EP0756138B1 - Flächiges Kühl- und Heizelement - Google Patents

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EP0756138B1
EP0756138B1 EP96110258A EP96110258A EP0756138B1 EP 0756138 B1 EP0756138 B1 EP 0756138B1 EP 96110258 A EP96110258 A EP 96110258A EP 96110258 A EP96110258 A EP 96110258A EP 0756138 B1 EP0756138 B1 EP 0756138B1
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EP
European Patent Office
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cooling
room
heating element
air
lining
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP96110258A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0756138A2 (de
EP0756138A3 (de
Inventor
Karl August Dipl.Ing. Schmitt-Raiser.
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wilhelmi Werke AG
Original Assignee
Wilhelmi Werke AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Wilhelmi Werke AG filed Critical Wilhelmi Werke AG
Publication of EP0756138A2 publication Critical patent/EP0756138A2/de
Publication of EP0756138A3 publication Critical patent/EP0756138A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0756138B1 publication Critical patent/EP0756138B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F5/00—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
    • F24F5/0089—Systems using radiation from walls or panels
    • F24F5/0092—Systems using radiation from walls or panels ceilings, e.g. cool ceilings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F1/00—Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station
    • F24F1/0007—Indoor units, e.g. fan coil units
    • F24F1/0059—Indoor units, e.g. fan coil units characterised by heat exchangers
    • F24F1/0063—Indoor units, e.g. fan coil units characterised by heat exchangers by the mounting or arrangement of the heat exchangers
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B9/00—Ceilings; Construction of ceilings, e.g. false ceilings; Ceiling construction with regard to insulation
    • E04B9/02—Ceilings; Construction of ceilings, e.g. false ceilings; Ceiling construction with regard to insulation having means for ventilation or vapour discharge
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F1/00—Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station
    • F24F1/0007—Indoor units, e.g. fan coil units
    • F24F1/0043—Indoor units, e.g. fan coil units characterised by mounting arrangements
    • F24F1/0047—Indoor units, e.g. fan coil units characterised by mounting arrangements mounted in the ceiling or at the ceiling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F24F1/0057—Indoor units, e.g. fan coil units characterised by mounting arrangements mounted in or on a wall
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    • F24F1/0071—Indoor units, e.g. fan coil units with means for purifying supplied air
    • F24F1/0073—Indoor units, e.g. fan coil units with means for purifying supplied air characterised by the mounting or arrangement of filters
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    • F24F5/0089—Systems using radiation from walls or panels

Definitions

  • the invention relates to a flat cooling and heating element to form a covering for the ceiling of a Space and for integration into such a cladding according to the preamble of claim 1.
  • Such flat cooling and heating element is from DE-U-92 05 391 known.
  • cover panels made of ceiling panels put together the sound-absorbing properties to have. These can also be used as cooling and heating elements set up to air-condition a room serve or for both building physics tasks can be selected at the same time.
  • the temperature (cooling) of the room under the cladding is carried out using selectively provided Air outlet openings, if necessary via the entire cladding distributed by the heated or Cooled air flows are blown into the room using fans be the direction of each airflow is adjustable so that the air circulation in the room can be influenced.
  • the object of the invention is therefore to a cooling and heating element of the type mentioned in such a way that, on the one hand, an even, draft-free temperature control of the room is possible and Others have an individually adjustable temperature control to accomplish.
  • Such a cooling and heating element has the advantage that the first supply air flow generated by the fan over a large area and essentially vertically downwards the top layer, split into many partial flows, with because of the flow resistance in the porous cover layer greatly reduced flow velocity can flow out.
  • the cooling and heating element can because of the large Outflow surface now with a significantly higher temperature difference on the heat exchanger and thus with one higher efficiency - the system works extremely effectively with both heating as well as with cooling.
  • Those exiting the room Partial flows mix because of their low kinetic Energy quickly with the indoor air, so that drafts does not arise, and the diffusion of the partial flows into the Indoor air ensures rapid temperature compensation.
  • the forced flow through the porous cover layer allows in interaction with the radiation component that Surface of the top layer with relatively high temperature differences to act, d. H. already in or short the desired temperature compensation takes place under the top layer with the indoor air instead. It is synonymous with cheaper energy transport, the in turn justified the better efficiency.
