In diesem Artikel: Die Ursprünge der Fußleistenheizung; Installation einer Fußleistenheizung; Wasser- und elektrische Fußleistenheizkörper; das Funktionsprinzip der Sockelheizung; warum beim Bau von Fußleistenheizkörpern nur Kupfer und Aluminium verwendet werden; Sockelheizung Vor- und Nachteile.
Mit Beginn der Herbstkälte und bis zur Mitte des Frühlings sind wir gezwungen, unseren Körper trotz der regelmäßig arbeitenden Heizgeräte zusätzlich zu erwärmen. Wie ist es schließlich, wenn sich die Heizkörper des Heizsystems und der elektrischen Heizungen voll erwärmen, aber die Füße noch kalt sind? Es geht um die Konvektion von Luft – die wärmste Luft, die Wärme von Heizkörpern und Heizgeräten empfängt, steigt an die Decke und die kalte befindet sich immer in Bodennähe. Um das Problem des Erhitzens und Einfrierens der Füße durch die Kräfte des „warmen Sockels“ zu lösen, werden die Räume nicht durch seine Heizkörper, sondern durch die Strahlungswärme beheizt, die von den von ihnen beheizten Wänden ausgeht.
Die Geschichte der Fußleistenheizung
Ohne Zweifel kann der Begründer dieser Heizmethode als russischer Heizungsingenieur, Professor Wjatscheslaw Avgustovich Yakhimovich, angesehen werden. Zu Beginn des letzten Jahrhunderts entwickelte und patentierte er ein Dampfbeton-Heizsystem – Rohre, durch die heißer Dampf zirkulierte und in einigen Fällen Wasser durch die Wände und entlang dieser geleitet wurde, die mit Gips-, Beton- oder Holzplatten bedeckt waren. Die Dampfbetonheizung von Yakhimovich hatte eine Reihe von Vorteilen gegenüber der Wassererwärmung der natürlichen Zirkulation, die in jenen Tagen immer beliebter wurde – Wärme wurde vom Kühlmittel auf den Gips oder die Betonschicht der Oberfläche übertragen, und diese Materialien hielten sie gut und gaben sie lange Zeit in Form von Strahlungswärme an die Räumlichkeiten weiter, was es ermöglichte, häufig damit umzugehen Fehlfunktionen von Heizsystemen. Die Nachteile der Dampfbetonheizung, nämlich die Notwendigkeit einer Überholung der Wände bei Undichtigkeiten von Heizungsrohren, die komplexe Installation des Rohrsystems, die viele Tage Arbeit mit Stuck erfordert, und der hohe Wärmeverlust der Gebäude selbst verhinderten deren Ausbreitung in Russland. In Europa erfreute sich Paneel- oder Strahlungsheizung, basierend auf den Entwicklungen von Jachimovich, im 20. Jahrhundert großer Beliebtheit..
In der UdSSR gab es jedoch immer noch ähnliche Heizsysteme – Heizstahl- oder Gusseisenrohre wurden entlang der Wände entlang der Linie der Fußleiste verlegt, die Oberseite wurde mit Beton bedeckt, aus dem die Fußleiste gebildet wurde. Eine solche Fußleistenheizung wurde Mitte des letzten Jahrhunderts in Kinder- und medizinischen Einrichtungen der Sowjetunion eingesetzt..
In Europa haben Sockelheizsysteme mehr entwickelt – es wurden Hohlplatten in Form einer klassischen Sockelleiste entwickelt, die Heizungsrohre abdecken, die über die gesamte Länge mit vertikalen Rippen versehen sind. Die Rippen ermöglichten es, die Wärmeübertragung von Fußleistenheizkörpern um mehr als 60% im Vergleich zu flachen und runden Heizplatten ohne Rippen zu erhöhen.
