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Die Erfindung bezieht sich auf ein Heiz- und/oder Kühlakustikelement, bestehend aus einer dem Raum zugewandten, die Energie gut leitenden, gelochten Platte (im Nachfolgenden „Platte” genannt), vorzugsweise aus Gips, wobei die Platte auf der Raum abgewandten Seite ein Akustikvlies aufweist und aus einer Matte, bestehend aus parallelen Kapillarrohren, die mit quer zu den Kapillarrohren verlaufenden Sammelrohren in Verbindung stehen und von ein Heiz- und Kühlmedium durchflossen werden, sowie von Energie schlecht leitenden Endstücken.
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Mehrere von den Heiz- und/oder Kühlelementen werden zu einer Fläche zusammengefügt. Die in dem Element angeordnete Matte, bestehend aus Kapillarrohren und quer dazu verlaufenden und in Verbindung stehenden Sammelrohren, wird durch ein Heiz- oder Kühlmedium, in der Regel Wasser, durchflossen und bewirkt so eine komfortable Temperierung des Raumes.
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Bei einem bekannten Element dieser Art (
EP 2045536 A2 ) wird in einer matrixförmig gelochten Platte mit zum Raum rückseitig eingeformten bzw. mechanisch ausgearbeiteten Schlitzen die Aufnahme einer Kapillarrohrmatte ermöglicht. Die Schlitze werden nach dem Einbringen der Kapillare wieder mit Füllmasse geschlossen.
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Nachteilig bei dieser Ausführung ist, dass die Platte unbedingt eine matrixförmige Lochung aufweisen muss, damit die Schlitze nicht die Lochung der Platte durchqueren und damit die akustische Wirkung schwächen sowie die Ansicht negativ beeinflussen. Eine freie Gestaltung der Deckenansicht ist damit nicht möglich. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass durch das Einbringen der Schlitze für die Aufnahme von Kapillarrohren in die Platte die Platte in ihrer Festigkeit geschwächt und ein hoher Bearbeitungsaufwand entsteht. Weiterhin ist nachteilig, dass durch das Schlitzen die den Gipskarton umhüllende Papierschicht auch geschlitzt und zusätzlich die im Herstellungsprozess erzeugte Struktur beschädigt und somit die Festigkeit negativ beeinflusst wird. Die geringere Festigkeit führt zum Durchhängen der Platte und muss durch engere Befestigungen am Untergrund, mit natürlich höherem Montageaufwand, ausgeglichen werden
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Weiter ist eine durch die
DE 197 20 863 C2 genannte Lösung bekannt geworden. Bei dieser Lösung ist eine Kapillarrohrmatte auf einer Platte, mittels einer mit Längsnuten und ohne Trageigenschaften versehenen zweiten Platte, fixiert.
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Nachteilig ist hier, dass die dem Raum zugewandte Platte keine akustische Eigenschaften aufweist und somit im Raum, um ein angenehmes Klima zu erhalten, zusätzliche Maßnahmen notwendig werden.
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Nachteilig ist bei beiden aufgeführten Lösungen, dass die beschriebenen Elemente keine thermische Speicherwirkung aufweisen und somit keine thermisch ausgleichende Wirkung vorhanden ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Heiz- und/oder Kühlakustikelement mit guter Akustikwirkung zu schaffen, bei dem eine freie Gestaltung der die akustische Wirkung hervorrufenden Bohrungen möglich ist, keine Einformungen bzw. mechanischen Bearbeitungen für Kapillarrohr aufnehmende Schlitze erforderlich sind, keine negativen Festigkeitsveränderungen an der Platte des Heiz- und/oder Kühlakustikelementes auftreten und eine thermische Speicherwirkung erreicht wird.
