CH552179A - Heizanlage zum gleichmaessigen beheizen einer bodenflaeche. - Google Patents

Description

  
 



   Die Erfindung betrifft eine Heizanlage zum gleichmässigen
Beheizen einer Bodenfläche mit einem flüssigen Wärmeträger, mit einer Vorrichtung zum Erwärmen des Wärmeträgers, einer
Umwälzpumpe, einer Vor- und einer Rücklaufleitung, sowie wenigstens einem zwei wärmeleitend miteinander verbundene
Rohre aufweisenden Heizelement, dessen Rohre derart mit der   Vor-bzw.    der   Rücklaufleitung    verbunden sind, dass der
Wärmeträger in entgegengesetzter Richtung durch die beiden
Rohre strömt.



   Es ist bekannt zum Aufheizen von Bodenflächen, z. B.



   Fahrbahndecken an exponierten Stellen oder Vorplätzen von
Geschäften, elektrische Heizkabel in die zu erwärmende
Bodenfläche einzulegen. Diese Heizungsart ergibt eine gleich mässige Erwärmung des Bodens, weil pro Laufmeter Heizka bel eine bestimmte konstante Wärmemenge abgegeben wird, so dass es möglich ist, durch die Wahl des Abstandes zwischen den Heizkabeln eine optimale, gleichmässige Erwärmung der
Bodenfläche zu erzielen. Diese Art der Beheizung hat jedoch den Nachteil, dass die Betriebskosten, wegen dem hohen Preis für elektrische Energie, sehr hoch sind.



   Es wurde auch schon vorgeschlagen eine Bodenfläche mit tels schlangenförmig ausgelegten, eingebetteten, mit einem flüssigen Wärmeträger durchflossenen Rohr zu beheizen. Bei dieser Art der Bodenbeheizung muss jedoch ein relativ kleines
Temperaturgefälle zwischen Vor- und Rücklauf des Wärme trägers angestrebt werden, um eine möglichst gleichmässige
Erwärmung der genannten Bodenfläche zu erreichen. Dies erfordert jedoch grosse Heizwasserfördermengen, entspre chend grosse Rohrquerschnitte und leistungsfähige Pumpen.



   Speziell bei grossen zu beheizenden Bodenflächen wirkt sich
Der Umstand der relativ grossen Dimensionierung von Pumpen
Fernleitungen und Heizschlagen kostenmässig ungünstig auf den Anschaffungspreis aus, weshalb zum Beheizen grosser
Bodenflächen, trotz erhöhten Energiekosten, Heizsysteme mit elektrisch gespeister Heizkabel verwendet werden.



   Es ist Aufgabe der Erfindung eine Heizanlage zu schaffen, die mittels grosser Temperaturdifferenz zwischen dem zuflies senden und   abfliessenden    Wärmeträger ein gleichmässiges
Aufheizen einer Bodenfläche ermöglicht und zu deren Betrieb eine Energieform verwendbar ist, die eine Senkung der
Betriebskosten ergibt.



     -Die    erfindungsgemässe Heizanlage ist dadurch gekennzeich net, dass die beiden Rohre des Heizelementes in einem
Schutzrohr angeordnet sind und dass der Zwischenraum zwi schen der Innenwandung des Schutzrohres und den beiden
Rohren mit einer wärmeleitenden Masse oder Flüssigkeit ausgefüllt ist.



   Der Erfindungsgegenstand ist nachstehend mit Bezugnahme auf die Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Heizanlage zum gleichmässigen Beheizen einer
Bodenfläche mit Hilfe eines flüssigen Wärmeträgers in prinzi pieller Darstellung,
Fig. 2 einen Teil einer weiteren Ausführungsform der Heiz anlage gemäss Fig. 1,
Fig. 3 ein Teilstück der wesentlichsten Elemente eines Heiz elementes der Anlage nach Fig. 1,
Fig. 4 eine zweite Ausführungsform eines Heizelementes,
Fig. 5 eine dritte Ausführungsform eines Heizelementes und
Fig. 6 eine vierte Ausführungsform des Heizelementes.



   Die in der Fig. 1 prinzipiell dargestellte Heizanlage ist zum gleichmässigen Erwärmen einer Bodenfläche 1 bestimmt.



   Diese Heizanlage umfasst eine Vorrichtung 2 zum Erwärmen eines flüssigen Wärmeträgers, vorzugsweise Wasser, eine
Vorlaufleitung 3 zum Zuführen des erwärmten Wärmeträgers zu Heizelementen 4, eine Rücklaufleitung 5 zum Zuführen des abgekühlten Wärmeträgers zum Ofen 2, und eine Umwälzpumpe 6 zum Fördern des Wärmeträgers durch das Rohrsystem.



