CH707507A1 - Air element for heating and cooling ceiling of room, has base plate that is provided with flat rear surface on which tube is arranged for allowing flow of heating and cooling medium - Google Patents
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Abstract
Description
Technisches GebietTechnical area
[0001] Die Erfindung betrifft ein Klimaelement für eine Heiz- und Kühldecke, wie sie zum Heizen und vor allem zum Kühlen von Räumen eingesetzt werden. The invention relates to a climate element for a heating and cooling ceiling, as they are used for heating and especially for cooling rooms.
Stand der TechnikState of the art
[0002] Bei gattungsgemässen Klimaelementen besteht die seit langer Zeit bekannte Aufgabe, das Rohr derart mit der Grundplatte zu verbinden, dass ein möglichst guter Wärmeübergang zwischen beiden gewährleistet ist. Zugleich soll die Verbindung flexibel an verschiedene durch die Geometrie und andere Anforderungen bestimmte Randbedingungen anpassbar und einfach herstellbar sein und keine grossen Kosten verursachen. Sie soll auch allfällige geräuschdämpfende Eigenschaften der Grundplatte möglichst nicht beeinträchtigen. Wegen der langen Beschäftigung der Fachwelt mit der besagten Aufgabe wurden schon viele Lösungen vorgeschlagen. In generic climate elements, the long-known task is to connect the pipe with the base plate so that the best possible heat transfer between the two is guaranteed. At the same time, the connection should be flexibly adaptable to different boundary conditions determined by the geometry and other requirements, adaptable and easy to produce and not cause any great expense. It should not affect any possible noise-damping properties of the base plate as possible. Because of the long occupation of the experts with the said task many solutions have been proposed.
[0003] So sind etwa EP 0 769 659 A1 Verbindungselemente zu entnehmen mit, an einer Rückseite, einem Kanal, der das Rohr aufnimmt und, an einer Vorderseite, einer ebenen Fläche, die zur Gänze oder teilweise mit der Rückseite der als Lochplatte ausgebildeten Grundplatte verklebt ist. Diese an sich bewährte Lösung ist aufwendig. For example, EP 0 769 659 A1 discloses connecting elements with, on a rear side, a channel which accommodates the tube and, on a front side, a flat surface which is wholly or partially connected to the rear side of the base plate designed as a perforated plate is glued. This proven solution is expensive.
[0004] In EP 2 259 001 A1 wurde vorgeschlagen, das Rohr in einer Grundplatte aus einem formbaren und zugleich gut wärmeleitenden Material wie Graphitschaum einzubetten. Abgesehen von den Schwierigkeiten der Herstellung weist ein solches Klimaelement nicht die gleiche mechanische Robustheit auf wie Klimaelemente, die aus Metall oder Kunststoff bestehen. Ausserdem ist der Wärmeübergang gegenüber Klimaelementen aus Metall in der Regel vermindert. In EP 2 259 001 A1 it has been proposed to embed the tube in a base plate of a formable and at the same time highly thermally conductive material, such as graphite foam. Apart from the difficulties of production, such a climatic element does not have the same mechanical robustness as climate elements made of metal or plastic. In addition, the heat transfer to climate elements made of metal is usually reduced.
[0005] In WO 2011/128 118 A1 wurde vorgeschlagen, bei einem Sonnenkollektor ein Absorberblech mit einem Rohr zu verbinden, indem längs gerader Abschnitte des Rohres ein dasselbe bedeckender und an seiner Rückseite anliegender Blechstreifen jeweils beidseits des Rohres mit dem Absorberblech und fakultativ auch mit dem Rohr selbst Ultraschall-verschweisst wird. In WO 2011/128 118 A1 it has been proposed to connect a absorber plate to a pipe at a solar collector by longitudinally straight portions of the tube a same covering and fitting at its rear metal strip respectively on both sides of the tube with the absorber sheet and optionally with the tube itself is ultrasonically welded.