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Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass ein Heiz- und/oder Kühlakustikelement, bestehend aus einer dem Raum zugewandten, die Energie gut leitenden, gelochten Platte, vorzugsweise aus Gips (im Nachfolgenden als „Platte” genannt), wobei die Platte auf der Raum abgewandten Seite ein Akustikvlies aufweist und aus einer Matte, bestehend aus parallelen Kapillarrohren, die mit quer zu den Kapillarrohren verlaufenden Sammelrohren in Verbindung stehen und die Matte von einem Heiz- und Kühlmedium durchflossen wird, sowie von zwei die Energie schlecht leitenden Endstücken gebildet wird und die Endstücke in etwa die Breite der Platte einnehmen und über ihre Breite eine das Sammelrohr der Matte aufnehmende Quernut besitzen, sowie in Richtung der Länge der Platte Längsnuten zur Aufnahme der Kapillarrohre vorhanden sind und die Kapillarrohre der Matte einen Durchmesser von 2,5–8 mm aufweisen. Vorteilhaft ist, dass die Platte, die von den verschiedenen Gipsplattenherstellern in verschiedenen Ausführungen der Lochungen, sowohl in Bohrungsgröße und Anordnung, vertrieben wird und die Platte auf der Raum abgewandten Seite ein Akustikvlies aufweist, im Sinne der Erfindung zur Anwendung kommen kann. Weitere Vorteile bestehen darin, dass über die Länge der Platte ein oder mehrere Zwischenstücke quer zur Platte angeordnet sind und diese Zwischenstücke ebenfalls Längsnuten zur Aufnahme der einzelnen Kapillarrohre der Matte aufweisen und die Endstücke die gleiche Höhe wie die Zwischenstücke aufweisen. Durch diese Lösung, zusammen mit Befestigungsbohrungen im Endstück und Zwischenstück, ist das problemlose Befestigen an einem allgemein üblichen Gitterwerk aus Profilschienen in Gebäuden möglich. Als weiterer Vorteil kommt hinzu, dass die Matte mittels der in den Endstücken vorhandenen Längsnuten auf der Platte fixiert wird und dadurch einen guten Energieübergang zur Platte aufweist. Außerdem werden die Endstücke, die Matte leicht streckend, an den Längsenden der Platte durch z. B. Schrauben oder Kleben befestigt.
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Vorteilhaft kann die Fixierung erfolgen, in dem das Endstück aus einem oder mehreren Einzelstücken besteht. Weiterhin wird die Fixierung der Matte vorteilhaft, in dem in den Bereichen zwischen den Endstücken, bzw. einem Endstück und einem Zwischenstück, bzw. zwischen den Zwischenstücke die Matte durch ein Gittergewebe auf der Platte fixiert wird, wobei das Gittergewebe mittels Tackernadeln und/oder Klebematerial an der Platte befestigt ist.
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Die aufgeführten Vorteile ermöglichen, dass die Längsnuten in dem Zwischenstück eine Breite über mehrere Kapillarrohre einnehmen können, da das Gittergewebe die Abstandsfixierung zwischen den Kapillarrohren ausführt.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass zusätzlich zu den schallschluckenden Bohrungen in der Platte (in den Bereichen zwischen den Endstücken und/oder der Zwischenstücke) schallschluckendes Material auf der Matte angeordnet ist.
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Als weitere Vorteile kommt hinzu, dass zwischen den Endstücken und einem oder zwischen mehreren Zwischenstücken Phasenwechselmaterial (engl. Phase Change Material (PCM)) angeordnet ist und das PCM Längsnuten zur Aufnahme der Kapillarrohre der Matte aufweist, wobei die Längsnuten im PCM entsprechend der gewollten Reaktionsfähigkeit in Richtung der Platte oder abgewandt der Platte angeordnet sind. Vorteilhaft ist die Anordnung von wärmeisolierendem Material auf dem PCM oder auf dem schallschluckenden Material.
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Von Vorteil ist, wenn das PCM Bohrungen in Richtung der Platte besitzt, die in Größe und Lage den Bohrungen in der Platte entsprechen und das PCM auf der Platte so positioniert ist, dass die Bohrungen im PCM und in der Platte nahezu die gleiche Achse aufweisen.