   Ein Teilstück des wesentlichsten Elemente eines Heizelementes 4 ist in der Fig. 3 dargestellt. Ein solches Heizelement umfasst zwei Rohre 7 und 8, vorzugsweise aus Kupfer. Das eine Ende des Rohres 7 ist an die Vorlaufleitung 3 und das benachbarte Ende des Rohres 8 an die Rücklaufleitung 5 angeschlossen. Die anderen Enden der Rohre 7 und 8 sind über ein Bogenstück 9 miteinander verbunden. Die parallel zueinander verlaufenden Rohre 7 und 8 werden durch in Abständen angeordnete Bandagen 12, z. B. aus Kupferband, zusammengehalten.



   Der die Rohre 7 und 8 durchströmende Wärmeträger wird in diesen abgekühlt, weil er seine Wärme allmählich an das die beiden Rohre umgebende Material des zu beheizenden Bodens abgibt. Obwohl die Temperatur des Wärmeträgers anfangs des Rohres 7 hoch und am Ende des Rohres 8 niedrig ist, wird pro Teilstück Ax des Heizelementes 4 eine konstante Wärmemenge an den Boden abgegeben, weil an die unmittelbare Umgebung der Teilstücke Ax die Summe der Wärmemengen, die an den beiden entsprechenden Teilstücken der Rohre 7 und 8 abgegeben wird, auf die unmittelbare Umgebung übertragen wird.



   Es sei beispielsweise angenommen, dass die Temperatur des Wärmeträgers in der Vorlaufleitung 3   800C    und in der Rücklaufleitung 5 200C betrage, d. h. der Wärmeträger kühlt sich beim Durchgang durch das Heizelement 4 um insgesamt   60oC    ab. Die Temperatur des Wärmeträgers, der durch das Rohr 7 des Teilstückes Axl am Anfang des Heizelementes 4 strömt, beträgt   800C    und die Temperatur des Wärmeträgers, der durch das andere Rohr 8 des Teilstückes Axl des Heizelementes strömt, beträgt 200C.

  Da die beiden Rohrstücke wärmeleitend miteinander verbunden sind, wird an die unmittelbare Umgebung des Teilstückes   Ax1    des Heizelementes 4 eine Wärmemenge abgegeben, wie wenn nur ein Rohr vorhanden wäre, durch welches ein Wärmeträger mit einer mittleren Temperatur von   50O    fliessen würde. Diese Annahme gilt für alle Teilstücke Ax des Heizelementes 4, insbesondere auch für das Teilstück   Ax2    des Heizelementes 4, dessen Rohrstücke von dem Wärmeträger durchflossen wird, dessen Temperatur auf   50OC    abgesunken ist.

  Aus den obigen Angaben ist ersichtlich, dass sowohl das Teilstück Ax1 am Anfang des Heizelementes 4 als auch das Teilstück Ax2 am Ende des Heizelementes 4 die gleiche Wärmemenge an ihre Umgebung abgeben, obwohl die Temperatur des Wärmeträgers in der Vorlaufleitung 3 wesentlich höher ist als in der Rücklaufleitung 5. Mit der Anlage nach Fig. 1 kann daher die Bodenfläche 1 mit Hilfe von gasförmigen, flüssigem oder festem Brennstoff, der der Heizvorrichtung 2 zugeführt wird, billiger als mit elektrischer Energie und gleichmässig erwärmt werden.



   Die in der Fig. 2 nur teilweise dargestellte Heizanlage   besitztnebsüdeVo    und Rücklaufleitung 3 bzw. 5 zusätzlich eine weitere Vorlaufleitung 10 und eine weitere Rücklaufleitung 11 und dient zum gleichmässigen Erwärmen der Bodenfläche 1'. Zwischen den Vor- und Rücklaufleitungen 3 und 5 und den weiteren Vor- und Rücklaufleitungen 10 bzw. 11 sind Heizelemente 13 angeordnet. Je eines der Rohre des Heizelementes 13, das das gleiche wie in der Fig. 3 gezeigt sein kann, z. B. das Rohr 7 ist an die   Vorlaufleitlmg    3und an die Rücklaufleitung 11 und das Rohr 8 an die Vorlaufleitung 10 und an die Rücklaufleitung 5 angeschlossen, so dass die beiden Rohre 7 und 8 des Heizelementes 13 in der Gegenrichtung vom Wärmeträger durchströmt werden. 

  Auch bei dieser Ausführungsform wird die Temperaturdifferenz zwischen dem Vorund Rücklauf des Wärmeträgers in jedem Teilstück des Heizelementes 13 durch die Bildung eines einheitlichen Mittelwertes ausgeglichen, was das gleichmässige Erwärmen der ganzen Bodenfläche 1' ermöglicht.  



