[0001] Die Erfindung betrifft ein Heiz- oder Kühlelement an einer Decke, einer Wand oder am Boden eines Raumes.
[0002] Es sind selbsttragende Wärmeleitprofile aus stranggepresstem Aluminium bekannt, in welchen eine Rinne ausgebildet ist, in welche Rinne ein Wärmetauscherschlauch eingelegt werden kann. Diese Wärmeleitprofile besitzen eine ebene Fläche zur Aufnahme von Wärme aus einem damit gekühlten Flächenelement. In Kühldecken werden mehrere solche Wärmeleitprofile nebeneinander z.B. mit einer Gipskartonplatte verklebt.
[0003] Es ist auch bekannt, Wärmetauscherrohre in Rinnen in Hartschaumstoffplatten einzulegen, und zwischen die Rinne und das Wärmetauscherrohr profilierte Blechstreifen einzulegen. Diese Blechstreifen sind sehr dünn und dienen lediglich der Verbesserung des Wärmetransports über eine durch das Blech vergrösserte Wärmetauscherfläche.
[0004] Nachteilig an diesen bekannten Vorrichtungen zur Aufnahme von Wärmetauscherrohren ist, dass sie aufwändig in der Montage sind. Insbesondere müssen die Wärmeleitprofile oder die Hartschaumstoffplatte zuerst an einer Trägerstruktur befestigt werden. Erst danach sind die Rohre und gegebenenfalls zudem die Blechstreifen vor Ort in die vorhandenen Rinnen einzulegen und an die Energiezentrale anzuschliessen.
Aufgabe der Erfindung:
[0005] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein ein selbsttragendes Metallprofil-Element umfassendes Heiz- oder Kühlelement zur Bildung von Kühldecken, Heizdecken, Kühl- und Heizwänden und Bodenheizungen vorzuschlagen, mit welchem der Montageaufwand auf der Baustelle zur Erstellung einer solchen Kühl- oder Heizfläche in einem Gebäude wesentlich verringert wird.
Beschreibung der Erfindung:
[0006] Bei einem Heiz- oder Kühlelement gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1 wird die Lösung der Aufgabe erfindungsgemäss erreicht durch die Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs 1.
[0007] Ein Metallprofil-Element eines solchen Heiz- oder Kühlelements besitzt eine ebene Wärmetauscherfläche und weist wie bisher einen Kanal zur Aufnahme eines Wärmetauscherrohrs auf. Dieser Kanal ist im Querschnitt derart u-förmig, kreiszylindrisch geformt, dass er ein eingelegtes Wärmetauscherrohr wenigstens über 120 Grad umfängt. Die Wärmetauscherfläche und der Kanal sind aus einem Blech geformt. Dies hat den Vorteil, dass im Vergleich zu stranggepressten Profilen kostengünstig relativ grossflächige Elemente hergestellt werden können. Der Kanal ist als Sicke im Blech ausgeformt und verläuft in Längsrichtung des Blechs. Parallele Sicken können mit Rollformern ins Blech eingearbeitet werden. Die Sicke ist derart auf das einzulegende Rohr abgestimmt, dass ein eingelegtes Rohr die Ebene der Wärmetauscherfläche tangiert oder in Abstand zu dieser Ebene liegt.
Dadurch besitzt das Element einseitig eine Wärmetauscherfläche, die ganzflächig an einem ebenflächigen Teil, z.B. einer Gipskartonplatte oder einer harten Wärmedämmschicht anliegen kann.
[0008] Bei einem solchen Element sind im Element wenigsten zwei in Längsrichtung verlaufende Kanäle ausgebildet. Dies hat die Vorteile, dass das Element flächig einsetzbar ist und nicht lediglich als schmaler Streifen verwendet werden kann, und dass die beiden Enden eines in beide Kanäle eingelegten Rohrs auf derselben Seite des Bleches liegen.
[0009] In den Kanälen eines montagefertigen Elements ist bereits ein Wärmetauscherrohr eingelegt. Durch die werkseitige Vorbereitung des Elements ist dieses auf der Baustelle sehr einfach verlegbar. Ein oder mehrere Elemente können als Vorsatzelemente sehr rasch z.B. vor einen bei der Trockenbauweise üblichen Trägerraster, oder vor Kassetten, oder vor eine andere bereits bekannte Unterkonstruktion gesetzt und die Rohre miteinander verbunden werden. Dadurch sind grosse Flächen innerhalb einer sehr kurzen Zeit installiert und betriebsbereit.
