DE102004057384A1 - Wärmeleitprofil, Verwendung davon und Wärmetauscherdecke - Google Patents
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Abstract
Die
Erfindung betrifft ein Wärmeleitprofil,
insbesondere vorgesehen zum Einbau in Wärmetauscherbecken, einen Träger, ein
Wärmetauscherrohr
und eine Vorrichtung zur Aufnahme des Wärmetauscherrohrs umfassend,
sowie eine Wärmetauscherdecke,
die zumindest ein Wärmeleitprofil
der eingangs genannten Art umfasst. Das Wärmeleitprofil hat zumindest
eine Vorrichtung zur Integration des Wärmeleitprofils in DIN-konforme
Standard-Deckensysteme.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Wärmeleitprofil, insbesondere vorgesehen zum Einbau in eine Wärmetauscherdecke, einen Träger, ein Wärmetauscherrohr und eine Vorrichtung zur Aufnahme des Wärmetauscherrohrs umfassend, sowie eine Wärmetauscherdecke, die zumindest ein Wärmeleitprofil der eingangs genannten Art umfasst.
- Bekannt ist aus der
DE 100 42 996 A1 ein Wärmeleitprofil, insbesondere vorgesehen zum Einbau in eine Wärmetauscherdecke, das auf einem bandförmigen Basiselement zwei nach oben weisende Verbindungsstege hat und auf der Unterseite des Basiselements zwei Kammern zur Aufnahme von streifenförmigen Magneten. Mittig zwischen den Verbindungsstegen, die das Wärmeleitprofil mit der restlichen Deckenkonstruktion verbinden, befindet sich eine Einrichtung zur formschlüssigen Aufnahme eines Wärmetauscherrohrs. - Nachteilig an der bekannten Konstruktion ist unter anderem, dass das Wärmeleitprofil nicht in DIN-konforme Standard-Deckensysteme integrierbar ist. Eine Integrierbarkeit des Wärmeleitprofils in DIN-konforme Standard-Deckensysteme ist insbesondere deshalb wünschenswert, weil sie den Vorteil hätte, dass bei Deckensystemen aktive, also wärmetauschende Deckenteilstücke mit inaktiven, also nicht wärmetauschenden Deckenteilen innerhalb einer Deckenkonstruktion beliebig kombinierbar sind.
- Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein wärmetechnisch verbessertes und die vorhandene Fläche optimal nutzendes Wärmeleitprofil, das in DIN-konforme Standard-Deckensysteme integrierbar ist und/oder eingehängt werden kann, zu schaffen.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Wärmeleitprofil, insbesondere für eine Wärmetauscherdecke, mit den in Anspruch 1 genannten Merkmalen, sowie durch eine Wärmetauscherdecke mit den in Anspruch 6 genannten Merkmalen gelöst.
- Gegenstand der Erfindung ist ein Wärmeleitprofil, insbesondere vorgesehen zum Einbau in eine Wärmetauscherdecke, einen Träger, zumindest ein Wärmetauscherrohr und eine erste Vorrichtung zur Aufnahme des Wärmetauscherrohrs sowie eine zweite Vorrichtung zur Einhängung und Integration des Wärmeleitprofils in DIN-konforme Standard-Deckensysteme umfassend.
- Nach einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Träger eine Platte, insbesondere eine bandartig oder rechteckig geformte Platte, auf der zumindest eine Vorrichtung zur Aufnahme des Wärmetauscherrohrs und zumindest eine Vorrichtung zur Einhängung und/oder Integration des Wärmeleitprofils in DIN-konforme Standard-Deckensysteme montiert sind, wobei die beiden Vorrichtungen einstückig, also beispielsweise in einem Stück und/oder mittels Strangpressung gemeinsam herstellbar, ausgebildet sein können, das heißt, dass beispielsweise die Vorrichtung zur Integration und/oder Einhängung des Wärmeleitprofils in DIN-konforme Standard-Deckensysteme in der Aufnahmevorrichtung des Wärmetauscherrohrs zumindest zum Teil integriert ist.
