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Strahlungsheizungs- oder -kühlanlage mit Luft als Wärmeträger Die
Erfindung bezieht sich auf eine Strahlungsheizungs- oder -kühlungsanlage. Bei solchen
Anlagen ist es bekannt, die als Heiz- bzw. Kühlmittel dienende Luft zwischen einer
tragenden Decke und einer unter dieser angeordneten, den zu beheizenden oder zu
kühlenden Raum nach oben abschließenden, als Strahlfläche wirkenden Decke in Kanälen
zu führen, deren obere Begrenzung nach oben wärmedämmend und nach unten wärmespiegelnd
ausgebildet ist. Sofern bei solchen Anlagen zur Bildung der Kanäle Baustoffe, welche
kleine Wärmeleitkoeffizienten aufweisen, verwendet werden, sind für die Erwärmung
oder Kühlung der Strahlfläche große Luftmengen erforderlich, die wieder große Kanalquerschnitte
und dadurch eine große Konstruktionshöhe der Decke erfordern, wodurch eine starke
Verminderung der Raumhöhe bedingt ist. Außerdem muß ein höheres Temperaturgefälle
angewendet werden, da Baustoffe wärmetechnisch unrationell sind, so daß sich ein
großer Brennstoff- bzw. Kühlmittelbedarf ergibt. Diese Art von Anlagen besitzt außerdem
eine große Trägheit im Hinblick auf die Regelbarkeit.
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Es ist auch bekannt, die Kanäle und die diese unten abschließende
Strahlfläche aus Metall zu bilden. Auch durch diese Anlagen sind die Vorteile einer
Verwendung von Luft als Heiz- oder Kühlmittel nicht in befriedigender Weise ausnutzbar,
da keine Vorsorge getroffen ist, um trotz der schlechten Wärmeübergangszahl von
Luft eine Temperaturänderung der Strahlfläche ohne Verwendung von großen Luftmengen
oder eines großen
Temperaturgefälles bewirken zu können. Nicht zuletzt
bestehen die Nachteile bekannter Anlagen, bei welchen die Strahlfläche aus Metall
gebildet ist, darin, daß die Raumabschlußdecke durch die Wärmedehnungen uneben wird
und daß der Verputz oder ein Anstrich Risse bekommt.
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Trotzdem Strahlungsheizungs- oder -kühlungsanlagen mit Luft als Heiz-
bzw. Kühlmittel in der Lage wären die Nachteile einer Verwendung von Wasser als
Wärme- bzw. Kälteträger zu vermeiden, konnten sie sich bisher nicht durchsetzen.
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Die Erfindung bezweckt, die angeführten Nachteile von Strahlungsheizungs-oder-kühlungsanlagen
der bekannten Arten zu beseitigen und eine billig, auch fabrikmäßig herstellbare
und nachträglich leicht einbaubare, eine geringe Bauhöhe und ein geringes Gewicht
aufweisende und formbeständige, insbesondere rasch ansprechende und einen geringen
Wärmebedarf besitzende Anlage zu schaffen.
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Das wesentliche Merkmal der erfindungsgemäßen Strahlungsheizungs-
oder -kühlungsanlage, bei der die als Heiz- bzw. Kühlmittel dienende Luft zwischen
einer tragenden Decke und einer unter dieser angeordneten, den zu beheizenden oder
zu kühlenden Raum nach oben abschließenden, als Strahlfläche wirkenden Decke in
Kanälen geführt wird, deren obere Begrenzung nach oben wärmedämmend und nach unten
wärmespiegelnd ausgebildet ist und deren Boden aus einer als Strahlfläche wirkenden,
geschlossenen Metalldecke besteht, liegt darin, daß die geschlossene Metalldecke
in ihrer Ebene frei beweglich aufgehängt ist und an ihrer Oberseite Leitbleche zur
seitlichen Begrenzung der Luftkanäle sowie sich über einen Teil der Höhe der Luftkanäle
erstreckende Rippen als Wärmeübertragungsglieder und als Versteifungsmittel befestigt
sind.
