DE2621186A1

DE2621186A1 - Vorrichtung zum klimatisieren von aussenliegenden raeumen eines gebaeudes

Info

Publication number: DE2621186A1
Application number: DE19762621186
Authority: DE
Inventors: Karl Gartner
Original assignee: Josef Gartner and Co
Current assignee: Josef Gartner and Co
Priority date: 1976-05-13
Filing date: 1976-05-13
Publication date: 1977-11-17
Also published as: DE2621186B2; DE2621186C3

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Klimatisieren von außenliegenden Räumen eines Gebäudes mit einer Fassade, bestehend aus einem Gerüst aus Hohlstützen und Hohlriegeln, an denen die Fassadenelemente, beispielsweise Glasscheiben, Brüstungen, Abdeckplatten und dergleichen, im wesentlichen frei von Wärme- oder Kältebrücken angebracht sind.

Die bisher verwendeten Klimaanlagen sind sogenannte Induktionsklimaanlagen, welche eine zentrale Klimaanlage und in jedem Raum ein Induktionsgerät aufweisen. Die Induktionsgeräte sind mit der zentralen Klimaanlage über Rohre verbunden, wobei ein Vor- und Rücklauf für ein Wärme zuführendes Transportmittel, ein Vor- und ein Rücklauf für ein Wärme abführendes Transportmittel sowie eine Zuführungsleitung für Primärluft erforderlich sind. Diese Leitungen müssen zu jedem Induktionsgerät in jedem Raum getrennt geführt werden.

709846/054.''

26211

Die Primärluft wird unter hohem Druck zugeführt, die an dem Induktionsgerät durch eine Düse austritt, die so gebaut ist, daß gleichzeitig Sekundärluft aus dem Raum angesaugt und ausgestoßen wird. Der Druck der Primärluft muß dabei so bemessen sein, daß die im Raum befindliche Luft wenigstens sechs- bis siebenmal umgewälzt wird.

Diese Induktionsklimaanlagen haben den Nachteil, daß ihre Bauweise sehr aufwendig ist, daß ihr Betrieb sehr viel Energie erfordert und daß in den einzelnen Räumen befindlicher Schmutz durch die Sekundärluft ständig im Raum aufgewirbelt wird. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Induktionsanlage die Temperatur sogenannter Strahlungslöcher kaum beeinflussen kann. Derartige Strahlungslöcher sind Wandbereiche, deren Temperatur sich sehr stark von der Durchschnittsraumtemperatur unterscheidet. Typische Strahlungslöcher sind große Glasfensterflächen. Die Mauern eines Raums nehmen aufgrund ihrer Wärmespeicherfähigkeit im wesentlichen Raumtemperatur an. Eine im Raum befindliche Person strahlt nach allen Seiten Wärme ab, wobei eine Wärmeeinstrählung von den auf Raumtemperatur befindlichen Wänden auf die Person erfolgt. Diese Wärmeeinstrählung kann jedoch an den Strahlungslöchern zu klein oder zu groß sein, was d<*s Jehaglichkeitsgefühl, der in dem Raum befindlichen Person stark beeinträchtigt, da dieser entweder zuwenig oder zuviel Wärme zurückgestrahlt wird.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht deshalb darin, die Vorrichtung der eingangs genannten Art auf der Fassadeninnenseite so vorzusehen, daß das Auftreten einer Schmutzaufwirbelung und von Strahlungslöchern weitgehend ausgeschlossen wird.

Diese Aufgabe wird ausgehend von der Vorrichtung der eingangs genannten Art durch ein erstes, schnell ansprechendes System für die Wärmezu- oder -abfuhr aus

70S8A6/05A0

den Räumen, bestehend aus wenigstens einem auf der Raumseite der Fassadenelemente im bodenseitigen Bereich eines jeden Stockwerkes angeordneten, mit Längsrippen versehenen Rohr, welches an einen gewöhnlich von Wasser als Transportfluid durchströmten Vorlauf und Rücklauf angeschlossen ist, und aus einem das Rohr im wesentlichen bertihrungsfrei umschließenden Luftkanal, der an eine Luftfördereinrichtung angeschlossen ist und raumseitige Luftauslaßschlitze aufweist, wobei im Raum wenigstens eine öffnung für die Luftabführung vorgesehen ist, durch ein zweites, langsam ansprechendes System für die Wärmezu- oder -abfuhr aus den Räumen, bestehend aus den von Wasser durchströmten Hohlstützen, die über die Hohlriegel in festgelegter Weise miteinander verbunden sind, sowie durch eine Koppelung der beiden Systeme gelöst, die darin besteht, daß einerseits in Strömungsrichtung des Wassers aufeinanderfolgend der Vorlauf, das mit Längsrippen versehene Rohr, die Hohlpfosten und Hohlriegel und der Rücklauf angeordnet sind und daß andererseits ein Teil der aus den Luftauslaßschlitzen austretenden Luft gegen die Hohlstützen und gegebenenfalls gegen die Hohlriegel gerichtet ist.

