AT404506B

AT404506B - HEATING SYSTEM

Info

Publication number: AT404506B
Application number: AT0221892A
Authority: AT
Original assignee: Flanderka Karl
Priority date: 1991-11-22
Filing date: 1992-11-10
Publication date: 1998-12-28
Also published as: DE4138397A1; ATA221892A

Description

AT 404 506 BAT 404 506 B

Die Erfindung betrifft eine Heizungsanlage zur Raumbeheizung und für Therapieräume, bestehend aus miteinander verbindbaren Heizbausteinen, welche von Röhren oder Schläuchen eines flüssigen oder gasförmigen Wärmeübertragers durchzogen sind, und jeder Heiz- und Strahlungsbaustein eine wärmeisolierende Trägerschicht aufweist, auf der eine Trägerfläche für die Röhren oder Schläuche angeordnet ist, wobei diese in regelmäBigen Abständen integrierte Halterungen für die Röhren oder Schläuche aufweist.The invention relates to a heating system for space heating and for therapy rooms, consisting of interconnectable heating modules, which are traversed by tubes or hoses of a liquid or gaseous heat exchanger, and each heating and radiation module has a heat-insulating support layer on which a support surface for the tubes or hoses is arranged, which has integrated holders for the tubes or hoses at regular intervals.

Die Wärmeerzeugung für die Gebäudeheizung auch in Kombination mit der zentralen Warmwasserversorgung erfolgt durch die Verbrennung von flüssigen, gasförmigen oder festen Brennstoffen in zentralen Wärmeerzeugem, wie Heizkessel, Gas-Umlaufwasserhei2er oder in Einzelheizgeräten sowie durch Elektroenergie und auch alternative Energien, wie Wärmepumpe, Solarenergie, Windenergie und Biogasanlagen Über Rohrleitungen bei der Warmwasserheizung oder über Kanäle bei der Warmluftheizung wird die Energie in die einzelnen Räume transportiert und dort über Heizflächen bzw. Warmluftauslässe abgegeben. Bei Einzelheizgeräten erfolgt die Wärmeerzeugung und die Wärmeabgabe durch ein Einzelgerät, das dem zu beheizenden Aufstellungsraum zugeordnet ist.The heat for building heating, also in combination with the central hot water supply, is generated by the combustion of liquid, gaseous or solid fuels in central heat generators, such as boilers, gas circulation water heaters or in individual heating devices, as well as by electrical energy and also alternative energies, such as heat pumps, solar energy and wind energy and biogas plants The energy is transported to the individual rooms via pipes in the hot water heating system or via ducts in the hot air heating system, where it is released via heating surfaces or hot air outlets. In the case of individual heaters, the heat is generated and emitted by a single device which is assigned to the installation room to be heated.

Jeder erwärmte Heizkörper überträgt seine Wärme durch Wärmeleitung an seine Umgebung, welche in den meisten Fällen die Umgebungsluft ist und durch elektromagnetische Strahlung. Die Luft ist ein sehr schlechter Wärmeleiter und findet daher vielfach als Wärmeisolator Anwendung, wie beispielsweise Bausteine mit Lufteinschlüssen oder Wollbekleidung. Die sich an den Heizkörperflächen erwärmende Luft dehnt sich aus, wird dadurch leichter als die Umgebungsluft, steigt auf und erzeugt eine Luftströmung in dem zu beheizenden Raum. Die schwere kältere Luft strömt zum Heizkörper, so daß insgesamt eine Konvektionsströmung der Luft im Raum aufrechterhalten wird. Hierdurch bilden sich im Raum Bereiche unterschiedlicher Temperaturen aus, nämlich mit einem kalten Fußboden und steigender Temperatur mit zunehmender Raumhöhe. Ein solches Temperaturgefälle widerspricht dem Wohlbefinden des menschlichen Körpers.Each heated radiator transfers its heat to its surroundings through heat conduction, which in most cases is the ambient air, and through electromagnetic radiation. The air is a very poor heat conductor and is therefore often used as a heat insulator, such as building blocks with air pockets or wool clothing. The air that heats up on the radiator surfaces expands, becomes lighter than the ambient air, rises and creates an air flow in the room to be heated. The heavier, colder air flows to the radiator, so that overall a convection flow of the air in the room is maintained. This creates areas of different temperatures in the room, namely with a cold floor and increasing temperature with increasing room height. Such a temperature gradient contradicts the well-being of the human body.

