CH476197A - Wandteil - Google Patents

Description

  Wandteil    Die Erfindung betrifft einen Wandteil, der minde  stens teilweise als Fenster ausgebildet ist, mit einem  Hohlraum, der raumseitig durch eine     Vorder-    (Innen-)  und nach aussen .durch eine Rück-     (Aussen-)Wand    be  grenzt ist, welche Wände mindestens teilweise aus licht  durchlässigem Material bestehen, und in welchem Hohl  raum ein lichtdurchlässiges Medium zirkulieren kann.  



  Bei der Klimatisierung von Räumen bieten die Fen  ster während der Kühlperiode bekanntlich erhebliche  Schwierigkeiten, weil sie besonders bei Sonneneinstrah  lung eine erhebliche Wärmequelle darstellen, die die       Klimaanlage    des Raumes belastet.  



  Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die  Wärmebelastung durch die Fenster möglichst weitge  hend vor der     inneren    Fensterscheibe aufzufangen und  die entstandene Wärme abzuführen. Die Erfindung ist  dadurch     gekennzeichnet,    dass in dem Hohlraum minde  stens eine     Wärmeübertrager        zur    Kühlung des zirkulie  renden Mediums vorhanden ist.  



  Als Wärmeträger kann dabei ein lichtdurchlässiges,  gasförmiges oder flüssiges Medium dienen; im einfach  sten Fall werden als     Wärmeträgermedien    z. B. Luft oder  Wasser verwendet. Die Zirkulation des Wärmeträgers  kann dabei auf Grund des Auftriebes von warmem und  des Abfalles von kaltem     Wärmeträgermedium    aufrecht  erhalten werden. Es ist jedoch auch möglich, in dem  Hohlraum eine     Fördereinrichtung    für den Wärmeträger  vorzusehen.  



  Zur Abkühlung des     Wärmeträgermediums    mit Hilfe  des Wärmeübertragers können elektrische oder chemi  sche Mittel herangezogen werden; im allgemeinen ist es  jedoch zweckmässig, den Wärmeübertrager über ein Lei  tungssystem an eine zentrale     Kälteanlage    anzuschliessen  und die Wärme aus ihm durch einen Direktverdampfer  oder ein Zwischenmedium,     ebenfalls    z. B. wieder Was  ser, wegführen zu lassen.  



       Vorteilhafterweise    kann der Wandteil als allseitig  geschlossener Hohlraum ausgeführt sein, wobei der  Hohlraum über eine mit einem     Feinstfilter    und/oder         Trocknungsmittel    versehene     Druckausgleichsöffnung    mit  der Umgebung in Verbindung stehen kann. Weiterhin  kann der     Wärmeübertrager    sich entweder in vertikaler  Richtung,     vorzugsweise    in einer oder beiden seitlichen  Randpartien des Hohlraumes, erstrecken oder horizontal  im oberen Bereich des Hohlraumes verlaufen.

   In dem  Hohlraum können ferner zusätzliche     Leit-,    Trenn- oder  Zwischenwände angeordnet sein, durch die die Vertei  lung des zirkulierenden Wärmeträgers in vertikaler oder  horizontaler Richtung     verbessert    wird. Soll der Wandteil  gleichzeitig während der Heizperiode als wärmeabge  bende Raumbegrenzung benutzt werden, so ist es mög  lich, horizontale Wärmeübertrager in den oberen oder  unteren Teil des Hohlraumes     umsteckbar    auszubilden.

    Eine weitere Möglichkeit, den     erfindungsgemässen     Wandteil zum Kühlen und zum Heizen zu benutzen, be  steht darin, den ganzen Wandteil drehbar     auszuführen.     Vor oder in dem Hohlraum an der Aussenseite können  zusätzliche Sonnen- und/oder Sichtschutzmittel ange  bracht werden.  



