CN102792101A - 具有加热或冷却调节器的天花板元件或壁元件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于固定到天花板（5）或壁的天花板元件或壁元件（10）。所述天花板元件或壁元件（10）设有能够固定到天花板（5）和/或壁的、包括基板（2a）的框架（2），加热或冷却调节器（9）布置在所述框架（2）中。根据本发明，在框架（2）的基板（2a）与加热或冷却调节器（9）之间布置有非织造织物（3）以及穿孔的石墨膜（1）。

Description

具有加热或冷却调节器的天花板元件或壁元件

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的前序部分的天花板元件或壁元件和根据权利要求14的前序部分的天花板元件或壁元件以及由非织造织物与石墨膜构成的复合材料作为天花板元件或壁元件的用途。本发明还涉及这样的天花板元件或壁元件所固定到的可热致动的混凝土壁或混凝土天花板。

背景技术

根据现有技术已知具有能够固定到天花板或壁的、带有基板的框架的天花板元件或壁元件以及布置在框架中的加热或冷却调节器。根据DE 20 2007 010 215 U1已知例如具有固定到热传导轮廓的管道的形式的加热或冷却调节器的壁或天花板覆层。热传导轮廓安置在由覆层面板形成的覆层表面的后侧上。覆层面板被固定到具有U形截面的支撑轨道。支撑轨道以及紧固在支撑轨道上的覆层面板由此形成能够利用由覆层面板形成的基座而固定到天花板或壁的框架。热传导轮廓布置在这一框架的内部中并且抵接覆层面板。热传导轮廓以及固定在该热传导轮廓上的管道形成了加热或冷却调节器。为了在管道与覆层表面之间产生良好的热传导接触，将粘合剂横向地设置到伸长的热传导轮廓，这在弹性张力的作用下在覆层面板上保持至少两个邻近的热传导轮廓。

热传导轮廓在它们的后侧上具有近似半圆的肩部，管道则布置在该近似半圆的肩部中。管道具有加热或冷却介质比如热水或冷水，该加热或冷却介质例如根据作为加热或冷却管线的所意图的应用而流动穿过所述管道。热传导轮廓通常由金属制成，例如由铝制成。覆层面板例如能够包括石膏面板。

在这样的壁或天花板覆层中，从壁或天花板覆层到房间的热或冷传递的效率非常低。这一方面是由于邻近的热传导轮廓之间的中间间隔。这些中间间隔充当绝缘层并且阻止了壁或天花板覆层的面向房间的表面上的热流动的均匀消散。另一方面，因为覆层面板包括不良的热导体，所以从加热或冷却管线到覆层面板的热或冷传递非常低效。

发明内容

由此开始，本发明的目的是进一步开发通用的天花板元件或壁元件，使得能够确保在加热或冷却调节器与待被加热或冷却的房间之间的有效的热传递。此外，天花板元件或壁元件应该具有良好的吸音作用。

通过具有权利要求1的特征的天花板元件或壁元件实现这一目的。具有带有权利要求2的特征的天花板元件或壁元件的可热致动的混凝土壁或混凝土天花板的存在进一步实现了这一目的。能够根据权利要求3至18得出这些天花板元件或壁元件的优选实施例。

在具有能够固定到天花板或壁的、带有基座的框架的天花板元件或壁元件中，其中在所述框架中设置了加热或冷却调节器，通过在框架的基座与加热或冷却调节器之间设置非织造织物与穿孔的石墨膜而实现形成本发明的基础的目的。非织造织物优选包括非织造碳纤维。然而，非织造织物还能够包括非织造玻璃纤维。非织造碳纤维具有比非织造玻璃纤维更高的导热性但是也更加昂贵。非织造织物带来天花板元件或壁元件的良好的吸音作用。石墨膜优选地包括设有穿孔的膨胀石墨制成的膜。穿孔的石墨膜确保了在加热或冷却调节器与天花板元件或壁元件的基板之间的良好的热接触。天花板元件或壁元件的基座优选由导热材料制成，具体是由金属片、或改性石墨面板比如改性石墨石膏面板制成。框架优选地形成为盒，其中至少基座由冲孔的金属片或设有穿孔的金属片制成。与在框架的内部中安置在基座上的非织造织物相组合的基座中的冲孔或穿孔确保了良好的吸音作用。

