AT528331A1 - Heiz-/Kühleinrichtung für Büroräume - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Heiz-/Kühleinrichtung für Büroräume, insbesondere für Büros mit mehreren Arbeitsplätzen, wobei die Heiz- /Kühleinrichtung pro Raum zumindest ein erstes Heiz-/Kühlelement (1) aufweist, welches mit einem zentralen im Gebäude vorhandenen Heiz- /Kühlkreislauf verbindbar ist, und welches über eine jeweils zugeordnete Regeleinheit (2) mit Thermostat verfügt. Pro im Raum vorhandenen Arbeitsplatz ist jeweils ein dem Arbeitsplatz zuordenbares erstes Heiz-/Kühlelement (1) vorgesehen, wobei das erste Heiz- /Kühlelement (1) zwei mit dem zentralen Heiz-/Kühlkreislauf verbindbare Heiz-/Kühlregister (3,4) umfasst, welche zueinander parallel angeordnet sind, wobei ein Heiz-/Kühlregister (3) waagrecht im Bodenbereich unterhalb einer Schreibtischplatte (5) angeordnet ist und das zweite Heiz-/Kühlregister (4) davon parallel beabstandet unmittelbar unterhalb der Schreibtischplatte (5) oder innerhalb der Schreibtischplatte (5) angeordnet ist.

Description

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Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Heiz-/Kühleinrichtung für Büroräume, insbesondere für Büros mit mehreren Arbeitsplätzen, wobei die Heiz- /Kühleinrichtung pro Raum zumindest ein erstes Heiz-/Kühlelement aufweist, welches mit einem zentralen im Gebäude vorhandenen Heiz- /Kühlkreislauf verbindbar ist, und welches über eine jeweils zugeordnete Regeleinheit mit Thermostat verfügt.

[0002] Die Covid19-Pandemie hat die Errichtung von Büroräumen sowohl hinsichtlich ihrer Gestaltung als auch betreffend ihre Nutzung ganz wesentlich beeinflusst. In einem Großteil der Länder in Europa werden flexible Arbeitsplätze eines der wesentlichen Merkmale von Büros der Zukunft sein. Arbeiten im Homeoffice wird in Zukunft zunehmen und der Zweck des klassischen Büros wird sich verändern, vermehrt werden die Büroräume nur zwei bis drei Tage in der Woche benützt.

[0003] Für die Mitarbeiter im Büro der Zukunft wird ein besseres Raumklima eine wesentliche Motivation für den Besuch des Arbeitsplatzes sein. Dies bedeutet für den Arbeitgeber, dass die Büros flexibel, ökologisch und gesundheitsfördernd sein sollen und für den Eigentümer, dass die Gebäude ein ansprechendes Design und vor allem eine energiesparende und umweltfreundliche Haustechnik bieten.

[0004] Ferner wurde die EU Richtlinie betreffend der Gesamtenergieeffizienz von Bürogebäuden 2020 aktualisiert, dem entsprechend musste der Heizwärmebedarf (HWB) für Gebäude wie folgt angepasst werden. Für Passivhäuser gilt nun ein HWB von 10 bis 15 W pro m? pro Jahr, für Niedrigenergiehäuser ein HWB von 15 bis 25 W pro m? pro Jahr und für Bestandsgebäude ein HWPB von 25-50 W pro m? pro Jahr.

[0005] Bestehende Heizungsanlagen bieten üblicherweise nur die Möglichkeit den gesamten Raum auf eine bestimmte Temperatur zu heizen oder zu kühlen. Gerade bei Großraumbüros bzw. Büroräumen mit mehreren Arbeitsplätzen ist dies bei nur teilweiser Nutzung mit unterschiedlicher Mitarbeiteranzahl nicht effizient und es kommt über die Zeit zu hohen Energieverlusten.

[0006] Selbst bei voller Besetzung aller Arbeitsplätze existiert jetzt bereits das Problem, dass das Wärme- bzw. Kältebedürfnis einzelner Mitarbeiter stark voneinander abweichen kann und daher zumindest für einen Teil der Mitarbeiter der Komfort herabgesetzt ist, wenn nur ein einziger Temperaturbereich erreicht werden kann.

[0007] Bestehende Heiz- bzw. Kühlsysteme arbeiten mit herkömmlichen Radiatoren, Kühldeckensegeln, aktivierten Bauteilen oder über Luftumwälzungsanlagen. In allen Fällen ist jedoch der Fokus darauf gerichtet, einzelne Räume zu temperieren aber nicht kleinere Bereiche, wie einen einzelnen Arbeitsplatz. Auch die aktuelle Auslastung eines Büroraums wird, wenn überhaupt, in der Regel nur durch eine zeitliche Steuerung berücksichtigt. Gerade Systeme mit höherer Ansprechzeit, wie beispielsweise aktivierte Bauteile, können oft auch auf eine rasch wechselnde Belegung einzelner Arbeitsplätze gar nicht schnell genug reagieren, weshalb eine entsprechende Regelung auch keinen Sinn macht.