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Einzelheiten der Erfindung sind an Hand der Zeichnung näher erläutert,
die einige Ausführungsbeispiele einer Strahlungsheizungs- oder -kühlungsanlage unter
Verwendung von Luft als Wärme-oder Kälteträger schematisch veranschaulicht. Es zeigt
Fig. i einen senkrechten Schnitt durch die Luftkanäle, einer Strahlungsheizungs-
oder -kühlungsanlage, Fig. 2 einen Grundriß zu Fig. i, Fig. 3 einen Grundriß für
eine Beheizung schmaler Räume, Fig. q. in vergrößerter Darstellung die Anordnung
von Rippen an einer geschlossenen Metalldecke und die Verwendung dieser Rippen zur
Verbindung einzelner Deckenplatten miteinander im Schnitt, Fig. 5 im Aufriß und
Fig.6 im Kreuzriß eine gelenkige Aufhängung der Metalldecke, Fig.7 eine Ausführungsform
des Anschlusses der Metalldecke an die Deckenbegrenzung im Höhenschnitt, Fig. 8
ein Schaubild einer Ausführungsform der auf der Oberseite der Metalldecke angeordneten
Rippen und die Fig.9 bis ii in drei verschiedenen Darstellungen eine weitere Art
der Aufhängung der Ganzmetalldecke.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der Strahlungsheizung oder -kühlung nach
den Fig. i und 2 sind an der Unterseite einer bestehenden Decke i Träger 2 vorzugsweise
aus Holz befestigt, welche zur Anbringung einer Wärmedämmplatte 3 dienen. Die Platte
3 wirkt nach oben, unterstützt durch eine ruhende Luftschicht q., wärmedämmend,
während sie nach unten durch Aufbringen einer Metallfolie5 wärmespiegelnd ausgebildet
ist. Im Abstand unterhalb der Wärmedämmplatte 3 ist unter Verwendung von Hängern
6, welche zweckmäßig an den Trägern ?,befestigt sind, eine geschlossene Metalldecke
7 eingezogen, die aus einem gut wärmeleitenden Metall, wie z. B. Aluminium oder
Aluminiumlegierungen, besteht und als Strahlfläche durch Aufbringen einer wärmebeständigen
Schicht mit hoher Strahlungszahl auf ihrer Unterseite ausgebildet ist. Die mit einer
Metallfolie 5 bezogene Wärmedämmplatte 3 bildet die obere Begrenzung von Luftkanälen
9, während die Metalldecke 7 die untere Begrenzung, den Boden der Kanäle, bildet.
Zur seitlichen Begrenzung der Luftkanäle dienen Leitbleche 8, die an der Metalldecke
7 befestigt sind und federnd gegen die Unterseite der Platte 3 anliegen. Die Leitbleche
bestehen vorzugsweise ebenfalls aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen, wodurch
sie wärmetechnisch den Wärmeübergang von der Luft auf die Metalldecke 7 unterstützen.
Außerdem versteifen sie die geschlossene Metalldecke und verhindern Durchbiegungen.
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Wie aus dem Grundriß der Fig. 2 zu ersehen ist, werden die Luftkanäle
9 nur auf einem Teil der Grundrißfläche angeordnet, dessen Größe sich nach dem Wärme-
bzw. Kältebedarf des Raumes richtet. Die Luft wird durch den Luftkanal io in die
Luftkanäle 9 eingeführt und durch den Abluftkanal i i wieder abgeführt. Die Leitbleche
8 werden hierbei vorzugsweise so angeordnet, daß sich ein mäanderbandartiger Luftstrom
ergibt. Durch Anordnung von Leitblechen i2 an den Umkehrstellen des Luftstromes
werden tote Räume vermieden.
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In Fig. 3 ist im Grundriß eine andere Führung der Luft dargestellt,
welche für schmale Räume, wie z. B. Gänge, Verwendung finden kann. Bei dieser Ausführungsform
ist ein einziger Luftkanal 9 vorhanden, dem die Luft durch den Luftkanal io über
Leitbleche 13 zugeführt und am anderen Ende des Raumes über weitere Leitbleche 13
durch den Abluftkanal i i wieder abgesaugt wird.
