EP0756138A2 - Flächiges Kühl- und Heizelement - Google Patents

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EP0756138A2
EP0756138A2 EP96110258A EP96110258A EP0756138A2 EP 0756138 A2 EP0756138 A2 EP 0756138A2 EP 96110258 A EP96110258 A EP 96110258A EP 96110258 A EP96110258 A EP 96110258A EP 0756138 A2 EP0756138 A2 EP 0756138A2
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EP
European Patent Office
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cooling
heating element
room
cladding
air
Prior art date
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EP96110258A
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English (en)
French (fr)
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EP0756138A3 (de
EP0756138B1 (de
Inventor
Karl August Dipl.Ing. Schmitt-Raiser.
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wilhelmi Werke AG
Original Assignee
Wilhelmi Werke GmbH and Co KG
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Publication date
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Publication of EP0756138A2 publication Critical patent/EP0756138A2/de
Publication of EP0756138A3 publication Critical patent/EP0756138A3/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
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    • F24F5/0089—Systems using radiation from walls or panels
    • F24F5/0092—Systems using radiation from walls or panels ceilings, e.g. cool ceilings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F1/00—Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station
    • F24F1/0007—Indoor units, e.g. fan coil units
    • F24F1/0059—Indoor units, e.g. fan coil units characterised by heat exchangers
    • F24F1/0063—Indoor units, e.g. fan coil units characterised by heat exchangers by the mounting or arrangement of the heat exchangers
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B9/00—Ceilings; Construction of ceilings, e.g. false ceilings; Ceiling construction with regard to insulation
    • E04B9/02—Ceilings; Construction of ceilings, e.g. false ceilings; Ceiling construction with regard to insulation having means for ventilation or vapour discharge
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F1/00—Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station
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    • F24F1/0043—Indoor units, e.g. fan coil units characterised by mounting arrangements
    • F24F1/0047—Indoor units, e.g. fan coil units characterised by mounting arrangements mounted in the ceiling or at the ceiling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F24F1/0073—Indoor units, e.g. fan coil units with means for purifying supplied air characterised by the mounting or arrangement of filters
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    • F24F5/00—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
    • F24F5/0089—Systems using radiation from walls or panels

Definitions

  • the invention relates to a flat cooling and heating element for forming a covering for the ceiling of a room and for integration into such a covering.
  • Such claddings are often composed of ceiling panels that have sound-absorbing properties. However, they can also be used as cooling and heating elements, to air-condition a room or be selected for both building physics tasks at the same time.
  • the cladding is tempered over a large area and the room climate below is influenced by heat radiation and convection.
  • heat radiation and convection there are usually appropriate heat exchangers above the cladding, by means of which the cladding is tempered over a large area and the room climate below is influenced by heat radiation and convection.
  • such an arrangement requires large areas in order to be able to work with small temperature differences, in particular in the case of cooling, so that the temperature does not drop below the dew point.
  • the temperature (cooling) of the space under the cladding is carried out by means of selectively provided air outlet openings, possibly distributed over the entire cladding, by the heated or cooled air flows are blown into the room by means of fans, the direction of the respective air flow being adjustable so that the air circulation in the room can be influenced.
  • the invention is therefore based on the object of designing a cooling and heating element of the type mentioned at the outset and a corresponding cladding for the ceiling of a room, in particular for a partial area thereof, in such a way that a uniform, draft-free temperature control of the room is possible.
  • the object is achieved with a cooling and heating element in that the space between the cladding and the ceiling or the interior of the cooling and heating element itself can be acted upon by a temperature-controlled air flow and the cooling and heating element to the room from a porous Cover layer is closed, which is passable by a first supply air flow directed into the room, which is divided into a plurality of partial flows by the porous cover layer.
  • This small area relative to the total area of the room, should preferably not be located directly above the area where people stay.
  • the performance of the cooling and heating element must be greater, which is achieved by a higher temperature difference in the heat exchanger. This is the only way to introduce the necessary energy for heating or cooling the entire room in the area of the small area.
  • Such a cooling and heating element has the advantage that the first supply air flow generated by the fan can flow over a large area and essentially vertically downwards from the cover layer, split into many partial flows, with the flow velocity in the porous cover layer being greatly reduced due to the flow resistance.
  • the forced flow through the porous cover layer allows the surface of the cover layer to be exposed to relatively high temperature differences, ie the desired temperature compensation with the room air takes place in or just below the cover layer. This is synonymous with cheaper energy transport, which in turn justifies the better efficiency.
