DE19500670C1 - Kühlvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung mit jeweils mindestens einen Kühlmittel­ kanal aufweisenden Metallprofilen, die auf einer Oberseite mindestens einer eine Raumbegrenzung bildenden und mit Perforationen versehenen Verkleidungsplatte anbringbar sind.

Derartige, allgemein bekannte Kühlvorrichtungen werden häufig zum nachträgli­ chen Einbau in vorhandene Deckenkonstruktionen verwendet, um damit eine Kühlung eines Raumes in einem Gebäude durchführen zu können. Die mit minde­ stens jeweils einem Kühlkanal versehenen Metallprofile solcher Kühlvorrichtungen werden dabei einfach auf die Oberseite einer eine Unterdecke bildenden und mit Perforationen versehenen Verkleidungsplatte aufgelegt und sollen bewirken, daß bei einer Durchströmung des Kühlmittelkanals mit einem kalten Medium ein Wär­ mefluß von der perforierten Verkleidungsplatte in die Metallprofile und von dort aus in das Kühlmedium, von dem die Wärme letztlich aus dem Raum abgeführt wird, stattfindet.

Als nachteilig im Hinblick auf die Wirksamkeit solcher Kühlvorrichtungen tritt jedoch in Erscheinung, daß die Verkleidungsplatten aufgrund ihres Eigengewichts in Verbindung mit einer relativ großen freien Spannbreite in gewissem Maße durchhängen und daher lediglich ein schlechter Kontakt zwischen den aufgelegten Metallprofilen und der Verkleidungsplatte besteht. Dieser schlechte und nur stellen­ weise bestehende Kontakt führt wiederum zu einem schlechten Wärmeübergang zwischen der Verkleidungsplatte und den Metallprofilen, weshalb die Kühlleistung solcher Kühlvorrichtungen nur unzureichend ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die auf die abgedeckte Raumfläche bezogene Flächenleistung einer Kühlvorrichtung zu erhöhen und dabei gleichzeitig die Herstellkosten und den Montageaufwand gering zu halten.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß mindestens eine im Abstand oberhalb einer Verkleidungsplatte im wesentlichen parallel zu dieser angeordnete und sich über mindestens zwei Metallprofile erstreckende Verbin­ dungsplatte vorgesehen ist, wobei die Verbindungsplatte und die Verkleidungs­ platte mittels Spannelementen miteinander verspannbar sind.

Durch die Anordnung einer Verbindungsplatte oberhalb der Metallprofile wird die Wärmeübertragungsfläche wesentlich vergrößert, ohne daß dabei ein größerer Bauraum erforderlich wird. Die von der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung abgedeckte Wand- oder Deckenfläche bleibt im Vergleich zu Kühlvorrichtungen nach dem Stand der Technik völlig unverändert. Die mittels der erfindungsgemä­ ßen Kühlvorrichtung zu übertragende Wärmeleistung wird deshalb drastisch erhöht, weil durch die Verspannung der Verbindungsplatte und der Verkleidungs­ platte mittels Spannelementen der Kontakt sowohl zwischen den Metallprofilen und der Verkleidungsplatte als auch zwischen den Metallprofilen und der Ver­ bindungsplatte erheblich verbessert wird. Die Verspannung sorgt dafür, daß die Metallprofile über ihre gesamte Länge nahezu vollständig sowohl an der Verklei­ dungsplatte als auch an der Verbindungsplatte anliegen. Der Wärmefluß von den Metallprofilen in eine der Platten wird nicht mehr durch Luftzwischenräu­ me verhindert oder stark vermindert, so daß die große Wärmeübertragungsfläche der beiden Platten voll ausgeschöpft werden kann. Aufgrund der unveränderten, von der Kühlvorrichtung abgedeckten Wand- bzw. Deckenfläche weist die erfin­ dungsgemäße Kühlvorrichtung aufgrund der drastisch verbesserten Wärmeüber­ tragung eine wesentlich höhere Flächenleistung auf.