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Vorteilhaft ist weiterhin, dass die Abstände zwischen gewissen Längsnuten etwas größer sind als die Abstände der übrigen Längsnuten und dass sich in den Bereichen der größeren Abstände die Befestigungsbohrungen für Befestigungsschrauben befinden und dass sich die größeren Abstände und die kleinen Abstände periodisch abwechseln. Mit dieser Ausführung ist die Montage der Platte am im Trockenbau üblichen Gitterwerk aus Profilschienen durch Anschrauben möglich, ohne die Kapillarrohre zu beschädigen. Zusätzlich ist von Vorteil, dass an der Platte 1 raumseitig ganzflächig ein Gewebe durch Kleben angeordnet werden kann. Es wird dadurch eine glatte nicht durch Bohrungen gestörte Deckenoberfläche erreicht, die weiter akustische Eigenschaften aufweist.
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Die Erfindung wird anhand der 1 und 2 erläutert:
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Die 1 zeigt ein Heiz- und/oder Kühlakustikelement, das aus einer Platte (Lochung und Akustikvlies ist nicht dargestellt) zwei Endstücken, einem Zwischenstück, einer Matte und einer Auflage aus wärmeisolierendem Material besteht. Die Matte wird aus Kapillarrohren und gegenüberliegenden Sammelrohren gebildet.
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Die 2 zeigt ein Heiz- und/oder Kühlakustikelement, bei dem auf einer Platte (Lochung und Akustikvlies ist nicht dargestellt), zwei Endstücke, ein Zwischenstück, eine Matte (bestehend aus Kapillarrohren und mit gegenüberliegenden Sammelrohren) und PCM angeordnet sind. Die unterschiedliche Anordnung des PCM wird mittels der Schnitte AA und BB aufgezeigt wird. Auf der rechten Seite der Darstellung ist zusätzlich zum schallschluckenden Material ein wärmeisolierendes Material positioniert.
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Die 1 zeigt ein Heiz- und/oder Kühlakustikelement, bei dem auf einer Platte 1 (Lochung und Akustikvlies ist nicht dargestellt) die beiden Endstücke 2, ein Zwischenstück 3 und eine Matte (bestehend aus Kapillarrohren 4 und gegenüberliegenden Sammelrohren 5) angeordnet sind. Die Platte 1, aus vorzugsweise Gips, wird gelocht von verschiedenen Gipsplattenherstellern mit verschiedenen Ausführungen der Lochungen, sowohl in Bohrungsgröße und Bohrungsanordnung, vertrieben. Die Platte 1 weist auf der dem Raum abgewandten Seite ein Akustikvlies (nicht zeichnerisch dargestellt) auf. Die Platte 1 ist thermisch zum Heizen und/oder Kühlen nicht aktiv. Sie wird deshalb erfinderisch mit einer Matte, bestehend aus Kapillarrohren 4 und mit quer zu den Kapillarrohren 4 in Verbindung stehenden Sammelrohren 5, ausgerüstet. Die Matte wird von einem Heiz- oder Kühlmedium durchflossen, ohne dass die akustisch wirkenden Bohrungen in der Platte 1 bei der Ausbildung des Elementes beachtet werden müssen. Es ist sinnvoll, wenn die Kapillarrohre 4 bei der Herstellung des Heiz- und/oder Kühlakustikelement recht flexibel sind, aber auch gleichzeitig eine bestimmte Festigkeit aufweisen. Aus diesem Grund kommt ein Kapillarrohrdurchmesserbereich zwischen 2,5 und 8 mm zur Anwendung.
