DE20312885U1

DE20312885U1 - Anordnung zur Temperierung einer Halle

Info

Publication number: DE20312885U1
Application number: DE20312885U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Meier Gert Dr De
Priority date: 2003-08-20
Filing date: 2003-08-20
Publication date: 2004-12-23
Anticipated expiration: 2013-08-21

Abstract

Anordnung zur Verbesserung der Raumtemperierung einer Halle, mit einer im wesentlichen ebenen flüssigkeitsführenden Verkleidung (4) aus einem Werkstoff mit guter Wärmeleitfähigkeit, die mit Abstand unterhalb einer Hallendecke (3) angeordnet ist und die mit einem Gefälle verläuft und mit wenigstens einer Zufuhreinrichtung (6) für eine Kühlflüssigkeit in dem durch das Gefälle definierten Scheitelbereich (5) der Verkleidung (4) und mit wenigstens einer Sammeleinrichtung (8) für die aufgewärmte Flüssigkeit in dem durch das Gefälle definierte unteren Bereich der Verkleidung (4).

Description

Bei Hallenbauten, wie sie für Industrie und Gewerbe verwendet werden, beispielsweise für die Fertigung, die Lagerung und/oder den Verkauf von Produkten, aber auch für, Sporthallen oder dergl. besteht das Problem, daß in der heißen Jahreszeit mit einer Sonneneinstrahlung von mehreren Tagen bis hin zu mehreren Wochen, sich die Dachhaut aufheizt und die Wärme durch die unterseitige Isolierung gegen Wärmeverluste "durchsickert" und so auch die nach innen weisende Fläche der Hallendecke aufgeheizt wird und die Wärme in den Halleninnenraum abstrahlt. Es ist zwar möglich, durch entsprechende Gebläse in Kombination mit Kühlaggregaten die Hallenluft zu kühlen. Ein Nachteil besteht hierbei jedoch darin, daß gerade bei sehr hohen Außentemperaturen von beispielsweise 30°C und mehr je nach Hallengröße sehr große Luftmengen durch den Hallenraum geführt werden müssen, die zum einen gekühlt werden müssen und die zum anderen unangenehme Zugerscheinungen auslösen können, wobei eine möglichst gleichmäßige Kühlung zumindest Temperierung des Halleninnenraums nicht zu erreichen ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Verbesserung der Raumtemperierung in einer Halle zu schaffen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit einer flüssigkeitsführenden Verkleidung aus einem Werkstoff mit guter Wärmeleitfähigkeit, die mit Abstand unterhalb der Hallendecke angeordnet ist und mit einem Gefälle verläuft und die wenigstens mit einer Zufuhreinrichtung für eine Kühlflüssigkeit in dem durch das Gefälle definierten Scheitelbereich der Verkleidung und mit wenigstens einer Sammeleinrichtung für die aufgewärmte Flüssigkeit in dem durch das Gefälle definierten unteren Bereich der Verkleidung verbunden ist. Die Oberfläche der flüssigkeitsführenden Verkleidung dient hierbei als Wär meübertragungsfläche, so daß sowohl die von der Hallendecke eingestrahlte Wärme, aber auch Wärme aus dem Halleninnenraum aufgenommen und an die über die Verkleidung geführte Flüssigkeit abgegeben und damit abgezogen werden kann. Durch diese Maßnahme kann der Halleninnenraum gegenüber der Hallendecke gegen das Eindringen von Wärme über die Dachhaut abgeschirmt werden. Damit ist es dann auch noch zusätzlich möglich, über eine in der Regel ohnehin vorhandene Hallenlüftung in nur noch geringerem Maße, d. h. in geringerer Menge und vor allem mit geringerer Strömungsgeschwindigkeit Luft zu zirkulieren. Als Flüssigkeit wird hierbei vorzugsweise Wasser verwendet.