非织造织物以及设置在非织造织物上的穿孔的石墨膜优选地包括能够通过压延而生产的复合物。这样的复合物能够特别方便地由非织造碳纤维以及由膨胀石墨制成的石墨膜制成。其中根据US 3,404,061-A已知膨胀石墨（所谓的膨胀石墨）的生产。为了生产膨胀石墨，以震动方式加热石墨层间化合物、或石墨盐比如石墨硫酸氢盐（graphitehydrogen sulphate）或石墨硝酸盐。石墨粒子的体积因而增加到约200-400的系数并且同时块体密度减小到2-20g/l的值。由此获得的膨胀石墨由蠕虫（worm）形状或手风琴形状的聚集体构成。如果在定向的压力的作用下压实完全膨胀的石墨，则优选地是将石墨层平面布置成垂直于压力作用的方向，其中各个单独的聚集体变得缠绕起来。这样，能够由膨胀石墨产生自支撑表面结构，比如例如，网、板或模制体。能够通过按压或滚压膨胀石墨构成的网而生产（具有在50μm到3mm的范围内的厚度的）膜。当压延由此利用非织造碳纤维生产出来的膨胀石墨膜时，非织造表面的碳纤维与石墨膜的表面变得缠绕起来，从而使得在非织造碳纤维与石墨膜之间形成牢固的的并且不可脱离的复合物。

石墨膜的穿孔增加了其柔性并且因而便于膜的处理。由于石墨是脆性材料，所以存在当处理膨胀石墨制成的膜时膜被撕裂或损坏的风险。能够通过石墨膜的穿孔大幅度降低这一风险。

加热或冷却调节器能够包括固定到热传导轮廓的加热或冷却管线。为了确保在加热或冷却调节器与框架的基座之间的良好的热接触，基座经由包括非织造织物和穿孔的石墨膜的复合物而与热传导轮廓热接触。

加热或冷却调节器还能够包括膨胀石墨制成的轻质面板，加热或冷却管线被嵌入在这一膨胀石墨制成的轻质面板中。在该示例性实施例中，石墨轻质面板的表面优选在其整个主要区域上与穿孔的石墨膜热接触。以这种方式经由包括穿孔的石墨膜以及非织造织物的良好的热传导复合物而得到了在加热或冷却管线与框架的基座之间的良好的热接触。在天花板元件或壁元件所处的房间中，在天花板元件或壁元件的整个表面上能够非常有效地并且均匀地分布加热或冷却管线中携带的热（或冷）。与石墨膜相对的石墨轻质面板的那一表面优选在其整个主要表面上与天花板元件或壁元件所固定到的壁或天花板的表面热接触。由于这一热接触，来自加热管线或冷却管线的热能够经由石墨轻质面板而被部分地释放到壁或天花板，从而使得能够将壁或天花板的质量块用作热量的延迟释放的蓄热器。

根据现有技术已知用于具有混凝土天花板或混凝土壁的房间的空气调节的所谓的混凝土芯致动系统。在这些系统中，携带加热或冷却介质的管道安装在混凝土天花板或混凝土壁中、下或上。通过将加热能量或冷却能量储存在天花板或壁的混凝土块中以及通过所储存的加热能量或冷却能量的延时传送，能够实现房间的节能的空气调节。由此，例如，在夜晚，冷却的流体（例如，水）被冷却并且穿过混凝土芯致动的天花板或壁中的管道，从而使得天花板或壁被缓慢地冷却。混凝土天花板或壁中储存的冷却能量然后能够在特别是温暖的夏季月份中的白天期间被释放到房间中，以缓慢降低房间中的室温。

对于这样的可热致动混凝土天花板或壁的覆层，本发明提供了包括能够固定到壁或天花板的、具有基座的框架的天花板元件或壁元件，其中在框架的基座与壁或天花板之间设置非织造织物和穿孔的石墨膜。在该示例性实施例中，在石墨膜与壁之间优选地额外地设置膨胀石墨制成的轻质面板。

在本发明的该示例性实施例中，非织造织物确保了天花板元件或壁元件的良好的吸音作用。借助于穿孔的石墨膜以及石墨膜与壁或天花板表面之间设置的石墨轻质面板确保了在可热致动的壁或天花板与框架的基座之间的良好的热接触。这在可热致动的壁或天花板与房间之间提供有效的热传递。

