DE19831918A1

DE19831918A1 - Verfahren und Einrichtung zum Heizen oder Kühlen von weitgehend geschlossenen Räumen durch Kunststoff-Kapillarrohrmatten

Info

Publication number: DE19831918A1
Application number: DE19831918A
Authority: DE
Inventors: Bechir Chahed
Original assignee: Clina Heiz & Kuehlelemente
Current assignee: Clina Heiz & Kuehlelemente
Priority date: 1998-07-16
Filing date: 1998-07-16
Publication date: 2000-01-20
Anticipated expiration: 2018-07-17
Also published as: DE19831918C2

Abstract

Ein Verfahren und eine Einrichtung zum Heizen oder Kühlen von geschlossenen Räumen wird auf der Grundlage von Kunststoff-Kapillarrohrmatten beschrieben. DOLLAR A Um für Räume in Gebäuden, Hochhäusern und Produktionsstätten eine individuell ortsgebunden regelbare Heizung oder Kühlung zu schaffen, bei der das menschliche Erfordernis der Behaglichkeit berücksichtigt werden kann und bei der gesundheitliche Belange gegenüber den bekannten Klima-Anlagen zum Tragen kommen können, wird vorgeschlagen, daß die Anteile der Wärmezufuhr oder der Wärmeabfuhr bezogen auf Konvektion und/oder Strahlung denen der Wärmeinhalte von inneren und äußeren Wärmeträgern kontinuierlich angepaßt werden, indem zumindest ein Behälter in dem jeweiligen Raum angeordnet ist, innerhalb dessen die Kunststoff-Kapillarrohrmatten flach oder gewickelt enthalten sind und daß ein Außenluftstrom von außen an den Kunststoff-Kapillarrohrmatten vorbei geregelt in den Raum geführt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Heizen oder Kühlen von weitgehend geschlossenen Räumen durch Kunststoff-Kapillarrohrmatten gemäß dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 5.

Wohn-, Büro- oder Produktionsräume werden üblicherweise durch "Nur-Luft- Systeme" oder durch "Wasser-Luft-Systeme", d. h. Kunststoff-Kapillarrohrmatten geheizt oder gekühlt.

"Nur-Luft-Systeme" sind mit hohen Transportkosten infolge der niedrigen Wärmeka pazität der Luft verbunden und ergeben unwirtschaftliche Anlagen. Bei hohen Wär melasten verursachen bei gegebener zulässiger Lufteintrittstemperatur hohe Luftvo lumenströme zur Lastabfuhr starke Luftströmungen, die häufig Zugerscheinungen in Räumen erzeugen und daher unbehagliche Verhältnisse schaffen. Die Strah lungstemperaturen in einem Raum sind im Kühlfall hoch, da die Kühlung der Einrich tungsgegenstände nur indirekt durch die Raumluft erfolgen kann. Hohe Temperatu ren der Gebäude-Außenwände einschließlich der Fenster und hohe Temperaturen von Wärmeerzeugern (z. B. elektrische Maschinen) können nicht durch niedrigere Temperaturen thermisch aktiver Flächen (Kunststoff-Kapillarrohrmatten) allein kom pensiert werden und erzeugen daher ebenfalls Unbehaglichkeit für die sich in den Räumen aufhaltenden Personen.

Die Erfindung geht von Kunststoff-Kapillarrohrmatten als Flächen-Heiz- oder -Kühl element aus, weil dadurch eine Wärmezufuhr oder eine Wärmeabfuhr durch thermisch hoch aktive Flächen erfolgen kann.

Derartige Kunststoff-Kapillarrohrmatten sind z. B. in der DE 44 40 453 A1 beschrie ben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Anwendung solcher Kunststoff- Kapillarrohrmatten, eine wirkungsvolle, für kleine Gebäude und Hochhäuser, für Wohn-, Büro- und Produktionsräume geeignete, weil individuell ortsgebunden re gelbare Heizung oder Kühlung zu schaffen, bei der das menschliche Erfordernis der Behaglichkeit und des Sichwohlfühlens berücksichtigt werden kann und bei der ge sundheitliche Belange endlich gegenüber den sog. Klima-Anlagen zum Tragen kommen können.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 bzw. 5 gelöst. In den einzelnen Räumen angeordnete Kunststoff-Kapillarrohrmatten können individuell in Abhängigkeit der Außenluft- Temperatur je nach Jahreszeit und Wetterlage mittels Heiz- oder Kühlwasser beauf schlagt werden, so daß die jeweils behagliche und gesundheitlich anzustrebende Temperatur erreicht wird. Dabei ist das System unabhängig von Wetter- und Son nenseiten eines Gebäudes. Gleichzeitig arbeitet das System mit nur geringem Energie-Aufwand. Im Raum selbst kann eine ideale Leistungsanpassung durch be liebige Anordnung von Wärmesenken (bei Kühlung) erfolgen. Ferner kann idealer weise eine nachträgliche Ergänzung von Wärmetauscher-Kapillarrohrmatten ent sprechend der Entwicklung der inneren Wärmelasten im Raum erfolgen. Die Be messung der Wärmetauscher-Kapillarrohrmatten mit der Variationsmöglichkeit zwi schen der Wärmeaufnahme durch Konvektion und Strahlung kann sehr frei nach wärmephysiologischen, wärmetechnischen und gestalterischen Gesichtspunkten erfolgen. So können z. B. konvektive Wärmequellen konvektiv arbeitenden Wärme senken und Strahlungswärmequellen Wärmesenken mit großem Strahlungsanteil gegenübergestellt werden.