Die Verkleidung besteht hierbei zweckmäßigerweise aus einem Werkstoff mit guter Wärmeleitfähigkeit, beispielsweise aus einem Metall, vorzugsweise einem korrosionsbeständigen Metall, wie beispielsweise Aluminium.
Während es in einer ersten Ausgestaltung grundsätzlich möglich ist, die Verkleidung als geschlossenes System auszubilden, d. h. die Kühlflüssigkeit durch ein in die Verkleidung integriertes geschlossenes Kanalsystem zu führen, dessen Außenflächen die Wärmeübertragungsfläche bildet und ggf. mit Vorsprüngen oder dergl. versehen ist, die die Wärmeübertragungsfläche vergrößern, ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die Verkleidung aus miteinander verbundenen Plattenelementen gebildet wird und daß die Zufuhreinrichtung für die Kühlflüssigkeit im Scheitelbereich oberhalb der Verkleidung angeordnet ist und mit Düsen versehen ist, die auf die der Hallendecke zugekehrte Oberfläche gerichtet sind. Damit ist es möglich, in einfacher Weise eine leichtbauende, geschlossene kühlende Verkleidung der Hallendecke zu konzipieren, die auf ihrer der Hallendecke zugekehrten Oberfläche mit dem Kühlwasser berieselt wird und so über eine große Fläche eine effektive Abfuhr der von der Hallendecke eingestrahlte Wärme erfolgen kann. Die Plattenelemente können einzeln mittels einfacher Befestigungselemente an der Hallendecke, beispielsweise nach Art einer abgehängten Decke befestigt werden oder in Rahmenbauweise selbsttragend, je nach Statik des Hallendaches, angeordnet werden.
Um eine gezielte Führung des Kühlwassers über die Oberfläche der Verkleidung zu bewirken, ist in Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die Verkleidung im wesentlichen aus Plattenelementen gebildet wird, die zumindest auf ihrer der Hallendecke zugekehrten Seite eine Wellenstruktur aufweisen, die so ausgerichtet ist, daß in Richtung des Gefälles gesehen sich vom Scheitelbereich zum unteren Bereich erstreckende, nebeneinander verlaufende Rinnen vorhanden sind. Eine derartige Verkleidung ist in einfachster Weise aus sogenanntem Wellblech oder Trapezblech herzustellen, das bei entsprechender Verbindung der Einzelelemente untereinander selbsttragende Eigenschaften aufweist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß praktisch keine besondere Abdichtung zwischen den einzelnen aneinander grenzenden Einzelelementen notwendig ist, da durch eine dachziegelartige Überlappung sowohl in Gefällerichtung als auch in Fließrichtung am unteren Bereich ein Flüssigkeitsdurchtritt vermieden wird.
In vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgesehen, daß zumindest einem Teil der Rinnen jeweils eine Düse zugeordnet ist. Hierdurch wird bewirkt, daß das Kühlwasser gezielt in eine Rinne gegeben wird und somit ein definierter Abfluß des Kühlwassers über die Verkleidung erfolgt. Die Anordnung kann hierbei so getroffen sein, daß jeder Rinne der Wellenstruktur eine Düse zugeordnet ist oder aber, daß nur ein Teil der Rinnen mit Kühlwasser beaufschlagt wird. Insbesondere in den Bereichen, in denen die Verkleidung für Oberlichter oder dergl. unterbrochen ist, werden keine Düsen angeordnet, so daß hier aufwendige Abdichtungsmaßnahmen nicht erforderlich sind.
In diesem Zusammenhang ist es auch möglich, eine gewisse "Regelbarkeit" zu bewirken, wenn jeweils zwei oder mehr Zufuhrleitungen für die mit Kühlwasser zu beaufschlagende Verkleidungsseite vorgesehen sind, deren Düsen unterschiedlichen Rinnen zugeordnet sind. Damit ist es möglich, nicht nur über eine Regulierung des Flüssigkeitsstromes, sondern auch wahlweise über die Zahl der beaufschlagten Rinnen die Wärmeabfuhr zu beeinflussen.
Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung sind den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand von Zeichnungen zu entnehmen. Die schematischen Zeichnungen zeigen in
1 einen Querschnitt durch eine Halle,
2 einen vergrößerten schematischen Teillängsschnitt gem. der Linie II–II in 1.
1 zeigt sehr schematisch einen Querschnitt durch eine Halle mit Seitenwänden 1 und einem Dach 2, das bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Satteldach ausgeführt ist. Die Form des Daches ist hierbei jedoch ohne Bedeutung, so daß anstelle eines Satteldaches auch ein Pultdach mit entsprechender Neigung eingesetzt werden kann.
Das Dach 2 ist in üblicher Weise mit einer Dachaußenhaut 2.1 versehen, die auf ihrer Unterseite mit einer die Hallendecke 3 bildenden wärmeisolierenden Abdeckung 3.1 versehen ist.
Bei langandauernder Sonneneinstrahlung heizt sich die vielfach aus Metall, beispielsweise Trapezblechen, hergestellte Dachaußenhaut 2.1 auf, wobei durchaus Temperaturen von über 50°C erreicht werden. Hierdurch wird bei länger andauernder Sonneneinstrahlung auch die Wärmeisolierung 3.1 der Hallendecke 3 aufgeheizt, so daß letztlich von der Hallendecke 3 durch Strahlung Wärme in den Halleninnenraum eingetragen wird.
Um den Halleninnenraum gegenüber dieser Wärmeeinstrahlung abzuschirmen, ist eine Verkleidung 4 vorgesehen, die mit Abstand unterhalb der Hallendecke 3 und mit einem Gefälle verläuft. Die Verkleidung ist aus einem Werkstoff mit guter Wärmeleitfähigkeit hergestellt. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind unter beiden, durch den Dachfirst begrenzten Dachflächen jeweils eine Verkleidung 4 angeordnet, die sich über die Länge des abzuschirmenden Halleninnenraums erstreckt. Die Verkleidungen 4 sind jeweils über Befestigungselemente 4.1 von der Hallendecke bzw. von der Dachkonstruktion mit Abstand zur Hallendecke 3 abgehängt.
In dem durch das Gefälle definierten Scheitelbereich 5 für jede Verkleidung 4 ist eine Zufuhreinrichtung 6 für eine Kühlflüssigkeit angeordnet und in dem durch das Gefälle definierten unteren Bereich 7 entsprechend eine Sammeleinrichtung 8 für die aufgewärmte Flüssigkeit angeordnet.
Die Zufuhreinrichtung 6 besteht im wesentlichen aus wenigstens einer Rohrleitung 9, die über eine Pumpe 10 aus einer Wasserversorgung 11 gespeist wird.
Die Rohrleitung 9 ist in Hallenlängsrichtung gesehen, in Abständen mit Düsen 12 versehen, die gegen die der Hallendecke 3 zugekehrte Oberfläche der Verkleidung 4 gerichtet sind, so daß auf diese Oberfläche der Verkleidung 4 Kühlflüssigkeit, insbesondere Wasser, aufgebracht werden kann, das entsprechend dem Gefälle jeweils über die Verkleidung zu der beispielsweise rinnenförmig ausgebildeten Sammelrichtung abläuft. Aus der Sammeleinrichtung 8 wird die Flüssigkeit in die Flüssigkeitsversorgung 11 zurückgeführt.
In 2 ist die Anordnung gem. 1 in einem vergrößerten schematischen Teilschnitt entsprechend dem Schnitt II–II in 1 dargestellt.
Wie die Schnittdarstellung erkennen läßt, ist bei dieser Ausführungsform die Verkleidung 4 im wesentlichen aus Plattenelementen mit einer Wellenstruktur, beispielsweise aus Trapez- oder Wellblech gebildet. Die Wellenstruktur ist so ausgerichtet, daß in Gefällerichtung sich vom Scheitelbereich 5 bis zur Sammeleinrichtung 8 erstreckende, nebeneinander verlaufende Rinnen 13 vorhanden sind. Die Düsen 12 an der Rohrleitung 9 sind hierbei jeweils so angeordnet, daß sie in die Rinnen 13 gerichtet sind, so daß die Kühlflüssigkeit vom Scheitelbereich 5 durch die Rinnen 13 bis in die beispielsweise als Rinne ausgestaltete Sammeleinrichtung 8 ablaufen kann.
