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Die Erfindung betrifft ein Kühldeckenelement zum Kühlen von Räumen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Aus dem Stand der Technik sind Kühl- bzw. Heizdecken bekannt, die aus Heizregistern und vollflächigen Metalllamellen aufgebaut sind. Die Heizdecken werden hauptsächlich in abgehängten Deckenkonstruktionen im Trockenbausystem eingesetzt. Die Metalllamellen müssen dabei für eine möglichst hohe Leistungsübertragung direkt an den üblich verwendeten Gipskartonplatten der Deckenkonstruktion vollflächig aufliegen. Da das Volumen der Metalllamellen, durch die vollflächige Ausformung sehr groß ist und dadurch der Verbrauch an metallischen Werkstoffen mit der Größe der Kühlflächen bzw. der zu kühlenden Räume enorm ansteigt, sind die aus dem Stand der Technik bekannten Kühldecken sehr teuer.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Kühldecke zum Kühlen von Räumen zu schaffen, die eine hohe Wärmeübertragung zwischen der Deckenkonstruktion und den Heizregistern ermöglicht und dabei möglichst geringe Kosten verursacht.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe bei einem Kühldeckenelement zum Kühlen von Räumen der eingangs genannten Art mit den im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen. Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass an jedem Kanal eine Lamelle angeordnet ist, wobei die Lamellen jeweils längsseitig seitlich von einander beabstandet sind. Weiters ist eine Verdrehsicherung vorgesehen, die mehrere Lamellen beaufschlagt und ein Verdrehen der Lamellen gegenüber ihrer Längsachse verhindert.
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Der Aufbau des Kühldeckenelements mit an den Kanälen einzeln voneinander beabstandet angebrachten Lamellen reduziert das Volumen der verwendeten Metalle um bis zu 30% und dadurch die Gesamtkosten der Kühldeckenelemente deutlich. Damit die Lamellen jedoch gleichmäßig auf der Deckenkonstruktion aufliegen, um eine möglichst hohe Wärmeübertragung zu gewährleisten, muss sichergestellt werden, dass die Lamellen sich gegeneinander nicht verdrehen. Dies wird durch die erfindungsgemäße Verdrehsicherung gewährleistet.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Kühldeckenelements werden in den Merkmalen der abhängigen Ansprüche beschrieben.
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Bei im Stand der Technik üblichen Rohrschlangensystemen wird ein hoher Druckverlust zwischen Vor- und Rücklaufsammelleitungen erzeugt und dadurch meist große Pumpen und ein hoher Energieaufwand zur Beförderung des Kälte bzw. Wärmemediums benötigt. Kleinere Pumpen und ein geringerer Energieaufwand können erzielt werden, indem das Heizregister, ein, vorzugsweise nach dem Tichelmann-Prinzip, mit einem Wärmemedium oder Kältemittel durchströmbares Register ist, eine, insbesondere gerade, parallel zueinander ausgerichtete Vorlaufverteilerleitung und Rücklaufsammelleitung, sowie eine Anzahl von senkrecht zu der Vorlaufverteilerleitung und der Rücklaufsammelleitung stehenden, insbesondere geraden, Kanälen umfasst. Der Druckverlust in den Heizregistern kann durch diese Anordnung um bis zu 20% je m2 gegenüber Rohrschlangensystemen reduziert werden.
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Die Leistungsübertragung zwischen den Heizregistern und der Unterkonstruktion kann erhöht werden, wenn die Lamellen aus Aluminium und insbesondere Aluminium-Strangpressprofile sind und/oder die Lamellen eine Unterseite und einen von der Oberseite abstehenden, vorzugsweise klammerartig geformten, Fortsatz aufweisen, wobei in dem Fortsatz eine Nut zum befestigen an einem Kanal ausgebildet ist. Da Aluminium einen vierfach höheren Wärmeübergangskoeffizienten gegenüber Stahl besitzt, werden für eine zuverlässige Leistungsübertragung Aluminiumlamellen verwendet. Im Gegensatz zu Stahl besitzt jedoch Aluminium sehr hohe Herstellungskosten und die aus Aluminium hergestellten Lamellen sind daher sehr kostenintensiv. Wie oben erwähnt kann die Einsparung des Volumens besonders bei diesen aus Aluminium gefertigten Lamellen die Herstellungskosten und damit den Gesamtpreis deutlich reduzieren.