  • the mechanical structure of the cooling and The heating element is relatively arbitrary. It can be as thin-walled sheet metal cassette or sandwich construction be formed from several layers.
  • the fan and the heat exchanger can be outside the Ceiling paneling or even provided outside the room his; it is also irrelevant in the context of the invention whether the air flow into the space between the cladding and ceiling of the room or separately is fed into a cooling and heating element.
  • a fan and / or a heat exchanger in its air flow provided the interior of the cooling and heating element are, for example, and at least the fan in one separate housing. This way the rest Components of the cladding are kept very simple.
  • the - thermally passive - ceiling tiles can trained in sandwich construction and from one Carrier plate and on this on one or both sides with a thin cover film glued to the carrier plate be composed.
  • the carrier plate is there preferably made of a foamed material.
  • the cover layer of the cooling and heating element according to the invention is best made of a fleece or fabric made of glass, synthetic and / or natural fibers; it is for them first supply air flow permeable.
  • that of Side of the room facing away from and facing the ceiling Cooling and heating element with one for this first supply air flow impermeable cover is best made of a fleece or fabric made of glass, synthetic and / or natural fibers; it is for them first supply air flow permeable.
  • the convection intensity is improved by at least one air outlet opening breaking through the cover layer for an undisturbed out of the fan and / or the heat exchanger conveyed into the room second supply air flow, which then also, for example across the fluidically separated space above the cladding by a cooling and heating element can be flowed through.
  • appropriate supply air channels may be provided so that both supply air flows the same functional element can escape, together or individually; the respective Arrangement can be according to local conditions to be selected. That way it is possible several, overlapping and penetrating To create air circulation in the room.
  • the heat exchanger with a Drip pan for condensate is provided; Such an arrangement is particularly effective in cooling mode good services.
  • the arrangement can be made in this way be that the condensate by evaporation in the room is dissipated, but it is also possible to use a corresponding one Lead the condensate line out of the room.
  • Cooling and heating element is provided that the fan separated from the room with a filter on the intake side is.
  • the filter can be attached visibly from the room be so that its pollution level is continuous can be checked without the filter should be expanded.
  • cooling and heating element too is still sound absorbing if it is Part of a so-called acoustic ceiling is that then absorbs sound throughout the area; the tempering Function of the cooling and heating element not affected by this.
  • the temperature control of the supply air flows can, however set out above, outside the cooling and heating element respectively; but it is convenient if the cooling and heating element a heater and / or cooling for the Supply air flows are provided so that a compact, itself containing all the necessary functional elements Unit is formed as a module for any customizable cladding serves and for example also thanks to its interior decor Can perform tasks.
  • the invention is further characterized by a Cladding for the ceiling of a room, at least in a partial area air-conditioning the room according to the invention Contains cooling and heating elements, otherwise but from appropriate, but without fan, heating / cooling and heat exchanger designed, purely clad Ceiling panels are assembled; in the Rule is sufficient because of the invention Cooling and heating elements intensive convective temperature control of space if only a small one Part of the ceiling cladding with such "active" thermal functional elements is equipped. Because of the usually regulated by the window Fresh air supply is beneficial if the air-conditioning Cooling and heating elements at least partially are provided near the windows.
  • a particularly intensive air circulation arises on if - in the area of the window and in the suction area of the fan - at least one air outlet is set so that a first partial flow is directed vertically downwards, which after impact is led up again on the floor, and if at least one other air outlet opening like this is set to be oblique, for example at 30 ° to the ceiling, down into the room directed second partial flow that forms in the area the window is also deflected upwards again becomes.
  • the partial flow on your Path through the room approximating its room temperature, before going straight to a person in the room meets.
  • the invention is based on the drawing an embodiment explained in more detail.
  • the only Figure shows an inventive cooling and heating element as part of a covering for a ceiling in the schematic longitudinal section and in its installed state.
  • the cooling and heating element Ke is designed as a sheet metal cassette, their after space Ra and a space Zr directed between the ceiling and the cladding Surfaces the inside of the cooling and heating element Ke limit.
  • the cooling and heating element Ke contains on it in the Drawing right side of a separate housing Gh, the is open to the inside.
