (entsprechend der Grundfläche stellt. ■

des Raumes) ausgeführte Speicherbehälter (oder das Die F i g. 4 a zeigt sinngemäß wiederum einen Spei-System der Speicherbehälter) 4, wobei zur Verhinde-■ cherbehälter 4 zwischen der statisch tragenden rung der unbeabsichtigten Wärmeabgabe die ge- Decke 1 und der eigentlichen Fußbodenfläche 2. Im samte Oberfläche des Speicherbehälters oder der 20 Gegensatz zu den F i g. 1 bis 3 ist jedoch hier in ther-Speicherbehälter mit einer Wärmedämmschicht 5 ver- misch-leitender Verbindung mit der Fußbodenfläche 2 sehen ist und zweckmäßig auch ein entsprechend ge- ein horizontalliegender Plattenheizkörper 21 vorhanstalteter Luftzwischenraum oder ein mit Luftporen den, der über eine Vorlaufleitung 22 und ein Abversehener Wärmedämmstoff zur Verhinderung des sperr- und Regelventil 7 das heiße Wasser aus dem Wärmeüberganges auf die Decke 1 und die Fuß- 25 Speicherbehälter 4 erhält, während das in der Heizbodenschicht 2 benutzt wird. Der Speicherbehälter 4 fläche 21 abgekühlte Wasser über die Rücklaufleiist durch eine Vorlaufleitung 8 und ein Regel- sowie tung 10 in den Speicherbehälter zurückkehrt. Auch Absperrorgan 7 mit der Heizfläche 6 verbunden, so hier erfolgt die Füllung der Anlage über das Füllvendaß bei geöffnetem Ventil 7 das heiße Speicherwasser til 19 bei geöffnetem Luftventil 20, wobei das nach in den Heizkörper 6 eintreten kann. Das im Heizkör- 30 unten fließende Füllungswasser aus dem Speicherbeper abgekühlte Wasser fließt über die Rücklauflei- halter 4 und dem Plattenheizkörper 21 die Luft nach tung 9 und 10 zum Speicherbehälter zurück, wobei oben über das Ventil 20 außen verdrängt. Zur Aufdurch die räumliche Anordnung begünstigt allein die nähme der Volumenänderungen des Heizwassers bei thermischen Unterschiede eine Zirkulation des Heiz- wechselnden Temperaturen dient ein im Luftraum 3 wassers im beschriebenen Sinne bewirken! Der Spei- 35 zwischen der Decke 1 und dem Fußboden 2 angecherbehälter 4 wird durch einen elektrischen Heiz- ordnetes (oder auch oberhalb des Fußbodens 2 angekörper 11 auf die zur Wärmespeicherung notwendige £>rdnetes) Ausdehnungsgefäß 24, 25, das über das Temperatur (während der Nacht) aufgeheizt. In be- Anschlußrohr. 23 an den Speicherbehälter 4 angekannter Weise sorgt ein in den Speicherbehälter hin- schlossen ist! Dieses Ausdehnungsgefäß besitzt,eine einragender Wärmefühler in Verbindung' mit einem 40 gasgefüllte Kammer 24, die gegenüber dem Heizwas-Thermostat 13, der in die elektrische Leitung 12 ser im Behälterteil 25 durch eine veränderliche Memeingeschaltet ist, für die automatische Ein-und Aus- brane getrennt ist. ...''.-." , schaltung des Stromes für den Speicherbehälter 4. In Fig. 4b ist schematisch eine ähnliche Lösung Die in solchen Fällen üblichen bekannten Sicherungs- dargestellt. Im Unterschied von F i g. 4 a ist hier der maßnahmen, wie z.B. ein »Trockengehschutz« sind 45 Speicherbehälter 4 mit dem Plättenheizkörper 21 zu zur Erleichterung der Übersicht in der Zeichnung einer räumlichen Baueinheit verbunden, wobei die nicht dargestellt. Hingegen ist ein von Hand zu be- Unterseite 26 des Plattenheizkörpers 21 zugleich die tätigender Hauptschalter 14 schematisch angedeutet, Oberseite des Speicherbehälters 4 bildet. Jedoch ist der zusätzlich durch einen automatischen Zeitschalter der Heizungsvorlauf 8 an den Speicherbehälter 4 so 15 ergänzt werden kann. ' ■' , 5° tief angeschlossen, daß oberhalb des Wasserspiegels I