[0010] Vorteilhaft weist das Element eine Breite von wenigstens 200 mm, vorzugsweise wenigstens 400 oder 500 mm, besonders bevorzugt eine Breite von 625 mm oder einem Mehrfachen davon auf. Diese Breiten sind einfach zu handhaben und entsprechen üblichen Rastermassen. Insbesondere das Rastermass von 625 mm ist ein im Trockenbau übliches.
[0011] Vorteilhaft sind im Blech vier oder mehr solche Kanäle ausgeformt, welche in Längsrichtung des Bleches verlaufen, und in welchen Kanälen ein Rohr eingelegt ist. Dadurch kann eine Montage sehr schnell und einfach erfolgen. Das Rohr ist gehalten und bereits verlegt, sobald das Element an einer Unterkonstruktion befestigt ist. Bei einem zwei Meter langen Element einer Breite von 625 mm mit vier parallelen Rohren sind durch Einschrauben von einigen Schrauben zur Befestigung dieses Elements und einem Anbinden des Rohrs mit einem Fitting an ein Netz bereits etwa 10 Meter Wärmetauscherrohr verlegt.
[0012] Zweckmässigerweise besitzt das Blech entlang seiner Längskante eine versteifende Biegung, damit es nicht wellt. Je nach Materialstärke ist diese Versteifung jedoch nicht erforderlich. Entlang der Längskante des Bleches ist ebenfalls vorteilhaft eine Montagelochung vorhanden, um das Element auf einer Unterkonstruktion zu befestigen. Die Löcher sind zweckmässigerweise Langlöcher und befinden sich innerhalb einer Vertiefung im Blech. Dank der Vertiefung liegen die Köpfe der Befestigungsschrauben hinter der Ebene der Wärmetauscherfläche.
[0013] Ein einzelnes Element umfasst zweckmässigerweise wenigstens eine Fläche von 0.25 Quadratmeter und vorzugsweise eine Fläche von über einem Quadratmeter.
[0014] Die Blechstärke liegt zweckmässigerweise in einem Bereich von 0,4 mm bis 1,5 mm, damit das Blech einerseits noch mit einem Rollformer oder durch Tiefziehen formbar ist und andererseits genügend Eigenstabilität aufweist. Vorzugsweise liegt die Blechstärke in einem Bereich von 0,5 mm bis 1 mm.
[0015] Die Montagelochung ist zweckmässigerweise durch eine Reihe von Löchern, vorzugsweise Langlöchern, gebildet. Als vorteilhafter Lochabstand wird ein solcher von höchstens 100 mm, vorzugsweise höchstens 50 mm angesehen. Besonders bevorzugt wird ein Lochabstand von höchstens 30 mm. Je dichter die Lochung ist, desto grösser ist die Wahrscheinlichkeit, dass das Element an den Stellen ein Loch besitzt, an welchen der Untergrund geeignet ist, das Element daran zu befestigen.
[0016] Insbesondere bei rollgeformten Elementen mit parallelen Sicken übersteht zweckmässigerweise das Rohr das Blech in Längsrichtung der Sicken und verbindet in einem Bogen zwei Kanäle miteinander. Diese überstehenden Rohrbogen sind nicht von einem Blech umfasst. Bei tiefgezogenen Elementen können jedoch auch die Rohrbogen in bogenförmig verlaufenden Sicken verlaufen.
[0017] Die Rohrdimensionen sind aus einem grossen Bereich zwischen 4 und 30 mm Durchmesser wählbar. Besonders geeignete Rohrdimensionen liegen zwischen 12 mm und 24 mm. Zu feine Kanäle sind schlecht formbar und in dünnen Rohren baut sich ein hoher Widerstand auf. Zu grosse Dimensionen sind hingegen nicht effizient. Als Rohre können verschiedenste Produkte eingesetzt werden. In dieser Schrift werden unter Rohren auch Schläuche verstanden, da in der Regel flexible Rohre und Schläuche eingesetzt werden.
[0018] Das Blech kann sehr verschieden ausgebildet sein. Es kann ein Lochblech oder vollflächig geschlossen sein. Die Materialwahl reicht von Kupfer bis Edelstahl. In den meisten Fällen wird Stahl oder Aluminium zur Anwendung kommen. Es kann beschichtet sein oder unbeschichtet. Es kann auch geprägt, aufgeraut oder glatt sein.