Aus der Physik ist es bekannt, daß jeder Körper entsprechend und proportional seiner Temperatur eine elektromagnetische Strahlung aussendet, welche bei Zimmertemperatur und bis einige hundert Grad darüber im Infrarot-Gebiet liegt. Als normierter Körper wird der schwarze Körper betrachtet, welcher sämtliche Strahlung absorbiert und dessen ausgesendete Gesamtenergie proportional der vierten Potenz der absoluten Temperatur ist. Die ausgesendete Strahlung hängt dabei nicht von der chemischen Beschaffenheit der Oberfläche des schwarzen Körpers ab.From physics it is known that each body emits an electromagnetic radiation corresponding to and proportional to its temperature, which is at room temperature and up to a few hundred degrees above in the infrared region. The normalized body is the black body, which absorbs all radiation and whose total energy emitted is proportional to the fourth power of the absolute temperature. The radiation emitted does not depend on the chemical nature of the surface of the black body.

Bei den meisten Gebäudeheizungen wird die vorhandene Wärmestrahlung nicht ausgenützt, vielmehr werden oftmals die Heizkörper aus optischen und ästhetischen Gründen verkleidet, beispielsweise mit einer Holzblende. Holz ist aber ein schlechter Wärmeleiter, so daß der äußere Holzrahmen sich nur geringfügig erwärmt und damit auch nur eine geringe Wärmestrahlung nach außen abgibt. Da die Heizkörperverkleidung unten und oben offen ist, ergibt sich eine erhöhte Kaminwirkung für die durchströmende Luft, wodurch die Luftkonvektion im Raum erhöht wird, welche für die anwesenden Personen eine ungesunde Zugluft darstellt.With most building heating systems, the existing heat radiation is not used, rather the radiators are often clad for optical and aesthetic reasons, for example with a wooden panel. However, wood is a poor heat conductor, so that the outer wooden frame heats up only slightly and thus only emits a small amount of heat radiation to the outside. Since the radiator cover is open at the top and bottom, there is an increased chimney effect for the air flowing through, which increases the air convection in the room, which is an unhealthy draft for the people present.

Von medizinischer Seite wurde festgestellt, daß das Wohlbefinden einer Person in Bezug auf die Raumheizung sowohl subjektiv als auch objektiv dann am größten ist, wenn der Körper von allen Seiten und möglichst in gleicher Strahlungsstärke mit Wärmestrahlung beaufschlagt wird. Dabei kann die Raumtemperatur zwischen 15 * und 18 * liegen, eine Temperatur, die für einen Wohnraum an sich als kühl empfunden wird. Wird der Körper nur einseitig mit Wärmestrahlung beaufschlagt, so entstehen ungünstige oder sogar schädliche Wirkungen auf den Kreislauf des Menschen und auf weitere Organe. Wird ein menschlicher Körper ungleichmäßig erwärmt, so sorgt das Kreislaufsystem für einen Temperaturausgleich. So wird beispielsweise die primär chronische Polyarthritis auf eine inhomogene Erwärmung zurückgeführt. Andererseits gilt es als gesichert, daß durch eine Erwärmung des Körpers die Polyarthritis und andere Krankheiten geheilt werden können.From a medical point of view it was found that a person's well-being with regard to space heating is greatest, both subjectively and objectively, when the body is exposed to heat radiation from all sides and, if possible, with the same radiation intensity. The room temperature can be between 15 * and 18 *, a temperature that is perceived as cool for a living space. If the body is exposed to heat radiation only on one side, unfavorable or even harmful effects arise on the circulation of humans and on other organs. If a human body is heated unevenly, the circulatory system ensures temperature compensation. For example, primarily chronic polyarthritis is attributed to inhomogeneous warming. On the other hand, it is certain that warming the body can cure polyarthritis and other diseases.