  Wird der Hohlraum bei horizontal angeordnetem       Wärmeübertrager    durch eine zur     Vorder-    und Rück  wand parallele Zwischenwand in zwei vom Wärmeträ  ger nacheinander durchströmte Strömungsabschnitte un  terteilt, so kann die Belastung des an den Wandteil     an-          schliessenden    Raumes infolge der einfallenden Sonnen  einstrahlung weitgehend abgefangen werden, wenn die  Sonnen- und/oder Sichtschutzmittel für die einfallende  Sonnenstrahlung einen möglichst hohen Absorptions  koeffizienten besitzen     und    von dem zum     Wäreübertra-          ger    zurückströmenden     Wärineträgermedium    umspült  sind.  



  Die Erfindung wird im folgenden anhand mehrerer  Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit der Zeich  nung näher     erläutert.     



       Fig.    1     a-b    zeigen eine erste Ausführungsform mit  einem     vertikal    angeordneten     Wärmeübertrager    in einer  Ansicht     (Fig.    1a) und in einem vertikalen Schnitt     BB     senkrecht zur Ebene der     Vorder-    und Rückwand;           Fig.    2 gibt in     gleicher    Darstellungsweise wie     Fig    1b  einen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform mit  horizontal angeordnetem Wärmeübertrager wieder;       Fig.        3a-b    stellen eine Variante von     Fig.    2 dar;

         Fig.4a-b    zeigen ein Beispiel, bei dem der ganze  Wandteil drehbar ist.  



       Fig.    5 ist schliesslich eine Anordnung, bei der die  Zirkulation des Wärmeträgers durch eine Fördereinrich  tung aufrechterhalten wird.  



  Der     fensterartige    Wandteil besteht in allen gezeigten  Ausführungsbeispielen aus einem allseitig geschlossenen  Hohlraum 4, der auf seiner dem Innenraum zugewand  ten Vorderseite durch eine - aus lichtdurchlässigem,  meistens auch klarsichtigem Material, z. B. einem Glas  oder einem     glasartigen    Kunststoff, hergestellte - Wand  1 und auf der nach aussen liegenden Rückseite durch  eine gleichartige Wand 2     begrenzt    ist. Die seitlichen so  wie oberen und unteren, rahmenartigen Begrenzungen  des Hohlraumes 4 sind mit 3 bezeichnet.

   Selbstverständ  lich ist es möglich, Teile der Wände 1 und 2     mit    un  durchsichtigem Material abzudecken oder aus solchem  herzustellen, so dass das Fenster nur einen Teil des     er-          findungsgemässen    Wandteils bildet; die im Wandteil un  tergebrachten Einbauten können z. B. auch in dem oben  und/oder unten und/oder seitlich verbreiterten Rahmen  angeordnet sein.  



  In     Fig.1    ist ein in einer Randpartie des Hohlraumes  4 angeordneter, vertikaler Wärmeübertrager 5 vorge  sehen, der über Leitungen 7 mit einem zu- und nach  dem Durchströmen des Wärmeübertragers 5 abströmen  den Zwischenmedium, z. B. mit aus einer Kältemaschine  kommendem Wasser, beschickt wird. Der Wärmeüber  trager 5 ist in einem besonderen Strömungskanal 14 des  Hohlraumes 4 angeordnet. Er besitzt radial verlaufende,  in dem Strömungskanal 14 für den Wärmeträger ange  ordnete Lamellen B.  



  Durch die mit ihrer Ebene senkrecht zu den Wän  den 1 und 2 verlaufende Leitwand 9 und die im wesent  lichen horizontalen, mit Öffnungen oder Längsschlitzen  13 versehenen Leitwände 10 und 11 wird der Wärme  übertrager 5 im Strömungskanal 14 von dem übrigen  Hohlraum 4 abgetrennt. Wie bereits erwähnt dienen die  Leitwände 9, 10 und 11 der senkrechten und der hori  zontalen Verteilung des im Hohlraum 4 zirkulierenden  Wärmeträgers. Die Wand 9 kann dabei auch als Ab  deckwand unmittelbar auf die Lamellen 8 aufgesetzt  sein. Weiterhin ist es möglich, dass die Wände 9, 10  und 11 als eine einzige gekrümmte Leitwand oder als  zwei schiefwinklig im Hohlraum 4 angeordnete Wände,  die etwa von der Mitte des     übertragers    5 aus nach bei  den Seiten schräg zum oberen und unteren Rand ver  laufen, ausgebildet sind.  