  • a cylindrical fan Lü which from the Room Ra underneath the cladding the one there Sucking in air.
  • This can be pure indoor air Rl, it is outside air Al or a mixture of both; a passage Df for the outside air Al through a
  • the outer wall Aw of the room Ra can be used for this purpose if necessary be adjustable so that the admixture can be controlled by fresh outside air Al.
  • the supply air provided by the fan Lü flows through first a heat exchanger Wt, which is used for temperature control serves the supply air, which, if necessary thermostatically controlled, cooled to a preselected setpoint or is heated; the details are customary and not shown in the drawing.
  • the heat exchanger Wt and the fan does not have to be in the housing Gh or at all within the cooling and heating element Ke be provided; rather, the temperature control can also done by an externally provided heat exchanger, so that the required functional elements not installed in the cooling and heating element Ke Need to become.
  • the heat exchanger Wt is equipped with a drip pan Kw, the condensate generated during cooling picks up; it can be arranged that the relative evaporate small amounts of condensate, alternatively with the support of an additional heater.
  • the supply air cannot flow into the space Zr because of this from one adjacent to the space Zr, on the Surface of the cooling and heating element Ke applied Cover ad is prevented.
  • the supply air is fed into the supply air flows after it has been tempered Zs1 and Zs2 split.
  • the supply air flow Zs1 flat with a relatively high pressure loss from the cover layer Ds of the cooling and heating element Ke in the room Ra
  • the supply air flow Zs2 is over an air outlet opening Lö in the room Ra with little Pressure loss directed.
  • the supply air flow Zs2 already has before passing through the air outlet opening Lö experience intensive temperature compensation, conditionally through the room air surrounding the entire element Ke.
  • the air outlet opening Lö is designed that the supply air flow Zs2 can exit directed. It has proven to be particularly advantageous when a first partial flow Ts1 vertical and a further partial flow Ts2 is directed obliquely downwards, this one below 30 ° to 45 ° variably adjustable to the level of Cladding.
  • the arrangement of the cooling and heating elements Ke nearby a window Fe has the advantage that a heat or Cooling load of people in the room Ra can be avoided.
  • the outside air Al becomes direct and low-loss sucked in by the fan Lü.
  • the air outlet opening in the heating and cooling elements can have another air outlet La for generating a directional flow be provided, which is advantageously below the window is arranged.
  • This air outlet La creates a directional flow, through which the room climate can be influenced in the desired sense is.

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Description

Die Erfindung betrifft ein flächiges Kühl- und Heizelement zur Ausbildung einer Verkleidung für die Decke eines Raumes und zur Integration in eine derartige Verkleidung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.Ein derartiges flächiges Kühl- und Heizelement ist aus der DE-U-92 05 391 bekannt.
Bekannt ist es auch, Decken-Verkleidungen aus Deckenplatten zusammenzusetzen, die schallschluckende Eigenschaften haben. Diese können auch, als Kühl- und Heizelement eingerichtet, zur Klimatisierung eines Raumes dienen oder für beide bauphysikalischen Aufgaben gleichzeitig ausgewählt werden.
Zu diesem Zweck befinden sich in der Regel oberhalb der Verkleidung entsprechende Wärmetauscher, von denen die Verkleidung großflächig temperiert und durch Wärmestrahlung und Konvektion das Raumklima darunter beeinflußt wird. Allerdings erfordert eine solche Anordnung große Flächenanteile, um, insbesondere bei der Kühlung, mit kleinen Temperaturdifferenzen arbeiten zu können, damit keine Taupunktunterschreitung erfolgt. In vielen Fällen erfolgt die Temperierung (Kühlung) des Raumes unter der Verkleidung mittels punktuell vorgesehener Luftaustrittsöffnungen, gegebenenfalls über die gesamte Verkleidung verteilt, durch die beheizte oder gekühlte Luftströme mittels Lüftern in den Raum eingeblasen werden, wobei die Richtung des jeweiligen Luftstromes einstellbar ist, so daß die Luftzirkulation in dem Raum beeinflußt werden kann. Durch eine relativ hohe Austrittsgeschwindigkeit aus den Luftaustrittsöffnungen wird hierbei eine wünschenswert schnelle Vermischung der Zuluft mit der Raumluft erreicht; es besteht jedoch die Gefahr von Zugluft. Die bloße Strahlungsenergie der Deckenplatten der Verkleidung reicht aber zur Temperierung des Raumes in der Regel nicht aus, so daß auf die Luftströmungen aus den Luftaustrittsöffnungen zumeist, trotz dieses Nachteils, nicht verzichtet werden kann.