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Klimaelement anzugeben, bei dem mit einfachen Mitteln ein sehr guter Wärmeübergang zwischen dem Rohr und der Grundplatte gewährleistet ist. Ausserdem soll es leicht und kostengünstig herstellbar sein. The invention is based on the object to provide a climate element in which by simple means a very good heat transfer between the tube and the base plate is guaranteed. In addition, it should be easy and inexpensive to produce.
[0007] Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. This object is solved by the features of claim 1.
[0008] Erfindungsgemässe Klimaelemente sind sehr einfach aufgebaut und weisen hervorragende Wärmeübergangswerte auf. Wegen der weiten Verbreitung gattungsgemässer Klimaelemente und wegen der grossen Bedeutung des Wärmeübergangs für ihre Leistungsfähigkeit und Energieeffizienz sind die erzielten Verbesserungen von grossem wirtschaftlichem Wert. Climate elements of the invention are very simple and have excellent heat transfer properties. Because of the widespread use of generic climate elements and because of the great importance of heat transfer for their performance and energy efficiency, the improvements achieved are of great economic value.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
[0009] Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren, welche lediglich Ausführungsbeispiele darstellen, näher erläutert. Es zeigen <tb>Fig. 1a<SEP>eine Draufsicht auf ein erfindungsgemässes Klimaelement gemäss einem ersten Ausführungsbeispiel, <tb>Fig. 1b<SEP>vergrössert einen Schnitt längs B–B in Fig. 1a , <tb>Fig. 2<SEP>einen im Wesentlichen Fig. 1b entsprechenden Schnitt bei einer ersten abgewandelten Ausführungsform des ersten Ausführungsbeispiels, <tb>Fig. 3<SEP>einen im Wesentlichen Fig. 1b entsprechenden Schnitt bei einer zweiten abgewandelten Ausführungsform des ersten Ausführungsbeispiels, <tb>Fig. 4a<SEP>eine Draufsicht auf ein erfindungsgemässes Klimaelement gemäss einem zweiten Ausführungsbeispiel und <tb>Fig. 4b<SEP>vergrössert einen Schnitt längs B–B in Fig. 4a .In the following the invention will be explained in more detail with reference to figures, which represent only exemplary embodiments. Show it <Tb> FIG. 1a <SEP> a top view of a climate element according to the invention according to a first embodiment, <Tb> FIG. 1b <SEP> enlarges a section along B-B in Fig. 1a, <Tb> FIG. 2 <SEP> a section substantially corresponding to FIG. 1b in a first modified embodiment of the first embodiment, FIG. <Tb> FIG. 3 <SEP> a section substantially corresponding to FIG. 1b in a second modified embodiment of the first embodiment, FIG. <Tb> FIG. 4a <SEP> a plan view of an inventive air conditioning element according to a second embodiment and <Tb> FIG. 4b <SEP> enlarges a section along B-B in FIG. 4a.
Wege zur Ausführung der ErfindungWays to carry out the invention
[0010] Das Klimaelement gemäss Fig. 1a , 1b weist eine Lochplatte 1 auf mit zwei Flanschen 2, welche zur Befestigung des Klimaelements dienen. Sie besteht aus Metall, vorzugsweise aus Aluminiumblech. Ein mäanderförmiges Rohr 3, das ebenfalls vorzugsweise aus Metall, insbesondere aus Kupfer oder Aluminium besteht, aber auch aus Kunststoff bestehen kann, mit geraden Abschnitten, welche durch gebogene Abschnitte verbunden sind, liegt an einer Rückseite einer ebenen Grundplatte 4 an, die ihrerseits auf einer Rückseite der Lochplatte 1 aufliegt und dort mit ihr verklebt sein kann. Das Rohr 3 wird beim Einsatz des Klimaelements von einem geheizten oder gekühlten Wärmeträgermedium durchflossen, gewöhnlich eine Flüssigkeit wie Wasser oder Sole. The air conditioning element according to Fig. 1a, 1b has a perforated plate 1 with two flanges 2, which serve for fastening of the air conditioning element. It consists of metal, preferably aluminum sheet. A meandering tube 3, which is also preferably made of metal, in particular copper or aluminum, but may also consist of plastic, with straight sections, which are connected by curved portions, abuts a back of a flat base plate 4, which in turn on a Rear of the perforated plate 1 rests and can be glued to it. The tube 3 is traversed by the use of the climatic element of a heated or cooled heat transfer medium, usually a liquid such as water or brine.