Zu einem gesunden Raumklima gehört darüberhinaus auch eine entsprechende relative Raumfeuchtigkeit, welche bei einer üblichen Zentralheizung mit Metallflächen nicht erreicht wird, so daß diese mit Verdunstungsgeräten, beispielsweise offenen Gefäßen, kombiniert werden.A healthy room climate also includes a corresponding relative room humidity, which is not achieved with conventional central heating with metal surfaces, so that these are combined with evaporation devices, for example open vessels.

Nach den Lüftungsregeln der wichtigsten Industriestaaten werden für Klimaanlagen im Winter eine Zimmertemperatur von 20* C und 35-70 % relative Luftfeuchte und im Sommer 22* C und 70 % relative Feuchte und bei einer Zimmertemperatur von 26 * C 60 % relative Luftfeuchte verlangt.According to the ventilation rules of the most important industrial countries, air conditioning systems are required to have a room temperature of 20 * C and 35-70% relative humidity in winter, 22 * C and 70% relative humidity in summer and 60% relative humidity at a room temperature of 26 * C.

Diese Werte werden von Kachelöfen erreicht. Kachelöfen sorgen nicht nur subjektiv sondern auch objektiv für eine "behagliche" Wärme durch eine milde Strahlung, die von der Kacheloberfläche ausgeht. Das Heizen mit einem Kachelofen wird als besonders angenehm empfunden, da die Kacheloberfläche von 40 *-90* C in den Anteilen der Strahlung und der Konvektion weitgehend den Körperbedingungen des Menschen entsprechen.These values are achieved by tiled stoves. Tiled stoves not only provide a subjective, but also objective "comfortable" Warmth from a mild radiation emanating from the tile surface. Heating with a tiled stove is perceived as particularly pleasant, since the 40 * -90 * C tile surface largely corresponds to human body conditions in terms of radiation and convection.

Kachelofenheizungen werden mit festen, flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen, in Einzelfällen auch mit elektrischen Einsätzen betrieben. Jeder mit Brennstoffen geheizte Kachelofen benötigt zur Verbrennung 2Tiled stove heaters are operated with solid, liquid or gaseous fuels, in some cases also with electrical inserts. Every tiled stove heated with fuel needs 2 for combustion

AT 404 506 B erhebliche Mengen Sauerstoff, die er üblicherweise aus der Raumluft entnimmt, welche damit in der Stunde bis zu fünfmal erneuert werden muß. Der Raum muß daher eine ständige Frischluftzufuhr aufweisen, da andernfalls die Verbrennung unvollständig unter Abgabe giftiger Kohlenmonoxidgase erfolgt. Die Abgase werden mit einem großen Wärmeanteil dem Schornstein und damit der Außenluft zugeführt. Der Kachelofen bedarf daher einer festen Installation im Raum mit festen Kaminanschlüssen.AT 404 506 B considerable amounts of oxygen, which he usually takes from the room air, which must be renewed up to five times an hour. The room must therefore have a constant supply of fresh air, since otherwise the combustion will be incomplete, releasing toxic carbon monoxide gases. The exhaust gases are fed to the chimney and thus to the outside air with a large proportion of heat. The tiled stove therefore requires a fixed installation in the room with fixed chimney connections.

Es sind auch Weiterentwicklungen des Kachelofens bekannt, bei denen der Ofen mit Warm- oder Heißluft beheizt wird, welche in einer zentralen Heizanlage erzeugt wird. Damit ist zwar ein Kaminanschluß nicht mehr erforderlich, jedoch sind entsprechende Luftführungskanäle notwendig.Further developments of the tiled stove are known in which the stove is heated with warm or hot air, which is generated in a central heating system. This means that a chimney connection is no longer required, but appropriate air ducts are necessary.