[0019] Das Rohr ist vorteilhaft in den Kanal eingeklebt. Dies erhöht die Steifigkeit des Elements und die Wärmeübertragung zwischen Blech und Rohr. Dabei sollte der Kanal das Rohr um mehr als 120 Grad umfassen. In diesem Bereich wird dann das Rohr wahlweise mit Klebstoff oder Klebefolie am Blech des Elements befestigt.
[0020] Zur Erhöhung der Steifigkeit des Elements kann der Kanal auf seiner Öffnungsseite des u-förmigen Querschnitts auch überklebt sein.
[0021] Der Kanal umfasst das Rohr zweckmässigerweise um mehr als 180 Grad, vorzugsweise um 210 Grad oder mehr, damit das Rohr im Kanal festgehalten ist. Der Kanal umfasst das Rohr vorteilhaft maximal um 270 Grad, vorzugsweise maximal 240 Grad, damit das Rohr leicht in die Sicke einführbar ist.
[0022] Das Rohr ist zweckmässigerweise im Kanal eingeklemmt, damit es gut gehalten ist und einen guten Kontakt zum Blech besitzt. Damit die Rohre gut in die Kanäle eingeführt werden können, weist die Sicke zwischen der kreiszylindrischen Wandung und der ebenflächigen Wärmetauscherfläche zweckmässigerweise einen rund gebogenen Übergangsbereich auf. Die Wärmetauscherfläche kann zwischen den Kanälen mit Versteifungssicken oder Prägungen versteift sein.
Kurzbeschreibung der Figuren:
[0023]
<tb>Fig. 1<sep>zeigt eine Ansicht eines erfindungsgemässen Elements mit vier Kanälen,
<tb>Fig. 2<sep>zeigt einen Querschnitt durch ein erfindungsgemässes Element mit vier Kanälen,
<tb>Fig. 3<sep>zeigt einen Querschnitt durch ein Element mit einer Randversteifung,
<tb>Fig. 4<sep>zeigt einen Querschnitt durch ein Element mit einer anderen Randversteifung,
<tb>Fig. 5<sep>zeigt einen Querschnitt durch eine Kassettenstruktur mit daran montierten erfindungsgemässen Elementen,
<tb>Fig. 6<sep>zeigt einen Detailschnitt durch die Sicke mit eingelegtem Wärmetauscherrohr,
<tb>Fig. 7<sep>zeigt einen Ausschnitt aus einer Ansicht eines Längsrandes eines Elements mit Montagelochung,
<tb>Fig. 8<sep>zeigt einen Querschnitt durch den Längsrand gemäss Fig. 7.
<tb>Fig. 9<sep>bis 12 zeigen vier verschiedene Verlegeformen des Rohrs in vier längsgerichteten Sicken des Elements.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung anhand der Figuren:
[0024] Das in Fig. 1 dargestellte Element 11 ist bereit für die Montage am Bau. Es besitzt eine Blechplatte 13. In der Blechplatte 13 sind vier parallele Sicken 15 eingeformt, welche u-förmige Kanäle bilden, in denen ein Wärmetauscherrohr 17 eingelegt ist. Die Blechplatte 13 bildet eine Wärmetauscherfläche 14. Das Wärmetauscherrohr 17 ist mit möglichst grossen Radien von einem Kanal zum andern Kanal gebogen und durchläuft alle Kanäle. Die Bogenabschnitte 19, welche zwischen zwei Kanälen vorhanden sind, und die beiden Enden 21, 23 stehen über die Blechplatte 13 hinaus. Zwischen dem Kanal, in welchem das Rohr eingelegt ist, und dem einen Ende 21 des Wärmetauscherrohres ist ein kürzerer Rohrabschnitt als beim anderen Ende 23. Am Ende 21 des kürzeren Rohrabschnitts ist ein Fitting 25 angeordnet.
Das Fitting 25 erlaubt eine sichere Verbindung des Rohres 17 mit einem ebensolchen eines benachbarten Elements 11.
