EP2519782A1 - Decken- oder wandelement mit einem heiz- oder kühlregister - Google Patents

Decken- oder wandelement mit einem heiz- oder kühlregister

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EP2519782A1
EP2519782A1 EP10803101A EP10803101A EP2519782A1 EP 2519782 A1 EP2519782 A1 EP 2519782A1 EP 10803101 A EP10803101 A EP 10803101A EP 10803101 A EP10803101 A EP 10803101A EP 2519782 A1 EP2519782 A1 EP 2519782A1
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EP
European Patent Office
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ceiling
wall
wall element
graphite
graphite foil
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP10803101A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Werner Guckert
Christian Kipfelsberger
Siegfried Rauch
Thomas Heindl
Robert Michels
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SGL Carbon SE
Original Assignee
SGL Carbon SE
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Publication date
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Priority claimed from DE200910055444 external-priority patent/DE102009055444A1/de
Priority claimed from DE102009055443A external-priority patent/DE102009055443A1/de
Priority claimed from DE102009055442A external-priority patent/DE102009055442A1/de
Priority claimed from DE102009055441A external-priority patent/DE102009055441A1/de
Application filed by SGL Carbon SE filed Critical SGL Carbon SE
Publication of EP2519782A1 publication Critical patent/EP2519782A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F24F13/24—Means for preventing or suppressing noise
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    • F24D2220/00—Components of central heating installations excluding heat sources
    • F24D2220/006—Parts of a building integrally forming part of heating systems, e.g. a wall as a heat storing mass
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]

Definitions

  • the invention relates to a ceiling or wall element according to the preamble of claim 1 and a ceiling or wall element according to the preamble of claim 14 and the use of a composite material consisting of a non-woven and a graphite foil as a ceiling or wall element.
  • the invention further relates to a thermally activatable concrete wall or concrete floor to which such ceiling or wall elements are attached.
  • Ceiling or wall elements are already known from the prior art, which have a mountable on the ceiling or wall frame with a bottom plate and arranged in the frame heating or cooling coil.
  • a wall or ceiling cladding with a heating or cooling coil in the form of pipes is known, which are attached to dielitprofilen.
  • the furnishedleitprofilen lie on the back of a cladding panels formed by cladding panels.
  • the cladding panels are attached to support rails with U-shaped cross-section. The support rails and the cladding panels attached thereto thus form a mountable to a ceiling or wall frame with a floor formed by the cladding panels.
  • the nickelleitprofile are arranged in the interior of this frame and are applied to the cladding panels.
  • Theticianleitprofile have on their back on an approximately semi-circular approach, in which the pipes are arranged.
  • the pipelines are - depending on the application as a heating or cooling line - from a heating or cooling medium, such as. flows through hot or cold water.
  • the cladding panels may be, for example
  • the invention is based on the object
  • the ceiling or wall element should also have a good sound absorption.
  • a fleece and a perforated graphite foil are arranged between the bottom of the frame and the heating - or cooling register .
  • Fleece is preferably a carbon fiber fleece.
  • the carbon fiber fleece has a higher thermal conductivity than a glass fiber fleece, but is also more expensive.
  • the fleece causes a good sound absorption of the ceiling or wall element.
  • the graphite foil is preferably a sheet of expanded graphite, which is provided with a hole perforation. The perforated graphite foil provides good thermal contact between the heating or cooling coil and the
  • the bottom of the ceiling or wall element is preferably made of a thermally conductive material, in particular of a metal sheet or a graphite-modified plate, such as a graphite-modified plasterboard.
  • the frame is formed as a cassette, wherein at least the bottom is made of a perforated or provided with a perforation metal sheet. The perforation or the perforation in the ground ensures good sound absorption in conjunction with the nonwoven resting on the floor inside the frame.
  • the nonwoven and the perforated graphite foil arranged thereon are preferably a composite which can be produced by calendering. Such a composite can be particularly useful from a
  • Carbon fiber fleece and a graphite foil made of expanded graphite Carbon fiber fleece and a graphite foil made of expanded graphite.
  • expanded graphite so-called graphite expandate
  • graphite expandate For the production of expanded graphite graphite intercalation compounds or graphite salts such as graphite hydrogen sulfate or graphite nitrate are shock-heated.
  • the volume of the graphite particles increases by a factor of approximately 200 to 400 and at the same time the bulk density drops to values of 2 to 20 g / l.
  • the resulting graphite expanse consists of worm-shaped or accordion-shaped aggregates.
  • the layer planes of the graphite are arranged preferably perpendicular to the direction of action of the pressure, the individual aggregates becoming entangled with one another.
  • Thin films can be produced by pressing or rolling of sheets of expanded graphite. During calendering of an expanded graphite foil produced in this way with a carbon fiber fleece, the latter becomes entangled
  • Carbon particles of the nonwoven surface and the surface of the graphite foil Carbon particles of the nonwoven surface and the surface of the graphite foil
  • Carbon fiber fleece and the graphite foil is formed.
  • a perforation of the graphite foil increases its flexibility and thereby facilitates the handling of the film. Since graphite is a brittle material, there are thin films to handle
  • the heating or cooling coil may be heating or cooling lines mounted on heat transfer profiles.
  • the base is in thermal contact with the heat-conducting profiles via the composite of the nonwoven and the perforated graphite foil.
  • the heating or cooling coil may also be a lightweight graphite sheet of expanded graphite in which heating or cooling pipes are embedded.
