DE69001073T2

DE69001073T2 - Klimavorrichtung für ein gebäude.

Info

Publication number: DE69001073T2
Application number: DE90902406T
Authority: DE
Inventors: Kaj Mickos; Kristian Stenius
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-01-17
Filing date: 1990-01-12
Publication date: 1993-10-21
Anticipated expiration: 2010-01-13
Also published as: SE8900154L; JPH04502807A; NO173955C; FI913295A0; CA2044153A1; WO1990008291A1; NO912776L; SE8900154D0; DE69001073D1; NO173955B; ES2040593T3; SE462814B; FI92251C; NO912776D0; JP3063914B2; EP0454754B1; FI92251B; EP0454754A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Temperieren der Luft in einem Raum oder zum Modifizieren einer Raumtemperatur, d.h. eine Anordnung, die einsetzbar und zu betreiben ist, um entsprechend vorliegenden Bedürfnissen einen Raum zu erwärmen oder zu kühlen. Das dabei zum EInsatz kommende Temperiermedium ist eine Flüssigkeit, und die Arbeitsbedingungen sind beim Erwärmen und beim Kühlen eines Raumes die gleichen. Wenn nachfolgend auf das Erwärmen eines Raumes Bezug genommen wird, so soll darin auch die Bezugnahme auf die Kühlung eines Raumes eingeschlossen sein, weil die Temperatur des Heizmediums auch niedriger als die des relevanten Raumes sein kann, um dann als Kühlmedium zu wirken. Im Fall einer Anordnung zum Beheizen eines Raumes kann als alternative Energiequelle eine elektrische Energie infrage kommen. Zweckmäßig kann die Kombination einer elektrischen Heizung und einer Flüssigkeitskühlung bei einer erfindungsgemäßen Raumtemperiereinrichtung sein.
Die Notwendigkeit, eine Raumheizungs- und Raumkühlungsanordnung in rationeller und wirksamer Weise installieren zu können, ist wegen der steigenden Arbeitskosten größer geworden.
Die schwieriger werdende Bewirtschaftung von Häusern im Hinblick auf den künftigen Energieverbrauch und künftige Energiekosten, die obendrein saisonabhängig sind, machen es außerdem wünschenswert, sowohl für Energieverbraucher als auch für Energieerzeuger, ambivalente Energiesysteme verfügbar zu haben, d.h. Systeme, die mehr als eine Betriebsart haben und die zwischen mehreren Energiesystemen umgestellt werden können. Solche Systeme machen niedrige Installationskosten in besonderem Maße notwendig.
Es ist auch wünschenswert, daß solche Heizsysteme in der Weise gebaut sind, daß mit geringen Anfangs- bzw. Eingangstemperaturen auszukommen ist. Niedere Eingangs- bzw. Zuführungstemperaturen machen jedoch die Anwendung großer Wärmetauschereinrichtungen notwendig, um ausreichende Wärmezufuhr möglich zu machen. Diese Einrichtungen sind großvolumig und schwierig zu verdecken oder erfordern eine entsprechend aufwendige Bauweise und für ihre Unterhaltung einen hohen Arbeitsaufwand.
Eine Anforderung, die moderne Konsumenten an Heizsysteme stellen, ist die Veränderung der ursprünglich vorgegebenen Temperatur eines Raumes bzw. die Regelung einer Raumtemperatur.
Es ist ebenfalls wünschenswert, daß Heizsysteme (zumindest teilweise) Wärme durch Konvektion abgeben, um dadurch eine gleichmäßige Temperatur im gesamten Raum zu gewährleisten und eine bessere Ausnutzung des Energieträgers zu ermöglichen bzw. Kraftstoff ökonomischer zu nutzen.
Auf diesem Gebiet sind nun viele unterschiedliche Temperierungssysteme bekannt (vergl. beispielsweise SE-C-143 991). Keines dieser Systeme ist jedoch in der Lage, alle die oben genannten Forderungen befriedigend zu erfüllen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Temperierungsanordnung, die die vorstehend genannten Forderungen vollständig oder zumindest teilweise zu erfüllen hat.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Anordnung gelöst, die die im Anspruch 1 genannten Merkmale aufweist. Weitere Vorteile werden mit den Merkmalen erhalten, die in den abhängigen Ansprüchen genannt sind.