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Im Bauwesen ist der Zeitfaktor ein besonders kostensteigender Faktor und daher ist es von Vorteil, wenn Systeme im Trockenbau sehr schnell und einfach montierbar sind. Für eine schnelle und einfache Montage ist vorgesehen, dass die Lamellen an den Kanälen aufsteckbar sind und sich die Lamellen entlang der Längsachse, insbesondere über die gesamte Länge, der Kanäle erstrecken.
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Um eine einfache und gleichmäßige Ausrichtung der Lamellen innerhalb eines Heizregisters zu erreichen, kann vorgesehen sein, dass die Verdrehsicherung als Drahtbügel ausgebildet ist, der alle am Heizregister angeordnete Lamellen beaufschlagt.
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Besonders Effektiv kann die Verdrehsicherung auf die Lamellen aufgebracht werden, wenn die Verdrehsicherung gerade und schlingenförmige Teilabschnitte aufweist, wobei die geraden Teilabschnitte an der Oberseite der Lamellen aufliegen und die schlingenförmigen Teilabschnitte an den Fortsätzen der Lamellen aufsteckbar und anlegbar sind, vorzugsweise die gegengleiche Ausformung der Fortsätze aufweisen und die in die Nuten der Fortsätze eingesteckten Kanäle umfassen und die Lamellen arretieren.
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Die Verbindung der einzelnen Heizregister bzw. der Anschlussleitungen zu den Heizregistern wird variabel gestaltet, indem Anschlüsse vorgesehen sind, die an den Enden der Vorlaufverteilerleitung und der Rücklaufsammelleitung auf einer Längsseite des Heizregisters links und/oder rechts oder diagonal angeordnet sind. Dadurch wird die Anpassung an verschiedene Raumdecken erleichtert und eine höhere Variabilität in der Gestaltung von Deckenkonstruktionen ermöglicht. So können z. B. Kühlsegel einfach realisiert werden.
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Um die Kühldeckenelemente an die Bausubstanz noch besser anpassen zu können, ist vorgesehen, die Anschlüsse die Vorlaufverteilerleitung und Rücklaufsammelleitung in einem Winkel von 0° bis 90° zur Flussrichtung des Mediums, insbesondere 90° zur Flussrichtung oder direkt in Flussrichtung, angeordnet sind.
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Die Montage und die Herstellung der einzelnen Heizregister und der Kühldeckenelemente wird wesentlich vereinfacht, indem die Kanäle, die Vorlaufverteilerleitung, die Rücklaufsammelleitung und die Anschlüsse aus Kunststoff bestehen und insbesondere schweißbar sind.
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Da in Heizregistern bzw. Kühldeckenelementen ein Wärmemedium bzw. Kältemittel verwendet wird, ist stets eine hohe Dichtheit gefordert. Dies wird besonders gut erreicht, indem die Kanäle und die Anschlüsse an die Vorlaufverteilerleitung und die Rücklaufsammelleitung angeschweißt, aufgepresst oder aufgesteckt sind.
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Eine leichte Montage und Austauschbarkeit einzelner Heizregister kann erreicht werden, wenn zumindest ein, vorzugsweise zwei, Einhängebügel vorgesehen ist, der das Heizregister entgegen der Schwerkraftrichtung abstützt. Die Enden der Einhängebügel werden dabei auf je einem parallel zueinander verlaufenden Rahmenprofil eingehängt.
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Um auch große Räume einfach kühlen zu können und variablere Montagemöglichkeiten zu erreichen, ist vorgesehen, dass mehrere strömungstechnisch in Serie geschaltete Heizregister und/oder gegebenenfalls mehrere zueinander parallel geschaltete Heizregister vorgesehenen sind.
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Der Transport des Mediums zu den einzelnen Heizregistern wird verbessert, indem eine mit den Vorlaufverteilerleitungen und den Rücklaufsammelleitung der Heizregister verbundene Vorlauf-Zuleitung und/oder eine Rücklauf-Rückleitung vorgesehen sind, die als Verteilerleitung, Tichelmannanschluss oder Ringleitung ausgeführt sind.