[0025] Wie aus den Fig. 2 bis 6 ersichtlich ist, ist das Blech mit mehreren im Querschnitt kreiszylindrischen Sicken 15 versehen. Diese Sicken verlaufen parallel, wenn sie mit einem Rollformer ins Blech geformt worden sind. Das Rollformen erlaubt, die Elemente in beliebigen Längen herzustellen, da Blech ab Rollen eingesetzt werden kann. Gleichzeitig mit den Sicken 15 können entlang des Längsrandes 26 auch Randversteifungen 27 eingeformt werden. Die in Fig. 1 bis 4dargestellten Randversteifungen 27 besitzen einen gegenüber der Wärmetauscherfläche 14 zurückversetzten Befestigungsbereich 29. Es sind viele unterschiedliche Randversteifungen ausbildbar.
[0026] In Fig. 5 sind erfindungsgemässe Elemente 11 auf Flanschen 33 von Blechkassetten 31 aufgeschraubt. Der Hohlraum der Kassetten 31 kann mit Dämmmaterial gefüllt sein. Da die äussersten Sicken 15 in einem relativ grossen Abstand zum Längsrand 26 ausgebildet sind, können sie neben den Flanschen 33 ins Innere der Kassetten 31 hineinragen. Dadurch ist ein sehr flacher Aufbau einer Kühlwand oder einer Kühldecke ermöglicht. Solche Elemente 11 können mit einer Gipskartonplatte abgedeckt werden.
[0027] Anstelle von Kassetten können auch andere Unterkonstruktionen eingesetzt werden. Die Elemente 11 sind auf Holzlatten, Metallprofilen, auf Mauerwerk oder direkt auf eine Wärmedämmschicht verlegbar. Sie sind einsetzbar an Kühl- und Heizdecken, in Kühl- und Heizwänden, in Kühl- und Heizsegeln, aber auch als Bodenheizungselemente.
[0028] Damit die Rohre 17 in die Sicken 15 eingelegt werden können, sind die Sicken kanalartig ausgebildet. Der Querschnitt ist, wie in Fig. 6 genauer dargestellt, im Wesentlichen kreiszylindrisch. Der kreisförmige Querschnitt umfasst etwa 2/3 des Rohrumfangs. Das Blech ist um ca. 120 Grad aus der Ebene der Wärmetauscherfläche 14 aufgebogen, durchläuft etwa 240 Grad eines Kreisbogens um das Rohr herum und ist dann wieder um ca. 120 Grad in die Ebene der Wärmetauscherfläche gebogen. Die Biegeradien sind derart gewählt, dass die Ebene der Wärmetauscherfläche praktisch tangential zum Wärmetauscherrohr liegt. Das Wärmetauscherrohr darf diese Ebene nicht schneiden, da sonst das Element nicht vollflächig auf einer ebenen Fläche aufliegen kann.
[0029] Liegt der Befestigungsbereich entlang des Längsrandes 26 der Blechplatte 13 nicht insgesamt hinter der Ebene der Wärmetauscherfläche, so sind um die Befestigungslöcher 37 Vertiefungen im Blech ausgebildet, wie sie in Fig. 7und 8dargestellt sind. Solche Vertiefungen erlauben, dass die Köpfe 39 von Befestigungsmitteln 41 nicht über die Wärmetauscherfläche vorstehen.
[0030] Zur Installation einer Kühlfläche, z.B. einer Kühldecke, wird auf der Baustelle ein Trägerraster erstellt. Dieses kann aus herkömmlichen Bauteilen bestehen, wie Kassettenflanschen, Z-Profilen, Holzlattungen, Trockenbau-Ständerprofilen etc. In der Regel werden am Bau ohnehin vorhandene Strukturen als Trägerraster verwendet. Solche Trägerraster werden in einem Rastermass angeordnet. Ein im Trockenbau übliches Rastermass ist 625 mm oder 1250 mm, auf welches Rastermass viele Normbauteile abstellen.
[0031] Im Werk werden auf das bestimmte Rastermass angepasste Elemente gefertigt. Diese werden dazu rollgeformt oder tiefgezogen und gegebenenfalls in verschiedenen Längen zugeschnitten. Jedes Element wird im Werk mit einem Wärmetauscherrohr versehen. Das Rohr 17 wird dazu in die Sicke 15 geklebt. Gegebenenfalls werden die Sicken überklebt, um eine erhöhte Stabilität des Elements zu erhalten. Die Sicken können überklebt werden, ohne das Rohr zu verkleben oder zusätzlich zum Verkleben des Rohres. Jedes Rohr wird mit einem Fitting 25 versehen.