Nach einem weiteren Verfahrensschritt wird vorgeschlagen, daß der Außenluftstrom durch einen überwiegenden Konvektionsanteil erzeugt wird. Dadurch wird der auf zuwendende Energie-Anteil für das System niedrig gehalten.

Eine andere Verbesserung des Verfahrens besteht darin, daß zusätzlich ein er zwungener Außenluftstrom-Anteil erzeugt wird. In schwierigen Fällen kann daher ein Ventilator zum Anfahren oder zur Beschleunigung der Strömung des Frischluftanteils vorteilhaft eingesetzt werden.

Der Behaglichkeit und der Temperaturführung dient ferner, daß der Außenluftstrom- Anteil entfeuchtet wird.

Die gattungsgemäße Einrichtung zum Heizen oder Kühlen löst die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 5. Ein solcher Behälter kann nicht nur aus einem Gehäuse, sondern auch aus schon vorhandenen Einrichtungsgegenständen wie z. B. Möbeln, elektrischen Geräten u. dgl. bestehen. Es kann ausreichend sein, den Behälter nur zur Wärmequelle gegen überliegend oder diese umgebend aufzustellen.

Eine weitere Ausgestaltung besteht darin, daß zumindest ein Behälter jeweils an ei ne Außenluftzuströmöffnung in einer Gebäudewand angeschlossen ist und daß der Behälter eine Ausgabeöffnung für die temperaturbeeinflußbare Außenluft zur Abga be in den weitgehend geschlossenen Raum aufweist. Dadurch wird eine in Wohn-, Büro- und Fabrikräumen unauffällige Einrichtung geschaffen, die in Ecken, Nischen oder Vorsprüngen des Raumes raumsparend und unauffällig angebracht werden kann.

Nach weiteren Merkmalen wird vorgeschlagen, daß der Behälter in dem Raum orts veränderlich unter Berücksichtigung der Außenluftversorgung, der Heiz- und Kühl wasser-Anschlußleitungen sowie der Regelarmaturen gestaltet ist. Dadurch wird ei ner entsprechenden Umstrukturierung des Raumes bezüglich Wärmequellen ent sprochen.

Eine weitere Anpassungsfähigkeit der Erfindung an sich im Lauf der Zeit ändernde Wärmeverteilungen in einem Raum erhält man dadurch, daß eine in dem Raum be findliche Wärmequelle bedarfsweise oder dauerhaft in das Innere des Behälters ein baubar ist.

Eine weitere vorteilhafte Maßnahme für die Anwendung der Kunststoff-Kapillarrohr matten ergibt sich sodann daraus, daß die in einem Behälter befindlichen Kunststoff- Kapillarrohrmatten gegenüber der Summe der zu erwartenden Kühl- oder Heizlei stung der Kühl- oder Heizlast thermisch überbemessen sind. Diese Überbemessung der Kunststoff-Kapillarrohrmatten gestattet eine Zuschaltung (Abschaltung) von Ka pillarrohrmatten entsprechend der sich verändernden Heiz- oder Kühllast, was z. B. von Sonnen-Einstrahlung u. dgl. abhängig sein könnte.

Hierzu ist es vorteilhaft, wenn schon bei Planung und Bau der Heiz- oder Kühlein richtung in dem Behälter mehrere zu- oder abschaltbare Kunststoff-Kapillarrohr matten vorgesehen sind.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch die Einrichtung im eingebauten Zu stand,

Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch die Einrichtung gemäß Fig. 1 als eine abgeänderte Ausführungsform,

Fig. 3 eine Ansicht von oben auf den Behälter mit den Anschlüssen an ein Wassernetz und

Fig. 4 eine Ansicht von oben mit der Verteilung und Lage von Kapillaren einer Kunststoff-Kapillarrohrmatte.