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Um eine einheitliche Verbindung zwischen den Rücklauf- bzw. Vorlaufzuleitungen und den einzelnen Vorlaufverteilerleitungen bzw. Rücklaufsammelleitungen zu erreichen, ist vorgesehen, dass die Vorlauf-Zuleitung und/oder die Rücklauf-Rückleitung an die Vorlaufverteilerleitung und die Rücklaufsammelleitung angeschweißt, aufgepresst oder aufgesteckt ist.
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Damit die Lamellen mehrerer Heizregister vollflächig auf der Unterkonstruktion aufliegen, ist vorgesehen, dass die Heizregister in einer Ebene angeordnet sind.
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Die Leistungsübertragung an die Deckenkonstruktion kann variiert werden, indem die Unterseite der Lamellen planeben ist oder die Unterseite strukturiert ausgebildet ist und/oder in der Unterseite eine Anzahl, vorzugsweise 1 bis 15, von sich über die gesamte Länge der Lamellen erstreckende Rillen ausgebildet sind.
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In großen Gebäuden kann es von Vorteil sein, wenn mehrere erfindungsgemäße Kühldeckenelemente kombiniert werden, wobei mehrere strömungstechnisch in Serie geschaltete Kühldeckenelement und/oder gegebenenfalls mehrere zueinander parallel geschaltete Kühldeckenelement vorgesehenen sind und wobei die Kühldeckenelemente in einer Ebene angeordnet sind.
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Ein derartiges Kühldeckenelement bzw. eine derartige Kühldecke wird in vorteilhafter Weise montiert, indem auf ein Heizregister Lamellen, insbesondere Aluminiumstrangpressprofile, aufgesteckt werden, wobei die Lamellen durch Verdrehsicherungen miteinander verbunden und gegeneinander gegen Verdrehung fixiert werden, und wobei die Heizregister mit den darauf fixierten Lamellen über Einhängebügel an Stahlkonstruktionen, insbesondere Rahmenprofilen, aufgehängt werden.
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Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.
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Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielsweise beschreiben.
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Es zeigen schematisch:
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1 und 2 perspektivische Darstellungen einer Ausführungsform des Kühldeckenelements,
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3 eine Ansicht auf die Unterseite einer Ausführungsform des Kühldeckenelements,
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4 eine Draufsicht einer Ausführungsform der Erfindung,
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5 eine Schnittansicht A-A gemäß 4,
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6 eine Schnittansicht B-B gemäß 4,
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7 eine Schnittansicht C-C gemäß 4,
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8 eine Schnittansicht D-D gemäß 4,
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9 eine Seitenansicht einer Ausführungsform der Erfindung,
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10 eine perspektivische Detailansicht des Kühldeckenelements und
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11 eine Detailansicht des Kühldeckenelements.
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1 und 2 zeigen perspektivische Ansichten eines erfindungsgemäßen Kühldeckenelements, wobei 1 eine perspektivische Ansicht der Oberseite und 2 eine perspektivische Ansicht der Unterseite einer Ausführungsform des Kühldeckenelements zeigen. 1 und 2 zeigen eine Vorlaufverteilerleitung 2 und eine Rücklaufsammelleitung 3, zwischen denen die beiden Vorlaufverteilerleitung 2 und die Rücklaufsammelleitung 3 verbindende Kanäle 1 angeordnet sind und das Strömen des Mediums von der Vorlaufverteilerleitung 2 zur Rücklaufsammelleitung 3 ermöglichen. Der Durchmesser der Kanäle 1 ist dabei geringer als der Durchmesser der Vorlaufverteilerleitung 2 und der Rücklaufsammelleitung 3 um eine gleichmäßige Verteilung des strömenden Mediums in alle Kanäle 1 zu ermöglichen. Die Vorlaufverteilerleitung 2 und die Rücklaufsammelleitung 3 sind gegenüber parallel zueinander angeordnet. Die Kanäle 1 sind jeweils senkrecht zu der Vorlaufverteilerleitung 2 und der Rücklaufsammelleitung 3 angeordnet. Bei dieser Ausführungsform sind die Kanäle 1 in die Vorlaufverteilerleitung 2 und die Rücklaufsammelleitung 3 eingesteckt.