[0008] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Heiz-/Kühleinrichtung zu schaffen, welche den oben genannten Bestimmungen für den HWB gerecht wird und eine deutliche Einsparung hinsichtlich des Energiebedarfs ermöglicht, wobei gleichzeitig die Komfortwerte für die in den Büroräumen anwesenden Mitarbeiter erhöht werden. Durch die Schaffung individuell einstellbarer Komfortzonen soll es möglich sein, jeden Arbeitsplatz individuell auf den bevorzugten Temperaturbereich einzustellen. Weiters soll gerade bei unregelmäßiger Nutzung unterschiedlich vieler Arbeitsplätze in beispielsweise einem Großraumbüro eine Energieeinsparung dadurch erreicht werden, dass einzelne nicht genutzte Arbeitsplätze nicht beheizt bzw. gekühlt werden.

[0009] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass pro im Raum vorhandenen Arbeitsplatz jeweils ein dem Arbeitsplatz zuordenbares erstes Heiz-/Kühlelement vorgesehen ist, wobei das erste Heiz-/Kühlelement zwei mit dem zentralen Heiz-/Kühlkreislauf verbindbare Heiz/Kühlregister umfasst, welche zueinander parallel angeordnet sind, wobei ein Heiz-/Kühlregister waagrecht im Bodenbereich unterhalb einer Schreibtischplatte angeordnet ist und das zweite

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Heiz-/Kühlregister davon parallel beabstandet unmittelbar unterhalb der Schreibtischplatte oder innerhalb der Schreibtischplatte angeordnet ist. Die Anordnung von den einzelnen Arbeitsplätzen zuordenbaren Heiz-/Kühlelementen, welche mit dem zentralen Heiz-/Kühlkreislauf des Gebäudes verbunden sind, ermöglicht es bei einem entsprechenden Büroraum, dass dieser beispielsweise im Winter auf eine Basistemperatur von lediglich 12 bis 14° C bei Heizbetrieb temperiert wird. Bei Benützung von Regeleinheiten mit einem Anwesenheitssensor, z.B. einem Infrarot-Sensor, wird die Raumtemperatur auf ca. 16 bis 18° C erhöht oder bei entsprechenden als Passivhaus ausgeführten Häusern mit geringem Energieaufwand bereits auf diesem Temperaturbereich gehalten. Die niedrigere Grundraumtemperatur ist dabei ohne Komforteinbusse möglich, da an jedem einzelnen Arbeitsplatz eine kleine beheizte bzw. gekühlte Komfortzone durch die oben genannte erfindungsgemäße Heiz-/Kühleinrichtung geschaffen wird.

[0010] Diese neuen Heiz-/Kühlelemente können vom Benutzer selbst auf eine Temperatur im Bereich von 25 bis 40° C eingestellt werden. Der menschliche Körper befindet sich am Schreibtisch im Wärmestrahlungsausgleich und kann sich bei kühlerer Raumluft von etwa 16 bis 18° C optimal entwärmen, was zu einer erhöhten Behaglichkeit nahe dem Heiz-/Kühlelement führt, ähnlich wie bei einem Kachelofen.

[0011] Bei Kühlbetrieb beträgt die Oberflächentemperatur des Heiz-Kühlelements ca. 20° C, sodass sich der Benutzer auch bei 28° C Umgebungsraumtemperatur noch wohlfühlt. Die erfindungsgemäße Heiz- /Kühleinrichtung bewirkt ein besseres Raumklima, ist gesundheitsfördernd und bietet eine energiesparende und umweltfreundliche Haustechnik mit etwa 30% bis 40% Energiekosteneinsparung je nach Betriebsart.

[0012] Ein zusätzliches bevorzugtes Merkmal ist es, dass das erste Heiz-/Kühlelement gemeinsam mit dem im Bodenbereich anordenbaren Heiz- /Kühlregister ein über eine separate Regelung zuschaltbares elektrisches Heizelement als zusätzliche Fußbodenheizung aufweist.

[0013] Wenn ein Arbeitsplatz in Betrieb genommen wird, kann es vorteilhaft sein, zumindest im Bereich der Fußbodenheizung des Heiz-/Kühlelements ein zusätzliches elektrisch betreibbares Heizelement vorzusehen, welches in der Startphase schnell reagiert und die Komfortzone für den Nutzer rasch herstellt. Sobald die Heiz-Kühlregister, welche über den zentralen Heiz-/Kühlkreislauf angespeist werden, ihre volle Leistung erreicht haben, kann das elektrische Heizelement wieder abgeschaltet werden. Dadurch wird die erfindungsgemäße Einrichtung noch reaktionsschneller.