Zur Inbetriebnahme wird die ganze Anlage über oder II im Speicherbehälter 4 ein Luftraum 29 erein Füllventil 19 gefüllt, während ein Luftauslaß- und halten bleibt, der den unbeabsichtigten Wärmeüber-. Überlaufventil 20 am Heizkörper geöffnet ist. Die gang vom, Speicherwasser auf den Heizkörper 21 verFüllung der Anlage erfolgt dabei =0 lange, bis der hindert oder weitgehend einschränkt. Erst nach öff-Heizkörper 6 einen Wasserstand —- entsprechend der' 55 nung des regelbaren Ventils 7 in der Vorlaufleitung 8 Höhe des Ventils 20 — erreicht hat. - kann das wärme Heizwasser in den Heizkörper 21

In F i g. i ist oberhalb des Heizkörpers 6 ein ge- eintreten, dort seine Wärme über die obere Heizkör-

trenntes Ausdehnungsgefäß 16 angeordnet, das dazu perfläche 27 an die Fußbodenschicht 2 ,und von dort

dient, die Volumenänderungen des Heizwassers in an den Raum abgeben, um sodann nach entsprechen-

Abhängigkeit von den Temperaturänderungen auszu- 60 der Abkühlung über die Rücklaufleitung 10 in den

gleichen. Zugleich wirkt dieses Ausdehnungsgefäß 16 Speicherbehälter zurückzufließen. Zur Erleichterung

auch als Sicherheitsausdehnungsgefäß insofern, als der Übersichtlichkeit sind die an sich bekannten und

bei einer Überheizung des Speicherbehälters 4 durch in F i g. 1 bis 3 beschriebenen Einrichtungen zur Auf-

die nicht verschließbare Überlaufleitung 17 überhitz- heizung des Speicherwässers 4 in dieser Darstellung

tes Wasser oder Dampf in den Luftraum des Heiz- 65 fortgelassen.

körpers eintreten können, um nach Abkühlung im In F i g. 5 ist schließlich im Grundriß die Anord-

Heizkörper über die Rücklaufleitung 9 und 10 in den nung einer gemäß der Erfindung ausgeführten Spei-

Speicherbehälter zurück zu gelangen. cherheizung in einem Zimmer dargestellt. Hier ist

Claims (3)

1. entsprechend den Fig. 1 bis 3 ein Heizkörper 6 in Form eines Radiators vor dem Fenster und über dem Fußboden 2 angeordnet. Wegen'der Größe des Raumes sind mehrere Speicherbehälter (im Beispiel der ^v F i g. 5) — drei Stück — nebeneinander im Lufthohlraum zwischen der Decke 1 und dem Fußbodenbelag 2 angeordnet. Diese Speicherbehälter werden in der Praxis in typisierter Form so ausgeführt, daß durch Addition einer gewissen Anzahl die der Zimmergröße und Zimmergrundfläche entsprechende Speicherkapazität erreicht wird. Jeder Speicherbehälter 4 α, 4 ft, 4 c besitzt einen Vorlauf anschluß 8 a und einen Rücklauf anschluß 10 a. Die sämtlichen (Beispiel drei Stück) Vorlauf anschlüsse 8 α sind durch eine gemeinsame Vorlauf leitung 8 und sinngemäß die sämtlichen Rücklauf anschlüsse 10 α durch eine gemeinsame Rücklaufleitung 10 a so verbunden, daß der von dem Heizwasser zurückzulegende Weg bei allen drei Speicherbehältern stets gleich groß ist. Zum Beispiel langer Vorlaufanschluß und kürzer Rücklaufanschluß bei Speicher 4 a, umgekehrt kurzer Vorlaufanschluß und langer Rücklaufanschluß bei

   Speicher 4 c usw. In diesem Beispiel ist angenommen,

   erfolgt, dadurch gekennzeichnet,, daß als Speicherbehälter wärmeisolierte plattenförmige Elemente (4) mit einer im Verhältnis zur Bauhöhe sehr großen Grundfläche im Bereich des zu beheizenden Raumes (Raumkomplexes) in Hohlräumen (3) des Baukörpers (z. B. des Fußbodens, der Decke oder der Wände) angeordnet sind. .
2. 2. Elektrische Raumheizung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die plattenförmigen Speicherelemente (4) in einem Hohlraum (3) des Fußbodens oberhalb der statisch tragenden Dekkenkonstruktion (1) und unterhalb des begehbaren Fußbodenbelages (2) angeordnet sind.
3. 3. Elektrische Raumheizung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Speicherbehälter (4), Raumheizfläche (6), Verbindungsleitungen (8, 9, 10) und Absperr- sowie Regelorganen (7) bestehende Heizungsanlage im Betriebszustand mit der Atmosphäre nicht in Verbindung steht und ein mit Wasser gefülltes Ausdehnungsgefäß (16) oberhalb, neben oder in dem

   dl |i Sie der Fi

   3 das AiW

   Ii - lie Kiii

   ι Di κ