[0032] Diese Elemente 11 werden nun auf die Baustelle gebracht und vor Ort an den Trägerstrukturen befestigt. Zur Befestigung werden Schrauben, Nieten oder Nägel durch den Befestigungsbereich hindurch in die Trägerstrukturen getrieben. Es kann auch eine Verklebung mit den Trägerstrukturen vorgesehen sein. In der Regel werden die Elemente von der Seite der Wärmetauscherfläche her gefestigt, und die Sicken und Rohre liegen zwischen den Trägerstrukturen.
[0033] Nun werden die Rohre miteinander und mit jeweils einem bauseits vorhandenen Vorlauf und Rücklauf verbunden. Damit ist die Installation beendet. Die Elemente können nun überdeckt werden, z.B. mit einer Gipskartonplatte.
[0034] Die Elemente können aber auch mit der Wärmetauscherseite auf einen Untergrund gelegt werden und gegebenenfalls von der Rückseite her befestigt werden. Dies ist beispielsweise in einem Boden der Fall, wo die ebene Wärmetauscherfläche auf eine Wärmedämmung gelegt wird und die konvexen Rückseiten der Sicken in einem Fliessestrich oder Zementestrich eingegossen werden. Aber auch bei Elementdecken oder Kühlsegeln kann das erfindungsgemässe Element mit der ebenen Seite auf ein Deckenpaneel oder das Kühlsegel gelegt und von der Rückseite her befestigt werden, um danach die Rohre zu verbinden und anzuschliessen.
[0035] Ein Blick auf die Fig. 9bis 12 zeigt, dass in einem Element die Rohre unterschiedlich verlegt werden können. Bei den Verlegungen gemäss Fig. 9wie auch gemäss Fig. 10 werden die Sicken vom Rohr in folgender Abfolge durchlaufen: 1. Sicke, 2. Sicke, 3. Sicke, 4. Sicke. Diese Verlegeform, bei der das Rohr der Reihe nach nebeneinanderliegende Sicken durchläuft, bedingt drei Bogenstücke mit geringen Radien.
[0036] Sollen die Bogenstücke grössere Radien aufweisen, so können die Sicken und die darin vorhandenen Rohrabschnitte divergierend bzw. konvergierend verlaufen. Die beiden mit einem Rohrabschnitt verbundenen Bereiche der geraden Rohrabschnitte liegen weiter auseinander als die auf dem Element gegenüberliegenden Bereiche derselben zwei geraden Rohrabschnitte. Derart von der Parallelen abweichende Kanäle sind nicht mit einem Rollformer herstellbar. Solche Sicken im Blech müssen tiefgezogen werden. Ein Tiefziehen ist auch bei paralleler Anordnung möglich. Es ermöglicht ferner auch, wie in Fig. 11 dargestellt, bereits die Sicken in gebogenen Linien zu führen und die Bogenabschnitte der Rohre innerhalb des Bleches vorzusehen.
[0037] Die Verlegung gemäss Fig. 11ist mäanderförmig. Die Sicken werden vom Rohr in folgender Abfolge durchlaufen: 1. Sicke, 4. Sicke, 3. Sicke, 2. Sicke. Diese Verlegung ist mit parallelen und/oder divergierenden/konvergierenden Sicken möglich.
[0038] Diese drei verschiedenen Verlegeformen haben alle den Vorteil, dass die Rohre sich nirgends kreuzen.
[0039] Eine weitere Verlegeform ist in Fig. 12dargestellt. Die Sicken werden vom Rohr in folgender Abfolge durchlaufen: 1. Sicke, 4. Sicke, 2. Sicke, 3. Sicke. Diese Verlegeform bedingt einen engen Radius im Bogenabschnitt zwischen der 2. und 3. Sicke und ein einmaliges Überkreuzen der Rohre. Demgegenüber werden die Sicken bei der Verlegeform gemäss Fig. 1vom Rohr in folgender Abfolge durchlaufen: 2. Sicke, 4. Sicke, 1. Sicke, 3. Sicke. Dies bedingt ein zweimaliges Überkreuzen, schafft aber den Vorteil, dass alle drei Bogenabschnitte mit jeweils grösstmöglichem Radius ausgebildet sind.
The invention relates to a heating or cooling element on a ceiling, a wall or at the bottom of a room.
There are known self-supporting Wärmeleitprofile extruded aluminum, in which a channel is formed, in which channel a heat exchanger tube can be inserted. These Wärmeleitprofile have a flat surface for receiving heat from a thus cooled surface element. In chilled ceilings several such Wärmeleitprofile are side by side, e.g. glued with a plasterboard.
