Funktionsbeschreibung von Flächenheiz- & Flächenkühlsystemen mit Clina Kapillarrohrmatten

Clina Kapillarrohrmatten werden direkt unter der Oberfläche einer oder mehrerer Raumumschließungsflächen – dies können die Decke, die Wand oder der Boden sein – installiert. Zum Heizen bzw. Kühlen von Räumen strömt warmes bzw. kaltes Wasser durch die sehr schlanken Kapillarrohre mit einem Außendurchmesser von 3,4 oder 4,3 mm. Die mit Clina Kapillarrohrmatten ausgestatteten Raumflächen werden dabei gleichmäßig temperiert und sorgen für ein schnelles Abführen der Kühllasten bzw. Zuführen der Wärme zum großen Teil über Strahlung und teilweise über Konvektion. Aufgrund der großen Austauschflächen können auch bei geringen Temperaturdifferenzen zwischen den aktiven Raumoberflächen und der Raumluft große Energiemengen zugfrei und geräuschlos übertragen werden. 

 

Kühle Räume mit Clina Kapillarrohrmatten

Zum KÜHLEN werden Clina Kapillarrohrmatten vorzugsweise in oder an der Decke installiert; die Oberflächentemperatur der Decke beträgt dabei in Abhängigkeit von der Vorlauftemperatur ca. 19 °C bei lediglich 2 bis 3 K Spreizung zwischen Vorlauf und Rücklauf (Temp.VL = i. d. R. 16 °C; Temp.RL = 18 °C oder 19 °C). Je nach Art der Decke bzw. der Einbausituation können dabei Kühlleistungen von bis zu 100 W/m²  (ΔT=10 K) für geschlossene Kühlstrahldecken erreicht werden.

Um die bei allen Flächenkühlsystemen vorhandene Gefahr der Taupunktunterschreitung und die damit verbundene Kondensatbildung sicher ausschließen zu können, wird jede Regelzone mit einem oder mehreren Taupunktfühlern versehen. Zum Schutz der Kühlfläche vor Kondensation wird die Durchströmung der Kapillarrohrmatten bei Taupunktgefahr durch Schließen des Stellventils unterbunden. Dem Abschalten der einzelnen Zonen kann durch Einsatz einer enthalpiegeführten VL-Temperaturregelung entgegengewirkt werden.

In großen, intensiv genutzten Gebäuden, insbesondere Bürogebäuden, werden Kühldecken häufig mit einer unterstützenden Lüftungs- und Klimaanlage kombiniert, so dass in der Praxis eine Taupunktunterschreitung sehr selten auftritt. Diese ist meist notwendig, um alle Nutzer sicher mit der vorgeschriebenen erforderlichen Frischluft zu versorgen und die entstehenden stofflichen Lasten abzuführen. Über die Klimaanlage wird hier auch die relative Feuchte gesteuert und im für die Nutzer behaglichen und taupunktunkritischen Bereich von ca. 50 % relative Feuchte gehalten.

Da die Abführung der Kühllasten bei dieser Anlagenkombination aber über die Kühldecke erfolgt, kann die Luftwechselrate auf das hygienisch notwendige Minimum (ca. 2- bis 3-facher Luftwechsel) reduziert und die Lüftungsanlage erheblich verkleinert werden.

 

Warme Räume mit Clina Kapillarrohrmatten

Zum HEIZEN wird das Clina Kapillarrohrsystem mit 28 °C bis 35 °C warmem Wasser durchströmt. Die Oberflächentemperatur der Decken liegt in diesem Fall bei ca. 27–30 °C. Somit wird selbst beim Heizen Strahlungswärme vom Nutzer an die Decke abgegeben.

Untersuchungen haben gezeigt, dass bis zu einer Leistung von ca. 60–70 W/m², je nach Strahlungsasymmetrie, keine Komforteinbußen beim Heizen über die Raumdecke bestehen. 

Höhere Leistungen können über die Bodenfläche (100 W/m² nach DIN) und die Wandfläche (130 W/m²)  erreicht werden, bei voller Behaglichkeit.

Aufgrund Ihrer wesentlich größeren Oberfläche sind Clina Kapillarrohrmatten erheblich effizienter als konventionelle Systeme. Zur Erreichung der gleichen Heizleistung benötigt das Clina System deutlich niedrigere Vorlauftemperaturen. Damit sind sie das ideale Wärmeabgabesystem für Wärmepumpen, deren Leistungszahl entsprechend steigt. Des Weiteren ermöglichen Clina Kapillarrohrmatten die Realisierung von außerordentlich geringen Aufbauhöhen. Bei Fußböden z.B. ist es möglich, die Clina Kapillarrohrmatten nicht nur im Estrich, sondern auch im Dünnschicht-Verfahren direkt unter dem Bodenbelag aufzubringen. 

Generell sind Clina Heiz- und Kühlsysteme dank der Geometrie und Lage der Kapillarrohre deutlich flinker als konventionelle Systeme.

Decke

Kühldecke & Deckenheizung

Ein bedeutender Anwendungsbereich der Clina Kapillarrohrmatten sind thermisch aktivierte Decken, die oft in großen Büro- und Verwaltungsgebäuden zum Einsatz kommen.