- Der Träger hält zum einen die Deckenbekleidung, die mit Hilfe von Halterungen am Träger auf dessen Unterseite fixiert ist und zum anderen auf seiner Oberseite zumindest eine Vorrichtung zur Aufnahme des Wärmetauscherrohrs und zumindest eine Vorrichtung zur Integration des Wärmeleitprofils in DIN-konforme Standard-Deckensysteme.
- Das Material des Trägers ist gut wärmeleitend und bevorzugt von ausreichender Festigkeit und/oder Formstabilität, damit es mögliche Verwindungs- und Torsionskräfte gut aushält, insbesondere bevorzugt metallischer Natur, wobei verschiedene Metalle und Legierungen sowie Kombinationen davon eingesetzt werden können. Der Träger kann auch synthetisch, beispielsweise aus gut wärmeleitendem Kunststoff gefertigt, oder ein mit gut wärmeleitfähiger Substanz gefüllter Körper sein, wobei der Körper wiederum metallischer oder synthetischer Natur sein kann.
- Folgende Materialien seien beispielhaft genannt, die sich als Trägermaterial eignen: Metalle und Metalllegierungen aller Arten, insbesondere solche, die folgende Elemente umfassen: Aluminium, Kupfer, Stahl, Silber, Keramik, mit wärmeleitendem Mineralstoff gefüllte Keramiken und Kunststoffe.
- Das Wärmetauscherrohr nach der Erfindung ist ebenfalls bevorzugt aus gut wärmeleitfähigem und gegenüber der Umgebung und dem wärmetauschenden Fluid beständigem Material, insbesondere aus Metall, und insbesondere bevorzugt aus einem gut wärmeleitfähigen Material, weil das Wärmetauscherrohr an sich nur dazu dient, ein Fluid mit hoher Wärmekapazität zu führen. Beispielhaft genannt sei Kupfer als besonders wärmeleitfähiges und gegenüber Zersetzung durch Wasser (als Fluid mit hoher Wärmekapazität) resistentes Material. Weitere Beispiele für Materialien sind Aluminium, Metall und Metalllegierungen, Stahl etc.
- Das Wärmetauscherrohr hat in der Regel eine runde oder annäherungsweise runde, also ellipsoide Querschnittsfläche.
- Die Vorrichtung zur Aufnahme des Wärmetauscherrohrs, die sich auf der Oberseite des Trägers befindet, ist bevorzugt aus relativ leichtem und vor allem gut wärmeleitfähigem Material, kann beispielsweise aus dem gleichen Material sein wie der Träger und mit diesem in einem Stück gebildet sein. Die Vorrichtung zur Aufnahme der Wärmetauscherrohre ist im Grunde so geformt, dass sie das Wärmetauscherrohr formschlüssig umfasst, so dass ein möglichst hoher Wärmeübergang zwischen dem Wärmetauscherrohr und der Vorrichtung zur Aufnahme des Wärme tauscherrohrs stattfinden kann. Die Aufnahmevorrichtung umschließt, wie oben beschrieben, im Prinzip das Wärmetauscherrohr formschlüssig, damit beim Wärmeübergang, der vom Fluid im Wärmetauscherrohr über das Wärmetauscherrohr, die Aufnahmevorrichtung und den Träger zur Deckenbekleidung hin verläuft, unnötige Verluste vermieden werden. Bei der Montage des Wärmetauscherrohrs in die Aufnahmevorrichtung wird angestrebt, dass einerseits die Aufnahmevorrichtung das Wärmetauscherrohr so weit wie möglich umschließt und andererseits, dass die Montage, also das Einbringen des Wärmetauscherrohrs in die Aufnahmevorrichtung so leicht wie möglich gelingt. Deshalb kann es unter anderem erforderlich sein, dass die Aufnahmevorrichtung noch Merkmale zeigt, die eine gewisse Federung im Radius der Aufnahmevorrichtung erlauben, beispielsweise kleine Muten an der Innenseite der Aufnahmevorrichtung oder ähnliches.