[0014] Gemäß einer möglichen Ausführungsform ist es ein weiteres bevorzugtes Merkmal, dass das erste Heiz-/Kühlelement als nachrüstbares Modul ausgeführt ist, welches die beiden Heiz/Kühlregister, die Regeleinheit und die beiden Heiz-/Kühlregister verbindende höhenverstellbare Stützen umfasst, sodass das erste Heiz-/Kühlelement unterhalb eines herkömmlichen Schreibtisches platzierbar und mittels der höhenverstellbaren Stützen in dieser Position fixierbar ist. Dies bietet eine einfache Möglichkeit, auch bestehende Bürogebäude mit bereits vorhandenem Mobiliar mit der erfindungsgemäßen Heiz- /Kühleinrichtung nachzurüsten. Das jeweilige Heiz-/Kühlelement kann dabei einer Standardarbeitsplatzbreite entsprechen und unterhalb jedes Schreibtischs über die höhenverstellbaren Stützen eingeklemmt werden. Über entsprechende flexible Schläuche werden die einzelnen Heiz-/Kühlelemente anschließend mit dem zentralen Heiz-/Kühlkreislauf verbunden. Hierfür gibt es im Stand der Technik bekannte einfach zu installierende dichte Steckverbindungen.

[0015] Gemäß einer alternativen bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass das erste Heiz-/Kühlelement integraler Bestandteil eines Schreibtisches ist, wobei das obere Heiz/Kühlregister unmittelbar unterhalb der Schreibtischplatte oder innerhalb der Schreibtischplatte angeordnet ist. Bei Neuplanung eines Büroraums kann das Heiz-/Kühlelement auch direkt als Teil eines Schreibtisches vorgesehen werden, wodurch auch größere Schreibtischflächen oder Spezialmaße realisiert werden können. Anzahl und Anordnung der einzelnen Heiz-/Kühlelemente kann dabei optimal bereits bei der Planung der Arbeitsplätze pro Büroraum berücksichtigt werden.

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[0016] Es ist ferner ein bevorzugtes Merkmal, dass bei Gebäuden, die den Passivhausstandard von 10 bis 15 W pro m? pro Jahr nicht erfüllen, zusätzlich zu den ersten Heiz-/Kühlelementen zumindest ein zweites Heiz-/Kühlelement in Form eines senkrecht in einem Wandelement angeordneten Heiz-Kühlregisters pro Raum, vorzugsweise pro ein oder zwei Arbeitsplätze vorgesehen ist, wobei das Wandelement als Raumteiler oder an einer Gebäudewand platzierbar ist. Im Falle eines als Passivhaus ausgeführten Gebäudes kann ein Büroraum allein mit einem ersten Heiz/Kühlelement pro vorhandenem Arbeitsplatz betrieben werden. Aufgrund der guten thermischen Dämmung reicht die durch die Heiz-/Kühlelemente abgegebenen Heiz-/Kühlleistung aus, um den gesamten Raum entsprechend zu temperieren und in den Bereichen der Arbeitsplätze entsprechende individuelle Komfortzonen zu schaffen. Bei Gebäuden, welche dem HWB Wert für Niedrigenergiehäuser entsprechen, ist es zweckmäßig, pro Büroraum zumindest ein weiteres zweites Heiz-/Kühlelement vorzusehen, welches als Wandelement ausgebildet ist und entweder die Komfortzone rund um einen oder mehrere Arbeitsplätze verbessert oder für die Grundtemperierung des gesamten Raumes sorgt.

[0017] Dabei ist es ein weiteres bevorzugtes Merkmal, dass das zweite als Wandelement ausgebildete Heiz-/Kühlelement zusätzliche Funktionalitäten aufweist, wie beispielsweise Schalldämmeinrichtungen, Lichtquellen, Anschlüsse und/oder Schalter für Strom oder Netzwerktechnik und dergleichen. Die Wandelemente können für Büroräume auch zusätzliche Funktionalitäten beinhalten und so beispielsweise auch zur Schalldämmung, als Lichtquelle oder zur Unterbringung von anderen Einrichtungen, wie Steckdosen, Schalter oder dergleichen eingesetzt werden.

[0018] Zusätzlich oder alternativ zum zweiten Heiz-/Kühlelement ist es ein weiteres bevorzugtes Merkmal, dass bei Gebäuden, die den Passivhausstandard von 10 bis 15 W pro m? pro Jahr nicht erfüllen, zusätzlich zu den ersten Heiz-/Kühlelementen zumindest ein drittes Heiz-/Kühlelement in Form eines von der Raumdecke beabstandet montierbaren Heiz-/Kühldeckensegels vorgesehen ist. Bei Niedrigenergiehäusern kann ein zweites oder ein drittes Heiz- /Kühlelement zusätzlich zu den vorhandenen ersten Heiz-/Kühlelementen eingesetzt werden und dadurch kann je nach Raumgröße eine ausreichende Heiz-/Kühlleistung erreicht werden. Bei Bestandsgebäuden mit einem höheren HWB kann es auch notwendig sein, dass neben den ersten Heiz-Kühlelementen, welche pro Arbeitsplatz vorgesehen sind sowohl zweite als auch dritte Heiz-/Kühlelemente in den betreffenden Räumen eingebaut sind, um den notwendigen Heiz-/Kühlbedarf zu decken.

