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Die Erfindung betrifft zunächst ein Flächenwärmetauscherelement gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Derartige Flächenwärmetauscherelemente sind bekannt und weit verbreitet und werden von der Anmelderin seit geraumer Zeit entwickelt und vertrieben.
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Ein Flächenwärmetauscherelement gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 ist beispielsweise aus der
DE 20 2010 015 951 U1 bekannt.
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Flächenwärmetauscherelemente des Standes der Technik weisen Rohrleitungssysteme auf, die beispielsweise einen Rohrmäander oder auch mehrere parallel zueinander geschaltete Leitungszweige aufweisen können. Das Rohrleitungssystem ist unter Zuhilfenahme von Wärmeübertragungselementen an der metallischen Trägerplatte befestigbar. Beispielsweise können die Rohre einen im Wesentlichen D-förmigen Querschnitt aufweisen, um einen guten thermischen Kontakt zwischen dem Rohr und der Trägerplatte zu ermöglichen. Die Wärmeübertragungselemente sind von Folien oder dünnen Blechen gebildet, die auch als Wärmeleitfolien bezeichnet sind, und einen besonders guten thermischen Kontakt zwischen dem Rohr und der Trägerplatte bereitstellen. Die Wärmeübertragungselemente sind derart angeordnet, dass sie die entsprechenden Rohrabschnitte zwischen sich und der Trägerplatte fassen.
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Eine vergleichbare Anordnung ist beispielsweise auch aus der
DE 10 2010 018 162 A1 der Anmelderin bekannt.
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Die Flächenwärmetauscherelemente des Standes der Technik werden zur Bildung einer Kühldeckenkonstruktion in der Regel an metallischen Profilen festgelegt. Sie stehen in diesem vormontierten Zustand geringfügig, relativ zu dem metallischen Profilen, nach unten vor. Im Zuge der Befestigung einer Gipskartonplatte an den metallischen Profilen wird die Oberseite der Gipskartonplatte mit der Unterseite der Trägerplatte in Kontakt gebracht, und beim Festschrauben der Gipskartonplatte wird die Trägerplatte und damit das gesamte Flächenwärmetauscherelement leicht angehoben, so dass in montiertem Zustand die Unterseite der Trägerplatte im Wesentlichen bündig zu der Unterseite der Metallprofile steht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Flächenwärmetauscherelement des Standes der Technik derartig weiterzuentwickeln, dass eine verbesserte Raumkühlung und ein verbesserter Energietausch möglich wird.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 1, insbesondere mit denen des Kennzeichenteils, und ist demgemäß dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein thermisch leitendes Streifenelement vorgesehen ist, das über einen Rand der Trägerplatte hinaus nach außen vorsteht.
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Das Prinzip der Erfindung besteht im Wesentlichen darin, das Flächenwärmetauscherelement zu verbreitern. Hierzu ist wenigstens ein thermisch leitendes Streifenelement vorgesehen, das über einen Rand der Trägerplatte hinaus nach außen vorsteht. Dies ermöglicht in montiertem Zustand der Kühldeckenkonstruktion eine Überlappung zwischen dem Streifenelement und der Unterseite des Metallprofils, so dass ein unmittelbarer thermischer Kontakt zwischen Metallprofil und Streifenelement, und demzufolge auch ein unmittelbarer thermischer Kontakt zwischen dem Metallprofil und dem Flächenwärmetauscherelement unter Zuhilfenahme des thermisch leitfähigen Streifenelementes zustande kommt.
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Die Erfindung erkennt, dass bei den Kühldeckenkonstruktionen des Standes der Technik in der Regel Wärmetauscherelemente vorgesehen sind, die eine metallische Trägerplatte mit Außen-Abmessungen aufweisen, die geringfügig kleiner sind als die Abstände zweier parallel verlaufender Metallprofile voneinander. Dies ist derzeit Standard bei Kühldeckenkonstruktionen. Auf Grund der Toleranzen bei der Fertigung, bzw. der Kühldecken und bei deren Montage muss immer eine gewisse Sicherheit verbleiben. Es wird insoweit grundsätzlich dafür gesorgt, dass die Trägerplatte nicht in thermischen Kontakt zu dem metallischen Profil steht.