- Die Vorrichtung zur Aufnahme des Wärmetauscherrohrs ist, insbesondere bei Verschraubung oder Klammerung der Deckenbekleidung mit dem Träger über einen kleinen Steg verbunden, so dass das Wärmetauscherrohr auf der Oberseite des Trägers entlang einer Ebene parallel zur Ebene des Trägers aber in einem gewissen Abstand zum Träger geführt wird, weil Halterungen wie Schrauben oder Klammern durch die die Deckenbekleidung an der Unterseite des Trägers gehalten wird, beispielsweise bei der Montage das Wärmetauscherrohr verletzen könnten, wenn es nicht in gewissem Abstand zum Träger geführt wird.
- Andererseits kann die Vorrichtung zur Aufnahme des Wärmetauscherrohrs auch auf dem Träger direkt aufliegen, wodurch ein größtmöglicher Wärmeübergang zwischen dem Wärmetauscherrohr und dem Träger gegeben ist. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn die Deckenbekleidung beispielsweise durch Verkleben, Einrasten und/oder über Magnete am Träger, jedenfalls über eine Halterung, die nicht den Träger durchbohrt, fixiert ist.
- Der Steg ist bevorzugt mit der Aufnahmevorrichtung des Wärmetauscherrohrs einstückig, beispielsweise durch Strangpressung,
aus einer Legierung gebildet, so dass einerseits ein optimaler Wärmeübergang zwischen der Aufnahmevorrichtung des Wärmetauscherrohrs und dem Träger gewährleistet ist und andererseits keine zu hohen Produktionskosten entstehen. - Die Integration des Wärmeleitprofils in DIN-konforme Standard-Deckensysteme wird zum einen dadurch ermöglicht, dass das Wärmeleitprofil der Höhe nach, also von der Unterseite des Trägers bis zur Oberseite des Wärmetauscherrohres der Höhe des jeweiligen DIN-Standardsystems entspricht, beispielsweise bei DIN-Deckensystemen der DIN 18168 (Teil 1 und Teil 2) in Verbindung mit DIN 18 182 (Teil 1) beträgt diese Höhe 27 mm.
- Zum anderen hat das Wärmeleitprofil eine Vorrichtung wie beispielsweise ein Verankerungselement und einen dazugehörigen Einhängehaken, die im Querschnitt genau dem eines über Kreuz liegenden DIN-konformen Standard-Deckensystems entsprechen, so dass das Wärmeleitprofil nach der Erfindung sich nahtlos in ein solches Deckensystem einfügen lässt.
- Nach einer Ausführungsform hat die Vorrichtung zur Integration des Wärmeleitprofils in DIN-konforme Standard-Deckensysteme einen Querschnitt, der dem des C-Deckenprofils (CD) gemäß DIN 18182 Teil 1 entspricht.
- Dabei wird bevorzugt das C-Deckenprofil eines herkömmlichen DIN-konformen Standard-Deckensystems durch zwei parallel verlaufende Aufnahmevorrichtungen für Wärmetauscherrohre, in denen die Vorrichtung zur Integration des Wärmeleitprofils in das DIN-konforme Standard-Deckensystem integriert oder realisiert ist, beispielsweise also mit zwei parallelen Einhängehaken, ersetzt. So wird die gesamte zur Verfügung stehende Fläche eines aktiven wärmetauschenden Deckenteils für den Wärmeaustausch genutzt und nicht etwa durch C-Deckenprofile unterbrochen.
