Das multifunktionale Heiz-, Kühlsegel von interpanel.
Deckenkühlung und Deckenheizung
Funktionsweise und Eigenschaften
Mit der großflächigen Abgabe, oder Aufnahme von Wärmestrahlung sorgen Heiz-, Kühldecken und thermisch aktive Deckensegel im Sommer und Winter für gleichmäßige Temperaturen, die dem Wohlbefinden zutragen.
Störende Effekte wie Zugluft, trockene Luft, oder verkeimte Kühlregister, in denen sich Staub und Tauwasser vereinen, sind mit unserem Heiz-, Kühldeckensystem ausgeschlossen.
Stetig steigen die Ansprüche an:
- Systemeffizienz
- Einfachheit in Betrieb und Installation
- Thermischen Komfort
- Wirtschaftlichkeit
von modernen Heiz- und Kühllösungen.
Die Anforderungen zu Erfüllen stellt eine wachsende Herausforderung für Planer, Bauherren und Investoren dar.
Denn nach diesen Kriterien entwickelte Heiz- und Kühlsysteme müssen einfach zu installieren und zu warten sein. Dadurch werden die Planungs-, Montage- und Instandhaltungskosten gering gehalten.
Das Einsatzspektrum zum Heizen & Kühlen über Deckensysteme variiert dabei vom Neubau bis zur energetischen Sanierung.
Kühldeckensegel bieten durch die effektive Nutzung von regenerativen Energiequellen und Wärmepumpen zusätzlich Investitions- und Betriebskosteneinsparungen über den gesamten Lebenszyklus der Anlage.
Inhalte:
- Wie funktioniert eine Deckenheizung und Kühldecke?
- Wärmetransportmechanismen
- Konvektion, Wärmestrahlung, Wärmeleitung
- Konvektives Heizen und Kühlen
- Wärmestrahlung zum Heizen und Kühlen
- Unterschiede: offene und geschlossene Heiz- Kühldecken
- Heiz-, Kühlleistungen in der Praxis
- Behaglichkeit, thermischer Komfort
- Schallabsorption und Beleuchtung von Heiz-, Kühldecken
- Systemvoraussetzungen und Hydraulik
- Wartung von Heiz-, Kühldecken
- Nachteile von Heiz-, Kühldecken
- Taupunktproblematik in Planung und Praxis
- Was ist besser, Fußbodenheizung oder Deckenheizung?
- Was kostet eine Heiz-, Kühldecke?
- Welche Innovationen gibt es im Bereich multifunktionale Heiz-, Kühldecken als Lösung für Gewerbeimmobilien
- Zusammenfassung
- FAQ
Wie funktioniert eine Deckenkühlung? Wie funktioniert eine Deckenheizung?
Kombinierte Deckenkühlung, -Heizung bzw. Heiz-, Kühldeckensegel sind thermisch aktivierte Oberflächen.
Die thermische Aktivierung kann durch wasserführende Rohre (Heizen und Kühlen) oder eine elektrische Widerstandsheizung (nur Heizen) erfolgen.
Im Heizfall gibt die erwärmte Oberfläche der Decke permanent und in Lichtgeschwindigkeit Wärmestrahlung an die umgebenden Raumflächen bzw. Personen ab. Die Oberfläche ist dabei wärmer als die im Raumflächen.
Das geschieht unabhängig von der Richtung. Also auch von oben nach unten.
Die mit Wärme angestrahlten Raumoberflächen erwärmen dann ohne Konvektion die Raumluft.
Im Kühlfall nimmt die gekühlte Oberfläche Wärme von den warmen Raumoberflächen, Personen und Geräten auf. Die aufgenommene Wärme wird dann den Wasserkreislauf abtransportiert. Bisherige Temperaturgrenze im Kühlfall war die Taupunkttemperatur der Umgebungsluft. Wenn die Oberfläche kühler wird, entsteht Kondensat auf der Oberfläche und es kann zu Bauschäden kommen.
Ähnliche Begrifflichkeiten, welche häufig als Synonym für Wärmestrahlung verwendet werden, jedoch die gleiche Bedeutung haben sind:
- Wärmewellen, Infrarotstrahlung, Wärmestrahlung, Niedertemperaturwärme
- „Strahlen wie die Sonne“, infrarotes Licht, elektromagnetische Wärmewelle,
- MIR-Strahlung, Strahlungswärme, Strahlungskälte, Kältestrahlung,
- Langwellenstrahlung, thermische Strahlung
Gibt es Kältestrahlung?