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Die Erfindung erkennt, dass bei Kühldeckenkonstruktionen, wie sie derzeit verwendet werden, die Kühlung im Bereich der C-Profile verhältnismäßig schlecht ist. Wärmebildaufnahmen ergeben, dass offensichtlich im Bereich der metallischen Profile, eine nur ungenügende thermische Anbindung erreicht wird.
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Die Erfindung schlägt zur Erzielung einer besseren thermischen Anbindung die Anordnung von Streifenelementen vor. Hierdurch wird eine verbesserte thermische Anbindung der Metallprofile und eine verbesserte, vergleichmäßigte Kühlung der gesamten Fläche der Deckenkonstruktion erreicht.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind an dem Flächenwärmetauscherelement zwei Streifenelemente vorgesehen. Diese sind an einander gegenüberliegenden Randseiten der Trägerplatte angeordnet, und stehen über diese beiden Randseiten hinaus, diametral auseinander gerichtet, vor. Das Flächenwärmetauscherelement kann bei dieser Ausführungsform beidseitig thermisch an die beiden Profile angebunden werden.
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Weiter vorteilhaft ist das Streifenelement von einem gesonderten Bauelement gebildet. Dieses ist an der Trägerplatte und/oder an dem Wärmeübertragungselement mechanisch und thermisch angebunden. Beispielsweise kann das Streifenelement festgeklebt sein, entweder unmittelbar an der Trägerplatte festgeklebt sein, oder unmittelbar an dem Wärmeübertragungselement festgeklebt sein. Das Streifenelement kann flexibel ausgebildet sein, was es ermöglicht, Toleranzen abzufangen. Besonders vorteilhaft ist das Streifenelement von einem Karbonstreifen bereitgestellt. Der Karbonstreifen kann auf sehr einfache Weise montiert werden und stellt die gewünschte Flexibilität bereit. Hinsichtlich seiner Wärmeleitungseigenschaften ist Karbon als Material hervorragend für den Einsatz gemäß der Erfindung geeignet.
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Um Ausfransungen an den Rändern zu vermeiden, kann der Karbonstreifen einen Kantenschutz aufweisen. Hierzu kann eine selbstklebende Plastikfolie entlang der Schmalseiten, ggf. aber auch zumindest teilweise auch entlang der Breitseiten des Karbonstreifens an diesem festgeklebt sein.
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Alternativ kann das Streifenelement von einem Wärmeübertragungselement bereitgestellt sein, welches über den Rand der Trägerplatte hinaus nach außen verlängert ist. Ein Wärmeübertragungselement kann, wie oben beschrieben, z. B. von einem dünnen Blech oder einer Wärmeleitfolie bereitgestellt sein. Dieses Material ist ausreichend dünn, dass es im montierten Zustand des Flächenwärmetauscherelementes eine Unterdeckung des Metallprofils ermöglicht. Es ist auf Grund seiner dünnen Wandstärke darüber hinaus auch ausreichend flexibel, um Toleranzen ausgleichen zu können. Schließlich kann das Wärmeübertragungselement auch ohne Probleme durchbohrt werden, d. h. bei der Befestigung der Gipskarton-Decke mit angeschraubt werden.
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Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Kühldeckenkonstruktion nach Anspruch 8. Diese umfasst wenigstens ein Flächenwärmetauscherelement, welches zwischen zwei Metallprofilen angeordnet ist. Die Metallprofile verlaufen parallel zueinander, und weisen einen Abstand voneinander auf, der geringfügig größer ist als die Außenabmessungen der Trägerplatte. Die Metallprofile sind aber derartig voneinander beabstandet, dass in montiertem Zustand des Flächenwärmetauscherelementes das Streifenelement die Unterseite des Metallprofils überlappt, und mit dem Metallprofil in mechanischen Kontakt und demzufolge auch in thermischen Kontakt gelangt.