- Nach einer Ausführungsform umfasst die Vorrichtung zur Integration und/oder Einhängung des Wärmeleitprofils in DIN-konforme Standard-Deckensysteme bevorzugt zwei Einhängehaken, die in genormtem Abstand zum Träger und in genormtem Abstand zueinander auf der Oberseite des Trägers geführt werden. Zumindest einer der beiden Einhängehaken ist vorteilhafterweise in der Vorrichtung zur Aufnahme des Wärmetauscherrohrs integriert oder realisiert, so dass jeder Einhängehaken einstückig mit der Vorrichtung zur Aufnahme des Wärmetauscherrohrs verbunden ist.
- Im Folgenden wird die Erfindung noch anhand dreier Figuren, die Ausführungsformen der Erfindung zeigen, näher erläutert:
-
1 zeigt die Oberseite des Trägers mit zwei parallel verlaufenden Vorrichtungen zur Aufnahme von Wärmetauscherrohren, -
2 zeigt eine Querschnittsansicht eines DIN-konformen über Kreuz liegenden Standard-Deckensystems und -
3 zeigt eine Querschnittsansicht einer Wärmetauscherdecke nach der Erfindung. - In
1 erkennt man unten den Träger1 , auf dem zwei Aufnahmevorrichtungen2 des Wärmetauscherrohres angeordnet sind. Die Aufnahmevorrichtungen2 zeigen bei dieser Ausführungsform einen Steg6 und eine äußere Einlaufschräge3 , durch die das Wärmetauscherrohr in die Aufnahmevorrichtung eingeführt wird. Gegenüber der äußeren Einlaufschräge3 befindet sich die innere Einlaufschräge4 , die die Vorrichtung8 zur Integration des Wärmeleitprofils in DIN-konforme Standard-Deckensysteme mit umfasst, hier in Form zweier Einhängehaken die im Querschnitt zusammen mit einem Verankerungselement5 genau einem DIN-konformen Standard-Deckensystem nach DIN 18182 entsprechen. - Die Vorrichtung
8 zur Integration des Wärmeleitprofils in DIN-konforme Standard-Deckensysteme ist ein Einhängehaken8 , in den passgenau die Ecken7 des DIN- standardisierten Verankerungselements5 eingeführt werden können. Die Höhe9 des Verankerungselements5 entspricht der Länge, die vom Träger1 bis zum Einhängehaken8 gemessen wird. Das Verankerungselement5 ist eine flache Platte oder eine Federelement oder ein anderweitig verformtes Bauteil und bevorzugt aus Metall. Über das Verankerungselement5 wird die Verbindung zu dem Haupttrageprofil (in1 nicht gezeigt) hergestellt. Durch die beiden Meranale, einmal die Einhängehaken8 , die passgenau die Ecken7 des Verankerungselements5 aufnehmen können und die Höhe9 vom Träger1 bis zu den Einhängehaken8 , die exakt der Höhe9 des Verankerungselements5 entspricht, ist die hier gezeigte Ausführungsform des Wärmeleitprofils nach der Erfindung an ein DIN-konformes Standard-Deckensystem, das der DIN 18182 in Verbindung mit DIN 18168 entspricht, angepasst. - In
2 ist mit3 zusammen im direkten Vergleich die Querschnittsansicht eines Deckenaufbaus einmal (2 ) als gängiges, DIN-konformes Standard-Deckensystem und einmal (3 ) nach der Erfindung mit Wärmetauschersystem und Wärmeleitprofil gezeigt. - Zu erkennen ist bei der Betrachtung der beiden Deckensysteme im Querschnitt aus
2 (DIN 18182) und3 oben das Haupttrageprofil15 und die obere Deckenaufhängung16 , die bei beiden Systemen identisch ist. Die Verbindung zwischen Haupttrageprofil15 und dem in1 gezeigten Ausschnitt des Deckenaufbaus stellt in2 das C-Deckenprofil nach DIN 18182 dar, – in der Zeichnung mit dem Verankerungselement5 (aus1 bekannt) identisch –, das gemäß2 über ein standardisiertes C-Deckenprofil11 mit C-Kantung zur Aufnahme der Profilnasen7 mit dem Träger1 verbunden ist. In2 und3 erkennt man ganz unten die Deckenbekleidung13 , die über Schrauben14 auf dem Träger1 fixiert ist. - In