  • the mechanical structure of the cooling and heating element according to the invention is relatively arbitrary. It can be formed as a thin-walled sheet metal cassette or in a sandwich construction from several layers.
  • the fan and the heat exchanger can be provided outside the ceiling covering or even outside the room; it is also irrelevant in the context of the invention whether the air flow is fed into the space between the cladding and the ceiling of the room or separately into a cooling and heating element.
  • a fan and / or a heat exchanger are provided in the interior of the cooling and heating element in its air flow, for example and at least the fan in a separate housing. In this way, the remaining components of the cladding can be kept very simple.
  • the - thermally passive - ceiling panels can be constructed in a sandwich construction and can be composed of a carrier plate and on this on one or both sides with a thin cover film glued to the carrier plate.
  • the carrier plate preferably consists of a foamed material.
  • the cover layer of the cooling and heating element according to the invention best consists of a fleece or fabric made of glass, synthetic and / or natural fibers; it is permeable to the first supply air flow.
  • the side of the cooling and heating element facing away from the room and pointing to its ceiling can be provided with a cover impermeable to this first supply air flow.
  • the intensity of the convection can be improved if at least one air outlet opening breaking through the cover layer is provided for a second supply air flow which is conveyed into the room undisturbed by the fan and / or the heat exchanger and which then also flows, for example, via the fluidically separated space above the cladding by a Cooling and heating element can be flowed through.
  • Corresponding supply air ducts can of course also be provided alone within the cooling and heating element, so that both supply air flows can flow out of the same functional element, jointly or individually; the respective arrangement can be selected according to the local conditions. In this way it is possible to create multiple, overlapping and penetrating air circulations in the room.
  • the heat exchanger is provided with a collecting pan for condensate; Such an arrangement is particularly useful in cooling operation.
  • the arrangement can be such that the condensate is discharged into the room by evaporation, but it is also possible to lead a corresponding condensate line out of the room.
  • the fan on the suction side is separated from the room with a filter is.
  • the filter can be attached visibly from the room, so that its degree of contamination can be checked continuously without the filter having to be removed.
  • cooling and heating element is also sound-absorbing, if it is part of a so-called acoustic ceiling, which is then sound-absorbing over the entire area; the tempering function of the cooling and heating element is not affected.
  • the temperature of the supply air flows can, as explained above, take place outside the cooling and heating element; but it is favorable if for this purpose a heating and / or cooling for the supply air flows is provided in the cooling and heating element, so that a compact unit, which contains all the necessary functional elements, is formed, which serves as a module for any panel which can be combined, and for example is also able to perform aesthetic tasks thanks to its decor on the room side.
  • the invention is further characterized by a cladding for the ceiling of a room, which contains at least in a partial area the air-conditioning cooling and heating elements according to the invention, but otherwise composed of corresponding, but without fan, heating / cooling and heat exchanger, purely clad ceiling panels is;
  • a cladding for the ceiling of a room which contains at least in a partial area the air-conditioning cooling and heating elements according to the invention, but otherwise composed of corresponding, but without fan, heating / cooling and heat exchanger, purely clad ceiling panels is;
  • This also has the advantage that the supply of heated or cooled supply air into the room takes place at a point where it is not very annoying because there are usually no people in the vicinity of windows.
  • a sufficient supply of fresh air for a high number of air changes can be provided in that the air-conditioning cooling and heating elements are at least partially provided in the vicinity of bushings in the room through an outer wall for the outside air; these are expedient near a window.
  • a particularly intensive air circulation occurs when - in the area of the window and in the suction area of the fan - at least one air outlet opening is set so that a first partial flow is directed vertically downwards, which is directed upwards again when it hits the floor, and if at least one further air outlet opening is set such that it forms a second partial flow directed obliquely, for example at 30 ° to the ceiling, down into the room, which is likewise deflected upwards again in the region of the window.
  • the partial flow on its way through the room is approximated to its room temperature before it immediately meets a person in the room.
  • the invention is explained below with reference to the drawing using an exemplary embodiment.
  • the single figure shows a cooling and heating element according to the invention as part of a covering for a ceiling in a schematic longitudinal section and in its installed state.
  • the cooling and heating element Ke is designed as a sheet metal cassette, the surfaces of which face the space Ra and an intermediate space Zr between the ceiling and the cladding delimit the interior of the cooling and heating element Ke.