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Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich anhand der nicht zitierten Unteransprüche, sowie anhand der nachfolgenden Beschreibung der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen. In den Figuren zeigen:
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1 in einer sehr schematischen Darstellung eine Kühldeckenkonstruktion des Standes der Technik unter Verwendung von Flächenwärmetauscherelementen des Standes der Technik,
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2 die Kühldeckenkonstruktion des Standes der Technik gemäß 1, wobei die Festlegung der Gipskartonplatte an den C-förmigen Metallprofilen unter Zuhilfenahme von Schrauben dargestellt ist,
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3 in einer Darstellung gemäß 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kühldeckenkonstruktion unter Verwendung von erfindungsgemäßen Flächenwärmetauscherelementen, wobei hier streifenförmige Elemente, die Bestandteil der Wärmeübertragungselemente sind, das Metallprofil thermisch mit dem Flächenwärmetauscherelement verbinden,
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4 das Ausführungsbeispiel eines Flächenwärmetauschers der 3 in Einzeldarstellung in Draufsicht etwa gemäß Ansichtspfeil IV in 3,
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5 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kühldeckenkonstruktion in einer Darstellung gemäß 3, wobei hier das Streifenelement von einem Karbonstreifen gebildet ist, der an der Trägerplatte festgeklebt ist und die Unterseite des Metallprofils überlappt,
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6 das Ausführungsbeispiel eines Flächenwärmetauschers der 5 in Draufsicht etwa gemäß Ansichtspfeil VI in 5 in Einzeldarstellung, und
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7 eine erfindungsgemäße Kühldeckenkonstruktion in einer weiteren Variante in einer Darstellung gemäß 5, wobei sich hier das Streifenelement eines Flächenwärmetauscherelementes bis zu einem benachbarten Flächenwärmetauscherelement erstreckt und beide Flächenwärmetauscherelemente und das dazwischen befindliche Metallprofil überlappt.
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Das in seiner Gesamtheit in den Zeichnungen mit 10 bezeichnete Flächenwärmetauscherelement wird nachfolgend im Detail erläutert, wobei der nachfolgenden Figurenbeschreibung vorausgeschickt sei, dass gleiche oder miteinander vergleichbare Teile oder Elemente der Übersichtlichkeit halber mit gleichen Bezugszeichen, teilweise unter Hinzufügung kleiner Buchstaben bezeichnet sind.
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Zunächst sei ausweislich der 1 und 2 eine Kühldeckenkonstruktion 40 des Standes der Technik unter Verwendung von Flächenwärmetauscherelementen 41 des Standes der Technik beschrieben.
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1 zeigt die Kühldeckenkonstruktion 40 in einer Art Explosionsdarstellung in einer teilweise geschnittenen, schematischen Ansicht, in der die Gipskartonplatte 18 noch nicht an den Metallprofilen 12a, 12b befestigt ist. Die Montage der Kühldecke 40 des Standes der Technik erfolgt – insoweit ist auch die erfindungsgemäße Kühldeckenkonstruktion 10 identisch zu montieren – derart, dass zunächst an der nicht dargestellten Decke eines Gebäuderaumes eine Konstruktion aus Metallprofilen 12a, 12b montiert wird. Die Metallprofile sind beispielsweise C-Profile (d. h. im Querschnitt im Wesentlichen C-förmig ausgebildete Profile), was in 1 im Querschnitt angedeutet ist. Die C-Profile verlaufen parallel und weisen voneinander einen Abstand A auf, der geringfügig größer ist als die Außenabmessung M der Trägerplatte 13 des Flächenwärmetauscherelementes 40 des Standes der Technik. Demzufolge befindet sich zwischen jedem Profil 12a, 12b und einem Rand 24a, 24b der Trägerplatte 13 ein Abstand 17.