[0019] Die Erfindung wird nun in größerem Detail anhand eines Ausführungsbeispiels sowie mit Hilfe der beiliegenden Figuren beschrieben. Dabei zeigen

[0020] Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht eines ersten und zweiten Heiz/Kühlelements,

[0021] Fig. 2 eine schematische Schnittansicht eines zweiten Heiz-Kühlelements,

[0022] Fig. 3 eine schematische Seitenansicht einer möglichen Ausführungsform eines unter einem herkömmlichen Schreibtisch angeordneten ersten Heiz- /Kühlelements,

[0023] Fig. 4 eine schematische Schnittansicht einer Raumanordnung mit jeweiligen Arbeitsplätzen zugeordneten ersten und zweiten Heiz-/Kühlelementen,

[0024] Fig. 5 eine schematische Schnittansicht einer Raumanordnung mit jeweiligen Arbeitsplätzen zugeordneten ersten und dritten Heiz-/Kühlelementen und

[0025] Fig. 6 ein Diagramm der Komfortbewertung nach Fanger betreffend einen simulierten Büroraum mit herkömmlicher Raumheizung sowie mit den beiden Varianten gemäß der Fig. 4 und der Fig. 5.

[0026] Die Fig. 1 zeigt schematisch einen Arbeitsplatz mit im Schreibtisch integriertem ersten Heiz-/Kühlelement 1 gemäß der erfindungsgemäßen Heiz-/Kühleinrichtung. Das entsprechende im Schreibtisch integrierte erste Heiz-/Kühlelement 1 verfügt über separat über Regeleinheiten 2 regulierbare Heiz-/Kühlregister 3,4, wobei ein Heiz-/Kühlregister 3 im Bodenbereich unterhalb der Schreibtischplatte 5 angeordnet ist und ein weiteres Heiz-/Kühlregister 4 im vorliegenden Beispiel in die Schreibtischplatte 5 integriert ist. Die Heiz-/Kühlregister 3,4 sind mit einem herkömmlichen

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zentralen Heiz-/Kühlkreislauf, welcher beispielsweise Wasser als Medium für den Wärme- bzw. Kältetransport verwendet, verbindbar. Im Bereich des am Boden angeordneten Heiz- /Kühlregisters 3 ist ferner ein zusätzliches elektrisches Heizelement angeordnet, welches über eine separate Regelung 6 gesteuert werden kann und dem Benutzer erlaubt, den Arbeitsplatz zumindest im Heizbetrieb schnell zu temperieren, bis die etwas langsamer reagierenden Heiz-/Kühlregister 3,4 ebenfalls auf Temperatur sind und die Heizleistung übernehmen, wonach das elektrische Heizelement 7 wieder abschaltet. Bei Gebäuden, die die Passivhausstandards erfüllen und bei welchen lediglich Heizleistung erwünscht ist, können auch prinzipiell nur elektrische Heizelemente vorgesehen werden, welche dann im Bodenbereich, sowie im Bereich der Schreibtischplatte oder gegebenenfalls zusätzlich als Wandelement vorgesehen sind. Diese besonders einfache Ausführung benötigt dann auch keine Anschlüsse an einen etwaig vorhandenen zentralen Heiz-/Kühlkreislauf, sondern kann an jedem Stromanschluss verbunden werden.

[0027] Ein zweites Heiz-/Kühlelement 9 ist als Wandelement 10 ausgeführt und ebenfalls dem Arbeitsplatz zugeordnet. Auch in dem Wandelement 10 ist ein Heiz-/Kühlregister 11 untergebracht. Ferner können in dem Wandelement 10 weitere Funktionen untergebracht werden, wie beispielsweise eine Schalldämmeinrichtung 12 oder Anschlüsse 13 beispielsweise für Strom oder Netzwerktechnik. Ein möglicher Schichtaufbau des zweiten Heiz-/Kühlelements 9 ist beispielsweise in der Fig. 2 dargestellt.

