DE69305074T2 - Temperaturregelung - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft die Temperaturregelung von Bereichen in Gebäuden, wie beispielsweise Räumen in Büros, Hotels, Einzelhandelsläden, Supermärkten, Krankenhäusern und dergleichen, durch Kühlen der Räume durch Übertragen von Wärme aus der Luft in den Raum mittels einer Deckenstruktur, die unter der Oberseite des Raums aufgehängt ist.
• Es ist bekannt, eine Deckenstruktur unter der Oberfläche des Raums aufzuhängen, wobei die Struktur Platten bzw. Tafeln aufweist, die Rohre aufnehmen, die ein Fluidmedium, typischerweise Wasser, enthalten. Wärme wird aus der heißen Luft in dem Raum in die Rohre übertragen und aus dem Raum entzogen, um die Tem peratur in dem Raum unter einer vorbestimmten Grenze zu halten. Die GB-A-778 317 offenbart eine Heizplatte, die aus Kunststoff gebildet und unmittelbar einem Raum ausgesetzt ist, wobei die Platte Kanäle aufweist, durch welche ein Heizmedium strömt. Die Platten sind durch Häken an einer Decke befestigt. Die Platten können gewellt oder gerippt oder anderweitig geformt sein. Die GB-A-1 497 261 offenbart eine Kühlplatte mit einer Verbundstoffplatte, durch welche das Kühlmedium strömen kann. Ein Flachmaterial bzw. eine Bahn oder Membran aus Material, das für Luft und Wasser undurchlässig ist und einen niedrigen Wärmedurchlaßwiderstand und eine geringe Wärmekapazität aufweist, ist auf der Oberseite der Platte vorhanden. Auf der Unterseite ist eine Abdeckung aus hydrophilem Material vorhanden, das der Atmosphäre ausgesetzt und dazu angeordnet ist, durch Kondenswasser ohne die Bildung von Tröpfchen darauf benetzt zu werden. Die Abdecküng kann aus Baumwolltuch, Fliespapier, synthetischem Zellstoff, Fasermatten, Gaze oder Muslin bestehen.
• Eine Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, eine aufgehängte Kühldecke zu schaffen, die wirksamer und vorteilhaft bei der Regelung des Klimas eines Raums ist, und insbesondere, Kondensation zu vermeiden.
• Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Gebäude geschaffen, umfassend einen Raum mit einer Oberseite, einer Kühldecke, die an einer Aufhängevorrichtung unter der Oberseite aufgehängt ist, wobei die Decke ein oder mehrere Platten bzw. Tafeln umfaßt, die aus einem Kunststoffmaterial bestehen und ein Fluidmedium enthalten, wobei das Fluidmedium im wesentlichen mit der gesamten Unterseite der Platten in Kontakt steht, so daß im wesentlichen über die gesamte Unterseite Wärme von dem Raum (R) an das Medium (W) übertragen wird, und wobei die Unterseite eine strukturierte Lackoberfläche hat, um die Fläche zu vergrößern und Zonen zu vermeiden, in denen ein derartiger Temperaturunterschied vorliegt, daß es zur Kondensation kommen kann.
• Bevorzugt ist die Unterseite der Platten mit einem Anstrich oder dergleichen versehen, um die strukturierte Ausführung bereitzustellen.
• Die Platten sind bevorzugt aus Polycarbonat, einem PVC-U, ABS, hochgradig schlagfestem Styrol oder Polymethylmethacrylat oder einem anderen geeigneten Kunststoff geformt, der nicht entflammbar ist. Die mechanische Festigkeit des Materials, das die Plattenwände bildet, ist so ausgewählt, daß die Platten ihr eigenes Gewicht und dasjenige des Fluidmediums verzerrungsfrei tragen können. Im Fall von Kunststoff sind die Platten bevorzugt aus einem Material hergestellt, das eine Zugfestigkeit bei 23ºC von etwa 60 mPa und eine Biegefestigkeit von etwa 90 mPa aufweist. Diese Werte sind dann höher anzusetzen, wenn die Platten aus Metall hergestellt sind. Zusätzliche Schichten können vorhanden sein, beispielsweise Wärmeisolierschichten.
• Die Platten können derart geformt sein, daß keine Notwendigkeit besteht, T-Stangen zum Bilden eines Deckengitters zu verwenden. Deshalb können an den Platten Hakenvorrichtungen vorhanden und an den Hängevorrichtungen angebracht sein, wobei die Platten direkt von der Aufhängevorrichtung abgehängt sind. Außerdem können benachbarte Platten so geformt sein, daß ihre Unterseite im wesentlichen eine durchgehende Oberfläche bildet.