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Die beiden Endstücke 2 werden an den Längsenden der Platte 1 befestigt und nehmen in ihren Quernuten 6 die beiden Sammelrohre 5 der Matte auf. Durch die Form der Quernuten 6 und der Ausbildung der Längsnuten 7 werden die Kapillarrohre 4 kontaktierend auf der Platte 1 fixiert und ermöglichen einen guten Energieübergang beim Heizen und Kühlen. Zusätzlich sind entsprechend der Richtlinien des Trockenbaus bei Bedarf Zwischenstücke 3 auf der Platte 1 angeordnet, die die Kontaktierung zwischen Matte und Platte 1 noch weiter unterstützen sowie positiv durch die Längsnuten 7 auf die parallele Anordnung der Kapillarrohre 4 einwirken. Im Sinne des guten Kontaktes zwischen Platte 1 und dem Kapillarrohr 4 der Matte ist zwischen den Endstücken 2, bzw. einem Endstück 2 und einem Zwischenstück 3, bzw. zwischen zwei Zwischenstücken 3 ein Gittergewebe 10 angeordnet, welches das Kapillarrohr 4 intensiv auf die Platte 1 drückt. Das Gittergewebe 10 kann durch Tackern, Kleben oder mittels einer anderen Befestigungsmethode an der Platte 1 angeordnet werden.
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Wird durch die Anordnung der Matte mittels des Gittergewebes 10 eine gute parallele Lage der Kapillarrohre 4 zueinander erreicht, ist keine fixierende Wirkung der Längsnuten 7 in den Zwischenstücken 3 notwendig und die Längsnuten 7 können eine Breite über mehrere Kapillarrohre 4 einnehmen.
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Die akustische Wirkung des Heiz- und/oder Kühlakustikelementes wird durch die Anordnung von schallschluckendem Material 8 zwischen den Endstücken 2, bzw. einem Endstück 2 und einem Zwischenstück 3, bzw. zwischen zwei Zwischenstücken 3 erhöht.
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Das Endstück 2 besitzt eine Quernut 6 und Längsnuten 7. Im Sinne einer einfachen Herstellung kann es sinnvoll sein, dass das Endstück 2 aus mehreren Teilen fertigungstechnisch zusammengesetzt wird. Das Zwischenstück 3 und das Endstück 2 nehmen nahezu die Breite der Platte 1 ein und besitzen Befestigungsbohrungen 9. Die Befestigungsbohrungen 9 sind in einem etwas größeren Abstand zwischen den Kapillarrohren 4 angeordnet, wobei der periodisch größere Abstand durch die Ausbildung der Längsnuten 7 von Endstück 2 und Zwischenstück 3 zwangsläufig erzeugt wird. Die Befestigungsbohrungen 9 haben beim Zwischenstück 3 und der Platte 1 sowie beim Endstück 2 und der Platte 1 eine gemeinsame Achse. Dadurch kann das Heiz- und/oder Kühlakustikelement gefahrlos an einem allgemein üblichen Gitterwerk aus Profilschienen in Gebäuden durch Anschrauben befestigt werden. Entsprechend der Abstände der Profilschienen des Gitterwerkes wird die Platte 1 in ihrer Länge bemessen. Die Matte wird längenmäßig entsprechend der Platte 1 gefertigt und die Endstücke 2 und Zwischenstücke 3 dementsprechend auf der Platte 1 angeordnet. Die Endstücke 2 und Zwischenstücke 3 sind in ihrer Breite der Breite der Profilschienen des Gitterwerkes angepasst, dadurch kann das schallschluckende Material 8 die gemeinsame Höhe H von Endstück 2 und Zwischenstück 3 überragen.
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Gipsplatten besitzen durch ihre Abmessungen und Materialspezifikation keinen thermischen Speicher und so muss zur Temperierung der Räume immer zum Zeitpunkt des Auftretens von thermischen Lasten ein Energieaustausch durchgeführt werden. Im Falle des Kühlens muss eine Kältemaschine in den frühen Nachmittagsstunden beginnen zu arbeiten, wo sowieso ein großer Energiebedarf herrscht. Durch Einsatz des Phase Change Materials 11 (PMC) kann der Zeitpunkt des Energiebedarfs verlagert werden. PMC 11 besteht aus Paraffinen oder Salzhydraten, die bei einer bestimmten Temperatur den Kristallisationspunkt haben, an dem sie durch Energiezu- oder -abfuhr vom festen in den flüssigen Zustand oder umgekehrt vom flüssigen in den festen Zustand wechseln. (bei Wasser tritt dies bei 0°C auf) Bei dem Heiz- und/oder Kühlakustikelement führt der Einsatz von PCM 11 dazu, dass im Kühlfall des Raumes (bei z. B. über 22°C) das PCM 11 durch die Raumwärme vom festen in den flüssigen Zustand übergeht und dazu eine große Menge Wärmeenergie (Schmelzwärme) aus dem Raum aufnimmt. Es wird also Energie aus dem Raum aufgenommen, ohne dass eine Kältemaschine arbeiten muss. Nachts wird dann die aufgenommene Energie wieder aus dem PCM 11 abgeführt durch die mit dem PCM 11 in Verbindung stehenden Kapillarrohre 4. Zu diesem Zeitpunkt steht billige Elektroenergie zur Verfügung und die Kältemaschine arbeitet durch die nächtlich tieferen Temperaturen zusätzlich mit hohem Wirkungsgrad.