[0011] Die Grundplatte 4 besteht vorzugsweise aus Blech, insbesondere Aluminiumblech, dessen Stärke nicht mehr als 1mm beträgt und das mit gleichmässig über die Fläche verteilten Mikroperforationen versehen ist, d.h. mit Perforationen, deren Durchmesser nicht grösser ist als die Blechstärke. Vorzugsweise beträgt der Durchmesser 0,7 mm oder weniger, z.B. 0,5 mm oder 0,3 mm. Der freie Querschnitt liegt vorzugsweise bei 20% oder darunter. Die Perforationen sind vorzugsweise gestochen, nicht gestanzt, und zwar von der Vorderseite her, sodass sie einen durch einen Ringwulst an der Rückseite der Grundplatte 4 etwas verlängerten Kanal bilden. Dadurch wird die Geräuschdämpfung verbessert. The base plate 4 is preferably made of sheet metal, in particular aluminum sheet, whose thickness is not more than 1mm and which is provided with evenly distributed over the surface microperforations, i. E. with perforations whose diameter is not greater than the sheet thickness. Preferably, the diameter is 0.7 mm or less, e.g. 0.5 mm or 0.3 mm. The free cross section is preferably 20% or less. The perforations are preferably pricked, not punched, from the front side, so that they form a slightly elongated by a torus at the back of the base plate 4 channel. This improves the noise attenuation.
[0012] Die Lochplatte 1 weist ebenfalls über ihre Fläche verteilte runde Öffnungen auf, welche gewöhnlich einen Durchmesser von z.B. 1 mm oder mehr aufweisen. Die Lochplatte 1 kann auch weggelassen werden, sodass die Vorderseite der Grundplatte 4 den Abschluss gegen den Raum bildet. In diesem Fall empfiehlt es sich, die besagte Vorderseite mit einem durchgehenden optischen Muster zu versehen, welches Unebenheiten kaschiert. Es kann etwa aus ein regelmässiges Raster bildenden aufgedruckten Punkten oder Flecken bestehen. The perforated plate 1 also has round openings distributed around its surface, which usually have a diameter of e.g. 1 mm or more. The perforated plate 1 can also be omitted, so that the front of the base plate 4 forms the conclusion against the room. In this case, it is recommended to provide the said front side with a continuous optical pattern which conceals irregularities. For example, it may consist of a regular grid of imprinted dots or spots.
[0013] Über den geraden Abschnitten des Rohres 3 liegt jeweils ein Verbindungsstreifen 5 aus Blech, welcher eng an der Rückseite des Rohres 3 anliegt sowie auch an der Rückseite der Grundplatte 4, wo er beidseits neben dem Rohr 3 schmale Streifen bedeckt. Das Blech kann verhältnismässig dünn und biegsam, also folienartig sein oder auch etwas dicker, sodass es eine gewisse Steifigkeit aufweist. Der Verbindungsstreifen 5 ist beidseits des Rohres 3 jeweils längs einer durchgehenden, zum jeweiligen geraden Abschnitt parallelen Schweissnaht 6 mit der Grundplatte 4 verbunden. Die Schweissnähte 6 sind dabei durch Ultraschall-Schweissen hergestellt, z.B. wie in WO 2011/128 118 A1 beschrieben. Eine weitere, in gleicher Weise durch Ultraschall-Schweissen hergestellte Schweissnaht 7 verbindet den Verbindungsstreifen 5 mit der Rückseite des Rohres 3. Die Verbindungsstreifen 5, welche vorzugsweise aus Aluminium bestehen, verbinden das Rohr 3 mechanisch fest mit der Grundplatte 4 und stellen gleichzeitig einen sehr guten Wärmeübergang zwischen diesen Teilen sicher. Over the straight portions of the tube 3 is in each case a connecting strip 5 made of sheet metal, which rests tightly against the back of the tube 3 and also on the back of the base plate 4, where it covers both sides of the tube 3 narrow strips. The sheet can be relatively thin and flexible, ie foil-like or somewhat thicker, so that it has a certain rigidity. The connecting strip 5 is connected on both sides of the tube 3 in each case along a continuous, parallel to the respective straight section weld 6 to the base plate 4. The welds 6 are made by ultrasonic welding, e.g. as described in WO 2011/128 118 A1. Another, produced in the same way by ultrasonic welding weld 7 connects the connecting strip 5 with the back of the tube 3. The connecting strips 5, which are preferably made of aluminum, connect the tube 3 mechanically fixed to the base plate 4 and at the same time provide a very good Heat transfer between these parts safely.