附图说明

下面参考附图借助于示例性实施例详细解释本发明。在附图中：

图1示出了根据本发明的具有在其中布置了加热或冷却调节器的框架的天花板元件或壁元件的第一实施例的示意图；

图2示出了根据本发明的具有在其中布置了加热或冷却调节器的框架的天花板元件或壁元件的替代的实施例的示意图；

图3示出了布置在可热致动的天花板或壁上的天花板元件或壁元件的示意图。

具体实施方式

在下面描述的发明的示例性实施例中，示出了根据本发明的用于固定到在水平面中延伸的天花板5的天花板元件或壁元件的使用。因此，我们讨论在每一情况下的天花板元件。根据本发明的天花板元件或壁元件然而还能够以相应的方式使用，以固定到竖直的壁。在附图中示出的示例性实施例中，相同的或对应的部件设有相同的附图标记。

在已经描述了可热致动的混凝土天花板或壁的情况下，这被理解为在其中放有管道用于加热或冷却介质通过的混凝土天花板或壁。这些管道用于天花板或壁的热致动。

图1示出了根据本发明的固定到天花板的天花板元件10的第一示例性实施例，其中天花板元件10具有能够固定到天花板5的框架2。

框架2包括由基板2a形成的基座以及设置在基板2a上或与基板2a一体地形成的侧壁2b。固定凸缘2c形成在侧壁2b的上侧边缘上，框架2能够通过该凸缘2c而被固定到天花板，具体地能够被螺钉固定在天花板上。框架2优选以具有围绕基板2a周向布置的四个侧壁2b的盒形状的形式形成。框架2优选由金属制成，具体地由金属板制成。基板2a设有穿孔。基板2a中的穿孔的孔确保了声波能够穿透到框架2中并且能够在那里被衰减。

加热或冷却调节器9布置在盒形状的框架2中。在图1示出的示例性实施例中，加热或冷却调节器9包括布置成彼此邻近并且彼此平行的多个固定轮廓11，这些固定轮廓11形成为条带状并且由导热材料制成，具体地由金属制成。固定轮廓11优选地包括铝制轮廓11。加热或冷却管线12（下面指定为管道）被固定到固定轮廓11。例如能够将管道12形锁合地或力锁合地接合在位于固定轮廓11的上侧上的半圆形接收突出部中。然而，用于紧固的其它可能性也是可行的，比如例如借助于管夹等的固定件。

固定轮廓11以与石墨膜1热接触的方式设置在穿孔的石墨膜上。方便地是，每个固定轮廓11的下侧借助于导热粘合剂而粘合地结合到石墨膜1。在穿孔的石墨膜1与基板2a的内表面之间设置非织造织物3。非织造织物3能够包括非织造玻璃纤维或优选地为非织造碳纤维。非织造织物3借助于导热粘合剂而粘合地结合到基板2a的内表面。

非织造织物3与穿孔的石墨膜1方便地包括复合材料。通过压延而由非织造碳纤维3与穿孔的石墨膜1生产出来的复合物是特别合适的。

石墨膜1方便地包括具有穿孔的膨胀石墨薄膜。？%至？%的孔分数确保了穿孔石墨膜1的良好的处理并且防止了石墨膜的破裂以及撕裂。

图2示出了根据本发明的具有布置在框架2中的加热或冷却调节器9的天花板元件或壁元件的另一示例性实施例。与在图1中示出的示例性实施例不同，这里的加热或冷却调节器9由在其中嵌入了加热或冷却管线12的膨胀石墨制成的轻质面板13形成。轻质面板13的下侧与穿孔的石墨膜1的表面热接触。同样，在穿孔的石墨膜1与框架2的基板2a之间布置非织造织物，具体是非织造玻璃纤维或非织造碳织物。如图1的示例性实施例所示，非织造织物3与穿孔的石墨膜1方便地包括由非织造碳纤维和设有穿孔的膨胀石墨膜制成的不可脱离的复合物。为了确保在石墨轻质面板13的上侧15与天花板5的表面14之间的最佳的可能的热接触，将石墨轻质板13的上侧15通过热粘合剂4而粘合地结合到天花板表面14。