Ein Vorteil, den die erfindungsgemäße Vorrichtung ergibt besteht darin, daß das gesamte Temperiersystem auf Standardrohrsystemen aufgebaut werden kann (einer Verrohrung aus Kupfer, Stahl oder anderem Material), wobei die Rohre in üblichen Standardlängen bezogen werden, um das System dann an Ort und Stelle installieren zu können und die einzelnen Rohre durch konventionelle Kupplungen oder Rohrverbinder miteinander zu verbinden. Das gewährleistet ein hohes Maß an Flexibilität und macht die Anpassung des Systems an unterschiedliche Bedingungen möglich. Darüber hinaus ist es nicht notwendig, das System lange vor seiner Installation in Auftrag zu geben, weil die Systemteile am Lager vorrätig gehalten werden können. Ein weiterer Vorteil ist die Möglichkeit der Temperierung der Raumluft mit nur geringen Verlusten. Unterschiedlich gegenüber anderen Heizsystemen, bei denen die das Temperiermittel führenden Rohre zur Vermeidung von Wärmeverlusten isoliert sind, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung so ausgelegt, daß die Rohre gerade Wärme abgeben, oder Wärme wirksam aufnehmen, auf jeden Fall aber so zu installieren sind, daß der so bewirkte Temperaturaustausch eine gewollte Raumtemperatur ermöglicht.
Ein dritter Vorteil besteht darin, daß die Anordnung so ausgelegt ist, daß im Fall der Verwendung zur Raumheizung Wärme dem Raum sowohl durch Radiation als auch durch Konvektion vermittelt wird und die Anordnung als Ergebnis entsprechender Positionierung im Raum einen Warmluftvorhang gegen Außenwände bildet, um so die Raumtemperatur relativ niedrig zu halten, ohne den Wohnkomfort zu beeinträchtigen und außerdem eine gleichmäßige Temperaturverteilung im gesamten Raum zu bewirken. Ein weiteres mit der erfindungsgemäßen Anordnung verbundener Vorteil besteht darin, daß normale Raumtemperatur in den Bereichen eines Raumes geschaffen werden kann, die dieser am meisten bedürfen, d.h. entlang den Raumaußenwänden, wobei eine Temperierung ausgewählter Räume durch Wärmeaustauschervorrichtungen bewirkt werden kann, die Trennwänden zugeodnet sind, die mit den Außenwänden des Gebäudes in Verbindung stehen. Es kann so das gesamte Wärmeverteilersystem Wärme liefern, obwohl eine Temperatursteuerung mit nur einem Teil des gesamten Systems bewirkt werden kann.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung in der Weise ausgelegt ist, daß sie, falls notwendig, die Kombination mit anderen Systemen ermöglicht. Der Wärmetausch der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist derart, daß die Vorrichtung in vorteilhafter Weise mit niedrigen Eingang- bzw. Speisetemperaturen betrieben werden kann.
Die guten Wärmetauscheigenschaften der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird erhalten durch die Entwicklung der Wärmetauschvorrichtung derart, daß Material verwendbar ist, das eine gute thermische Leitfähigkeit hat und das mit in Längsrichtung sich erstreckenden Rinnen versehen werden kann, die die Oberfläche vergrößern. Die Anordnung ist so ausgelegt, daß Zuführungs- und Rückführungsrohre voneinander getrennt sind, um so unerwünschten Wärmeaustausch zwischen beiden zu verhindern und so zwischen den jeweiligen Wärmetauschern vertikale Kanäle vorzusehen, daß mittels der Kanäle durch Konvektion Wärme sowohl ausgestrahlt als auch aufgenommen werden kann.
Die Rohre sind verklammert oder in sonstiger Weise mit benachbarten Hülsen verbunden, die den Wärmetauschervorrichtungen zugeordnet sind, um einen guten Kontakt zwischen Rohren und Wärmetauschern zu erhalten.