[0014] Bei der Herstellung des Klimaelements wird z.B. zuerst das Rohr 3 auf die Grundplatte 4 aufgelegt und provisorisch fixiert. Dann werden die Verbindungsstreifen 5 auf die geraden Abschnitte aufgelegt und an die Grundplatte 4 und das Rohr 3 angedrückt. Dann werden die Schweissnähte 6, 7 durch Ultraschall-Schweissen angelegt. Die Ultraschall-Schweissverbindung kann rasch und mit geringem Aufwand, d.h. sehr kostengünstig hergestellt werden. Schliesslich wird die Grundplatte 4 mit dem Rohr 3 in die Lochplatte 1, deren Rückseite von einem Klebstoff bedeckt sein kann, eingeschoben und angedrückt. Die Grundplatte 4 kann auch durch Ultraschall-Schweissen mit der Lochplatte 1 verbunden werden. In the manufacture of the climate element, e.g. First, the tube 3 placed on the base plate 4 and provisionally fixed. Then the connecting strips 5 are placed on the straight sections and pressed against the base plate 4 and the tube 3. Then, the welds 6, 7 are applied by ultrasonic welding. The ultrasonic welding connection can be done quickly and with little effort, i. be produced very inexpensively. Finally, the base plate 4 with the tube 3 in the perforated plate 1, the back can be covered by an adhesive, pushed and pressed. The base plate 4 can also be connected to the perforated plate 1 by ultrasonic welding.
[0015] Die das Rohr 3 mit dem Verbindungsstreifen 5 verbindende Schweissnaht 7 kann auch weggelassen werden. Darüber hinaus sind noch andere Abwandlungen der Verbindung zwischen dem Rohr 3 und der Grundplatte 4 möglich. So kann, wie in Fig. 2 dargestellt, der Verbindungsstreifen 5 jeweils nur an einer Seite des Rohres 3 durch eine einzige Schweissnaht 6 mit der Grundplatte 4 verbunden sein. Der Verbindungsstreifen 5 übergreift das Rohr 3 und ist längs einer weiteren Schweissnaht 7 mit ihm verbunden, doch weist er neben derselben einen von der Grundplatte 4 beabstandeten freien Rand auf. Dies erlaubt eine vorgängige Verschweissung der Verbindungsstreifen 5 mit der Grundplatte 4 und ein nachträgliches Auflegen des Rohres 3 und Einschieben desselben unter die aufgebogenen Verbindungsstreifen 5, worauf die Verbindung durch Anlegen der Schweissnaht 7 fertiggestellt wird. The tube 3 with the connecting strip 5 connecting weld 7 can also be omitted. In addition, other modifications of the connection between the tube 3 and the base plate 4 are possible. Thus, as shown in Fig. 2, the connecting strip 5 may be connected only on one side of the tube 3 by a single weld 6 to the base plate 4. The connecting strip 5 engages over the tube 3 and is connected to it along a further weld seam 7, but next to it it has a free edge spaced from the base plate 4. This allows a prior welding of the connecting strip 5 to the base plate 4 and a subsequent laying of the tube 3 and insertion of the same under the bent connection strip 5, whereupon the connection is completed by applying the weld 7.