[0028] In der Fig. 3 ist eine weitere mögliche Ausführungsform eines ersten Heiz-/Kühlelements 1 dargestellt, welches bei jedem herkömmlichen Schreibtisch nachrüstbar ist. Dabei sind die beiden Heiz-/Kühlregister, 4 jeweils über höhenverstellbare Stützen 8 voneinander beabstandet. Das entsprechende Heiz-/Kühlelement 1 kann somit unterhalb jedes Schreibtisches platziert werden und über die höhenverstellbaren Stützen 8 wird das obere Heiz-/Kühlregister 4 von unten an die Schreibtischplatte 5 gepresst. Dadurch ist das Heiz-/Kühlelement 1 in seiner Position gesichert.

[0029] In den Fig. 4 und 5 sind unterschiedliche beispielhafte Raumanordnungen mit jeweils zwei Arbeitsplätzen gezeigt. Diese Räume wurden auch für Simulationsberechnungen zur Ermittlung des Energieverbrauchs sowie zur Ermittlung des thermischen Komforts der Mitarbeiter herangezogen. In Fig. 4 ist dabei eine Anordnung mit jeweils ersten 1 und zweiten Heiz-/Kühlelementen 9 und in Fig. 5 eine Anordnung mit jeweils ersten 1 und dritten Heiz-/Kühlelementen 14 dargestellt.

[0030] Die Grundlage der Gebäudesimulation bildet ein idealer, fiktiver Büroraum innerhalb eines Gebäudes. Im Simulationsmodell wurde ein typischer Büro-Neubau, bei dem die untersuchten Parameter möglichst isoliert betrachtet werden können, abgebildet. Zur Simulation wurde daher eine möglichst simpel gehaltene Zone innerhalb eines Gebäudes in Wien angenommen. Parameter, die nicht im Zusammenhang mit der variierten Heiz-/Kühleinrichtung stehen, wurden soweit wie möglich ausgeklammert.

[0031] Die Eckpunkte der Simulation sind nachstehend aufgelistet: Klimadatensatz: Wien Hohe Warte

Ort: WMien - innere Stadt, 200 m über Adria.

Windprofil: Stadtkern

Zieltemperatur Microklima Arbeitsplatz

Heizen (operativ): 22°C

Kühlen (operativ): 26 °C

Büroraum 15,6 m?: 4,0 x 3,9 x 2,7 m [L x B x H] (lichte Abmessungen) mit 2 Arbeitsplätzen

im 4. Obergeschoß: Fußboden +12,0 m über Grund eine außenluftberührte Wand Richtung Südwesten restliche Wände und Decken adiabat (ohne Wärmestrom) Fenster in der Außenwand Südwest: 2,05 x 1,65 m [B x H] mit einstrahlungsabhängig gesteuertem Sonnenschutz gı: = 0,15 (außenliegender Raffstore)

Luftdichtheit Gebäudehülle: nso = 1,0 1/h

Hygienisch notwendiger Luftwechsel It. ÖNORM B 8110-5: nı = 1,05 1/h [22,1 m*/h.Person] mittels zentraler Raumlufttechnik mit 80 % Wärmerückgewinnung und

Zulufttemperatur

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Heizen: 16 °C

Kühlen: 24 °C

Luftströmungen innerhalb des Gebäudes bzw. andere Öffnungen innerhalb der Gebäudezone bleiben unberücksichtigt

Interne Lasten jeweils werktags 08:00 bis 17:00 Uhr

Beleuchtung: 20 W / Arbeitsplatz

Personen: 1 Person / Arbeitsplatz

Energieumsatz: Met 1,2 (sitzende Tätigkeit)

Bekleidung clo 0,75 +0,25 (Hemd, Hose bzw. kurzes Hemd/Pullover)

Geräte 80 W/Arbeitsplatz (Computer, Bildschirme, Telefon, etc.) Komfortbewertung nach Fanger mit ÖNORM EN ISO 7730 übliche Fenster/Bauteilaufbauten in Massivbauweise

keine Wärmebrücken

kein Warmwasserbedarf

keine Haustechnik (nur dem Raum zu-/abgeführte Energie wird betrachtet)

keine Verschattung durch andere Gebäude

[0032] Grundlegend handelt es sich bei den durchgeführten Simulationen um einen qualitativen Vergleich eines konventionell konditionierten Büroraums (VO) zu den Varianten gemäß Fig. 4 (V1) bzw. gemäß Fig. 5 (V2). Die jeweilige Differenz der Simulation zur Referenz-Variante ergibt die Energieeinsparung. Weiters wurde die thermische Behaglichkeit am Arbeitsplatz mittels der Komfortparameter nach Fanger bewertet.

[0033] Um eine Referenz (VO) für alle weiteren qualitativen Vergleiche herzustellen, wurde ein Standard-Büroraum mit konventioneller Konditionierung mittels Heiz- und Kühlelementen in Form von Radiatoren zur Beheizung und abgehängten Kühldecken zur Kühlung als Simulationsmodell abgebildet. Der gesamte Raum wird auf 22°C im Heizfall bzw. 26°C im Kühlfall konditioniert. Für V1 und V2 wurde die Raumluft im Heizfall auf 18°C bzw. im Kühlfall auf 28°C konditioniert.

