DE19806207C2

DE19806207C2 - Vorrichtung zur Kühlung oder Heizung von Räumen

Info

Publication number: DE19806207C2
Application number: DE19806207A
Authority: DE
Inventors: Bechir Chahed
Original assignee: Clina Heiz & Kuehlelemente
Current assignee: Clina Heiz & Kuehlelemente
Priority date: 1998-02-16
Filing date: 1998-02-16
Publication date: 2001-07-05
Anticipated expiration: 2018-02-17
Also published as: DE19806207A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Gattungsbegriffes im Patentanspruch 1.

Derartige Vorrichtungen sind als stille Schwerkraftkühlung z. B. mit Kühleinheiten am oberen Ende eines raumhohen Konvektionsschachtes bekannt (EP 0 308 856 B1). Die Kühleinheit wird mit gekühltem Wasser versorgt. Die an der Kühleinheit gekühlte Luft strömt nach unten aufgrund des Konvektions-Prinzips. Allerdings ist der Wir kungsgrad des bekannten Kühlverfahrens nicht sehr hoch, weil nur erwärmte Luft am oberen Teil des Fallschachtes gekühlt wird und eine Abwärtsströmung nur durch ei ne örtlich begrenzte Wichte-Änderung die Schwerkraft bestimmt und damit die Ab wärtsströmung beeinflußt wird. Eine Umkehrung des Systems, um einen Raum zu beheizen, wird nicht beschrieben. Ein weiteres Problem ergibt sich aus der fehlen den Darstellung der Kühleinheit, deren Wirksamkeit für eine wirkungsvolle Wichte- Änderung von grundlegender Bedeutung ist. Somit muß eine beachtliche Wichte- Änderung noch bewirkt werden.

Eine stille Kühlung (oder Heizung) mittels aus Kunststoffen gefertigten Kapillarrohr matten ist bekannt (DE 44 33 392 A1). Eine Kapillarrohrmatte wird dabei jeweils durch zwei beabstandete Verteilungs- und Sammelrohre, sog. Stammrohre größeren Durchmessers gebildet, zwischen denen eine Vielzahl von im Durchmesser sehr kleinen Rohren, sog. Kapillarrohren (Polypropylenröhrchen) verlaufen. Derartige Ka pillarrohrmatten werden zur Zeit als Kühldecken, Clina-Sandwich-Platten, Flächen heizungen u. dgl. eingesetzt. Die Kapillarrohrmatten sind aus gegenüberliegenden Stammrohren (Verteilerrohr und Sammelrohr) mit geradlinig dazwischen verlaufen den Kapillarrohren oder aus dicht nebeneinander verlaufenden Stammrohren mit die Stammrohre verbindenden Kapillarrohr-Schlaufen gebildet. Durch auf die Kapillar rohre aufgesetzte Abstandshalter wird ein relativ steifes Gebilde erreicht.

Es ist bekannt (DE-Z.: sbz 18/1992, S. 82) eine Fallstromkühlung derart umzukeh ren, dass eine konvektive Raumheizung umgekehrt für eine Quell-Luftkühlung ver wendet wird. Dabei wird die erwärmte Raum-Luft über eine Kühlfläche abgekühlt und in einen Konvektionsschacht geleitet, wo sie nach den Gesetzen der Schwerkraft absinkt. Die gekühlte Luft wird dann dem Raum über einen Doppelboden wieder langsam zugeführt, so dass sie in den Raum hineinströmt und die Raum-Luft auf wärts verdrängt. Für die Kühlfläche stehen allerdings keine geeigneten Kühler zur Verfügung, die auf engstem Raum angeordnet sein könnten.

Es ist ferner ein Schrankwandsystem bekannt (DE 40 37 267 A1). Hierbei wird im Deckenanschlussbereich der Kühler eingesetzt. Der Schrank hat dafür ein Gefach zur Aufnahme des Kühlers. Da ein solches Gefach aber nicht sehr groß sein kann, ergibt sich eine nur geringe Kühlleistung, so dass der Schrank relativ viel Raum be ansprucht aber nur eine geringe Kühlleistung abgibt.