Da die Schwerkraftwirkung beim Anbringen der Metallprofile auf der Verkleidungs­ platte bei der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung nicht mehr erforderlich ist, läßt sich diese in jeder beliebigen Winkellage in einem zu temperierenden Raum an­ bringen, auch z. B. als sogenanntes frei aufgehängtes "Kühldeckensegel".

Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschla­ gen, daß die Verbindungsplatte gleichfalls mit Perforationen versehen ist.

Hierdurch kann sich eine durchgehende Durchströmung sowohl der Verbindungs­ platte als auch der Verkleidungsplatte einstellen. Voraussetzung hierfür ist le­ diglich, daß sich oberhalb der Verbindungsplatte ein Luftraum befindet, der seiner­ seits wiederum beispielsweise an den seitlichen Enden der Kühlvorrichtung eine Verbindung zu dem übrigen zu temperierenden Raum aufweist. In diesem Fall kann sich eine großflächige, abwärts gerichtete Durchströmung sowohl der Verbin­ dungsplatte als auch der Verkleidungsplatte einstellen, wobei die durchströmende Luft zuvor als erwärmte Raumluft seitlich neben der Kühlvorrichtung in den Luft­ raum oberhalb der Verbindungsplatte eingetreten ist. Oberhalb dieses Luftraums ist die Anbringung eines sowohl wärme- als auch schalldämmenden Materials mög­ lich, ohne daß die sehr wirkungsvolle Durchströmung der Kühlvorrichtung behin­ dert wird.

Es ist des weiteren besonders vorteilhaft, daß jedes Spannelement kraftschlüssig mit einer Verkleidungsplatte an deren Oberseite und formschlüssig mit der Ver­ bindungsplatte verbindbar ist.

Diese Ausgestaltung ermöglicht eine einfache Anbringung der Spannelemente auf der Oberseite einer Verkleidungsplatte, z. B. mittels Kleben oder Löten. Nach einem Anbringen der Metallprofile mit dem Kühlmittelkanal sowie der Verbindungsplatte läßt sich das zuvor kraftschlüssig mit der Verkleidungsplatte verbundene Spann­ element nun auf einfache Weise formschlüssig mit der Verbindungsplatte ver­ binden, wodurch die für den guten Wärmeübergang erforderliche Verspannung der beiden Platten miteinander erzielt wird.

Wird jedes Spannelement als Sockelstift mit einer von einem freien Ende eines Stifts her aufsteckbaren Klemmscheibe ausgebildet, so ist die Montage der erfin­ dungsgemäßen Kühlvorrichtung besonders unkompliziert, und die Kosten für die Spannelemente sind aufgrund der handelsüblich verfügbaren Sockelstifte sehr gering. Die Klemmscheiben lassen sich des weiteren einfach wieder von den Sockelstiften entfernen, wodurch auch nach der Montage eine problemlose Zu­ gänglichkeit zu dem zwischen den beiden Platten bestehenden Hohlraum gewähr­ leistet ist.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn als Metallprofil ein Aluminiumstrangpreßprofil vorgesehen wird, da sich ein solches Profil kostengünstig herstellen läßt und durch eine hohe Wärmeleitfähigkeit auszeichnet.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß als Kühlmittelkanal ein mäanderförmig gebogenes, in die Metallprofile einsteckbares Kupferrohr vorgesehen ist.

Die mäanderförmige Ausgestaltung des Kühlmittelkanals erlaubt die Unterbringung einer großen Kanallänge und damit auch einer großen Wärmeübertragungsfläche. Kupferrohr zeichnet sich neben seinen sehr guten Wärmeleitungseigenschaften ebenfalls durch vorteilhafte Umformungseigenschaften aus.

Die Erfindung weiter ausgestaltend, wird schließlich noch vorgeschlagen, daß eine Verbindungsplatte in einen Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Metall­ profilen einschiebbar ist, wozu in einander zugewandten Seitenflächen der Metall­ profile Längsnuten ausgebildet sind.