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An die fünf dargestellten Kanäle 1 ist auf jedem Kanal 1 eine Lamelle 4 aufgesteckt. Die Lamellen 4 besitzen ein planebene Unterseite 12 und auf der Oberseite einen Fortsatz 13 (6). Der Fortsatz 13 ist bei dieser Ausführungsform zweiteilig, ragt senkrecht von der Oberseite der Lamelle 4 ab und ist klammerförmig mit einem schrägen im Querschnitt Trapezförmigen Steg und einem bogenförmigen Abschluss ausgebildet. Die beiden bogenartigen Abschlussstücke des Fortsatzes 13 bilden eine Nut. Die Nut besitzt die Form und Größe eines Kanals 1 und ermöglicht das Aufstecken der Lamellen 4 auf die Kanäle 1, wobei die Nut und der Kanal 1 Kraftschlüssig durch einen Presssitz verbunden werden und die Lamellen 4 nicht abfallen. Die Lamellen 4 erstrecken sich fast über die gesamte Längsachse der Kanäle 1 und sind nur um ca. 5% bis 10% kürzer als die Kanäle 1.
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Zwischen den Lamellen 4 ist eine alle Lamellen 4 verbindende Verdrehsicherung 5 ausgebildet. Die Verdrehsicherung 5 ist als gebogener Drahtbügel ausgeformt, wobei die Form der Verdrehsicherung 5 der Oberseite der Lamellen 4 angepasst ist und an den Lamellen 4 anliegt. Die Verdrehsicherung 5 hat sechs gerade 14 und fünf schlingenförmigen Teilabschnitte 15. Die geraden Teilabschnitte 14 liegen auf den Lamellen 4 Auf und verbinden jeweils die Oberseiten zweier benachbarter Lamellen 4. die schlingenförmigen Teilabschnitte 15 weisen die gegengleiche Ausformung der Fortsätze 13 auf und umfassen im Endbereich der Fortsätze 13 die in die Nuten eingesteckten Kanäle 1. Die Verdrehsicherung 5 ist auf die Lamellen 4 aufgesteckt, verbindet diese untereinander und arretiert die Lamellen 4 gegeneinander gegen Verdrehen entlang ihrer Längsachse und bewirkt dadurch, dass alle Lamellen 4 planeben in einer Ebene angeordnet sind. Zwischen den Lamellen 4 sind kleine Spalten der Breite von ca. 2 mm bis 2 cm ausgebildet, die eine Ersparnis an Material der Lamellen 4 bewirkt. Durch die Verdrehsicherung 5 wird jedoch gewährleistet, dass die Leistungsübertragung von der Unterkonstruktion durch die planebene Anordnung der Lamellen 4 maximiert wird.
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Die Heizregister 10 werden durch zwei Einhängebügel 6 entgegen der Schwerkraftrichtung gestützt. Die Einhängebügel 6 sind nahe der Rücklaufsammelleitung 3 und der Vorlaufverteilerleitung 2 an den Kanälen 1 angeordnet. Wie in 6 dargestellt liegen die Einhängebügel 6 mit ihren hakenförmig ausgebildeten Enden auf Rahmenprofilen 7 der Deckenkonstruktionen von üblichen Trockenbaudecken auf und stützen dadurch die Heizregister 10 an den Rahmenprofilen 7 ab. Die Einhängebügel 6 liegen auf den Kanälen 1 auf und behindern durch ihre schmale Ausdehnung nicht die vollflächige Auflage der Lamellen 4 auf den darunter angeordneten Deckenelementen.
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7 und 8 zeigen Schnittansichten C-C bzw. D-D einer Ausführungsform der Erfindung und zeigen die im Querschnitt kreisrunde Vorlaufverteilerleitung 2 und Rücklaufsammelleitung 3. Bei dieser Ausführungsform sind die Kanäle 1 in der Vorlaufverteilerleitung 2 bzw. Rücklaufsammelleitung 3 eingepresst und anschließend verschweißt. Die Kanäle 1, die Vorlaufverteilerleitung 2 und die Rücklaufsammelleitung 3 bestehen dabei aus schweißbaren Kunststoffen bzw. haben einen schichtartigen Aufbau bestehend aus unterschiedlichen Kunststoffen. An den Enden der Vorlaufverteilerleitung 2 und der Rücklaufsammelleitung 3 sind bei der in 3 dargestellten Ausbildungsform jeweils an gegenüberliegenden Enden Anschlüsse 11 ausgebildet. Die Anschlüsse 11 können aber auch an beiden Enden der Vorlaufverteilerleitung 2 und der Rücklaufsammelleitung 3 oder auch an diagonal gegenüberliegenden Enden der die Vorlaufverteilerleitung 2 und der Rücklaufsammelleitung 3 ausgebildet sein.
