DE3203964A1 - Vorrichtung zum heizen (oder kuehlen) von raeumen mittels eines stroemungsfaehigen waermetraegermediums - Google Patents

Description

4. Februar 1982 1.6 K 2564 VNR: 100 986

Vorrichtung zum Heizen Coder Kühlen) .von Räumen mittels eines strömungsfähigen Wärmeträgermediums

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Heizen (oder Kühlen) von Räumen mittels eines strömungsfähigen Wärmeträgermediums, das von einer Wärmequelle (oder Kältequelle) über eine Verteileranordnung durch Vorlaufleitungen zu als Strömungs-Wärmetauscher ausgebildeten Heizelementen (oder Kälteelementen), insbesondere Niedertemperatur-Flächenheizelementen, und von diesen durch Rücklaufleitungen und die Verteileranordnung wieder zurückgeführt wird.

Bei herkömmlichen Heizungsanlagen ist es bekannt, die einzelnen Heizkörper durch ein Absperr- und Regelventil zwischen Vorlauf- und Rücklaufleitung einzuschalten, so daß jeder Heizkörper - automatisch oder von Hand - auf die jeweils gewünschte bzw. benötigte Durchflußmenge einstellbar ist. Die eine Leitungsschiene bildenden Leitungen können dabei dicht nebeneinander oder auch mit räumlichem Zwischenabstand geführt werden, und die Abzweigstellen werden üblicherweise durch Schweiß- oder Hartlötverbindungen hergestellt. Diese Technik ist auch im wesentlichen dort, beibehalten, wo wenige bzw. mit höherer Temperatur betriebene Heizkörper zum Einsatz kommen, beispielsweise wenn Heizkörper ausschließlich an den Außenwänden und vornehmlich

unter Fenstern angebracht sind. Dabei ist der erhöhte Arbeitsaufwand zum Herstellen der Verbindungsstellen durchaus gerechtfertigt.

Bei Flächenheizungen, insbesondere Niedertemperatur-Fußbodenheizungen wurde zunächst ebenso wie bei der herkömm-

lichen Ausführung mit Stahlrohren gearbeitet. Wegen der grossen· Rohrlängen, der zahlreichen Umlenkungen und Anschlußstellenlagen jedoch die Kosten so hoch, daß man zunächst auf Kunststoffrohre übergegangen ist, wobei die Rohre entweder in Formsteinen mit eingeformten Nutführungen oder in einem Heizestrich verlegt wurden. Dabei nehmen Kunststoffrohre auch bei einer vollständigen Einbettung im Estrich Sauerstoff auf, der Lochfraß" verursachen kann. In rauerer Zeit setzt man daher vornehmlich Kupferrohre ein, die teilweise mit Kunststoff ummantelt sind, hat aber meist die von Kunststoffrohren übernommene Verlegeart beibehalten, d.h. die Rohre werden an der Verlegestelle von der Rolle abgezogen, und es muß ein neues Rohr angelötet werden, sobald die Rolle aufgebraucht ist. Dabei läßt sich weder die Verbindungsstelle vorher festlegen, noch ist es möglich, auf der Baustelle die Rohre linear anzuschweißen und.völlig ebene Heizschlangen zu bilden, die ihre Form auch bei unterschiedlichen Temperaturen beibehalten.

Vor allem wirkt sich bei Anwendung der Kupferrohre nachteilig aus, daß man aus einem größeren Bereich der Heizkörperanlage, meist in einer Wohnung bzw. einem abgeschlossenen Gebäudeteil, alle Leitungen zu einzelnen zentralen Verteilerstationen führt und daher zusätzliche und oftmals erheblich lange Verbindungsleitungen benötigt. Das führt zu großen Strömungswegen, die hohe Pumpendrücke und damit schon rein mechanische Verlustleistungen erfordern, und hinsichtlich Regelbärkeit Xsrird die Anlage außergewöhnlich träge.

Ein weiterer Nachteil der zentralen Ansteuerbarkeit der Heizelemente liegt in der Konzentration der Anschlußleitungen im Bereich des Heizkreisverteilers, der meist im Flur oder einem Nebenraum untergebracht ist. Dort ergeben sich daher vermeidbare Wärmeverluste durch unnötige Überhitzung, und die Leitungen sind durch unterschiedlich erwärmte Fußbodenbereiche hindurchgeführt. Beim Ein- und Ausschalten kommt es dann zu erheblichen Wärmeverformungen im Estrich, wobei der Flächenkontakt am Rohrumfang herabgesetzt und dadurch der

' Wärmeübergang vermindert wird. Vor allem wirken sich dabei Verformungen der einstückigen Rohrgebilde quer zu ihrer Ebene aus, d.h. einzelne Rohrteile tendieren zum Abheben von der Unterlage. Aus diesem Grunde werden vornehmlich im Bereich größerer Wärmekonzentration die Rohre mit griffigen Befestigungselementen auf tragenden Teilen der Unterlage festgelegt. Da diese Teile nur durch Isolierschichten, Trittschallelemente, Feuchtigkeits'sperren u.dgl. hindurch zugängig sind, ergeben sich erhebliche Beschädigungen des Bauwerks. Die Wärme kann nicht mehr umfangsschlüssig in den Estrich eingeleitet werden, sondern wird von den Befestigungselementen durch die beschädigten Schichten hindurch in den tragenden Bauteil abgeleitet. Bei Verwendung einer solchen Vorrichtung zum Kühlen, etwa im Rahmen von Klimaanlagen, ergeben sich vergleichbare Nachteile.

Die Erfindung verfolgt nun die Aufgabe, eine Vorrichtung der eingangs geschilderten Art so zu gestalten, daß sie auf möglichst einfache Weise vorgeplant und in Einzelteile zergliedert werden kann, die leicht und schnell ohne unnötige Leitungskonzentrationen am Einsatzort zusammenmontiert werden können, wobei sich die einzelnen Wärmetauscherelemente dem jeweiligen Bedarf entsprechend nach Belieben ausgestalten und die Verluste mindern lassen.