Diese Vorrichtung hat den Vorteil, daß sie äußerst platzsparend direkt in die Passade eingearbeitet ist und daß bei Vermeidung von Strahlungslöchern eine optimale Klimatisierung erreicht wird, wie dies bisher von der Fachwelt nicht für möglich gehalten wurde. Ein Vergleich eines auf herkömmliche Weise berechneten Klimatisierungsprojektes mit einer entsprechend angepaßten erfindungsgemäßen Klimatisierungsvorrichtung zeigt, daß die herkömmlichen Vierte um mehr als 5ο % unterschritten werden können, um die gleichen Wirkungen wie mit den bekannten Klimatisierungsanlagen zu erreichen. Diese Wirkung, die sich völlig überraschend gezeigt hat, wird darauf zurückgeführt, daß einerseits das erste System infolge des geringen Volumens der Rohre

709846/054G

sehr schnell anspricht, d.h. durch Strömen voft ^ftrftidnP O oder kaltem Wasser in den Rohren oder durch Unterbrechung dieser Strömung kann sehr schnell die erwünschte Luftaufheizung oder Kühlung erreicht werden. Da andererseits die Luftströmung gleichzeitig zu einer Zwangskonvektion an der Außenseite der Hohlstützen und gegebenenfalls der oberen querverlaufenden Hohlriegel sowie der Glasflächen sorgt und in den Hohlstützen sehr große Wassermengen enthalten sind, bildet das zweite System einen Speicher, der eine Änderung der Basiswerte nur sehr langsam zuläßt. Außerdem erfolgt ein Wärmeübergang durch Strahlung mit hohem Wirkungsgrad zwischen Hohlpfosten, Glasscheiben und Raumluft.

Zweckmäßigerweise ist die öffnung für die Luftabführung wenigstens ein Schlitz in der dem Raum zugewandten zur Fassade parallelen Wand eines am Boden des Raums anliegend an die Fassade unterhalb des Luftkanals angeordneten Luftabführkanals. Der Schlitz ist dabei zweckmäßigerweise ein Längsschlitz in dem von einem Hohlriegel gebildeten Luftabführkanal. Dabei kann der Luftabführkanal mit dem Schlitz zusätzlich zu einer deckensextigen Luftabführung vorgesehen sein. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß mit einer dreimaligen Luftumwälzung pro Zeiteinheit die gleiche Wirkung erzielt wird, wie mit einer bei Induktionsanlagen im gleichen Zeitraum erforderlichen siebenmaligen Umwälzung, während gleichzeitig jede Staubauf wirbelung verhindert wird.

Der Wärmeübergang an der Außenseite der Hohlstützen an die im Zwangsstrom geführte Luft kann dadurch erheblich verbessert werden, daß wenigstens an den zur Fassade senkrechten Wänden der Hohlstützen Rippen wärmeleitend angebracht sind, denen jeweils ein zur Fassade vertikaler Schlitz in dem den Luftkanal bildenden Brüstungshohlriegel zugeordnet ist. Dabei erstrecken sich die Rippen im allgemeinen parallel zur Fassade. Zur weiteren Oberflächenvergrößerung kann eine die Rippen tragende, zur Fassade senkrechte Zwischenwand im Abstand von den Hohlstützenwänden angeordnet werden, wobei der Schlitz im Luftkanal

ORIGINAL INSPECTED

_|(Γ

innerhalb dieses Abstandes liegt. Die Rippen können
dabei nach außen abstehen, sie können jedoch auch die
wärmeleitende Verbindung zwischen der Zwischenwand und den Hohlstützenwänden bilden. Durch diese Oberflächenvergrößerung der Hohlstützenwände wird eine noch bessere Klimatisierung der Räume möglich.