Funktionsweise der Fußleistenheizung
Die Sockelheizung ist in Warmwasser und elektrische Heizung unterteilt. Die Hauptkomponenten eines wassergekühlten Systems sind ein Kühlerblock für einen warmen Sockel, ein Verteiler und sauerstoffdichte Kunststoffrohre, die in einem Wellrohr aus XLPE angeordnet sind.
Der Kühlerblock besteht aus einem Wärmetauscher und einer Aluminiumbox. Der Wärmetauscher besteht aus zwei Kupferrohren mit einem Außendurchmesser von 13 mm und einer Wandstärke von 2 mm, an denen vertikale Lamellen aus Aluminium oder Messing befestigt sind. Die Aluminiumbox besteht aus drei Streifen, die durch Heißextrusion profiliert werden – dem Tretlager, der oberen und der vorderen Abdeckung. Kastenbreite – 28 mm, Höhe – 140 mm. Die Installation des Wärmetauschers in der Box erfolgt mit Haltern einer speziellen Ausführung.
Der Verteiler besteht aus zwei parallel zueinander verlaufenden Stahlrohren, die mit Auslässen, Einlässen, Lüftungsschlitzen, Absperr- und Ablass-Thermoventilen ausgestattet sind. Das obere Rohr ist für den Anschluss an die Kühlmittelversorgungsquelle ausgelegt und seine weitere Verkabelung über Kunststoffrohre mit den Heizkörpern, über das untere wird das gekühlte Kühlmittel zurückgeführt zum Heizkessel oder bei Zentralheizung zum Rücklaufrohr.
Beim Bau einer Fußleistenheizung wird ein Kunststoffrohr, mit dessen Hilfe das Kühlmittel zu Heizkörpern geliefert und von diesen entfernt wird, in ein Wellrohr gegeben. Da ein Teil des Heizkreislaufs im Boden verlegt und durch die Wände geführt werden muss, kann mit dem äußeren Wellrohr das innere ersetzt werden, ohne den Boden zu öffnen – indem einfach das letztere aus dem Wellkanal entfernt und ein neues PEX-Rohr eingeführt wird. Die vollständige Abwesenheit von Luft im Heizsystem der Fußleiste und die Störfestigkeit von Kunststoffrohren gegen im Wasser enthaltene Salze ermöglichen jedoch eine lange störungsfreie Funktion.
Die höchste Temperatur von Wasser oder Frostschutzmittel, die im Heizsystem der Fußleiste als Wärmeträger verwendet wird, sollte 85 ° C nicht überschreiten, der Betriebsdruck sollte 3 Atmosphären nicht überschreiten, da sonst die vernetzten Kunststoffrohre an Festigkeit verlieren. Da die Wassertemperatur in der Zentralheizung mehr als 85 ° C betragen kann und der Betriebsdruck 9 Atmosphären überschreiten kann (beim Testen der Heizung mit einem Wasserschlag), sind zusätzliche Maßnahmen erforderlich. Anstelle von Kunststoffrohren können Sie optional Metall-Kunststoff- oder Kupferrohre verwenden, die durch Löten miteinander verbunden sind. Verwenden Sie einen Wärmetauscher, der als Empfänger von Wärmeenergie aus dem Zentralheizungsnetz eingebaut ist, und übertragen Sie ihn über Kupferplatten auf das Kühlmittel zum Heizsystem der Fußleiste. Die letzte Maßnahme ist besonders effektiv, da Sie damit die Hochleistungseigenschaften der Fußleistenheizung beibehalten und vollständig vor den Temperatur- und Hydraulikeffekten der Zentralheizung schützen können.
Bei der Installation eines Fußleistenheizungssystems kann es erforderlich sein, es mit zusätzlichen Geräten auszustatten, z. B. thermomechanischen oder thermoelektrischen Thermostaten für jede Gruppe von Heizkörpern, einem Servoantrieb am Verteiler, einer Umwälzpumpe, einem Manometer und einem Thermometer am Kühlmitteleinlass des Verteilers.