Zur Lösung dieser Aufgabe weist erfindungsgemäß die Verteileranordnung eine Vielzahl vorgefertigter Abzweigeinheiten für den Anschluß einzelner Heizelemente oder Gruppen von Heizelementen an eine durch wenigstens eine Vorlaufleitüng und eine Rücklaufleitung gebildete Leitungsschiene auf.

Auf diese Weise wird zunächst die sonst nur aus zuführtechnischen Gründen auftretende Konzentration zahlreicher Rohrleitungen an irgendeiner Stelle vermieden. Im Gebäude fest eingerichtet und miteinander verbunden sind in der Regel nur etwa die Steigleitungen zwischen den Geschossen und einige oder wenige der von diesen abzweigenden Hauptleitungen. Soweit diese Leitungen nicht in erwünschter Weise zur Wärmeabgabe herangezogen werden sollen, lassen sie sich mit ge-

ringem Aufwand so vollständig isolieren, daß unerwünschte Überhitzungen nahezu vollständig vermieden werden. An- die üeineren Leitungsschienen lassen sich dagegen nahezu beliebig gestaltete und unterschiedlich große Wärmetauscher anschließen, die sämtlich in der Werkstatt als Ganzes vorgefertigt werden können und an der Baustelle lediglich anzuschließen sind. Wegen der exakteren Arbeit in der Werkstatt kann auch mit kleineren Biegeradien gearbeitet werden, ohne daß die Gefahr einer Verengung des Rohrquerschnittes besteht. Die Erfindung ist anwendbar bei allen Leitungssystemen und Wärmetauscherausbildungen, außer bei Kupferrohren also auch bei anderen Metallrohren und Kunststoffrohren. Besondere Bedeutung erlangt die Erfindung vor allem bei Fußbodenheizungen, da dort die Heizelemente nach Raster-Flächenmaßen vorgefertigt werden können und so jede gewünschte Do^ sierung bzw, Änderung der Nenn-Heizleistung lediglich durch Montagearbeiten ermöglicht wird. Günstig kann auch der Einsatz von Heizkörpern aus bzw. mit Verwendung von Textilstoffen sein, die sich besonders vorteilhaft in Verbindung mit Kunststoffrohren einsetzen lassen, welche Rohre selbst mit unterschiedlichen Fasern, insbesondere Textilfasern, durchsetzt sein können.

Im Prinzip ist es natürlich möglich, die Abzweigeinheiten seitlich an die Leitungen der Leitungsschiene anzuschließen.

Bevorzugt wird jedoch, daß jede Abzweigeinheit in die Leitungen einer Leitungsschiene einschaltbare Durchleit-Strömungswege mit ersten Rohranschlüssen für die Leitungen der Leitungsschiene, zweite Rohranschlüsse für anzuschließende Zweigleitungen und ferner Verbindungswege zum Verbinden eines jeden zweiten Rohranschlusses mit jeweils einem Durchleit-Strömungsweg aufweist. Die Abzweigeinheiten werden also zwischen einzelne, in ihrer Länge exakt zu berechnende Rohrelemente der Leitungsschiene eingeschaltet. Ihre Durchleit-Strömungswege bilden einen Teil der Leitungen, sollten also weitgehend gleichen Querschnitt haben und mit vergleichbaren Anihlußelementen anzuschließen sein.

Unabhängig davon, ob den einzelnen Wärmetauschern bzw. Heiz-

•j elementen gleiche oder unterschiedliche Wärmemengen zuzuführen sind, können wenigstens einige Verbindungswege einer Abzweigeinheit mit Absperrmitteln versehen, vorzugsweise auf einen einstellbaren Querschnitt drosselbar sein, um die benötigte Menge des Wärmetfcrägermediums abzweigen zu können.

Die Rohranschlüsse sind zweckmäßigerweise mit Gewinde versehen und aus mit den anzuschließenden Rohrleitungen verlötbarem oder verschweißbarem Werkstoff gebildet. Es versteht sich, daß das ganze Abzweiggehäuse aus entsprechendem Werkstoff, z.B. auch

IQ Kunststoff bestehen kann. Vor allem der Anschluß der Heizelemente, der jain der Werkstatt erfolgen kann, läßt sich ohne weiteres exakt durch Löten und Schweißen herstellen, während im Zuge der Leitungsschiene wegen der Herstellung an der Baustelle normalerweise die Gewindeverbindung eingesetzt werden 5 dürfte.

Bei einer besonderen Ausführungsform der Erfindung weist jede Abzweigeinheit ein Abzweiggehäuse auf, das durch eine zwischen zwei Stirnwänden, etwa parallel zu diesen eingezogene Trennwand in zwei Zweigkammern unterteilt ist, die wahlweise mit je einer der quer zu ihnen verlaufenden Durchleit-Strömungswege . und einer Zweigleitung verbindbar sind. Die Zweigkammern bilden also die Überleiträume, die eine Verbindung zwischen den ersten und zweiten Rohranschlüssen und damit zwischen der Lei- · tungsschiene und den abgezweigten Strömungswegen zustande bringen können. Die Verbindung kann dann fest vorgesehen oder nach dem jeweiligen Bedarf hergestellt werden.

Zweite Rohranschlüsse werden zweckmäßigerweise an gegenüberliegenden Seitenwänden des Abzweiggehäuses angebracht, so daß man gleichzeitig auf beiden Seiten je einen Wärmetauscher oder eine Zweirohr-Leitungsschiene anschließen kann..