It is also known to insert heat exchanger tubes in grooves in rigid foam panels, and insert profiled metal strip between the channel and the heat exchanger tube. These metal strips are very thin and serve only to improve the heat transfer via an enlarged by the sheet heat exchanger surface.
A disadvantage of these known devices for receiving heat exchanger tubes is that they are expensive to install. In particular, the Wärmeleitprofile or rigid foam plate must first be attached to a support structure. Only then are the pipes and possibly also the sheet metal strips to be inserted into the existing channels on site and to be connected to the energy center.
Object of the invention:
The object of the present invention is to propose a self-supporting metal profile element comprehensive heating or cooling element for the formation of cooling ceilings, electric blankets, cooling and heating walls and floor heating, with which the installation effort on the site to create such a cooling or heating surface is significantly reduced in a building.
Description of the invention:
In a heating or cooling element according to the preamble of claim 1, the solution of the object according to the invention is achieved by the features of the characterizing part of claim 1.
A metal profile element of such a heating or cooling element has a flat heat exchanger surface and, as before, has a channel for receiving a heat exchanger tube. This channel is U-shaped in cross-section, circular cylindrical shaped that it surrounds a pickled heat exchanger tube at least over 120 degrees. The heat exchanger surface and the channel are formed from a sheet metal. This has the advantage that compared to extruded profiles cost relatively large-scale elements can be produced. The channel is formed as a bead in the sheet and extends in the longitudinal direction of the sheet. Parallel corrugations can be incorporated into the sheet with rollformers. The bead is tuned to the tube to be inserted so that an inserted pipe tangent to the plane of the heat exchanger surface or is at a distance from this plane.
As a result, the element has on one side a heat exchanger surface which extends over the entire surface of a planar part, e.g. a plasterboard or a hard thermal barrier coating can rest.
In such an element at least two longitudinally extending channels are formed in the element. This has the advantages that the element is flat and can not be used only as a narrow strip, and that the two ends of a tube inserted into both channels lie on the same side of the sheet.
In the channels of a ready to install element, a heat exchanger tube is already inserted. The factory preparation of the element makes it very easy to install on the construction site. One or more elements can be used very quickly as attachment elements, e.g. set before a usual in the dry construction carrier grid, or in front of cassettes, or in front of another already known substructure and the pipes are interconnected. As a result, large areas are installed and ready for use within a very short time.
Advantageously, the element has a width of at least 200 mm, preferably at least 400 or 500 mm, more preferably a width of 625 mm or a multiple thereof. These widths are easy to handle and correspond to usual grid masses. In particular, the pitch of 625 mm is a common drywall.
Advantageously, four or more such channels are formed in the sheet, which extend in the longitudinal direction of the sheet, and in which channels a tube is inserted. This allows a very quick and easy installation. The pipe is held and already laid as soon as the element is attached to a substructure. For a two meter long 625 mm wide element with four parallel tubes, by screwing in a few screws to secure this element and tying the tube to a mesh with a fitting, there are already about 10 meters of heat exchanger tube laid.
Conveniently, the sheet has along its longitudinal edge a stiffening bend so that it does not curl. Depending on the material thickness, this stiffening is not required. Along the longitudinal edge of the sheet a mounting hole is also advantageous to attach the element to a substructure. The holes are expediently elongated holes and are located within a depression in the sheet. Thanks to the recess, the heads of the fastening screws are behind the plane of the heat exchanger surface.
A single element conveniently comprises at least an area of 0.25 square meters and preferably an area of over one square meter.
The sheet thickness is conveniently in a range of 0.4 mm to 1.5 mm, so that the sheet is on the one hand still shapeable with a roll former or by deep drawing and on the other hand has sufficient inherent stability. Preferably, the sheet thickness is in a range of 0.5 mm to 1 mm.
The mounting hole is conveniently formed by a series of holes, preferably oblong holes. An advantageous hole spacing is considered to be one of at most 100 mm, preferably at most 50 mm. Particularly preferred is a hole spacing of at most 30 mm. The denser the perforation, the greater the likelihood that the element will have a hole at the locations where the substrate is capable of securing the element thereto.
Particularly in the case of roll-formed elements with parallel beads, the tube expediently protrudes the metal sheet in the longitudinal direction of the beads and connects two channels in an arc with one another. These protruding pipe elbows are not covered by a metal sheet. In deep-drawn elements, however, the pipe bend can also extend in arcuate beads.