  An der Aussenseite vor der Aussenwand 2 des  Wandteiles sind als Sonnen- und/oder Sichtschutzmittel       Lamellenstoren    12 vorgesehen.  



  Bei der Anordnung nach     Fig.    2 ist der vertikal ver  laufende Wärmeübertrager 5 durch einen im oberen  Randbereich des Hohlraumes 4 angeordneten, horizon  talen Wärmeübertrager 6 ersetzt. Darüber hinaus ist im  Hohlraum 4 parallel zu den Wänden 1 und 2 in senk  rechter Richtung eine an den     Wärmeübertrager    6     an-          schliessende,    nach unten verlaufende Leitwand 15 aus  ebenfalls lichtdurchlässigem Material angebracht, die die       Zirkulationsströmung    des Wärmeträgers im Bereich des  selben verbessert.  



  Weiterhin ist der     Wärmeübertrager    6 symmetrisch  zur Zwischenwand 15 in beiden, durch diese Wand ge-    trennten Strömungsabschnitten 25 und 26 angeordnet.  Dadurch wird in gewissem Umfang eine temperaturab  hängige Selbstregulierung der Zirkulation im Hohlraum  4 erreicht. Denn     Warmluftauftrieb    und     Kaltluftabfall     und damit die Zirkulation des Wärmeträgers werden  immer geringer, je mehr sich die Temperaturunter  schiede zwischen der Innenwand 1 und der Aussenwand  2 ausgleichen. Im Gleichgewicht, d. h. wenn sowohl an  der Innenwand 1 als auch an der Aussenwand 2 etwa  die gleiche -Temperatur herrscht, kommt die Zirkulation  zum Erliegen.

   Daher wird dann durch den Wärmeüber  trager 6 keine Wärme mehr aus dem Hohlraum 4 weg  geführt, unabhängig davon, auf welchem Temperatur  niveau sich dieser     Wärmeübertrager    selbst befindet.  



       Fig.    3 zeigt einen erfindungsgemässen Wandteil, bei  dem der Wärmeübertrager 6     umsteckbar    ist. Diese An  ordnung kann daher sowohl für die Kühlung als auch  für die Heizung des zirkulierenden Wärmeträgers dienen.  In einer der beiden seitlichen Begrenzungen 3 des Hohl  raumes 4 sind zu diesem Zweck oben und unten Rohr  kupplungen 16 vorgesehen, durch die die von einer  Kälte- bzw. einer Wärmequelle kommenden Leitungen  7 verschlossen werden und an die der Strömungskanal  14 des Wärmeübertragers 6 angeschlossen werden kann.

         Fig.    3a zeigt die Anordnung des Wärmeübertragers 6  und die Zirkulation des Wärmeträgers für den Kühlbe  trieb, während die Darstellung von     Fig.    3b den     An-          schluss    des Wärmeübertragers 6 und die Zirkulation des  Wärmeträgers beim Heizbetrieb wiedergibt.  



  Weiterhin befinden sich die Sonnen- und/oder Sicht  schutzmittel 12 bei diesem Beispiel innerhalb des Hohl  raumes 4. Sie sind durch eine lichtdurchlässige Zwi  schenwand 17 von dem Hohlraum 4 abgetrennt. Diese  Massnahme dient dazu, die für die Kühlung des Hohl  raumes notwendige Kälteleistung zu vermindern, wenn  sich die     Lamellenstoren    bei Sonneneinstrahlung durch  Absorption erwärmen.  



