DE102018111136A1

DE102018111136A1 - Kühldeckenelement

Info

Publication number: DE102018111136A1
Application number: DE102018111136.3A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-05-11
Filing date: 2018-05-09
Publication date: 2018-11-15
Also published as: AT519899B1; AT519899A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Heiz-/Kühlelement zum Heizen bzw. Kühlen von Räumen, umfassend zumindest einen von einem Wärmemedium oder Kältemittel durchströmbaren Kanal (1) oder eine Anzahl von Kanälen (1). Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass an einer Rückseite (11) der Kanäle (1) ein Isolierkörper (4) angeordnet ist, wobei an der den Kanälen (1) zugewandten Seite des Isolierkörpers (4) eine Zwischenschicht (5) vorgesehen ist, wobei die Zwischenschicht (5) eine höhere Wärmeleitfähigkeit aufweist als der Isolierkörper (4) und wobei die Zwischenschicht (5) berührend an den Kanälen (1) anliegt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Heiz-/Kühlelement zum Heizen bzw. Kühlen von Räumen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus dem Stand der Technik sind z. B. aus dem AT 13 655 U1 Heiz-/Kühlelemente bekannt, die Heiz-/Kühlregister mit gerade verlaufenden Rohren bzw. Kanälen oder mäanderförmigen Kanäle, welche jeweils von einem Wärmemedium oder Kältemittel durchströmt werden, umfassen. Um eine gleichmäßige, flächige Verteilung der abgegebenen Wärme bzw. Kälte zu gewährleisten, werden in derartigen Heiz-/Kühlelementen beispielsweise vollflächige oder zueinander beabstandete Metalllamellen verwendet. Wand- oder Deckenverkleidungen mit derartigen aus dem Stand der Technik bekannten Heiz-/Kühlelementen sind allerdings kostspielig, da die metallischen Werkstoffe zur Herstellung der Metalllamellen teuer sind und der Verbrauch an metallischen Werkstoffen je nach Größe der zu heizenden bzw. kühlenden Flächen bzw. Räume sehr hoch sein kann.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein leistungseffizientes und kostengünstiges Heiz-/Kühlelement zum Heizen bzw. Kühlen von Räumen zu schaffen, das raumseitig eine gleichmäßige flächige Verteilung der Wärme bzw. Kälte über die gesamte vom Heiz-/Kühlelement abgedeckte Fläche bewirkt.
Die Erfindung löst diese Aufgabe bei einem Heiz-/Kühlelement der eingangs genannten Art mit den im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen. Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass an einer Rückseite der Kanäle ein Isolierkörper angeordnet ist, wobei an der den Kanälen zugewandten Seite des Isolierkörpers eine Zwischenschicht vorgesehen ist. Die Zwischenschicht weist eine höhere Wärmeleitfähigkeit als der Isolierkörper auf und liegt berührend an den Kanälen an, d.h. die Zwischenschicht und die Kanäle stehen miteinander in Kontakt.
Dieser Aufbau des Heiz-/Kühlelements gewährleistet durch die vorgesehene Zwischenschicht eine gleichmäßige Verteilung der von den Kanälen abgegebenen Wärme bzw. Kälte über die gesamte abgedeckte Fläche. Der Isolierkörper, dessen Wärmeleitfähigkeit geringer ist, als die der Zwischenschicht, verhindert, dass es zu Wärme- bzw. Kälteverlusten in eine von den Kanälen abgewandte Richtung, beispielsweise in Richtung einer Wand oder Decke, kommt. Um eine möglichst effiziente Wärmeübertragung zwischen den Kanälen und der Zwischenschicht zu gewährleisten, berührt die Zwischenschicht die Kanäle, sodass zwischen der Zwischenschicht und den Kanälen auftretende Luftpolster mit wärme- bzw. kälteisolierender Wirkung vermieden werden.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung wird bereitgestellt, wenn ein Register mit einer Vorlaufverteilerleitung, einer Rücklaufsammelleitung und die Vorlaufverteilerleitung und Rücklaufsammelleitung verbindenden Kanälen vorgesehen ist.
Bei im Stand der Technik üblichen Rohrschlangensystemen entsteht ein hoher Druckverlust zwischen Vor- und Rücklaufsammelleitungen, wodurch der Energieaufwand und die erforderliche Pumpleistung zur Beförderung des Kälte- bzw. Wärmemediums hoch sind. Ein verringerter Energieaufwand durch geringere Druckverluste kann dadurch erzielt werden, dass das Register, ein, vorzugsweise nach dem Tichelmann-Prinzip, mit einem Wärmemedium oder Kältemittel durchströmbares Register ist, und das Register eine, insbesondere gerade, Vorlaufverteilerleitung und eine, insbesondere gerade, parallel dazu ausgerichtete, Rücklaufsammelleitung, sowie senkrecht zu der Vorlaufverteilerleitung und der Rücklaufsammelleitung stehende, insbesondere gerade, Kanäle umfasst.