  • a cover layer Ds on the room side is formed from fibers, for example glass fibers, processed into a woven or non-woven fabric and does not form a homogeneously closed surface, but, like the associated adhesive layer, is so porous that a cooling and heating element Ke is applied to the room Ra directed first supply air flow Zs1 unhindered and can only pass under pressure drop and possibly also sound waves can get into the interior In unhindered.
  • the cooling and heating element Ke contains on its right side in the drawing a separate housing Gh, which is open to the inside In.
  • a roller-shaped fan Lü which sucks in the air from the room Ra below the cladding.
  • This can be pure indoor air Rl, outdoor air Al or a mixture of both; a duct Df for the outside air Al through an outer wall Aw of the room Ra can optionally be designed to be adjustable for this purpose, so that the admixture of fresh outside air Al can be controlled.
  • a filter Fi is provided between the fan Lü and the room Ra, which is visible from the room Ra, so that it can be continuously checked for contamination and replaced if necessary.
  • the supply air provided by the fan Lü first flows through a heat exchanger Wt, which is used for temperature control of the supply air, which, if necessary thermostatically controlled, is cooled or heated to a preselected setpoint; the details are customary and not shown in the drawing.
  • the heat exchanger Wt and the fan need not necessarily be provided in the housing Gh or at all within the cooling and heating element Ke; rather, the temperature control can also be carried out by an externally provided heat exchanger, so that the required functional elements then do not have to be installed in the cooling and heating element Ke.
  • the fan Lü and the heat exchanger Wt are completely provided in the housing Gh; the heat exchanger Wt is equipped with a drip pan Kw, which collects the condensate generated during cooling; it can be arranged that the relatively small amounts of condensate evaporate, alternatively with the support of an additional heater.
  • the supply air cannot flow out into the intermediate space Zr, because this is prevented by a cover Ad which adjoins the intermediate space Zr and is applied on the surface of the cooling and heating element Ke.
  • the supply air After tempering, the supply air is split into the supply air flows Zs1 and Zs2. While the supply air flow Zs1 with a relatively high pressure loss emerges flatly from the cover layer Ds of the cooling and heating element Ke into the room Ra, the supply air flow Zs2 is directed via an air outlet opening Lö into the room Ra with a low pressure loss.
  • the supply air flow Zs2 had already undergone intensive temperature compensation before it passed through the air outlet opening Lö, due to the room air surrounding the entire element Ke.
  • the air outlet opening Lö is designed so that the supply air flow Zs2 can exit in a directed manner. It has proven to be particularly advantageous if a first partial flow Ts1 is directed vertically and a further partial flow Ts2 is directed obliquely downwards, below 30 ° to 45 ° variably adjustable to the level of the cladding.
  • the arrangement of the cooling and heating elements Ke in the vicinity of a window Fe has the advantage that a heat or cooling load on people in the room Ra can be avoided.
  • the outside air Al is sucked in directly and with little loss by the fan Lü.
  • a further air outlet La can be provided for the generation of a directed flow, which is advantageously arranged below the window.
  • This air outlet La generates a directional flow through which the room climate can be influenced in the desired sense.

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Abstract

In Deckenverkleidungen werden häufig Akustikplatten eingesetzt, die zusätzlich zur Raumtemperierung durch Wärmeabstrahlung verwendet werden; die Wärmeenergie wird dabei aus einem oberhalb der Deckenverkleidung befindlichen Wärmetauscher bezogen. Die Erfindung verwendet einen in die Akustikplatte integrierten Wärmetauscher (Wt) einschließlich eines Lüfters (Lü), der eine Luftströmung durch den Wärmetauscher (Wt) und von dort durch die Akustikplatte selbst erzeugt, so daß die erforderliche Wärmetönung des Raumes (Ra) im wesentlichen durch Konvektion erfolgen kann. Die Temperaturdifferenzen am Wärmetauscher (Wt) können gesteigert und dessen Volumen verringert werden. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft ein flächiges Kühl- und Heizelement zur Ausbildung einer Verkleidung für die Decke eines Raumes und zur Integration in eine derartige Verkleidung.
  • Derartige Verkleidungen werden oft aus Deckenplatten zusammengesetzt, die schallschluckende Eigenschaften haben. Sie können jedoch auch, als Kühl- und Heizelement eingerichtet, zur Klimatisierung eines Raumes dienen oder für beide bauphysikalischen Aufgaben gleichzeitig ausgewählt werden.