Die Erfindung wird nun im einzelnen unter Bezugnahme auf beispielhafte Vorrichtungen gemäß der erläuternden Zeichnungen beschrieben, in denen zeigen
Fig. 1 eine Querschnittsdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einfachster Ausbildung,
Fig. 2 einen Längsschnitt gemäß der Linie II-II in Fig. 1,
Fi. 3 einen Querschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 4 einen Querschnitt durch eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die alternaitv für elektrische Beheizung oder Beheizung mit Flüssigkeit in Verbindung mit Flüssigkeitskühlungvorgesehen ist,
Fig. 5 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Ausführungsform mit alternativen Mitteln zum Verbinden einer mit Flanschen bzw. Rippen versehenen Hülse mit einem das Temperiermittel führenden Rohr,
Fig. 6 eine Draufsicht auf eine Anordnung, bei der eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einem Gebäude installiert ist und
Fig. 7 eine Querschnittsdarstellung einer eine Wand zum Fußboden abschließenden Leiste, die der Anordnung gemäß Fig. 3 mit flansch- oder rippenartigen Leisten nachempfunden ist.
Fig. 1,2 erläutert einen Abschnitt 3 einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, der bzw. die im Winkel zwischen einem Boden 1 und einer Wand 2 angeordnet ist. Der dargestellte Abschnitt schließt ein Rohr 4, vorzugsweise ein Metallrohr ein, das ein Temperierungsmittel führt, sowie eine Hülse 5, die außen auf dem Rohr 4 angeordnet ist und die in einstückiger Ausbildung ein nach oben gerichtetes Flanschteil 6, ein nach unten gerichtetes Flanschteil 7 und ein beide Flanschteile 6,7 miteinander verbindendes mittleres Rohrteil 8 aufweist. Die Hülse 5 mit den vorgenannten Teilen ist vorzugsweise als extrudiertes Profil aus einer Aluminiumlegierung hergestellt.
Auf der der Wand 2 zugekehrten Seite ist die Hülse 5 mit einem nach außen vorspringenden Teil 9 versehen, dessen Ausgangsform durch den unterbrochenen Linienzug dargestellt ist, das jedoch in die durch den durchgezogenen Linienzug dargestellte Form mit zwei nach innen abgewinkelten Füßen in bekannter Weise mittels einer oberen und einer unteren Rolle sowie einer Rolle (nicht dargestellt) gebracht worden ist, die gegen den oberen Teil des nach außen vorspringenden Teiles 9 gedrückt wird derart, daß, wenn die Hülse 5 mit dem Rohrteil 8 zwischenraumfrei auf dem Rohr 4 sitzt, das Teil in der dargestellten Kontur 9 festgelegt ist. Das nach außen vorspringende Teil 9 erstreckt sich über die gesamte Länge der Hülse 5 und ist zwischen federnden Armen 10 fest gehalten, die vertikalen Schienen 11 zugeordnet sind. Die Schienen 11 sind in angemessenem Abstand in der Längsrichtung des vorspringenden Teiles 9 der Wand 2 zugeordnet.
Anordnungen gemäß Fig. 1,2 sind vorzugsweise in vorgegebenen Längen erhältlich, beispielsweise in einer Länge von 5 m, wobei das Rohr 4 mit Flanschen 6-8 endet. Beim Einbau der Anordnung wird sie auf die benötigte Länge geschnitten, wobei das Kriterium beibehalten bleiben sollte, daß das Ende in Flanschen 6-8 liegen soll. Die Hülse 5 wird dabei mit der Hilfe eines Schneidwerkzeuges auf die benötigte Länge geschnitten, wobei ein Zentrierzapfen (nicht dargestellt) in das jeweilige Ende, gegebenenfalls in jedes Ende des Rohres 4 eingeführt wird. Das abgeschnittene Rohrende an jedem Hülsenende weist auch einen entsprechenden Abschnitt des vorspringenden Teils 9 auf, wozu eine Kneifzange beispielsweise verwendet werden kann. Die Länge des Rohres 4 an seinen beiden Enden kann dann genau bestimmt und mit Standardkupplungen 12 versehen werden, um das Rohr mit anderen Abschnitten oder mit Verbindungsrohren zu kuppeln. Dank des geringen Strömungswiderstandes innerhalb des Rohres 4 und für die Flüssigkeitsströmung kann die temperierende Flüssigkeit zu einer solchen Strömungsgeschwindigkeit veranlaßt werden, daß der Temperaturabfall so gering bleibt, daß mit einer einzigen Flüssigkeitsströmung auszukommen ist. Alternativ kann in dem Rohr 4 ein Elektrokabel verlegt werden, um die nötige Temperatur der Baugruppe zu erwirken.