Kältestrahlung, bzw. Strahlungskälte gibt es per Definition nicht. Hiermit ist die Strahlungsabgabe von der warmen Oberfläche zur kalten Oberfläche gemeint. Da die kalte Oberfläche weniger Wärmestrahlung abgibt, als die warme emittiert, ergibt sich ein Kühleffekt auf der warmen Seite.
Physikalisch korrekt ist die Bezeichnung der „Wärmestrahlung“, welche eine elektromagnetische Strahlung in einem spezifischen Frequenzbereich ist und von jedem Körper über 0 Kelvin, oder Minus 273 °C abgegeben wird.
Die Wärme strahlt dabei immer von der warmen zur kalten Oberfläche. (Physikalisch korrekt strahlt auch die kalte Seite, der bilanziell positive Energietransport geschieht aber zur Warmseite.)
Gibt es einen Unterschied zwischen Infrarotwärme von elektrischen Heizungen und Wasserheizungen?
Es ist physikalisch unerheblich, wie die Wärme auf der Oberfläche erzeugt wurde. Infrarotheizungen, die mit Strom betrieben werden, arbeiten nach dem gleichen Prinzip wie wassergeführte Strahlungsheizungen.
Wärmestrahlung wird nahezu von allen Oberflächen gleichmäßig in alle Raumrichtungen emittiert.
Blanke Metalle reflektieren typischerweise Wärmestrahlen, z.B. Aluminiumfolie. Es gibt auch spezielle Wandanstriche, welche die Wärmestrahlung reflektieren. Ein weiteres Beispiel sind auch Wärmeschutzverglasungen, welche durch eine Beschichtung ebenfalls die Wärme in den Raum zurück reflektieren und so den Wärmeverlust im Winter reduzieren.
Was sind Einflussfaktoren auf die Heiz-, Kühlleistung?
Maßgebende Einflussfaktoren auf die Heiz-, Kühlleistung über Wärmestrahlung sind:
- Die mittlere Oberflächentemperatur der Heiz-, Kühldecke
- Die Oberflächentemperaturen der zu beheizenden Raumflächen
- Der Emissionsgrad der Oberfläche
- Der Sichtfaktor zwischen den zu heizenden und kühlenden Bereichen und der Deckenheizung, Deckenkühlung
- Bei taupunktABhängigen Flächenkühlsystemen, die Begrenzung der Taupunkttemperatur
Eine Deckenheizung erwärmt nicht die Raumluft. Raumluft ist für Wärmestrahlung, wie auch für Licht, transparent.
Eine Deckenkühlung absorbiert dagegen die Wärmestrahlung aus dem Raum, oder von den Personen.
Insbesondere im Winter ist die Raumluft dadurch nicht so trocken, wie bei Konvektionsheizkörpern. Es werden zunächst die Raumoberflächen erwärmt, dann die Raumluft.
Andere Arten der Infrarotheizung sind die Wandheizung-, kühlung, oder Fußbodenheizung- kühlung. Die Systeme arbeiten ebenfalls über einen hydraulischen Wasserkreislauf und werden mit reinem Wasser oder selten auch mit einem Wasser/Glykolgemisch durchflossen.
Eigenen sich Wärmepumpen für Heiz-, Kühldecken?
Als Wärme- oder Kältequelle sind vielfältige Varianten möglich. Luft-Wasser Wärmepumpen, Wasser/Wasser Wärmepumpen mit Erdsonden, Solarthermie oder andere Heiz-, Kühlquellen werden hierfür eingesetzt. Kombinationen mit PV-Systemen oder thermischen, elektrischen Speichern sind ebenfalls Stand der Technik und sehr gut möglich.
Die Wärme- und Kältequelle erzeugt die benötigte Leistung zur Erhaltung der Raumtemperatur und Ausgleich der Temperaturschwankung des Raumes und Gebäudes. Die Kühldecke und Kühlsegel dienen zur angenehmen Übergabe der erzeugten Wärme und Kälte an den Raum.
Deckenkühlung und Deckenheizung mit elektrischen Systemen
Anstatt wasserführende Leitungen zu verlegen ist es ebenfalls möglich, mit einer Widerstandsfolie, oder einem Widerstandsdraht direkt elektrisch zu heizen.
Eine Kühlung ist damit nicht möglich.
Je nach Anwendungsfall und Heizbedarf sollte die direkte Stromheizung seitens der Betriebskosten gegen die Einsparung der Installationskosten genau kalkuliert werden. Wenn der Strom sehr günstig zur Verfügung steht und ein niedriger Heizwärmebedarf, ohne Kühlfall vorliegt, kann eine direktelektrische Heizung eine Option sein. Auf das Funktionsprinzip hat die Wahl der Wärmequelle keinen Einfluss.