Im Gegensatz zur Kühlung wird die Heizung über die Deckenplatten der Verkleidung - von oben - vom Menschen als sehr unangenehm empfunden, da der Wärmeaustausch konträr zu den physikalischen Gesetzen erfolgen muß.
Die Erfindung hat sich deshalb die Aufgabe gestellt, ein Kühl- und Heizelement der eingangs bezeichneten Art so auszubilden, daß damit zum Einen eine gleichmäßige, zugfreie Temperierung des Raumes möglich ist und zum Anderen örtlich eine individuel einstellbare Temperierung zu schaffen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Dieser, zur Gesamtfläche des Raumes, kleine Bereich soll möglichst nicht direkt über der Aufenthaltszone der Menschen liegen. Die Leistung des Kühl- und Heizelementes muß größer sein, was durch eine höhere Temperaturdifferenz im Wärmetauscher erreicht wird. Nur damit ist es möglich, im Bereich des geringen Flächenanteiles die notwendige Energie zur Heizung bzw. Kühlung des gesamten Raumes einzubringen.
Eine solches Kühl- und Heizelement hat den Vorteil, daß die von dem Lüfter erzeugte erste Zuluftströmung großflächig und im wesentlichen senkrecht nach unten aus der Deckschicht, in viele Teilströme gesplittet, mit wegen des Strömungswiderstandes in der porösen Deckschicht stark herabgesetzter Strömungsgeschwindigkeit abzuströmen vermag. Bei einer geringen Temperaturdifferenz an dem Kühl- und Heizelement kann wegen der großen Abströmfläche nunmehr mit einer wesentlich höheren Temperaturdifferenz an dem Wärmetauscher und damit mit einem höheren Wirkungsgrad gearbeitet werden - die Anlage arbeitet außerordentlich effektiv sowohl bei Heizung als auch bei Kühlung. Die in den Raum austretenden Teilströme vermischen sich wegen ihrer geringen kinetischen Energie rasch mit der Raumluft, so daß Zugluft nicht entsteht, und die Diffusion der Teilströme in die Raumluft sorgt für einen schnellen Temperaturausgleich.
Die Zwangsdurchströmung der porösen Deckschicht erlaubt in dem Zusammenwirken mit dem Strahlungsanteil, die Fläche der Deckschicht mit relativ hohen Temperaturdifferenzen zu beaufschlagen, d. h. bereits in bzw. kurz unter der Deckschicht findet der angestrebte Temperaturausgleich mit der Raumluft statt. Das ist gleichbedeutend mit kostengünstigerem Energietransport, der wiederum den besseren Wirkungsgrad begründet.
Der mechanische Aufbau des erfindungsgemäßen Kühl- und Heizelementes ist dabei relativ beliebig. Es kann als dünnwandige Blechkassette oder auch in Sandwichbauweise aus mehreren Schichten ausgebildet sein.
Der Lüfter und der Wärmetauscher können außerhalb der Deckenverkleidung oder sogar außerhalb des Raumes vorgesehen sein; es ist auch im Rahmen der Erfindung unerheblich, ob die Luftströmung in den Zwischenraum zwischen der Verkleidung und der Decke des Raumes oder separat in ein Kühl- und Heizelement eingespeist wird. Besonders bevorzugt ist es aber, wenn ein Lüfter und/oder in seiner Luftströmung ein Wärmetauscher in dem Inneren des Kühl- und Heizelementes vorgesehen sind, beispielsweise und zumindest der Lüfter in einem gesonderten Gehäuse. Auf diese Weise können die übrigen Bestandteile der Verkleidung sehr einfach gehalten werden.