Die Einrichtung zum Heizen oder Kühlen von Räumen 1, die aus Wohn-, Büro-, Fa brikräumen, Hallen, Sälen o. dgl. bestehen können und überwiegend eine Abluft vor sehen und daher weitgehend geschlossen sind, wobei auch Isolationen der Wände in Betracht gezogen werden, baut auf Kunststoff-Kapillarrohrmatten 2 auf, die jeweils aus einem Verteilerrohr 3 und einem Sammelrohr 4 bestehen, zwischen denen die Kapillarrohre 5 in großer Anzahl, d. h. flächendeckend, verlaufen.

Gemäß Fig. 1 ist ein Behälter 6 zwischen einem Mauerwerk 7 und einer Gebäude wand 8 gebildet, der auch ein selbständiges Gehäuse 6a aufweisen kann. An ein Heiz- oder Kühlwassernetz 9 mit einer Fließrichtung zwischen einem Ablauf 9a und einem Zulauf 9b sind jeweils mehrere Kunststoff-Kapillarrohrmatten 2 angeschlossen und üben gegenüber dem Raum 1 mit den Kapillarrohren 5 Heiz- oder Kühlwirkun gen aus. In der Gebäudewand 8 ist ferner eine Außenluftzuströmöffnung 10a einer Außenluftversorgung 10 gebildet. Jeder Behälter 6 besitzt eine Ausgabeöffnung 11, die je nach Heiz- oder Kühlzwecken ganz unten oder ganz oben angeordnet und verschlossen oder geöffnet ist (Fig. 1 und 2). Durch die Außenluftzuströmöffnung 10a fließt Außenluft 12 mit Zeit- und ortsabhängiger Temperatur bzw. Luftfeuchtig keit.

Nach dem aufgezeigten Verfahren werden die Anteile der Wärmezufuhr oder der Wärmeabfuhr bezogen auf Konvektion und / oder Strahlung denen der Wärmeinhal te der Luft im Raum 1 und der Außenluft 12 kontinuierlich angepaßt, indem zumin dest ein einziger Behälter 6 in dem Raum 1 vorhanden ist, innerhalb dessen die Kunststoff-Kapillarrohrmatten 2 flach in senkrechten Ebenen oder gewickelt in senk rechten Ebenen enthalten sind, wobei der Außenluftstrom 12a von außen an den Kapillarrohren 5 vorbei geregelt in den Raum 1 geführt wird. Die Strömung kann durch einen überwiegenden Konvektionsanteil erzeugt werden; es ist aber auch möglich, zusätzlich (oder alternativ) einen erzwungenen Außenluftstrom-Anteil über einen (nicht gezeigten) Ventilator zu erzeugen.

Der Behälter 6 könnte in dem Raum 1 auch ortsveränderlich als Gehäuse 6a unter Berücksichtigung der Außenluftversorgung 10, der Heiz- bzw. Kühlwasser- Anschlußleitungen 13a bzw. 13b (Fig. 3) sowie der erforderlichen Regelarmaturen 14 gestaltet sein.

Eine in dem Raum 1 befindliche Wärmequelle 15 (z. B. ein Elektrogerät) kann be darfsweise in das Innere 6b des Behälters 6 eingesetzt werden oder durch das dann geschlossene Gehäuse 6a umgeben werden.

Die in dem Behälter 6 befindlichen Kunststoff-Kapillarrohrmatten 2 sind vorteilhaf terweise gegenüber der Summe der zu erwartenden Kühl- oder Heizleistung der Kühl- oder Heizlast thermisch überbemessen.

Zu diesem Zweck können in dem Behälter 6 auch mehrere zu- oder abschaltbare Kunststoff-Kapillarrohrmatten 2 vorgesehen werden.

Gemäß Fig. 2 ist eine gegenüber Fig. 1 abgewandelte Ausführungsform der Kunst stoff-Kapillarrohrmatte 2 eingesetzt. Von einem senkrecht angeordneten Verteiler rohr 3 sind die Kapilarrohre 5 zu einem senkrecht angeordneten Sammelrohr 4 in Bögen 5a verlaufend geführt. Unterhalb der Kapillarrohre 5 ist eine Kondensat- Auffangschiene 16, an den jeweiligen Querschnitt der Anordnung angepaßt, vorge sehen.

Gemäß den Fig. 3 und 4 ist das Gehäuse 6a senkrecht zur Strömungsrichtung der Außenluft 12 dargestellt. Verteilerrohr 3 und Sammelrohr 4 verlaufen senkrecht, wie in Fig. 2 erkennbar ist.

