Technologie
Wärmestrahlung, Heizen und Kühlen ohne Luftbewegung.
Deckenheizung und Deckenkühlung arbeiten über Infrarotstrahlung. Keine Zugluft und dadurch weniger Aufwirbelung von Staub und Partikeln. Das physikalische Grundprinzip des interpanel Systems.
Funktionsweise
Wärmeaustausch über Infrarotstrahlung.
Thermisch aktivierte Deckenflächen geben Wärmestrahlung ab (Heizfall) oder nehmen sie auf (Kühlfall). Wärmestrahlung ist elektromagnetische Strahlung im Infrarotbereich, Wellenlängen zwischen 1 und 50 Mikrometer.
Das entscheidende physikalische Merkmal: Luft ist für Wärmestrahlung nahezu transparent. Die Strahlung erwärmt nicht die Raumluft, sondern die Raumoberflächen, Wände, Böden, Möbel, Personen. Der Wärmeaustausch geschieht permanent, in Lichtgeschwindigkeit, von warm nach kalt.
Bis zu 60 Prozent der menschlichen Wärmeabgabe geschieht über Strahlung (ASHRAE Handbook of Fundamentals). Kühlung und Heizung über Wärmestrahlung nutzen damit den körpereigenen Weg der Wärmeregulation.
Heizfall
Die erwärmte Decke strahlt auf Raumflächen und Personen. Die Wärme verteilt sich gleichmäßig, lautlos, ohne Luftbewegung. Keine Temperaturschichtung, kein Warmluftpolster unter der Decke.
Kühlfall
Die gekühlte Decke absorbiert Wärme von Personen und Raumflächen. Wärme wird über den Wasserkreislauf abtransportiert. Der Raum kühlt ab, ohne dass ein Luftstrom spürbar ist.
Vergleich
Strahlung und Konvektion, zwei Wege der Wärmeübertragung.
Konventionelle Systeme wie Klimaanlagen, Gebläse-Konvektoren und Konvektionsheizkörper arbeiten über Konvektion: Sie erwärmen oder kühlen die Raumluft direkt. Die Luft wird bewegt, umgewälzt, durch Filter gepresst.
Strahlungssysteme wie Deckenheizungen und Deckenkühlungen arbeiten über Wärmestrahlung: Sie erwärmen oder kühlen die Raumoberflächen. Die Luft bleibt weitgehend unbewegt.
| Eigenschaft | Konvektive Systeme | Strahlungssysteme |
| Wärmeübertragung | Über Luft | Über Infrarotstrahlung |
| Luftbewegung | Ja, systembedingt | Nein |
| Staubverwirbelung | Ja | Nein |
| Zugluftrisiko | Hoch | Keines |
| Lufttrocknung im Winter | Ja | Nein |
| Keimrisiko | In Kühlregistern und Filtern | Entfällt, keine luftführenden Komponenten |
| Temperaturschichtung | Ja, im Heizfall | Gleichmäßige Oberflächentemperaturen |
| Wartung luftführender Teile | Regelmäßig | Entfällt |
Im Kühlfall gilt zusätzlich: Konvektive Systeme erfordern geschlossene Fenster. Das interpanel System arbeitet auch bei offenen Fenstern, die Kühlung geschieht über Strahlung, nicht über konditionierte Luft.
Physikalische Einordnung: Über Strahlungsaustausch kann eine Deckenfläche bei 8 Kelvin Temperaturdifferenz zu den Raumoberflächen höchstens rund 45 W/m² aufnehmen (Stefan-Boltzmann-Gesetz). Nennwerte deutlich darüber entstehen bei gleicher Differenz über Konvektionsanteile, also bewegte Luft, oder über die Bezugsfläche, etwa bei beidseitig aktiven Segeln. interpanel erreicht hohe Leistung überwiegend über Strahlungsabsorption, weil die MARC-Membran eine größere Temperaturdifferenz erlaubt, ohne dass Kondensat entsteht.
Bauart
Offene und geschlossene Kühldecken.
