DE9417228U1

DE9417228U1 - Wärmetauscherdecke

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Publication number: DE9417228U1
Application number: DE9417228U
Authority: DE
Original assignee: ABB Patent GmbH
Current assignee: ABB Patent GmbH
Priority date: 1994-10-27
Filing date: 1994-10-27
Publication date: 1994-12-08
Anticipated expiration: 2004-10-28

Description

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ABB Patent GmbH

Mannheim 25. Oktober 1994

Mp.-Nr. 94/649 G PAT 7-Mi/Ha

Wärmetauscherdecke Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Wärmetauscherdecke mit mäanderförmig angeordneten Wärmetauscherrohren.

Der Einsatz von Wärmetauscherdecken ist seit längerem bekannt. Vielfach werden Wärmetauscherdecken in Büroräumen sowie in Räumen mit Publikumsverkehr vorgesehen, um die Raumtemperatur den jeweiligen Erfordernissen anpassen zu können. Unter Wärmetauscherdecken werden im folgenden Kühl- oder Heizdecken verstanden, deren Wärmetauschfläche im Deckenbereich eines Raumes angeordnet sind.

Es ist bekannt, Wärmetauschflächen unter Verwendung von mäanderförmig angeordneten Wärmetauscherrohren zu gestalten, in welchen das Wärmeträgermedium, zum Beispiel kaltes oder erwärmtes Wasser umläuft. Im Hinblick auf günstige Wärmeleitfähigkeit werden üblicherweise Wärmetauscherrohre aus Kupfer eingesetzt ist. Die mäanderförmige Anordnung der Wärmetauscherrohre dient hierbei zur Vergrößerung der wärmeübertragenden Kontaktfläche des das Wärmeträgermedium führenden Wärmeträgers mit der Luft beziehungsweise mit weiteren Wärmeübertragungselementen, wie Wärmeleitprofilen.

Wärmeleitprofile werden, wie die Bezeichnung bereits verdeutlicht, dazu verwendet, die Wärmeübertragungsfläche der Wärmetauscherrohre zu vergrößern. Um die bei der Wärmeübertragung entstehenden Verluste möglichst gering zu halten, haben die Wärme-

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leitprofile üblicherweise eine an die Geometrie der Wärmetauscherrohre angepaßte Kontur. Darüberhinaus sind die Wärmeleitprofile im allgemeinen ebenfalls aus Metall, um auf diese Weise die Verluste bei der Wärmeübertragung beziehungsweise Wärmeleitung möglichst gering zu halten. Darüberhinaus dienen die Wärmeleitprofile häufig als Anschlußelemente für dekorative Deckenverkleidungen, wie Deckenpaneele oder Deckenplatten.

Der Einsatz von Kupferrohren für die Verwendung als Wärmetauscherrohr ist zwar unter thermischen und sauerstoff-diffusionsdichten Gesichtspunkten als günstig anzusehen, jedoch bietet die Verarbeitung als auch mitunter der Betrieb mit derartig ausgerüsteter Wärmetauscherdecken gewisse Schwierigkeiten, die sich nachteilig auf den Fertigungsaufwand als auch die Betriebsführung auswirken können. Ein nicht unwesentlicher Nachteil, der mit der mäanderförmigen Gestaltung der Wärmetauscherrohre aus Kupfer verbunden ist, besteht darin, daß sich Kupferrohre, abhängig von ihrer Materialzusammensetzung, maschinell nur schwierig und nur begrenzt herstellen lassen. Häufig sind Rohrbiegungen nicht möglich, so daß Fittings stattdessen eingesetzt werden, welche jeweils mit geraden Rohrstücken zu verlöten sind. Dies führt zwangsläufig zu einer Vielzahl von Lötstellen, welche zwar fertigungstechnisch beherrscht werden, aber im Hinblick auf Dichtheit und Korrosionsbeständigkeit besondere Sorgfalt erfordern.

Ein weiteres Problem stellt sich/ wenn Kupferrohr-Mäander mit anderen Metallen verbunden werden. Für derartige Mischverbindungen sind besondere Fertigungsbedingungen zu beachten, um die möglichen Undichtigkeiten sowie Korrosionsschäden sicher auszuschließen.

Ein Großteil der erforderlichen Lötverbindungen ist vor Ort, das heißt auf der Baustelle, anzufertigen, wo häufig besonders schwierige Fertigungsbedingungen vorherrschen. Hierdurch ist die Herstellung einer Wärmetauscherdecke sowohl hinsichtlich Fertigungsdauer als auch in bezug auf die Fertigungsqualität maßgeblich betroffen. Als letztes, aber deshalb nicht unwesent-

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liches Kriterium sind die Materialkosten für Kupferrohre anzuführen, welche sich nachhaltig auf die Gesamtkosten einer Wärmetauscherdecke auswirken.