  • the surface of the graphite lightweight board is preferably in thermal contact with the perforated graphite foil over its entire major surface. In this way, a good thermal contact between the heating or cooling pipes and the bottom of the frame is produced via the highly thermally conductive composite of the perforated graphite foil and the nonwoven.
  • the guided in the heating or cooling lines heat (or cold) can therefore very efficient and uniform over the entire surface of the Deckenlev. Wall element in the space in which the ceiling or wall element is arranged can be achieved. Preference is given to the graphite foil
  • the invention For covering such thermally activated concrete ceilings or walls, the invention provides a ceiling or wall element which has a frame which can be fastened to the wall or the ceiling with a floor, wherein between the bottom of the frame and the wall or the ceiling a fleece and a perforated graphite foil are arranged.
  • a lightweight panel made of expanded graphite is arranged between the graphite foil and the wall or ceiling.
  • the web provides a good
  • Ceiling surface arranged graphite lightweight board is a good thermal contact between the thermally activated wall or ceiling and the floor of the frame. This represents efficient heat transfer between the thermally activatable wall or ceiling and the room.
  • Figure 1 Schematic representation of a first embodiment of a
  • Figure 2 Schematic representation of an alternative embodiment of a ceiling or wall element according to the invention with a
  • Figure 3 Schematic representation of a thermally activated
  • Ceiling or wall mounted ceiling or wall element Ceiling or wall mounted ceiling or wall element.
  • thermally activated concrete ceilings or walls this is understood to mean concrete floors or walls in which pipelines are laid for the passage of a heating or cooling medium. These pipes are used for thermal activation of the ceiling or the wall.
  • Ceiling element 10 shown for attachment to a ceiling, wherein the
  • Ceiling element 10 has a fastened to a ceiling 5 frame 2.
  • the frame 2 comprises a bottom formed by a bottom plate 2a and disposed thereon or integrally formed with the bottom plate 2a
  • the frame 2 is preferably cassette-shaped with four circumferentially arranged around the bottom plate 2a
  • the frame 2 is preferably made of metal
  • the bottom plate 2a has a perforation.
  • the holes of the perforation in the bottom plate 2a ensure that sound waves can penetrate into the frame 2 and can be damped there.
  • a heating or cooling coil 9 is arranged in the cassette-shaped frame 2.
  • a heating or cooling coil 9 is arranged in the embodiment shown in Figure 1 includes the heating or
  • Cooling register 9 a plurality of side by side and mutually parallel fastening profiles 1 1, which are strip-shaped and made of a
  • thermally conductive material in particular a metal
  • the fastening profiles 1 1 are aluminum profiles.
  • heating or cooling lines 12 (hereinafter referred to as pipes) attached.
  • the pipes 12 may, for example, positively or non-positively engaged in semi-circular receiving lugs on the top of the mounting profiles 1 1.
  • other attachment possibilities are conceivable, such as e.g. an attachment via pipe clamps or
  • the fastening profiles 1 1 are arranged on a perforated graphite foil 1 under thermal contact with the graphite foil 1.
  • the underside of each fastening profile 1 1 is glued to the graphite foil 1 via a thermally conductive adhesive.
  • a non-woven 3 is arranged.
  • the fleece 3 may be a glass fiber fleece or preferably a carbon fiber fleece.
  • the non-woven 3 is bonded to the inner surface of the bottom plate 2a by means of a thermally conductive adhesive.
  • the nonwoven 3 and the perforated graphite foil 1 is a composite material. Particularly suitable is a by calendering
  • the graphite foil 1 is expediently a thin foil of expanded graphite with a hole perforation.
  • a hole proportion of? % to ? % ensures good handleability of the perforated graphite foil 1 and
  • FIG. 2 shows a further exemplary embodiment of a ceiling or wall element according to the invention which has a heating or cooling register 9 arranged in the frame 2. Unlike the one shown in FIG. 2
  • the heating or cooling coil 9 is here by a
  • Lightweight panel 13 formed of expanded graphite, in the heating or
  • Cooling lines 12 are embedded.
  • the underside of the lightweight board 13 is in thermal contact with the surface of the perforated graphite foil. 1
  • a fleece in particular a glass fiber or a carbon fiber fleece is arranged.
  • the top 15 of the graphite lightweight board 13 is glued to the ceiling surface 14 with a thermal adhesive 4.
  • FIG. 3 shows a ceiling element 10 fastened to a thermally activatable concrete ceiling 5. Run in the concrete ceiling pipes 7 through which a heating or cooling medium can be passed for the thermal activation of the ceiling 5.
  • the ceiling element 10 has a frame 2, which - as in the two preceding embodiments - a bottom plate 2a and at least two side walls 2b.
  • the frame 2 is cassette-shaped as in the two preceding embodiments with a bottom plate 2a and four circumferential side walls 2b.
  • the frame 2 is made of a sheet metal and the bottom plate 2a has a perforation, which ensures that sound waves enter the frame interior and can be absorbed there.
  • the fleece 3 and the perforated graphite foil 1 are expediently once again a composite of a carbon fiber fleece and a foil produced by calendering
  • a lightweight board 13 made of expanded graphite is arranged in surface and thermal contact therewith.
  • the frame 2 is fixed in a known manner to the surface 14 of the ceiling 5, for example by screwing.
  • the upper side 15 of the graphite lightweight board 13 is glued to the ceiling surface 14 with a thermally conductive adhesive 4.