Um eine effiziente Leistungsübertragung zwischen den Kanälen und der Zwischenschicht zu gewährleisten, die Kanäle sicher zu führen und das Heiz-/Kühlelement kompakt auszugestalten, ist vorgesehen, dass der Isolierkörper an seiner den Kanälen zugewandten Seite entlang der Längsachse der Kanäle Ausnehmungen zur zumindest teilweisen Aufnahme der Kanäle aufweist, wobei die Ausnehmungen mit der Zwischenschicht ausgekleidet sind.
Eine alternative Ausgestaltungsvariante der Erfindung mit effizienter Leistungsübertragung zwischen den Kanälen und der Zwischenschicht und sicherer Führung der Kanäle sieht vor, dass die Tiefe der Ausnehmungen größer als der Durchmesser des Kanals ist.
Eine besonders effiziente Leistungsübertragung zwischen den Kanälen und der Zwischenschicht durch weitestgehende Vermeidung von die Kanäle umgebenden Luftpolstern und gleichzeitig besonders kompakter Ausgestaltung des Heiz-/Kühlelements ist sichergestellt, wenn die Tiefe der Ausnehmungen dem Durchmesser der Kanäle entspricht. In diesem Fall ist vorteilhafterweise der Anteil an Mantelfläche der Kanäle, welcher von der Zwischenschicht umgeben ist, maximiert.
Eine materialsparende Ausgestaltung des Isolierkörpers wird sichergestellt indem der Isolierkörper plattenförmig, insbesondere quaderförmig, insbesondere mit ebenen Flächen, ausgebildet ist.
Um über die gesamte von einem erfindungsgemäßen Heiz-/Kühlelement abgedeckte Fläche eine gleichmäßige Isolierwirkung zu erzielen, kann vorgesehen sein, dass sich der Isolierkörper entlang der Längsachse der Kanäle, insbesondere über die gesamte Länge der Kanäle, und senkrecht zur Längsachse der Kanäle, insbesondere über die gesamte von den Kanälen aufgespannte Fläche, erstreckt.
Eine besonders effektive Stabilisierungswirkung zur Vermeidung von Verformungen eines erfindungsgemäßen Heiz-/Kühlelements während des Heizbetriebs wird erreicht, wenn an einer vom Isolierkörper abgewandten Vorderseite der Kanäle eine an den Kanälen anliegende, insbesondere wärmeleitende, Deckschicht vorgesehen ist.
Eine effektive flächige Verteilung der von den Kanälen abgegebenen Wärme wird dadurch sichergestellt, dass die Wärmeleitfähigkeit der Zwischenschicht oder der Deckschicht höher als 0,15W/(m*K) bei Raumtemperatur, vorzugsweise höher als 10W/(m*K) bei Raumtemperatur, besonders bevorzugt, zwischen 30 und 400 W/(m*K) bei Raumtemperatur ist. Alternativ kann vorteilhafterweise auch vorgesehen sein, dass sowohl die Zwischenschicht als auch die Deckschicht die vorstehend angegebenen Wärmeleitfähigkeiten aufweisen.
Die Leistungsübertragung zwischen den Kanälen und der Zwischenschicht bzw. den Kanälen und der Deckschicht kann, bei gleichzeitiger Reduktion des erforderlichen Volumens an metallischen Werkstoffen, erhöht werden, wenn die Zwischenschicht oder die Deckschicht eine Metallfolie, insbesondere eine Aluminiumfolie oder eine Kupferfolie, umfassen, insbesondere daraus bestehen. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass sowohl die Zwischenschicht als auch die Deckschicht eine derartige Metallfolie umfassen oder daraus bestehen.
Eine zusätzliche schalldämmende Wirkung durch Ableitung des sich in einem Raum ausbreitenden Schalls in den Isolierkörper kann bei einem erfindungsgemäßen Heiz-/Kühlelement erzielt werden, indem die Zwischenschicht oder die Deckschicht Öffnungen aufweist, wobei die Öffnungen insbesondere als Löcher, Schlitze oder Polygone ausgebildet sind. Vorzugsweise kann auch vorgesehen sein, dass sowohl die Zwischenschicht als auch die Deckschicht derartige Öffnungen aufweisen.
Um über die gesamte von einem erfindungsgemäßen Heiz-/Kühlelement abgedeckte Fläche eine gleichmäßige Stabilisierungswirkung zu erzielen, kann vorgesehen sein, dass sich die Deckschicht entlang der Längsachse der Kanäle, insbesondere über die gesamte Länge der Kanäle, und senkrecht zur Längsachse der Kanäle, insbesondere über die gesamte von den Kanälen aufgespannte Fläche, erstreckt.
Eine zusätzliche Stabilisierung des Heiz-/Kühlelements und eine Vermindung eines raumseitiges Austreten von beispielsweise Bestandteilen des Isolierkörpers können erzielt werden, wenn eine das Heiz-/Kühlelement umgebende Außenschicht vorgesehen ist.