• Bei einer Ausführungsform der Erfindung bildet die Decke die untere Wand eines Gebäudeversorgungskanals. In diesem Fall kann ein Frischlufteinlaß in dem Kanal vorgesehen sein, und die Deckenplatten gemäß der Erfindung sind so angeordnet, daß Wärme zu der zuströmenden Luft von ihrer Oberseite aus übertragen wird.
• Bevorzugt weist das Fluidmedium Wasser auf, das Zusätze, wie Farbstoffe, Frostschutzmittel, Mittel gegen Bäkterien und andere Organismen und dergleichen, enthält.
• Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Kühlen eines Raums in einem Gebäude geschaffen, wobei der Raum eine Decke aufweist, die an einer Aufhängevorrichtung unter der Oberseite des Raumes hängt, wobei die Decke aus einer oder mehreren Tafeln bzw. Platten gebildet ist, die aus einem Kunststoffmaterial bestehen, durch das ein Fluidmedium geleitet wird, so daß das Fluidmedium im wesentlichen mit der gesamten Unterseite der Platten in Kontakt steht, und wobei die Unterseite eine strukturierte Lackoberfläche derart aufweist, daß ihre Fläche vergrößert ist und es im wesentlichen keine Temperaturdifferenz auf der Unterseite gibt, so daß keine Kondensation auftreten kann.
• Das Verfahren weist bevorzugt den Schritt auf, eine Strömungssteuereinrichtung in der Platte anzuordnen, um das Fluid gleichmäßig in einem Pfad von einem Einlaß der Platte zu einem Auslaß der Platte zu verteilen.
• Besonders bevorzugt wird das Fluidmedium unter einem Druck von weniger als etwa 1 bar, bevorzugt etwa 0,2 bar, strömengelassen.
• Gemäß noch einem weiteren Aspekt der Erfindung ist zur Verwendung in einer Hängekühldecke eine Platte bzw. Tafel aus einem Kunststoffmaterial gebildet, die Mittel für den Durchfluß eines Fluidmediums aufweist, wobei die Platte so geformt ist, daß das Fluidmedium bei Gebrauch mit im wesentlichen der gesamten Unterseite der Platte in Kontakt steht, und wobei die Unterseite eine strukturierte Lackoberfläche aufweist, um die Fläche zu vergrößern und Zonen zu vermeiden, bei denen eine solche Temperaturdifferenz vorliegt, daß Kondensation auftreten kann.
• Bevorzugt ist die Platte außerdem aus einem Material gebildet, das eine ausreichende mechanische Festigkeit hat, um das Gewicht der Platte und des Fluidmediums ohne Verzerrung zu tragen. Besonders bevorzugt weist die Platte eine Hakenvorrichtung zur direkten Verbindung mit der Aufhängevorrichtung auf.
• Für ein verbessertes Verständnis der Erfindung wird diese nunmehr im einzelnen in Bezug auf die beiliegenden schematischen Zeichnungen erläutert; es zeigen:
• Fig. 1 einen Vertikalschnitt eines Raums,
• Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Platte der Decke von Fig. 1,
• Fig. 3 und 4 einen Vertikalschnitt bzw. einen Querschnitt durch die Deckenplatte von Fig. 2,
• Fig. 5 und 6 einen Vertikalschnitt bzw. einen Querschnitt durch eine weitere erfindungsgemäße Deckenplatte, und
• Fig. 7 eine Teilaufrißansicht von zwei Platten gemäß der Erfindung.
• Ein Raum R weist eine Kühldecke C auf, die von der Oberseite T des Raums, z.B. einem darüberliegenden Boden, oder dem Dach des Gebäudes abgehängt ist.
• Die Decke C besteht aus Platten P, die in den Quadraten eines Gitterrahmens angeordnet sind, der durch T-Stangen 2 festgelegt ist, die durch Aufhängestangen 1 verbunden sind, die an der Oberseite T des Raums befestigt sind. Der Raum von der Oberseite T zur Oberseite der Decke 1 legt einen Gebäudeversorgungsraum 6 fest, der, wie gezeigt, einen Einlaß 3 in der Außenwand 4 aufweist und einen Filter 7 enthält, wobei wenigstens ein Gitterauslaß 5 in der Decke C vorhanden ist, um Luft aus dem Kanal 6 in den Raum des Raums R zu ziehen. (Der Raum 6 stellt ein optionales Merkmal dar.)