Kühlen und Heizen mit Wasser und Wärmetransportmechanismen
Kombinierte Heiz-, Kühldecken bzw. Kühlsegel sind durch einen hydraulischen Kreislauf (reines Wasser oder Wasser/Glykolgemisch) thermisch aktivierte Raumoberflächen.
Die Funktionsweise von Heiz-, Kühldecken basiert auf der Erwärmung oder Abkühlung der raumseitigen Fläche durch das geheizte oder gekühlte Fluid. Wenn das Wasser (Fluid) wärmer ist als der Raum, wird geheizt. Mit einer Wassertemperatur unter der Raumtemperatur wird gekühlt.
Als Wärme-, oder Kältequelle sind vielfältige Varianten möglich (z.B. Luft-Wasser Wärmepumpen, Wasser/Wasser Wärmepumpen mit Erdsonden, Solarthermie oder andere Heiz-, Kühlquellen). Kombinationen mit PV-Systemen oder thermischen, elektrischen Speichern sind ebenfalls Stand der Technik und gut möglich.
Die Wärme- und Kältequelle erzeugt die benötigte Leistung zur Erhaltung der Raumtemperatur und Ausgleich der Temperaturschwankung der thermischen Masse des Raumes. Die Funktionsweise von Heiz-, Kühldecken basiert daher auf der durch die Fläche strömende Fluid und die angebundene raumseitige Oberfläche.
Die Wärmeübergabe der Fläche zum Raum basiert folglich auf den grundlegenden Wärmetransportmechanismen: Konvektion, Wärmeleitung und Wärmestrahlung.
In der Praxis spielen folgende Prinzipien die tragende Rolle bei Heiz-, Kühldecken
- Konvektion – die Raumluft wird erwärmt oder abgekühlt (wie z.B. bei einem Föhn oder einer Klimaanlage)
- Wärmestrahlung – mit welcher der Wärmeaustausch der Raumoberflächen beeinflusst wird (z.B. heiße Glut am Lagerfeuer, kühler Nachthimmel)
HEIZEN
stille Infrarotwärme
Kombination mit
regenerativen Energiequellen
Verzicht auf Heizkörper
KÜHLEN
konvektionfrei
Kühlen& Heizen
wartungsfrei
lautlos
Wärmestrahlung zum Heizen
Sichtbar wird die Wärmestrahlung in der Glut eines Holzfeuers. Die Oberfläche der Kohle ist so heiß, dass Licht und Wärmestrahlung abgegeben wird.
Durch die hohen Temperaturen verschiebt sich ein Teil des elektromagnetischen Spektrums in den sichtbaren Bereich. Dieses Prinzip nutzt z.B. auch eine Glühbirne. Die sehr hohen Temperaturen merken wir auf der Haut direkt.
Die dazwischenliegende Luft ist bei den im Bau üblichen Distanzen als transparent anzunehmen.
Wärmestrahlung zum Kühlen
Kühl absorbierende Kühldeckenfläche des Klimapanels.
Um die Oberflächentemperatur zu Messen ist eine Wärmebildkamera notwendig. Diese misst über eine spezielle Optik die Emission der Wärmestrahlung der Oberflächen und rechnet diese in eine Temperatur um.
Typischerweise werden kühle Flächen Blau dargestellt, warme Flächen in Rot. Zu beachten ist, dass bei Metallen oder beschichteten Oberflächen, wie z.B. Isoliergläsern eine direkte Messung in der Regel nicht möglich ist. Diese Oberflächen reflektieren die Wärmestrahlung des umgebenden Raumes und emittieren mit unterschiedlichen Kennzahlen. Auch der Betrachtungswinkel spielt dann eine größere Rolle.
Vergleich
Konvektiv arbeitende
Klimaanlagen und Heizsysteme
Heizfall
Konvektiv heizende Systeme finden sich zumeist in älteren Gebäuden. Typisch sind z.B. Konvektionsheizkörper mit vielen Lamellen. Diese erwärmen die Zimmerluft zügig, sodass gefühlt eine schnelle Aufheizung des Raumes erfolgt. Massive Wände, insbesondere mit schlechtem Dämmwert, bleiben aber noch lange kalt. Diese Diskrepanz sorgt für ein unbehagliches Raumgefühl.