Die elektrische Fußleistenheizung basiert auf Heizkörperblöcken mit eingebauten Luftheizelementen, dh ihre Installation ist viel einfacher als bei Systemen mit einem flüssigen Wärmeträger. Das Aussehen der elektrischen Fußleistenheizkörper ist völlig identisch mit denen flüssiger Heizkörper. Der Unterschied besteht darin, dass keine Rohre vorhanden sind, die das Kühlmittel liefern. Das Heizelement ist in das untere Kupferrohr des Heizkörpers eingebaut, und das Stromkabel ist im oberen mit hitzebeständiger Silikonisolierung verlegt. Die Leistung der Heizelemente beträgt 200 W pro laufendem Zähler, die Stromquelle für sie ist ein gewöhnliches Haushaltsnetz. Trotz des hohen Feuchtigkeitsschutzes sind elektrische Fußleistenheizkörper nicht für die Installation in Räumen mit hoher Luftfeuchtigkeit vorgesehen.
Das Funktionsprinzip der Fußleistenheizung
Sockelheizkörper sind nicht in der Lage, die Raumatmosphäre durch Luftkonvektion zu erwärmen, da sie sich in der Nähe der Wandebenen befinden und der von ihnen ausgehende Luftkonvektionsstrom durch den Coanda-Effekt beeinflusst wird.
Das seltsame Verhalten eines heißen Luftstrahls aus einer brennenden Kerze – sein Streben nach einer nahe gelegenen Oberfläche – wurde vom englischen Physiker Thomas Jung bemerkt, der dies in einem Bericht erwähnte, den er 1800 bei der Royal Society of London gab.
Eine detaillierte Untersuchung der Auswirkung des „Anhaftens“ des Luftstroms an nahegelegenen Oberflächen wurde von dem rumänischen Wissenschaftler Henry Coanda durchgeführt, der ihn zu Beginn des 20. Jahrhunderts, einem der ersten Forscher der Aerodynamik, versehentlich entdeckte. Bei Experimenten mit einer Jet-Turbine, die gemäß seinem Projekt entwickelt wurde, entdeckte Coanda den gleichen physikalischen Effekt wie Jung vor 100 Jahren – der Flüssigkeitsstrom einer funktionierenden Turbine strömte an die Wand an der Seite und schien an ihrer Oberfläche zu haften. Nach weiteren Experimenten stellte der Wissenschaftler fest, dass sich der Luftstrom gleich verhält. 1934 nannte Henry Coanda den Effekt, den er zu seinen Ehren entdeckte, wie folgt: In der Nähe von Oberflächen bildet sich eine Zone mit vermindertem Druck, die durch ihre Undurchdringlichkeit und den freien Luftzugang von nur einer Seite verursacht wird. Gleichzeitig breitet sich der Deckluftstrom großflächig aus und entwickelt sich nur entlang der umschließenden Oberfläche.
Heizkörper des Warmsockelsystems werden entlang der Außenwände (eine Seite zeigt zur Außenseite des Gebäudes) installiert. Die aus Aluminiumstreifen gebildete Box hat über ihre gesamte Länge zwei horizontale Schlitze – einer befindet sich am Boden, in der Frontplatte, der zweite im oberen Teil, näher an der Wand. Kalte Luft dringt in die Box ein, erwärmt sich und steigt wie bei allen Heizgeräten auf, deren Heizprinzip auf Luftkonvektion beruht. In diesem Fall folgt der Luftstrom jedoch dem Coanda-Effekt und breitet sich nur entlang der Wandoberfläche aus. Infolgedessen wird die Luftwärme nicht an die Luftatmosphäre des Raums abgegeben, sondern an das Strukturmaterial der Wand, das wie IR-Heizgeräte beim Erhitzen gleichmäßige Wärme in Form von Infrarotstrahlen abgibt.