The pipe dimensions are selectable from a large range between 4 and 30 mm in diameter. Particularly suitable pipe dimensions are between 12 mm and 24 mm. Too fine channels are poorly moldable and in thin pipes, a high resistance builds up. On the other hand, too large dimensions are not efficient. As tubes a wide variety of products can be used. In this document tubes are also understood hoses, since usually flexible pipes and hoses are used.
The sheet can be designed very different. It may be a perforated plate or closed over the entire surface. The choice of materials ranges from copper to stainless steel. In most cases, steel or aluminum will be used. It can be coated or uncoated. It can also be embossed, roughened or smooth.
The tube is advantageously glued into the channel. This increases the rigidity of the element and the heat transfer between the sheet and tube. The channel should cover the pipe by more than 120 degrees. In this area, the tube is then attached either with adhesive or adhesive film on the sheet of the element.
To increase the rigidity of the element, the channel may also be pasted over on its opening side of the U-shaped cross section.
The channel expediently comprises the tube by more than 180 degrees, preferably by 210 degrees or more, so that the tube is held in place in the channel. The channel advantageously comprises the tube at most 270 degrees, preferably at most 240 degrees, so that the tube can be easily inserted into the bead.
The tube is conveniently clamped in the channel, so that it is well held and has good contact with the sheet. So that the tubes can be inserted well into the channels, the bead between the circular cylindrical wall and the planar heat exchanger surface expediently has a round bent transition region. The heat exchange surface may be stiffened between the channels with stiffening beads or embossments.
Brief description of the figures:
[0023]
<Tb> FIG. 1 <sep> shows a view of an element according to the invention with four channels,
<Tb> FIG. 2 <sep> shows a cross section through an element according to the invention with four channels,
<Tb> FIG. 3 <sep> shows a cross section through an element with an edge reinforcement,
<Tb> FIG. 4 <sep> shows a cross section through an element with another edge reinforcement,
<Tb> FIG. 5 <sep> shows a cross section through a cassette structure with elements mounted thereon according to the invention,
<Tb> FIG. 6 <sep> shows a detail section through the bead with inserted heat exchanger tube,
<Tb> FIG. 7 shows a section from a view of a longitudinal edge of an element with a mounting hole,
<Tb> FIG. 8 <sep> shows a cross section through the longitudinal edge according to FIG. 7.
<Tb> FIG. Figures 9 to 12 show four different ways of laying the tube in four longitudinal beads of the element.
Detailed description of the invention with reference to the figures:
The element 11 shown in Fig. 1 is ready for installation in construction. It has a metal plate 13. In the metal plate 13 four parallel beads 15 are formed, which form U-shaped channels in which a heat exchanger tube 17 is inserted. The metal plate 13 forms a heat exchanger surface 14. The heat exchanger tube 17 is bent with the largest possible radii from one channel to the other channel and passes through all the channels. The arch portions 19, which are present between two channels, and the two ends 21, 23 are beyond the metal plate 13 also. Between the channel in which the pipe is inserted, and the one end 21 of the heat exchanger tube is a shorter pipe section than at the other end 23. At the end 21 of the shorter pipe section, a fitting 25 is arranged.
The fitting 25 allows a secure connection of the tube 17 with just such an adjacent element 11.
As is apparent from FIGS. 2 to 6, the sheet is provided with a plurality of circular cross-section in corrugations 15. These beads run parallel when they have been formed with a roll former into the sheet. The roll forming allows to produce the elements in any length, since sheet metal can be used from rolls. Simultaneously with the beads 15 and edge reinforcements 27 can be formed along the longitudinal edge 26. The edge stiffeners 27 illustrated in FIGS. 1 to 4 have a fastening region 29 offset from the heat exchanger surface 14. Many different edge stiffeners can be formed.
In Fig. 5 inventive elements 11 are screwed onto flanges 33 of sheet-metal cassettes 31. The cavity of the cassettes 31 may be filled with insulating material. Since the outermost beads 15 are formed at a relatively large distance from the longitudinal edge 26, they can protrude into the interior of the cassette 31 in addition to the flanges 33. This allows a very flat construction of a cooling wall or a cooling ceiling. Such elements 11 can be covered with a plasterboard.