Ausgehend vom vorstehend geschilderten Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung eine Wärmetauscherdecke der eingangs genannten Art zu schaffen, die sich mit einfachen Mitteln schnell und preiswert herstellen und montieren läßt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Demgemäß ist vorgesehen, daß die Wärmetauschrohre aus sauerstoff-diffusionsdichtem Kunststoffrohr gebildet sind, in welchem das Wärmeträgermedium geführt ist. Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das sauerstoff-diffusionsdichte Kunststoffrohr in ein Wärmeleitprofil eingesetzt, welches in bekannter Weise an die Geometrie des Kunststoffrohres angepaßt ist.

Entsprechend einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist dabei vorgesehen, daß das Wärmeleitprofil nicht eine Aufnahme sondern zwei parallel geführte Aufnahmen für das darin eingreifende erfindungsgemäße Wärmetauscherrohr aus sauerstof f-dif fusionsdichten Kunststoff aufweist, wodurch die Möglichkeit besteht, sowohl den Vorlauf als auch den Rücklauf des Wärmeträgermediums im Wärmeleitprofil wirksam werden zu lassen. Dies führt zu einer stark vergleichmäßigten Temperaturführung in dem betreffenden Raum, da die infolge Wärmeabgabe beziehungsweise -Aufnahme unterschiedlichen Temperaturen des Wärmeträgermediums im Vorlauf beziehungsweise Rücklauf hierdurch auf einfache Weise kompensiert werden.

Diese Möglichkeit, von der bislang kein Gebrauch gemacht wurde, insbesondere wegen des hohen Herstellaufwandes mit dem seither verwendeten Kupferrohr, ist einfach durchzuführen, da das erfindungsgemäß vorgesehene Kunststoffrohr flexibel ausgebildet ist und sich in engen Radien biegen läßt, so daß Verbindungsstellen, wie sie beim seither verwendeten Kupferrohr unumgänglich sind, vermieden werden. Mit anderen Worten, die erfindungsgemäß ausge-

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staltete Wärmetauscherdecke kann aus endlos zur Verfügung stehendem sauerstoff-diffusionsdichtem Kunststoffrohr gefertigt werden ohne Verbindungsstelle mit Ausnahme der Anschlüsse für den Vorlauf und den Rücklauf des Wärmeträgermediums.

Ein weiterer Vorteil, der sich mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Wärmetauscherdecke unter Verwendung von Kunststoffrohr zeigt besteht in dem geringeren Gewicht, welches das Kunststoffrohr aufweist, so daß die zur Halterung der Wärmetauscherrohre erforderliche Deckenkonstruktion für eine geringere Belastung ausgelegt und daher leichter gestaltet werden kann.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Abmessungen des sauerstoff-diffusionsdichtem Kunststoffrohres zur Verwendung als Wärmetauscherrohr auf die Abmessungen herkömmlicher Fittings und Verbinderteile abgestimmt sind. Hierdurch ist die Möglichkeit geboten, bedarfsweise vorhandene, mit Kupferrohren ausgeführte Wärmetauscherdecken umzurüsten, beispielsweise im Falle erforderlich gewordener Reparaturen, ohne daß hierzu aufwendige Anpassungsmaßnahmen erforderlich sind.

Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist jedem mit dem darin eingesetztem sauerstoff-diffusionsdichtem Kunststoffrohr versehenen Wärmeleitprofil wenigstens eine Deckenplatte zugeordnet, die bevorzugter Weise neben ihrer ästhetischen Funktion dazu dient, die Wärmeübertragungsfläche zwischen dem in dem Wärmeleitprofil geführten Wärmetauscherrohr einerseits und dem zu temparierendem Raum andererseits zu vergrößern .

Auf die Sauerstoff-Diffusionsdichtheit des eingesetzten Kunststoff rohres wird noch einmal besonders hingewiesen. Eine hydraulische Systemtrennung wie bei anderen Kunststoffrohren ist nicht notwendig.

Diese und weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

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Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles sollen die Erfindung, vorteilhafte Ausgestaltungen sowie besondere Vorteile der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische auszugsweise Darstellung einer Wärmetauscherdecke gemäß der Erfindung mit einfacher Rohrführung

Fig. 2 eine Anordnung gemäß Fig. 1 jedoch mit doppelter Rohrführung

In Fig. 1 ist in schematischer Darstellung eine Wärmetauscherdecke 10 auszugsweise dargestellt, welche ein endloses Wärmetauscherrohr 12 aufweist, das mäanderförmig angeordnet ist und hierbei in parallel zueinander angeordnete Wärmeleitprofile 14 eingelegt ist.