  • Zu diesem Zweck befinden sich in der Regel oberhalb der Verkleidung entsprechende Wärmetauscher, von denen die Verkleidung großflächig temperiert und durch Wärmestrahlung und Konvektion das Raumklima darunter beeinflußt wird. Allerdings erfordert eine solche Anordnung große Flächenanteile, um, insbesondere bei der Kühlung, mit kleinen Temperaturdifferenzen arbeiten zu können, damit keine Taupunktunterschreitung erfolgt. In vielen Fällen erfolgt die Temperierung (Kühlung) des Raumes unter der Verkleidung mittels punktuell vorgesehener Luftaustrittsöffnungen, gegebenenfalls über die gesamte Verkleidung verteilt, durch die beheizte oder gekühlte Luftströme mittels Lüftern in den Raum eingeblasen werden, wobei die Richtung des jeweiligen Luftstromes einstellbar ist, so daß die Luftzirkulation in dem Raum beeinflußt werden kann. Durch eine relativ hohe Austrittsgeschwindigkeit aus den Luftaustrittsöffnungen wird hierbei eine wünschenswert schnelle Vermischung der Zuluft mit der Raumluft erreicht; es besteht jedoch die Gefahr von Zugluft. Die bloße Strahlungsenergie der Deckenplatten der Verkleidung reicht aber zur Temperierung des Raumes in der Regel nicht aus, so daß auf die Luftströmungen aus den Luftaustrittsöffnungen zumeist, trotz dieses Nachteils, nicht verzichtet werden kann.
  • Im Gegensatz zur Kühlung wird die Heizung über die Deckenplatten der Verkleidung - von oben - vom Menschen als sehr unangenehm empfunden, da der Wärmeaustausch konträr zu den physikalischen Gesetzen erfolgen muß.
  • Die Erfindung hat sich deshalb die Aufgabe gestellt, ein Kühl- und Heizelement der eingangs bezeichneten Art und eine entsprechende Verkleidung für die Decke eines Raumes, insbesondere für einen Teilbereich derselben, so auszubilden, daß damit eine gleichmäßige, zugfreie Temperierung des Raumes möglich ist.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einem Kühl- und Heizelement dadurch gelöst, daß der Zwischenraum zwischen der Verkleidung und der Decke oder das Innere des Kühl- und Heizelementes selbst mit einer temperierten Luftströmung beaufschlagbar sind und das Kühl- und Heizelement zu dem Raum hin von einer porösen Deckschicht abgeschlossen ist, welche von einer in den Raum gerichteten ersten, dabei von der porösen Deckschicht flächig in eine Vielzahl von Teilströmungen zerlegten Zuluftströmung passierbar ist.
  • Dieser, zur Gesamtfläche des Raumes, kleine Bereich soll möglichst nicht direkt über der Aufenthaltszone der Menschen liegen. Die Leistung des Kühl- und Heizelementes muß größer sein, was durch eine höhere Temperaturdifferenz im Wärmetauscher erreicht wird. Nur damit ist es möglich, im Bereich des geringen Flächenanteiles die notwendige Energie zur Heizung bzw. Kühlung des gesamten Raumes einzubringen.
  • Eine solches Kühl- und Heizelement hat den Vorteil, daß die von dem Lüfter erzeugte erste Zuluftströmung großflächig und im wesentlichen senkrecht nach unten aus der Deckschicht, in viele Teilströme gesplittet, mit wegen des Strömungswiderstandes in der porösen Deckschicht stark herabgesetzter Strömungsgeschwindigkeit abzuströmen vermag. Bei einer geringen Temperaturdifferenz an dem Kühl- und Heizelement kann wegen der großen Abströmfläche nunmehr mit einer wesentlich höheren Temperaturdifferenz an dem Wärmetauscher und damit mit einem höheren Wirkungsgrad gearbeitet werden - die Anlage arbeitet außerordentlich effektiv sowohl bei Heizung als auch bei Kühlung. Die in den Raum austretenden Teilströme vermischen sich wegen ihrer geringen kinetischen Energie rasch mit der Raumluft, so daß Zugluft nicht entsteht, und die Diffusion der Teilströme in die Raumluft sorgt für einen schnellen Temperaturausgleich.
  • Die Zwangsdurchströmung der porösen Deckschicht erlaubt in dem Zusammenwirken mit dem Strahlungsanteil, die Fläche der Deckschicht mit relativ hohen Temperaturdifferenzen zu beaufschlagen, d. h. bereits in bzw. kurz unter der Deckschicht findet der angestrebte Temperaturausgleich mit der Raumluft statt. Das ist gleichbedeutend mit kostengünstigerem Energietransport, der wiederum den besseren Wirkungsgrad begründet.