  Eine andere Möglichkeit, den Wandteil ausser zum  Kühlen auch zum Heizen des anschliessenden Raumes  zu benutzen, ergibt sich aus     Fig.    4. Der ganze Wandteil  ist hier um eine Achse 18 drehbar, durch die gleichzei  tig die Leitungen für die Zu- und Wegführung des Zwi  schenmediums zum und vom Wärmeübertrager 6 hin  durchführen. Weiterhin muss der Hohlraum 4 in diesem  Fall möglichst weitgehend durch eine Zwischenwand 15  in zwei     nacheinander    durchströmte     Strömungsabschnitte     25 und 26 unterteilt sein, um bei beiden Betriebsarten  eine ausreichende, in der richtigen Richtung verlaufende       Zirkulationsströmung    zu erhalten.

   In vertikaler Richtung  endet die Wand 15 an der einen Seite in einer um eine  Achse 19 drehbaren Klappe 20, die im Zusammenwir  ken mit geschlossenen, seitlichen Abdeckungen 21 ein       Vorbeiströmen    des zirkulierenden Wärmeträgers an dem  Wärmeübertrager 6 verhindert. Die Wirkung der Klappe  20 kann auch dadurch ersetzt werden, dass die ganze  Wand 15 selbst an ihrem freien, d. h. dem Wärmeüber  trager 6 abgewandten Ende um eine Achse 19a drehbar       gelagert    ist und bis an die Abdeckungen 21 heranreicht.  Diese Variante ist in     Fig.    4b dargestellt.  



  Eine weitere um die Achse 27 drehbare Klappe 22  verhindert ein Umströmen des     Wärmeübertragers    6  durch die zwischen ihm und dem Rand 3 verbleibende  Öffnung 23. Durch die Öffnung 24 zwischen dem freien  Ende der Zwischenwand 15 und dem Rand 3 kann der  Wärmeträger von dem einen an die Wand 1     anschlies-          senden    Strömungsabschnitt 25 in den anderen der Wand  2     benachbarten    Strömungsabschnitt 26 übertreten.

             Fig.    4a zeigt die Stellungen der Klappen 20 und 22  und den Strömungsweg für den Kühlbetrieb, während  in     Fig.    4b die Stellungen der Klappe 22 und der Zwi  schenwand 15 sowie die Zirkulation für den     Heizbetrieb     eingetragen sind.  



  Das     Wärmeträgermedium        wird    in der Anordnung  gemäss     Fig.    5 durch ein     Querstromgebläse    28 bekannter  Bauart zwangsweise umgewälzt, wobei der äussere Strö  mungsabschnitt 26 an die Saugseite des Gebläses 28 an  geschlossen ist. Der Wärmeübertrager 6 ist unmittelbar  in den     diffusorartigen,    druckseitigen Ausgang des Ge  bläses 28 eingebaut.  



       Selbstverständlich    ist es bei einer Anordnung, bei der  für die Zirkulation des Wärmeträgers eine Förderein  richtung vorhanden ist, möglich, den Wärmeübertrager 6  für den Kühlbetrieb auch im unteren Bereich des Hohl  raumes 4, also z. B. in der Öffnung 24 nahe des unteren  Randes 3, anzubringen, da bei derartigen Anordnungen  die Zirkulation nicht mehr an den natürlichen Auftrieb  und Abfall des warmen bzw. des kalten     Wärmeträgerme-          diums    gebunden ist.

   Es sei an dieser Stelle noch erwähnt,  dass die Förderrichtung eines Ventilators, Gebläses oder  einer Pumpe und die Anordnung horizontaler Wärme  übertrager 6 immer so sein soll, dass der aus dem       Wärmeübertrager    6 austretende, gekühlte Wärmeträger  strom immer den raumseitigen Strömungsabschnitt 25  und der zum Wärmeübertrager 6 zurückfliessende Strom  immer den äusseren Strömungsabschnitt 26 durchsetzt.  