Werden die Abmessungen für die üblichen Deckenplatten, die ohne eine derartige, eine Luftströmung generierende Einrichtung ausgeführt sind, auch für das erfindungsgemäße Kühl- und Heizelement beibehalten, dann gestaltet sich dessen Einbindung in eine Verkleidung besonders leicht; es muß lediglich dafür gesorgt werden, daß die erforderlichen elektrischen und pneumatischen und/oder hydraulischen Leitungen innerhalb des Kühl- und Heizelementes installiert werden und die entsprechend zugehörigen Anschlüsse vorhanden sind.
Die - wärmetechnisch passiven - Deckenplatten können dabei in Sandwichbauweise ausgebildet und aus einer Trägerplatte sowie an dieser ein- oder beidseitig mit einer dünnen, mit der Trägerplatte verklebten Deckfolie zusammengesetzt sein. Die Trägerplatte besteht dabei bevorzugt aus einem geschäumten Werkstoff.
Die Deckschicht des erfindungsgemäßen Kühl- und Heizelementes besteht am besten aus einem Vlies oder Gewebe aus Glas-, Kunst- und/oder Naturfasern; sie ist für die erste Zuluftströmung durchlässig. Hingegen kann die vom Raum abgewandte und auf dessen Decke weisende Seite des Kühl- und Heizelementes mit einer für diese erste Zuluftströmung undurchlässigen Abdeckung versehen sein.
Die Intensität der Konvektion wird verbessert durch mindestens eine, die Deckschicht durchbrechende Luftaustrittsöffnung für eine ungestört aus dem Lüfter und/oder dem Wärmetauscher in den Raum geförderte zweite Zuluftströmung, die dann beispielsweise auch über den strömungstechnisch separierten Zwischenraum oberhalb der Verkleidung durch ein Kühl- und Heizelement hindurch abströmbar sein kann. Selbstverständlich können auch allein innerhalb des Kühl- und Heizelementes entsprechende Zuluft-Kanäle vorgesehen sein, so daß beide Zuluftströmungen dem gleichen Funktionselement entströmen können, gemeinsam oder einzeln; die jeweilige Anordnung kann den örtlichen Verhältnissen entsprechend ausgewählt werden. Auf diese Weise ist es möglich, mehrere, sich überschneidende und durchdringende Luftzirkulationen in dem Raum zu erzeugen.
Es ist zweckmäßig, wenn der Wärmetauscher mit einer Auffangwanne für anfallendes Kondensat versehen ist; insbesondere im Kühlbetrieb leistet eine solche Änordnung gute Dienste. Die Anordnung kann so getroffen sein, daß das Kondensat durch Verdunstung in den Raum abgeführt wird, es ist aber auch möglich, eine entsprechende Kondensatleitung aus dem Raum herauszuführen.
In einer bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Kühl- und Heizelementes ist vorgesehen, daß der Lüfter ansaugseitig mit einem Filter von dem Raum getrennt ist. Das Filter kann von dem Raum aus sichtbar angebracht sein, so daß sein Verschmutzungsgrad kontinuierlich kontrolliert werden kann, ohne daß dazu das Filter ausgebaut werden müßte.
Es ist zweckmäßig, wenn das Kühl- und Heizelement auch noch schallschluckend ausgebildet ist, falls es Bestandteil einer sogenannten Akustikdecke ist, die dann in gesamter Fläche schallschluckend ist; die temperierende Funktion des Kühl- und Heizelementes wird dadurch nicht beeinträchtigt.
Die Temperierung der Zuluftströmungen kann zwar, wie oben dargelegt, außerhalb des Kühl- und Heizelementes erfolgen; es ist aber günstig, wenn dazu in dem Kühl- und Heizelement eine Heizung und/oder Kühlung für die Zuluftströmungen vorgesehen ist, so daß eine kompakte, selbst alle notwendigen Funktionselemente enthaltende Baueinheit gebildet wird, die als Modul für eine beliebig zusammenstellbare Verkleidung dient und beispielsweise auch noch durch ihren raumseitigen Dekor raumästhetische Aufgaben wahrzunehmen vermag.