  • Der mechanische Aufbau des erfindungsgemäßen Kühl- und Heizelementes ist dabei relativ beliebig. Es kann als dünnwandige Blechkassette oder auch in Sandwichbauweise aus mehreren Schichten ausgebildet sein.
  • Der Lüfter und der Wärmetauscher können außerhalb der Deckenverkleidung oder sogar außerhalb des Raumes vorgesehen sein; es ist auch im Rahmen der Erfindung unerheblich, ob die Luftströmung in den Zwischenraum zwischen der Verkleidung und der Decke des Raumes oder separat in ein Kühl- und Heizelement eingespeist wird. Besonders bevorzugt ist es aber, wenn ein Lüfter und/oder in seiner Luftströmung ein Wärmetauscher in dem Inneren des Kühl- und Heizelementes vorgesehen sind, beispielsweise und zumindest der Lüfter in einem gesonderten Gehäuse. Auf diese Weise können die übrigen Bestandteile der Verkleidung sehr einfach gehalten werden.
  • Werden die Abmessungen für die üblichen Deckenplatten, die ohne eine derartige, eine Luftströmung generierende Einrichtung ausgeführt sind, auch für das erfindungsgemäße Kühl- und Heizelement beibehalten, dann gestaltet sich dessen Einbindung in eine Verkleidung besonders leicht; es muß lediglich dafür gesorgt werden, daß die erforderlichen elektrischen und pneumatischen und/oder hydraulischen Leitungen innerhalb des Kühl- und Heizelementes installiert werden und die entsprechend zugehörigen Anschlüsse vorhanden sind.
  • Die - wärmetechnisch passiven - Deckenplatten können dabei in Sandwichbauweise ausgebildet und aus einer Trägerplatte sowie an dieser ein- oder beidseitig mit einer dünnen, mit der Trägerplatte verklebten Deckfolie zusammengesetzt sein. Die Trägerplatte besteht dabei bevorzugt aus einem geschäumten Werkstoff.
  • Die Deckschicht des erfindungsgemäßen Kühl- und Heizelementes besteht am besten aus einem Vlies oder Gewebe aus Glas-, Kunst- und/oder Naturfasern; sie ist für die erste Zuluftströmung durchlässig. Hingegen kann die vom Raum abgewandte und auf dessen Decke weisende Seite des Kühl- und Heizelementes mit einer für diese erste Zuluftströmung undurchlässigen Abdeckung versehen sein.
  • Die Intensität der Konvektion kann verbessert werden, wenn mindestens eine, die Deckschicht durchbrechende Luftaustrittsöffnung für eine ungestört aus dem Lüfter und/oder dem Wärmetauscher in den Raum geförderte zweite Zuluftströmung vorgesehen ist, die dann beispielsweise auch über den strömungstechnisch separierten Zwischenraum oberhalb der Verkleidung durch ein Kühl- und Heizelement hindurch abströmbar sein kann. Selbstverständlich können auch allein innerhalb des Kühl- und Heizelementes entsprechende Zuluft-Kanäle vorgesehen sein, so daß beide Zuluftströmungen dem gleichen Funktionselement entströmen können, gemeinsam oder einzeln; die jeweilige Anordnung kann den örtlichen Verhältnissen entsprechend ausgewählt werden. Auf diese Weise ist es möglich, mehrere, sich überschneidende und durchdringende Luftzirkulationen in dem Raum zu erzeugen.
  • Es ist zweckmäßig, wenn der Wärmetauscher mit einer Auffangwanne für anfallendes Kondensat versehen ist; insbesondere im Kühlbetrieb leistet eine solche Anordnung gute Dienste. Die Anordnung kann so getroffen sein, daß das Kondensat durch Verdunstung in den Raum abgeführt wird, es ist aber auch möglich, eine entsprechende Kondensatleitung aus dem Raum herauszuführen.
  • In einer bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Kühl- und Heizelementes ist vorgesehen, daS der Lüfter ansaugseitig mit einem Filter von dem Raum getrennt ist. Das Filter kann von dem Raum aus sichtbar angebracht sein, so daß sein Verschmutzungsgrad kontinuierlich kontrolliert werden kann, ohne daß dazu das Filter ausgebaut werden müßte.
  • Es ist zweckmäßig, wenn das Kühl- und Heizelement auch noch schallschluckend ausgebildet ist, falls es Bestandteil einer sogenannten Akustikdecke ist, die dann in gesamter Fläche schallschluckend ist; die temperierende Funktion des Kühl- und Heizelementes wird dadurch nicht beeinträchtigt.