Fig. 3 zeigt eine Variante, bei der zwei mit je zwei Flanschen versehene Rohre, wie sie in Fig. 1,2 dargestellt und oben erläutert sind, verwendet werden. Die beiden Rohre liegen übereinander und überdecken sich teilweise. Das obere Rohr ist mit dem längeren Flanschteil 7 nach unten weisend angeordnet, während das untere Rohr mit seinem längeren Flanschteil 7 nach oben weisend angeordnet ist und mit diesem Flanschteil leicht zur Wand 2 hin geneigt ist. Zwischen den beiden längeren Flanschteilen 7 beider Rohre ist so ein venturiartiger Strömungskanal 15 gebildet, d.h. ein Strömungskanal 15, der die Form einer Venturidüse hat. Eines der Rohre 4 kann dabei als Vorlauf-, das andere als Rücklaufrohr dienen und in beiden Rohren liegt für das temperierende Fluid eine entsprechende Strömungsrichtung vor. Alternativ kann eines der beiden Rohre ein elektrisches Kabel aufnehmen, um die Erhitzung bzw. Erwärmung nicht mittels einer temperierenden Flüssigkeit, sondern elektrisch zu bewirken.
Entsprechendes gilt auch für die Anordnung gemäß Fig. 4, bei der jedem Flansch zwei Rohre 4 zugeordnet sind, wobei ein Rohr Flüssigkeit führt und das andere Rohr ein elektrisches Kabel aufnimmt oder aber auch beide Rohre dazu bestimmt sind, Flüssigkeit zu führen, um einen entsprechenden Doppeleffekt zu ergeben.
Fig. 5 zeigt eine einfachere Anordnung des nach außen vorspringenden Teiles, das hier mit 16 gekennzeichnet ist, der Hülse zugeordnet ist und lediglich einen nach innen abgewinkelten Fuß 17 aufweist. Das nach außen vorspringende Teil 16 kann bei dieser Ausführungsform eher flach sein, obwohl in diesem Fall eine Nase 18 oder dergleichen entlang der Hülse 5 verlaufend vorzugsweise vorgesehen ist, um es möglich zu machen, daß die Hülse fest bzw. zuverlässig in einer Fig. 1 entsprechenden Weise verankert ist.
Fig. 6 ist eine Draufsicht auf ein Gebäude, das Außenwände 20 und innere Trennwände 21 aufweist. Entlang allen Außenwänden 20 verlaufend sind Luft temperierende Formteilabschnitte 22 verlegt, um temperierende Flüssigkeit in Übereinstimmung mit Fig. 3 zu führen, wobei die Luft temperierenden Formteilabschnitte 22 ebenfalls gemäß Fig. 3 zwei mit Flanschen versehene Rohre sind. Die Rohre sind dabei entsprechend Sockelleisten verlegt und mit einem Warmwasserspeicher 23 verbunden. Mit den Formteilabschnitten 22, die entlang den Außenwänden 20 verlaufen, sind Formteilabschnitte 24 verbunden, die entlang einem Teil der Trennwände 21 verlaufen, wobei die Formteilabschnitte 24 mit den Formteilabschnitten 22 über Steuerventile 25 verbunden sind. Diese Steuerventile 25 ermöglichen es, die Temperatur in ausgewählten Räumen individuell um einige Grade zu verändern, entweder nach oben oder nach unten, ohne daß die Temperaturbedingungen entlang den Außenwänden spürbar verändert werden. Aus ästhetischen Gründen sind die Wände, denen keine Formteilabschnitte 22 zugeordnet sind mit Sockelleisten 26 versehen (gezeigt in unterbrochenen Linien in Fig. 6), wobei das Erscheinungsbild der Sockelleisten an das der Formteilabschnitte 22 angepaßt ist, d.h. das Erscheinungsbild der Sockelleisten in Fig. 7 soll das Erscheinungsbild haben, das sich aus Fig. 3 ergibt. Diese Sockelleisten können profilierte Holzleisten oder Metallprofilabschnitte 26 sein.