Ferner kann es zweckmäßig sein, erste und zweite Rohranschlüsse jeweils unter gleichen Teilungsabständen und/oder Randabständen vorzusehen. Dies ermöglicht es grundsätzlich, die Anordnung erster und zweiter Anschlüsse zu vertauschen, beispielsweise die zweiten Rohranschlüsse bzw. die Abzweigkammern

für die Durchleitung des Wärmeträgermediums heranzuziehen. Diese Möglichkeit wird vor allem auch dadurch begünstigt, daß erste und zweite Rohranschlüsse mit gleichen Strömungsquerschnitten vorgesehen sind, auch wenn die Zx^eigleitungen auf kleinere Querschnitte verjüngt werden.

Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, jede Abzweigeinheit mit drei, vorzugsweise parallel in gemeinsamer Ebene angeordneten Durchleit-Strömungswegen zu versehen. Dies ermöglicht den Einsatz einer Tichelmann-Rücklaufleitung, wobei das aus den Zweigkreisen zurückgeführte Wärmeträgermedium parallel zur Strömung in der Vorlaufleitung weitergefördert und erst am Ende der Leitungsschiene in die eigentliche Rück-. laufleitung umgelenkt wird.

Im Prinzip ist es natürlich möglich, auch jeweils drei bzw. sechs zweite Anschlüsse bzw. drei Zweigkammern vorzusehen, wenn auch die abgezweigte Leitungsschiene nach dem Tichelmann-System betrieben werden soll. In der Regel kommt man jedoch bei der Abzweigung mit jeweils zwei Anschlüssen aus, kann also, ohne daß andere Leitungsabmessungen eingesetzt werden, den gesamten Querschnitt verdoppeln oder verdreifachen, in dem man zwei oder drei Strömungsweges einer ersten Abzweigeinheit für den Vorlauf und einer anderen Abzweigeinheit für den Rücklauf einsetzt, zumal im Prinzip erste und zweite Rohranschlüsse, bzw.Haupt- und Zweiganschlüsse sich in ihrer Funktion gegenseitig vertreten können.

Einsatz und Handhabung der Abzweigeinheiten werden vereinfacht, und die Herstellung wird verbilligt, wenn die Durchleit-Strömungswege einstückig in das Abzweiggehäuse eingeformt sind, wobei unter einstückiger Ausführung auch spiegelbildlich bzw. identisch ausgeführte und zusammengeklebte Halbschalen verstanden werden können. Solche HaTbschalen lassen sich im Prinzip auch so abdichtend gegeneinander verspannen, daß dabei die anzuschließenden Leitungsteile formschlüssig oder kraftschlüssig und abdichtend am Abzweigge-

_ 12 _

häuse festgelegt werden. Im Prinzip ist es auch möglich, dabei einen Schweiß- oder Lötvorgang auszuführen.

Nach einem anderen Erfindungsvorschlag werden die Durchleitströmungswege von Rohrhülsen gebildet, die in den Stirnwänden und der Trennwand des Abzweiggehäuses abdichtend gehalten sind und in jeder Zweigkammer wengistens je eine verschließbare Abzweigöffnung aufweisen. Rohrhülsen'und Abzweiggehäuse lassen sich dann getrennt und mit einfachen Vorrichtungen fertigen und zusammenfügen.

· Wenn dabei die Rohrhülsen drehbar im Abzweiggehäuse gelagert sind, so lassen sich die Abzweigöffnungen auf die zweiten Rohranschlüsse hin richten. Aus .Gründen der besseren Abdichtung kann es jedoch angebracht sein, anstelle einer einzigen Abzweigöffnung deren mehrere am Umfang verteilt vorzusehen.

Wenigstens den Abzweigöffnungen in einer der beiden Zweigkammern können innen oder außen, längsverschiebbar oder dreheinstellbar, insbesondere an den Rohrhülsen geführte Verschluß- und/oder Drosselorgane bzw. Drosselbuchsen zugeordnet werden. Meist reicht es auch, solche Drosselorgane anzubringen bzw. zu entfernen oder aber in eine Zwischenlage zu bringen, wobei sich die Zwischenlage und damit der Drosselquerschnitt bei der Arbeitsvorbereitung festlegen und bei der Vormontage einstellen läßt.·

Von besonderem Vorteil kann es auch sein, wenigstens ein Drosselorgan in Abhängigkeit eines Tast- oder Regelwertes selbsttätig steuerbar anzubringen. So läßt sich das Drosselorgan ohne besondere Schwierigkeiten an einen Temperaturmesser mit einem innerhalb einer Zweigkammer angeordneten Temperaturtaster, insbesondere an ein Bimetallelement, anschließen. Auf diese Weise ist ohne Wanddurchbrechung eine direkte Drosselsteuerung des abgezweigten Wärmeträgermediums wenigstens nach einer einzigen Temperaturkomponente, etwa der Rücklauftemperatur möglich.

Es kann aber auch ein Differenz-Temperaturmesser mit zwei Temperaturtastern vorgesehen sein, die sich beispielsweise in beiden Zweigkammern bzw. an einer Außenwand anbringen lassen, ohne daß diese Wand durchbrochen werden muß. Man kann dann die Temperatur zwischen Vor- und Rücklauf konstant halten oder aber nach einer Funktion steuern, die sich aus Vorlauf- oder Rücklauftemperatur mit der von der Raumtemperatur stärker beeinflußten Wandtemperatur ableiten läßt. Grundsätzlich ist es auch möglich, aus den erstasteten Temperaturdifferenzen innerhalb einer einzigen Zweigkammer ein Thermoelement zu steuern, das beispielsweise mittels dort auf einem Chip untergebrachte^' Verstärker- und Regelkreise recht komplizierte Funktionen nachsteuert, etwa dergestalt, daß Einflüsse aus drei oder mehr Tastwerten in den Steuervorgang eingehen.

Rein steuerungstechnisch ist es natürlich einfacher, wenn fast- oder Steuerwerte von außerhalb des Abzweiggehäuses, etwa aus der Raumtemperatur mit Abstand von einem Heizelement bezogen werden. Wenn dabei eine Durchbrechung der Gehäusewand vermieden werden soll, kann es zweckmäßig sein, das Drosselorgan wenigstens mittelbar an einen Schleppmagneten anzuschließen, der durch einen amagnetischen Teil einer Gehäusewand hindurch mit einem außerhalb des Gehäuses angebrachten Stellmagneten kraftschlüssig gekuppelt ist.