  • the use of an adhesive can also be dispensed with.
  • it is possible to dispense with the use of an adhesive if the surface 15 of the graphite lightweight board 13 projects beyond the upper edge of the side walls 2 b of the frame 2 when not yet mounted. Then, namely when screwing the frame 2 on the ceiling surface 14, the lightweight board 13 from the compressible graphite slightly compressed. This ensures a good and full-surface thermal contact between the upper side 15 of the graphite lightweight board 13 and the ceiling surface 14, wherein by squeezing even slight bumps in the ceiling surface 14 can be compensated.
  • the composite material used in the embodiments of Figures 1 to 3 consisting of a nonwoven 3 and connected to the nonwoven 3 graphite foil 1 can also be attached without a supporting frame as a ceiling or wall element 10 directly to a ceiling 5 or a wall.
  • the composite material is bonded via a thermally conductive adhesive to the ceiling 5 and the wall, preferably the thermally conductive graphite foil 1 is glued to the surface of the ceiling 5 and the wall over the entire surface over the entire surface of the ceiling or Wand to produce a good heat conducting coupling. This arrangement ensures a fast one hand
  • the fleece 3 of the composite material ensures good sound absorption, so that the ceiling or ceiling formed from the composite material
  • Wall element 10 can also serve as a sound-absorbing acoustic element.
  • the fleece (3) is preferably a
  • Carbon fiber fleece which has been connected by calendering with the graphite foil (1).

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Decken- oder Wandelement (10) zur Befestigung an einer Decke (5) oder einer Wand, wobei das Decken- oder Wandelement (10) über einen an der Decke (5) bzw. der Wand befestigbaren Rahmen (2) mit einer Bodenplatte (2a) verfügt, in dem ein Heiz- oder Kühlregister (9) angeordnet ist. Erfindungsgemäß sind zwischen der Bodenplatte (2a) des Rahmens (2) und dem Heiz- oder Kühlregister (9) ein Vlies (3) und eine perforierte Graphitfolie (1) angeordnet.

Description

Decken- oder Wandelement mit einem Heiz- oder Kühlregister
Die Erfindung betrifft ein Decken- oder Wandelement nach dem Oberbegriff des Anspruch 1 und ein Decken- oder Wandelement nach dem Oberbegriff des Anspruchs 14 sowie die Verwendung eines Materialverbunds bestehend aus einem Vlies und einer Graphitfolie als Decken- oder Wandelement. Die Erfindung betrifft ferner eine thermisch aktivierbare Betonwand oder Betondecke, an der solche Decken- oder Wandelemente befestigt sind.
Aus dem Stand der Technik sind bereits Decken- oder Wandelemente bekannt, welche über einen an der Decke bzw. der Wand befestigbaren Rahmen mit einer Bodenplatte und einem in dem Rahmen angeordneten Heiz- oder Kühlregister verfügen. Aus der DE 20 2007 010 215 U1 ist beispielsweise eine Wand- oder Deckenverkleidung mit einem Heiz- oder Kühlregister in Form von Rohrleitungen bekannt, die an Wärmeleitprofilen befestigt sind. Die Wärmeleitprofilen liegen auf der Rückseite einer durch Verkleidungsplatten gebildeten Verkleidungsfläche an. Die Verkleidungsplatten sind an Tragschienen mit U-förmigem Querschnitt befestigt. Die Tragschienen und die daran befestigten Verkleidungsplatten bilden somit einen an einer Decke oder Wand befestigbaren Rahmen mit einer von den Verkleidungsplatten gebildeten Boden. Die Wärmeleitprofile sind im Innern dieses Rahmens angeordnet und liegen an den Verkleidungsplatten an. Die
Wärmeleitprofile und die daran befestigten Rohrleitungen bilden das Heiz- oder Kühlregister. Um einen guten Wärmeleitkontakt zwischen den Rohrleitungen und der Verkleidungsfläche herzustellen, sind quer zu den langgestreckten
Wärmeleitprofilen Niederhalter angeordnet, welche unter Federspannung wenigstens zwei nebeneinander liegende Wärmeleitprofile an der
Verkleidungsplatte anliegend halten.
Die Wärmeleitprofile weisen auf ihrer Rückseite einen etwa halbkreisförmigen Ansatz auf, in dem die Rohrleitungen angeordnet sind. Die Rohrleitungen werden - je nach Anwendungszweck als Heiz- oder Kühlleitung - von einem Heiz- oder Kühlmedium, wie z.B. heißem oder kaltem Wasser durchströmt. Die
Wärmeleitprofile sind in der Regel aus Metall, beispielsweise aus Aluminium gefertigt. Bei den Verkleidungsplatten kann es sich beispielsweise um
Gipskartonplatten handeln.
Bei derartigen Wand- oder Deckenverkleidungen ist die Effizienz der Wärme- oder Kälteübertragung von den Wand- oder Deckenverkleidungen an den Raum sehr gering. Dies liegt zum einen an den Zwischenräumen zwischen den
nebeneinander angeordneten Wärmeleitprofilen. Diese Zwischenräume wirken wie eine Isolationsschicht und verhindern eine gleichmäßige Ausbreitung des
Wärmeflusses über die dem Raum zugewandten Oberfläche der Wand- oder Deckenverkleidungen. Zum anderen ist die Wärme- bzw. Kälteübertragung von den Heiz- oder Kühlleitungen an die Verkleidungsplatten sehr ineffizient, weil es sich bei den Verkleidungsplatten um schlechte Wärmeleiter handelt.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein
gattungsgemäßes Decken- oder Wandelement so weiter zu bilden, dass eine effizientere Wärmeübertragung zwischen dem Heiz- oder Kühlregister und dem zu heizenden oder zu kühlenden Raum gewährleistet werden kann. Darüber hinaus sollen die Decken- oder Wandelement auch über eine gute Schallabsorption verfügen.