[0034] Es zeigt sich, dass durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Heiz-/Kühleinrichtung die Heiz- wie auch die Kühllast, die in den Extremfällen für die Konditionierung des Arbeitsbereichs bereitgestellt werden muss, deutlich reduziert werden. Konkret fällt die Heizlast um etwa 30% geringer aus als beim konventionell konditionierten Raum (VO). Die Kühllast kann sogar um 37 bis 43 % reduziert werden. Bei der Kühllast wurde ein Jahresschätzwert auf Basis von 500 Vollast-Kühlstunden angenommen.

Energieverbrauch Variante 0 Variante 1 Variante 2 [kWh/a]

Heizen 126 89 92,4 Kühlen 248 136 152

[0035] Die tatsächliche Energieeinsparung wird in der Praxis voraussichtlich noch wesentlich höher sein, weil die Heiz-/Kühleinrichtung nur bei Anwesenheit eines Mitarbeiters in Betrieb ist, was beispielsweise durch einen Anwesenheitssensor detektierbar ist, wodurch die einzelnen Heiz/Kühlelemente auch automatisiert ein- bzw. ausgeschaltet werden können.

[0036] Bei der Komfortbewertung nach Fanger mit den Parametern PMV (erwartetes durchschnittliches Empfinden) und PPD (erwartete durchschnittliche Unzufriedenheitsrate) handelt es sich um ein normatives Bewertungsverfahren für die thermische Behaglichkeit von Personen innerhalb einer Zone. Im Wesentlichen geht es um das thermische Gleichgewicht (Wärmebilanz)

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zwischen dem menschlichen Körper und seiner Umgebung. Hierbei werden Parameter wie die körperliche Tätigkeit, Bekleidung der Person sowie Umgebungsbedingungen wie die Lufttemperatur, Strahlungstemperatur, Luftgeschwindigkeit und Luftfeuchte in der Bewertung berücksichtigt. Ebenso wird die Komfortbewertung durch asymmetrische Strahlungstemperaturen (z.B. kalter/warmer Fußboden), Zugluft sowie vertikale Lufttemperaturunterschiede beeinflusst. Die Komfortbewertung nach Fanger ist ein internationales standardisiertes Verfahren zur Bewertung von thermischer Behaglichkeit von Personen in einem Raum, die einem gemäßigten Umgebungsklima ausgesetzt sind. Die Bewertung gilt für gesunde durchschnittliche Personen, die sich in einem Innenraumklima, das Behaglichkeit hervorrufen soll, befinden. Die Behaglichkeit ist ein subjektives Empfinden und ist daher bei jeder einzelnen Person stark von ihren ethnischen, nationalen oder geografischen Gewohnheiten abhängig. Auch das Alter, physische Einschränkungen sowie die psychische Verfassung können einen wesentlichen Einfluss auf die Behaglichkeit haben. Eine individuelle Regelung der lokalen Lufttemperatur, bzw. der mittleren Strahlungstemperatur kann dazu beitragen, die relativ großen Unterschiede zwischen individuellen Anforderungen auszugleichen, und so zu mehr Zufriedenheit führen.

[0037] Die Ergebnisse der Komfortbewertung für die durchgeführte Simulation sind in Fig. 6 zusammengefasst. Durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Heiz-Kühleinrichtung wird die Behaglichkeit jeder einzelnen im Büro tätigen Person erhöht. Dies spiegelt sich durch die besseren Komfortklassen nach Fanger (V1,V2) gegenüber einem konventionell konditionierten Büroraum (VO) sowohl im Heiz- als auch im Kühlfall wider. Speziell im Kühlfall, der für übliche Bürobauten oftmals maßgeblich ist, ergibt sich eine deutlich geringere Anzahl an Unzufriedenen (PPD) gegenüber dem konventionell konditionierten Büroraum. Die unterschiedlichen Werte der PPD sind Ausdruck des angestrebten Gleichgewichts zwischen dem Ziel, wenige Unzufriedene zu erhalten, und dem mit der vorhandenen Technik Möglichen. Die vier Klassen gelten für Zonen, in denen alle Personen demselben Umgebungsklima ausgesetzt sind. Es ist von Vorteil, wenn für jede einzelne Person eine individuelle Regelungsmöglichkeit für das Umgebungsklima vorgesehen werden kann, wie dies mit den erfindungsgemäß en Heiz-/Kühlelementen pro Arbeitsplatz möglich ist. Eine individuelle Regelung der lokalen Lufttemperatur und der mittleren Strahlungstemperatur kann dazu beitragen, die relativ großen Unterschiede zwischen individuellen Anforderungen auszugleichen, und so zu weniger Unzufriedenen führen.

