Alles aus einem Kanal

Bodenkonvektoren als Systemlösung für viele Bauten

Dr.-Ing. Karl-Heinz Vogel*

Ob Bodenkanalheizung, Boden- oder Estrichkonvektor, bei allen Bezeichnungen handelt es sich im Wesentlichen um das gleiche optisch und funktional ansprechende und optimierte System vorrangig zum Heizen, aber auch zum Kühlen und Belüften von Räumen. Diese Bodenkonvektoren, die ihren Ursprung in den in früheren Jahren häufiger eingesetzten Schachtkonvektoren haben, wurden immer wieder konstruktiv verbessert und in ihren Einsatzmöglichkeiten erweitert, sodass heute eine Produktpalette auf dem Markt vorhanden ist, mit der nahezu jeder Anspruch erfüllt werden kann.

Grundsätzlich bestehen die Bodenkonvektoren aus einer Blechwanne (in der Regel beschichtetes Stahlblech) mit einem darin angeordneten Rippenrohrwärmetauscher. Diese Wannen lassen sich nahezu unsichtbar in den Boden des Raumes (in der Estrichschicht bzw. im Doppelboden) integrieren.

Üblicherweise werden die Bodenkonvektoren unmittelbar vor den Raumaußenwänden angeordnet, wobei die Integration in den Boden insbesondere bei raumhohen Fensterflächen einen deutlichen Vorteil gegenüber konventionellen Heizkörpern aufweist: die Fenster bleiben vollkommen frei und werden nicht teilweise versperrt.

Architektonisch ansprechend lassen sich Bodenkonvektoren in Fußböden/Doppelböden integrieren.

Ausführungsformen

Je nach gewünschten Leistungen und Funktionen stehen unterschiedliche Ausführungen zur Verfügung:

Bodenkonvektoren zum Heizen in freier Konvektion
Die Bodenwanne besitzt eine Höhe von mindestens 90 mm bei variablen Breiten (ca. 200 mm bis 350 mm). Die Normwärmeleistungen liegen bei etwa 200 W - 450 W pro Meter berippter Konvektorlänge. Diese Ausführungen eignen sich besonders für die Anordnung an Fensterfassaden, da sie die einfallende Kaltluft abfangen und so Zugerscheinungen vermeiden.

Bodenkonvektoren zum Heizen in freier und Zwangskonvektion
Die Bodenwanne besitzt eine Höhe von mindestens 106 mm bei variablen Breiten (ca. 240 mm bis 480 mm). Zusätzlich zu dem Rippenrohrwärmetauscher ist in die Bodenwanne eine Radial- oder Querstromgebläse integriert. In Abhängigkeit von der Drehzahl und der Ausführung können hierbei Normwärmeleistungen von bis zu 2500 W pro Meter berippter Konvektorlänge erreicht werden. Damit eignen sich solche Ausführungen sowohl zur Kaltluftabschirmung als auch zur Vollraumheizung.
Durch den vergleichsweise geringen Wasserinhalt des Konvektorelementes besitzen solche Systeme eine geringe Trägheit. Insofern ist beispielsweise durch die Wahl einer höheren Gebläsedrehzahl eine Schnellaufheizung eines Raumes möglich.

Bodenkonvektoren zum Heizen und Kühlen in Zwangskonvektion
Die Bodenwanne besitzt eine Höhe von mindestens 130 mm bei einer Mindestbreite von etwa 350 mm. Die Normwärmeleistungen liegen bei etwa 2000 W pro Meter berippter Konvektorlänge, die Kühlleistungen bei rund 400 W (Heizkörperexponent = 1 bei Zwangskonvektion, mittlere Untertemperatur 10 K).
Voraussetzung für den Einsatz eines solchen Konvektors ist selbstverständlich die Verfügbarkeit des notwendigen Kühlmittels (in der Regel Kaltwasser mit Vorlauftemperaturen nicht unter 14°C, um Kondensation zu vermeiden).

Bodenkonvektoren zum Heizen in freier und Zwangskonvektion mit elektrischem Rippenrohrheizkörper
Anstelle des wasserdurchströmten Wärmetauschers wird ein elektrisches Heizelement eingesetzt. Bei einer Bodenwannenhöhe von 106 mm, einer Breite von 265 mm und einer Länge von 1550 mm lassen sich Wärmeleistungen bis zu 2000 W erreichen. Solche Systeme sind die ideale Lösung für selten genutzte Räume, in denen wasserführende Systeme nicht vorhanden sind bzw. eine Anbindung an das PWW-System nur mit erhöhtem Aufwand möglich ist. Beispiele sind Wintergärten und Dachausbauten.

Bodenkonvektoren zum Heizen und Kühlen mit freier und Zwangskonvektion über Primärluftanschluss und integriertem Quellluftauslass
Parallel zum Wärmetauscher befindet sich in der Bodenwanne (Mindesthöhe 106 mm) ein Luftverteilkanal, der an ein Primär-Luftsystem (Zentrale Klimaanlage, Wohnungslüftungsgerät usw.) angeschlossen ist. Im Sommer wird dabei die gegenüber dem Raum kühlere Frischluft quellluftartig dem Raum zugeführt und bildet im Raum einen Frischluftsee, aus dem die Luft durch Konvektion dorthin transportiert wird, wo sie benötigt wird (z.B. Personen). Im Winter dagegen wird die Frischluft zusätzlich zur Erhöhung der Wärmeleistung des Konvektors in Zwangskonvektion genutzt.