Diese Aufgabe wird mit einem Decken- oder Wandelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Aufgabe kann ferner bei Vorhandensein einer thermisch aktivierbaren Betonwand oder Betondecke mit einem Decken- oder Wandelement mit den Merkmalen des Anspruchs 2 gelöst werden. Bevorzugte Ausgestaltungen dieser Decken- oder Wandelemente sind den Ansprüchen 3 bis 18 zu entnehmen.
Bei einem Decken- oder Wandelement, welches über einen an einer Decke oder Wand befestigbaren Rahmen mit einem Boden verfügt, in dem ein Heiz- oder Kühlregister angeordnet ist, wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe dadurch gelöst, dass zwischen dem Boden des Rahmens und dem Heiz- oder Kühlregister ein Vlies und eine perforierte Graphitfolie angeordnet sind. Bei dem Vlies handelt es sich bevorzugt um ein Kohlefaservlies. Es kann sich jedoch auch um ein Glasfaservlies handeln. Das Kohlefaservlies weist dabei eine höhere Wärmeleitfähigkeit als ein Glasfasevlies auf, ist jedoch auch teurer. Das Vlies bewirkt eine gute Schallabsorption des Decken- oder Wandelements. Bei der Graphitfolie handelt es sich bevorzugt um eine Folie aus expandiertem Graphit, welche mit einer Loch Perforation versehen ist. Die perforierte Graphitfolie stellt einen guten Wärmekontakt zwischen dem Heiz- oder Kühlregister und der
Bodenplatte des Decken- oder Wandelements sicher. Der Boden des Deckenoder Wandelements ist bevorzugt aus einem thermisch leitfähigen Material, insbesondere aus einem Metallblech oder einer graphitmodifizierten Platte, wie einer graphitmodifizierten Gipskartonplatte, gefertigt. Bevorzugt ist der Rahmen als Kassette ausgebildet, wobei zumindest der Boden aus einem gelochten bzw. mit einer Perforation versehenen Metallblech gefertigt ist. Die Lochung bzw. die Perforation in dem Boden gewährleistet in Verbindung mit dem im Innern des Rahmens auf dem Boden aufliegenden Vlies eine gute Schallabsorption.
Bevorzugt handelt es sich bei dem Vlies und der darauf angeordneten perforierten Graphitfolie um einen Verbund, welcher durch Kalandrieren hergestellt werden kann. Ein solcher Verbund kann besonders zweckmäßig aus einem
Kohlefaservlies und einer Graphitfolie aus expandiertem Graphit hergestellt werden. Die Herstellung von expandiertem Graphit (sog. Graphitexpandat) ist u. a. aus der US 3,404,061 -A bekannt. Zur Herstellung von expandiertem Graphit werden Graphiteinlagerungsverbindungen bzw. Graphitsalze wie zum Beispiel Graphithydrogensulfat oder Graphitnitrat schockartig erhitzt. Dabei vergrößert sich das Volumen der Graphitpartikel um einen Faktor von cirka 200 bis 400 und gleichzeitig sinkt die Schüttdichte auf werte von 2 - 20 g/l. Das so erhaltende Graphitexpandat besteht aus wurm- bzw. ziehharmonikaförmigen Aggregaten. Wird vollständig expandiertes Graphit unter gerichteter Einwirkung eines Druckes konnpaktiert, ordnen sich die Schichtebenen des Graphits bevorzugt senkrecht zur Einwirkungsrichtung des Druckes an, wobei sich die einzelnen Aggregate untereinander verhaken. Auf diese Weise lassen sich ohne Binderzusatz selbsttragende Flächengebilde wie zum Beispiel Bahnen, Platten oder Formkörper aus expandiertem Graphit herstellen. Dünne Folien (mit Dicken im Bereich von 50 μηη bis 3 mm) lassen sich durch Pressen oder Walzen von Bahnen aus expandiertem Graphit herstellen. Beim Kalandrieren einer so hergestellten Folie aus expandiertem Graphit mit einem Kohlefaservlieses verhaken sich die
Kohlepartikel der Vlies-Oberfläche und der Oberfläche der Graphitfolie
miteinander, so dass ein fester und nicht lösbarer Verbund zwischen dem
Kohlefaservlies und der Graphitfolie entsteht.
Eine Perforation der Graphitfolie erhöht dabei deren Flexibilität und erleichtert dadurch die Handhabbarkeit der Folie. Da es sich bei Graphit um ein sprödes Material handelt, besteht bei der Handhabung von dünnen Folien aus
expandiertem Graphit die Gefahr, dass die Folie reißt oder bricht. Diese Gefahr kann durch die Perforation der Graphitfolie deutlich verringert werden.
Bei dem Heiz- oder Kühlregister kann es sich um Heiz- oder Kühlleitungen handeln, die auf Wärmeleitprofilen befestigt sind. Um einen guten thermischen Kontakt zwischen dem Heiz- oder Kühlregister und dem Boden des Rahmens zu gewährleisten, steht der Boden über den Verbund aus dem Vlies und der perforierten Graphitfolie in thermischem Kontakt mit den Wärmeleitprofilen.