Diese Kupplung kann dann zur ständigen Regelung herangezogen werden. Es kann aber auch zweckmäßig sein, durch diese Kupplung lediglich von außen eine Einstellung zu bewirken, d.h. man braucht nur den Sehleppmagneten fest zuzuordnen, kann den Stellmagneten nach Bedarf außen ansetzen, um die Einstellung der Drossel zu ändern.

Jede Abzweigeinheit kann ein das Abzweiggehäuse umschließendes Außengehäuse bzw. Einbaugehäuse mit einer durch einen Deckel verschließbaren flüssigkeitsdichten Bodenwanne aufweisen. Dies dient dem Schutz des Abzweiggehäuses mit seinen Anschlüssen gegen, verschiedenartige Einwirkungen.

Zweckmäßigerweise hat das Außengehäuse die Form eines flachen quaderförmigen Kastens, dessen Höhe der Dicke der die Heizelemente aufnehmenden Bodenschicht, zum Beispiel eines Heizestrichs, entspricht. Man kann also das Außengehäuse mit dem Heizelement fest in den Estrich einbauen, ohne daß die Zugängigkeit beeinträchtigt wird. So kann der Deckel mit nach unten regenden Seitenwänden passend zwischen die hochragenden Seitenwände der quaderförmigen Bodenwanne greifen. Man braucht also nach Lösen oder Anheben des Bodenbelages an der vorgegebenen Stelle nur den Deckel anzuheben, um die Abzweigeinheit zugängig zu machen und ggf. warten zu können.

In der Bodenwanne wird zweckmäßigerweise ein Flüssigkeitstaster zur Steuerung einer Sicherheits- bzw. Alarmeinrichtung angebracht.

Jedes Heizelement sollte möglichst mit der fest angeschlossenen Abzweigeinheit eine in sich formbeständige transportfähige Baueinheit bilden, die lediglich auf die Unterlage aufzulegen, im übrigen aber durch die Leitungsschiene hinreichend ausgerichtet und gehalten ist. Dies wird vor allem dadurch begünstigt, daß die Rohre fest auf formsteifen Tragschienen montiert und mit diesen zu einem Gitter verbunden werden. Eine weitere Versteifung läßt sich dadurch erreichen, daß wenigstens eine Tragschiene formsteif mit einer Abaeigeinheit, insbesondere deren Außengehäuse verbunden wird.

Die Zeichnung gibt die Erfindung beispielsweise wieder. Es zeigen

,Q Fig. 1 eine schematisch räumliche Darstellung der vornehmlich durch Fußboden-Heizelemente gebildeten Warmwasser-Heizeinrichtung einer Etageneinheit, etwa einer Wohnung,

Fig. 2 einen Schnitt durch eine Abzweigeinheit nach der rr Linie II-II in Fig. 3,

Fig. 3 einen Schnitt durch diese Abzweigeinheit nach der Linie III-III in Fig. 2,

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 2,

Fig. 5 die Anordnung dreier hintereinander geschalteter Abzweigeinheiten in einer Tichelmann-Leitungsschiene aus Fig. 1,

Fig. 6 eine Ansicht einer Abzweigeinheit in einem gesonderten Außengehäuse, durch dessen Seitenwände ge

schnitten,

Fig. 7 einen Schnitt nach der Linie VII-VII in Fig. 8 und Fig. 8 einen Schnitt längs der Linie VIII-VIII in Fig. 8.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Heizeinrichtung für die Niedertemperatur-Warmwasserheizung einer Gebäudeetage ist mit 1 eine Steigleitungsschiene bezeichnet, die durch eine als Voll-Linie eingezeichnete Vorlaufleitung 2 und eine durch eine unterbrochene Linie wiedergegebene Rücklaufleitung 3 gebildet wird.

Von der Steigleitungsschiene 1 ist in herkömmlicher Weise an der Abzweigstelle 4 eine Etagenleitungsschiene 5 abgezweigt, die an der Abzweigstelle 6 wiederum in herkömmlicher Weise gegabelt ist in eine kleinere Leitungsschiene 7 und eine Hauptleitungsschiene 8 mit größerem Strömungsquerschnitt Auch diese Haüptleitungsschiene ist an der Abzweigstelle 9, wiederum in herkömmlicher Weise verzweigt in drei kleinere Leitungsschienen 10, 11 und 12. Wie im folgenden noch erläutert werden wird, sind die Leitungsschienen 10, 11 endseitig gekuppelt, während die Leitungsschiene 12 als Tichelmann-Schiene mit einer Vorschalt-Rücklaufleitung versehen ist.

Schließlich ist noch die an der Hauptleitungsschiene 8 vorgesehene Abzweigstelle 13 für ein einzelnes kleineres Heizelement in herkömmlicher Weise ausgeführt, d.h. durch Schweiß- oder Lötverbindung, die ggf. an der Anschlußstelle hergestellt wird. Dies ist dort wegen der unterschiedlichen Leitungsquerschnitte geschehen. ·

An allen anderen Abzweigstellen erfolgt der Anschluß von

Heizelementen,ggf. auch Heizelementgruppen, durch als Fertigteil bereitgestellte Abzweigeinheiten 14, wie sie ausführlicher in den Fig. 2 ff. gezeigt sind. Bei den Fußbodenelementen sind zudem die Heizelemente mit den Abzweigeinheiten zu vorgefertigten transportablen und als Ganzes einbaufähigen Baugruppen zusammengefaßt. Dies ermöglicht die Auflösung der gesamten zu beheizenden Bodenfläche in einzelne Felder, die mit einem auf den speziellen Wärmebedarf eines solchen Feldes abgestellten Heizkörper versehen sind. Solche Abzweigeinheiten werden jeweils in die Leitungsschienen eingeschaltet bzw. zwischengeschaltet, so daß sich die Leitungsschienen durch einzelne kürzere Rohrstücke bilden lassen, die wiederum nach Konstruktionsplan vorgefertigt verfügbar sind, d.h. die ganze Leitungs- und Heizungseinrichtung wird - von der Hauptleitungsschiene 8 abgesehen - vorgefertigt angeliefert und zusammenmontiert.