Die Wand ist kühl, die Zimmerluft ist warm und meist auch relativ feucht. Durch üblicherweise hohe Vorlauftemperaturen und somit sehr heiße Heizkörper entstehen hohe Strömungsgeschwindigkeiten der Zimmerluft. Dadurch werden Staub, Pollen und andere Partikel im Raum aufgewirbelt. Der Effekt wird in der Regel durch schlecht gedämmte Wände noch verstärkt.
Die warme Raumluft kann weiterhin viel Feuchtigkeit aufnehmen. An besonders kalten Stellen an der Außenwand, in Ecken oder hinter Möbeln, kann es dann zu Kondensat-, oder Schimmelbildung kommen. Eine Beheizung mittels einer Klimaanlage ist nur für nicht-Aufenthaltsbereiche empfehlenswert und wenn ein niedriger Heizwärmebedarf, oder sehr günstiger Strom anliegt.
Kühlfall
Für den Kühlfall arbeiten Luftklimaanlagen nach dem gleichen Prinzip. Durch Ventilatoren wird die Zimmerluft über einen engmaschigen Wärmetauscher geführt. Damit kühlt sich die Zimmerluft ab und wird im gleichen Zug auch entfeuchtet. Herausforderungen bei der Abkühlung von Luft sind die engen und zwingend notwendigen Wartungsintervalle der Staub- und Keim sammelnden raumseitigen Wärmetauscher. Für die Wärmeübertragung sind Luftströmungen nötig, die oft unangenehme Zugluft und nicht nutzbare Raumbereiche mit sich bringen (z.B. seitlich, oder direkt unter einem Aggregat oder im Strömungsbereich der Auslassdüse).
Dies reduziert, insbesondere im Gewerbebau, die real nutzbare Fläche und Flexibilität maßgeblich. Die Zugluft und verwirbelte Keime können krank machen und eine potenzielle Gesundheitsgefahr darstellen.
Die zumeist angegebenen Leistungen können oft nur unter maßgeblichen Kompromissen in der Behaglichkeit realisiert werden.
Mit Wärmestrahlung arbeitende Systeme
zum Heizen und Kühlen
Heizfall
Als Wärmetransportmechanismus wird der jederzeit wirkende Austausch von Wärmestrahlung genutzt. Jede Oberfläche über dem absoluten Nullpunkt tauscht permanent Energie in Form von Wärmestrahlung mit der Umgebung aus. Dabei ist Luft nahezu transparent für Wärmestrahlung. Die Luft wird im Innenraum durch die grundlegende Funktionsweise einer Deckenkühlung-, Heizung und deren Wärmestrahlung nicht abgekühlt oder erwärmt.
Eine z.B. 50 °C warme Wandfläche heizt hauptsächlich die Decken und gegenüberliegenden Flächen auf.
Darauf folgt eine gleichmäßige und stille Erwärmung des Raumes.
“Wärmestrahlung heizt nicht direkt die Raumluft, sondern die Oberflächen im Raum. ”
Die Wärme steigt dabei nicht „nach oben“, sondern breitet sich in Lichtgeschwindigkeit als Wärmestrahlung, bzw. Infrarotstrahlung gleichmäßig in alle Raumrichtungen aus.
Staubverwirbelungen im Raum entstehen durch Dichteunterschiede von kalter und warmer Raumluft. Besonders konvektiv arbeitende Systeme begünstigen dies durch die direkte Erwärmung der Raumluft mit hohen Temperaturen.
Da im Gegensatz über Wärmestrahlung arbeitende Systeme die Raumluft nicht direkt erwärmen, ist nahezu keine Konvektion durch den Wärmeeintrag vorhanden.
“Wärmestrahlung breitet sich in alle Raumrichtungen gleichmäßig, permanent und von warm nach kalt aus.”
Kühlfall
Die Funktionsweise einer Deckenkühlung, -Heizung im Kühlfall basiert auf dem permanenten Austausch von Wärmestrahlung aller Oberflächen. Diese geben mehr Energie ab, als sie aufnehmen und die gekühlte Oberfläche absorbiert diese. Über einen Wasserkreislauf wird die aufgenommene Wärmeenergie aus dem Raum, bzw. Gebäude durch die Deckenkühlung abtransportiert. Im Gegensatz zu Klimaanlagen ist die Funktionsweise von Deckenkühlsystemen, die primär mit Wärmestrahlung arbeiten, eine Kühlung ohne Konvektion. Erst durch die Abkühlung der einzelnen Raumoberflächen kühlt sich folglich auch die Luft und damit der gesamte Raum ab.
“Die gekühlte Fläche der Kühldecke nimmt die Wärme der Raumoberflächen und Personen direkt auf.”