Die Kühlflüssigkeit wird zweckmäßigerweise im Kreislauf geführt, so daß aus der Kühlflüssigkeitsversorgung 11 mittels der Pumpe 10 die Flüssigkeit über die Rohrleitung 9 den Düsen 12 zugeführt wird. Aus der Sammeleinrichtung 8 wird die aufgeheizte Kühlflüssigkeit durch Schwerkraft oder mittels einer Pumpe 14 in die Kühlflüssigkeitsversorgung 11 zurückgeführt.
Da es sich um ein offenes System handelt, das aus der Hallenatmosphäre Staub, Gase etc. aufnimmt, ist die Kühlflüssigkeitsversorgung 11 zugleich als Aufbereitungseinrichtung ausgebildet, in der das zurücklaufende aufgeheizte und damit verbrauchte Kühlwasser gefiltert, entgast und ggf. auch entsäuert wird, um die Korrosivität des Kühlwassers in bezug auf das Material der Verkleidung 4 zu reduzieren.
Zweckmäßig ist es, wenn die Kühlflüssigkeitsversorgung 11 auch mit einer Rückkühleinrichtung versehen ist. Der Flüssigkeitsverlust durch Verdunstung muß durch Nachfüllen ausgeglichen werden. Der Kühlflüssigkeit können auch Aromastoffe dosiert zugegeben werden, beispielsweise in der Kühlflüssigkeitsversorgung. Derartige Füllvorgänge sind durch den Pfeil 11.1 angedeutet.
In 2 ist ebenfalls zu erkennen, daß derartige, als Trapez oder Wellblech ausgebildete Verkleidungselemente praktisch ohne Dichtung durch einfaches Überlappen miteinander dicht verbunden werden können, d. h. ein Durchtritt der Kühlflüssigkeit im Stoßbereich vermieden werden kann.
Der in 2 dargestellte Teilquerschnitt zeigt eine Anordnung, bei der jeweils eine zusätzliche Auffangrinne 15, entlang der dem Hallenraum zugekehrten Unterseite einer Rinne 13 angeordnet ist. Durch diese Auffangrinne 15 wird von der Unterseite abtropfende Kondensflüssigkeit aufgefangen und in die Sammeleinrichtung 8 abgeleitet.
Bei der dargestellten Ausführungsform verbleiben jeweils im Scheitelbereich 5 zwischen den Verkleidungen 4 und der Hallendecke 3 Luftschlitze 16. Über nur schematisch angedeutete Lüfter 17 kann aus dem Zwischenraum zwischen Hallendecke 3 und Verkleidung 4 heraus, oder in den Zwischenraum hinein Luft geführt werden, so daß die Wärmeabfuhr und damit die Kühlung verstärkt wird.
Eine Grundlast für die Wärmeabfuhr kann durch das Gefälle der Verkleidung in Verbindung mit einem vorgegebenen Volumenstrom für die Kühlflüssigkeit vorgegeben werden. Für die Festlegung des Gefälles und des Volumenstroms ist auch die tatsächliche Fließlänge in Gefällerichtung von Bedeutung, um sicherzustellen, daß auch im Bereich der Sammeleinrichtung 8 noch eine Wärmeabfuhr erfolgt. Das bedeutet, daß bei großer Fließlänge ein etwas größeres Gefälle und ein etwas größerer Volumenstrom vorgegeben werden sollte.
Eine weitere Einflußnahme ist über eine Einregulierung der Zulauftemperatur der Kühlflüssigkeit zur Zufuhreinrichtung 6 gegeben. Da es in erster Linie darauf ankommt, die Wärmeeinstrahlung von der Hallendecke 3 in den Halleninnenraum zu unterbinden, kann die Zulauftemperatur so einreguliert werden, daß sich kein Kondensatniederschlag an der dem Halleninnen raum zugekehrten Fläche der Verkleidung erfolgt, gleichwohl über eine Regulierung des Volumenstroms eine ausreichende Wärmeabfuhr gewährleistet ist.

