EP0772006A2

EP0772006A2 - Kühldeckenelement

Info

Publication number: EP0772006A2
Application number: EP96115948A
Authority: EP
Inventors: Detlef Dipl.-Ing. Makulla; Willibald Meier
Original assignee: Krantz TKT GmbH; H Krantz TKT GmbH
Current assignee: Krantz TKT GmbH; H Krantz TKT GmbH
Priority date: 1995-11-02
Filing date: 1996-10-04
Publication date: 1997-05-07
Anticipated expiration: 2016-10-04
Also published as: DE59610146D1; EP0772006B1; ATE232955T1; DE19540770A1; DE19540770C2; EP0772006A3

Abstract

Es wird ein Kühldeckenelemente aus einer Blechplatte (1) und einer darauf befestigten Rohrleitung (2) vorgeschlagen. Die mäanderförmig über die Grundfläche der Blechplatte (1) geführte Rohrleitung (2) ist mit gerade ausgerichteten Strecken (5) in Sicken (4) der Blechplatte (1) eingelassen und wird darin festgehalten. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Kühldeckenelement aus einer Blechplatte und einer Rohrleitung, die auf einer Seite der Blechplatte befestigt ist und sich in einer Ebene mäanderförmig über deren Grundfläche in gleichmäßigen Abständen erstreckt.
Aus derartigen allgemein bekannten Kühldeckenelementen werden Kühldecken hergestellt, welche die Aufgabe haben, vorzugsweise in Verbindung mit einer Quellüftung im Aufenthaltsbereich von Personen anfallende Kühllasten abzuführen. Dazu werden Raumdecken vollständig oder teilweise mit kaltwasserführenden Wärmetauschern belegt, welche die Deckentemperatur unterhalb der Raumtemperatur absenken und halten, so daß man derartige Raumdecken als Kühldecken und die eingesetzten Wärmetauscher als Kühldeckenelemente bezeichnet.
Zahlreiche Varianten von Raumdecken, wie beispielsweise offene Rasterdecken, richtungslose Metallangfelddecken oder geschlossene Putzdecken, die auch als Akustikdecken eingebaut werden können, sind bekannt. Da Raumdecken einen architektonisch hohen Stellenwert besitzen, sollen Kühldeckenelemente so gestaltet sein, daß diese die Ausführung der Raumdecken ohne wesentliche Einschränkung der Bauart und Geometrie erlauben.
Der Wirkungsgrad eines eingangs beschriebenen Kühldeckenelementes und damit auch der Wirkungsgrad der Kühldecke insgesamt, wird wesentlich beeinflußt durch die Art und Weise der Verbindung zwischen der Blechplatte und der Rohrleitung. Dazu sind Halteprofile der verschiedensten Ausführungsformen allgemein bekannt, die einerseits an der Blechplatte zu befestigen sind und andererseits Teilstücke der Rohrleitung umklammern. Abgesehen davon, daß die Befestigung einer großen Anzahl von Halteprofilen an einer Blechplatte arbeitsaufwendig ist, beschränkt sich der Wärmeübergang auf die Teilflächen der Rohrleitung, welche mit der Blechplatte unmittelbar oder über die Halteprofile zumindest mittelbar in Kontakt gebracht werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kühldeckenelement der eingangs beschriebenen Art so auszubilden, daß es sich durch eine großflächige unmittelbare Verbindung zwischen der Blechplatte und der Rohrleitung auszeichnet, einfach serienmäßig herzustellen ist und mit einem geringen Aufwand auch noch am Einsatzort variiert werden kann, wobei insbesondere auch die kaltwasserführende Verrohrung einschließlich der Rohrabstände sich den jeweiligen Erfordernissen anpassen lassen.
Ausgehend von einem Kühldeckenelement der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 genannten Art, wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung von Strecken der Rohrleitung in Sicken der Blechplatte, ergibt sich ein großflächiger Kontakt zwischen der Rohrleitung und der Blechplatte, ohne dazu auf speziell ausgebildete Halteprofile, Spannelemente und dergleichen Hilfsmittel angewiesen zu sein. Es genügt stattdessen, die Blechplatte so zu profilieren, daß vorzugsweise über deren Breite in gleichmäßigen Abständen Sicken vorgesehen sind, die sich durchgehend über die Länge der Blechplatte erstrecken. Dabei kann die Dichte der gerade ausgerichteten Strecken der Rohrleitung in der Weise variiert werden, daß entweder durch jede Sicke oder aber lediglich durch jede zweite, dritte oder in beliebigem Abstand folgende Sicke eine Strecke der Rohrleitung verlegt wird. Durch jede der gleichmäßig über die Grundfläche der Blechplatte verteilt angeordneten Sicken erfährt die Blechplatte eine Aussteifung, die sich insbesondere um eine zur Sickenlängserstreckung senkrechte Achse auswirkt. Dadurch läßt sich die Anzahl der Befestigungsstellen am Kühldeckenelement reduzieren, ohne eine nennenswerte Durchbiegung befürchten zu müssen. Weiterhin kann die Blechplatte in Längs- und Querrichtung zu den Sicken auf die jeweils erforderlichen Abmessungen verkleinert und im so zugeschnittenen Zustand mit einer Rohrleitung ausgestattet werden. So vorbereitet, kann das Kühldeckenelement, z. B. bei einer Rasterdecke, auf vormontierten Querkonsolen einfach aufgelegt oder, z. B. bei einer geschlossenen Putzdecke, gegen die Putzträgerplatte punktuell befestigt werden. Die Enden der Rohrleitung werden so lang bemessen, daß mit handelsüblichen Anschlüssen eine Verbindung mit einer Hauptrohrleitung herstellbar ist.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung weisen die Sicken einen Omega-förmigen Querschnitt auf, so daß sich die Rohrleitung in die Sicken einpressen läßt und unter Klemmkraft darin gehalten wird. Zusätzlich zu dieser Befestigungsart oder an deren Stelle kann auch eine Verkleidungsplatte dienen, die sich mindestens über die Grundfläche der Blechplatte erstreckt und den Öffnungsquerschnitt sämtlicher Sicken versperrt.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die gerade ausgerichteten Strecken der Rohrleitung außerhalb der in der Blechplatte vorgesehenen Sicken über bogenförmige Rohrleitungsstücke so miteinander verbunden, daß die Rohrleitung insgesamt mäanderförmig verläuft.
Bei Verwendung einer Verkleidungsplatte erstreckt diese sich vorzugsweise auch über die bogenförmigen Rohrleitungsstücke und deckt diese gleichfalls so ab, daß auch deren Anschlüsse mit verkleidet sind.
Schließlich sieht eine Ausgestaltung der Erfindung noch vor, daß die Blechplatte außerhalb der Sicken mit über die Grundfläche gleichmäßig verteilten Perforationen versehen ist, so daß Schallwellen in den Deckenhohlraum eindringen können und dort absorbiert werden.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kühldeckenelementes dargestellt. Es zeigt:

Figur 1: die Rückseite des Kühldeckenelements;
Figur 2: einen Querschnitt durch das Kühldeckenelement nach der Linie A-A der Figur 1
und die Figuren 3 bis 7: Einbauvarianten des Kühldeckenelements.

Das Kühldeckenelement besteht im wesentlichen aus einer Blechplatte 1 und einer Rohrleitung 2sowie einer nicht zwingend erforderlichen Verkleidungsplatte 3.
Die Blechplatte 1 besteht aus einem Aluminiumblech, das in Abständen über seine Breite Ω-förmige Sicken aufweist, die sich durchgehend über die Länge der Blechplatte 1 erstrecken.
Die Rohrleitung 2 besteht aus flexiblem Kupferrohr oder Weichstahlrohr oder aus flexiblem, diffusionsdichtem Kunststoffrohr und weist gerade Strecken 5 auf, die in den Sicken 4 eingelassen sind und über bogenförmige Rohrleitungsstücke 6 außerhalb der Grundfläche der Blechplatte 1 so miteinander verbunden sind, daß die Rohrleitung 2 insgesamt mäanderförmig verläuft und mit Endstücken 7, 8 in konventioneller Weise an einen nicht dargestellten Vor- bzw. Rücklaufstrang einer kaltwasserführenden Hauptleitung anschließbar ist.
Die Verkleidungsplatte 3, welche in konventioneller Weise mit der Blechplatte verbunden sein kann, besteht gleichfalls aus Aluminium und schließt an ihren Längsseiten mit der Blechplatte 1 bündig ab, während sie über deren Querseiten vorsteht. Mit der Verkleidungsplatte 3 sind daher auch die bogenförmigen Rohrleitungsstücke 6, sowie die Endstücke 7 und 8 mit ihren Anschlüssen verdeckbar.
Die mäanderförmig verlaufende Rohrleitung 2 läßt sich in die Sicken der Blechplatte 1 einfach einklipsen, sofern die Sicken 4, wie in den Ausführungsbeispielen dargestellt, eine Querschnittskontur mit einer geringfügig kleineren Öffnungsbreite aufweisen als der Außendurchmesser der Rohrleitung 2.
Werden Kühlelemente in handelsübliche Deckenplatten (z.B. metallische Langfeldkassetten) eingelegt, ist ein guter Kontakt zwischen der Blechplatte 1 des Kühlelements und einer jeweiligen, in den Fig. 3 bis 7 dargestellten Deckenplatte 9 erforderlich, um eine hohe Kühlleistung zu erzielen. Dies ist in der Praxis häufig schwierig, da die Deckenplatte 9 von sich aus bereits eine Durchbiegung aufgrund ihres Eigengewichts aufweist und diese in der Regel aus optischen Gründen nicht weiter vergrößert werden soll.
Es sind Spannbügel bekannt, die das Kühlelement an die Deckenplatte 9 anpressen. Die Vorspannung dieser Bügel muß aber sehr genau auf die Durchbiegung der Deckenplatte 9 abgestimmt sein, um die bereits vorhandene Durchbiegung nicht zu vergrößern. Hinzu kommt, daß diese Vorspannung je nach der Breite der Deckenplatte 9 variiert werden muß und diese Spannbügel aufgrund der unterschiedlichen herstellungsspezifischen Ausführungen von Umkantungen der Deckenplatte 9 ein spezifisches Verbindungselement zur Deckenplatte 9 benötigen. Dadurch entstehen erhebliche Kosten für Vorversuche bezüglich der Vorspannung und für die Lagerhaltung. Ein weiterer Nachteil ist, daß in der Projektbearbeitung die spezielle Ausführung der Deckenplatte 9 bekannt sein muß.
Die genannten Nachteile lassen sich vermeiden, wenn das Kühlelement direkt mit der Deckenplatte 9 verbunden wird, wozu beispielsweise die in Figur 3 dargestellte Ausführungsart vorgeschlagen wird.
Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Verkleidungsplatte 3 ist bei dieser Ausführungsart nicht erforderlich. Die Sicke 4 wird so bemessen, daß sich zwischen dem Kupferrohr 5 und der Deckenplatte 9 ein Hohlraum 10 ergibt, welcher ein elastisches Klebematerial 11, vorzugsweise mit guter Wärmeleitfähigkeit, aufnimmt. Dieses kann in pastöser Form oder als Klebeband aufgebracht werden. Das Klebematerial 11 kann bereits bei der Vorfertigung auf das Kühlelement aufgebracht werden. Auf der Baustelle wird dann die Verbindung mit der Deckenplatte 9, z.B. durch Abziehen eines Schutzstreifens vom Klebematerial 11, vorgenommen.
Die Unterbringung des Klebematerials 11 in der Sicke 4 hat den Vorteil, daß kein zusätzliches Material zwischen die Blechplatte 1 und die Deckenplatte 9 gelangt, welches den Wärmeübergang verschlechtert.