Um eine materialsparende Ausgestaltung der Außenschicht sicherzustellen, kann vorgesehen sein, dass die Außenschicht das Heiz-/Kühlelement derart umgibt, dass die den Kanälen abgewandte Fläche des Isolierkörpers frei bleibt.
Um die schalldämmende Wirkung eines erfindungsgemäßen Heiz-/Kühlelements bei Verwendung einer Außenschicht sicherzustellen, kann vorgesehen sein, dass die Außenschicht Aussparungen aufweist, wobei die Aussparungen insbesondere als Löcher, Schlitze oder Polygone ausgebildet sind.
Eine besonders effektive Wärme- bzw. Kälteisolierwirkung des Isolierkörpers kann erzielt werden, wenn das Material des Isolierkörpers aus der Gruppe umfassend Wolle, Steinwolle, Holzwolle, Polystyrol-Hartschaum, insbesondere XPS oder EPS, ausgewählt ist.
Eine effektive schalldämmende Wirkung des Isolierkörpers kann erreicht werden, wenn der Isolierkörper durchgehende Durchlassöffnungen aufweist.
Eine besonders effektive schalldämmende Wirkung des Isolierkörpers wird erzielt, wenn die Durchlassöffnungen des Isolierkörpers an der den Kanälen zugewandten Seite einen trichterförmigen Eingangsbereich und an der den Kanälen abgewandten Seite einen trichterförmigen Ausgangsbereich aufweisen, wobei der Durchmesser des Eingangsbereichs größer ist, als der Durchmesser des Ausgangsbereichs.
Zur Abdeckung großer Flächen durch Verschaltung von einzelnen Heiz-/Kühlelementen kann vorteilhaft sein, dass ein einziger, insbesondere mäanderförmiger, Kanal vorgesehen ist.
Eine besonders effektive Schallisolierung bei gleichzeitig geringem Gesamtgewicht des Heiz-/Kühlelements kann erzielt werden, wenn der Isolierkörper ein, vorzugsweise schallabsorbierendes und/oder schwer entflammbares und/oder druckunempfindliches und/oder formstabiles, Vlies, insbesondere mit einer Dicke von 5 bis 50 mm, vorzugsweise mit einer Dicke von 5 bis 18 mm, umfasst, insbesondere daraus besteht. Ein derartiges Vlies kann beispielsweise aus 100% Polyester bestehen und recycelbar und schwer entflammbar nach DIN 4102 (B1) sein.
Ein derartig ausgestalteter Isolierkörper ist leicht beispielsweise durch Schneiden, Fräsen oder Prägen zu konfektionieren. Die Oberfläche eines derartigen Isolierkörpers ist im Vergleich zu einem Isolierkörper umfassend oder bestehend aus Akustikschäumen druckunempfindlich. Weiters ist ein derartig ausgestalteter Isolierkörper selbsttragend, direkt bedruckbar und kann auf vielfältige Weise oberflächenbehandelt werden.
Zum besonders variablen Einsatz der Erfindung zum Heizen bzw. Kühlen von Gebäuden kann eine Gesamtanordnung umfassend eine Seitenwand oder einen Boden oder eine Decke von Vorteil sein. Dabei ist an der Seitenwand oder dem Boden oder der Decke, insbesondere parallel dazu, zumindest ein erfindungsgemäßes Heiz-/Kühlelement angeordnet.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.
Besonders vorteilhafte, aber nicht einschränkend zu verstehende, Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen schematisch dargestellt und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielhaft beschrieben:
Im Folgenden zeigen schematisch:

1 eine Explosionszeichnung einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
2 eine Explosionszeichnung der ersten Ausführungsform in Frontalansicht.
3 eine Schrägansicht der ersten Ausführungsform in montagefertigem Zustand.
4 eine Explosionszeichnung einer zweiten Ausführungsvariante.
5 eine Explosionszeichnung der zweiten Ausführungsvariante in Frontalansicht.
6 eine Schrägansicht der zweiten Ausführungsvariante in montagefertigem Zustand.
7 eine Explosionszeichnung einer dritten Ausführungsform aus einer ersten Perspektive.
8 eine Explosionszeichnung der dritten Ausführungsform in Frontalansicht.
9 eine Explosionszeichnung der dritten Ausführungsform aus einer zweiten Perspektive.
10 eine Schrägansicht der dritten Ausführungsform in montagefertigem Zustand.
11 eine Explosionszeichnung eines vierten Ausführungsbeispiels mit einer Deckschicht aus einer ersten Perspektive.
12 eine Explosionszeichnung des vierten Ausführungsbeispiels in Frontalansicht.
13 eine Explosionszeichnung des vierten Ausführungsbeispiels aus einer zweiten Perspektive.
14 eine Schrägansicht des vierten Ausführungsbeispiels in montagefertigem Zustand.
15 eine Explosionszeichnung einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung mit einem einzelnen mäanderförmigen Kanal.
16 eine Explosionszeichnung der weiteren Ausführungsvariante in Frontalansicht.