  Als weitere Besonderheit des Wandteiles nach     Fig.    5  sind die Sonnen- und/oder Sichtschutzmittel 12 inner  halb des Hohlraumes 4 so angebracht, dass sie von dem  zirkulierenden     Wärmeträgermedium    umspült werden.  Sie sind darüber hinaus aus einem Material gefertigt,  das im Frequenzbereich der einfallenden Sonnenstrah  lung einen möglichst hohen Absorptionskoeffizienten be  sitzt.

   Durch diese Massnahme wird die einfallende Strah  lung möglichst weitgehend durch die Sonnenschutzmittel  in fühlbare Wärme umgesetzt, die unmittelbar von dem  zum Wärmeübertrager 6 zurückfliessenden     Wärmeträ-          gerstrom    aufgenommen und über den Wärmeübertrager  6 aus dem Hohlraum 4 weggeführt     wird.    Diese Anord  nung besitzt den Vorteil, dass die abzuführende Wärme  menge auf einem relativ hohen Temperaturniveau weg  geführt wird, so dass als Kühlmedium kaltes Wasser aus  dem     Leitungsnetz    dienen kann und eine eigentliche  Kältemaschine nicht vorgesehen werden muss.  



  Selbstverständlich ist es bei der Verwendung einer  Fördereinrichtung für die Zirkulation möglich, die     er-          findungsgemässe    Anordnung für die Kühlung des  Wärmeträgers auch für die Heizung zu gebrauchen, falls  dem     Wärmeübertrager    ein geeignetes wärmeabgebendes  Medium zugeführt wird.  



  Es sei noch erwähnt, dass im     Zirkulationsweg    des  Mediums Mittel vorgesehen sein können, um durch eine    Regelung der an der     Wärmeübertragung    teilnehmenden  Menge oder der     Zirkulationsgeschwindigkeit    des Me  diums eine Regulierung der Oberflächentemperatur der  Innenwand des Wandteiles zu erreichen. Diese Mittel  sind z. B. Drossel- oder     Bypassklappen,    die die Strö  mungsmenge pro Zeiteinheit vermindern oder einen Teil  des zirkulierenden Mediums am Wärmeübertrager vor  beiführen. Weiterhin ist es auch möglich, eine Förder  einrichtung mit unterschiedlichen Drehzahlen zu ver  wenden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Wandteil, der mindestens teilweise als Fenster aus gebildet ist, mit einem Hohlraum, der raumseitig durch eine Vorder- (Innen-) und nach aussen durch eine Rück- (Aussen-) Wand begrenzt ist, welche Wände mindestens teilweise aus lichtdurchlässigem Material bestehen, und in welchem Hohlraum ein lichtdurchlässiges Medium zirkulieren kann, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Hohlraum (4; 25, 26) mindestens ein Wärmeübertrager (5; 6) zur Kühlung des zirkulierenden Mediums vorhan den ist. UNTERANSPRÜCHE 1. Wandteil nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass der Hohlraum (4; 25, 26) allseitig ge schlossen ist. 2. Wandteil nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass der Wärmeübertrager (5) vertikal ange ordnet ist. 3.

   Wandteil nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass der Wärmeübertrager (6) horizontal im oberen Bereich des Hohlraumes (4; 25, 26) angeordnet ist. 4. Wandteil nach Unteranspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, dass der Wärmeübertrager (6) aus dem oberen Bereich des Hohlraumes (4) in den unteren Bereich um steckbar ist. 5. Wandteil nach Unteranspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, dass der Wandteil drehbar gelagert ist. 6. Wandteil nach Unteranspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (4) durch minde stens eine, gegebenenfalls ebenfalls lichtdurchlässige Zwischenwand (9, 15) in mindestens zwei vom Wärme träger nacheinander durchströmte Strömungsabschnitte (25, 26) unterteilt ist. 7. Wandteil nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass in dem Hohlraum (4, 26) Sonnen- und/ oder Sichtschutzmittel (12) vorgesehen sind. B.

   Wandteil nach Unteranspruch 1, 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeübertrager (6) bezüg lich der Zwischenwand (15) symmetrisch angeordnet ist.