So sind an die Leitungsschiene 7 nebst einem Fensterradiator 15 drei unterschiedliche Bodenheizelemente 16, 17 und 18 angeschlossen, die jeweils durch mäanderförmig gewundene Rohre gebildet sind, wobei im Bereich der Enden der Mäander-Windungen querliegende Tragschienen 19 vorgesehen sind.

Das Heizelement 21 hat die Form einer spiralenartig bifilar in einem Rechteckfeld gebogenen Rohrleitung, wobei breitere Randflächen freigehalten sind, was zu einer minderen Flächen-Heizleistung führt. Die mit dem Heizkörper verbundene Abzweigeinheit 14 dient hier einmal zur Erleichterung der Montage und eröffnet eine Drosselmöglichkeit.

Von den Leitungsschienen 10, 11 sind vier gleich ausgebildete Heizelemente 22 in Form von jeweils zwei doppelten Mäander-Windungen abgezweigt. Am Ende der Leitungsschiene 10 ist ein weiterer lotrecht angeordneter Fenster-Radiator 23 angeschlossen, im übrigen aber nur die Vorlaufleitung 24 zu der an einer Türöffnung angebrachten Bodenheizleiste 26 geführt, die anderen Endes an die Rücklaufleitung 25 der Leitungsschiene 11 angeschlossen ist.

An die Leitungsschiene 12 sind wiederum jeweils über Abzweigeinheiten 14 drei unterschiedlich bemessene Heizelemente 27, 28, 29 in Mäanderform und ein kleines Heizelement 31 in Registerform angeschlossen.

Wie vor allem die Fig. 2 bis 4 erkennen lassen, weist jede Abzweigeinheit 14 ein Abzweiggehäuse 32 in der Form eines flachen Quaders mit Seitenwänden 33, 34, 35, 36 und zwei Stirnwänden 37, 38 auf. Der Innenraum des Anschlußgehäuses ist durch eine parallel zu den Stirnwänden 37, 38, eingezogene Trennwand 39 unterteilt in zwei gleichbeschaffene Zweigkammern 41, 42 .

An den gegenüberliegenden Enden der Zweigkammern sind in den Seitenwänden 33, 34 DurchlaßÖffnungeri mit Rohrstutzen 43, 44, 45, 46 in der Mittelebene des Abzweiggehäuses vorgesehen. In der gleichen Mittelebene sind senkrecht zu den Achsen der Rohrstutzen durch Stirnwände und Trennwand hindurch mit den gleichen Mittenabständen a und Randabständen b wie die Rohrstutzen Bohrungen 47, 48, 49 angebracht, in welchen mit Haftsitz dreheinstellbar Zylinderhülsen 51, 52, 53 sitzen, die in der Mittelebene einer.jeden Zweigkammer 41 bzw. 42 eine radiale Abzweigöffnung 54-59 aufweisen.

Durch innerhalb der Rohrhülsen längsverschiebbare Drossel-5 büchsen 61 kann jede der vier Abzweigöffnungen durch Einstellen der Buchse ganz oder teilweise verschlossen werden. " Nach der Darstellung in Fig. 2 ist lediglich die Abzweigöffnung 59 voll geöffnet, die Abzweigöffnung 56 teilweise. Bei allen anderen öffnungen wird die Abzweigöffnung durch die .3O zugehörige Buchse 61 vollständig verschlossen.

Die Drosselbuchse kann ggf. auch außen auf den Rohrhülsen angebracht sein. Anstelle einer zylindrischen Drosselbuchse kann ein anders beschaffenes Drosselorgan vorgesehen sein, das u.U. auch drehbar in oder auf einer Zylinderhülse gelagert ist. Die Verstellung erfolgt normalerweise als Justagevorgang zur Anpassung an die gesamten Betriebsdaten der Heizungsanlage. Es kann jedoch auch eine von irgendwelchen

Zustandswerten abhängige selbsttätige Steuerung vorgesehen sein.

Durch die Drehbarkeit der ZyIinderhülsen 51 bis 53 lassen sich die Abzweigöffnungen 54 bis 59 auf den jeweils eingeschalteten Rohrstutzen 45 einstellen. Besser erscheint es jedoch, jeweils mehrere solcher Abzweigöffnungen am Umfang der Zylinderhülsen verteilt anzubringen, so daß sich die Zylinderhülsen mit festerem Sitz besser abdichtend an den Gehäusewänden anbringen lassen. Dies ermöglicht es auch, die durch die Zylinderhülsen oder anders beschaffene Strömungsführungen gebildeten Durchleit-Strömungswege fest am Abzweiggehäuse 32 vorzusehen, insbesondere einstückig einzuformen.

Beim Ausführungsbeispiel sind die Rohrstutzen 43 bis 46 mit Außengewinde versehen, die mit den Stirnwandungen des Abzweiggehäuses 32 abschließenden Zylinderhülsm 53 mit Innengewinde. Im übrigen sind alle zehn Rohranschlüsse für gleiche Leitungsquerschnitte ausgelegt. Das schließt nicht aus, daß für Spezialfälle auch unterschiedliche Anschlußquerschnitte vorgesehen werden können. Jedes Ende der Durchleitkanäle läßt sich durch eine Verschraubung 62 an das Ende entsprechender Rohrteile etwa der Vorlaufleitung 24 bzw. der Rücklaufleitung anschließen oder aber durch einen Stopfen 63 verschließen. Ebenso kann jeder der Rohrstutzen 43 bis 46 an eine entsprechende Leitung angeschlossen oder aber durch eine Rohrkappe 64 verschlossen werden.