17 eine Schrägansicht der weiteren Ausführungsvariante in montagefertigem Zustand.
18 eine Schrägansicht eines Isolierkörpers mit Durchlassöffnungen.
19 einen Aufriss des Isolierkörpers.
20 eine Detailansicht einer Durchlassöffnung.

In 1, 2 und 3 sind schematisch perspektivische Ansichten einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Heiz-/Kühlelements mit einem Register 10 dargestellt. 1 und 2 zeigen dabei Explosionszeichnungen der ersten Ausführungsform, während 3 eine Ansicht der ersten Ausführungsform in montagefertigem Zustand darstellt. 1, 2 und 3 zeigen ein Register 10, das eine gerade verlaufende Vorlaufverteilerleitung 2 und eine ebenfalls gerade verlaufende Rücklaufsammelleitung 3 umfasst, die parallel zueinander ausgerichtet sind. Zwischen der Vorlaufverteilerleitung 2 und der Rücklaufsammelleitung 3 des Registers 10 sind im Ausführungsbeispiel sechs Kanäle 1 senkrecht zur Vorlaufverteilerleitung 2 und zur Rücklaufsammelleitung 3 angeordnet, wobei die Kanäle 1 gerade und parallel zueinander ausgerichtet sind und die Vorlaufverteilerleitung 2 und die Rücklaufsammelleitung 3 verbinden.
Die Kanäle 1 ermöglichen das Strömen des Wärmemediums bzw. Kältemittels von der Vorlaufverteilerleitung 2 zur Rücklaufsammelleitung 3. Der Durchmesser der Kanäle 1 ist dabei kleiner gewählt als der Durchmesser der Vorlaufverteilerleitung 2 und der Rücklaufsammelleitung 3, um eine gleichmäßige Verteilung des strömenden Mediums in alle Kanäle 1 zu gewährleisten.
An einer Rückseite 11 der Kanäle 1 ist ein Isolierkörper 4 angeordnet. Der Isolierkörper 4 ist im Ausführungsbeispiel quaderförmig mit geraden, parallel zueinander ausgerichteten Flächen ausgebildet und erstreckt sich entlang der Längsachse der Kanäle 1, über die gesamte Länge der Kanäle 1, und senkrecht zur Längsachse der Kanäle 1, sodass die gesamte von den Kanälen 1 aufgespannte Fläche durch den Isolierkörper 4 abgedeckt ist. Durch eine derartige Ausgestaltung des Isolierkörpers 4 wird vorteilhafterweise über die gesamte von den Kanälen 1 abgedeckte Fläche eine wärmeisolierende Wirkung erzielt, sodass ein Verlust von Wärme bzw. Kälte in eine von den Kanälen 1 abgewandte Richtung minimiert werden kann. Um eine besonders effektive Isolierwirkung des Isolierkörpers 4 zu erzielen, kann der Isolierkörper 4 beispielsweise aus nachhaltigen Materialien wie Wolle, Steinwolle oder Holzwolle, aber auch aus Polystyrol-Hartschaum, insbesondere XPS oder EPS, ausgebildet sein.
Weiters ist an der den Kanälen 1 zugewandten Seite des Isolierkörpers 4 eine Zwischenschicht 5 angeordnet, wobei die Zwischenschicht 5 eine höhere Wärmeleitfähigkeit aufweist als der Isolierkörper 4. Die Wärmeleitfähigkeit der Zwischenschicht 5 ist dabei höher als 0,15 W/(m*K) bei Raumtemperatur, vorzugsweise höher als 10 W/(m*K) bei Raumtemperatur, besonders bevorzugt zwischen 30 und 400 W/(m*K) bei Raumtemperatur, gewählt. Die Zwischenschicht 5 ist im Ausführungsbeispiel als Aluminiumfolie ausgebildet. Die Zwischenschicht 5 kann aber auch als eine andere Metallfolie, beispielsweise eine Kupferfolie, ausgebildet sein oder eine derartige Metallfolie umfassen. Diese Ausgestaltungsvariante ermöglicht im Vergleich zu einer Verwendung von beispielsweise vollflächigen Aluminiumlamellen zur Leistungsübertragung eine wesentliche Einsparung des erforderlichen Volumens an metallischen Werkstoffen und somit auch eine Kostenreduktion.
Die Zwischenschicht 5 liegt, wie in 3 ersichtlich, berührend an den Kanälen 1 an, um eine möglichst effiziente Leistungsübertragung von den Kanälen 1 auf die Zwischenschicht 5 zu gewährleisten. Im Ausführungsbeispiel erstreckt sich die Zwischenschicht 5 entlang der Längsachse der Kanäle 1, über die gesamte Länge der Kanäle 1, und senkrecht zur Längsachse der Kanäle 1, über die gesamte von den Kanälen 1 aufgespannte Fläche, wodurch eine effektive flächige Verteilung der von den Kanälen 1 abgegebenen Wärme bzw. Kälte sichergestellt ist.