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Das PCM 11 ist erfindungsgemäß so ausgebildet, dass es mit der Platte 1 kontaktiert und ein guter Energietransport zum Raum gegeben ist. Sind die Längsnuten 7 im PCM 11 in Richtung zur Platte 1 positioniert (2, Schnitt AA), können zur Aufnahme von hohen thermischen Lasten neben dem PCM 11 auch die Kapillarrohre 4 zum Einsatz kommen. Wird das PCM 11 so auf der Platte 1 platziert, dass sich die Längsnuten 7 im PCM 11 auf der von der Platte 1 abgewandten Seite befinden (2, Schnitt BB), wird allein durch das PCM 11 die thermische Last aufgenommen und dies durch die große Kontaktfläche mit der Platte 1 mit großem Effekt. Mit Hilfe der Matte, die sich mit ihrem Kapillarrohr 4 in den Längsnuten 7 des PCM 11 befindet, wird zum geeigneten Zeitpunkt der gewollte Phasenwechsel durchgeführt.
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Im PCM 11 können in der gleichen Anordnung und Größe, wie in der Platte 1, Bohrungen angeordnet sein. Beim Montieren wird das PCM 11 auf der Platte 1 so angebracht, dass die Bohrungen vom PCM 11 und Platte 1 die gleiche Achse besitzen. Der Restschall von den Bohrungen mit akustischer Wirkung der Platte 1 kann das PCM 11 passieren und gelangt in das auf dem PCM 11 aufliegende schallschluckende Material 8. Zur thermischen Stabilisierung kann auf dem PCM 11 oder auf dem schallschluckenden Material 8 ein wärmeisolierendes Material 12 angeordnet sein.
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Die aufgezeigten Lösungen haben den Vorteil, dass die Platte 1 in ihrer Festigkeit nicht negativ beeinflusst wird und die im Trockenbau vorgesehen Verarbeitungsrichtlinien unverändert zur Anwendung kommen können. Durch die Beibehaltung der Festigkeit der Platte 1 kann der Abstand ihrer Befestigung mittels Schrauben beibehalten werden und es sind keine zusätzlichen Montageaufwände notwendig.
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Um eine Deckenansicht ohne akustisch wirkende Löcher zu erhalten, kann raumseitig die Platte 1 mit einem Gewebe versehen werden. Das Gewebe kann gespannt oder direkt auf der Platte 1 verklebt sein. Das Gewebe beeinflusst nur unwesentlich die akustische Wirkung der Bohrungen in der Platte 1. Das Anordnen des Gewebes erfolgt bei der Montage als letzter Arbeitsgang.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Platte (gut leitende, gelochte Platte; auf der Raum abgewandten Seite ist Akustikvlies angeordnet)
- 2
- Endstück
- 3
- Zwischenstück
- 4
- Kapillarrohr (Pos. 4 + 5 bilden die Matte)
- 5
- Sammelrohr (Pos. 4 + 5 bilden die Matte)
- 6
- Quernut
- 7
- Längsnut
- 8
- Schallschluckendes Material
- 9
- Befestigungsbohrung
- 10
- Gittergewebe
- 11
- Phase Change Material (PCM)
- 12
- Wärmeisolierendes Material
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2045536 A2 [0003]
- DE 19720863 C2 [0005]