Es versteht sich, daß weder die Anzahl der Kammern, noch die Anzahl der vorgesehenen Anschlüsse begrenzt ist. In der Regel kommt man mit vier Durchleitanschlüssen und zwei Abzweiganschlüssen aus. Da man jedoch hin und wieder auf beiden Seiten der Leitungsschiene an die gleiche Abzweigeinheit eine weitere Zweigleitung bzw. ein oder mehrere Heizelemente anschliessen kann und, wie vor allem anhand der Fig. 5 bis 7 erläutert wird, drei Durchleitwege besondere Anwendungsmöglichkeiten eröffnen, wird derzeit die Ausführung mit 6+4 Anschlüsse bevorzugt. Es versteht sich, daß man den Leitungsquerschnitt durch parallelgeschaltete Abzweigeinheiten verdoppeln anderer-

seits aber auch die Funktionen der Strömungswege und Anschlüsse vertauschen kann, etwa dergestalt, daß man die Rohrstutzen 43 bis 46 und Zweigkammern 41, 42 als Durchleit-Strömungswege verwendet und die Abzweigung durch die Zylinderhülsen 52 mit ihren Endanschlüssen 65 bewerkstelligt.

Es kann auch die Anordnung von Rohrstutzen und Innenanschlüssen vertauscht werden, und man kann den Zweigleitungen beliebige Reduzierstücke vorschalten.

In Fig. 5 ist ein Teil der Leitungsschiene 12 mit den Abzweigeinheiten 14/27 (für das Heizelement 27) 14/29 und 14/31 dargestellt. Dabei entspricht die Einstellung der Abzweigeinheit 14/27 der Darstellung in Fig. 2, d.h. die Abzweigöffnungen der Zylinderhülse 51 sind sämtlich geschlossen. Diese Hülse bildet also lediglich einen Durchleit-Strömungsweg im Zuge der Rücklaufleitung 25 für das aus den geschlossenen Heizelementen bzw. Wärmetauschern in Richtung der Pfeile 66 zurückgeführte Heizwasser.

Dagegen ist die Abzweigöffnung 56 durch die annähernd bis zur Mitte dieser öffnung vorgezogene Drosselbuchse 61 leicht gedrosselt. Dort findet also eine volumetrische Mengenteilung des von der Vorlaufleitung 24 eingeleiteten Heizwassers statt, wobei die abgezweigte Menge Helz-wasser durch die Einstellung der Drosselbuchse 61 abgemessen werden kann. Nach Fig. 1 sind zwar nur die unteren Rohrstutzen 45, 46 mit dem Heizelement 27 verbunden, das somit in Richtung der Pfeile 67, 68 durchströmt wird, aber es .kann grundsätzlich ein weiteres Heizelement oder gar die Leitungsschiene 10 (Fig. 1) an den Rohrstutzen 43, 44 angeschlossen werden.

Die dritte Zylinderhülse 53 ist an ihrem linken Ende durch den Stopfen 63 verschlossen, mittels einer an ihrem rechten Ende angebrachten Verschraubung 62· jedoch an eine Tichelmann-Leitung, die Vorschalt-Rücklaufleitung 69 angeschlossen. Es ist auch die zugehörige Abzweigöffnurig 59 voll geöffnet, so daß die Zweigströmung gemäß Pfeil 71 .aus der Abzweigöffnung 56 in die als Vorlaufkammer dienende Zweigkammer 4.1 eintritt,

von dort über die Rohrstutzen 45, 46 das Heizelement 27 durchströmt und gemäß Pfeil 72 in die Vorschalt-Rücklaufleitung eintritt. Dabei sind die oberen Rohrstutzen 43, 44 mit Abschlußkappen 64 versehen.

Die Abzweigeinheit 14/29 ist grundsätzlich in der gleichen Weise geschaltet wie die Einheit 14/27. Da jedoch das Heizelement 29 größere Heizleistung zu erbringen hat, ist dort die Abzweigöffnung 56 voll geöffnet, d.h. bei der Montage-Vorbereitung wurde die zugehörige Drosselbuchse ganz entfernt. Damit strömt das in Richtung der Pfeile 73 aus der Vorlaufleitung 24 in der Bahn der Pfeile 71, 67, 68 und 72 wieder in die Zylinderhülse 53 ein und vereinigt sich dort mit der gemäß Pfeil 74 vom Heizelement 27 in die Vorschalt-Rücklauf leitung eingeleiteten Menge des Wärme-trägermediums.

Bis zum Rücklauf-Eintritt aus dem Heizelanent 31 in den Abzweigstutzen 46 vollzieht sich auch in der Abzweigeinheit 14/31 der gleiche Strömungsweg nach den Pfeilen, 71, 67, 68. Da das Heizelement 31 verhältnismäßig kurz ist, wurde auch hier die Abzweigöffnung 56 durch die Drosselbuchse 61 wieder etwas gedrosselt. Dabei ist jedoch zu berücksichtigen, daß die Strömungsgeschwindigkeit des zugeführten Mediums gegenüber der Abzweigeinheit 14/27 schon wesentlich herabgesetzt ist. Daher kann dort ggf. die Drosselung auch ganz entfallen. An ihrem freien Ende sind dort alle drei Zylinderbuchsen durch Stopfen 63 verschlossen. ■

Abweichend von den vorbeschriebenen Abzweigeinheiten ist bei der Einheit 14/31 die Abzweigöffnung 55 zusätzlich geöffnet. Dadurch mischt sich das aus dem Rohrstutzen 46 einströmende Medium in der als Rücklaufkammer dienenden Zweigkammer 42 mit dem jetzt aus der Abzweigöffnung 59 ausströmenden Wärmeträgermedium der Vorschalt-Rücklaufleitung 69, woraufhin das gesamte zurückgeführte Wärmeträgermedium aus der Zweigkammer 42 gemäß Pfeil 75 der Rücklaufleitung 25 zugeführt wird.

