DE202006000106U1

DE202006000106U1 - Deckenkonvektor

Info

Publication number: DE202006000106U1
Application number: DE202006000106U
Authority: DE
Original assignee: M+W Zander Gebaeudetechnik GmbH
Current assignee: Caverion Deutschland GmbH
Priority date: 2006-01-04
Filing date: 2006-01-04
Publication date: 2006-04-06
Anticipated expiration: 2016-01-05

Abstract

Deckenkonvektor (1), geeignet zur Abschirmung insbesondere fassadenseitiger Kältestrahlung, aufweisend ein Gehäuse mit einem Lufteinlass und einem an einer Decke (2) eines Raumes (3) anordbaren Luftauslass (15), und einen Wärmetauscher mit einem Rohrsystem, wobei der Wärmetauscher an zwei Wasserkreisläufe anschließbar ist und wobei ein erster Bereich des Rohrsystems von einem zweiten Bereich des Rohrsystems getrennt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrsystem eine Ebene (20) ausbildet, die im wesentlichen parallel zu einer Ebene der Decke (2) angeordnet ist, und dass ein Gehäuseraum (30) über einer Oberseite des Wärmetauschers durch ein Trennelement (29) entsprechend des Verlaufs der Trennung der Bereiche des Rohrsystems abgetrennt ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Deckenkonvektor, geeignet zur Abschirmung, insbesondere fassadenseitiger Kältestrahlung und eines dortigen Kaltluftabfalls, aufweisend ein Gehäuse mit einem Lufteinlass und einem an einer Decke eines Raumes anordbaren Luftauslass und einen Wärmetauscher mit einem Rohrsystem, wobei der Wärmetauscher an zwei Wasserkreislaufsysteme anschließbar ist und wobei ein erster Bereich des Rohrsystems von einem zweiten Bereich des Rohrsystems abgetrennt ist.
In Gebäuden mit raumhoher Verglasung führt die davon insbesondere im Winter ausgehende „Kältestrahlung" bzw. die im Sommer davon ausgehende Wärmestrahlung zu einer Einschränkung der Behaglichkeit und damit des Aufenthaltkomforts. Zudem kann es im Winter dazu kommen, dass sich die Raumluft an der Außenverglasung abkühlt und als abgekühlte Luft nach unten bis in den Fußbereich der im Raum anwesenden Personen strömen kann, was als störende Zugluft bemerkt wird.
Das genannte Problem ist bei unsanierter Fassade besonders deutlich. Bekanntermaßen kann die „Kältestrahlung" durch Platzierung von Brüstungsgeräten mit Heizfunktion gemildert oder gänzlich unterbunden werden, die in Fassadennähe angeordnet sind. Allerdings muss hierzu ein ausreichender Platz vorhanden sein, d.h. ein entsprechender Hohlraumboden, da Brüstungsgeräte vor der Fassade bei raumhoher Verglasung nicht erwünscht sind, weil sie generell die Nutzfläche reduzieren, was bei Gebäuden von Investoren auch die erzielbare Miete schmälert.
Auch in bestehenden Gebäuden ohne raumhohe Verglasung, die zwar im Inneren saniert werden, deren Fassade aber im alten Zustand verbleiben soll, treten die beschriebenen Probleme auf. Auch hier wird gewünscht, die vorhandenen Brüstungsgeräte vor der Fassade zu entfernen, um die nutzbare bzw. vermietbare Fläche zu erhöhen.
Die Trennung zweier Bereiche des Rohrsystems, d.h. zweier Wärmetauscherbereiche innerhalb eines Deckenkonvektors ist aus der DE 298 19 596 U1 bekannt. Die Wärmetauscherbereiche, die aus Rohren, die Rohrschlaufen bilden, und aus, diese Rohre in sich aufnehmenden, Rippen bzw. Lamellen gebildet sind, sind stehend, d.h. bezüglich der von der Decke des Raumes gebildeten Ebene senkrecht ausgerichtet, so dass die Rohrschlaufen übereinander angeordnet sind. In einem Ausführungsbeispiel der DE 298 19 596 U1 wer den zwei durch eine Rohrverbindung in Reihe aneinander geschlossene Wärmetauscherbereiche von einem wärmenden bzw. kühlenden Medium, insbesondere Wasser, durchströmt. Um an Luftaustrittsspalten des Luftauslasses Luft unterschiedlicher Temperatur ausblasen zu können, wird vorgeschlagen, die zueinander beabstandeten Wärmetauscher separat an zwei getrennte Wasserkreisläufe anzuschließen.
Jedoch führt die Nebeneinanderanordnung der beiden Wärmetauscherbereiche zu einer unerwünschten Wärmeübertragung, insbesondere durch Strahlungsaustausch, von dem wärmeren Medium innerhalb des einen Wärmetauscherbereichs zu dem kühleren Medium des anderen. Dies widerspricht dem Konzept der thermisch unterschiedlichen Behandlung zweier Raumbereiche. Ein weiterer Nachteil ist die stehende Anordnung der beiden Wärmetauscherbereiche wegen der damit verbundenen großen Bauhöhe des Deckenkonvektorgehäuses.
Aufgabe
Die Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, einen Deckenkonvektor vorzuschlagen, der trotz des möglichen Anschlusses an zwei Wasserkreisläufe dennoch eine hinsichtlich der Wärmeübertragung effiziente Anordnung der Bereiche eines Wärmetauschers innerhalb des Gehäuses des Deckenkonvektors vorschlägt.