Claims

Anordnung zur Verbesserung der Raumtemperierung einer Halle, mit einer im wesentlichen ebenen flüssigkeitsführenden Verkleidung (4) aus einem Werkstoff mit guter Wärmeleitfähigkeit, die mit Abstand unterhalb einer Hallendecke (3) angeordnet ist und die mit einem Gefälle verläuft und mit wenigstens einer Zufuhreinrichtung (6) für eine Kühlflüssigkeit in dem durch das Gefälle definierten Scheitelbereich (5) der Verkleidung (4) und mit wenigstens einer Sammeleinrichtung (8) für die aufgewärmte Flüssigkeit in dem durch das Gefälle definierte unteren Bereich der Verkleidung (4).
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verkleidung (4) als geschlossenes System ausgebildet ist und ein in die Verkleidung integriertes Kanalsystem aufweist, das mit der Zufuhreinrichtung und der Sammeleinrichtung in Verbindung steht und bei dem zumindest die dem Halleninnenraum zugekehrte Außenfläche eine Wärmeübertragungsfläche bildet.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verkleidung (4) aus miteinander verbundenen Plattenelementen gebildet wird und daß die Zufuhreinrichtung (6) für die Kühlflüssigkeit im Scheitelbereich (5) oberhalb der Verkleidung (4) angeordnet ist und mit Düsen (12) versehen ist, die auf die der Hallendecke (3) zugekehrte Oberfläche der Verkleidung (4) gerichtet sind.
Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verkleidung (4) im wesentlichen aus Einzelelementen gebildet wird, die zumindest auf der der Hallendecke (3) zugekehrten Oberseite eine Wellenstruktur aufweisen, die so ausgerichtet ist, daß in Richtung des Gefälles sich vom Scheitelbereich zum unteren Bereich erstreckende, nebeneinander verlaufende Rinnen (13) vorhanden sind.
Anordnung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einem Teil der Rinnen (13) jeweils eine Düse (12) zugeordnet ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Scheitelbereich (5) sich über die Hallenerstreckung verlaufende Luftschlitze (16) vorhanden sind.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Scheitelbereich mit Abstand zueinander Lüfter (17) angeordnet sind, die über die Luftschlitze (16) mit dem Zwischenraum zwischen Verkleidung (4) und Hallendecke (3) in Verbindung stehen.
Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an der Verkleidung (4) jeweils entlang der dem Hallenraum zugekehrten Unterseite einer Rinne (13) zumindest im scheitelnahen Bereich eine Auffangrinne (15) für Kondensflüssigkeit angeordnet ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhreinrichtung (6) und die Sammeleinrichtung (8) über eine Kühlflüssigkeitsversorgung (11) miteinander in Verbindung stehen.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlflüssigkeitsversorgung (11) wenigstens eine Aufbereitungsstufe für die zurückgeführte, aufgewärmte Kühlflüssigkeit aufweist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlflüssigkeitsversorgung (11) mit Regeleinrichtungen zur Beeinflussung des der Zufuhreinrichtung (6) zugeführten Volumenstroms der Kühlflüssigkeit und/oder der Zulauftemperatur der Kühlflüssigkeit versehen ist.