Die Erfindung ist weiterhin gekennzeichnet durch eine Verkleidung für die Decke eines Raumes, die mindestens in einem Teilbereich den Raum klimatisierende erfindungsgemäße Kühl- und Heizelemente enthält, im übrigen aber aus entsprechenden, jedoch ohne Lüfter, Heizung/Kühlung und Wärmetauscher ausgeführten, rein verkleidenden Deckenplatten zusammengesetzt ist; in der Regel reicht es wegen der durch die erfindungsgemäßen Kühl- und Heizelemente intensiven konvektiven Temperierung des Raumes tatsächlich aus, wenn nur ein kleiner Teil der Deckenverkleidung mit derartigen "aktiven" wärmetechnischen Funktionselementen ausgerüstet ist. Wegen der üblicherweise durch die Fenster geregelten Frischluftzufuhr ist es dabei günstig, wenn die klimatisierenden Kühl- und Heizelemente mindestens teilweise in der Nähe der Fenster vorgesehen sind. Das hat auch den Vorteil, daß die Zufuhr von erwärmter oder gekühlter Zuluft in den Raum an einer Stelle erfolgt, an der sie wenig störend ist, weil sich in der Nachbarschaft von Fenstern zumeist keine Personen aufhalten. Eine für eine hohe Luftwechselzahl ausreichende Bereitstellung von Frischluft kann dadurch erfolgen, daß die klimatisierenden Kühl- und Heizelemente mindestens teilweise in der Nähe von in dem Raum befindlichen Durchführungen durch eine Außenwand für die Außenluft vorgesehen sind; zweckmäßig sind diese in der Nähe eines Fensters.
Eine besonders intensive Luftzirkulation stellt sich ein, wenn - im Bereich des Fensters und im Ansaugbereich des Lüfters - mindestens eine Luftaustrittsöffnung so eingestellt ist, daß eine erste Teilströmung senkrecht nach unten gerichtet ist, die nach Auftreffen auf dem Fußboden wieder nach oben geführt wird, und wenn mindestens eine weitere Luftaustrittsöffnung so eingestellt ist, daß sie eine schräg, beispielsweise unter 30° zur Raumdecke, nach unten in den Raum hinein gerichtete zweite Teilströmung ausbildet, die im Bereich des Fensters ebenfalls wieder nach oben abgelenkt wird. Auf diese Weise wird die Teilströmung auf ihrem Weg durch den Raum dessen Raumtemperatur angenähert, bevor sie unmittelbar auf eine im Raum befindliche Person trifft.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Die einzige Figur zeigt ein erfindungsgemäßes Kühl- und Heizelement als Bestandteil einer Verkleidung für eine Decke im schematischen Längsschnitt und in ihrem eingebauten Zustand.
Das Kühl- und Heizelement Ke ist als Blechkassette ausgebildet, deren nach dem Raum Ra und einem Zwischenraum Zr zwischen der Decke und der Verkleidung gerichtete Oberflächen das Innere In des Kühl- und Heizelement Ke begrenzen. Dabei ist eine raumseitige Deckschicht Ds aus zu einem Gewebe oder Vlies verarbeiteten Fasern, beispielsweise Glasfasern, gebildet und bildet keine homogen geschlossene Fläche, sondern ist genauso wie die zugehörige Kleberschicht soweit porös, daß eine das Kühl- und Heizelement Ke beaufschlagende, zum Raum Ra hin gerichtete erste Zuluftströmung Zs1 ungehindert und lediglich unter Druckabfall passieren kann und eventuell auch darüberhinaus Schallwellen ungehindert in das Innere In gelangen können.
Das Kühl- und Heizelement Ke enthält an seiner in der Zeichnung rechten Seite ein separates Gehäuse Gh, das zu dem Inneren In hin offen ist. In dem Gehäuse Gh befindet sich ein walzenförmiger Lüfter Lü, der aus dem Raum Ra unterhalb der Verkleidung die dort anstehende Luft ansaugt. Dabei kann es sich um reine Raumluft Rl, um Außenluft Al oder ein Gemisch von beiden handeln; eine Durchführung Df für die Außenluft Al durch eine Außenwand Aw des Raumes Ra kann zu diesem Zweck gegebenenfalls einstellbar ausgeführt sein, so daß die Zumischung von frischer Außenluft Al gesteuert werden kann. Zwischen dem Lüfter Lü und dem Raum Ra ist ein Filter Fi vorgesehen, das von dem Raum Ra aus sichtbar ist, so daß es fortwährend hinsichtlich seiner Verschmutzung kontrolliert und bei Bedarf gewechselt werden kann.