Die Zwischenschicht 5 weist im Ausführungsbeispiel kreisförmig ausgebildete Öffnungen 8 auf, sodass sich ausbreitender Schall effektiv durch die Öffnungen 8 der Zwischenschicht 5 in den Isolierkörper 4 geleitet wird. Als alternative Ausgestaltung der Öffnungen 8 sind auch beispielsweise Löcher, Schlitze oder Polygone denkbar.
Eine vom Isolierkörper 4 abgewandte, im Betrieb zum Raum zeigende Vorderseite 12 der Kanäle 1 bleibt im gezeigten Ausführungsbeispiel frei, d.h. ist nicht abgedeckt.
In den 4 bis 6 sind schematisch perspektivische Ansichten einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Heiz-/Kühlelements mit einem Register 10 dargestellt. 4 und 5 zeigen dabei Explosionszeichnungen der zweiten Ausführungsform, während 6 eine Ansicht der zweiten Ausführungsform in montagefertigem Zustand darstellt. Der grundsätzliche Aufbau des in 4, 5 und 6 dargestellten Heiz-/Kühlelements ist dabei vergleichbar zum Aufbau der in 1, 2 und 3 gezeigten ersten Ausführungsvariante der Erfindung und umfasst, wie vorstehend beschrieben, ein Register 10 mit einer Vorlaufverteilerleitung 2, einer Rücklaufsammelleitung 3 und Kanälen 1, eine Zwischenschicht 5 und einen Isolierkörper 4.
Der an der Rückseite 11 der Kanäle 1 angeordnete Isolierkörper 4 weist in der zweiten Ausführungsvariante Ausnehmungen 6 an seiner den Kanälen 1 zugewandten Seite zur zumindest teilweisen Aufnahme der Kanäle 1 auf. Die Ausnehmungen 6 erstrecken sich im Ausführungsbeispiel, wie in 4 und 6 ersichtlich, entlang der Längsachse der Kanäle 1 über die gesamte Länge der Kanäle 1 und sind, wie in 5 genauer dargestellt, mit der Zwischenschicht 5 ausgekleidet. Durch diese Ausgestaltung der Erfindung ist eine Verbesserung der Leistungsübertragung von den Kanälen 1 auf die Zwischenschicht 5 erzielbar. Da Luft eine wärmeisolierende Wirkung besitzt, wird die Leistungsübertragung zwischen den Kanälen 1 und der Zwischenschicht 5 mit steigendem Anteil an Mantelfläche der Kanäle 1, welcher von Luft umgeben ist, weniger effizient. Da die Zwischenschicht 5 die Mantelfläche der Kanäle 1 im Ausführungsbeispiel teilweise umgibt und somit der Anteil der Mantelfläche der Kanäle 1, welcher von Luft umgebenen ist, im Vergleich zu einer reinen Berührung zwischen den Kanälen 1 und der Zwischenschicht 5 reduziert ist, steigt die Effektivität der Leistungsübertragung.
In den 7 bis 10 sind schematisch perspektivische Ansichten eines dritten Ausführungsbeispiels mit einem Register 10 dargestellt. Wie in den Explosionszeichnungen in 7 bis 9 bzw. der Ansicht in montagefertigem Zustand in 10 ersichtlich, ist der Aufbau der dargestellten dritten Variante eines erfindungsgemäßen Heiz-/Kühlelements vergleichbar zum Aufbau der beiden vorstehend beschriebenen Ausführungsvarianten und umfasst ein Register 10 mit einer Vorlaufverteilerleitung 2, einer Rücklaufsammelleitung 3 und Kanälen 1, eine Zwischenschicht 5 und einen Isolierkörper 4.
Im dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist der an der Rückseite 11 der Kanäle 1 angeordnete Isolierkörper 4 an seiner den Kanälen 1 zugewandten Seite Ausnehmungen 6 zur vollständigen Aufnahme der Kanäle 1 auf. Die Ausnehmungen 6 erstrecken sich im Ausführungsbeispiel, wie in 7, 9 und 10 gezeigt, entlang der Längsachse der Kanäle 1 über die gesamte Länge der Kanäle 1 und sind, wie in 8 ersichtlich, mit der Zwischenschicht 5 ausgekleidet.
Bei der gezeigten Ausgestaltungsform ist die Tiefe der Ausnehmungen 6 größer gewählt, als der Durchmesser der Kanäle 1. In diesem Falle sind die Kanäle 1 vollständig in den Ausnehmungen 6 aufgenommen, wobei je nach gewählter Tiefe der Ausnehmungen 6 ein, im Vergleich zur teilweisen Aufnahme der Kanäle 1 durch die Ausnehmungen 6, reduzierter Anteil der Mantelfläche der Kanäle 1 von Luft umgeben ist.