Bei dem Heiz- oder Kühlregister kann es sich auch um eine Leichtbauplatte aus expandiertem Graphit handeln, in welche Heiz- oder Kühlleitungen eingebettet sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel steht die Oberfläche der Graphit- Leichtbauplatte bevorzugt über ihre gesamte Hauptfläche in thermischem Kontakt mit der perforierten Graphitfolie. Über den gut wärmeleitenden Verbund aus der perforierten Graphitfolie und dem Vlies ist auf diese Weise ein guter thermischer Kontakt zwischen den Heiz- oder Kühlleitungen und dem Boden des Rahmens hergestellt. Die in den Heiz- oder Kühlleitungen geführte Wärme (bzw. Kälte) kann daher sehr effizient und gleichmäßig über die gesamte Oberfläche des Deckenbzw. Wandelements in den Raum, in dem das Decken- bzw. Wandelement angeordnet ist, erzielt werden. Bevorzugt steht die der Graphitfolie
gegenüberliegende Oberfläche der Graphit-Leichtbauplatte über ihre gesamte Hauptfläche in thermischem Kontakt mit der Oberfläche der Wand bzw. der Decke, an der das Wand- oder Deckenelement befestigt ist. Aufgrund dieses thermischen Kontakts kann die von den Heiz- oder Kühlleitungen kommende Wärme teilweise über die Graphitleichtbauplatte an die Wand oder Decke abgegeben werden, so dass die Masse der Wand oder Decke für eine verzögerte Wärmeabgabe als Wärmespeicher dienen kann.
Aus dem Stand der Technik sind zur Klimatisierung von Räumen mit Betondecken und/oder Wänden sogenannte Betonkernaktivierungs-Systeme bekannt. Bei diesen Systemen werden Heiz- oder Kühlmedien führende Rohrleitungen in, unter oder auf der Betondecke bzw. der Betonwand angebracht. Durch Speicherung der Heiz- bzw. Kühlenergie in der Betonmasse der Wände bzw. der Decken und einer zeitverzögerten Abgabe der gespeicherten Heiz- bzw. Kühlenergie kann eine energieeffiziente Klimatisierung der Räume erzielt werden. So kann beispielsweise in der Nach ein Kühlfluid, wie z.B. Wasser, abgekühlt und durch die Rohrleitungen in einer betonkernaktivierten Decke oder Wand geleitet werden, wodurch sich die Decke bzw. die Wand langsam abkühlt. Die so in der Betondecke bzw. der Betonwand gespeicherte Kühlenergie kann dann während des Tages,
insbesondere in warmen Sommermonaten, zur Erniedrigung der Raumtemperatur langsam in den Raum abgegeben werden.
Zur Verkleidung solcher thermisch aktivierbarer Betondecken oder -wände stellt die Erfindung ein Decken- oder Wandelement bereit, welches über einen an der Wand bzw. der Decke befestigbaren Rahmen mit einem Boden verfügt, wobei zwischen dem Boden des Rahmens und der Wand oder der Decke ein Vlies und eine perforierte Graphitfolie angeordnet sind. Bei diesem Ausführungsbespiel ist bevorzugt zwischen der Graphitfolie und der Wand oder Decke zusätzlich noch eine Leichtbauplatte aus expandiertem Graphit angeordnet.
Bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung stellt das Vlies eine gute
Schallabsorption des Decken- oder Wandelements sicher. Über die perforierte Graphitfolie und die zwischen der Graphitfolie und der Wand- bzw.
Deckenoberfläche angeordnete Graphit-Leichtbauplatte wird ein guter thermischer Kontakt zwischen der thermisch aktivierbaren Wand bzw. Decke und dem Boden des Rahmens gewährleistet. Dies stellt eine effiziente Wärmeübertragung zwischen der thermisch aktivierbaren Wand oder Decke und dem Raum dar.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter
Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen:
Figur 1 : Schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines
erfindungsgemäßen Decken- oder Wandelements mit einem
Rahmen, in dem ein Heiz- oder Kühlregister angeordnet ist;
Figur 2: Schematische Darstellung einer alternativen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Decken- oder Wandelements mit einem
Rahmen und einem darin angeordneten Heiz- oder Kühlregister;
Figur 3: Schematische Darstellung eines an einer thermisch aktivierbaren
Decke oder Wand angeordnetes Decken- oder Wandelement.
In den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen der Erfindung wird die Verwendung von erfindungsgemäßen Decken- oder Wandelementen zur
Befestigung an einer sich in horizontaler Ebene erstreckenden Decke 5 gezeigt. Es wird daher jeweils von Deckenelementen gesprochen. Die erfindungsgemäßen Decken- oder Wandelemente können jedoch in entsprechender Weise auch zur Befestigung an einer vertikalen Wand verwendet werden. In den zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen sind gleiche oder sich entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Soweit von thermisch aktivierbaren Betondecken oder -wänden gesprochen wird, werden darunter Betondecken oder -wände verstanden, in denen Rohrleitungen zur Durchleitung eines Heiz- oder Kühlmediums verlegt sind. Diese Rohrleitungen dienen zur thermischen Aktivierung der Decke oder der Wand.