Es ist nicht erforderlich, das Klebematerial 11 über die gesamte Länge der Sicke 4 aufzutragen. Ein punktueller oder teilstreifenförmiger Auftrag des Klebematerials 11 ist bei entsprechender Klebekraft ausreichend.
Da über die Blechplatte 1 bereits ein großflächiger Kontakt mit der Deckenplatte 9 besteht, kann auch Klebematerial 11 mit schlechter Wärmeleitfähigkeit verwendet werden. Wird Klebematerial 11 mit guter Wärmeleitfähigkeit verwendet, ergibt sich insofern eine Verbesserung, da gegenüber einer linienförmigen Auflage der Rohrleitung 2 eine breitflächige Übertragungsfläche entsteht.
Insgesamt wird durch die Verklebung des Kühlelements mit der Deckenplatte 9 die Stabilität des Gesamtbauteils verbessert und insbesondere die Durchbiegung der Deckenplatte 9 selbst vermindert.
Bei einer Ausgestaltung gemäß Figur 3 kann das Klebematerial 11' auch in einer separaten Sicke 12 untergebracht werden. Bei Deckenplatten 9 mit durchgehender Lochung wird ein gewebeartiger Klebestreifen einzusetzen sein, um einen Durchtritt von pastösem Kleber durch die Lochung der Deckenplatte zu vermeiden.
Bei geschlossenen Deckenplatten 9 kann auch ein pastöser Kleber verwendet werden, wobei dann in der Sicke 12 mindestens zwei Bohrungen 13 vorhanden sind. In eine dieser Bohrungen 13 wird das pastöse Klebematerial 11' eingepreßt. Die andere Bohrung 13 dient zum Austritt des Klebematerials 11' bzw. zur Kontrolle, ob die Sicke 12 gefüllt ist.
Eine weitere Befestigungsmöglichket zeigt Figur 4. Hierbei wenden aus der Blechplatte 1, welche mit der Deckenplatte 9 verbunden werden soll, Laschen 14 durch dreiseitiges Freistanzen erzeugt. An jeder Lasche 14 wird an der zur Deckenplatte 9 gerichteten Seite ein doppelseitig klebendes Band 15 aufgebracht. Da in der Regel die Kühlelemente erst auf der Baustelle mit den Deckenplatten verbunden werden, wird erst hier die Schutzfolie von der Unterseite des Bandes 15 abgezogen und die Lasche 14 auf die Deckenplatte 9 gedrückt. Dadurch wird mit der Klebung sogar eine Zugspannung durch die Lasche 14, welche in ihre Ursprungslage zurückfedern will, erzeugt und die Anpressung verbessert.
Eine solche Zugspannung läßt sich ebenfalls mit der in Figur 5 gezeigten Ausführungsart erzeugen. Hier wird die Verbindung der Deckenplatte 9 mit der Blechplatte 1 vorgenommen, indem in einer Aussparung 16 der Blechplatte 1 ein Verbindungselement, bestehend aus einem runden Federstahlteller 17 mit Klebeschicht 18, eingebracht wird. Hier wird durch die federnden Randbereiche ein Anpressen der Blechplatte 1 und somit des Kühlelements auf die Deckenplatte 9 erzielt.
Werden sehr dünne (< 0,2 mm) doppelseitige Klebefolien zur Verbindung der Blechplatte 1 mit der Deckenplatte 9 verwendet, so können diese ohne nennenswerte Verschlechterung des Wärmeübergangs auch zwischen der Blechplatte 1 und der Deckenplatte 9 vollfächig oder streifenförmig eingesetzt werden.
In Figur 6 ist eine Ausführungsart dargestellt, bei der auf eine Klebeverbindung verzichtet und eine rein mechanische Verbindung gewählt wird. Dazu wird die Blechplatte 1 im Randbereich mit einer doppelten Umkantung 19 versehen, deren horizontaler Abschluß unter eine Umkantung 20 der Deckenplatte 9 greift. Durch eine elastische Zwischenlage 21 werden Fertigungstoleranzen ausgeglichen und gleichzeitig ein Anpressen des Kühlelements auf die Deckenplatte 9 erzielt.
In Figur 7 wird durch einen zweiteiligen Justierbügel 22 bzw. 22', welcher über Nuten in die oberen horizontalen Umkantungen der Deckenplatte 9 greift, einem Durchhang der Deckenplatte 9 entgegengewirkt. Die Kraft ist dabei durch den teleskopartig auseinanderschiebbaren Justierbügel 22 bzw. 22' einstellbar, wobei Bohrungen 23 zur Aufnahme eines Stifts zwecks Arretierung dienen. Zusätzlich kann durch Federn 24 ein Anpressen und somit ein guter wärmetechnischer Kontakt zwischen dem Kühlelement und der Deckenplatte 9 erzielt werden.