• Jede Platte P weist eine untere Wand 10 und eine obere Wand 11 auf, die an ihren Rändern 12 abgedichtet sind, um eine plattenartige Struktur zu bilden. Ein Fluidmedium W, typischerweise Wasser, ist in der Platte vorhanden und strömt über einen Einlaß 13 zu und über einen Auslaß 14 aus. Das Wasser wird über Rohre und Pumpen usw., nicht gezeigt, zugeführt. Aus der Form der Platte ergibt sich, daß das Wasser W sich in Kontakt mit der gesamten Unterseite 10 derart befindet, daß eine wirkame Wärmeübertragung zwischen der Wärme in der Luft des Raums R und dem strömenden Wasser W stattfinden kann. Wie in Fig. 1 gezeigt, sind die Platten P leer; wie jedoch in den Ausführungsformen von Fig. 3 und in Fig. 4 gezeigt, können die Platten Innenstrukturen zur Führung des Wasserstrons derart aufweisen, daß das Wasser über die Platten gleichmäßig verteilt wird.
• Demnach ist bei der Ausführungsform von Fig. 3 und 4 die obere Wand 12 mit innenliegenden Ablenkwänden 15 gebildet, die, wie in Draufsicht zu erkennen, beispielsweise in einem Fischgrätenmuster angeordnet sind, um das Wasser W zu veranlassen, sich über die Unterseite 10 gleichmäßig dünn zu verteilen. Bei der Ausführungsform von Fig. 5 und 6 ist der Einlaß an einem Ende eines Rohrs 16 angeordnet, dessen längere Seite Perforationen 17 aufweist, um parallele Ströme mit kleinem Durchmesser auszulassen. Infolge dieser Strukturen gestaltet sich die Wärmeübertragung aus der Luft zum Wasser sehr wirksam, und es liegt über der Platte keine oder eine geringe Wärmedifferenz vor.
• Bei der Ausführungsform von Fig. 7 liegen zwei Platten P1 vor, die an einem Ende, im dargestellten Fall dem linken Ende, eine vorspringende Rippe oder Schulter 18 aufweisen, und an dem anderen Eride eine Ausnehmung bzw. Vertiefung 19, die so bemessen sind, daß sie aneinandergestoßen werden können und ein durchgehendes Aussehen bzw. Erscheinungsbild präsentieren. Die obere Wand 11 weist einen oberen Endhaken 20 auf, der im Eingriff mit dem Ende einer Aufhängungsstange 1 steht. Infolge dieser Anordnung können die T-Stangen 2 und das Deckengitter vermieden werden, wodurch ein wesentlicher Anteil der Installationsmaterialien und der Installationszeit, die anderweitig erforderlich sind, vermieden werden können.
• Eine erfindungsgemäße Platte weist bevorzugt eine Dicke von etwa 6 mm bis etwa 12 mm auf. Diese Struktur ist aus einem Material hergestellt, das eine mechanische Festigkeit derart aufweist, daß sie ihr eigenes Gewicht und das Gewicht des Wassers tragen kann, und die so geformt ist, daß im wesentlichen die Gesamtheit der Ober- und Unterseiten Luft zur Bereitstellung von Wärmeübertragung ausgesetzt sind. Typischerweise erfolgt 80% oder mehr der Energieübertragung durch Wärmestrahlung und 20% oder weniger durch Wärmekonvexion. Typischerweise weist das Wasser in der Platte einen Druck von 1 bar oder weniger auf, bevorzugt etwa 0,2 bar (was deutlich weniger ist als der Druck von unter Druck stehendem Wasser in einem Zentralheizungssystem, das beispielsweise im Boden oder der Wand angebracht ist). Im Fall der erfindungsgemäßen Kunststoffplatte reicht die Energieübertragung von etwa 60 bis etwa 150 W/m². Die Luft ist relativ stillstehend und wird nicht ausgetrocknet.
• Die Wärme in dem Wasser W kann zum Gebrauch (oder zur Speicherung) in einem geeigneten Medium extrahiert werden. Sie kann jedoch auch zum Erwärmen von Luft, z.b. von dem Kanal 6 zuströmender Luft, verwendet werden.
• Da die Erfindung durch Entziehen von Wärme ohne gleichzeitiges Entziehen von Feuchtigkeit arbeitet, stellt sie ein wirksames Verfahren zum Regeln des Klimas in Räumen dar, ohne die Feuchtigkeit zu beeinträchtigen. Da keine Notwendigkeit zu einem starken Luftaustausch besteht, ist sie besonders für sterile Bereiche, beispielsweise für Krankenhausoperationssäle geeignet. Die Vorrichtung ist beim Gebrauch leise und umweltmäßig verträglich.
• Die Erfindung ist nicht auf die dargestellte Ausführungsform beschränkt. Beispielsweise können die Platten so geformt sein, daß sie den Raum gestalten, und sie brauchen in Draufsicht nicht rechteckig zu sein.