Die von dem Lüfter Lü bereitgestellte Zuluft durchströmt zunächst einen Wärmetauscher Wt, der zur Temperierung der Zuluft dient, die, gegebenenfalls thermostatgesteuert, auf einen vorgewählten Sollwert gekühlt oder beheizt wird; die Einzelheiten sind fachüblich und in der Zeichnung nicht ausgeführt. Der Wärmetauscher Wt und der Lüfter müssen nicht notwendig in dem Gehäuse Gh oder überhaupt innerhalb des Kühl- und Heizelementes Ke vorgesehen sein; vielmehr kann die Temperierung auch durch einen extern bereitgestellten Wärmetauscher erfolgen, so daß dann die erforderlichen Funktionselemente nicht in dem Kühl- und Heizelement Ke installiert werden müssen. Hier sind aber der Lüfter Lü und der Wärmetauscher Wt komplett in dem Gehäuse Gh vorgesehen; der Wärmetauscher Wt ist mit einer Auffangwanne Kw ausgestattet, die das während der Kühlung anfallende Kondensat aufsammelt; es läßt sich einrichten, daß die relativ geringen Mengen an Kondensat verdunsten, hilfsweise mit Unterstützung einer Zusatzheizung. Die Zuluft kann nicht in den Zwischenraum Zr abströmen, weil dies von einer an den Zwischenraum Zr angrenzenden, auf der Oberfläche des Kühl- und Heizelementes Ke aufgebrachte Abdeckung Ad verhindert wird.
Die Zuluft wird nach ihrer Temperierung in die Zuluftströmungen Zs1 und Zs2 aufgespalten. Während der Zuluftstrom Zs1 mit relativ hohem Druckverlust flächig aus der Deckschicht Ds des Kühl- und Heizelementes Ke in den Raum Ra austritt, wird der Zuluftstrom Zs2 über eine Luftaustrittsöffnung Lö in den Raum Ra mit geringem Druckverlust gelenkt. Der Zuluftstrom Zs2 hat bereits vor dem Durchtritt durch die Luftaustrittsöffnung Lö einen intensiven Temperaturausgleich erfahren, bedingt durch die das gesamte Element Ke umgebende Raumluft. Die Luftaustrittsöffnung Lö ist so ausgebildet, daß der Zuluftstrom Zs2 gerichtet austreten kann. Es hat sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn eine erste Teilströmung Ts1 senkrecht und eine weitere Teilströmung Ts2 schräg nach unten gerichtet ist, diese unter 30° bis 45° variabel einstellbar zur Ebene der Verkleidung.
Die Anordnung der Kühl- und Heizelemente Ke in der Nähe eines Fensters Fe hat den Vorteil, daß eine Wärme- oder Kühlbelastung von Personen im Raume Ra vermeidbar ist. Darüberhinaus wird die Außenluft Al direkt und verlustarm von dem Lüfter Lü angesaugt.
Zusätzlich zu der Luftaustrittsöffnung in den Heiz- und Kühlelementen kann ein weiterer Luftauslaß La für die Erzeugung einer gerichteten Strömung vorgesehen werden, der vorteilhaft unterhalb des Fensters angeordnet ist.
Dieser Luftauslaß La erzeugt eine gerichtete Strömung, durch die das Raumklima im gewünschten Sinne beinflußbar ist.