3 sind nun in Abweichung zu2 anstelle des C-Deckenprofils11 die Aufnahmevorrichtungen2 ,2' für das Wärmetauscherrohr10 ,10' zu sehen. An deren inneren Einlaufschrägen befinden sich die Einhängehaken8 ,8' die zur Aufnahme der Ecken7 des Verankerungselements5 dienen. Die Einhängehaken8 ,8' verlaufen parallel und im Abstand voneinander, so dass sie gemeinsam die Integration des Wärmeleitprofils in das DIN-konforme Standard-Deckensystem ermöglichen. - Klar zu erkennen ist bei dem Vergleich der
2 und3 , dass die gesamte Höhe des Wärmeleitprofils der Höhe eines C-Deckenprofils entspricht. - Die Aufnahmevorrichtungen
2 ,2' sind auf der Oberseite der Träger1 ,1' montiert, an deren Unterseite durch Schrauben14 ,14' die Deckenbekleidung gehalten wird. Dabei ist die Höhe des Steges6 (vgl.1 ), der Aufnahmevorrichtung2 ,2' so bemessen, dass keine Gefahr besteht, dass bei der Montage der Deckenbekleidung eine Schraube14 das Wärmetauscherrohr beschädigen könnte. - Die hier vorliegende Erfindung ermöglicht erstmals die Montage einer aus DIN-konformen C-Deckenprofilen und Bauteilen vorhandener Deckenunterkonstruktionen bestehenden Wärmetauscherdecke. Dabei werden sowohl bei der Herstellung als auch bei der Montage erhebliche Kosten gespart, weil bei der Konstruktion von Wärmetauscherdecke auf vorhandene, DIN-genormte Teile zurückgegriffen werden kann.
- Das Wärmeleitprofil nach der Erfindung wird bevorzugt zum Einbau in eine Wärmetauscherdecke verwendet, wobei die Anzahl und Platzierung der Wärmeleitprofile innerhalb der Deckenbekleidung beliebig ist und je nach Bedarf variiert werden kann.
Claims (7)
- Wärmeleitprofil, insbesondere vorgesehen zum Einbau in eine Wärmetauscherdecke, einen Träger, zumindest ein Wärmetauscherrohr und eine erste Vorrichtung zur Aufnahme des Wärmetauscherrohrs sowie eine zweite Vorrichtung zur Integration des Wärmeleitprofils in DIN-konforme Standard-Deckensysteme umfassend.
- Wärmeleitprofil nach Anspruch 1, bei der zumindest ein Teil der Vorrichtung zur Integration des Wärmeleitprofils in DIN-konforme Standard-Deckensysteme in der Vorrichtung zur Aufnahme des Wärmetauscherrohrs integriert ist.
- Wärmeleitprofil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei der die Vorrichtung zur Aufnahme des Wärmetauscherrohrs einen Steg umfasst.
- Wärmeleitprofil nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die Vorrichtung zur Aufnahme des Wärmetauscherrohrs eine Einlaufschräge hat, in der das Wärmetauscherrohr einrastbar ist.
- Wärmeleitprofil nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der ein Teil der Vorrichtung zur Integration des Wärmeleitprofils in DIN-konforme Standard-Deckensysteme ein Paar parallel verlaufender Einhängehaken ist, in die ein Verankerungselement der Deckenkonstruktion einführbar ist.
- Wärmetauscherdecke, bei der zumindest ein Wärmeleitprofil nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 5 eingesetzt ist.
- Verwendung eines Wärmeleitprofils nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zum Aufbau einer Wärmetauscherdecke.
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