Claims (13)

1. Gebäude, umfassend einen Raum (R) mit einer Oberseite (T), einer Kühldecke (C), die an einer Aufhängevorrichtung (1) unter der Oberseite (T) aufgehängt ist, wobei die Decke (C) eine oder mehrere Tafeln (P) umfaßt, die aus einem Kunststoffmaterial bestehen und ein Fluidmedium (W) enthalten, wobei das Fluidmedium (W) im wesentlichen mit der gesamten Unterseite (10) der Tafeln (P) Kontakt hat, so daß im wesentlichen über die gesamte Unterseite (10) Wärme von dem Raum (R) zu dem Medium (W) übertragen wird, und wobei die Unterseite (C) eine strukturierte Lackoberfläche hat, um die Fläche zu vergrößern un Zonen zu vermeiden, in denen ein solcher Temperaturunterschied vorliegt, daß es zu Kondensation kommen kann.

2. Gebäude nach Anspruch 1, wobei die Unterseite (10) der Tafel (P) so profiliert ist, daß ihre Fläche vergrößert wird.

3. Gebäude nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Tafel (P) aus einem Material mit einer ausreichenden mechanischen Festigkeit gebildet ist, um das Gewicht dieser Tafel (P) und des Fluidmediums (W) darin verzerrungsfrei abzustützen

4. Gebäude nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Tafeln (P) in einem Rasterrahmen stecken, der zu diesem Zweck durch T-Stäbe (2) gebildet ist, mit denen die Aufhängevorrichtung (1) verbunden ist.

5., Gebäude nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei Hakenvorrichtungen (20) an den Tafeln (P1) vorhanden sind, die mit der Aufhängevorrichtung (1) verbunden sind, so daß die Tafeln (P1) unmittelbar an der Aufhängevorrichtung (1) hängen.

6. Gebäude nach Anspruch 5, wobei benachbarte Tafeln (P1) so geformt (18, 19) sind, daß ihre Unterseiten (10) eine im wesentliche kontinuierliche Fläche bilden.

7. Gebäude nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Decke (c) die untere Wand eines Gebäudeversorgungskanals (6) darstellt.

8. Gebäude nach Anspruch 7, das einen Einlaß (3) für Frischluft in den Kanal (6) aufweist, wobei die Deckentafeln (P) so angeordnet sind, daß sie Wärme in bezug auf die einströmende Luft von der Oberseite (11) der Tafel (P) übertragen.

9. Verfahren zur Kühlung eines Raumes (R) in einem Gebäude, wobei der Raum (R) eine Decke (C) aufweist, die an einer Aufhängevorrichtung (1) unter der Oberseite (T) des Raumes (R) hängt, wobei die Decke (C) aus einer oder mehreren Tafeln (P) gebildet ist, die aus einem Kunststoffmaterial bestehen, durch das ein Fluidmedium (W) geleitet wird, so daß das Fluidmedium (W) im wesentlichen mit der gesamten Unterseite (10) der Tafeln (P) Kontakt hat, und wobei die Unterseite (10) eine strukturierte Lackoberfläche hat, so daß ihre Fläche vergrößert wird und es im wesentlichen keine Temperaturdifferenz über die Unterseite gibt, so daß keine Kondensation auftreten kann.

10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Fluidmedium mit einem Druck von weniger als etwa 1 bar geleitet wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Fluidmedium mit einem Druck von etwa 0,2 bar geleitet wird.

12. Tafel (P) zur Verwendung in einer Hängekühldecke (C), wobei die Tafel aus einem Kunststoffmaterial gebildet ist und Mittel (13, 14) für den Durchfluß eines Fluidmediums (W) aufweist, wobei die Tafel (P) so geformt ist, daß das Fluidmedium (W) bei Gebrauch mit im wesentlichen der gesamten Unterseite (10) der Tafel (P) Kontakt hat, und wobei die Unterseite (10) eine strukturierte Lackoberfläche aufweist, um die Fläche zu vergrößern und Zonen zu vermeiden, bei denen eine solche Temperaturdifferenz vorliegt, daß Kondensation auftreten kann.

13. Tafel nach Anspruch 12, einschließlich Hakenvorrichtungen (20) für eine direkte Verbindung mit der Aufhängevorrichtung (1).