In Figur 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Deckenelements 10 zur Befestigung an einer Decke gezeigt, wobei das
Deckenelement 10 über einen an einer Decke 5 befestigbaren Rahmen 2 verfügt. Der Rahmen 2 umfasst einen von einer Bodenplatte 2a gebildeten Boden und daran angeordnete oder einstückig mit der Bodenplatte 2a ausgebildete
Seitenwände 2b. An der Oberkante der Seitenwände 2b ist jeweils ein
Befestigungsflansch 2c angeformt, über den der Rahmen 2 an der Decke befestigt, insbesondere angeschraubt werden kann. Der Rahmen 2 ist bevorzugt kassettenförmig mit vier um die Bodenplatte 2a umlaufend angeordneten
Seitenwänden 2b ausgebildet. Der Rahmen 2 ist bevorzugt aus Metall,
insbesondere aus einem Metallblech gefertigt. Die Bodenplatte 2a verfügt über eine Perforation. Die Löcher der Perforation in der Bodenplatte 2a stellen sicher, dass Schallwellen in den Rahmen 2 eindringen und dort gedämpft werden können.
In dem kassettenförmigen Rahmen 2 ist ein Heiz- oder Kühlregister 9 angeordnet. Bei dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst das Heiz- oder
Kühlregister 9 mehrere, nebeneinander und parallel zueinander angeordnete Befestigungsprofile 1 1 , welche leistenförmig ausgebildet und aus einem
wärmeleitfähigen Material, insbesondere einem Metall, gefertigt sind. Bevorzugt handelt es sich bei den Befestigungsprofilen 1 1 um Aluminium-Profile. An den Befestigungsprofilen 1 1 sind Heiz- oder Kühlleitungen 12 (im Folgenden als Rohrleitungen bezeichnet) befestigt. Die Rohrleitungen 12 können beispielsweise form- oder kraftschlüssig in halbkreisförmige Aufnahmelaschen an der Oberseite der Befestigungsprofile 1 1 eingerastet werden. Andere Befestigungsmöglichkeiten sind jedoch denkbar, wie z.B. eine Befestigung über Rohrschellen oder
dergleichen.
Die Befestigungsprofile 1 1 sind auf einer perforierten Graphitfolie 1 unter thermischem Kontakt mit der Graphitfolie 1 angeordnet. Zweckmäßig ist die Unterseite jedes Befestigungsprofils 1 1 mit der Graphitfolie 1 über einen thermisch leitenden Kleber verklebt. Zwischen der perforierten Graphitfolie 1 und der
Innenfläche der Bodenplatte 2a ist ein Vlies 3 angeordnet. Bei dem Vlies 3 kann es sich um ein Glasfaservlies oder bevorzugt um ein Kohlefaservlies handeln. Das Vlies 3 ist mit der Innenfläche der Bodenplatte 2a mittels eines thermisch leitenden Klebers verklebt. Zweckmäßig handelt es sich bei dem Vlies 3 und der perforierten Graphitfolie 1 um einen Verbundstoff. Besonders geeignet ist ein durch Kalandrieren
hergestellter Verbund aus einem Kohlefaservlies 3 und der perforierten
Graphitfolie 1 .
Bei der Graphitfolie 1 handelt es sich zweckmäßig um eine dünne Folie aus expandiertem Graphit mit einer Loch Perforation. Ein Lochanteil von ? % bis ? % stellt eine gute Handhabbarkeit der perforierten Graphitfolie 1 sicher und
verhindert ein Brechen oder ein Reißen der Graphitfolie.
In Figur 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Deckenoder Wandelement gezeigt, welches über ein in dem Rahmen 2 angeordnetes Heiz- oder Kühlregister 9 verfügt. Anders als bei dem in Figur 1 gezeigten
Ausführungsbeispiel ist das Heiz- oder Kühlregister 9 hier durch eine
Leichtbauplatte 13 aus expandiertem Graphit gebildet, in der Heiz- oder
Kühlleitungen 12 eingebettet sind. Die Unterseite der Leichtbauplatte 13 steht dabei in thermischem Kontakt mit der Oberfläche der perforierten Graphitfolie 1 . Zwischen der perforierten Graphitfolie 1 und der Bodenplatte 2a des Rahmens 2 ist wiederum ein Vlies, insbesondere ein Glasfaser- oder ein Kohlefaservlies angeordnet. Wie bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 handelt es sich bei dem Vlies 3 und der perforierten Graphitfolie 1 zweckmäßig um einen nicht lösbaren Verbund aus einem Kohlefaservlies und einer mit einer Loch Perforation
versehenen Folie aus expandiertem Graphit. Um einen möglichst guten
thermischen Kontakt zwischen der Oberseite 15 der Graphit-Leichtbauplatte 13 und der Oberfläche 14 der Decke 5 zu gewährleisten, ist die Oberseite 15 der Graphit-Leichtbauplatte 13 an der Deckenoberfläche 14 mit einem thermischen Kleber 4 verklebt.