Das Verteilerrohr 3 und das Sammelrohr 4 sind jeweils mittels flexiblen Verbin dungsschläuchen 17 an die Heiz- bzw. Kühlwasser-Anschlußleitungen 13a bzw. 13b angeschlossen. Die Kapillarrohre 5 können in verschiedenen Konfigurationen inner halb des Gehäuses 6a verlegt sein. Grundsätzlich muß eine möglichst große Ober fläche dem Außenluftstrom 12a ausgesetzt sein.

Gemäß Fig. 4 sind mehrere Kunststoff- Kapillarrohrmatten 2 (vgl. Fig. 1) mit schlin genartigem Verlauf der Kapillarrohre 5 angeordnet, um das Erfordernis der großen Berührungsoberfläche zu erfüllen.

Bezugszeichenliste

1

geschlossener Raum

2

Kunststoff-Kapillarrohrmatten

3

Verteilerrohr

4

Sammelrohr

5

Kapillarrohre

6

Behälter

6

aGehäuse

6

bInneres des Behälters

7

Mauerwerk

8

Gebäudewand

9

Heiz- und Kühlwassernetz

9

aAblauf

9

bZulauf

10

Außenluftversorgung

10

aAußenluftzuströmöffnung

11

Ausgabeöffnung

12

Außenluft

12

aAußenluftstrom

13

aHeiz- bzw. Kühlwasser-Anschlußleitungen

13

bHeiz- bzw. Kühlwasser-Anschlußleitungen

14

Regelarmaturen

15

Wärmequelle

16

Kondensat-Auffangschiene

17

Verbindungsschläuche

Claims

1. Verfahren zum Heizen oder Kühlen von weitgehend geschlossenen Räumen durch Kunststoff-Kapillarrohrmatten, durch die Heiz- oder Kühlwasser zu- und wieder abgeführt wird, wobei die Kunststoff-Kapillarrohrmatten in Wohn-, Bü ro- oder Produktionsräumen zur Temperaturbeeinflussung angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Anteile der Wärmezufuhr oder der Wärmeabfuhr bezogen auf Kon vektion und/oder Strahlung denen der Wärmeinhalte von inneren und äuße ren Wärmeträgern kontinuierlich angepaßt werden, indem zumindest ein Be hälter in dem jeweiligen Raum angeordnet ist, innerhalb dessen die Kunst stoff-Kapillarrohrmatten flach oder gewickelt enthalten sind und daß ein Au ßenluftstrom von außen an den Kunststoff-Kapillarrohrmatten vorbei geregelt in den Raum geführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenluftstrom durch einen überwiegenden Konvektionsanteil er zeugt wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein erzwungener Außenluftstrom-Anteil erzeugt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenluftstrom-Anteil entfeuchtet wird.

5. Einrichtung zum Heizen oder Kühlen von weitgehend geschlossenen Räumen mittels Kunststoff-Kapillarrohrmatten, durch die Heiz- oder Kühlwasser zu- und wieder abführbar ist, wobei die Kunststoff-Kapillarrohrmatten in Wohn-, Büro- oder Produktionsräumen zur Temperaturbeeinflussung angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Behälter (6) für die an ein Heiz- oder Kühlwassernetz (9) angeschlossenen Kunststoff-Kapillarrohrmatten (2) in dem temperaturbe einflußbaren Raum (1) aufgestellt sind und daß ein Behälter (6) jeweils an eine Außenluftversorgung (10) angeschlossen ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Behälter (6) jeweils an eine Außenluftzuströmöffnung (10a) in einer Gebäudewand (8) angeschlossen ist und daß der Behälter (6) eine Ausgabeöffnung (11) für die temperaturbeeinflußbare Außenluft (12) zur Ab gabe in den weitgehend geschlossenen Raum (1) aufweist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (6) in dem Raum (1) ortsveränderlich unter Berücksichtigung der. Außenluftversorgung (10), der Heiz- und Kühlwasser-Anschlußleitungen (13a; 13b) sowie der Regelarmaturen (14) gestaltet ist.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine in dem Raum (1) befindliche Wärmequelle (15) bedarfsweise oder dauerhaft in das Innere (6b) des Behälters (6) einbaubar ist.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die in einem Behälter (6) befindlichen Kunststoff-Kapillarrohrmatten (2) gegenüber der Summe der zu erwartenden Kühl- oder Heizleistung der Kühl- oder Heizlast thermisch überbemessen sind.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Behälter (6) mehrere zu- oder abschaltbare Kunststoff- Kapillarrohrmatten (2) vorgesehen sind.