Die Luftkanäle sind vorteilhafterweise an mehreren Geschossen zugeordnete vertikale Luftzuführungskanäle so angeschlossen, daß eine Luftgeschwindigkeit in jedem
Luftkanal von 4 bis 6 m/s gewährleistet ist.

Die Steuerung des schnell ansprechenden Systems erfolgt zweckmäßigerweise durch ein in der wasserdurchströmten Verbindungsleitung zwischen dem mit Längsrippen versehenen Rohr und den Hohlstützen angeordnetes thermostatgesteuertes Ventil. Eine weitere Steuermöglichkeit besteht darin,
einlaßseitig im Luftkanal eine thermostatgesteuerte Drosseleinrichtung vorzusehen.

Dabei kann dem Ventil in der wasserdurchströmten Verbindungsleitung und der Drosseleinrichtung im Luftkanal ein gemeinsamer Thermostat so zugeordnet sein, daß beim öffnen _} bzw. Schließen des Ventils die Drosseleinrichtung stärker oder weniger drosselt. Die mit diesen Steuerfunktionen erreichbaren Wirkungen werden später noch anhand des
Klimatisierungsverfahrens erläutert.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich besonders für Großbauten. Dabei ist die Fassade je * Stockwerk in identische Funktionsfelder unterteilt, von denen jedes eine festgelegte Anzahl von Hohlstützenabschnitten mit dazwischenliegenden Fassadenflächen, einen gemeinsamen Luftkanal mit einem Anschluß an den LuftZuführungskanal,

einen gemeinsamen bodenseitigen Luftabführungskanal und ein durchgehendes Rohr mit Längsrippen aufweist, an das ILi miilMmaismim Mi du tMiOititqntiMrtc Ventil so angeschlossen sind, daß über die Hohlriegel im wesentlichen alle Hohlstützen bis zum Rücklaufanschluß durchströmt werden.

Bei einer speziellen Ausfuhrungsform besteht jedes Funktionsfeld aus wenigstens drei nebeneinanderliegenden Fassadenflächen, wobei die erste Fassadenfläche von einem oberen Blindriegel, einem unteren, den Luftabführkanal bildenden Hohlriegel, einem Hohlstützenabschnitt des vorhergehenden Funktionsfeldes sowie einem zugehörigen Hohlstützenabschnitt begrenzt wird, im Bereich der ersten Fassadenfläche der Luftzuführkanal und der Vorlauf an dem in Brüstungshöhe verlaufenden Luftkanal bzw. an das Rohr mit Längsrippen sowie der Luftabführkanal bodenseitig angeschlossen sind, die letzte Hohlstütze der letzten Fassadenfläche deckenseitig an den Rücklauf angeschlossen ist, zwischen dem Rücklauf und dem Anschluß an das thermostatgesteuerte Ventil in der letzten Hohlstütze eine Trennwand eingesetzt ist und die übrigen Hohlriegel und Hohlstützen miteinander verbunden sind.

Mit der vorstehend beschriebenen Vorrichtung lassen sich die außenliegenden Räume eines Gebäudes auf äußerst einfache und unkomplizierte Weise klimatisieren.

Zum Heizen der Räume wird das Wasser den Rohren in den Luftkanälen mit einer solchen Temperatur zugeführt _f daß äie Temperatur der Hohlstützen etwas, jedoch ausreichend über der gewünschten Raumtemperatur liegt, während die Luft den Luftkanälen mit einer Temperatur zugeführt werden kann, die unterhalb der gewünschten Raumtemperatur liegt. Dies hat den Vorteil, daß, wenn Temperaturstörungen auftreten, beispielsweise in einen beheizten Raum plötzlich mehrere Menschen eintreten oder plötzlich Lampen eingeschaltet werden, die gewünschte Raumtemperatur dadurch

709846/0540

aufrechterhalten werden kann, daß über den Thermostat das Ventil geschlossen und somit der Wassertransport unterbrochen wird. Da die in dem Wasser im Rippenrohr gespeicherte Wärme infolge des kleinen Volumens bzw. der kleinen Masse ziemlich klein ist, wird diese Wärme sehr schnell an den Raum abgegeben, bis die Luft mit der unterhalb des Sollwertes für den Raum liegenden Temperatur die Raumtemperatur soweit abkühlt, daß der Ist-Wert erreicht wird. Dabei wird eine Unterschreitung der Raumtemperatur auch bei nicht ansprechendem Thermostaten nur äußerst langsam erfolgen, da die Luft weiterhin Wärme von den einen großen Wärmespeicher bildenden Hohlstützen abtransportiert, so daß eine Abkühlung besonders gefährdeter Stellen, wie beispielsweise der Glasflächen, und somit die Bildung von Strahlungslöchern, wirksam unterbunden wird.