Sollen durch ein System ganzjährig angenehme Raumtemperaturen garantiert werden, bieten sich Konvektoren an, die in 2- oder 4-Leitertechnik das benötigte Leistungsspektrum abdecken.

Konstruktive Ausführung

Neben den in den Katalogunterlagen angebotenen Standardmaßen können die Bodenwannen in fast allen gewünschten Maßen gefertigt werden. Damit wird eine problemlose Anpassung an den Baukörper möglich.

Kaltluftabschirmung bei raumhohen Fensterfassaden: Werden Bodenkonvektoren unmittelbar vor der Fensterfassade eingesetzt, fangen sie einfallende Kaltluftströme ab. Dadurch werden Zugerscheinungen vermieden.

Die Wannen besitzen glatte, gerade Außenflächen ohne irgendwelche Abkantungen, sodass ein problemloses genaues Einpassen im Fußboden möglich wird. Durch die innenliegende Höhenjustierung ist auch eine direkte Anordnung der Wannen vor Wänden möglich.

Bodenkonvektor mit freier Konvektion und Zwangskonvektion (Radialgebläse): Neben einer Kaltluftabschirmung kann mit dieser Bauart auch eine Vollraumheizung erreicht werden.

Die Auflage der Rippenrohrwärmetauscher sowie weiterer Einbauelemente erfolgt in permanenten Wannenversteifungsprofilen, die eine hohe Steifigkeit/Festigkeit der Wanne gewährleisten. Dies ist insbesondere während des Bodeneinbaues ein nicht zu unterschätzender Vorteil, der eine hohe Genauigkeit sicherstellt.

Bodenkonvektoren mit Querstromgebläse gelten als besonders leistungsstarke Vertreter und können daher ebenfalls zur Vollraumbeheizung verwendet werden. Als Besonderheit gilt ihre sehr leise Betriebsweise.

Der obere Abschluss der Wanne wird durch Roste gebildet, die in unterschiedlichen Materialien (Aluminium, Edelstahl, Holz,...), Farben (verschiedene Eloxate) und Ausführungen (Linearrost, Rollrost) angeboten werden, um eine möglichst ideale Anpassung an die Raumoptik zu erreichen. Dabei ist durch den Einsatz von Unterstützungsprofilen in der Wanne die so genannte "Begehbarkeit" aller Roste gesichert.

Bodenkonvektoren mit freier Konvektion und Zwangskonvektion über einen Primärluftanschluss: Im Winter wird der Raum beheizt und mit Frischluft versorgt, im Sommer tritt die kühle Luft quellluftartig aus und bildet im Raum einen Kaltluftsee.

Selbstverständlich können die Bodenwannen auch in Bandanordnung montiert werden. Für Bürokomplexe wurden dazu besondere Stirnbleche mit akustischer Entkopplung im Übergangsbereich zwischen zwei Wannen für den Fall mit und ohne Leichtbau-Trennwand entwickelt, die auch einen nachträglichen Umbau immer möglich machen. Die Stirnbleche an den Endwannen können so ausgeführt werden, dass Bauungenauigkeiten von bis zu 100 mm ausgeglichen werden können.

Steuerung/Regelung

Der Betrieb der Konvektoren kann konventionell über handelsübliche Raumthermostate mit einem angeschlossenen Thermostellantrieb erfolgen. Beim Einsatz von Gebläsen wird üblicherweise zusätzlich ein 3-Stufen-Schalter zur manuellen Drehzahlstellung verwendet.

Selbstverständlich werden auch Komfort-Regeleinrichtungen angeboten (beispielsweise programmierbare Raumthermostate), die in Abhängigkeit des Wärmebedarfs beispielsweise die Drehzahl stufenlos nachführen.

Insbesondere sind auch für den Objektbereich stetig regelbare Ausführungen über ein 0 - 10 V-Signal verfügbar.

Ein breit gefächertes Farbsortiment findet sich in den Rost-Abdeckungen der Bodenkonvektoren.

Zusammenfassung

Bodenkonvektoren sind heute in unterschiedlichen Ausführungen, Leistungsbereichen und Funktionsumfang verfügbar. Insbesondere die Wärmeleistungen reichen in der Regel für eine Vollraumheizung.

Sie stellen nahezu die einzige Alternative dar, wenn Fenster bis zum Fußboden reichen. Denn Bodenkonvektoren sichern in jedem Falle eine gute Abschirmung des Kaltlufteinfalles an kalten Außenflächen. Aufgrund der geringen Trägheit kann mit Bodenkonvektoren in Zwangskonvektion eine Schnellaufheizung des Raumes erreicht werden, wenn dies gewünscht wird. Darüber hinaus lassen sie sich ideal mit Fußbodenheizungen kombinieren, um z.B. eine Grundtemperierung sicherzustellen.

Bodenkonvektoren können problemlos im Boden eingebaut werden. Die geringen Abmessungen machen eine unauffällige Integration in nahezu allen Räumen möglich. Die Nutzfläche des Raumes wird nur minimal verringert. Es ist also eine ideale Anpassung an den Baukörper möglich. Selbst gerundete Wannen (bei geschwungenen Außenflächen) oder Wannen mit Gehrungsecken (bei abgewinkelten Räumen) sind möglich. Deshalb ist der Einsatz von Bodenkonvektoren im Privatbereich genauso sinnvoll und komfortabel wie im Objektbereich.

*) Dr.-Ing. Karl-Heinz Vogel, Leiter Entwicklung der EMCO Klima GmbH & Co. KG, Lingen

B i l d e r : EMCO Klima GmbH & Co. KG, Lingen

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