Eine ähnliche Bauart ist aus der DE 41 33 280 A1 bekannt, wobei ein Vorsatzwand schalensystem vorgeschlagen wird, das derart beschaffen ist, dass die Elemente in Zusammenwirkung mit einem im Deckenbereich eingebauten Kühler eine raumküh lende Luftzirkulation in Gang bringen und aufrechterhalten können. Eine solche Vor satzwandschale kann aber auch nicht sehr hohe Kühlleistungen aufbringen und ist daher ebenfalls im Verhältnis von Kühlleistung zu beanspruchtem Raum als geringe Leistungseinheit anzusehen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer stillen Schwerkraft kühlung die Kühl- oder Heizleistung auf engstem Raum zu erzeugen und auf ein vor richtungstechnisch mögliches Maximum zu steigern.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Durch die Anwendung und die dichte Anord nung solcher Kapillarrohrmatten in einem Gehäuse, das dadurch voll ausgefüllt ist, wird die Kühl- oder Heizleistung vorrichtungstechnisch auf engstem Raum auf ein Maximum erhöht, was zum einen durch die Flächenerstreckung des Gehäuses bzw. durch dessen Volumenausdehnung und zum anderen durch die Vielzahl der dünnen Kapillarrohre ermöglicht wird.

Eine Ausgestaltung besteht darin, daß die parallel verlaufenden Kapillarrohrmatten entweder mit horizontal oder mit vertikal verlaufenden Stammrohren im Gehäuse angeordnet sind. Das Gehäuse kann dabei auch einem Bogenverlauf folgen, so daß die Kapillarrohrmatten ebenfalls bogenförmig im Gehäuse mit der gewollten Dichte angeordnet sind.

Nach weiteren Merkmalen ist vorgesehen, daß Abmessungen und Anzahl der im Gehäuse angeordneten Kapillarrohrmatten entsprechend der vorausberechneten Kühl- oder Heizleistung bestimmbar sind. Aufgrund der damit vorgegebenen Art und Anzahl der Kapillarrohrmatten ergeben sich Form und Erstreckung des Gehäuses.

Eine vorteilhafte Bauweise besteht ferner darin, daß das Gehäuse etwa plattenför mig und rechteckig in der äußeren Gehäuseform gestaltet ist. Die Quaderform ist technisch aus allen Werkstoffen, wie z. B. Holz, Kunststoff oder Stahlblech, sowie auch durch entsprechende Dämm-Materialien herstellbar.

Eine Weiterbildung sieht vor, daß bei einer Kühleinheit die Lufteintritts-Öffnungen am rechteckigen Gehäuse im oberen Bereich an der Breitseite und/oder an der oberen Stirnseite angeordnet sind und daß die Luftaustritts-Öffnungen im unteren Bereich zumindest an der Breitseite vorgesehen sind. Dadurch entstehen je nach den Län genabmessungen kurze oder lange Strömungswege und dadurch wiederum kleine oder größere Kühlleistungen.

Der Luftdurchtritt und damit die Bespülung der Kapillarrohre von außen wird ferner dadurch geregelt, daß die parallel verlaufenden Kapillarrohrmatten mittels Distanz stücken zwischen benachbarten Kapillarrohren auf einem gleichmäßigen Abstand gehalten sind.

Eine dichte Anordnung und damit ein kompaktes Paket von Kapillarrohrmatten ent steht auch dann, wenn die Stammrohre mehrerer Kapillarrohrmatten aneinander an liegend angeordnet sind.

Die Handhabung der Vorrichtung kann vielfältig sein. Eine vorteilhafte Anwendung ergibt sich z. B. daraus, daß das mit den Kapillarrohrmatten bestückte Gehäuse in eine bewegliche oder eine feste Wand integrierbar ist.