[0016] Bei einer weiteren Abwandlung, die in Fig. 3 gezeigt ist, ist auch die Schweissnaht 7 weggelassen. Der Verbindungsstreifen 5, der aus etwas stärkerem Material besteht und elastisch verformbar ist, ist daher nicht mit dem Rohr 3 verbunden. Er übergreift aber dasselbe und klemmt es gegen die Rückseite der Grundplatte 4. An seinem freien Rand ist er etwas aufgebogen. In a further modification, which is shown in Fig. 3, the weld seam 7 is omitted. The connecting strip 5, which consists of somewhat stronger material and is elastically deformable, is therefore not connected to the tube 3. But he takes the same and clamps it against the back of the base plate 4. At its free edge, he is slightly bent.
[0017] Die Verbindungsstreifen 5 sind wiederum jeweils längs der einzigen Schweissnaht 6 mit der Grundplatte 4 verbunden. Das Rohr 3 kann dann aufgelegt und die geraden Abschnitte unter leichter elastischer Deformation der Verbindungsstreifen 5 unter dieselben geschoben werden, sodass das Rohr 3 durch die Verbindungsstreifen 5•festgehalten wird. The connecting strips 5 are in turn connected in each case along the single weld 6 to the base plate 4. The tube 3 can then be placed and the straight sections are pushed under slight elastic deformation of the connecting strip 5 under the same, so that the tube 3 is held by the connecting strip 5 •.
[0018] Gemäss einer in Fig. 4a , 4b dargestellten zweiten Ausführungsform liegen die geraden Abschnitte des Rohres 3 ziemlich eng nebeneinander. Ein einziger Verbindungsstreifen 5 bedeckt sämtliche geraden Abschnitte des Rohres 3 und ist jeweils zwischen zwei benachbarten derartigen Abschnitten sowie an äusseren Rändern an einer wiederum jeweils durch Ultraschall-Schweissen hergestellten Schweissnaht 6 mit der Grundplatte 4 verbunden. Zusätzlich können Schweissnähte vorgesehen sein, durch die die geraden Abschnitte des Rohres 3 mit dem Verbindungsstreifen 5 verbunden sind. According to a second embodiment shown in Fig. 4a, 4b, the straight portions of the tube 3 are pretty close to each other. A single connecting strip 5 covers all straight sections of the tube 3 and is connected in each case between two adjacent such sections and at outer edges to a welded seam 6, which in turn is produced in each case by ultrasonic welding, to the base plate 4. In addition, welds can be provided, through which the straight sections of the tube 3 are connected to the connection strip 5.
[0019] Es sind viele Abwandlungen der gezeigten Ausführungsbeispiele möglich, zumal die erfindungsgemässe Weise, das Rohr mit der Grundplatte zu verbinden, sehr gut an verschiedene z.B. geometrische Gegebenheiten anpassbar ist. So können auch gebogene Rohrabschnitte von Verbindungsstreifen bedeckt sein und die Schweissverbindungen können eine andere als die gezeigte Form haben, z.B. ganz oder teilweise punktförmig ausgebildet sein. Many modifications of the embodiments shown are possible, especially since the inventive way to connect the tube to the base plate, very well to various e.g. geometric conditions is customizable. Thus, bent pipe sections may also be covered by connecting strips, and the welded connections may have a shape other than that shown, e.g. be wholly or partially punctiform.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
[0020] <tb>1<SEP>Lochplatte <tb>2<SEP>Flansch <tb>3<SEP>Rohr <tb>4<SEP>Grundplatte <tb>5<SEP>Verbindungsstreifen <tb>6<SEP>Schweissnaht <tb>7<SEP>Schweissnaht[0020] <Tb> 1 <September> perforated plate <Tb> 2 <September> flange <Tb> 3 <September> Pipe <Tb> 4 <September> baseplate <Tb> 5 <September> connecting strip <Tb> 6 <September> weld <Tb> 7 <September> weld
Claims (12)
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