Die Befestigung des Wärmeleitprofils 14 an der hier nicht näher gezeigten Decke beziehungsweise an der Decke hierfür vorgesehenen Haltekonstruktion ist ebenso wenig dargestellt wie die Profilierung des Wärmeleitprofils 14 und dessen Aufnahme für das Wärmetauscherrohr 12.

Das Wärmetauscherrohr 12 ist aus einem sauerstoff-diffusionsdichten Kunststoff gefertigt und besitzt solche Abmessungen, daß einerseits die erforderlichen engen Biegeradien problemlos realisert werden können und andererseits das zur Übertragung der erforderlichen Wärmemenge benötigte Volumen an Wärmeträgermedium hindurchgeleitet werden kann.

In Fig. 2 ist eine ähnliche Anordnung wie sie in Fig. 1 gezeigt ist, dargestellt, wobei auch hier eine Wärmetauscherdecke 20 auszugsweise gezeigt ist. Die Wärmetauscherdecke 20 besitzt ebenfalls in einem Wärmeleitprofil 22 eingelegte Wärmetauscherrohre 24, 26, die parallel zueinander geführt sind und einmal

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als Vorlauf und als Rücklauf für das darin geführte Wärmetauschermedium dienen.

Während die Anordnung gemäß Fig. 1 der heute üblichen Ausgestaltung von Wärmetauscherdecken, insbesondere von Kühldecken entspricht, wobei die Wärmetauscherrohre üblicherweise anstelle des hier erfindungsgemäß vorgesehenen sauerstoff-diffusionsdichten Kunststoffrohrs aus Kupferrohr vorgesehen sind, stellt die Anordnung gemäß Fig. 2 eine völlig neue Leitungsführung dar, welche gegenüber den bekannten Wärmetauscherdecken den entscheidenden Vorteil bietet, eine Wärmekompensation bezüglich der Temperaturunterschiede des Wärmeträgermediums zwischen Vor- und Rücklauf sicherzustellen. Dies wird dadurch erreicht, daß die das Wärmeträgermedium führende Wärmetauscherrohr des Vor- und Rücklaufes jeweils gleichzeitig Kontakt haben mit den zur Wärmeübertragung vorgesehenen Wärmeleitprofilen.

Der für die Raumtemperierung so vorteilhafte Temperaturausgleich erfolgt hierbei unmittelbar am Wärmeleitprofil 22, welches unmittelbar von beiden temperaturbestimmten Wärmetauscherrohren 24, 26 beaufschlagt wird.

Ein weiterer Vorteil, der sich mit der Verwendung der erfindungsgemäß vorgesehenen sauerstoff-diffusionsdichte Kunststoffrohre ergibt, ist darin zu sehen, daß die Montage der gemäß der Erfindung gefertigten Wärmetauscherdecken wesentlich rascher und einfacher durchzuführen ist, als dies mit den seither zum Einsatz kommenden Wärmetauscherrohren aus Kupfer möglich ist. Während bei den Kupferrohren die Biegungen häufig mit Hilfe von an die Kragenrohrenden angelöteter Fittings erfolgt, werden bei der erfindungsgemäßen Wärmetauscherdecke die das Wärmeträgermedium führende Kunststoffrohr jeweils von Hand gebogen in die hierfür vorgesehenen Wärmeleitprofile eingelegt, so daß nach Anbringen der Wärmeleitprofile an der Deckenkonstruktion die Verlegung der Wärmetauscherrohre sehr schnell erfolgen kann. Durch diesen Montagevorteil· wird neben dem Zeitgewinn bei der Montagedauer gleichzeitig auch eine erhöhte Betriebssicherheit erreicht, da infolge der drastischen Verminderung von Verbindungsstellen, es

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sind praktisch nur Verbindungen zur Hauptkühlmittelleitung erforderlich, auch ein geringerer Aufwand bei der Lagerhaltung resultiert.

Claims

Mp.-Nr. 94/649 G «·· ' .S.!*.-' ..* &iacgr; 25. Oktober 1994 Ansprüche

1. Wärmetauscherdecke (10, 20) mit mäanderförmig angeordneten Wärmetauscherrohren (12, 24, 26), die aus sauerstoff-diffusionsdichtem Kunststoff geformt sind.

2. Wärmetauscherdecke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das sauerstoff-diffusionsdichte Kunststoffrohr (12, 24, 26) in ein Wärmeleitprofil (14, 22) eingelegt ist.

3. Wärmetauscherdecke nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem mit dem eingelegten Kunststoffrohr (12, 24, 26) versehenen Wärmeleitprofil (14, 22) wenigstens eine Deckenplatte zugeordnet ist.

4. Wärmetauscherdecke nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmetauscherrohr als endloses Kunststoffrohr einschließlich von Hand vorgenommener Biegungen zur Montage vorgesehen ist.