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Die Trägerplatte 17 besteht aus Metall. An der Trägerplatte 13 ist ein Rohrleitungssystem 15 befestigt, welches mehrere Rohrleitungen 14a, 14b aufweisen kann. Die Rohrleitungen 14a, 14b können unter Zuhilfenahme von Wärmeübertragungselementen 16a, 16b, beispielsweise von Wärmeleitfolien oder Wärmeleitblechen festgelegt sein. Die Wärmeleitübertragungselemente 16a, 16b übergreifen die Rohrabschnitte 14a, 14b und sorgen für einen thermischen Austausch zwischen dem innerhalb der Leitungen fließenden Medium, d. h. dem Kühl- oder Heizmedium, und der Trägerplatte 13.
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Auf Grund der Anordnung des Abstandes 17 zwischen dem Metallprofil 12a und dem Flächenwärmetauscherelement 41 kommt es bei der Kühldeckenkonstruktion 40 des Standes der Technik zu einer ungenügenden Kühlleistung im Bereich B der Gipskartonplatte 18 unmittelbar unterhalb des jeweiligen Profils 12a, 12b.
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2 dient lediglich der Veranschaulichung der Festlegung der Gipskartonplatte 18 unter Zuhilfenahme von Befestigungsschrauben 19a, 19b, die durch die Gipskartonplatte 18 hindurch in das C-Profil 12a, 12b hinein geschraubt werden.
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Die 1 und 2, sowie nachfolgend auch die 3, 5 und 7 sind lediglich schematisch zu verstehen und zeigen die Trägerplatte 13 mit ihrer Unterseite von der Gispkartonplatte 18, bzw. deren Oberseite, beabstandet. Tatsächlich ist im fertig montierten Zustand der Kühldeckenkonstruktion 40 des Standes der Technik, bzw. der Kühldeckenkonstruktion 10 gemäß der Erfindung ein Kontakt zwischen Trägerplatte 13 und Gipskartonplatte vorhanden.
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In einer Vormontageposition ist beim Stand der Technik – und dies gilt gleichermaßen auch für die nachfolgt beschriebene Deckenkonstruktion gemäß der Erfindung – das Flächenwärmetauscherelement 41 vorbefestigt an den Metallprofilen, derart, dass die Trägerplatte 13 mit ihrer Unterseite geringfügig nach unten gegenüber der Unterseite 21 der Metallprofile 12a, 12b vorsteht. Beim Festschrauben der Gipskartonplatte 18 an den Metallprofilen wird das Flächenwärmetauscherelement 41 geringfügig angehoben, bis die Unterseite der Trägerplatte im Wesentlichen bündig zu der Unterseite 12 der Profile steht.
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Nachfolgend soll anhand der 3 bis 7 die Erfindung anhand der drei Ausführungsbeispiele erläutert werden:
Ausweislich 3 wird bei einer ersten Ausführung der Erfindung das Wärmeübertragungselement 16a über den Rand 24a der Trägerplatte 13 hinaus nach außen verlängert. Dieser Verlängerungsabschnitt stellt ein Streifenelement 20a dar, welches in montiertem Zustand mit der Unterseite 21 des Metallprofils 12a überlappt. Bei festgeschraubter Gipskartonplatte 18 kommt es zu einem mechanischen und dadurch auch zu einem thermischen Kontakt zwischen dem metallischen Profil 12a und dem Streifenelement 20a. Hierdurch wird eine thermische Verbindung zwischen dem Metallprofil 12a und dem Flächenwärmetauscherelement 11 gemäß der Erfindung geschaffen. Auch im Bereich B unterhalb des Metallprofils 12a stellt sich bei der erfindungsgemäßen Kühldeckenkonstruktion 10 nunmehr der gewünschte Kühleffekt ein.
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Das zweite Wärmeübertragungselement 16b ist auf der gegenüberliegenden Seite des Flächenwärmetauscherelementes 11 über den entsprechenden Rand 24b der Trägerplatte 13 hinaus ebenfalls verlängert. Im montierten Zustand des Flächenwärmetauscherelementes 11 stellt dieses gleichermaßen einen thermischen Kontakt zwischen Flächenwärmetauscherelement 11 und dem Metallprofil 12b her.