Unterschiede: offene und geschlossene Heiz-, Kühldecken
Physikalisch bedingt gibt es Leistungslimitierungen bei der Nutzung von ausschließlicher Wärmestrahlung.
Den Vorteilen der zugluftfreien Temperierung über eine Deckenkühlung, steht der Nachteil der:
- Leistungsbegrenzung durch den ausschließlichen Wärmetransport über Wärmestrahlung (nicht bei interpanel)
- Leistungsbegrenzung im Kühlfall durch die Taupunkttemperatur der Umgebungsluft (nicht bei interpanel)
entgegen.
Mit höheren Konvektionsanteilen durch Lamellenkonstruktionen, zusätzliche Lüfter, forcierte Lüftung oder offenen Kühlsegel wird versucht mehr Luft an den geheizten oder gekühlten Lamellen der Deckenkühlung vorbeiströmen zu lassen.
Exemplarisch sind hier Kühlbalken zu nennen, die überwiegend über Konvektion an Aluminiumlamellen funktionieren. Diese sind zwar lüfterlos, müssen aber durch die Ansammlung von Staub und Kondensat regelmäßig gewartet werden. Aufgrund des Zugluftrisikos wird es nicht empfohlen, sich direkt unter Kühlbalken aufzuhalten.
Zusammenfassend steigt mit erhöhtem Konvektionsanteil das Zugluftrisiko der Deckenkühlung und die Wartungsanfälligkeit durch Staubablagerungen auf den Aluminiumlamellen.
Geschlossene Kühldecken bzw. eine geschlossene Deckenkühlung weist systembedingt einen höheren Strahlungsanteil auf, während offene Kühldecken einen höheren Konvektionsanteil aufweisen.
Ob die Kühlleistungen in der Praxis wirklich benötigt und erreicht werden, kann eine dynamische raumklimatische Simulation beantworten. Der Vorteil kann hier eine Einsparung von bis zu 50 % der vorab nur überschlägig ermittelten Leistung sein. Die Investition in eine genaue Planung hat sich somit zügig amortisiert.
Deckenkühlung: Behaglichkeit, thermischer Komfort
Flächenkühlsysteme und Flächenheizsysteme wirken sich positiv auf die Behaglichkeit und den Komfort aus.
Voraussetzung dafür ist eine korrekte Planung, Installation und Betriebsführung der Anlage.
Der thermische Komfort ist definiert, dass dem Nutzer weder zu warm, noch zu kalt ist.
Folgende Faktoren wirken sich besonders positiv auf die Behaglichkeit und thermischen Komfort aus:
- gleichmäßige Wand und Bodentemperaturen mit geringer Temperaturschichtung der Luft
- niedrigste Luftgeschwindigkeiten im Heiz- und Kühlfall
- keine Aufwirbelung von Staub, insbesondere im Vergleich zur Fußbodenheizung
- schnelle Regelfähigkeit
Die Normbewertung der Behaglichkeit erfolgt in der Regel nach DIN EN ISO 7730.
Über den gesamten Jahresverlauf lässt sich durch eine raumklimatische Simulation relativ zügig eine Bewertung der raumspezifischen Komfortsituation erstellen.
Deckenkühlung mit Schallabsorption und Beleuchtung
Unterschiedlichste Systeme bieten vielfältige Möglichkeiten, eine Beleuchtung in die entsprechenden Konstruktionen einzubringen.
Zu beachten ist, dass etwaige wasserführende Leitungen nicht angebohrt werden und Netzteile im Heizbetrieb nicht mit der Heizfläche direkt gekoppelt sind.
Beispielweise bietet die akustisch wirksame Klimaleuchte von interpanel alle vier Funktionen in einem integrierten Deckensegel.
Die Elektronik und Netzteile sind getrennt von der Heiz-, Kühlfläche und leicht zugänglich, bzw. wartbar. Gleichzeitig werden die LEDs im Heiz-, Kühlfall aktiv gekühlt, um so eine maximale Lebensdauer zu gewährleisten.
Die sehr hohe Schallabsorption und tageslichtnahe LED-Flächenleuchte kann dabei als hochwertige Arbeitsplatzleuchte, als auch als Flächenleuchte für kleine und große Räume eingesetzt werden.
Deckenkühlung: Systemvoraussetzungen und Hydraulik
Wassergeführte Heiz-; Kühldeckensysteme können an verschiedene Wärme-; Kältequellen angebunden werden.
Die häufigsten Konfigurationen umfassen Systeme, in denen erneuerbare Wärme- und Kältequellen eingebunden sind, oder eine Wärmepumpe durch regenerativ erzeugten Strom betrieben wird.