  • Die Temperierung der Zuluftströmungen kann zwar, wie oben dargelegt, außerhalb des Kühl- und Heizelementes erfolgen; es ist aber günstig, wenn dazu in dem Kühl- und Heizelement eine Heizung und/oder Kühlung für die Zuluftströmungen vorgesehen ist, so daß eine kompakte, selbst alle notwendigen Funktionselemente enthaltende Baueinheit gebildet wird, die als Modul für eine beliebig zusammenstellbare Verkleidung dient und beispielsweise auch noch durch ihren raumseitigen Dekor raumästhetische Aufgaben wahrzunehmen vermag.
  • Die Erfindung ist weiterhin gekennzeichnet durch eine Verkleidung für die Decke eines Raumes, die mindestens in einem Teilbereich den Raum klimatisierende erfindungsgemäße Kühl- und Heizelemente enthält, im übrigen aber aus entsprechenden, jedoch ohne Lüfter, Heizung/Kühlung und Wärmetauscher ausgeführten, rein verkleidenden Deckenplatten zusammengesetzt ist; in der Regel reicht es wegen der durch die erfindungsgemäßen Kühl- und Heizelemente intensiven konvektiven Temperierung des Raumes tatsächlich aus, wenn nur ein kleiner Teil der Deckenverkleidung mit derartigen "aktiven" wärmetechnischen Funktionselementen ausgerüstet ist. Wegen der üblicherweise durch die Fenster geregelten Frischluftzufuhr ist es dabei günstig, wenn die klimatisierenden Kühl- und Heizelemente mindestens teilweise in der Nähe der Fenster vorgesehen sind. Das hat auch den Vorteil, daß die Zufuhr von erwärmter oder gekühlter Zuluft in den Raum an einer Stelle erfolgt, an der sie wenig störend ist, weil sich in der Nachbarschaft von Fenstern zumeist keine Personen aufhalten. Eine für eine hohe Luftwechselzahl ausreichende Bereitstellung von Frischluft kann dadurch erfolgen, daß die klimatisierenden Kühl- und Heizelemente mindestens teilweise in der Nähe von in dem Raum befindlichen Durchführungen durch eine Außenwand für die Außenluft vorgesehen sind; zweckmäßig sind diese in der Nähe eines Fensters.
  • Eine besonders intensive Luftzirkulation stellt sich ein, wenn - im Bereich des Fensters und im Ansaugbereich des Lüfters - mindestens eine Luftaustrittsöffnung so eingestellt ist, daß eine erste Teilströmung senkrecht nach unten gerichtet ist, die nach Auftreffen auf dem Fußboden wieder nach oben geführt wird, und wenn mindestens eine weitere Luftaustrittsöffnung so eingestellt ist, daß sie eine schräg, beispielsweise unter 30° zur Raumdecke, nach unten in den Raum hinein gerichtete zweite Teilströmung ausbildet, die im Bereich des Fensters ebenfalls wieder nach oben abgelenkt wird. Auf diese Weise wird die Teilströmung auf ihrem Weg durch den Raum dessen Raumtemperatur angenähert, bevor sie unmittelbar auf eine im Raum befindliche Person trifft.
  • Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Die einzige Figur zeigt ein erfindungsgemäßes Kühl- und Heizelement als Bestandteil einer Verkleidung für eine Decke im schematischen Längsschnitt und in ihrem eingebauten Zustand.
  • Das Kühl- und Heizelement Ke ist als Blechkassette ausgebildet, deren nach dem Raum Ra und einem Zwischenraum Zr zwischen der Decke und der Verkleidung gerichtete Oberflächen das Innere In des Kühl- und Heizelement Ke begrenzen. Dabei ist eine raumseitige Deckschicht Ds aus zu einem Gewebe oder Vlies verarbeiteten Fasern, beispielsweise Glasfasern, gebildet und bildet keine homogen geschlossene Fläche, sondern ist genauso wie die zugehörige Kleberschicht soweit porös, daß eine das Kühl- und Heizelement Ke beaufschlagende, zum Raum Ra hin gerichtete erste Zuluftströmung Zs1 ungehindert und lediglich unter Druckabfall passieren kann und eventuell auch darüberhinaus Schallwellen ungehindert in das Innere In gelangen können.