[0038] In den Simulationsberechnungen wurden die Zielwerte 22°C im Heizfall und 26°C im Kühlfall definiert. Aufgrund der bestehenden individuellen Regelmöglichkeiten für jeden Arbeitsplatz kann davon ausgegangen werden, dass jedenfalls die höchstmögliche Behaglichkeit jeder einzelnen Person erreicht werden kann. Die normative Beurteilung nach Fanger berücksichtigt ebenso die Einstrahlung der Sonne und den daraus resultierenden Energieeintrag auf die jeweilige Person. Um die Fanger- Komfortklasse | zu erreichen, müssten auch die Strahlungstemperaturen aufgrund der Sonneneinstrahlung nahezu stufenlos regelbar sein, dies ist technisch meist nur mit unverhältnismäßigem Aufwand zu bewerkstelligen.

[0039] In überraschender Weise wurde somit nachgewiesen, dass mittels der erfindungsgemäßen Heiz-/Kühleinrichtung eine deutliche Energieeinsparung von etwa 30% im Heizfall und sogar über 40% im Kühlfall erzielbar ist, wobei gleichzeitig der Komfort der anwesenden Personen an den betreffenden Arbeitsplätzen sogar erhöht wird. Die einzelnen ersten Heiz-/Kühlelemente sind dabei relativ günstig in der Herstellung, wodurch sich auch leicht erhöhte Anschaffungskosten gegenüber konventionellen Radiatoren durch die Energieeinsparung schnell relativieren. Gemäß einer der möglichen Ausführungsformen können die ersten Heiz-/Kühlelemente auch einfach bei bestehendem Büromobiliar nachgerüstet werden. Zusammen mit zweiten und/oder dritten Heiz/Kühlelementen kann ein verbesserter Energieverbrauch und Komfort nicht nur bei Passivhausbauten, sondern auch bei Niedrigenergiehausbauten oder bei Bestandsgebäuden erzielt werden.

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Patentansprüche

1. Heiz-/Kühleinrichtung für Büroräume, insbesondere für Büros mit mehreren Arbeitsplätzen, wobei die Heiz-/Kühleinrichtung pro Raum zumindest ein erstes Heiz-/Kühlelement (1) aufweist, welches mit einem zentralen im Gebäude vorhandenen Heiz-/Kühlkreislauf verbindbar ist, und welches über eine jeweils zugeordnete Regeleinheit (2) mit Thermostat verfügt, dadurch gekennzeichnet, dass pro im Raum vorhandenen Arbeitsplatz jeweils ein dem Arbeitsplatz zuordenbares erstes Heiz-/Kühlelement (1) vorgesehen ist, wobei das erste Heiz-/Kühlelement (1) zwei mit dem zentralen Heiz-/Kühlkreislauf verbindbare Heiz-/Kühlregister (3,4) umfasst, welche zueinander parallel angeordnet sind, wobei ein Heiz-/Kühlregister (3) waagrecht im Bodenbereich unterhalb einer Schreibtischplatte (5) angeordnet ist und das zweite Heiz-/Kühlregister (4) davon parallel beabstandet unmittelbar unterhalb der Schreibtischplatte (5) oder innerhalb der Schreibtischplatte angeordnet ist.

2. Heiz-/Kühleinrichtung für Büroräume nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Heiz-/Kühlelement (1) gemeinsam mit dem im Bodenbereich anordenbaren Heiz-/Kühlregister (3) ein über eine separate Regelung (6) zuschaltbares elektrisches Heizelement als zusätzliche Fußbodenheizung aufweist.

3. Heiz-/Kühleinrichtung für Büroräume nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Heiz-/Kühlelement (1) als nachrüstbares Modul ausgeführt ist, welches die beiden Heiz-/Kühlregister (3,4), die Regeleinheit (2) und die beiden Heiz-/Kühlregister (3,4) verbindende höhenverstellbare Stützen (8) umfasst, sodass das erste Heiz-/Kühlelement (1) unterhalb eines herkömmlichen Schreibtisches platzierbar und mittels der höhenverstellbaren Stützen (8) in dieser Position fixierbar ist.

4. Heiz-/Kühleinrichtung für Büroräume nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Heiz-/Kühlelement (1) integraler Bestandteil eines Schreibtisches ist, wobei das obere Heiz-/Kühlregister (4) unmittelbar unterhalb der Schreibtischplatte (5) oder innerhalb der Schreibtischplatte (5) angeordnet ist.

5. Heiz-/Kühleinrichtung für Büroräume nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei Gebäuden, die den Passivhausstandard von 10 bis 15 W pro m? pro Jahr nicht erfüllen zusätzlich zu den ersten Heiz-/Kühlelementen (1) zumindest ein zweites Heiz/Kühlelement (9) in Form eines senkrecht in einem Wandelement (10) angeordneten HeizKühlregisters (11) pro Raum, vorzugsweise pro ein oder zwei Arbeitsplätze vorgesehen ist, wobei das Wandelement (10) als Raumteiler oder an einer Gebäudewand platzierbar ist.