Lösung
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Rohrsystem eine Ebene ausbildet, die im Wesentlichen parallel zu einer Ebene der Decken angeordnet ist und dass ein Gehäuseraum über einer Oberseite des Wärmetauschers durch ein Trennelement entsprechend des Verlaufs der Trennung zwischen den Bereichen des Wärmetauschers abgetrennt ist.
Durch die deckenparallele, d.h. liegende Anordnung des Rohrsystems, das den Wärmetauscher bildet, ist ein besonders flacher Gehäuseaufbau möglich, so dass der Deckenkonvektor, sofern er nicht in Zwischendecken eingebaut wird, sich auch unterhalb einer Raumdecke anordnen lässt, ohne optisch besonders zu stören. Dies ist vor allem dann vorteilhaft, wenn die Aufgabe des vorgeschlagenen Deckenkonvektors darin bestehen soll, den Raum vor fassadenseitig in den Raum gelangender „Kältestrahlung" abzuschirmen. Die Fassade eines Raumes bzw. Gebäudes wird bevorzugt von Glasbauelementen gebildet, so dass ein Verdecken der Glaselemente regelmäßig als besonders störend empfunden wird. Die Erfindung enthält als wesentliches Merkmal die Abtrennung der beiden thermischen Bereiche innerhalb des Deckenkonvektors durch ein Trennelement. Dieses Trennelement kann als Schott bzw. Wandung ausgestaltet sein. Insbesondere sieht die Erfindung einen Luftraum über der Oberseite des Wärmetauschers vor, der durch das Trennelement entsprechend des Verlaufs der thermischen Abtrennung abgetrennt sein soll.
Eine in thermischer Hinsicht besonders wirksame Abtrennung lässt sich dadurch erreichen, dass das Trennelement auch das Rohrsystem in zwei Bereiche unterteilt.
Der Erfindungsgegenstand lässt sich durch ein Umschalten von einer Betriebsart, bei der jede der zwei Bereiche des Rohrsystems Teil jeweils eines eigenen Wasserkreislaufsystem ist, in eine zweite Betriebsart, bei der beide Bereiche des Rohrsystems Teil eines gemeinsamen Wasserkreislaufsystems sind, verbessern. In der ersten Betriebsart kann die der Fassade zugewandte Seite eines Raumes mit Warmluft beaufschlagt werden und gleichzeitig der Raum mit isothermer oder gekühlter Luft versorgt werden. Dazu wird aus dem Raum Sekundärluft angesaugt und als Warmluft über den Luftauslass der Fassade zugeführt oder als Isotherm- oder Kühlluft dem Rauminneren. Zwischen den beiden Bereichen des Rohrsystems existieren durch das erfindungsgemäße Trennelement keine ungewünschten Wärmeströme. Insbesondere in dem Luftraum oberhalb des Wärmetauschers werden durch die Anordnung des Trennelementes derartige Wärmeströme auf einfache Weise vermieden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn in einer zweiten Betriebsart, bei der beide Bereiche des Rohrsystems Teile eines gemeinsamen Wasserkreislaufsystems sind, der gesamte Wärmetauscher zum Heizen bzw. Kühlen benutzt werden kann. So kann in einem reinen Kühlbetrieb im Sommer die gesamte Fläche des Wärmetauschers als Kühlfläche genutzt werden.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der 1 bis 3 näher beschrieben.
Es zeigt:
1 eine schematische Ansicht eines mit einem erfindungsgemäßen Deckenkonvektor ausgestatteten Raums,
2 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Deckenkonvektors gemäß 1 und
3 ein Schema der hydraulischen Verschaltung des Deckenkonvektors gemäß 1.
Die 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Deckenkonvektor 1, der an einer Decke 2 eines Raumes 3, insbesondere innerhalb einer Zwischendecke 4 angebracht ist. Der Deckenkonvektor 1 beaufschlagt eine Fassade 5 des Raums 3 mit Warmluft. Die Strömung der Warmluft ist durch die Pfeile 6 gekennzeichnet. Insbesondere zeigt die 1 dass nicht nur aus dem Deckenkonvektor 1 Warmluft strömt, sondern auch andere Warmluftquellen im Raum 3 vorhanden sind. Warme Luft entströmt insbesondere einer zentral an der Decke 2 des Raumes 3 angeordneten Lichtquelle 7, einem Monitor 8 und einem Computerterminal 9. Eine im Raum 3 anwesende Person 10 ist ebenfalls eine Wärmequelle. Neben der Beaufschlagung der Fassade 5 mit Warmluft wird der Raum 3 gleichzeitig mit isothermer oder gekühlter Luft, die durch den Pfeil 11 dargestellt ist, versorgt. Dazu wird aus dem Raum 3 Sekundärluft (Pfeil 12) angesaugt und zugleich als Warmluft (Pfeil 6) und Isotherm- oder Kühlluft (Pfeil 11) dem Raum 3 wieder zugeführt.