  • Das Kühl- und Heizelement Ke enthält an seiner in der Zeichnung rechten Seite ein separates Gehäuse Gh, das zu dem Inneren In hin offen ist. In dem Gehäuse Gh befindet sich ein walzenförmiger Lüfter Lü, der aus dem Raum Ra unterhalb der Verkleidung die dort anstehende Luft ansaugt. Dabei kann es sich um reine Raumluft Rl, um Außenluft Al oder ein Gemisch von beiden handeln; eine Durchführung Df für die Außenluft Al durch eine Außenwand Aw des Raumes Ra kann zu diesem Zweck gegebenenfalls einstellbar ausgeführt sein, so daß die Zumischung von frischer Außenluft Al gesteuert werden kann. Zwischen dem Lüfter Lü und dem Raum Ra ist ein Filter Fi vorgesehen, das von dem Raum Ra aus sichtbar ist, so daß es fortwährend hinsichtlich seiner Verschmutzung kontrolliert und bei Bedarf gewechselt werden kann.
  • Die von dem Lüfter Lü bereitgestellte Zuluft durchströmt zunächst einen Wärmetauscher Wt, der zur Temperierung der Zuluft dient, die, gegebenenfalls thermostatgesteuert, auf einen vorgewählten Sollwert gekühlt oder beheizt wird; die Einzelheiten sind fachüblich und in der Zeichnung nicht ausgeführt. Der Wärmetauscher Wt und der Lüfter müssen nicht notwendig in dem Gehäuse Gh oder überhaupt innerhalb des Kühl- und Heizelementes Ke vorgesehen sein; vielmehr kann die Temperierung auch durch einen extern bereitgestellten Wärmetauscher erfolgen, so daß dann die erforderlichen Funktionselemente nicht in dem Kühl- und Heizelement Ke installiert werden müssen. Hier sind aber der Lüfter Lü und der Wärmetauscher Wt komplett in dem Gehäuse Gh vorgesehen; der Wärmetauscher Wt ist mit einer Auffangwanne Kw ausgestattet, die das während der Kühlung anfallende Kondensat aufsammelt; es läßt sich einrichten, daß die relativ geringen Mengen an Kondensat verdunsten, hilfsweise mit Unterstützung einer Zusatzheizung. Die Zuluft kann nicht in den Zwischenraum Zr abströmen, weil dies von einer an den Zwischenraum Zr angrenzenden, auf der Oberfläche des Kühl- und Heizelementes Ke aufgebrachte Abdeckung Ad verhindert wird.
  • Die Zuluft wird nach ihrer Temperierung in die Zuluftströmungen Zs1 und Zs2 aufgespalten. Während der Zuluftstrom Zs1 mit relativ hohem Druckverlust flächig aus der Deckschicht Ds des Kühl- und Heizelementes Ke in den Raum Ra austritt, wird der Zuluftstrom Zs2 über eine Luftaustrittsöffnung Lö in den Raum Ra mit geringem Druckverlust gelenkt. Der Zuluftstrom Zs2 hat bereits vor dem Durchtritt durch die Luftaustrittsöffnung Lö einen intensiven Temperaturausgleich erfahren, bedingt durch die das gesamte Element Ke umgebende Raumluft. Die Luftaustrittsöffnung Lö ist so ausgebildet, daß der Zuluftstrom Zs2 gerichtet austreten kann. Es hat sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn eine erste Teilströmung Ts1 senkrecht und eine weitere Teilströmung Ts2 schräg nach unten gerichtet ist, diese unter 30° bis 45° variabel einstellbar zur Ebene der Verkleidung.
  • Die Anordnung der Kühl- und Heizelemente Ke in der Nähe eines Fensters Fe hat den Vorteil, daß eine Wärme- oder Kühlbelastung von Personen im Raume Ra vermeidbar ist. Darüberhinaus wird die Außenluft Al direkt und verlustarm von dem Lüfter Lü angesaugt.
  • Anstelle oder zusätzlich zu der Luftaustrittsöffnung in den Heiz- und Kühlelementen kann ein weiterer Luftauslaß La für die Erzeugung einer gerichteten Strömung vorgesehen werden, der vorteilhaft unterhalb des Fensters angeordnet ist.
  • Dieser Luftauslaß La erzeugt eine gerichtete Strömung, durch die das Raumklima im gewünschten Sinne beinflußbar ist.