In beiden Ausführungsbeispielen weist das Vlies zweckmäßig eine Dicke von 50 μιτι bis 3 mm auf und die Dicke der perforierten Graphitfolie liegt bevorzugt zwischen 200 μιτι und 3 mm. ln Figur 3 ist ein an einer thermisch aktivierbaren Betondecke 5 befestigtes Deckenelement 10 dargestellt. In der Betondecke verlaufen Rohrleitungen 7, durch die zur thermischen Aktivierung der Decke 5 ein Heiz- oder Kühlmedium geleitet werden kann. Das Deckenelement 10 verfügt über einen Rahmen 2, der — wie bei den beiden vorangehenden Ausführungsbeispielen— eine Bodenplatte 2a und wenigstens zwei Seitenwände 2b aufweist. Zweckmäßig ist der Rahmen 2 wie bei den beiden vorangehenden Ausführungsbeispielen kassettenförmig mit einer Bodenplatte 2a und vier umlaufenden Seitenwänden 2b ausgebildet. Der Rahmen 2 ist aus einem Metallblech gefertigt und die Bodenplatte 2a verfügt über eine Perforation, welche sicherstellt, dass Schallwellen in das Rahmeninnere eintreten und dort absorbiert werden können.
Im Inneren des kassettenförmigen Rahmens 2 ist wiederum ein auf der
Bodenplatte 2a liegendes und dort bevorzugt angeklebtes Vlies 3 und darauf eine perforierte Graphitfolie 1 angeordnet. Zweckmäßig handelt es sich bei dem Vlies 3 und der perforierten Graphitfolie 1 wiederum um einen durch Kalandrieren hergestellten Verbund aus einem Kohlefaservlies und einer Folie aus
expandiertem Graphit. Auf der Graphitfolie 1 ist in flächigem und thermischem Kontakt mit dieser eine Leichtbauplatte 13 aus expandiertem Graphit angeordnet.
Zur Befestigung des Deckenelements 10 an der thermisch aktivierbaren
Betondecke 5 wird der Rahmen 2 in bekannter Weise an der Oberfläche 14 der Decke 5 befestigt, beispielsweise durch Verschrauben. Um einen möglichst guten thermischen Kontakt zwischen der Oberseite 15 der Graphit-Leichtbauplatte 13 und der Oberfläche 14 der Decke 5 zu gewährleisten, ist die Oberseite 15 der Graphit-Leichtbauplatte 13 an der Deckenoberfläche 14 mit einem thermisch leitenden Kleber 4 verklebt. Auf die Verwendung eines Klebers kann jedoch auch verzichtet werden. Insbesondere kann auf die Verwendung eines Klebers verzichtet werden, wenn die Oberfläche 15 der Graphit-Leichtbauplatte 13 in noch nicht montiertem Zustand über der Oberkante der Seitenwände 2b des Rahmens 2 übersteht. Dann wird nämlich beim Anschrauben des Rahmens 2 an der Deckenoberfläche 14 die Leichtbauplatte 13 aus dem komprimierbaren Graphit leicht zusammengedrückt. Dies gewährleistet einen guten und vollflächigen thermischen Kontakt zwischen der Oberseite 15 der Graphit-Leichtbauplatte 13 und der Deckenoberfläche 14, wobei durch das Zusammendrücken auch leichte Unebenheiten in der Deckenoberfläche 14 ausgeglichen werden können.
Der in den Ausführungsbeispielen der Figuren 1 bis 3 verwendete Materialverbund bestehend aus einem Vlies 3 und einer mit dem Vlies 3 verbundenen Graphitfolie 1 kann auch ohne einen unterstützenden Rahmen als Decken- oder Wandelement 10 direkt an einer Decke 5 oder einer Wand befestigt werden. Hierbei wird der Materialverbund über einen thermisch leitenden Kleber an der Decke 5 bzw. der Wand verklebt, wobei bevorzugt die thermisch gut leitende Graphitfolie 1 mit der Oberfläche der Decke 5 bzw. der Wand vollflächig verklebt wird, um über die gesamte Oberfläche der Decke bzw. Wand eine gut wärmeleitende Kopplung herzustellen. Diese Anordnung gewährleistet einerseits einen schnellen
Wärmeaustausch zwischen dem Raum und der Decke bzw. Wand, wodurch die Masse der Decke oder Wand (welche bspw. als Betondecke oder -wand ausgebildet ist) als Wärmespeicher genutzt werden kann, von dem die
gespeicherte Wärme zeitverzögert wieder in den Raum abgegeben werden kann. Zum anderen stellt das Vlies 3 des Materialverbunds eine gute Schallabsorption sicher, so dass das aus dem Materialverbund gebildete Decken- oder
Wandelement 10 auch als schallschluckendes Akustikelement dienen kann.
Wie bei dem in den Ausführungsbeispielen der Figuren 1 bis 3 verwendeten Materialverbund bestehend aus dem Vlies 3 und einer mit dem Vlies 3
verbundenen Graphitfolie 1 ist die Graphitfolie 1 bevorzugt perforiert und weist zweckmäßig eine Loch Perforation mit einem Lochanteil von mehr als 5 % pro Flächeneinheit auf. Bei dem Vlies (3) handelt es sich bevorzugt um ein
Kohlefaservlies, welches durch Kalandrieren mit der Graphitfolie (1 ) verbunden worden ist.

Claims

Patentansprüche
1 .Decken- oder Wandelement (10) zur Befestigung an einer Decke (5) oder einer Wand, wobei das Decken- oder Wandelement (10) über einen an der Decke (5) bzw. der Wand befestigbaren Rahmen (2) mit einemr
Bodenplatte (2a) verfügt, in dem ein Heiz- oder Kühlregister (9) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Bodenplatte (2a) des Rahmens (2) und dem Heiz- oder Kühlregister (9) ein Vlies (3) und eine perforierte Graphitfolie (1 ) angeordnet sind.