In der 2 wird die Funktion des Deckenkonvektors 1, insbesondere die Luftführung im Inneren des Deckenkonvektors 1 näher beschrieben. Sekundärluft strömt in Pfeilrichtung der Pfeile 12 zum Inneren des Deckenkonvektors 1. Dies wird dadurch erreicht, dass die in der Richtung der Pfeile 13 einströmende Primärluft die entsprechende Induktionswirkung für die Sekundärluft hervorruft. Die Sekundärluft tritt dabei über den Querschnitt 14, der vom Luftauslass 15 gebildet wird, in das Innere des Deckenkonvektors 1 ein und durchströmt des Weiteren zwei Wärmetauscherbereiche 16, 17 eines Wärmetauschers. Der Wärmetauscherbereich 16 weist eine Rohrschlange 18W auf, die innerhalb einer Mehrzahl von senkrecht zu dem Verlauf der Rohrschlange 18W ausgerichteten Metallrippen 19 in Form von Lamellen angeordnet ist. Die Rohrschlange 18W bildet dabei ein Rohrsystem, welches wiederum eine Ebene 20 ausbildet, die parallel zu einer Ebene 21 der Decke 2 des Raums 3 angeordnet ist.
Die Sekundärluft strömt zwischen den Metallrippen 19 des Wärmetauscherbereichs 16 von unten nach oben, da ein Induktionsstrahl der Primärluft eine entsprechende Induktionswirkung auf die Sekundärluft entfaltet. Die aus der Sekundärluft und der Primärluft gebildete Mischluft wird sodann aus dem Bereich des Wärmetauschers zu der von der Fassade 5 gebildeten Fassadenseite geleitet. Der Weg, den die Mischluft zurücklegt, wird durch den Pfeil 23 beschrieben, der in seinem Verlauf dem Pfeil 6 ähnelt. Durch die Warmluf bzw. Mischluft wird eine in 1 durch einen Pfeil 24 angedeutete „Kältestrahlung" 25 bzw. ein Kaltluftabfall, die von der Fassade ausgehen, abgesperrt, so dass es nicht mehr zu thermischen Komforteinschränkungen für im Raum befindliche Personen kommen kann.
Der Wärmetauscherbereich 17 des Deckenkonvektors 1 entspricht in seinem Aufbau dem schon beschriebenen Wärmetauscherbereich 16. Jedoch wird die Mischluft nicht als Warmluft der Fassadenseite zugeleitet, sondern strömt als Isotherm- bzw. Kühlluft gemäß Pfeil 11 in den Raum 3 ein. Für das gleichzeitige Heizen bzw. Kühlen eines Raumes durch den Deckenkonvektor 1 werden die beiden Wärmetauscherbereiche 16, 17 hydraulisch so verschaltet, dass die Rohrschlangen 18W, 18K an zwei voneinander getrennte bzw. trennbare Wasserkreisläufe angeschlossen sind. Die mit dem Heizmedium beaufschlagte Rohrschlange 18W ist dabei der Fassade zuzuordnen und die mit dem Kühlmedium beaufschlagte Rohrschlange 18K ist dem gegenüber dem Raum 3 zugewandt. Dies erlaubt, sowohl die Fassade mit warmer Luft zu beaufschlagen als auch den Raum mit isothermer bzw. gekühlter Luft. Damit zwischen den beiden Wärmetauscherbereichen 16 und 17 keine unerwünschten Wärmeströme auftreten, sind diese thermisch voneinander getrennt bzw. geteilt ausgeführt. Die Trennung wird allein durch einen gewissen Abstand 25 zwischen den beiden Wärmetauscherbereichen 16 und 17 erreicht. Falls gewünscht, kann zwischen den Wärmetauscherbereichen im Bereich des Spaltes aber auch in plattenförmiges Isolierelement angeordnet werden, um die thermische Trennung zu optimieren. Im Luftraum oberhalb der beiden Wärmetauscherbereiche 16, 17, d.h. zwischen der Ebene 26o der Oberseite der Wärmetauscherbereiche 16 und 17 und der Unterseite eines Primärluftschachtes 26u, von dem auch die beiden Düsen 27 und 28 ausgehen, ist ein Trennelement 29 in Form eines Schotts vorhanden, welches an der Unterseite der Primärluftverteilkammer 26 angebracht ist. Das Trennelement 29 teilt einen Raum 30 oberhalb der beiden Wärmetauscherbereich 16 und 17 in zwei gleichgroße Volumina auf. Das Trennelement verläuft senkrecht zu der von der Decke 2 gebildeten Ebene 21. Selbstverständlich ist es auch möglich, das Trennelement 29 dadurch zu vergrößern, dass es weiter nach unten, d.h. bis zum Bereich des Querschnitts 14 des Luftauslasses 15 gezogen wird und bei geeigneter Materialauswahl dann als Isolierelement wirkt. Dadurch wären die von den Rohrschlangen 18W und 18K gebildeten Bereiche des Rohrsystems, insbesondere bezüglich Wärmestrahlung, durch das Trennelement 29 voneinander getrennt.
Die in 3 gezeigte hydraulische Verschaltung der Rohrschlangen 18W und 18K kann durch einen von einem Motor 31 zu öffnenden Bypass 32 erweitert werden. Auf diese Weise ist es, etwa während der Sommermonate, d.h. im Kühlbetrieb, möglich, beide Wärmetauscherbereich 16, 17 zum Kühlen zu nutzen, da das Kühlmedium bei geöffnetem Bypass 32 und geschlossenem Ventil 33 sowie geöffnetem Ventil 34 nach Durchströmung der Rohrschlange 18K die Rohrschlange 18W durchströmt.
Die 3 zeigt des Weiteren ein Regelventil 33, welches im Normalbetrieb geschlossen ist. Das Regelventil 33 regelt während des Normalbetriebs die Wärmeleistung für den inneren Raumbereich. Für die Leistungsregelung des Heizkreises (Rohrschlange 18W) wird das Ventil 34 im Normalbetrieb genutzt. Zur Regelung der Kühlleistung durch beide Wärmetauscherbereiche kann das Ventil 34 bei geschlossenem Ventil 33 ebenfalls genutzt werden. Durch diese Schaltung lässt sich die Effizienz des Deckenkonvektors maximal ausnutzen.