Kühldecken lassen sich nach Bauart in offene und geschlossene Systeme unterscheiden. Die Bauart bestimmt den Anteil von Strahlung und Konvektion an der Kühlleistung, und damit Hygiene, Wartungsaufwand und Komfort.
Offene Systeme
Lamellenkonstruktionen, Kühlbalken, perforierte Kühlsegel
- Höherer Konvektionsanteil durch Luftdurchströmung
- Staubansammlung auf Lamellen und in Zwischenräumen
- Regelmäßiger Reinigungsbedarf
- Zugluftrisiko durch induzierte Luftströmung
Geschlossene Systeme
Geschlossene Kühlsegel, Kapillarrohrmatten
- Höherer Strahlungsanteil, bis zu 70 Prozent der Kühlleistung über Strahlung
- Glatte, geschlossene Oberfläche, hygienisch, staubfrei
- Keine geplante Wartung über die Lebensdauer im Bereich der Deckenfläche
- Kein Zugluftrisiko
interpanel ist ein geschlossenes System. Die MARC-Membran (Membrane Assisted Radiant Cooling) schließt die Kühlfläche vollständig ab. Die Membran verhindert Taupunktbildung auf der Kühlfläche und ermöglicht Vorlauftemperaturen von 8 bis 12 °C, deutlich unter dem Taupunkt.
Hydraulik
Wärmequellen und hydraulische Einbindung.
Kühlung und Heizung über Wärmestrahlung arbeiten mit Wasser als Medium. Die Vorlauftemperaturen liegen im Arbeitsbereich von Wärmepumpen:
Kühlung
Vorlauftemperatur typisch 8 bis 12 °C
Heizung
Vorlauftemperatur typisch 28 bis 40 °C
Diese Temperaturniveaus liegen im optimalen Arbeitsbereich von Luft-Wasser-Wärmepumpen und Wasser-Wasser-Wärmepumpen mit Erdsonden. Auch Solarthermie und andere Wärmequellen lassen sich einbinden.
Ein hydraulischer Kreislauf für Heizen und Kühlen, kein Systemwechsel, kein zweites Verteilsystem. Das Medium ist reines Wasser, ohne Zusätze.
Die Kombination mit PV-Systemen und thermischen Speichern ist möglich. Überschüssiger PV-Strom treibt die Wärmepumpe an, der thermische Speicher puffert Kälte oder Wärme für Spitzenlasten.
Komfort
Thermischer Komfort nach DIN EN ISO 7730 und ASHRAE 55.
Strahlungssysteme erreichen sehr gute Komfortwerte nach DIN EN ISO 7730 und ASHRAE 55. Die Gründe sind physikalisch bedingt:
Gleichmäßige Oberflächentemperaturen
Wände und Böden werden über Strahlung gleichmäßig temperiert. Kalte Oberflächen im Winter und überhitzte Flächen im Sommer entfallen. Die operative Raumtemperatur verteilt sich gleichmäßig im Raum.
Niedrigste Luftgeschwindigkeiten
Ohne mechanische Luftbewegung bleiben die Luftgeschwindigkeiten im Raum auf natürlichem Niveau. Zugluft, die häufigste Komfortbeschwerde in Bürogebäuden, entfällt.
Keine Staubverwirbelung
Konvektionssysteme setzen Staub, Pollen und Partikel in Bewegung. Strahlungssysteme lassen die Luft ruhen. Das ist besonders vorteilhaft gegenüber Fußbodenheizungen, die durch aufsteigende Warmluft Staub vom Boden verwirbeln.
Keine Lufttrocknung im Winter
Konvektionsheizkörper erwärmen Luft direkt und senken die relative Feuchte. Strahlungsheizungen erwärmen Oberflächen, die Raumluft bleibt in ihrem natürlichen Feuchtezustand.
Unterlagen
Planungsunterlagen und Beratung.
- PDF Systembroschüre
- PDF Technische Dokumentation Hydraulik
Nächster Schritt.
Das Strahlungsprinzip bildet die Grundlage des interpanel Systems. Die MARC-Membrantechnologie macht es taupunktunabhängig und liefert im Kühlfall eine höhere flächenspezifische Nennleistung als klassische passive Kühldecken (nach DIN EN 14240).