Instead of cassettes, other substructures can be used. The elements 11 can be laid on wooden slats, metal profiles, on masonry or directly on a thermal barrier coating. They can be used on cooling and heating ceilings, in cooling and heating walls, in cooling and heating sails, but also as underfloor heating elements.
So that the tubes 17 can be inserted into the beads 15, the beads are channel-like. The cross-section is, as shown in more detail in Fig. 6, substantially circular cylindrical. The circular cross section comprises about 2/3 of the pipe circumference. The sheet is bent by about 120 degrees out of the plane of the heat exchanger surface 14, passes through about 240 degrees of a circular arc around the pipe and is then bent again by about 120 degrees in the plane of the heat exchanger surface. The bending radii are chosen such that the plane of the heat exchanger surface is practically tangential to the heat exchanger tube. The heat exchanger tube may not cut this plane, otherwise the element may not rest on a flat surface over the entire surface.
If the attachment area along the longitudinal edge 26 of the metal plate 13 is not entirely behind the plane of the heat exchanger surface, so recesses are formed in the sheet metal around the mounting holes 37, as shown in Fig. 7und 8dargestellt. Such recesses allow the heads 39 of attachment means 41 to not project beyond the heat exchanger surface.
To install a cooling surface, e.g. a cooling ceiling, a support grid is created on the construction site. This can consist of conventional components, such as cassette flanges, Z-profiles, wooden battens, drywall upright profiles, etc. As a rule, existing structures are used on the construction anyway as a carrier grid. Such carrier grid are arranged in a grid. A standard in drywall grid size is 625 mm or 1250 mm, on which pitch off many standard components.
In the factory, elements adapted to the particular grid size are manufactured. These are then roll formed or deep drawn and optionally cut to different lengths. Each element is provided in the factory with a heat exchanger tube. The tube 17 is glued into the bead 15. Optionally, the beads are pasted over to obtain increased stability of the element. The beads can be glued over without sticking to the tube or in addition to sticking the tube together. Each tube is provided with a fitting 25.
These elements 11 are now brought to the site and fixed on site to the support structures. For attachment screws, rivets or nails are driven through the mounting area into the support structures. It may also be provided an adhesive bond with the support structures. In general, the elements are solidified from the side of the heat exchanger surface, and the beads and tubes are located between the support structures.
Now, the pipes are connected to each other and each with an existing on-site flow and return. This completes the installation. The elements can now be covered, e.g. with a plasterboard.
The elements can also be placed with the heat exchanger side on a substrate and optionally attached from the back. This is the case, for example, in a floor, where the flat heat exchanger surface is placed on a thermal insulation and the convex backs of the beads are poured into a flowing screed or cement screed. But even with floor slabs or cooling sails element of the invention can be placed with the flat side on a ceiling panel or the cooling sail and attached from the back, then to connect the pipes and connect.
A look at Figs. 9 to 12 shows that in one element the tubes can be laid differently. 9, as well as according to FIG. 10, the beads are passed through the tube in the following sequence: 1. bead, 2nd bead, 3rd bead, 4th bead. This laying form, in which the tube passes through successively adjacent beads, requires three elbows with small radii.
If the elbows should have larger radii, then the beads and the pipe sections present therein may be divergent or convergent. The two areas of the straight pipe sections connected to a pipe section are located farther apart than the areas of the same two straight pipe sections lying on the element. Such deviating from the parallel channels are not produced with a roll former. Such beads in the sheet metal must be deep-drawn. Deep drawing is possible even with parallel arrangement. It also also allows, as shown in Fig. 11, already to lead the beads in curved lines and provide the arcuate portions of the tubes within the sheet.
The laying according to FIG. 11 is meandering. The beads are passed through the pipe in the following sequence: 1. bead, 4th bead, 3rd bead, 2nd bead. This laying is possible with parallel and / or diverging / converging beads.
These three different laying forms all have the advantage that the pipes do not intersect anywhere.
Another laying form is shown in FIG. 12. The beads are passed through the tube in the following sequence: 1. bead, 4th bead, 2nd bead, 3rd bead. This laying form requires a tight radius in the arc section between the 2nd and 3rd bead and a one-time crossing over of the tubes. In contrast, the beads in the laying mold according to FIG. 1 are traversed by the tube in the following sequence: 2nd bead, 4th bead, 1st bead, 3rd bead. This requires a two-way crossing, but creates the advantage that all three arc sections are formed with the greatest possible radius.