    • Aufstellung der Bezugszeichen
    • Ad
    Abdeckung
    Al
    Außenluft
    Aw
    Außenwand
    Df
    Durchführung
    Ds
    Deckschicht
    Fe
    Fenster
    Fi
    Filter
    Gh
    Gehäuse
    In
    Inneres
    Ke
    Kühl- und Heizelement
    Kw
    Auffangwanne
    La
    Luftauslaß
    Lö
    Luftaustrittsöffnung
    Lü
    Lüfter
    Ra
    Raum
    Rl
    Raumluft
    Ts1
    (erste) Teilströmung
    Ts2
    (zweite) Teilströmung
    Wt
    Wärmetauscher
    Zr
    Zwischenraum
    Zs1
    (erste) Zuluftströmung
    Zs2
    (zweite) Zuluftströmung

Claims (19)

  1. Flächiges Kühl- und Heizelement zur Ausbildung einer Verkleidung für die Decke eines Raumes und zur Integration in eine derartige Verkleidung,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    der Zwischenraum (Zr) zwischen der Verkleidung und der Decke oder das Innere (In) des Kühl- und Heizelementes (Ke) selbst mit einer temperierten Luftströmung beaufschlagbar sind und das Kühl- und Heizelement (Ke) zu dem Raum hin von einer porösen Deckschicht (Ds) abgeschlossen ist, welche von einer in den Raum (Ra) gerichteten ersten, dabei von der porösen Deckschicht (Ds) flächig in eine Vielzahl von Teilströmungen zerlegten Zuluftströmung (Zs1) passierbar ist.
  2. Kühl- und Heizelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht (Ds) als mikroporöse Schicht ausgebildet ist.
  3. Kühl- und Heizelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lüfter (Lü) und/oder in seiner Luftströmung ein Wärmetauscher (Wt) in dem Inneren (In) des Kühl- und Heizelementes (Ke) vorgesehen sind, vorzugsweise zumindest der Lüfter (Lü) in einem gesonderten Gehäuse (Gh).
  4. Kühl- und Heizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht (Ds) aus einem Vlies oder Gewebe aus Glas-, Kunst- und/oder Naturfasern besteht.
  5. Kühl- und Heizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine, die Deckschicht (Ds) durchbrechende Luftaustrittsöffnung (Lö) für eine ungestört aus dem Lüfter (Lü) und/oder dem Wärmetauscher (Wt) in den Raum (Ra) geförderte zweite Zuluftströmung (Zs2) vorgesehen ist.
  6. Kühl- und Heizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (Wt) mit einer Auffangwanne (Kw) für anfallendes Kondensat versehen ist.
  7. Kühl- und Heizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Lüfter (Lü) ansaugseitig mit einem Filter (Fi) von dem Raum (Ra) getrennt ist.
  8. Kühl- und Heizelement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (Fi) von dem Raum (Ra) aus sichtbar ist.
  9. Kühl- und Heizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß es schallschluckend ausgebildet ist.
  10. Kühl- und Heizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in seinem Inneren (In) eine Heizung und/oder Kühlung für die Zuluftströmungen (Zs1,Zs2) vorgesehen sind.
  11. Kühl- und Heizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß es zu der Decke des Raumes (Ra) hin von einer luftundurchlässigen Abdeckung (Ad) abgeschlossen ist.
  12. Verkleidung für die Decke eines Raumes, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens in einem Teilbereich den Raum (Ra) klimatisierende Kühl- und Heizelemente (Ke) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 enthält.
  13. Verkleidung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühl- und Heizelemente (Ke) mindestens teilweise in der Nähe der Fenster (Fe) des Raumes (Ra) vorgesehen sind.
  14. Verkleidung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühl- und Heizelemente (Ke) mindestens teilweise in der Nähe von in dem Raum (Ra) befindlichen Durchführungen (Df) durch eine Außenwand (Aw) für die Außenluft (Al) vorgesehen sind.
  15. Verkleidung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Luftaustrittsöffnung (Lö) so eingestellt ist, daß eine erste Teilströmung (Ts1) senkrecht nach unten gerichtet ist, und daß mindestens eine weitere Luftaustrittsöffnung (Lö) so eingestellt ist, daß sie eine schräg nach unten in den Raum (Ra) hinein gerichtete zweite Teilströmung (Ts2) ausbildet.
  16. Verkleidung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftaustrittsöffnungen (Lö) einander benachbart vorgesehen sind.
  17. Verkleidung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftaustrittsöffnungen (Lö) in Form von drehbaren, stufenlos verstellbaren Lüftungselementen ausgebildet sind.
  18. Verkleidung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Luftauslaß (La) für einen vom Raum auf das Kühl- und Heizelement gerichteten Luftstrom vorgesehen ist.
  19. Verkleidung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftauslaß (La) unterhalb des Fensters angeordnet ist.
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