Die Geschichte des Konvektors

Teil 3: Neue Einsatzmöglichkeiten

Die ersten beiden Teile der Serie schilderten die Entwicklungsgeschichte der Konvektoren in Deutschland und zeigte das derzeitige Funktionsspektrum sowie deren Einsatzmöglichkeiten auf*. Nun beschäftigt sich der abschließende Beitrag um die zukünftigen Potenziale und Anwendungen von Konvektoren in der Heizungs- und Klimatechnik.

Das Konvektorsystem mit höhenverstellbarer Wanne und verstellbaren Zuluftöffnungen für die Frischluft.

Unterstützende Betonkernaktivierung

Bei der Betonkernaktivierung werden gezielt die Speicherfähigkeiten von Betondecken in gut gedämmten Gebäuden zu Heiz- und Kühlzwecken genutzt. Dafür werden beim Bau oder der Vorfertigung der Deckenelemente Rohre - zumeist aus PEX - in den Beton zwischen oberer und unterer Bewehrung mit eingegossen. Die Abstände der Rohrreihen, die später Wasser als Energieträger für Wärme oder Kälte führen sollen, sind abhängig von der jeweiligen Heiz- und Kühllast.

Durch das Eingießen in den Beton wird gezielt die Speichermasse dieses Baustoffes genutzt. Die Betonkernaktivierung ist damit ein Flächensystem, das sich verschiedene physikalische Bedingungen der Thermodynamik zunutze macht. Voraussetzungen sind eine Gebäudedämmung nach dem aktuellen EnEV-Standard, ein flexibler Sonnenschutz und eine Zentrallüftungsanlage nach bekanntem Muster.

Die Grafik zeigt die spezifische Montage eines Konvektors als Ergänzung zu den aktuellen Systemen der Betonkernaktivierung. Durch die genau berechnete Aufhängehöhe des Konvektors kann er als Unterstützung der Betonkernaktivierung sowohl zum Heizen als auch zum Kühlen eingesetzt werden.

Sinnvoll ist die Betonkernaktivierung, wenn es gilt, Grundlasten abzufangen, zwischenzuspeichern und zu einem späteren Zeitpunkt wieder abzuführen. Kennzeichen dieses Klimatisierungssystems ist sicher das Fehlen jeglicher Luftbewegung oder von Geräuschen. Während der Nutzungszeit kann jedoch eine konstante Temperierung - wie bei allgemein verwendeten Klimageräten - nicht erreicht werden. Im Gegenteil: Durch den natürlichen Warm-Kalt-Rhythmus im Außenbereich und die internen Wärmelasten schwankt die Raumtemperatur gleichzeitig.

Die Speichermasse Beton ist wie ein Akku anzusehen, der in der Regel Kälte speichert. Ist die Energie dieses Akkus verbraucht, kann eine Beeinflussung der Temperatur nicht mehr erfolgen. Ziel ist es, eine gewünschte Raumtemperatur unabhängig von den inneren und äußeren Lasten zu erreichen. An dieser Stelle setzt die Möglichkeit zur Ergänzung dieses relativ trägen Systems durch flexibel und rasch einsetzende Kühlung bzw. Erwärmung über Konvektoren ein. Die Hersteller von Konvektoren halten für verschiedenste Anwendungen Lösungen bereit. Als ideale Ergänzung zur Betonkernaktivierung können z.B. aktive oder passive Kühlkonvektoren zur Deckung der Spitzenlast und als schnell regelbare Komponente eingesetzt werden.

Die Zuluftöffnungen von innen.

Brüstungskonvektor

Soll das Deckenbild frei von zusätzlichen Einbauten gestaltet werden, kann der Konvektor innerhalb des oberen Drittels einer Brüstungsverkleidung installiert werden. Er ist dann in der Lage, sowohl im Winter als auch im Sommer die im Rahmen der Betonkernaktivierung fehlende Temperierung für die gewünschte Behaglichkeit zu ergänzen. Dabei ist es besonders wichtig, die Höhe des Konvektors in der Brüstungsverkleidung genau auszutarieren. Denn: Die Leistung von Konvektoren wird bestimmt durch die Wassertemperatur sowie die wirksame Schachthöhe, in der sie installiert sind. Wird der Konvektor im Kühlfall von kaltem Wasser durchströmt, sinkt die kalte Luft nach unten. Je länger dabei der Fallschacht ist, desto größer ist die Leistung.

Genau umgekehrt verhält es sich im Heizfall. Der vom warmen Wasser durchströmte Konvektor erwärmt die umliegende Luft durch reine Konvektion, die daraufhin nach oben steigt. Dabei bestimmt die Höhe des Steigschachtes die Leistung. Bei der Anordnung des Konvektors ist also jeweils objektspezifisch zu entscheiden, in welcher Höhe das genaue Optimum für die Montage liegt. Eine Rücksprache mit dem Konvektorhersteller sollte nicht unterbleiben.