Allgemein können nahezu alle Wärme- und Kältequellen mit entsprechender Kapazität genutzt werden.
Hierzu zählen:
- Luft-Wasser Wärmepumpen mit Heiz-, Kühlfunktion
- Sole-Wasser Wärmepumpen mit Heiz-, Kühlfunktion und angebundener Erdwärme
- Erdsonden
- Eisspeicher
- Solarthermieanlagen
- Fernwärme, Fernkälte
- Verdunstungskühler, bzw. freie Kühlung
Durch verschiedene bauliche Gegebenheiten werden in urbanen Räumen meist Luft-Wasserwärmepumpen verwendet. Diese stehen dann auf dem Dach, oder werden an der Fassade, oder vor dem Gebäude aufgestellt.
Die Hydraulik und Regelung hat einen maßgeblichen Einfluss auf die Leistung und Zuverlässigkeit der Anlage und sollte bei der Planung und Realisation genau beachtet werden.
Hierzu zählen unter anderen eine genaue Aufstellung der Massenströme, Druckverluste, Leistungsführungen und Einstellungen der Regelung. Gerade bei größeren Projekten kann eine raumklimatische Simulation vorab aufzeigen, welche Einstellungen optimal geeignet sind, um maximalen Komfort, bei minimalem Energieverbrauch zu erreichen.
Wartung von Heiz-, Kühldecken
Die meisten Kühldeckensysteme sind wartungsfrei.
Konvektionssysteme, bzw. offene Kühldecken müssen allerdings regelmäßig gereinigt werden. Passive kühlende und heizende Deckensegel, wie z. B. das interpanel Klimapanel, die Klimaleuchte und die Akustikleuchte sind wartungsfrei.
Der hydraulische Kreislauf muss einer regelmäßigen Kontrolle hinsichtlich Wasserqualität, Dichtheit und Druckhaltung standhalten.
Im Vergleich zu Klimaanlagen in einzelnen Räumen ist der Wartungsaufwand wesentlich niedriger.
Nachteile von Heiz-, Kühldecken
Taupunktabschaltung bei Kühldecken: Wann die Kühlung nicht funktioniert
Im Vorlauf mit 16-19 °C betriebenen taupunktabhängigen Flächenkühlsysteme schalten bei Erreichen der Taupunkttemperatur an der Leitung im Vorlauf ab.
Alternativ die Wassertemperatur erhöht, was ebenfalls die Kühlleistung im Betrieb maßgeblich reduziert. Meist gerade dann, wenn ein hoher Kühlbedarf vorliegt.
Die Taupunkttemperatur ergibt sich dabei aus der Temperatur und dem Feuchtegehalt der Umgebungsluft. In Folge der Abschaltung mehren sich dann die Nutzerbeschwerden über zu heißes Raumklima und steigende Konzentrationsstörungen.
Durch diesen bisher bestehenden Effekt und das zunehmend wärmer werdende Klima im Sommer wird die Leistung konventioneller Flächenkühlsysteme maßgeblich reduziert.
Herausforderung – Kühldecken mit Fensterlüftung
Aufgrund der komplexen Baustruktur ergibt sich diese Kombination sehr oft im Bestand. Aus energetischer und wirtschaftlicher Sicht ist eine Vollklimatisierung, oder zusätzliche Lüftungsanlage im Gebäude nicht möglich. Großvolumige Lüftungsleitungen haben insbesondere in Bestandsgebäuden oft keinen Platz.
Vorwiegend in Verbindung mit natürlicher Lüftung ist die konventionelle Flächenkühlung und Deckenkühlung damit an mehreren Tagen oder sogar Monaten im Jahr ohne Funktion. Die bisher physikalisch unvermeidbare Unterschreitung der Taupunkttemperatur führt an der Kühlfläche und den wasserführenden Rohren zu Tauwasserausfall und langfristig zu Bauschäden.
Die in interpanel integrierte Umgehung der Taupunktproblematik schafft einen hohen Sicherheitsfaktor. Dieser lässt eine zuverlässige Abfuhr der Wärmeenergie aus dem Raum zu. Auch bei natürlicher Lüftung und im Hochsommer wird so ein angenehmes Raumklima gewährleistet. Die Deckenkühlung arbeitet dadurch sehr zuverlässig und führt die Raumwärme ab.
Mit bereits vielfältig ausgestatteten Projekten in unterschiedlichsten Nutzungsszenarien bietet interpanel die Möglichkeit natürliche Fensterlüftung und eine hocheffiziente Heizung und Kühlung über Kühlsegel zu realisieren.