Es ist ersichtlich, daß die Anordnung der Leitungen 25, 24, 69 beliebig vertauscht werden kann, man also nur darauf zu achten hat, daß in geeigneter Weise Drosselbuchsen 61 angebracht, entfernt oder eingestellt werden. Verschließt man beide Enden einer der drei Zylinderhülsen 51, 52 oder 53, dann ist die Abzweigeinheit ohne weiteres für eine Zweirohr-Leitung sanordnung einsetzbar. Die Abzweigeinheiten dienen also sowohl zum Verteilen als zum Sammeln wobei sie als Parallelverteiler, Kreuzstromteiler, Ouerstromteiler oder auch als Überstromregler eingesetzt werden können. Obwohl das Hauptanwendungsgebiet die Fußbodenheizung ist, so ist doch schon ■anhand von Fig. 1 auf den Einsatz bei Wand-Hei ζ körpern hingewiesen, und für Deckenheizkörper gilt grundsätzlich das Gleiche.

Auch wenn man innerhalb der Abzweigeinheiten bzw. in den Zweigkammern 41 , 42 die S'trömungswege nur vorwählt und grob einstellt, kann jede geeignete selbsttätige Steuerung an beliebiger Stelle innerhalb der Abzweigströmung, also auch . außerhalb der Abzweigeinheit vorgenommen werden. Grundsätzlieh läßt sich jedenfalls die selbsttätige Steuerung völlig abgeschlossen innerhalb des Abzweiggehäuses 32 unterbringen, wenn man die dort, verfügbaren Werte für die Steuerung ausnützt, beispielsweise die Vorlauftemperatur, die Rücklauftemperatur oder eine Wandtemperatur bzw. die zwischen mehreren Taststellen gemessene Temperaturdifferenz. Man braucht also lediglich ein mehr oder weniger leicht verstellbares Drosselorgan bzw. Ventilelement an ein temperaturempfindliches Organ anzuschließen.

Gemäß den Fig. 6 und 8 ist das Abzweiggehäuse 32 mit allen Abschluß- und Anschlußteilen innerhalb eines quaderförmigen Außengehäuses 76 angebracht, das gebildet wird durch eine mit hochragenden äußeren Seitenwänden 77 versehene Bodenwanne 78 und einen mit abwärts ragenden Seitenwänden 79 versehenen Deckel 81. Dabei liegen die Seitenwünde 79 des Deckels dicht innerhalb der hochragenden Seitenwände 77 der Wanne. Im Bereich der herauszuführenden Leitungen sind jeweils einander

-.-·... J2O3964"

übergreifende Randschlitze 82 und 83 vorgesehen. Diese Randschlitze können vorgefertigt sein und lassen sich dann nach Bedarf verschließen, oder sie werden bei der Vormontage eingeschnitten.

Das geschlossene Außengehäuse hat, wie vor allem die Fig. 7 und 8 erkennen lassen, eine Höhe, die exakt der Dicke einer Bodenschicht 84 entspricht, welche die angeschlossenen Heizelemente aufnehmen soll. Dabei handelt es sich vorzugsweise um einen die Wärme leitenden Heizestrich, der über einer Isolierschicht 85 etwa auf der Betondecke 86 angebracht ist.

Am Außengehäuse 76 lassen sich dann fest Tragschienen 8 7 anbringen, die Haltemittel, etwa Federklammern 88 für ein Heizkörperelement, beispielsweise ein Heizungsrohr 89, tragen.

Es ist dann einerseits das Heizungsrohr selbst am Abzweiggehäuse 32 mittelbar über die Tragschiene 87 am Außengehäuse 76 festgelegt. Diese aneinander gehaltenen bzw. abgestützten Teile bilden dabei eine zuverlässige Baueinheit, die soweit formbeständig ist, daß unerwünschte Verformungen der Heizkörperrohre vermieden werden. Vor allem wird dies hier erreicht, ohne daß weitere Befestigungen am Gebäude notwendig sind, d.h. die Isolierschicht 85 bleibt ebenso wie andere funktionswichtige Schichten, etwa Dampfsperren, Trittschall-Dämmschichten und dgl. völlig unverletzt.

Der über dem Außengehäuse 76 anzubringende Bodenbelag 91 sollte so verlegt oder ausgeschnitten sein, daß man jederzeit den Deckel 81 abheben und die Abzweigeinheit überprüfen bzw. warten kann. Zwar sollen die Anschlußelemente möglichst so gestaltet sein, daß jedenfalls wichtige Verbindungen bei der Vorfertigung durch Hartlöten bzw. Schweißen hergestellt werden können. Da dies bei den großen zu bedienenden Flächen - vorallem im Zuge der Leitungsschiene - nicht ausschließlich möglich ist, läßt sich am Boden der Wanne 78 ein Feuchtigkeitswächter 92 anbringen, der in bekannter Weise eine Alarmeinrichtung oder eine Sicherheitseinrichtung steuert, die zwischenzeitig den Flüssigkeitsdruck herabsetzt, den Heiz-

1 körper absehaltet, oder gar das Heizmedium abläßt, bis eine Kontrolle durchgeführt ist.