Die Möglichkeit des Einschiebens einer Verbindungsplatte zwischen zwei benach­ barte Metallprofile führt zu einer wesentlichen Erleichterung der Montage der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wodurch die Herstellungskosten reduziert wer­ den. Im Vergleich zu einer durchgehenden, sehr großen Verbindungsplatte er­ möglicht deren Verkleinerung auf die Größe der Zwischenräume zwischen zwei benachbarten Metallprofilen eine bessere Handhabbarkeit sowie eine leichtere Zugänglichkeit zu den zwischen den Platten befindlichen Hohlräumen im Falle eventuell erforderlicher Wartungsarbeiten.

Anhand eines Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung schematisch abgebildet ist, wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung eines Teilstücks einer Kühlvorrichtung;

Fig. 2 eine perspektivische Schnittdarstellung einer weiteren Kühlvor­ richtung und

Fig. 3 eine Schnittdarstellung einer anderen Ausführungsform der Kühlvorrichtung.

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß die Kühlvorrichtung 1 mehrere, als Aluminiumstrang­ preßprofil ausgebildete Metallprofile 2 aufweist, die einen doppel-T-förmigen Querschnitt besitzen und einen einseitig zwischen die Gurte des Doppel-T-Profils eingeschobenen und als mäanderförmiges Kupferrohr ausgebildeten Kühlmittelka­ nal 3 aufweisen. In dem in Fig. 1 abgebildeten Ausführungsbeispiel der Kühlvor­ richtung 1 stehen die Unterseiten der Metallprofile 2 mit einer Verkleidungsplatte 4 in Verbindung,,die eine Raumbegrenzung, hier eine Unterdecke eines zu temperie­ renden Raumes, in einem Gebäude bildet. Die Verkleidungsplatte 4 weist über ihre gesamte Fläche gleich verteilte Perforationen 5 auf.

Oberhalb der Metallprofile 2 ist eine parallel zu der Verkleidungsplatte 4 verlaufen­ de Verbindungsplatte 6 angeordnet, die ebenfalls über ihre gesamte Fläche gleich verteilte Perforationen 7 aufweist. Mittig im Bereich zwischen zwei benachbarten Metallprofilen 2 befindet sich eine Vielzahl von in Reihe angeordneten Spann­ elementen 8, die als Sockelstifte ausgebildet und mit einem Sockel 9 kraftschlüs­ sig mit einer Oberseite 19 der Verkleidungsplatte 4 verbunden sind. Ein senkrecht zum Sockel 9 angeordneter Stift 9′ ragt durch eine Perforation 7 in der Verbindungsplatte 6 hindurch. Von dem freien Ende des Stifts 9′ ist eine Klemmscheibe 11 auf denselben aufgesteckt, wodurch eine wirkungsvolle Ver­ spannung zwischen der Verbindungsplatte 6 und der Verkleidungsplatte 4 erzielt wird. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß einerseits zwischen den Metall­ profilen 2 und der Verbindungsplatte 6 sowie andererseits zwischen den Metall­ profilen 2 und der Verkleidungsplatte 4 keinerlei Luftzwischenraum besteht, so daß auch ohne eine z. B. stoffschlüssige Verbindung an diesen Kontaktstellen ein sehr guter Wärmeübergang stattfindet. Aufgrund dieses sehr guten Wärmeübergangs sowohl von der Verkleidungsplatte 4 als auch von der Verbindungsplatte 6 jeweils zu den Metallprofilen 2 werden beide vorgenannten Platten jeweils mit ihrer gesamten Oberfläche als Kühlflächen mit hoher Leistung wirksam.

Fig. 2 zeigt die bei der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung wirksamen Wärme­ übertragungsmechanismen. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurde in dieser Figur auf die Darstellung der Spannelemente verzichtet, die zur Erzielung einer hohen Kühlleistung jedoch unbedingt erforderlich sind.