2. Decken- oder Wandelement (10) zur Befestigung an einer Wand oder Decke
(5), wobei das Decken- oder Wandelement (10) über einen an der Wand bzw. der Decke (5) befestigbaren Rahmen (2) mit einem Boden (2a) verfügt, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Boden (2a) des Rahmen (2) ein Vlies (3) und eine Graphitfolie (1 ) angeordnet sind.
3. Decken- oder Wandelement (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass die Graphitfolie (1 ) perforiert ist.
4. Decken- oder Wandelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass es sich bei der Graphitfolie (1 ) um eine Folie aus expandiertem Graphit mit einer Lochperforation handelt.
5. Decken- oder Wandelement nach Anspruch 3 oder 42, dadurch
gekennzeichnet, dass die perforierte Graphitfolie (1 ) einen Lochanteil von mehr als ? 205 % pro Flächeneinheit aufweist.
6. Decken- oder Wandelement nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen aus einem thermisch leitfähigen Material, insbesondere aus einem Metallblech oder einem graphitmodifizierten Verbundelement, wie etwa einer Gipskarton platte, gefertigt ist.
7. Decken- oder Wandelement nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen als Kassette (2) ausgebildet ist, welche an einer Seite offen ist.
8. Decken- oder Wandelement nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die perforierte Graphitfolie (1 ) fest mit dem Vlies (3) verbunden ist.
9. Decken- oder Wandelement nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Vlies (3) um ein
Glasfaservlies oder um ein Kohlefaservlies handelt.
10. Decken- oder Wandelement nach Anspruch 87, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Vlies (3) um ein Kohlefaservlies handelt, welches durch Kalandrieren mit der perforierten Graphitfolie (1 ) verbunden ist.
1 1 . Decken- oder Wandelement nach nach Anspruch 1 , einem der
voranstehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, dass das Heizoder Kühlregister (9) ein Befestigungsprofil (1 1 ) und daran befestigte Heizoder Kühlleitungen (12) umfasst.
12. Decken- oder Wandelement nach Anspruch 1 19, dadurch
gekennzeichnet, dass das Befestigungsprofil (1 1 ) aus einem
wärmeleitfähigen Material, insbesondere einem Metall ist.
13. Decken- oder Wandelement nach Anspruch 120, dadurch
gekennzeichnet, dass die perforierte Graphitfolie (1 ) mit dem
Befestigungsprofil (1 1 ) in thermischem Kontakt steht.
14. Decken- oder Wandelement nach einem der Ansprüche 1 oder 1 1 bis 138, dadurch gekennzeichnet, dass das Heiz- oder Kühlregister (9) eine Leichtbauplatte (13) aus expandiertem Graphit umfasst, in der Heiz- oder Kühlleitungen (12) eingebettet sind.
15. Decken- oder Wandelement nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die der Bodenplatte (2a) des Rahmen (2) perforiert ist.
16. Decken- oder Wandelement (10) zur Befestigung an einer thermisch
aktivierbaren Betonwand oder Betondecke (5), wobei das Decken- oder Wandelement (10) über einen an der Wand bzw. der Decke (5)
befestigbaren Rahmen (2) mit einer Bodenplatte (2a) verfügt, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Bodenplatte (2a) des Rahmens (2) und der Wand oder Decke (5) (9) ein Vlies (3) und eine perforierte
Graphitfolie (1 ) sowie eine Leichtbauplatte (13) aus expandiertem Graphit angeordnet ist.
17. Decken- oder Wandelement (10) nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, dass auf der Graphitfolie (1 ) eine Leichtbauplatte (13) aus expandiertem Graphit angeordnet ist.
18. Thermisch aktivierbare Betonwand oder Betondecke (5), in der
Rohrleitungen (7) zur Durchleitung eines Heiz- oder Kühlfluids verlaufen, dadurch gekennzeichnet, dass an ihrer Oberfläche (14) Decken- oder Wandelemente (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 164 nebeneinander angeordnet befestigt sind.
19. Thermisch aktivierbare Betonwand oder Betondecke (5) nach Anspruch 175, wobei das Decken- oder Wandelemente (10) eine Leichtbauplatte (13) aus expandiertem Graphit enthält, dadurch gekennzeichnet, dass eine thermische Kopplung zwischen der Oberfläche (14) der Wand oder Decke (5) und den Wand- bzw. Deckenelementen (10) vollflächig über die gesamte Hauptfläche (15) der oder jeder Graphit-Leichtbauplatte (13) ausgebildet ist.
20. Verwendung eines Materialverbunds bestehend aus einem Vlies (3) und einer mit dem Vlies (3) verbundenen Graphitfolie (1 ) als oder in einem Decken- oder Wandelement (10) zur Befestigung an einer Decke (5) oder einer Wand.
21 .Verwendung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Graphitfolie (1 ) perforiert ist.
22. Verwendung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Graphitfolie (1 ) um eine Folie aus expandiertem Graphit mit einer Loch Perforation handelt.
23. Verwendung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die perforierte Graphitfolie (1 ) einen Lochanteil von mehr als 20 % pro Flächeneinheit aufweist.
24. Verwendung nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch
gekennzeichnet, dass es sich bei dem Vlies (3) um ein Glasfaservlies oder um ein Kohlefaservlies handelt.
25. Verwendung nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch
gekennzeichnet, dass es sich bei dem Vlies (3) um ein Kohlefaservlies handelt, welches durch Kalandrieren mit der Graphitfolie (1 ) verbunden ist.
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