In den 11 bis 14 sind schematisch perspektivische Ansichten einer vierten Ausführungsvariante der Erfindung mit einem Register 10 dargestellt. Anhand der in 11 bis 13 gezeigten Explosionszeichnungen bzw. der in 14 dargestellten Ansicht in montagefertigem Zustand ist ersichtlich, dass die vierte Ausführungsvariante zusätzlich zu den bereits beschriebenen Bestandteilen, nämlich einem Register 10 mit einer Vorlaufverteilerleitung 2, einer Rücklaufsammelleitung 3 und Kanälen 1, einer Zwischenschicht 5 und einem Isolierkörper 4, eine an einer vom Isolierkörper 4 abgewandten, dem Raum zugewandten, Vorderseite 12 der Kanäle 1 angeordnete Deckschicht 7 umfasst.
Die Deckschicht 7 liegt, wie in 14 ersichtlich, berührend an den Kanälen 1 an, um eine möglichst effektive Stabilisierung des Heiz-/Kühlelements zu gewährleisten. Die Deckschicht 7 dient zur Aufnahme von entstehenden Spannungen, da es im Heizbetrieb zu einer Ausdehnung der Vorlaufverteilerleitung 2 und der Rücklaufsammelleitung 3 kommen kann, insbesondere, wenn die Vorlaufverteilerleitung 2 und die Rücklaufsammelleitung 3 aus Kunststoff gefertigt sind. Durch das Anbringen der Deckschicht 7 wird vorteilhafterweise ein möglicher Leistungsverlust durch eine Verformung des Isolierkörpers 4 verhindert.
Im Ausführungsbeispiel erstreckt sich die Deckschicht 7 entlang der Längsachse der Kanäle 1, über die gesamte Länge der Kanäle 1, und senkrecht zur Längsachse der Kanäle 1, über die gesamte von den Kanälen 1 aufgespannte Fläche, wodurch eine effektive Aufnahme von Spannungen sichergestellt ist.
Die Deckschicht 7 weist im Ausführungsbeispiel kreisförmig ausgebildete Öffnungen 8' auf, sodass sich ausbreitender Schall effektiv durch die Öffnungen 8' der Deckschicht 7 und die Öffnungen 8 der Zwischenschicht 5 in den Isolierkörper 4 geleitet wird. Wie auch bei den Öffnungen 8 der Zwischenschicht 5 sind als alternative Ausgestaltungsform für die Öffnungen 8' der Deckschicht 7 beispielsweise Löcher, Schlitze oder Polygone denkbar.
Die Deckschicht 7 ist im Ausführungsbeispiel aus einem wärmeleitenden Material ausgestaltet, das ähnliche Wärmeleitfähigkeiten aufweist, wie das Material der Zwischenschicht 5, wodurch vorteilhafterweise eine effiziente Leistungsübertragung von den Kanälen 1 auf die Deckschicht 7 und eine flächige Verteilung der von den Kanälen 1 abgegebenen Wärme bzw. Kälte über die Deckschicht 7 erzielt werden. Die Deckschicht 7 ist dabei im Ausführungsbeispiel als Aluminiumfolie ausgebildet, kann aber auch als eine andere Metallfolie, insbesondere eine Kupferfolie, ausgebildet sein oder eine derartige Metallfolie umfassen.
In 15, 16 und 17 sind schematisch perspektivische Ansichten eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Heiz-/Kühlelements mit einem einzelnen Kanal 1 dargestellt. 15 und 16 zeigen dabei Explosionszeichnungen des Ausführungsbeispiels, während 17 eine Ansicht der in montagefertigem Zustand darstellt.
15, 16 und 17 zeigen einen einzelnen mäanderförmigen Kanal 1, der im Ausführungsbeispiel vier Schlingen aufweist. An jedem der beiden Enden des Kanals 1 können ein Vorlaufanschluss oder ein Rücklaufanschluss angebracht sein. Im Ausführungsbeispiel ist an einer Rückseite 11 des Kanals 1 ein quaderförmiger, mit geraden, parallel zueinander ausgerichteten Flächen ausgebildeter, Isolierkörper 4 angeordnet. Der Isolierkörper 4 erstreckt sich entlang der Längserstreckung des Kanals 1, über die gesamte Erstreckung des Kanals 1, und senkrecht zur Längserstreckung des Kanals 1, sodass die gesamte vom Kanal 1 aufgespannte Fläche durch den Isolierkörper 4 abgedeckt ist.
Weiters ist an der dem Kanal 1 zugewandten Seite des Isolierkörpers 4 eine Zwischenschicht 5 angeordnet, wobei die Zwischenschicht 5 berührend am Kanal 1 anliegt und sich entlang der Längserstreckung des Kanals 1, über die gesamte Erstreckung des Kanals 1, und senkrecht zur Längserstreckung des Kanals 1, über die gesamte vom Kanal 1 aufgespannte Fläche erstreckt. Die Zwischenschicht 5 weist im Ausführungsbeispiel kreisförmig ausgebildete Öffnungen 8 zur Ableitung von Schall in den Isolierkörper 4 auf. Eine vom Isolierkörper 4 abgewandte Vorderseite 12 des Kanals 1 bleibt im gezeigten Ausführungsbeispiel frei.