An der dem zu temperierenden Raum zugewandten Unterseite der Verkleidungs­ platte 14 findet eine Wärmeübertragung über Strahlung (Pfeil A) und Konvektion (Pfeil E) statt. Durch Perforationen 15 in der Verkleidungsplatte 14 findet ein Strahlungsaustausch sowohl mit den Metallprofilen 12 und den Wandungen der Kühlmittelkanäle 13 als auch der Verbindungsplatte 16 statt (Pfeil B). Aufgrund der Perforationen 15 in der Verkleidungsplatte 14 kann Raumluft durch einen Hohl­ raum, der sich zwischen der Verkleidungsplatte 14 und der Verbindungsplatte 16 befindet, aus Bereichen des Raums unterhalb der Verkleidungsplatte 14 zirkulieren, weshalb die Oberseite der Verkleidungsplatte 14 ebenfalls als konvektive Wärme­ übertragungsfläche wirksam wird (Pfeil C). Besteht zwischen einem Hohlraum 18, der sich zwischen der Oberseite der Verbindungsplatte 16, die gleichfalls mit Perforationen 17 versehen ist, und einem im Abstand darüber angeordneten Dämmaterial 19 befindet, und dem zu temperierenden Raum eine Verbindung, z. B. über nicht dargestellte Schattenfugen oder Spalte zwischen den einzelnen Kühlvor­ richtungen bei einer Mehrfachanordnung derselben mit einem gewissen Abstand nebeneinander, so kann, ausgehend von diesem Hohlraum 18, Raumluft durch die Perforationen 17 in der Verbindungsplatte 16 sowie durch die Perforationen 15 in der Verkleidungsplatte 14 zirkulieren (Pfeil D). Hierdurch wird die Kühlleistung der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung deutlich erhöht, da die Verbindungsplatte 16 mit ihrer gesamten Oberfläche wärmeübertragend wirksam ist.

In Fig. 3 ist dargestellt, daß mehrere Verbindungsplatten 26 in Zwischenräume 21 zwischen zwei benachbarten Metallprofilen 22, die oberhalb einer Verkleidungs­ platte 24 angeordnet sind, eingeschoben sind. Zu diesem Zweck sind in Seiten­ flächen der Metallprofile 22 Längsnuten 23 ausgebildet. Wie in Fig. 2 sind auch in Fig. 3 die zur Erzielung eines guten Wärmeübergangs unbedingt erforderlichen Spannelemente nicht abgebildet.

Claims (7)

1. Kühlvorrichtung mit jeweils mindestens einen Kühlmittelkanal aufweisenden Metallprofilen, die auf einer Oberseite mindestens einer eine Raumbegren­ zung bildenden und mit Perforationen versehenen Verkleidungsplatte an­ bringbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine im Abstand oberhalb einer Verkleidungsplatte (4, 14, 24) im wesentlichen parallel zu dieser angeordnete und sich über mindestens zwei Metallprofile (2, 12, 22) erstreckende Verbindungsplatte (6, 16, 26) vorgesehen ist, wobei die Ver­ bindungsplatte (6, 16, 26) und die Verkleidungsplatte (4, 14, 24) mittels Spannelementen (8) miteinander verspannbar sind.

2. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver­ bindungsplatte (6, 16) gleichfalls mit Perforationen (7, 17) versehen ist.

3. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Spannelement (8) kraftschlüssig mit einer Verkleidungsplatte (4) an deren Oberseite (10) und formschlüssig mit der Verbindungsplatte (6) verbindbar ist.

4. Kühlvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Spannelement (8) als Sockelstift mit einer von einem freien Ende eines Stifts 9′ her aufsteckbaren Klemmscheibe (11) ausgebildet ist.

5. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß als Metallprofil (2, 12, 22) ein Aluminiumstrangpreßprofil vorgese­ hen ist.

6. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß als Kühlmittelkanal (3, 13) ein mäanderförmig gebogenes, in die Metallprofile einsteckbares Kupferrohr vorgesehen ist.

7. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich­ net, daß eine Verbindungsplatte (26) in einen Zwischenraum (21) zwischen zwei benachbarten Metallprofilen (22) einschiebbar ist, wozu in einander zu­ gewandten Seitenflächen der Metallprofile (22) Längsnuten (23) ausgebildet sind.