Claims (1)

1. 4. Februar 1982 16 K 2 564 VNR: TOO 98 6

   ^Λ Wilhelm-Friedrich Korner Ingenieur
   SchaffeIkinger Weg 11

   7900 Ulm/Donau

   Vorrichtung zum Heizen (oder Kühlen) von Räumen mittels eines strömungsfähigen Wärmeträgermediums

   Ansprüche

   M.)Vorrichtung zum Heizen (oder Kühlen) von Räumen mittels eines strömungsfähigen Wärmeträgermediums, das von einer Wärmequelle (oder Kältequelle) über eine Verteileranordnung durch Vorlaufleitungen zu als Strömungs-Wärmetauschern ausgebildeten Heizelementen (oder Kühlelementen), insbesondere Niedertemperatur-Flächenheizelementen, und von diesen durch Rücklaufleitungen und die Verteileranordnung wieder zurückgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteileran-Ordnung eine Vielzahl vorgefertigter Abzweigeinheiten (14) für den Anschluß einzelner Heizelemente oder Gruppen von Heizelementen an eine durch wenigstens eine Vorlaufleitung (2'4) und eine Rücklaufleitung (25) gebildete Leitungsschiene (7,10-12) aufweist (Fig. 1,5).

   2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Abzweigeinheit O4) in die Leitungen (24,25,69) einer Leitungsschiene (12) einschaltbare Durchleit-Strömungswege (51,52.53) mit ersten Rohranschlüssen (62), zweite Rohran- · Schlüsse (46) für anzuschließende Zweigleitungen und VerbiutogsWgge (54-59.,71,72) z.ym Verbinden eines jeden.zweite Rohranse.hlusses C4ß) mit lewei.is einem Durchleit-Strömunfjs-

   weg (51-53) aufweist (Fig. 2-5).

   3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einige Verbindungswege einer Abzweigeinheit (14) mit Absperrmitteln (61) versehen, vorzugsweise auf einen einstellbaren Querschnitt drosselbar sind (Fig.- 2) .

   4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohranschlüsse (46,65) mit Gewinde versehen und aus mit den anzuschließenden Rohrleitungen verlötbarem oder verschweißbarem Werkstoff gebildet sind·.

   5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Abzweigeinheit (14) ein Abzweiggehäuse (32) aufweist, das durch eine zwischen zwei Stirnwänden (37,38) längs diesen eingezogene Trennwand (39) in zwei Zweigkammern (41,42) unterteilt ist, die wahlweise mit ie einer der quer zu ihnen verlaufenden Durchleit-Strömungswege (51-53) und einer Zweigleitung verbindbar sind (Fig. 2) .

   6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zweite Rohranschlüsse (46) an gegenüberliegenden Seitenwänden (33,34) des Abzweiggehäuses (32) angebracht sind.

   7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, .daß erste und zweite Rohranschlüsse (65,46) jeweils unter gleichen Teilungsabständen (a) und/oder Randabständen (b) vorgesehen sind (Fig. 2).

   3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß erste und zweite Rohranschlüsse (65,46) mit gleichen Strömungsquerschnitten vorgesehen sind. 35

   9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß jede Abzweigeinheit (14) mit drei,

   vorzugsweise parallel in gemeinsamer Ebene angeordneten Durchleit-Strömungswegen (51-53) versehen ist.

   10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchleit-Strömungswege einstückig in das Abzweiggehäuse (32) eingeformt sind.

   11. \^rorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Dur chile it -Strömungswege (51-53) von Rohrhülsen gebildet sind, die in den Stirnwänden (37,38)

   10. und der Trennwand (39) des Abzweiggehäuses (32) abdichtend gehalten sind und in jeder Zweigkammer (41,42) wenigstens je eine verschließbare Abzweigöffnung (54-59) aufweisen.

   12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder . 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrhülsen drehbar (51-53) im Abzweiggehäuse gelagert sind.

   13. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens den Abzweigöffnungen (54-

   59) in einer der beiden Zweigkammern (41,42) innen oder außen, längsverschiebbar oder dreheinstellbar an den Rohrhülsen (51-53) geführte Verschluß- und/oder Drosselorgane, bzw. Drosselbuchsen (61), zugeordnet sind.

   14. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Drosselorgan (61) in Abhängigkeit eines Tast- oder Regelwertes selbsttätig steuerbar ist.

   15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselorgan (61) an einen Tenmeraturmesser mit einem innerhalb einer Zweigkammer (41,42) angeordneten Temperaturtaster, insbesondere an ein Bimetallelement, angeschlossen ist.

   16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein Differenztemperaturinesser mit Temperaturtastern

   in beiden Zweigkammern (41) bzw. einer Gehäusewand (35,36) vorgesehen ist.

   17. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselorgan (61) wenigstens mittelbar an einen Schleppmagneten angeschlossen ist, der durch einen amagnetischen Teil einer Gehäusewand (35,36) hindurch mit einem außerhalb des Gehäuses angebrachten Stellmagneten kraftschlüssig gekuppelt ist.

   18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß jede Abzweigeinheit (14) ein das Abzweiggehäuse (32) umschließendes Außengehäuse (76) mit einer durch einen Deckel (81) verschließbaren flüssigkeitsdichten Bodenwanne (78) aufweist (Fig. 6-8).

   19. Vorrichtung für Fußbodenheizungen nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Außengehäuse (76) die Form eines flachen quaderförmigen Kastens hat, dessen Höhe der Dicke der die Heizelemente aufnehmenden Bodenschicht, z.B.

   eines Heizestrichs (84), entspricht.

   20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (81) mit nach unten ragenden Seitenwänden (79) passend zwischen die hochragenden Seitenwände (77) der quaderförmigen' Bodenwanne (78) greift.

   21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wanne (78) des Außengehäuses (76) ein Feuchtigkeitstaster (92) einer Sicherheits- bzw. Alarmeinrichtung angebracht ist.

   22. Vorrichtung für Niederdruck-Flächenheizungen nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Heizelement mit der,fest angeschlossenen Abzweigeinheit (14) als in sich formbeständige transportfähige Baueinheit ausgebildet ist.

   23. Vorrichtung nach Anspruch 22, mit einem durch gebogene Rohre gebildeten Heizelement, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (89) fest auf formsteifen Tragschienen (8 7) montiert und mit diesen zu einem Gitter verbunden sind.

   24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Tragschiene (8 7) formsteif mit einer Abzweigeinheit (14), ■insbesondere deren Außengehäuse (76), verbunden ist.