Weitere Ausgestaltungsvarianten der Erfindung umfassend einen einzelnen Kanal 1 ergeben sich analog zu den vorstehend beschriebenen Ausführungsvarianten der Erfindung mit einem Register 10.
Bei allen Ausführungsvarianten der Erfindung kann eine das Heiz-/Kühlelement umgebende Außenschicht vorgesehen sein. Die Außenschicht kann vorteilhaft sein, um dem Heiz-/Kühlelement zusätzliche Stabilität zu geben und vom Isolierkörper 4 abfallendes Dämmmaterial aufzufangen bzw. zurückzuhalten, sodass eine Schmutzbildung im Raum vermieden wird. Besonders materialsparend kann die Außenschicht ausgebildet sein, wenn die den Kanälen 1 abgewandte Fläche des Isolierkörpers 4 frei bleibt. Um sich ausbreitenden Schall bei einem Heiz-/Kühlelement mit Außenschicht dennoch effektiv in den Isolierkörper 4 abzuleiten, kann die Außenschicht beispielsweise als Löcher, Schlitze oder Polygone ausgebildete Aussparungen aufweisen.
In 18, 19 und 20 weist der Isolierkörper 4 durchgehende Durchlassöffnungen 9 zur besonders effektiven Ableitung von Schall auf. Dabei sind die Durchlassöffnungen 9, wie 18 zeigt, zwischen den Ausnehmungen 6 zur Aufnahme der Kanäle 1 angeordnet, sodass die Stabilität des Isolierkörpers 4 gewährleistet ist. Die Durchlassöffnungen 9 des Isolierkörpers 4 weisen in 19 und 20 an der den Kanälen 1 zugewandten Seite einen trichterförmigen Eingangsbereich und an der den Kanälen 1 abgewandten Seite einen trichterförmigen Ausgangsbereich auf, wobei der Durchmesser des Eingangsbereichs größer ist, als der Durchmesser des Ausgangsbereichs. Diese Ausgestaltung kann auch bei allen anderen beschriebenen Ausführungsvarianten des Heiz-/Kühlelements vorgesehen sein und beispielsweise bei Verwendung von Polystyrol-Hartschaum, insbesondere XPS und EPS, als Material für den Isolierkörper 4 Einsatz finden.
Eine beispielhafte Gesamtanordnung zum effektiven Heizen bzw. Kühlen von Räumen für eine Decke oder eine Seitenwand sieht wie folgt aus: Eine Trägerkonstruktion ist an der Decke bzw. Seitenwand angebracht, worauf die Heiz-/Kühlelemente parallel zur Decke bzw. der Seitenwand mit den Kanälen 1 in Richtung des Raumes gewandt montiert sind. Der Isolierkörper 4 ist dabei zu der Decke bzw. der Seitenwand gerichtet. Die Heiz-/Kühlelemente sind seriell bzw. parallel verschaltet und flächendeckend ohne Abstand zwischen den einzelnen Heiz-/Kühlelementen aneinandergereiht. Durch eine derartige Anordnung der Heiz-/Kühlelemente ist die Ausbildung einer ebenen Fläche zum Anbringen einer etwaigen Decken- bzw. Wandverkleidung sichergestellt.
Eine Gesamtanordnung für einen Boden kann in ähnlicher Weise ausgestaltet sein: Eine Trägerkonstruktion ist am Boden angebracht, worauf die Heiz-/Kühlelemente parallel zum Boden mit den Kanälen 1 in Richtung des Raumes und dem Isolierkörper 4 in Richtung des Bodens gewandt montiert sind. Die Heiz-/Kühlelemente sind flächendeckend ohne Abstand zueinander angeordnet, sodass eine ebene Fläche zum Anbringen eines etwaigen Bodenbelags vorhanden ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

AT 13655 U1 [0002]

Claims

Heiz-/Kühlelement zum Heizen bzw. Kühlen von Räumen, umfassend zumindest einen von einem Wärmemedium oder Kältemittel durchströmbaren Kanal (1) oder eine Anzahl von Kanälen (1), dadurch gekennzeichnet, dass an einer Rückseite (11) der Kanäle (1) ein Isolierkörper (4) angeordnet ist, wobei an der den Kanälen (1) zugewandten Seite des Isolierkörpers (4) eine Zwischenschicht (5) vorgesehen ist, wobei die Zwischenschicht (5) eine höhere Wärmeleitfähigkeit aufweist als der Isolierkörper (4) und wobei die Zwischenschicht (5) berührend an den Kanälen (1) anliegt.
Heiz-/Kühlelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Register (10) mit einer Vorlaufverteilerleitung (2), einer Rücklaufsammelleitung (3) und die Vorlaufverteilerleitung (2) und Rücklaufsammelleitung (3) verbindenden Kanälen (1) vorgesehen ist.