Claims

Deckenkonvektor (1), geeignet zur Abschirmung insbesondere fassadenseitiger Kältestrahlung, aufweisend ein Gehäuse mit einem Lufteinlass und einem an einer Decke (2) eines Raumes (3) anordbaren Luftauslass (15), und einen Wärmetauscher mit einem Rohrsystem, wobei der Wärmetauscher an zwei Wasserkreisläufe anschließbar ist und wobei ein erster Bereich des Rohrsystems von einem zweiten Bereich des Rohrsystems getrennt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrsystem eine Ebene (20) ausbildet, die im wesentlichen parallel zu einer Ebene der Decke (2) angeordnet ist, und dass ein Gehäuseraum (30) über einer Oberseite des Wärmetauschers durch ein Trennelement (29) entsprechend des Verlaufs der Trennung der Bereiche des Rohrsystems abgetrennt ist.
Deckenkonvektor (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Bereiche des Rohrsystems durch das Trennelement (29) voneinander getrennt sind.
Deckenkonvektor (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrsystem mit Lamellen versehen ist.
Deckenkonvektor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckenkonvektor (1) von einer ersten Betriebsart, bei der jeder der zwei Bereiche des Rohrsystems Teil jeweils eines eigenen Wasserkreislaufes ist, in eine zweite Betriebsart umschaltbar ist, bei der beide Bereiche des Rohrsystems Teil eines gemeinsamen Wasserkreislaufes sind.
Deckenkonvektor (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass während der zweiten Betriebsart nur eine Umwälzpumpe arbeitet.