Eine andere Anwendungsmöglichkeit wird dadurch erschlossen, daß das mit den Kapillarrohrmatten bestückte Gehäuse als Rückwand für ein Möbelstück oder ähnli che Einrichtungsgegenstände dient.

Die äußere Ausbildung des Gehäuses kann variabel sein. Neben einem mehr ka stenförmigen Gehäuse kann auch die Heranziehung schon bestehender Wände, Bodenflächen, Decken oder Dachformen u. dgl. als Gehäuse vorteilhaft sein. Eine andere Gestaltung sieht daher vor, daß als Gehäuse ein Schacht, ein Hohlraum oder eine Aussparung eines Gebäudes bzw. eines Bauwerks dient.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt und werden im folgenden näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines an einer Seite offenen Gehäuses,

Fig. 2 eine Ansicht wie Fig. 1 als alternative Ausführungsform und

Fig. 3 die zu Fig. 2 gehörende Draufsicht in einem horizontalen Schnitt.

Die Vorrichtung zur stillen Kühlung oder Heizung von Räumen weist ein durch Luft- Konvektion durchströmtes Gehäuse 1 auf, das als Beispiel für die Kühlung einen oberen Lufteintritt 2, einen oberen vorderen Lufteintritt 2a und einen unteren Luft- Austritt 3 besitzt, wobei innerhalb des Gehäuses 1 eine Kühl- bzw. Heiz-Einheit 4 angeordnet ist.

Das Gehäuse 1 (Fig. 1) zeigt eine beispielhaft gewählte äußere Gehäuseform 1a und eine innere Gehäuseform 1b. Der inneren Gehäuseform 1b folgend sind mehre re sich entlang des aufrechtstehenden Gehäuses 1 sich jeweils parallel erstreckende Kapillarrohrmatten 5 befestigt. Jede Kapillarrohrmatte 5 besitzt zwei Stammrohre 6a und 6b und ist mit diesen im Gehäuse-Inneren 1c mittels Befestigungselementen 7 gegen Verschiebungen oder Verlagerungen gesichert. Wie gezeichnet, sind Gruppen von Stammrohren 6a (6b) im Bereich 8 von Stirnseiten 1d des Gehäuses 1 be festigt, so daß die Kapillarrohre 9 zwischen ihren zugehörigen Stammrohren 6a; 6b untereinander mit geringen Abständen, die sehr langen Strömungskanäle bilden, gestreckt oder bogenförmig, z. B. in Schlaufen, verlaufen.

Gemäß Fig. 1 hängen die parallel zueinander liegenden Kapillarrohrmatten 5 mit ho rizontalen Stammrohren 6a; 6b und gemäß Fig. 2 sind die Stammrohre 6a, 6b verti kal, so daß die Kapillarrohre 9 horizontal verlaufen.

Im allgemeinen kann das Gehäuse 1 jede innerhalb von Arbeits-, Aufenthalts- bzw. Wohn-Räumen gebräuchliche Raumform annehmen. Im Ausführungsbeispiel ist das Gehäuse 1 etwa plattenförmig und rechteckig in der äußeren Gehäuseform 1a aus geführt.

Bei einer Kühleinheit 4 sind die Öffnungen für den Lufteintritt 2 bzw. 2a am rechtec kigen Gehäuse 1 im oberen Bereich 8 an der Breitseite 10 und an der oberen Stirn seite 11 angeordnet. Im unteren Bereich 8 befinden sich Öffnungen für den Luft austritt zumindest an der Breitseite 10 (Fig. 1 und 2).

Zwischen den parallel verlaufenden Kapillarrohrmatten 5 sind Distanzstücke 12 (Fig. 3) zwischen jeweils benachbarten Kapillarrohren 9 auf einen gleichmäßigen Abstand 13 gehalten. Die Stammrohre 6a, 6b können (anders als in Fig. 3 gezeichnet) einan der berührend angeordnet sein.