Weil der Konvektor in diesem Fall zur rein trockenen Kühlung mit einer Vorlauftemperatur von minimal 16°C verwendet wird, ist die Taupunkttemperatur nicht relevant. Allerdings muss durch eine geeignete Regelung oder eine vorkonditionierte Zuluft gewährleistet sein, dass die Temperatur nicht unter diesen Wert fällt.

Ausstattung der Quellluftwanne mit einem Rollrost.

Mehrfachfunktionen mit Unterflurkonvektoren

Um die Vorteile der Konvektoren auch als multifunktionales System zum Heizen, Lüften und Kühlen einzusetzen, gibt es Konvektoren mit integrierter Quelllüftung. Die Grundidee ist so einfach wie beeindruckend: Als Komplettlösung wird in einer höhenverstellbaren Wanne ein Konvektor integriert, ein Anschluss für die Frischluftzufuhr vorgesehen und die Wanne mit einem Quellluftauslass versehen. Die Konvektorwanne lässt sich gleichzeitig an das spezifische Fassadenraster und die Gebäudearchitektur variabel anpassen.

Zusätzlich zu den Heiz- und Lüftungsfunktionen kann eine Kühlung über die Luft erfolgen. Außerdem lassen sich in die Konvektorwanne zusätzlich Kabel und Steckdosen für Kommunikationsmedien etc. integrieren. Über einen Doppel- oder Hohlraumboden werden alle Versorgungsmedien an die Konvektorwanne herangeführt. Während die Abluft im Deckenbereich abgesaugt wird, erfolgt die Primärluftzuführung durch den Boden. Großformatige Zuluftkanäle sind nicht notwendig, es reichen flexible Standardzuleitungen. Der Doppelboden benötigt eine Höhe von lediglich 140 mm.

Durch den Quellluftauslass ist die Luftgeschwindigkeit so gering, dass keine Zugluft entstehen kann - die Behaglichkeit ist gewährleistet. Zusätzlich wird die an großen Fensterflächen einfallende Kaltluft sicher abgeschirmt. Ein positiver Aspekt, der nicht unterschätzt werden darf: Das Erscheinungsbild der Räume wird nicht durch zusätzliche Luftauslässe oder störende Heizkörper verändert. Das Heizungs-, Lüftungs- und Kühlungssystem auf der Basis der Konvektorwanne beinhaltet alle typischen Vorteile vorwiegend konvektiv arbeitender Systeme: schnelles Reaktions- und Regelverhalten bei veränderten Raumlasten, freie Sicht auch bei raumhohen Fensterflächen, perfekte Integration in die Raumarchitektur ohne störende zusätzliche technische Geräte etc.

Detailaufnahme der separat zu verstellenden Schieber für Quellluftzufuhr.

Quellluft im Sommer und Winter

Im typischen Sommereinsatz mit Quellluft, aber ohne aktiven Konvektor, strömt die kühle Luft am Boden entlang und erzeugt einen "Frischluftsee", bis sie auf eine Wärmequelle trifft. Dies sind in der Regel die im Raum befindlichen Personen oder Geräte wie z.B. PCs, Drucker, Fotokopierer. Durch die Konvektionswärme wird die mit niedrigen Geschwindigkeiten strömende kühle Quellluft nach oben transportiert. Die Luftgeschwindigkeit in der Aufenthaltszone ist sehr niedrig. Ist der Konvektor im Winter eingeschaltet, wird die Frischluft kontrolliert und behaglich in den Raum eingebracht. Gleichzeitig erfolgt eine Erwärmung der Frischluft direkt über dem Konvektor.

In Messreihen wurde ermittelt, dass in allen geprüften Varianten die Frischluft sicher und ohne Zuglufterscheinungen in den Aufenthaltsbereich geführt wird. Behaglichkeit ist garantiert: In verschiedenen Raumhöhen wurden gleichmäßige Temperaturen gemessen. Der Quellluftauslass erwies sich als eine universelle Lösung, der Schlitzauslass ist dann zu bevorzugen, wenn nachträglich die Luftstrahlführung geändert werden soll.

Fazit

Die Möglichkeiten zum Einsatz von stillen Heiz- und Kühlsystemen sind noch lange nicht abgeschlossen. Vielmehr werden Konvektoren durch neue Lösungen, veränderte Rahmenbedingungen und als Ergänzungen zu neuen Produkten eine sinnvolle Alternative zu anderen Geräten sein.

*) Teil 1 in IKZ-HAUSTECHNIK, Ausgabe 14/2002, Teil 2 in IKZ-HAUSTECHNIK, Ausgabe 15/16/2002

B i l d e r : GEA Happel SiCo, Herne

[Zurück] [Übersicht] [www.ikz.de]