Vor allem im Segment der Kühldecken haben sich Kapillarrohrsysteme seit den ersten Projekten Ende der 80er Jahre europaweit gegenüber konventionellen luftgeführten Klimaanlagen etabliert. Die Gründe dafür sind vielfältig:

  • keine negativen Auswirkungen auf die Gesundheit der Nutzer (frei von Zugluft und geräuschlos) bei wesentlich höherem Komfort (>Strahlungskühlung)

  • deutlich geringerer Energieverbrauch = günstigere Betriebskosten

  • kein Wartungsaufwand erforderlich, trotzdem längere System-Lebensdauer

  • „unsichtbare Technik“ mit drastisch reduziertem Platzbedarf für die Installation

  • umweltverträglich in Herstellung, Betrieb und Entsorgung (recyclebares PP)

Gegenüber Kühlelementen aus in Wärmeleitprofilen eingepressten Kupferrohren unterscheiden sich Kunststoff-Kapillarrohrmatten vor allem dadurch, dass nicht zwingend eine abgehängte Deckenkonstruktion aus Metall oder Gipskarton notwendig ist. Aufgrund des geringen Außendurchmessers der Kapillarrohre und ihrer Flexibilität lassen sich Kapillarrohrmatten auch direkt an der Rohbetondecke einputzen – und dies selbst auf gewölbten Untergründen!

Nutzt man die Decke auch zum Heizen, wird ein konventionelles Heizsystem  ersetzt. Somit kann mit dem Clina Deckensystem nicht nur gekühlt, sondern auch sehr komfortabel und energieeffizient geheizt werden. Die Deckenheizung sorgt aufgrund geringer Vorlauftemperaturen für außerordentliches Wohlbefinden, ähnlich dem Prinzip der Sonnenstrahlung auf der Erdoberfläche.

Gipskartondecken

Putzdecken

Metalldecken

Segel

Wand

Wandheizung & Wandkühlung

Clina Kapillarrohrmatten können in Wände verschiedener Bauarten integriert werden und als Wandheizung und Wandkühlung genutzt werden. Die Matten sind sehr flexibel und können sich an alle räumlichen Gegebenheiten, wie z.B. Schrägen oder Wölbungen, anpassen. Dank der Flexibilität und der sehr geringen Aufbauhöhe eignet sich diese Clina Systemlösung hervorragend für die Gebäudesanierung.

Die Strahlungswärme der Clina Wandheizung wird vom Nutzer besonders angenehm empfunden, denn sie erinnert an die wohlig warmen Sonnenstrahlen. Ein weiterer Pluspunkt ist die Möglichkeit, im Sommer mit der Clina Wandkühlung höchst komfortabel kühlen zu können, ohne Zugluft und geräuschlos. Somit kann die Raumkühlung bei Bedarf auch problemlos nachts eingeschaltet bleiben. Häufig lässt sich die notwendige Kühlenergie durch alternative Systeme – zum Beispiel über Kapillarrohrmatten-Erdkollektoren im Erdreich – nahezu kostenlos aus der Umwelt gewinnen.

Durch die vollständig vom Putz umschlossenen Kapillarrohre ergibt sich eine großflächige Wärmeleitung. Dadurch und durch die oberflächennahe Lage der Kapillarrohrmatten wird bei niedriger Systemtemperatur eine hohe Wärmeleistung bzw. Kühlleistung erzielt. Die niedrigen Systemtemperaturen und die kurzen Aufheizzeiten bzw. Abkühlzeiten sparen Energiekosten und schonen die Umwelt.

Boden

Fußbodenheizung mit kurzer Reaktionszeit

Fußbodenheizungen mit Clina Kapillarrohrmatten können zum Temperieren sämtlicher Gebäude eingesetzt werden. Die wasserführenden Kapillarrohrmatten werden entweder in einen bestehenden Estrich integriert oder direkt auf einem bestehenden Boden als Dünnschicht-Fußbodenheizung verlegt und ermöglichen eine sanfte Temperierung der Fußbodenflächen.

Durch die homogene Wärmeverteilung kann mit einer niedrigen Systemtemperatur gearbeitet werden. Dies beeinflusst das Behaglichkeitsempfinden positiv und verringert den Heizenergieverbrauch, das wiederum spart Geld und schont die Umwelt. Die empfundene Temperatur liegt um ca. 2-3 °C höher als die tatsächliche Raumtemperatur.

Dank der geringen Abstände der Kapillarrohre von 20 mm wird der Fußboden homogen erwärmt. Dadurch und durch die oberflächennahe Lage der Kapillarrohrmatten wird bei niedriger Systemtemperatur eine hohe Wärmeleistung erzielt. Es ergeben sich äußerst kurze Aufheizzeiten. Bereits wenige Minuten nach Einschalten der Heizung ist die Wärme auf dem gesamten Fußboden spürbar. Selbst bei der klassischen Verlegung der Fußbodenheizung im Estrich benötigt das Kapillarrohrsystem im Vergleich zu konventionellen Fußbodenheizungen nur ca. ¼ der Aufheizzeiten.

Raumelemente

Raumelemente mit Kapillarrohrmatten

Der GRAVIMAT ist ein Konvektor zum Heizen, Kühlen und Entfeuchten. Vor allem in den wärmeren Ländern der Welt wird er aufgrund seiner einfachen Bauweise und überzeugenden Funktion sehr geschätzt. Denn selbst bei höchsten Temperaturen mit hoher Luftfeuchtigkeit kühlt er die Raumluft energieeffizient und ohne Einschränkungen zuverlässig auf angenehme Temperaturen hinunter. Die Folgen des Klimawandels lassen die Nachfrage auch in gemäßigteren Zonen steigen.