Das Gehäuse 1 kann in eine bewegliche oder feststehende Wand 14 integriert wer den oder als Rückwand für ein Möbelstück oder ähnliche Einrichtungsgegenstände dienen. Es können auch ganze durchlaufende Wände, z. B. in Laboratorien, For schungsstätten u. dgl., aus nebeneinandergereihten Gehäusen 1 gebildet werden. Das Gehäuse 1 kann auch aus einem Schacht 15, einem Hohlraum oder einer Aus sparung eines Gebäudes bzw. eines Bauwerks bestehen.

Bezugszeichenliste

1

Gehäuse

1

a äußere Gehäuseform

1

b innere Gehäuseform

1

c Gehäuse-Inneres

1

d Stirnseite

2

oberer Lufteintritt

2

a oberer, vorderer Lufteintritt

3

Luftaustritt

4

Kühl- bzw. Heiz-Einheit

5

Kapillarrohrmatten

6

a Stammrohr

6

b Stammrohr

7

Befestigungs-Elemente

8

Bereich der Stirnseiten

9

Kapillarrohre

10

Breitseite

11

Stirnseite

12

Distanzstücke

13

Abstand

14

bewegliche oder feste Wand

15

Schacht

Claims

1. Vorrichtung zur stillen Kühlung oder Heizung von Räumen mit einem durch Luft-Konvektion durchströmten Gehäuse, das einen oberen Lufteintritt und ei nen unteren Luftaustritt oder umgekehrt aufweist, wobei innerhalb des Ge häuses eine Kühl- oder eine, Heiz-Einheit angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) mittels mehreren sich entlang der inneren Gehäuseform (1b) parallel erstreckenden Kapillarrohrmatten (5) versehen ist, daß jede Ka pillarrohrmatte (5) mit ihren beiden Stammrohren (6a, 6b) jeweils im Gehäuse- Inneren (1c) befestigt ist und daß Gruppen von Stammrohren (6a, 6b) im Be reich (8) von Stirnseiten (1d) des Gehäuses (1) befestigt sind, so daß die Kapillarrohre (9) zwischen den zugehörigen Stammrohren (6a, 6b) unterein ander mit geringen Abständen (13), gestreckt oder bogenförmig, z. B. in Schlaufen, verlaufen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die parallel verlaufenden Kapillarrohrmatten (5) entweder mit horizontal oder mit vertikal verlaufenden Stammrohren (6a, 6b) im Gehäuse (1) angeord net sind.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Abmessungen und Anzahl der im Gehäuse (1) angeordneten Kapillar rohrmatten (5) entsprechend der vorausberechneten Kühl- oder Heizleistung bestimmbar sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) etwa plattenförmig und rechteckig in der äußeren Ge häuseform (1a) gestaltet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Kühl-Einheit (4) die Lufteintritts-Öffnungen (2; 2a) am rechtecki gen Gehäuse (1) im oberen Bereich (8) an der Breitseite (10) und/oder an der oberen Stirnseite (1d) angeordnet sind und daß die Luftaustritts-Öffnungen (3) im unteren Bereich (8) zumindest an der Breitseite (10) vorgesehen sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die parallel verlaufenden Kapillarrohrmatten (5) mittels Distanzstücken (12) zwischen benachbarten Kapillarrohren (9) auf einem gleichmäßigen Ab stand (13) gehalten sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stammrohre (6a; 6b) mehrerer Kapillarrohrmatten (5) jeweils anein ander anliegend angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das mit den Kapillarrohrmatten (5) bestückte Gehäuse (1) in eine beweg liche oder eine feste Wand integrierbar ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das mit den Kapillarrohrmatten (5) bestückte Gehäuse (1) als Rückwand für ein Möbelstück oder ähnliche Einrichtungsgegenstände dient.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Gehäuse (1) ein Schacht (15), ein Hohlraum oder eine Aussparung eines Gebäudes bzw. eines Bauwerks dient.