Der zunehmende Einsatz von trägen
Heizungs- und Kühlsystemen (Fußboden-
und Wandflächenheizung, Betonkern- bzw. Bauteilaktivierung) wirft
immer wieder die Frage auf, wie sinnvoll der Einsatz einer Einzelraumregelung
ist, da die Systemtemperatur zentral geregelt wird und der sog. "Selbstregeleffekt"
besonders bei niedrigen Temperaturdifferenzen zwischen der Flächen-
und Raumtemperatur zur Geltung kommt. |
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Da die EnEV
eine Einzelraumregelung vorschreibt, wird in vielen
Fällen nicht hinterfragt, ob sie überhaupt notwendig ist.
Unter bestimmten Umständen darf man ruhig die Frage stellen "ERR
- Ja oder Nein?", denn nach der EnEV § 25 und
dem EEWärmeG § 9 kann sich der Bauherr von dieser Pflicht
befreien lassen. |
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Unter der Annahme, dass an jeder
Stelle des Fußbodens die gleiche Oberflächentemperatur herrscht
(isothermer Boden), beträgt die Wärmeabgabe |
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Der Wärmeübergangskoeffizient
setzt sich aus einem Strahlungs- und einem Konvektionsanteil zusammen.
Beide werden in bestimmten Grenzen von den baulichen Gegebenheiten beeinflusst.
Die Norminnentemperatur eines Raumes ist nicht etwa die Lufttemperatur,
sondern eine operative Temperatur, die allgemein 1 - 2 K höher
als die Raumlufttemperatur tL ist. Der Wert für a liegt
im oberen Leistungsbereich mit hinreichender Genauigkeit bei ca. 10
-11 W / (m2K). |
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| Ändert sich die Raumtemperatur ?i z. B. von 20 auf 21 °C, während die mittlere Fußbodenoberflächentemperatur ThetaFm= 25 °C beträgt, so verhalten sich die Leistungen Q20 vorher, zu Q21 nachher wie | ||||||
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| > 0,80 - die Wärmeleistung sinkt also um 20 %. | ||||||
Würde sich die Innentemperatur
durch starke Einwirkung von Fremdwärme (z.B. Sonneneinstrahlung)
auf 25 °C er höhen, so würde mangels Temperaturdifferenz
die Wärmeabgabe an den Raum scheinbar eingestellt. Diesen Vorgang
bezeichnet man als Selbstregelungseffekt. Dennoch ist die zuvor beschriebene
Rechnung nicht ganz richtig. Durch die verminderte Wärmeabgabe
des Fußbodens wird es aufgrund der noch höheren Temperatur
im Bereich der Heizrohre zu einer Temperaturerhöhung an der Fußbodenoberfläche
kommen, die mit fortschreitender Zeit mehr und mehr zunimmt, bis ein
neuer Gleichgewichtszustand zwischen der Fußbodenoberflächentemperatur
und der Raumtemperatur eingetreten ist. Darüber hinaus wird selbst
bei Temperaturgleichheit zwischen Boden und Raumluft noch Wärme
durch Strahlung an die kühleren Wände abgegeben. Bei einer
Heizkörperanlage mit einer mittleren Heizflächentemperatur
von 60 °C (65 / 55 °C) würde sich die Wärmeabgabe
nur um: |
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| > 0,975 ~ 2,5 % verringern | ||||||
Soll im vorliegenden Beispiel
die gleiche Leistungsreduzierung wie bei der Fußbodenheizung eintreten,
so müsste zunächst die Raumtemperatur auf 28 °C ansteigen.
Je niedriger der Wärmeverlust eines Hauses ist, desto niedriger
sind auch die erforderlichen Oberflächentemperaturen des Fußbodens
und desto größer wird der Selbstregelungseffekt. Obwohl dieser
Effekt der Fußbodenheizung eine willkommene Tatsache ist, kann
er dennoch keine Regelung ersetzen. Viele Fußbodenheizungsbesitzer
hätten bei entsprechender Berücksichtigung der vorgenannten
Zusammenhänge eine noch bessere Regelfähigkeit und Behaglichkeit
erzielen können. Auch bei Fußbodenheizungsanlagen kann eine
Nachtabsenkung vorgenommen werden. Die Raumtemperatur darf nur nicht
so weit abgesenkt werden, wie bei einer Heizkörperanlage. Außerdem
müssen die Absenk- und Wiederaufheizzeiten dem Heizungssystem und
seiner Trägheit angepasst sein. |
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| Quelle: HaustechnikDialog - SHKwissen |
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Eine Möglichkeit,
die Raumtemperatur auf gleichem Niveau zu halten bzw.
Temperaturüberhöhungen entgegenzuwirken,
ist der Einsatz von PCM
- Phasenwechselmaterialien (Latentwärmematerial)
inform von Porenbeton, Gipskartonplatten oder spezielle
Deckenpaneele. Durch die Nutzung des Phasenwechsels
(fest-flüssig oder flüssig-fest) verfügt das Material
über ein hohes Speichervolumen, da die Wärmekapazität
um ein vielfaches höher ist als herkömmliche
Materialien bzw. Medien. |
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Das Micronal® PCM
der Firma BASF ist ein Phasenwechselmaterial, das bei
einer Raumtemperatur bei 21 °C, 23 °C oder 26 °C einen Phasenwechsel
von fest nach flüssig vollzieht. Dabei werden sehr große
Mengen an Wärme gespeichert. Das Material enthält im Kern
der Mikrokapsel (ca. 5 µm) ein Latentwärmespeichermaterial
aus einer speziellen Wachsmischung. Diese nimmt bei
einem Temperatur-anstieg über eine festgelegte Temperaturschwelle
(21 °C, 23 °C oder 26 °C) die überschüssige Wärmeenergie
der Raumluft auf und speichert diese im Phasenwandel. Wenn die Temperatur
unter die Temperaturschwelle absinkt gibt die Kapsel diese gespeicherte
Wärmeenergie wieder ab. |
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Die Beladung
des Speichers findet eigenaktiv statt.
Die Entladung des Speichermaterials kann durch die
natürliche Luftbewegung, durch eine mechanische
Lüftung oder durch regenerative oder
konventionelle Kühlkonzepte erfolgen.
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