DE2644372C2 - Beheizungsanlage für Wohn-, Arbeits- und Versammlungsräume mit mindestens einer Wärmepumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine 3eheizungsanlage für Wohn-, Arbeits- und Versammlungsräume mit mindestens einer Wärmepumpe, deren Kompressionsseite (Wannseite) an Wärmetauscher angeschlossen ist, die als flächenhafte Strahlungs-Heizkörper in den Umschließungsflächen des Raumes angeordnet sind.

Gemeinhin werden Beheizungsanlagen mit Wärmepumpen derart betrieben, daß die Wärme einem Medium mit großem Wärmevorrat, z. B. einem großen Gewässer, dem Grundwasser oder dem Erdreich entnommen, durch Kompression auf höheres Niveau transformiert und die Kompressionswärme an das zu beheizende Medium, z. B. Wasser oder Luft abgegeben wird. Unter durchschnittlichen Voraussetzungen gelingt es dabei, einen sehr erheblichen Teil der zur Beheizung notwendigen Wärme dem betreffenden Wärmevorratsmedium zu entnehmen, also sozusagen kostenlos zu gewinnen. Anlagen solcher Art, die beispielsweise für die Wohnraumbeheizung, oder die Warmwasser-Erzeugung dienen, werden bisher gemeinhin unter dem Gesichtspunkt der Gewinnung billiger Wärmeenergie — wie zuvor geschildert — betrieben. Dabei erfolgt die Abgabe der Wärme der Raumbeheizung bister zumeist ^o durch konvektiven Wärmeaustausch mit der Raumluft über Wärmeaustauscher, die nach Art von Radiatoren oder Konvektoren von Zentralheizungen ausgebildet sind.

Es ist bekannt, daß Strahlungswärme vom Menschen als angenehmer empfunden wird, als die allgemein übliche Beheizungsart durch Erwärmung der Raumluft. Selbst bei niedriger Lufttemperatur wird durch Wärmestrahlung das physiologische Wohlbefinden stärker angeregt, als etwa umgekehrt bei Strahlungsabsorption durch die Umgebung bei hoher Lufttemperatur. Von medizinischer Seite wird daher vielfach die Forderung erhoben, Heizungsanlagen zu entwickeln, die einen größeren Anteil der fühlbaren Wärme durch Strahlung vermitteln.

Aus der DE-OS 23 36 667 ist eine Beheizungsanlage für Wohn-, Arbeits- und Versammlungsräume der eingangs erwähnten Art mit mindestens einer Wärmepumpe bekannt, deren Koir.pressionsseite an Wärmetauscher angeschlossen ist, die als flächenhafte Strahlungsheizkörper in den Umschließungsflächen des Raumes angeordnet sind. Die bekannte Beheizungsanlage dient dem Zweck, der warmen Abluft von Gebäuden die Wärmeenergie, soweit möglich, zu entziehen und über die Einstrahlung für Raumerwärmung nutzbar zu ^b5 machen. Sie kann also ihren Zweck nur insoweit erfüllen, als ein Austausch der Gebäudeluft gegen Frischluft erfolgt. Ein wesentlicher physiologischer Effekt ist von einer solchen Heizungsanlage nicht zu erwarten, wenn der Austausch Abluft gegen Frischluft sparsam erfolgt, da in solchem Fall nur ein verschwindend geringer Teil der für die Raumbeheizung erforderlichen Wärme in Form von Strahlung eingebracht wird.

Der Erfindung ist, hiervon ausgehend, die Aufgabe gestellt eine Beheizungsanlage vorzuschlagen, die der im Raum selbst befindlichen und bleibenden Luft einen Teil ihrer Wärme entzieht diese Wärme auf höheres Temperatur-Niveau bringt und über Wärmestrahler wieder in den Raum einstrahlt

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit einer Beheizungsanlage der eingangs erwähnten Gattung dadurch gelöst daß im Luftraum des zu beheizenden Räume» Wärmeaustauscher vorgesehen sind, die die dem Luftraum entnommene fühlbare Wärme an die Expansionsseite (Kaltseite) der Wärmepumpe abführen. Die Wärmepumpe transformiert die ständig aus dem Raum aufgenommene Wärme auf höheres Temperaturniveau und gibt sie über die an ihrer Kompressionsseite (Warmseite) angeschlossenen flächenhaften Strahlungs-Heizkörper in den Umschließungsflächen des Raumes wieder ab.

Wie leicht ersichtlich, wird mit der erfindungsgemäßen Anlage nicht im ursprünglichen Sinne der Raum beheizt sondern es wird der vorhandene Wärmeinhalt — unter geringfügiger Vermehrung durch die elektrische Energie zum Betrieb der Wärmepumpe — laufend aus der Luftwärme in die als angenehmer empfundene Strahlungswärme umgewandelt; die Aufgabe der erfindungsgemäßen Anlage ist somit die, ein ständiges Ungleichgewicht der Wärme zwischen der Raumluft und den die Wärme abstrahlenden Flächen hervorzurufen. Der Ersatz der laufend nach außerhalb des Systems verlorengehenden Wärme kann hingegen mittels konventioneller Beheizungseinrichtungen auf der Basis der Wärmekonvektion erfolgen.

Alle über den Wortlaut des Patentanspruches hinausgehenden Teile der Beschreibung und der Zeichnungen dienen nur der Erläuterung und gehören nicht zur Erfindung.

In den Zeichnungen sind Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Beheizungsanlage als Prinzipskizzen in streng schematisierter Darstellung wiedergegeben. Es zeigt

F i g. 1 eine Beheizungsanlage mit Wärmepumpe in einfachster Ausführungsform;

F i g. 2 eine Beheizungsanlage vervollkommneter Ausführungsform;

F i g. 3 einen Wohnraum miv zugehöriger Beheizungsanlage, stark vereinfacht im Grundriß.