在两个示例性实施例中，非织造织物都方便地具有50μm到3mm的厚度并且穿孔的石墨膜的厚度优选地在200μm和3mm之间。

图3示出了固定到可热致动的混凝土天花板5的天花板元件10。加热或冷却介质能够穿过管道7，以用于天花板5的热致动，该管道7则在混凝土天花板中延伸。天花板元件10具有框架2，如同在两个之前的示例性实施例中的那样，该框架2包括基板2a以及至少两个侧壁2b。如同在两个之前的示例性实施例中的那样，框架2方便地是具有基板2a以及四个外周侧壁2b的盒形状。框架2由金属片制成并且基板2a具有穿孔，该穿孔确保了声波能够进入到框架内部并且在那里被吸收。

放在基板2a上并且优选地是胶合在基板2a上的非织造织物3以及定位在非织造织物3上的穿孔石墨膜1同样设置在盒状框架2的内部中。非织造织物3以及穿孔石墨膜1方便地同样包括非织造碳纤维以及膨胀石墨膜。膨胀石墨制成的轻质面板13设置在与其平面接触并且热接触的石墨膜1上。

为了将天花板元件10固定在可热致动的混凝土天花板5上，框架2以已知的方式，例如通过螺钉固定，而被固定到天花板5的表面14。为了确保在石墨轻质面板13的上侧15与天花板5的表面14之间的最佳的可能的热接触，石墨轻质面板13的上侧15通过导热粘合剂4而被胶合到天花板表面14。然而，还能够省略粘合剂的使用。具体地，如果石墨轻质面板13的表面15在还未安装时在框架2的侧壁2b的上侧边缘上方突出，则能够省略粘合剂的使用。然后，当将框架2螺钉固定到天花板表面14时，将由可压缩的石墨制成的轻质面板13轻微地压缩。这确保了整个区域上的石墨轻质面板13的上侧15与天花板表面14之间的良好的热接触，其中能够通过压缩来抵消在天花板表面14中的轻微的不均匀。

由非织造织物3和结合到非织造织物3的石墨膜1构成的在图1至图3的示例性实施例中使用的复合材料能够直接固定到天花板5或壁，而不用如天花板元件或壁元件10的支撑框架。在该情况下，复合材料借助于导热粘合剂而被粘合地结合到天花板5或壁，其中良好的导热石墨膜1优选地在整个区域上粘合地结合到天花板5或壁的表面，以便在天花板或壁的整个表面上形成良好的热传导耦合。这一布置一方面确保了房间与天花板或壁之间的快速的热交换，从而使得天花板或壁（该天花板或壁例如形成为混凝土天花板或壁）的质量块能够被用作蓄热器，所储存的热能够从蓄热器以延迟的方式再一次释放到房间中。另一方面，复合材料的非织造织物3确保了良好的吸音作用，从而使得由复合材料形成的天花板元件或壁元件10能够充当吸音声学元件。

如同在图1至图3中使用的复合材料由非织造织物3与连接到非织造织物3的石墨膜1构成一样，石墨膜1优选地被穿孔并且方便地具有每单位面积大于5%的孔分数的穿孔。非织造织物3优选地包括通过压延而已经结合到石墨膜1的非织造碳纤维。

Claims (25)

1.一种用于固定到天花板（5）或壁的天花板元件或壁元件（10），其中所述天花板元件或壁元件（10）具有能够固定到所述天花板（5）或所述壁的、带有基板（2a）的框架（2），在所述框架（2）中设置有加热或冷却调节器（9），其特征在于在所述框架（2）的基板（2a）与所述加热或冷却调节器（9）之间设置有非织造织物（3）以及穿孔的石墨膜（1）。

2.一种用于固定到天花板（5）或壁的天花板元件或壁元件（10），其中所述天花板元件或壁元件（10）具有能够固定到所述天花板（5）或所述壁的、带有基座（2a）的框架（2），其特征在于非织造织物（3）与石墨膜（1）布置在所述框架（2）的基座（2a）上。