Eine weitere Gruppe von Heizkörpern ist als Fußboden-, Wand- und Deckenheizung ausgebildet. Die Fußbodenheizung ermöglicht großzügige Raumlösungen, da die Heizung "unsichtbar” ist. So können Fenster bis zum Boden geführt werden, die Luftkonvektion und damit die Staubumwälzung ist verringert. Durch eine Vergrößerung der Heizflächen kann die Vorlauftemperatur des Wärmetransportmittels, vorzugsweise Wasser, verringert werden.Another group of radiators is designed as floor, wall and ceiling heating. The underfloor heating enables generous room solutions, since the heating is "invisible". In this way, windows can be led to the floor, air convection and thus the circulation of dust is reduced. The flow temperature of the heat transport medium, preferably water, can be reduced by increasing the heating surfaces.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Heizungsaniage zur Raumbeheizung und für Therapieräume anzugeben, welche Heizkörperelemente aufweist, die eine freie Raumgestaltung der Heizflächen ermöglichen und welche mit den Raumflächen integrierbar sind oder eigene Heiz-Raumkörper bilden, wobei eine Vielzahl von Heizkörperelementen miteinander verbindbar sind. Die Heizelemente sollen derart ausgebildet sein, daß die von diesen ausgehende elektromagnetische Wärmestrahlung voll zur Wirkung kommen kann, wobei auch Therapieräume geschaffen werden können.The invention has for its object to provide a heating arrangement for space heating and for therapy rooms, which has radiator elements that allow free space design of the heating surfaces and which can be integrated with the room surfaces or form their own heating room body, wherein a plurality of radiator elements can be connected to each other . The heating elements should be designed in such a way that the electromagnetic heat radiation emanating from them can be fully effective, and therapy rooms can also be created.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht bei einer Heizungsanlage zur Raumbeheizung und für Therapieräu-me, bestehend aus Heizbausteinen, welche von Röhren oder Schläuchen zur Führung eines flüssigen oder gasförmigen Wärmeübertragers durchzogen sind, darin, daß eine wärmeleitende und wärmespeichernde Füllmasse die Röhren oder Schläuche abdeckt, auf der sich mindestens eine darauf angeordnete Kachel befindet, wobei mehrere Heizbausteine zu einer größeren Fläche zusammengeschaltet sind und daß entsprechend der gewünschten Raumform ein Traggerüst zur Aufnahme der Heizbausteine vorgesehen ist und die Enden der Röhren oder Schläuche eines Heizbausteins als Steckventilverschlüsse mit jeweils einem Steckerstift und einer Steckerdose ausgebildet sind.The solution to this problem consists in a heating system for space heating and for therapy rooms, consisting of heating modules which are traversed by tubes or hoses for guiding a liquid or gaseous heat exchanger, in that a thermally conductive and heat-storing filler material covers the tubes or hoses there is at least one tile arranged on it, several heating modules being interconnected to form a larger area and that, depending on the desired spatial shape, a supporting structure is provided for receiving the heating modules and the ends of the tubes or hoses of a heating module as plug valve closures, each with a plug pin and a plug socket are trained.

Damit ergeben sich neue Möglichkeiten der Gestaltung von Heizkörpern und Räumen, wobei ihre Strahlungseigenschaften voll zu Auswirkung kommen können. Da die Anschlüsse mit Ventilen versehen sind, lassen sich die Verbindungen auch unter Druck des Heizwassersystems während des Betriebes durchführen.This opens up new possibilities for the design of radiators and rooms, whereby their radiation properties can be fully effective. Since the connections are equipped with valves, the connections can also be made under pressure of the heating water system during operation.

Die Trägerfläche für die Röhren oder Schläuche besteht nach der Erfindung aus einem vorgepreßten Material und die Halterungen sind als zylinderförmige Noppen mit einem Rachkopf ausgebildet.The support surface for the tubes or hoses according to the invention consists of a pre-pressed material and the brackets are designed as cylindrical knobs with a revenge head.