Bei der Beheizungsanlage gemäß F i g. 1 sind die der Wärmepumpe 2, deren Expansionsteil (Kaltteil) mit »K«, deren Kompressionsteil (Warmteil) mit »W« bezeichnet ist, zugeordneten primären Wärmeaustauscher 4 (Kaltseite) und 5 (Warmseite) unmittelbar als Wärmeaustauscher für den zu beheizenden Raum eingesetzt. Der kaltseitige Wärmeaustauscher 4 besteht in der dargestellten Ausführungsform aus einer von einem Mantelrohr 40 umschlossenen Rohrschlange 41, welche von dem Wärmepumpenmedium durchströmt ist. Das Mantelrohr wird unter Wirkung einer Luftpumpe 6 von der Raumluft durchströmt, die einen Teil ihrer fühlbaren Wärme an das infolge der vorangegangenen Expansion abgekühlte Wärmepumpenmedium abgibt. Der Wärmeaustauscher 5 ist als geschlossene Strahlungsheizplatte ausgebildet, die in-

nenseitig von dem Wärmepumpenmedium durchflossen ist.

Eine vervollkommnete Anlage zeigt F i g. 2. Bei dieser ist jedem primären Wärmeaustauscher 4 bzw. 5 ein sekundärer Wärmeträger-Kreislauf zugeordnet, der vorzugsweise mit Wasser jedoch auch mit zahlreichen anderen Flüssigkeiten als Wärmeträger betrieben werden kann. Bei dieser Anordnung ist dem primären Wärmeaustauscher 4 ein sekundärer Wärmeaustauscher 7 nebst Umwälzpumpe 8, dem primären Wärmeaustauscher 5 ein sekundärer Wärmeaustauscher 9 nebst Umwälzpumpe 10 zugeordnet. Wie aus der Zeichnung leicht zu erkennen, sind bei dieser Ausführungsform — vergleichsweise zu F i g. 1 — die Funktionen der primären Wärmeaustauscher 4, 5 hinsichtlich der Raumbeheizung von den sekundären Wärmeaustauschern 7 und 9 übernommen werden. Diese bewirken den Wärmeaustausch mit dem zu beheizenden Raum durch Wärmeentnahme (7) bzw. durch Strahlung (9), wobei als Austauschtnedium der Wärmeträger des jeweiligen Sekundärkreislaufs dient, während die primären Wärmeaustauscher 4,5 lediglich zwischen Wärmepumpenmedium und Wärmeträger des Sekundärkreises austauschen. Die Anordnung gemäß F i g. 2 bietet gegenüber der in F i g. 1 dargestellten einfachsten Ausführungsform große Vorteile. Die Sekundärkreisläufe können bei Wahl eines geeigneten Wärmeträgers, z. B. Wasser, für drucklose Betriebsweise ausgelegt werden und sie können für die Versorgung einer Mehrzahl von sekundären Wärmeaustauschern bei weitgehend freier Wahl ihres Anbringungsortes und weitgehend beliebiger Leitungsführung ausgebildet

sein.

Fi g. 3 zeigt ein Prinzipschema einer Raumbeheizung im Grundriß, wobei in geringem Abstand von den Umfassungswänden 11 des zu behebenden Raumes 12 flächenhafte Strahlungs-Heizkörper angeordnet sind, die große Teile der Wandflächen abdecken.

Diese Strahlungs-Heizkörper wiesen, wie der in F i g. 2 dargestellte, von der einen zur anderen Wandung durchgehende Kanäle auf, die einen Luftaustausch vom Rauminneren zu dem zwischen den Umfassungswänden und dem System der Strahlungsheizkörper verbleibenden Luftspalt 13 gestatten. Aus Gründen der zeichnerischen Vereinfachung ist bei dieser Figur nur eine vereinfachte Wärmepumpenbeheizung gemäß F i g. 1 dargestellt; bei einer Anlage dieser Ausbildung wird es indessen weitaus günstiger sein, eine Beheizungsanlage gemäß Fig.2 vorzusehen. Der Wärmeaustauscher 4 bzw. 7 zur Entnahme von Wärme aus der Raumiuft ist in dem Luftspalt 13 angeordnet und zwar sowohl aus räumlichen, als auch aus wärmetechnischen bzw. aerodynamischen Gründen; der Luftspalt wirkt nämlich selbst als Ventilationsschacht, so daß der Wärmeaustauscher 4 bzw. 7 der Kaltseite keine Ummantelung zur Erzeugung einer Ventilationswirkung benötigt, sondern als einfache Rohrschlange 41 frei in dem Luftspalt ausgespannt werden kann. Zur Unterstützung der Ventilationswirkung infolge Wärmekonvektion können an hierfür vorgesehenen Stellen Dichtungsstreifen aus Kunststoff zwischen den Umfassungswänden und dem System der Strahlungs-Heizkörper angebracht sein, durch die der Luftspalt in aufsteigende und/oder horizontale Kanäle unterteilt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Beheizungsanlage für Wohn-, Arbeits- und Versammlungsräume mit mindestens einer Wärmepumpe, deren Kompressionsseite (Wannseite) an Warmetauscher angeschlossen ist die als flächenhafte Strahlungs-Heizkörper in den Umschließungsflächen des Raumes angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß im Luftraum des zu beheizenden Raumes Wärmetauscher (4) vorgesehen sind, die die dem Luftraum entnommene fühlbare Wärme an die Expansionsseite (Kaltseite) (K)der Wärmepumpe (1) übertragen.

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