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Es kann vorgesehen sein, dass für variable Deckenkonstruktionen auch mehrere Heizregister bzw. Kühldeckenelemente vorgesehen sind, diese können dabei seriell bzw. parallel zueinander angeordnet sein. Ebenso ist es möglich, dass sowohl parallel als auch seriell zueinander angeordnete Heizregister und Kühldeckenelemente zur Kühlung bzw. Heizung von Räumen vorgesehen sind.
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Die einzelnen Heizregister und deren Vorlaufverteilerleitungen 2 bzw. Rücklaufsammelleitungen 3 werden dabei über die Anschlüsse 11 miteinander über Vorlauf-Zuleitungen 8 bzw. Rücklauf-Rückleitungen 9 verbunden. Die Zuleitungen 8 bzw. Rückleitungen 9 können im Tichelmann-Prinzip, also ähnlich wie die Heizregister 10 ausgebildet sein oder als übliche Verteilerleitungen bzw. Ringleitungen ausgeführt sein. Weiters ist es möglich, dass die Heizregister 10 untereinander direkt miteinander verbunden sind, also die Enden einer Vorlaufverteilerleitung 2 mit dem Ende einer weiteren Vorlaufverteilerleitung 2 bzw. die Rücklaufsammelleitung 3 mit einer weiteren Rücklaufsammelleitung 3 verbunden ist. Die identisch ausgebildeten Kühldeckenelemente werden dabei über die Einhängebügel 6 hintereinander bzw. nebeneinander in die Rahmenprofile 7 eingehängt und kommen dadurch in einer Ebene zu liegen. Die Lamellen 4 liegen dann großflächig und planeben auf den Deckenunterkonstruktionen auf und erreichen eine gleichmäßige und hohe Leistungsübertragung der Wärmemengen zwischen den Heizregistern 10 und den Deckenkonstruktionen bzw. den Räumen.
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Die Anschlüsse 11 der Vorlaufverteilerleitung 2 bzw. Rücklaufsammelleitung 3 können in unterschiedlichen Varianten und Winkeln zur Flussrichtung des in der Vorlaufverteilerleitung 2 und Rücklaufsammelleitung 3 strömenden Mediums angeordnet sein und einen Winkel von 0° bis 90° zur Flussrichtung des Mediums einnehmen. Ebenso können die Anschlüsse 11 direkt in Flussrichtung des Kältemittels bzw. Wärmemediums ausgerichtet sein.
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Alternativ können die Lamellen 4 anstelle der planebeneren Unterseite 12 auch strukturiert sein und z. B. Rillen an der Unterseite 12 haben. Die Rillen verlaufen dabei entlang der gesamten Längsachse der Lamellen 4. Es ist vorgesehen, dass je nach Breite der Lamellen 4 und Größe des Kühldeckenelements eine beliebige Anzahl von Rillen in der Unterseite 12 der Lamellen 4 ausgebildet sind, wobei bevorzugt 1 bis 15 Rillen vorgesehen sind.
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Im Folgenden wird die Montage eines erfindungsgemäßen Kühldeckenelements kurz erläutert:
Auf der Baustelle werden üblicherweise die Heizregister 10 vormontiert angeliefert, das heißt die Vorlaufverteilerleitung 2, die Rücklaufsammelleitung 3 und die Kanäle 1 sind schon fertig verschweißt, aufgesteckt oder verpresst. Im nächsten Schritt werden die Lamellen 4 auf die Kanäle 1 aufgesteckt, über die zwei Verdrehsicherungen 5 miteinander verbunden und dadurch gegeneinander ausgerichtet. Als weiterer Schritt werden die Einhängebügel 6 nahe der Enden der Kanäle 1 angelegt und anschließend das gesamte Kühldeckenelement an den Rahmenprofilen 7 aufgehängt. Zuletzt werden die Deckenelemente, meist Gipskartonplatten, an den Rahmenprofilen 7 angeschraubt und dadurch mit der Unterseite der Lamellen 4 planeben verbunden.