Heiz-, Kühlleistungen in der Planung und Praxis
Heiz- und Kühldecken werden durch unabhängige Prüfinstitute einer Normprüfung unterzogen.
Dadurch lässt sich die Heizleistung und Kühlleistung der unterschiedlichsten Deckenkühlung und Deckenheizung auf Basis der Ergebnisse in einer Prüfklimakammer unter stationären Bedingungen vergleichen.
Für die Kühlleistungsprüfung gilt die DIN EN 14240:2004-04.
Für die Heizleistungsprüfung die DIN EN 14037-1:2016-12.
Allerdings ist der Einzelwert der Norm-Prüfleistung oft nicht zur Detailplanung, Planung der Anlagentechnik und des raumklimatischen Komforts geeignet.
Für den Verwender und Planer ist daher zu beachten, dass die Leistungsprüfung nicht zwangsläufig für die Planung herangezogen werden kann.
In der Praxis kommt es dann häufig zur Unter- oder Überdimensionierungen der Systeme.
Beispielhaft sind für den Kühlfall in Kombination mit möglicher Fensterlüftung und Taupunktsensoren die realen Betriebsbedingungen im Sommer anzusetzen. Mit Abbildung der Regelung. Falls dies bei taupunktabhängigen Kühldecken unberücksichtigt bleibt, kann es über viele Stunden zu einem Abschalten der Kühlung und Überhitzung der Räume kommen.
Die bei taupunktABhängigen Kühldeckensystemen erhöht sich die Vorlauftemperatur, insbesondere bei Verwendung von ausschließlicher natürlicher Lüftung, bzw. mechanischer Belüftung. Folglich ist im Sommer mit wesentlich niedrigeren Leistungen, als in der Normprüfung ermittelt zu rechnen.
Die normativ festgelegte Temperaturdifferenz zur Ermittlung der Kühlleistung von 8 K bei 26 °C Raumtemperatur lässt sich mit 2 K Sicherheitsabstand nur bis zu einer relativen Luftfeuchte von ca. 48 %, bzw. einer Taupunkttemperatur von 14 °C einhalten.
Bei höheren Taupunkttemperaturen sollte die Vorlauftemperatur erhöht werden.
Beispielhaft ist die minimal empfohlene Vorlauftemperatur bei einer gewünschten Raumtemperatur von 25 °C und einer relativen Luftfeuchte im Raum von 65 % bei 20, 5 °C.
Die mittlere Wassertemperatur im Kühldeckensystem beträgt mit einer Temperaturspreizung von 4 K dann nur noch:
20,5 °C + 4K/2 = 22,5 °C mittlere Kühldeckentemperatur
25 °C -22,5 °C = 2,5 K Temperaturdifferenz
Die maximal wirksame Temperaturdifferenz beträgt aufgrund der Taupunktabhängigkeit dann nur noch 2,5 K, statt 8 K.
In der Praxis kann dies durch:
- eine aufwendige zusätzliche Vollklimatisierung der Räume
- oder taupunktunabhängige Kühlsegel, wahlweise mit oder ohne mechanische Lüftung, effektiv vermieden werden.
Eine detaillierte raumklimatische und instationäre Simulation sollte in jedem Fall, zumindest jedoch für maßgebende Teilbereiche erfolgen.
Was kostet eine Heiz-, Kühldecke?
Aufgrund unterschiedlichster projektspezifischer Parameter lässt sich dies nur schwer beantworten. Gerade im gewerblichen Bereich gibt es zahlreiche besondere Anforderungen, welche einen maßgeblichen Einfluss auf die Investition haben können. Eine Deckenkühlung ist eine Investition, die nicht nur Energie spart, sondern auch sich auf den Komfort und Produktivität positiv auswirkt.
Wenn Sie die Sanierung Ihres gewerblichen Objektes, oder Verwaltungs- und Bürogebäudes planen, steht Ihnen interpanel als Systemanbieter und Hersteller gern zur Verfügung.
Wir arbeiten mit Ihnen und Ihrer Fachplanung ein detailliertes Konzept im Rahmen einer Empfehlung aus. Ihr Projekt wird vorab im Detail durchgesprochen und eine passende Lösung erarbeitet. Fragen Sie uns gern direkt für Ihr gewerbliches Projekt an.
Was ist besser, Fußbodenheizung oder Deckenheizung?