Da der Raum nicht aufgrund von Konvektion beheizt wird, ist keine hohe Erwärmung des Kühlmittels erforderlich. Bei der Konstruktion von Heizkörpern müssen nur Materialien mit einem hohen Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten verwendet werden. Dies erklärt die Verwendung von Kupfer und Aluminium, deren Wärmeleitfähigkeit 390 bzw. 236 W / mK beträgt. Beispielsweise beträgt dieser Koeffizient für Eisen nur 92 W / mK und für metallverstärkten Kunststoff 0,43 W / mK, d. H. Kupfer und Aluminium sind die am besten geeigneten Materialien für Fußleistenheizkörper.
Die maximale Temperatur des Aluminiumkastens des warmen Sockels während des Betriebs dieses Heizsystems beträgt nicht mehr als 40 ° C, und die Oberfläche der Wand, neben der der Heizkörper installiert ist, wird nicht über 37 ° C erwärmt – es ist nicht möglich, sich mit all dem Wunsch gegen sie zu verbrennen.
Eigenschaften der Fußleistenheizung – Vor- und Nachteile
Positive Eigenschaften eines Heizsystems auf Basis von Fußleistenheizkörpern:
- mangelnde Konvektionsluftbewegung, begleitet von Staubwiegen;
- vom menschlichen Körper positiv wahrgenommene Infrarotwärme;
- Bei gleichmäßiger Wärmeverteilung im Raum sind nur undurchsichtige Objekte im Raum Infrarotwärme ausgesetzt.
- In der Nähe der Decke sammelt sich keine warme Luft an, wie dies normalerweise bei Konvektionsheizungen der Fall ist. Die gleiche Temperatur wird im gesamten Luftvolumen des Raumes eingestellt;
- Die den Raum umgebenden Oberflächen haben eine für eine Person akzeptable Temperatur, dh sie stehlen keine Wärme vom menschlichen Körper.
- Das Problem der Feuchtigkeitsablagerung auf den Oberflächen von Wänden und Decken ist vollständig gelöst – sie sind immer trocken, was bedeutet, dass sie weder durch Schimmel noch durch Nachlaufen von Oberflächenmaterialien bedroht sind.
- Die Installation der Fußleistenheizung erfolgt unabhängig vom Alter des Gebäudes schnell. Sockelleisten, obwohl sie etwas größer als eine hölzerne Sockelleiste sind, fallen nicht so deutlich auf wie gusseiserne oder Bimetallheizkörper, die normalerweise unter einer Fensteröffnung installiert sind.
- Das Fehlen einer hohen Temperatur des Kühlmittels kann den Verbrauch des zum Heizen aufgewendeten Brennstoffs erheblich reduzieren. Die Einsparungen betragen etwa 30 bis 40% im Vergleich zu den Anforderungen klassischer Heizsysteme. Darüber hinaus werden Kraftstoffeinsparungen erzielt, indem die Lufttemperatur in den Räumlichkeiten gesenkt wird. Wenn die Wände auf +22 ° C erwärmt werden, beträgt die angenehme Lufttemperatur +16 ° C im Vergleich zu +20 ° C Luft und Wänden mit einer Temperatur von +18 ° C, die Wärme ziehen von Haushaltsmitgliedern;
- hohe Wartbarkeit der Systemelemente, wodurch im Reparaturfall auf die Demontage der Deckbeschichtungen verzichtet werden kann;
- Durch die Ausstattung mit Thermostaten können Sie die optimale Temperatur in jedem Raum, der mit Fußleistenheizkörpern ausgestattet ist, separat einstellen.
Es ist zu beachten, dass das Fußleistenheizsystem auch zur Kühlung der Räumlichkeiten verwendet werden kann, wenn es mit einem kalten Flüssigkeitsträger gefüllt ist – der Coanda-Effekt funktioniert in diesem Fall nur mit geringerer Effizienz. Wenn Sie das System zum Kühlen verwenden, ist es wichtig, die Temperatur der Flüssigkeit im System unter diesen Bedingungen auf einem höheren Niveau als dem Taupunkt zu halten (abhängig von der Luftfeuchtigkeit und ihrer Temperatur), da sich sonst Kondenswasser auf den Oberflächen des Kreislaufs bildet, das irgendwo entfernt werden muss.