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Gleiches gilt für das lediglich beispielhaft dargestellte und identisch angeordnete benachbarte Flächenwärmetauscherelement 11b als Bestandteil der Deckenkonstruktion 10 gemäß der Erfindung.
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4 zeigt das Flächenwärmetauscherelement 11 gemäß dem Ausführungsbeispiel der 3 in Einzeldarstellung in Draufsicht. Man erkennt hier, dass zwei streifenförmige Elemente 20a, 20b als Bestandteil der Wärmeübertragungselemente 16a, 16b vorgesehen sind, die über den jeweiligen Rand 24a, 24b der Trägerplatte 13 hinaus nach außen vorstehen.
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Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung ist ausweislich der 5 und 6 vorgesehen, dass ein flexibles wärmeleitfähiges, streifenförmiges Element 22, in Form eines Karbonstreifens, unmittelbar auf der Trägerplatte 13 festgeklebt ist. Der Karbonstreifen 22 ist flexibel ausgebildet und kann im montierten Zustand des Flächenwärmetauscherelementes 11 die Unterseite 21 des metallischen Profils 12a untergreifen. Wiederum wird bei befestigtem Zustand der Gipskartonplatte 18 an dem Metallprofil 12a eine thermische Verbindung zwischen Metallprofil 12a und Flächenwärmetauscherelement 11 unter Zuhilfenahme dieses Streifenelementes 22 gewährleistet.
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Wie auch bei dem Ausführungsbeispiel der 3 und 4 ist bei dem Ausführungsbeispiel der 5 und 6 eine symmetrische Anordnung getroffen, derart, dass zwei Karbonstreifen 22, jeweils einen Rand 24a, 24b der Trägerplatte 13 übergreifen, vorgesehen sind.
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Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung ist ausweislich 7 schließlich ein Streifenelement 23 vorgesehen, welches jeweils zwei einander benachbart angeordnete Flächenwärmetauscherelemente 11 und das dazwischen angeordnete Metallprofil 12b, 12a, thermisch miteinander verbindet.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel kann eine Montage der Kühldeckenkonstruktion 10 beispielsweise derart erfolgen, dass die streifenförmigen Elemente 23 zunächst an der jeweiligen Unterseite 21 des Metallprofils 12a, 12b befestigt, z. B. festgeklebt, werden, sodann die Flächenwärmetauscherelemente 11, 11b relativ zu den Metallprofilen 12a, 12b vormontiert werden, und ein thermischer Kontakt erst beim Festschrauben der Gipskartonplatte 18 relativ zu den Metallprofilen 12a, 12b zustande kommt. Es kann alternativ aber auch vorgesehen sein, dass der Karbonstreifen 23, jeweils zwei einander benachbarte Flächenwärmetauscherelemente 11, 11b miteinander thermisch verbindet, wobei dieser an einer der einander benachbarten Flächen der Flächenwärmetauscherelemente 11, 11b festgelegt wird, oder an beiden festgelegt, insbesondere festgeklebt wird, und eine thermische Verbindung zwischen dem Streifen 23 und dem metallischen Profil 12a, 12b erst beim Festschrauben der Gipskartonplatte zustande kommt.
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Schließlich sei angemerkt, dass für die streifenförmigen Elemente 22, 23 gemäß den Ausführungsbeispielen der 5 bis 7 auch andere Elemente als Karbonstreifen in Frage kommen, sofern diese eine ausreichend hohe Wärmeleitfähigkeit bereitstellen und die gewünschte Flexibilität zeigen, um unabhängig von Montage und Fertigungstoleranzen der Kühldeckenkonstruktion 10 eine ordnungsgemäße thermische Verbindung zwischen Metallprofilen und dem Flächenwärmetauscherelement 11 bereitstellen zu können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202010015951 U1 [0003]
- DE 102010018162 A1 [0005]