3.根据权利要求1或2所述的天花板元件或壁元件（10），其特征在于所述石墨膜（1）被穿孔。

4.根据权利要求1或2所述的天花板元件或壁元件，其特征在于所述石墨膜（1）包括由具有穿孔的膨胀石墨制成的膜。

5.根据权利要求3或42所述的天花板元件或壁元件，其特征在于所述穿孔的石墨膜（1）具有每单位面积大于205%的孔分数的孔。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的天花板元件或壁元件，其特征在于所述框架由导热材料制成，具体是由金属片、或改性石墨复合物元件比如石膏板制成。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的天花板元件或壁元件，其特征在于所述框架构造为一侧开放的盒（2）。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的天花板元件或壁元件，其特征在于所述穿孔的石墨膜（1）被牢固地连接到所述非织造织物（3）。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的天花板元件或壁元件，其特征在于所述非织造织物（3）包括非织造玻璃纤维或非织造碳纤维。

10.根据权利要求87所述的天花板元件或壁元件，其特征在于所述非织造织物（3）包括通过压延而被连接到所述穿孔的石墨膜（1）的非织造碳纤维。

11.根据权利要求1、前述权利要求的任一项所述的天花板元件或壁元件，其特征在于所述加热或冷却调节器（9）包括固定轮廓（11）以及固定到所述固定轮廓（11）的加热或冷却管道（12）。

12.根据权利要求119所述的天花板元件或壁元件，其特征在于所述固定轮廓（11）由导热材料制成，具体地是由金属制成。

13.根据权利要求120所述的天花板元件或壁元件，其特征在于所述穿孔的石墨膜（1）与所述固定轮廓（11）热接触。

14.根据权利要求1或11至138中的任一项所述的天花板元件或壁元件，其特征在于所述加热或冷却调节器（9）包括膨胀石墨制成的轻质面板（13），加热或冷却管道（12）被嵌入在所述膨胀石墨制成的轻质面板（13）中。

15.根据前述权利要求中的任一项所述的天花板元件或壁元件，其特征在于所述框架（2）的基板（2a）被穿孔。

16.一种用于固定到可热致动的混凝土壁或混凝土天花板（5）的天花板元件或壁元件（10），其中所述天花板元件或壁元件（10）具有能够固定到所述天花板（5）或所述壁的、带有基板（2a）的框架（2），其特征在于，在所述框架（2）的基板（2a）与所述壁或天花板（5）（9）之间设置有非织造织物（3）和穿孔的石墨膜（1）以及膨胀石墨制成的轻质面板（13）。

17.根据权利要求2所述的天花板元件或壁元件（10），其特征在于膨胀石墨制成的轻质面板（13）设置在所述石墨膜（1）上。

18.可热致动的混凝土壁或混凝土天花板（5），管路（7）在所述可热致动的混凝土壁或混凝土天花板（5）中延伸，以用于加热或冷却流体通过，其特征在于，将布置成彼此邻近的根据权利要求1至164中的任一项所述的天花板元件或壁元件（10）固定在所述可热致动的混凝土壁或混凝土天花板（5）的表面（14）上。

19.根据权利要求175所述的可热致动的混凝土壁或混凝土天花板（5），其中所述天花板元件或所述壁元件（10）包含由膨胀石墨制成的轻质面板（13），其特征在于在所述壁或天花板（5）的表面（14）与所述壁元件或所述天花板元件（10）之间的热耦合在所述或每个石墨轻质面板（13）的整个主要的表面（15）上广阔地形成。

20.由非织造材料（3）与连接到所述非织造材料（3）的石墨膜（1）构成的复合材料作为用于固定到天花板（5）或壁的天花板元件或壁元件或在用于固定到天花板（5）或壁的天花板元件或壁元件（10）中的用途。

21.根据权利要求19所述的用途，其特征在于所述石墨膜（1）被穿孔。

22.根据权利要求19或20所述的用途，其特征在于所述石墨膜（1）包括具有穿孔的膨胀石墨膜。

23.根据权利要求19或20所述的用途，其特征在于所述穿孔的石墨膜（1）具有每单位面积大于20%的孔分数的孔。

24.根据权利要求19至22中的任一项所述的用途，其特征在于所述非织造织物（3）包括非织造玻璃纤维或非织造碳纤维。

25.根据权利要求19至23中的任一项所述的用途，其特征在于所述非织造织物（3）包括通过压延而连接到所述石墨膜（1）的非织造碳纤维。

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