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An der geschlossenen Metalldecke 7 sind gemäß einer in Fig. q. vergrößert
dargestellten Ausführungsform innenseitig Rippen angeordnet, welche vorzugsweise
aus Blechstreifen bestehen, die einen parallel zur Metalldecke 7 liegenden Mittelteil
1q. und zwei an diesen anschließende, im spitzen Winkel zur Metalldecke 7 liegende,
sich schräg nach außen erstreckende Seitenteile 15 aufweisen. Diese Rippen
1q., 15 sind, z. B. durch Nieten 16, mit der Metalldecke 7 verbunden und
verbessern zusätzlich zu den Leitblechen 8 den Wärmeübergang von der Luft auf die
als Strahlfläche wirkende Metalldecke
7 einerseits durch Ableitung
der Wärme, welche sie dem Luftstrom entnehmen, anderseits durch Wärmeabstrahlung
gegen die Metalldecke. Rein mechanisch bewirken die Rippen 14, 15 eine Versteifung
der Metalldecke 7 und können, wie dies in Fig. .1 dargestellt ist, auch zur Verbindung
von die Metalldecke 7 bildenden Platten verwendet werden. Zur Herstellung dieser
Verbindung ist der Mittelteil 14 der Rippen breiter ausgeführt und gegebenenfalls
unter Verwendung eines Dichtungsmittels 17 an dem einen Plattenrand festgenietet.
Die nächste Platte wird mit dem Mittelteil 14 durch eine Verschraubung 18 angeschlossen,
deren Mutter i9 konisch ausgebildet ist und in den Platten bzw. dem Mittelteil 14
der Rippen versenkt liegt.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.8 sind die auf der Oberseite
der Metalldecke 7 zur seitlichen Begrenzung der Luftkanäle befestigten Leitbleche
8 aus im senkrechten Querschnitt etwa Z-förmigen Blechen gebildet, die sich mit
ihrem oberen Teil federnd gegen eine die obere Begrenzung von LuftkanälenbildendeWärmedämmplatte3
anlegen. Anderseits sind zur Versteifung der Metalldecke dienende Längsrippen
50 und Querrippen 51 angeordnet. Sowohl die Längs- als auch die Querrippen
dienen zusätzlich sowohl als Wärmeaufnahmeglieder aus der den Wärmeträger bildenden
Luft als auch als Abstrahlungsglieder gegen die Metalldecke 7. Sowohl die Längsrippen
5o als auch die Querrippen 51 sind aus im senkrechten Querschnitt etwa Z-förmigen
Blechen gebildet, wobei aber die Querrippen 5 i niedriger sind als die Längsrippen
5o und daher durch Ausnehmungen 52 in den Längsrippen 5o hindurchgeführt werden
können. Zum Hindurchführen der Querrippen durch die Leitbleche 8 sind ebenfalls
Ausnehmungen 53 vorgesehen.
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In den Fig. 5 und 6 ist ein Ausführungsbeispiel der die geschlossene
Metalldecke 7 tragenden Hänger dargestellt. Die Hänger bestehen aus einer Schraube
24, «-elche in die Träger 2 eingeschraubt ist. Der Kopf der Schraube ist in Form
einer Schraube 25 ausgebildet, um die Wärmdämmplatten 3 an den Trägern 2 befestigen
zu können. Gegebenenfalls kann auch eine besondere BeilagscheibeVerwendung finden.
Der Kopf der Schraube weist ferner eine waagerechte Bohrung 26 auf, in welche ein
Bügel 27 mit Spiel eingehängt ist. Der Bügel 27 kann sich somit in der Bohrung 26
frei bewegen. Zur Erleichterung der Befestigung der Schraube 24 in dem Träger 2
kann der Schraubenkopf schließlich mit einem Schlitz 28 versehen sein. In dem unteren
Teil des Bügels 27 ist ein Gewinde 29 eingeschnitten, auf welches einerseits eine
Scheibe 3o aufgeschraubt ist, die als einstellbarer Anschlag für die Metalldecke
7 dient, während anderseits zum Andrücken der Metalldecke 7 an die Scheibe 3o eine
Mutter 31 aufgeschraubt ist. Die Metalldecke 7 ist an den Verbindungsstellen mit
Löchern versehen, die konisch nach oben hochgebogene Ränder 32 aufweisen, so daß
die ebenfalls konischen Muttern 31 versenkt in der Metalldeckel zu liegen
kommen. Der nach dem Einbau nach unten vorstehende Teil des Bügels 27 wird abgeschnitten
und die Verbindungsstelle verkittet. Die schwenkbare Lagerung des Bügels 27 gestattet
eine gewisse Beweglichkeit der -Metalldecke, um Wärmedehnungen ohne Verbiegungen
der Decke aufnehmen zu können.