Die Heizbausteine sind in Weiterbildung der Erfindung als großflächige Wand-, Decken- oder Bodenelemente ausgebildet.In a further development of the invention, the heating modules are designed as large-area wall, ceiling or floor elements.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Hierbei zeigen: FIG. 1 einen Querschnitt durch ein Heiz- und Strahlungsbaustein perspektivischer und schematischer Darstellung; FIG. 2 einen Heiz- und Strahlungskörper in perspektivischer und schematischer Darstellung; FIG. 3 einen Heiz- und Strahlungskörper, ausgebildet als Sitzbank oder Stufe in perspektivischer und schematischer Darstellung, und FIG. 4 einen Schnitt durch eine Therapie-Kabine mit Sitz- und Liegeflächen sowie elektrischen Lampen, welche als Strahler für Therapiezwecke ausgebildet sind.The invention is described in more detail with reference to the drawings. Here show: FIG. 1 shows a cross section through a heating and radiation module in a perspective and schematic representation; FIG. 2 shows a heating and radiating body in a perspective and schematic representation; FIG. 3 shows a heating and radiation body, designed as a bench or step in a perspective and schematic representation, and FIG. 4 shows a section through a therapy cabin with seating and lying surfaces and electric lamps which are designed as spotlights for therapy purposes.

Die Fig. 1 zeigt den Schnitt durch einen Heiz- und Strahlungsbaustein. Auf einer wärmeisolierenden Trägerschicht 1, beispielsweise aus Zement mit wärmeisolierenden Füllstoffen, ist eine Trägerfläche 2, für die Röhren oder Schläuche mit den Schlauchteilen 5, 6, 7 und 8 angeordnet, die vorteilhaft aus Kunststoff bestehen kann. Die Schläuche werden in ihrer Lage durch Noppen 9,10 und 11 gehalten. Die Noppen 9, 10 und 11 sind integraler Bestandteil der Trägerfläche 2, und sind Uber die gesamte Trägerfläche entsprechend der verwendeten Rohr- oder Schlauchgröße verteilt, so daß jedes Schlauchverlegeschema Anwendung finden kann, beispielsweise schlingen- oder zick-zackförmig. Zur besseren Halterung der Schläuche weisen die Noppen eine entsprechende Querschnittsform auf. Der Kopf jedes Noppens 9, 10 und 11 hat dabei einen größeren Durchmesser als der Schaft. Während des Montagevorganges ist der zu verlegende Schlauch leer, so daß er sich leicht zusammendrücken läßt. Andererseits sind die Köpfe elastisch genug, so daß auch Metallrohre verlegt und gehalten werden können. Der Zwischenraum der Schläuche und die obere Schicht sind durch Schamottemörtel ausgefüllt und durch Kacheln 4 abgedeckt. Schamottemörtel hat etwa die gleichen thermischen Eigenschaften und Ausdehnungskoeffizienten wie die Kacheln, so daß keine Spannungen zwischen dem Röhren und Schläuchen sowie den Kacheln auftreten. 3Fig. 1 shows the section through a heating and radiation module. On a heat-insulating carrier layer 1, for example made of cement with heat-insulating fillers, a carrier surface 2 is arranged for the tubes or hoses with the hose parts 5, 6, 7 and 8, which can advantageously consist of plastic. The hoses are held in place by knobs 9, 10 and 11. The knobs 9, 10 and 11 are an integral part of the support surface 2, and are distributed over the entire support surface according to the tube or hose size used, so that any hose installation scheme can be used, for example looped or zigzag. The nubs have a corresponding cross-sectional shape to better hold the hoses. The head of each knob 9, 10 and 11 has a larger diameter than the shaft. During the assembly process, the hose to be laid is empty, so that it can be compressed easily. On the other hand, the heads are elastic enough so that metal pipes can also be laid and held. The space between the hoses and the upper layer are filled with fireclay mortar and covered with tiles 4. Firebrick mortar has about the same thermal properties and expansion coefficients as the tiles, so that there are no stresses between the pipes and hoses and the tiles. 3rd