Claims

Kühldeckenelement aus einer Blechplatte und einer Rohrleitung, die auf einer Seite der Blechplatte befestigt ist und sich in einer Ebene mäanderförmig über deren Grundfläche in gleichmäßigen Abständen erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß in Abständen zueinander verlaufende, gerade ausgerichtete Strecken (5) der Rohrleitung (2) in deren Außendurchmesser angepaßte Sicken (4) der Blechplatte (1) eingelassen sind.
Kühldeckenelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicken (4) einen Ω-förmigen Querschnitt aufweisen und/oder durch eine sich mindestens über die Grundfläche der Blechplatte (1) erstreckende und mit dieser verbundene Verkleidungsplatte (3) überdeckt sind.
Kühldeckenelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gerade ausgerichteten Strecken (5) der Rohrleitung (2) außerhalb der in der Blechplatte (1) vorgesehenen Sicken (4) über bogenförmige Rohrleitungsstücke (6) miteinander verbunden sind.
Kühldeckenelementen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verkleidungsplatte (3) sich über die bogenförmigen Rohrleitungsstücke (6) erstreckt und diese gleichfalls abdeckt.
Kühldeckenelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verkleidungsplatte (3) und die Blechplatte (1) außerhalb der Sicken (4) mit über die Grundfläche gleichmäßig verteilten Perforationen versehen ist.