Aufstellung der Bezugszeichen
Ad
Abdeckung
Al
Außenluft
Aw
Außenwand
Df
Durchführung
Ds
Deckschicht
Fe
Fenster
Fi
Filter
Gh
Gehäuse
In
Inneres
Ke
Kühl- und Heizelement
Kw
Auffangwanne
La
Luftauslaß
Lö
Luftaustrittsöffnung
Lü
Lüfter
Ra
Raum
Rl
Raumluft
Ts1
(erste) Teilströmung
Ts2
(zweite) Teilströmung
Wt
Wärmetauscher
Zr
Zwischenraum
Zs1
(erste) Zuluftströmung
Zs2
(zweite) Zuluftströmung

Claims (16)

  1. Flächiges Kühl- und Heizelement zur Ausbildung einer Verkleidung für die Decke eines Raumes und zur Integration in eine derartige Verkleidung, bei dem der Zwischenraum (Zr) zwischen der Verkleidung und der Decke oder das Innere (In) des Kühl- und Heizelementes (Ke) selbst mit einer temperierten Luftströmung beaufschlagbar sind und das Kühl- und Heizelement (Ke) zu dem Raum hin von einer porösen Deckschicht (Ds) abgeschlossen ist, welche von einer in den Raum (Ra) gerichteten ersten, dabei von der porösen Deckschicht (Ds) flächig in eine Vielzahl von Teilströmungen zerlegten Zuluftströmung (Zs1) passierbar ist,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Deckschicht (Ds) als mikroporöse Schicht ausgebildet ist, daß mindestens eine, die Deckschicht (Ds) durchbrechende Luftaustrittsöffnung (Lö) für eine ungestört aus einem Lüfter (Lü) und/oder einem Wärmetauscher (Wt) in den Raum (Ra) geförderte zweite Zuluftströmung (Zs2) vorgesehen ist und daß die mindestens eine Luftaustrittsöffnung (Lö) in Form von drehbaren, stufenlos verstellbaren Lüftungselementen ausgebildet sind.
  2. Kühl- und Heizelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lüfter (Lü) und/oder in seiner Luftströmung ein Wärmetauscher (Wt) in dem Inneren (In) des Kühl- und Heizelementes (Ke) vorgesehen sind, vorzugsweise zumindest der Lüfter (Lü) in einem gesonderten Gehäuse (Gh).
  3. Kühl- und Heizelement nach einem der Ansprüche 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht (Ds) aus einem Vlies oder Gewebe aus Glas-, Kunst- und/oder Naturfasern besteht.
  4. Kühl- und Heizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (Wt) mit einer Auffangwanne (Kw) für anfallendes Kondensat versehen ist.
  5. Kühl- und Heizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Lüfter (Lü) ansaugseitig mit einem Filter (Fi) von dem Raum (Ra) getrennt ist.
  6. Kühl- und Heizelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Filter (Fi) von dem Raum (Ra) aus sichtbar ist.
  7. Kühl- und Heizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es schallschluckend ausgebildet ist.
  8. Kühl- und Heizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in seinem Inneren (In) eine Heizung und/oder Kühlung für die Zuluftströmungen (Zs1,Zs2) vorgesehen sind.
  9. Kühl- und Heizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß es zu der Decke des Raumes (Ra) hin von einer luftundurchlässigen Abdeckung (Ad) abgeschlossen ist.
  10. Verkleidung für die Decke eines Raumes, dadurch gekennzeichnet, daß es mindestens in einem Teilbereich den Raum (Ra) klimatisierende Kühl- und Heizelemente (Ke) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 enthält.
  11. Verkleidung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühl- und Heizelemente (Ke) mindestens teilweise in der Nähe der Fenster (Fe) des Raumes (Ra) vorgesehen sind.
  12. Verkleidung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühl- und Heizelemente (Ke) mindestens teilweise in der Nähe von in dem Raum (Ra) befindlichen Durchführungen (Df) durch eine Außenwand (Aw) für die Außenluft (Al) vorgesehen sind.
  13. Verkleidung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Luftaustrittsöffnung (Lö) so eingestellt ist, daß eine erste Teilströmung (Ts1) senkrecht nach unten gerichtet ist und daß mindestens eine weitere Luftaustrittsöffnung (Lö) so eingestellt ist, daß sie eine schräg nach unten in den Raum (Ra) hinein gerichtete zweite Teilströmung (Ts2) ausbildet.
  14. Verkleidung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftaustrittsöffnungen (Lö) einander benachbart vorgesehen sind.
  15. Verkleidung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Luftauslaß (La) für einen vom Raum auf das Kühl- und Heizelement gerichteten Luftstrom vorgesehen ist.
  16. Verkleidung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftauslaß (La) unterhalb des Fensters angeordnet ist.
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