Claims

AT 404 506 B Such a heating and radiation module serves as a basic element for a wide variety of room shapes and can therefore be curved in a cylindrical or spherical shape, convex or concave, or in the form of a flat surface, even in the sandwich form shown. In Figure 1, only a planar element is shown. FIG. 2 shows a schematic illustration of a heating and radiation body 14, which is constructed from a plurality of heating and radiation modules according to FIG. 1. The surface 15 and the front 16 consist of tiles, so that these surfaces act as heat radiators. Connections 12 and 13 are provided to supply the hose system. These consist of plug closures, which are in the form of a positive and negative valve closure, i.e. are designed as a plug 12 and socket 13 so that several radiators can be connected in series or in parallel with one another and with a central heating water system. Since the connections are equipped with valves, the connections can also be made under pressure of the heating water system during operation. The house connections of the supply system, which are not shown in detail, have the corresponding fully installed valve closures. The radiators and radiators can therefore also be used to convert existing central heating systems. It is particularly advantageous that these heating and radiating bodies have a large heat capacity and therefore store the heat for a long time. The surface temperature of the tiles can be much lower than the surface of conventional metal heating surfaces and radiators. As a result, the flow temperature can also be lower. Such a heating system is therefore particularly suitable for heat pumps and heat converters with a low initial temperature of the heat exchanger. Fig. 3 shows a further embodiment of the invention as a bench, step or as a building block of a bed. Similar to the heating and radiation body according to FIG. 2, the bank 17 consists of many integrated heating and radiation modules. To build and hold the bench, the bench can have a metal frame (not shown) corresponding to the desired spatial shape. The pipe and hose system is designed in a similar way to that shown in FIG. 2 with plug closures as plug 12 and socket 13, so that here too, several radiators can be connected in series or in parallel with one another and with a central heating water system. FIG. 4 shows a further exemplary embodiment of the invention in the form of a therapy cabin 20. The heating and radiation modules are designed as wall, ceiling and floor surfaces to form a cabin with lying surfaces 25 and seating surfaces 26, the cabin being used for therapy purposes has electrical radiators 22, 23 and 24 of different types. The cabin can be closed by means of the door 21. In this cabin, a person's body is evenly irradiated from all sides. Depending on the intended therapy, the lamps are designed as round and / or tube beams with a corresponding spectrum. 1.Heating system for space heating and for therapy rooms, consisting of interconnectable heating modules which are traversed by tubes or hoses for guiding a liquid or gaseous heat exchanger, and each heating and radiation module has a heat-insulating carrier layer (1) on which a carrier surface ( 2) for the tubes or hoses (5, 6, 7 and 8) is arranged, these having integrated holders (9, 10 and 11) for the tubes or hoses at regular intervals, characterized in that a heat-conducting and heat-storing filling compound ( 3) covers the tubes or hoses (5, 6, 7, and 8), on which there is at least one tile (4) arranged thereon, several heating modules being interconnected to form a larger area, so that a supporting structure for receiving them is in accordance with the desired spatial shape the heating modules are provided and the ends of the tubes or hoses he (5, 6, 7 and 8) of a heating module are designed as plug-in valve closures (12, 13), each with a plug pin and a socket.

2. Heating system according to claim, characterized in that the support surface (2) for the tubes or hoses (5, 6, 7 and 8) consists of a pre-pressed material and the brackets as cylindrical knobs (9, 10 and 11) with a rake head are.

3. Heating system according to claim 1, characterized in that the filling compound (3) consists of firebrick mortar. 4 AT 404 506 B

4. Heating system according to claim 1, characterized in that the heating modules are designed as large wall, ceiling or floor elements. With 1 sheet of drawings 5