Eine Fußbodenheizung kann einen Konvektionsanteil von bis zu 50 % haben. Dadurch wird der auf dem Boden befindliche Staub in der Raumluft verteilt. Gerade bei einem erhöhten Heizbedarf kann die negativen Auswirkungen für empfindliche Personen haben. Weiterhin bestehen bei höheren Temperaturen gesundheitliche Bedenken für die Venen und Füße. Daher sollte bei der Fußbodenheizung darauf geachtet werden, dass die Oberflächentemperaturen bei ca. 24 °C liegt.
Mit einer Fußbodenheizung ist eine wirksame Kühlung in der Regel nicht möglich. Weitere Aspekte, um die Systeme miteinander zu vergleichen, haben wir in folgendem Artikel für Sie zusammengestellt.
Welche Innovationen gibt es im Bereiche Heiz-Kühldecken als Lösung für bestehende und neue Gewerbeimmobilien
Heiz-, Kühldeckensysteme sind schon seit einigen Jahrzehnten auf dem Markt. Primär wird versucht, die Kühlleistung bzw. Heizleistung pro Fläche zu steigern, um so effektivere Systeme zu erhalten. Als Herausforderung im Markt hat sich neben der Leistungskomponente auch die Installation und Planung gezeigt.
Das modulare und installationsfertige interpanel System schafft durch die Integration der wesentlichen raumklimatischen Anforderungen, Licht, Akustik, Heizen und Kühlen in einer neuen Leistungsbandbreite und hochwertigen Optik eine Brücke zwischen den Beteiligten am Bau.
Im Unterschied zu allen Heiz-, Kühldecken im Markt zeichnet sich das interpanel-System unter anderem durch folgende Alleinstellungsmerkmale aus:
- Integrierte Funktionen (Licht, Akustik, Heizen, Kühlen) in einer geschlossenen Fläche
- HCL-LED-Licht als tageslichtnahe Arbeitsplatzbeleuchtung auf großer Fläche
- Stille Kühlung, unabhängig von der Taupunkttemperatur der Raumluft
- Heizung, mit besonders hohem Wärmestrahlungsanteil
- hohe akustische Absorption mit aw=0,85
- Effiziente Niedertemperaturkühlung mit bis zu 6 °C Vorlauftemperatur
- Komplett vorgefertigt geliefert für schnelle, einfache Installation und Planung
- Kombination mit Fensterlüftung im Sommer problemlos möglich
- Getrennt vom Baukörper als hochflexibler Einbau für Mietobjekte und Umnutzung
- Einfache und sichere Planung mit unabhängig geprüften technischen Daten
- Nachträglich farblich individualisierbar
- Jederzeit modular erweiterbar
- Aktiv gekühlte LEDs mit höchster Lebensdauer und Farbwiedergabe
- Einbindung von weiteren Kälteverbrauchern möglich, z.B. zur Luftentfeuchtung
Neben diesen Aspekten gibt es zahlreiche weitere Unterschiede und Vorteile. Nutzen Sie dazu gern das Anfrageformular, oder informieren Sie sich in unserem Downloadbereich.
Zusammenfassung
Eine innovative Deckenkühlung und Deckenheizung sorgt das ganze Jahr über für ein angenehmes Raumklima. Mit der großflächigen Abgabe oder Aufnahme von Wärmestrahlung sorgen Heiz-, Kühldecken und thermisch aktive Deckensegel im Sommer und Winter für gleichmäßige Temperaturen, die dem Wohlbefinden zutragen.
Störende Effekte wie Luftzirkulation, trockene Luft oder verkeimte Kühlregister, in denen sich Staub und Tauwasser vereinen, sind mit der interpanel Deckenkühlung ausgeschlossen. Durch die effektive Nutzung von regenerativen Energien werden zusätzlich Investitions- und Betriebskosten eingespart.
Für eine freie Raumgestaltung und die Verwendung von hochleistungsfähigen Heiz-, Kühlsegeln von interpanel werden zusätzliche Heizkörper und eine Luftkühlung überflüssig. Das Heizen/Kühlen des gesamten Raumes erfolgt durch die Wärmestrahlung gleichmäßig und still über die Deckenkühlung und Deckenheizung.
Die Einbindung von Sprinklern, Rauchmeldern, Einbauten, hoch absorbierender Akustik und hochwertiger LED-Arbeitsplatzbeleuchtung in Tageslichtqualität ist problemlos möglich. interpanel ist die Raumklimalösung für Ihre neue und bestehende Gewerbeimmobilie.
Nutzen Sie überdies die Möglichkeiten der attraktiven staatlichen Förderung für die Sanierung im Bestand.