Wenn die Räume klimatisiert werden, ohne daß Störungen in Form lokaler Wärmequellen auftreten, kann für Heizzwecke die Temperatur der den Luftkanälen zugeführten Luft auch etwas oberhalb der gewünschten Raumtemperatur liegen.

Zum Kühlen der Räume wird das Wasser den Rohren in den Luftkanälen mit einer solchen Temperatur zugeführt, daß die Temperatur in den Hohlstützen etwas, jedoch ausreichend unterhalb der gewünschten Raumtemperatur liegt, während die. Luft mit einer Temperatur zugeführt wird, die bei erwarteten Temperaturstörungen oberhalb der gewünschten Raumtemperatur liegt. Durch Unterbrechung des Wasserstromes in den Rohren bei auftretenden Temperaturetorungen läßt sich infolge der höheren Lufttemperatur den Räumen sehr schnell wärmere Luft zuführen, wobei jedoch einem zu schnellen Wärmeentzug infolge der Zwangskonvektion der Luft an den etwas kälteren Hohlstützen entgegenwirkt und dadurch die Konstanz der gewünschten Raumtemperatur gewährleistet wird.

709U6/0SA0

■•■ο

262Ί 186

Wenn in den zu kühlenden Räumen keine Störungen zu erwarten sind, kann die Luft den Luftkanälen auch mit einer Temperatur zugeführt werden, die unterhalb der gewünschten Raumtemperatur liegt.

Die vorstehenden Ausführungen zeigen, daß sich die erfindungsgemäße Vorrichtung sowohl für Heiz- als auch Kühlzwecke durch die Hintereinanderschaltung des schnell wirkenden ersten Systems mit geringer Wärmekapazität und des langsam wirkenden zweiten Systems mit großer Wärmekapazität deshalb besonders eignet, da dadurch eine schnelle Kompensierung von lokalen Temperaturetörungen im Raum erreicht und die Konstanz bzw. der Basiswert der Raumtemperatur nur sehr langsam beeinflußt werden kann.

Schließlich ist noch darauf hinzuweisen, daß infolge der Speicherwirkung der Wasserfüllung der Hohlstützen und Hohlriegel die Fassade im Sommer auf der Sonnenseite auf der gewünschten TEmperatur gehalten wird, da infolge der großen Massen sehr viel Wärme gespeichert werden kann und außerdem infolge der Umwälzung des Wassers in den Hohlstützen und Querriegeln ein Wärmeabtransport zu nicht auf der Sonnenseite liegenden Hohlstützen und Querriegeln erfolgt.

Außerdem arbeitet das System mit hohem Wirkungsgrad, da es die Wärmeübergänge durch Konvektion und durch Strahlung optimal miteinander koppelt.

Außerhalb der Arbeitsstunden läßt sich eine große Energieeinsparung dadurch erreichen, daß die Wasserumwälzung aufrechterhalten wird, während die Luftumwälzung unterbrochen wird, um die gewünschte Raumtemperatur in etwa aufrecht zu erhalten.

Anhand der beiliegenden Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert.

709846/054 ι

Fig. 1 zeigt schematisch in einer Vorderansicht zwei nebeneinander angeordnete Funktionsfelder der Fassade eines Stockwerkes.

Fig. 2 ist ein Schnitt längs der Linie U-II von Fig. Fig. 3 ist ein Schnitt längs der Linie HI-III von Fig. Fig. 4 zeigt in einer Einzelheit einen Steuerthermostaten,

Fig. 5 zeigt im Querschnitt in einer Einzelheit eine erste Ausführungsform einer Hohlstütze.

Fig. 6 zeigt in einer Ansicht wie Fig. 5 eine zweite Ausführungsform einer Hohlstütze.

Fig. 7 zeigt in einer Ansicht wie Fig. 6 eine dritte Ausführungsform einer Hohlstütze.