Die Flansche können anders als gezeigt aussehen, um den Wärmeübergang an die umgebende Raumluft zu begünstigen. Darüber hinaus können Streifen oder Metallformteilabschnitte der Wand innerhalb der Flansche zugeordnet sein und die Rohre 4 können so angeordnet sein, daß ein Luftstrom so geführt ist, daß ein verbesserter Kontakt mit Flanschen und Rohren hergestellt wird.

Claims

1. Vorrichtung zum Temperieren von Raumen eines Gebäudes mittels horizontal verlaufender, rechteckig langgestreckter, profilierter Metallformteile (6,7,8), die Raumwänden entlang verlaufen, vorzugsweise entlang von Außenwänden (20) des Gebäudes, die nach oben und nach unten gerichtete Flansche aufweisen und die im thermischen Kontakt mit zumindest einem zweckgerichtet geformten, horizontal verlaufenden, ein zu temperierendes Medium führenden Rohr (4) stehen, wobei die Vorrichtung der Temperaturveränderung einer Luftströmung dient, die durch einen Luftströmungskanal geführt ist, den die Metallformteile und die Wand definieren, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr angepaßte Rohrabschnitte (4) einschließt, die an ihren Enden mit Verbindungsmittein versehen sind und von denen jeder Rohrabschnitt von einer Metallhülse (5) umschlossen ist, die in thermisch gut leitendem Kontakt mit dem jeweiligen Rohrabschnitt (4) und den nach oben und nach unten gerichteten Flanschen (6,7) steht, wobei diese Flansche mit der Hülse (5) einstückig ausgeführt sein können, während die Hülse (5) entlang ihrer gesamten Länge einen nach außen gering vorspringenden flachen Teil (9,16) aufweist, der zumindest einen nach innen angewinkelten Fuß (17) bildet, mit dem die Hülse (5) auf ihrer innenseite federnd an der Außenseite des Rohrabschnitts (4) gehalten ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei benachbarte identische Formteilabschnitte (22) in relativ zueinander unterschiedlichen Höhen angeordnet sind und mit einander zugewandten Flächenteilen (7) der Flansche teilweise einander überlappen, um zwischen den Flächenteilen einen Strömungskanal (15) für zu temperierende Luft zu bilden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der nach außen vorspringenden Teile (9) der Hülsen vorzugsweise zwei nach innen angewinkelte Füße in Wirkverbindung mit einer Mehrzahl von Befestigungsvorrichtungen (10,11) aufweist, die der Wand zugeordnet sind und auf der Länge jedes Abschnittes voneinander beabstandet sind.

4. Vorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Rohr (4) zur Führung einer zu temperierenden Flüssigkeit vorgesehen ist und daß zumindest ein Rohr (4) in sich ein elektrisch beheizbares Kabel aufnimmt.

5. Vorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Formteilabschnitte (24) auch entlang von Raumtrennwänden (21) angeordnet sind, die mit den Raumaußenwänden (20) in Verbindung stehen und daß die Formteilabschnitte (24) mit den Formteilabschnitten (22) verbunden sind, die sich entlang den Raumaußenwänden erstrecken, wobei diese Verbindung über Steuerventile (25) erfolgt, die zur Bestimmung der Temperatur der Räume innerhalb des Gebäudes zu betätigen sind.