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Die in den Fig. 9 bis i i dargestellte Aufhängvorrichtung der Metalldecke
7 besteht aus Schrauben, welche mit einem Auge versehen und in auf der Decke i befestigte
Träger 2 eingeschraubt sind. Durch das Auge 54 dieser Schrauben ist ein Hängedraht
55 hindurchgeführt, dessen freie Enden um einen Bolzen 56 herumgeschlungen sind.
Dieser Bolzen 56 ist in senkrecht hochgebogenen Stegen 57 einer an der Oberseite
der geschlossenen Metalldecke 7 befestigten Platte 58 befestigt. Um die Hängedrähte
55 entsprechend um den Bolzen 56 herumschlingen zu können, ist in der Metalldecke
7 eine vorzugsweise kreisrunde Ausnehmung 59 angeordnet, die nach Aufhängen der
Metalldecke durch einen Deckel 6o verschlossen wird, der mit einer Blattfeder 61
versehen ist, welche über den Rand der Platte 58 greift und auf diese Weise den
Deckel 6o unsichtbar in der Öffnung 59 festhält. Die Platte 58 besitzt eine Öffnung
62, die nach innen über die Öffnung 59 in der Metalldecke 7 vorspringt, so daß die
Platte 58 auf diese Weise eine Anschlagfläche für den Deckel 6o bildet. Durch Verwendung
des Bolzens 56 und von Hängedrähten 55 ist die Metalldecke 7 frei schwebend an der
Decke aufgehängt und durch die die Hängedrähte haltenden Holzschrauben gleichzeitig
an der Wärmedämmplatte 3 an den Trägern befestigt.
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Der Anschluß der geschlossenen Metalldecke 7 an die Wände 33 des zu
beheizenden Raumes erfolgt gemäß Fig. i durch einen U-förmigen, nach oben abgebogenen
Teil 34 am Rande der Metalldecke 7, wobei der freie Schenkel 35 in das Mauerwerk
eingebettet ist. Auf diese Weise ist die Randeinspannung nachgiebig, so daß sich
die Metalldecke 7 auch beim Auftreten von Wärmedehnungen nicht wirft.
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Eine weitere Ausführungsmöglichkeit für die Randauflagerung ist in
Fig. 7 dargestellt. Die Metalldecke 7 ist hiernach an den Rändern mit einer Kröpfung
38 versehen, die auf einer mit einer Leiste 39 an der Wärmedämmplatte 3 befestigten
Platte 4o aufruht. Durch eine Schiene 41 wird die Kröpfung 38 gegen oben hin gehalten.
Gegebenenfalls kann auch eine Filzauflage 42 angeordnet werden.
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Der Einbau der Anlage kann in verschiedener Form ausgeführt werden,
indem entweder die Metalldecke mit ihren Rippen und Leitblechen am Fußboden zusammengebaut
und als Gesamtheit hochgebracht und an der Decke befestigt wird oder indem einzelne
fabrikmäßig gefertigte Teile an Ort und Stelle zusammengebaut werden.
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Die Rauminnentemperatur kann je nach Bedarf durch Zufuhr von kälterer
Luft in den Warmluftstrom über Mischluftklappen selbsttätig oder von Hand geregelt
werden. Gegebenenfalls kann damit
eine Drosselung der Warmluftzufuhr
bzw. umgekehrt bei gewünschter höherer Rauminnentemperatur eine Vergrößerung der
Warmluftmenge bzw. der Warmluftgeschwindigkeit verbunden werden.
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Durch Einblasen entsprechend gekühlter Luft unter Verwendung des Warmluftkanals
kann auch eine Raumkühlung im Sommer erzielt werden.