Die in Fig. 1 gezeigten Funktionsfeider einer Fassade bestehen aus im Abstand voneinander angeordneten Abschnitten von Hohlstützen 1,2 und 3 sowie aus der Hohlstützte 1¹ des angrenzenden nächsten Funktionsfeldes. Die erste Fassadenfläche 23 wird von den Hohlstützen 1 und 2 und den Querriegeln 4 und 6 gebildet. Die zweite Fassadenfläche wird von den Hohlstützen 2 und 3 und den Hohlriegeln 5 und 7 gebildet. Die dritte Fassadenfläche wird von der Hohlstütze 3 und der dem benachbarten Funktionsfeld zugehörigen Hohlstütze 1', einem oberen Blindriegel 8 und einem unteren Hohlriegel 9 gebildet, der eine andere Funktion hat als die unteren Hohlriegel 6 und 7 der Flächen 23 und 22.

Wie aus Fig. 2 und 3 zu ersehen ist, sind an jeder Fassadenfläche zwei Glasscheiben 27 mittels Isolierprofilen

709B46/054J

\ζ

im wesentlichen wärme- und kältebrückenfrei an den Hohlstützen und zwischen Brüstungsplatten 29 gehalten. Im Bereich des oberen Endes der Brüstungsplatte ist ein horizontaler Luftkanal 15 angeordnet, der sich auf der Innenseite der Fassade über alle drei Fassadenflächen 21 bis erstreckt, wobei für den Durchgang durch die Hohlstützen 2 und 3 Verbindungsrohre 25 vorgesehen sind. Wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, hat jeder Luftkanal 15 eine abnehmbare Wand 24 und ist in seinem Inneren mit einem Rohr 11 mit Längsrippen 26 versehen, die sternförmig um das Rohr herum angeordnet sind. Der Luftkanal 15 hat einen sich in seiner Längsrichtung erstreckenden, zur Fassadenfläche parallelen düsenförmig ausgebildeten Schlitz 16, durch den Luft-austritt, die durch den Luftzuführungskanal 14 zugeführt wird und im Wärmeaustausch längs des Rohres 11 und der Rippen 26 strömt.

Am Ende der Fassadenfläche 23 wird das Rohr 11 über eine Verbindungsleitung, in der ein Ventil 12 angeordnet ist, an den unteren Teil der Hohlstütze 1 angeschlossen, die durch eine Trennwand 13 von dem oberen Teil der Hohlstütze 1 abgeschlossen ist. über die Querriegel 6 und 7 sowie die Hohlstützen 2 und 3 und die Querriegel 5 und 4 ist eine Verbindung zu dem Rücklauf 18 hergestellt. Das über den Vorlauf 1o dem Funkticnsfeld zugeführte Wasser zum Heizen oder Kühlen der über den LuftZuführungskanal 14 dem Kanal 15 zugeführten Luft strömt in dem Rohr 11 und über das Thermostatventil 12 in die Hohlstütze 1 und gelangt von dort über die Querriegel 4 bis 7 und die Hohlstützen 2 und 3 zum Rücklauf 18. Die Luft tritt aus dem Schlitz 16 aus und streicht im wesentlichen längs der Glasscheiben 27 nach oben und wird, wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, über einen deckenseitigen Luftabführungskanal 31 abgeführt. Gleichzeitig ist unterhalb des Luftkanals am Boden des Raums an der Innenseite der Brüstungsplatte 29 ein Luftabführkanal 9 vorgesehen, der in der Fassadenfläche 21 dem unteren Hohlriegel entspricht, was aus Fig.

709846/05*3

zu ersehen ist. Der untere Hohlriegel 9 hat auf der dem Raum zugewandten, zur Fassade parallelen Seite einen Längsschlitz 3o, durch den Luft in den aus dem Hohlriegel bestehenden Luftabführkanal 9 und von dort in die Luftabführleitung 19 abgeführt wird. Die einzelnen Luftabführleitungen 19 werden an eine Sammelleitung angeschlossen, die zu einer Einrichtung führt, in der ein Wärmeaustausch zwischen der Abluft und von außen zugeführter Frischluft vorgenommen wird. In ähnlicher Weise sind die Vorläufe 1o und die Rückläufe 18 sowie die Luftzuführungskanäle 14 an Sammelleitungen angeschlossen.