   Zum Beheizen einer Bodenfläche, z. B. eines Rasenstückes, wird das Heizelement gemäss einem der Ausführungsbeispiele nach den Fig. 4-6 ausgebildet. Bei dem in der Fig. 4 dargestellten Heizelement sind die Rohre 14 und   15 miteinander    verdrillt und von einer die Wärme gut leitenden Masse 16 und einem Schutzrohr 25 umgeben. Diese Masse kann beispiels weise mit Metallpulver gemischter Asphalt sein. Diese Masse
16 gleicht die Temperaturdifferenz zwischen dem diese Rohre
14 und 15 in entgegengesetzter Richtung durchströmenden
Wärmeträger aus, so dass die Manteloberfläche der Masse 16  über die ganze Länge des Heizelementes eine gleichmässig mittlere Temperatur aufweist.



   Beim Ausführungsbeispiel des Heizelementes gemäss der
Fig. 5 sind die Rohre 17 und 18 im mittleren Bereich eines   lixilen    Schutzrohres 19 angeordnet. Der Zwischenraum zwischen der Innenwand des Schutzrohres 19 und den Aussen flächen der Rohre 17 und 18 ist mit einem wärmeleitenden
Material 20 ausgefüllt.



   Beim Ausführungsbeispiel des Heizelementes gemäss der
Fig. 6 sind die Rohre 21 und 22 in einem Schutzrohr 23 ange    ordnetGDie    Enden des Schutzrohres 23 sind auf nicht darge stellte Weise abgedichtet und der Zwischenraum 24 zwischen der Innenwand des Schutzrohres 23 und den äusseren Fläche
Flächen der Rohre 21 und 22 ist mit einer die Wärme gut leitenden Flüssigkeit, z. B. Wasser mit Frostzusatz oder   Öl,    gefüllt. Diese Flüssigkeit im Zwischenraum 24 wird auf die mittlere Temperatur des die Rohre 21 und 22 durchströmen den Wärmeträgers aufgeheizt, so dass das Heizelement gemäss der Fig. 6 ebenfalls über seine gesamte Länge eine gleichmäs sige Wärmemenge pro Längeneinheit an seine Umgebung abgibt.

  Der Wärmeausgleich zwischen den beiden Rohren 21 und 22 über die Flüssigkeit im Zwischenraum 24 erfolgt in ausreichender Weise, auch dann, wenn die Rohre 21 und 22 am unteren Teil der Innenwand des Schutzrohres 23 anliegen.

 

   Die Vorteile der oben beschriebenen Heizanlage sind: Das gleichmässige Erwärmen von Bodenflächen, wie Teilstücke von Strassenbelägen, Landepisten, Rasenflächen von Spielfel dern, Bodenflächen in Rebbaugebieten oder Gemüsekulturen, kann viel wirtschaftlicher erfolgen als dies heute beispielsweise mit Heizkabeln, die elektrisch gespiesen werden, möglich ist.



  Es kann mit einer grossen Temperaturdifferenz zwischen Vorlauf und Rücklauf gearbeitet werden, d. h. die zu fördernde Wärmeträgermenge ist entsprechend kleiner, so dass die Umwälzpumpe sowie der Querschnitt der gesamten Rohrleitungen relativ klein bemessen werden können, wodurch die Anschaffungskosten der oben beschriebenen Heizanlage im Vergleich zu den bekannten Anlagen wesentlich niedriger sind. 

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH

   Heizanlage zum gleichmässigen Beheizen einer Bodenfläche mit einem flüssigen Wärmeträger, mit einer Vorrichtung zum Erwärmen des Wärmeträgers, einer Umwälzpumpe, einer Vorund einer Rücklaufleitung, sowie wenigstens einem zwei wärmeleitend miteinander verbundene Rohre (7, 8) aufweisenden Heizelement, dessen Rohre derart mit der Vor- bzw. der Rücklaufleitung verbunden sind, dass der Wärmeträger in entgegengesetzter Richtung durch die beiden Rohre strömt, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Rohre (17, 18) des Heizelementes in einem Schutzrohr (19) angeordnet sind und dass der Zwischenraum zwischen der Innenwandung des Schutzrohres und den beiden Rohren mit einer wärmeleitenden Masse (20) oder Flüssigkeit (24) ausgefüllt ist.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Anlage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Rohre (14, 15) des Heizelementes miteinander verdrillt sind.

   2. Anlage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die anderen Enden der beiden Rohre (7, 8), die nicht an die Vor- bzw. Rücklaufleitung angeschlossen sind, miteinander verbunden sind.

   3. Anlage nach Patentanspruch, mit zwei Vor- und zwei Rücklaufleitungen, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der beiden Rohre (7, 8) des Heizelementes je an eine der Vorund an eine der Rücklaufleitungen angeschlossen ist.