6. Heiz-/Kühleinrichtung für Büroräume nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite als Wandelement (10) ausgebildete Heiz-/Kühlelement (9) zusätzliche Funktionalitäten aufweist, wie beispielsweise Schalldämmeinrichtungen (12), Lichtquellen, Anschlüsse (13) und/oder Schalter für Strom oder Netzwerktechnik und dergleichen.

7. Heiz-/Kühleinrichtung für Büroräume nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei Gebäuden, die den Passivhausstandard von 10 bis 15 W pro m? pro Jahr nicht erfüllen zusätzlich zu den ersten Heiz-/Kühlelementen (1) zumindest ein drittes Heiz/Kühlelement (14) in Form eines von der Raumdecke beabstandet montierbaren Heiz-/Kühldeckensegels vorgesehen ist

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

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1. Heiz-/Kühleinrichtung für Büroräume, insbesondere für Büros mit mehreren Arbeitsplätzen, wobei die Heiz-/Kühleinrichtung pro Raum zumindest ein erstes Heiz-/Kühlelement (1) aufweist, welches mit einem zentralen im Gebäude vorhandenen Heiz-/Kühlkreislauf verbindbar ist, und welches über eine jeweils zugeordnete Regeleinheit (2) mit Thermostat verfügt, wobei pro im Raum vorhandenen Arbeitsplatz jeweils ein dem Arbeitsplatz zuordenbares erstes Heiz-/Kühlelement (1) vorgesehen ist, und wobei das erste Heiz-/Kühlelement (1) zwei mit dem zentralen Heiz-/Kühlkreislauf verbindbare Heiz-/Kühlregister (3,4) umfasst, welche zueinander parallel angeordnet sind, und wobei ferner ein Heiz-/Kühlregister waagrecht im Bodenbereich unterhalb einer Schreibtischplatte (5) angeordnet ist und das zweite Heiz-/Kühlregister (4) davon parallel beabstandet unmittelbar unterhalb der Schreibtischplatte oder innerhalb der Schreibtischplatte (5) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Heiz-/Kühlelement (1) als einem Schreibtisch zuordenbares nachrüstbares Modul ausgeführt ist, welches die beiden Heiz-/Kühlregister (3,4), die Regeleinheit (2) und die beiden Heiz/Kühlregister (3,4) verbindende höhenverstellbare Stützen (8) zur Lagefixierung des Moduls unterhalb eines Schreibtisches umfasst.

2. Heiz-/Kühleinrichtung für Büroräume nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Heiz-/Kühlelement (1) gemeinsam mit dem im Bodenbereich anordenbaren Heiz-/Kühlregister (3) ein über eine separate Regelung (6) zuschaltbares elektrisches Heizelement als zusätzliche Fußbodenheizung aufweist.

3. Heiz-/Kühleinrichtung für Büroräume nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei Gebäuden, die den Passivhausstandard von 10 bis 15 W pro m? pro Jahr nicht erfüllen zusätzlich zu den ersten Heiz-/Kühlelementen (1) zumindest ein zweites Heiz-/Kühlelement (9) in Form eines senkrecht in einem Wandelement (10) angeordneten Heiz-Kühlregisters (11) pro Raum, vorzugsweise pro ein oder zwei Arbeitsplätze vorgesehen ist, wobei das Wandelement (10) als Raumteiler oder an einer Gebäudewand platzierbar ist.

4. Heiz-/Kühleinrichtung für Büroräume nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite als Wandelement (10) ausgebildete Heiz-/Kühlelement (9) zusätzliche Funktionalitäten aufweist, wie Schalldämmeinrichtungen (12), Lichtquellen, Anschlüsse (13) und/oder Schalter für Strom oder Netzwerktechnik.

5. Heiz-/Kühleinrichtung für Büroräume nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei Gebäuden, die den Passivhausstandard von 10 bis 15 W pro m? pro Jahr nicht erfüllen zusätzlich zu den ersten Heiz-/Kühlelementen (1) zumindest ein drittes Heiz/Kühlelement (14) in Form eines von der Raumdecke beabstandet montierbaren Heiz-/Kühldeckensegels vorgesehen ist.

6. Heiz-/Kühleinrichtung für Büroräume nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinheit (2) über einen Anwesenheitssensor zur Erfassung eines am jeweiligen Arbeitsplatz befindlichen Nutzers verfügt, wodurch die Heiz-/Kühleinrichtung je nach Anwesenheit eines Nutzers automatisch an- bzw. ausschaltbar ist.

ZULETZT VORGELEGTE ANSPRÜCHE