Wie aus den Figuren 5 bis 7 zu ersehen ist, sind die Hohlstützen, bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel die Hohlstütze 2, an den zu der Fassade senkrechten Wänden mit Rippen 4o versehen, denen in dem Luftkanal 15 zu den Glasscheiben 27 senkrechte Schlitze 17 so zugeordnet sind, daß die aus den Schlitzen 17 ausgeblasene Luft längs der Rippen 4ο strömt und den Wärmeübergang von der Hohlstütze 2 an die Umgebung verbessert.

Eine weitere Vergrößerung der Oberfläche wird durch die in Fig. 6 gezeigte Ausführungsform erreicht, bei welcher die Rippen 4o an einer Zwischenwand 41 sitzen, die parallel zu den Hohlstutzenwänden verlaufen und über Stützen 43 wärmeleitend damit verbunden sind. Bei der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform laufen die Schlitze in den Raum zwischen der Hohlstützenwand und der Zwischenwand 41. In der Zwischenwand 41 sind Öffnungen 42 vorgesehen, die auch in der Höhe versetzt angeordnet werden können, durch die Luft nach außen geblasen wird und den Wärmeübergang an den außenliegenden Rippen 4o verbessert.

Bei der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform sind im Gegensatz zu Fig. 6 die Rippen 4o nach innen in Richtung der Hohlstütze 2 gerichtet, die Zwischenwand 41 bildet also eine Außenwand.

7Ο984Θ/Ο5Α0

Bei der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform ist das Thermostatventil 12 gezeigt, das in die Verbindungsleitung zwischen dem Rohr 11 und der Hohlstütze 1 unterhalb der Trennwand geschaltet ist.

Anhand der nachstehenden Beispiele, die sich auf die Ausführungsform eines Fassadenfeldes gemäß Fig. 1 beziehen, wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert.

Beispiel 1; Heizen

Verwendet werden Thermopanescheiben mit einem Wärmedurch-

laßwiderstand von o,172 m h grd C/kcal. Die von den Hohlstützen und Hohlriegeln gebildete Heizfläche hat eine

2
Oberfläche von 2,64 m . Die wärmeübertragende Fläche am

2
Rippenrohr beträgt 3,8 m . Durch den Luftkanal wird Luft in einem Mengenstrom von 63o m /h zugeführt. Die Temperatur außerhalb des Raums beträgt -6,8°C. Das unter diesen Bedingungen über den Vorlauf dem Rippenrohr zugeführte Heizwasser hat eine Temperatur von 54°C. Das Hei2wasser (15o l/h) verläßt das Rippenrohr mit einer Temperatur von 4o C. Das Heizwasser tritt mit dieser Temperatur in den aus Hohlstützen und Hohlriegeln gebildeten Rahmen ein und hat am

709846/0543

Austritt aus dem Rahmen am Rücklauf eine Temperatur von 28 C. Die Temperatur der Hohlstützen fällt in Strömungs— richtung von 38⁰C auf 35°C ab. Die Luft wird dem Luftkanal mit einer Temperatur von 7,9°C zugeführt und tritt mit einer Temperatur zwischen 29,2 und 23,1 C aus den Schlitzen im Luftkanal aus. Im Raum stellt sich eine Temperatur von 19,5 C ein. Die Temperatur der Glasoberfläche auf der Raumseite beträgt 17 C, die Temperatur auf der Glasoberfläche außen 5,7 C. Aus diesen Daten läßt sich berechnen, daß die durch das Rippenrohr dem Raum zugeführte Wärme nur geringfügig größer ist als die von den Hohlstützen und Hohlriegeln abgegebene Wärmemenge.

Beispiel 2: Kühlen

Verwendet werden wieder Thermopanescheiben wie bei Beispiel 1 mit dem gleichen Wärmedurchlaßwiderstand. Die von den Hohlstützen und Hohlriegeln gebildete Kühlfläche