Heiz-/Kühlelement nach Anspruch 2, wobei das Register (10), ein, vorzugsweise nach dem Tichelmann-Prinzip, mit einem Wärmemedium oder Kältemittel durchströmbares Register (10) ist, eine, insbesondere gerade, Vorlaufverteilerleitung (2) und eine, insbesondere gerade, parallel dazu ausgerichtete, Rücklaufsammelleitung (3), sowie senkrecht zu der Vorlaufverteilerleitung (2) und der Rücklaufsammelleitung (3) stehende, insbesondere gerade, Kanäle (1) umfasst.
Heiz-/Kühlelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolierkörper (4) an seiner den Kanälen (1) zugewandten Seite entlang der Längsachse der Kanäle (1) Ausnehmungen (6) zur zumindest teilweisen Aufnahme der Kanäle (1) aufweist, wobei die Ausnehmungen (6) mit der Zwischenschicht (5) ausgekleidet sind.
Heiz-/Kühlelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe der Ausnehmungen (6) größer als der Durchmesser der Kanäle (1) ist.
Heiz-/Kühlelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe der Ausnehmungen (6) dem Durchmesser der Kanäle (1) entspricht.
Heiz-/Kühlelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolierkörper (4) plattenförmig, insbesondere quaderförmig, insbesondere mit ebenen Flächen, ausgebildet ist.
Heiz-/Kühlelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Isolierkörper (4) entlang der Längsachse der Kanäle (1), insbesondere über die gesamte Länge der Kanäle (1), und senkrecht zur Längsachse der Kanäle (1), insbesondere über die gesamte von den Kanälen (1) aufgespannte Fläche, erstreckt.
Heiz-/Kühlelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einer vom Isolierkörper (4) abgewandten Vorderseite (12) der Kanäle (1) eine an den Kanälen (1) anliegende, insbesondere wärmeleitende, Deckschicht (7) vorgesehen ist.
Heiz-/Kühlelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleitfähigkeit der Zwischenschicht (5) und/oder der Deckschicht (7) höher als 0,15 W/(m*K), vorzugsweise höher als 10 W/(m*K), besonders bevorzugt, zwischen 30 und 400 W/(m*K) ist.
Heiz-/Kühlelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (5) und/oder die Deckschicht (7) eine Metallfolie, insbesondere eine Aluminiumfolie oder eine Kupferfolie, umfassen, insbesondere daraus bestehen.
Heiz-/Kühlelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (5) und/oder die Deckschicht (7), vorzugsweise beide, Öffnungen (8) aufweist, wobei die Öffnungen (8) insbesondere als Löcher, Schlitze oder Polygone ausgebildet sind.
Heiz-/Kühlelement nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Deckschicht (7) entlang der Längsachse der Kanäle (1), insbesondere über die gesamte Länge der Kanäle (1), und senkrecht zur Längsachse der Kanäle (1), insbesondere über die gesamte von den Kanälen (1) aufgespannte Fläche, erstreckt.
Heiz-/Kühlelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine das Heiz-/Kühlelement umgebende Außenschicht vorgesehen ist.
Heiz-/Kühlelement nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenschicht das Heiz-/Kühlelement derart umgibt, dass die den Kanälen (1) abgewandte Fläche des Isolierkörpers (4) frei bleibt.
Heiz-/Kühlelement nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenschicht Aussparungen aufweist, wobei die Aussparungen insbesondere als Löcher, Schlitze oder Polygone ausgebildet sind.
Heiz-/Kühlelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des Isolierkörpers (4) aus der Gruppe umfassend Wolle, Steinwolle, Holzwolle, Polystyrol-Hartschaum, insbesondere XPS oder EPS, ausgewählt ist.
Heiz-/Kühlelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolierkörper (4) durchgehende Durchlassöffnungen (9) aufweist.
Heiz-/Kühlelement nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchlassöffnungen (9) des Isolierkörpers (4) an der den Kanälen (1) zugewandten Seite einen trichterförmigen Eingangsbereich und an der den Kanälen (1) abgewandten Seite einen trichterförmigen Ausgangsbereich aufweisen, wobei der Durchmesser des Eingangsbereichs größer ist, als der Durchmesser des Ausgangsbereichs.
Heiz-/Kühlelement nach einem der Ansprüche 1 bzw. 4 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass ein einziger, insbesondere mäanderförmiger, Kanal (1) vorgesehen ist.
Heiz-/Kühlelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolierkörper (4) ein, vorzugsweise schallabsorbierendes und/oder schwer entflammbares und/oder druckunempfindliches und/oder formstabiles und/oder selbsttragendes, Vlies, insbesondere mit einer Dicke von 5 bis 50 mm, vorzugsweise mit einer Dicke von 5 bis 18 mm, umfasst, insbesondere daraus besteht.
Gesamtanordnung umfassend eine Seitenwand oder einen Boden oder eine Decke, wobei an der Seitenwand oder dem Boden oder der Decke, insbesondere parallel dazu, zumindest ein Heiz-/Kühlelement nach einem der Ansprüche 1 bis 21 angeordnet ist.