Die Nachteile des Systems umfassen:
- hohe Kosten – etwa 3000 Rubel. pro Meter des Heizungssystems mit seiner Installation. Dieser Preis ist jedoch auf teure Materialien zurückzuführen, die beim Heizen von Fußleisten äußerst wichtig sind.
- Die Installation des Systems wird nur von Fachleuten durchgeführt, die über die entsprechenden Zertifikate der Hersteller von Fußleistenheizungssystemen verfügen. Ein Amateur-Installationsansatz ermöglicht nicht das Erreichen der erforderlichen thermophysikalischen Eigenschaften und verkürzt die Lebensdauer erheblich.
- Die maximale Länge eines Heizkreislaufs sollte 15 Laufmeter nicht überschreiten – einer der Gründe, warum das System mit einem Verteiler ausgestattet sein muss. Mit einer größeren Länge des Kreislaufs nimmt der Heizwirkungsgrad deutlich ab;
- Die Installation verschiedener dekorativer Überzüge auf dem Kühlerkasten ist nicht zulässig, da sie die Wärmeübertragung verringern.
- Ein engerer Sitz der Fußleistenheizkörper an der Wandoberfläche, wodurch der Coanda-Effekt voll genutzt werden kann, führt schließlich zu einer Verformung der Filmwanddekoration.
- Es ist erforderlich, den Raum durch Fußleistenheizkörper so frei wie möglich zu halten, ohne die Oberflächen der Fußleisten und Wände mit Möbelmöbeln zu blockieren, da dies Konvektion und Infrarotstrahlung verhindert, den Luftstrom verzerrt und die von den Wänden abgegebene IR-Wärme absorbiert.
Abschließend
Im letzten Jahrhundert war die Fußleistenheizung, wie die Strahlungsheizung im Allgemeinen, aufgrund des hohen Wärmeverlusts von Baumaterialien von Gebäuden nicht sehr beliebt – es war einfacher, die Luft durch Konvektion zu erwärmen, was es ermöglichte, Wärmeverluste trotz der offensichtlichen Nachteile einer solchen Erwärmung schnell auszugleichen. Aus diesem Grund wurden übrigens Heizkörper unter den Fensteröffnungen installiert – durch die Risse in den Rahmen und den Verglasungsbereich drang die Kälte besonders schnell ein.
Heutzutage gibt es Bau- und Veredelungsmaterialien für Fassaden, die den Wärmeverlust durch die umschließenden Strukturen erheblich reduzieren können, und moderne Fensterrahmen, die mit wärmespeichernden Glaseinheiten ausgestattet sind, lassen überhaupt keine Luft durch. All dies ermöglicht es, von klassischen Konvektionsheizsystemen zu einer effizienteren Strahlungsheizung überzugehen und gleichzeitig die Lebensqualität in unseren Häusern und Wohnungen erheblich zu verbessern. In den kommenden Jahren werden Rohre und Heizkörper, die für Systeme mit erzwungener und natürlicher (Gravitations-) Zirkulation des Kühlmittels üblich sind, aus unseren Häusern verschwinden – sie werden durch modernere Heizgeräte ersetzt.
Welche Vorteile und Fakten sind mit Lärchenfenstern verbunden? Sind sie langlebig, energieeffizient und einfach zu pflegen? Wie verhält es sich mit der Beständigkeit gegenüber Witterungseinflüssen? Gibt es spezielle Informationen oder Tipps, die man beim Kauf oder der Installation von Lärchenfenstern beachten sollte? Vielen Dank im Voraus für Ihre Antworten!