beträgt 2,64 m . Die dem Raum über dem Luftkanal zugeführte Luftmenge liegt bei 3oo m /h. Die Außentemperatur beträgt 44,3°C. Wenn das Kühlwasser, dessen Mengenstrom 164 l/h beträgt, eine Vorlauftemperatur von 14,4°C hat, tritt es aus den Rippenrohren mit einer Temperatur von 15,3°C aus und in den aus Hohlstützen und Hohlriegeln gebildeten Rahmen ein. Die Rücklauftemperatur beim Verlassen des Rahmens beträgt 18,2°C. Die Oberflächentemperatur der Hohlstützen ändert sich zum Rücklauf hin von 16,6⁰C auf 17,6°C. Es stellt sich eine Raumtemperatur von 25,5 C ein, wobei die Temperatur der GlasOberfläche auf der Raumseite 29,7°C beträgt. Es wird eine Kälteabgabe nach außen von 68 kcal/h sowie eine raumseitige Kühlleistung von 4o7 kcal/h ermittelt. Die Wärmedurchgangszahl von Stütze und Brüstung errechnet sich zu 17,4 kcal/m²h grd C.

709846/0543

Leerseite

Claims

262Π86 ANSPRÜCHE

1. ] Vorrichtung zum Klimatisieren von außenliegenden ^Λ—J Räumen eines Gebäudes mit einer Fassade, bestehend aus einem Gerüst aus Hohlstützen und Hohlriegeln, an denen die Fassadenelemente, beispielsweise Glasscheiben, Brüstungen, Äbdeckplatten und dergleichen, im wesentlichen frei von Wärme- oder Kältebrücken angebracht sind, gekennzeichnet durch ein erstes schnell ansprechendes System für die Wärmezu- oder -abfuhr aus den Räumen, bestehend aus wenigstens einem auf der Raumseite der Fassadenelemente im bodenseitigen Bereich eines jeden Stockwerks angeordneten, mit Längsrippen (26) versehenen Rohr (11), welches an einem gewöhnlich von Wasser als Transportfluid durchströmten Vorlauf (1o) und Rücklauf (18) angeschlossen ist, und aus einem das Rohr (11) im wesentlichen berührungsfrei umschließenden Luftkanal (15), der an eine Luftfördereinrichtung angeschlossen ist und raumseitige Luftauslaßschlitze (16, 17) aufweist, wobei im Raum wenigstens eine öffnung (3o, 31) für die Luftabführung vorgesehen ist, durch ein zweites, langsam ansprechendes System für die Wärmezu- oder -abfuhr aus den Räumen, bestehend aus den von Wasser durchströmten Hohlstützen (1, 2, 3), die übör die Hohlriegel (4 bis 7) in festgelegter Weise miteinander verbunden sind, sowie durch eine Koppelung der beiden Systeme, die darin besteht, daß einerseits in Strömungsrichtung des Wassers aufeinanderfolgend der Vorlauf (1o), das mit Längsrippen versehene Rohr (11), die Hohlstützen (1 bis 3) und Hohlriegel (4 bis 7) und der Rücklauf (18) angeordnet sind und daß andererseits ein Teil der aus den Luft-

709846/0540

auslaßschlitzen (16, 17) austretenden Luft gegen die Hohlstützen (1 bis 3} und gegebenenfalls die Hohlriegel (4, 5) sowie gegen Glasflächen gerichtet ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnung für die Luftabführung ein Schlitz (3o) in der dem Raum zugewandten, zur Fassade parallelen Wand eines am Boden des Raums anliegend an die Fassade unterhalb des Luftkanals (15) angeordneten Luftabführkanals (9) ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz (3o) ein Längsschlitz in dem von einem Hohlriegel gebildeten Luftabführkanal (9) ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftabführkanal (9) mit dem Schlitz

(30) zusätzlich zu einer deckenseitigen Luftabführung

(31) vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens an den zur Fassade senkrechten Wänden der Hohlstützen (2) wärmeleitend (43) angebrachte Rippen (4o), denen jeweils ein zur Fassade vertikaler Schlitz (17) in dem den Luftkanal (15) bildenden Brüstungshohlriegel zugeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Rippen (4o) parallel zur Fassade erstrecken.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Rippen (4o) tragende, zur Fassade senkrechte Zwischenwand (41) im Abstand von der Hohlstützenwand angeordnet ist, wobei der Schlitz (17) im Luftkanal (15) innerhalb dieses Abstandes liegt.

709846/0540

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeleitende Verbindung (43, 4o) zwischen der Zwischenwand (41) und der Hohlstützenwand aus Rippen besteht.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftkanäle (15) an mehreren Geschossen zugeordnete vertikale Luftzuführung skanäle (14) so angeschlossen sind, daß eine Luftgeschwindigkeit in jedem Luftkanal von 4 bis 6 m/s gewährleistet ist.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein in der wasserdurchströmten Verbindungsleitung zwischen dem mit Längsrippen versehenen Rohr (11) und den Hohlstützen (1 bis 3) angeordnetes thermostatgesteuertes Ventil (12).

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fassade je Stockwerk in identische Funktionsfelder unterteilt ist, von denen jedes eine festgelegte Anzahl von Hohlstützenabschnitten (1 bis 3, I¹) mit dazwischenliegenden

709840/0*40

Fassadenflächen (21 bis 23), einen gemeinsamen Luftkanal (15) mit einem Anschluß an den Luftzuführungskanal (14), einen gemeinsamen bodenseitigen Luftabführungskanal (9) und ein durchgehendes Rohr (11) mit Längsrippen (26) aufweist, an das die Hohlstützenabschnitte über das thermostatgesteuerte Ventil (12) so angeschlossen sind, daß über die Hohlriegel (4 bis 7) im wesentlichen alle Hohlstützen (1 bis 3) bis zum Rücklaufanschluß (18) durchströmt werden.

12. Vorrichtung nach Anspruch ll^:, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Funktionsfeld aus wenigstens drei nebeneinanderliegenden Fassadenflächen (21 bis 23) besteht, wobei die erste Fassadenfläche (21) von einem oberen Blindriegel (8), einem unteren, den Luftabführkanal bildenden Hohlriegel (9), einem Hohlstützenabschnitt (1') des vorhergehenden Funktionsfeldes sowie einem zugehörigen Hohlstützenabschnitt (3) begrenzt wird, im Bereich der ersten Fassadenfläche (21) der Luftzuführungskanal (14) und der Vorlauf (1o) an den in Brüstungshöhe verlaufenden Luftkanal (15) bzw. an das Rohr (11) mit Längsrippen (26) sowie der Luftabführkanal (19) bodenseitig angeschlossen sind, die letzte Hohlstütze (1) der letzten Fassadenfläche (23) deckenseitig an den Rücklauf (18) angeschlossen ist, zwischen dem Rücklauf (18) und dem Anschluß an das thermostatgesteuerte Ventil (12) in der letzten Hohlstütze (1) eine Trennwand (13) eingesetzt ist und. die übrigen Hohlriegel (4 bis 7) und Hohlstützen (1, 2, 3) miteinander verbunden sind.

13. Verfahren zum Klimatisieren von außenliegenden Räumen eines Gebäudes mit der Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

709846/0540

* 2ü2 i I8B

daß zum Heizen der Räume das Wasser den Rohren in den Luftkanälen mit einer Solchen Temperatur zugeführt wird, daß die Temperatur in den Hohlstützen etwas, jedoch ausreichend über der gewünschten Raumtemperatur liegt und die Temperatur in den Rippenrohren eine schnelle Aufheizung der Luft gewährleistet, während die Luft den Luftkanälen mit einer Temperatur zugeführt wird, die unterhalb der gewünschten Raumtemperatur liegt.

14. Verfahren zum Klimatisieren von außenliegenden Räumen eines Gebäudes mit der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zum Lüften der Räume Luft mit einer Temperatur zugeführt wird, die der gewünschten Raumtemperatur entspricht oder etwas niedriger ist, während die Wasserumwälzung unterbrochen wird oder Wasser mit im wesentlich Raumtemperatur umgewälzt wird.

15. Verfahren zum Klimatisieren von außenliegenden Räumen eines Gebäudes mit der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zum Kühlen der Räume .den Rohren in den Luftkanälen das Wasser mit einer solchen Temperatur zugeführt wird, daß die Temperatur in den Hohlstützen etwas, jedoch ausreichend unterhalb der gewünschten Raumtemperatur liegt und die Temperatur in den Rippenrohren ein schnelles Abkühlen der Luft gewährleistet, während die Luft mit einer Temperatur zugeführt wird, die bei erwarteten Störungen der Raumtemperatur oberhalb der gewünschten Raumtemperatur und für ständiges Kühlen in beständig heißen Gegenden ebenfalls unterhalb der Raumtemperatur liegt.

16- Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die aus den Räumen abgeführte Luft zum Vorerhitzen oder Vorkühlen der den Räumen zugeführten Luft verwendet wird.

7 0 9 8 U 6 / 0 S