Die Erfindung betrifft einen Deckenkonvektor mit Leitungen, die von einem Wärmeträgermedium
durchströmbar sind, und damit wärmeleitend koppelbaren, lamellenförmigen
Wärmetauscherelementen, die in paralleler Anordnung zueinander mindestens
ein Wärmetauscherpaket bilden, wobei sich zwischen jeweils zwei Wärmetauscherelementen
ein Luftzwischenraum zum Durchtritt von Luft befindet, die das
Wärmetauscherpaket von oben nach unten durchströmt und dabei abkühlbar oder
erwärmbar ist.
Derartige Deckenkonvektoren sind allgemein bekannt und eignen sich sowohl zum
Einbau in abgehängte Deckenkonstruktionen als auch zur separaten freien Aufhängung
an einer Gebäudedecke. Während bei letzterer Anordnung bei hinreichend
großem Abstand von der Gebäudedecke automatisch eine ausreichende Nachströmfläche
für die zu temperierende Luft vorhanden ist, ist dies bei einem Einbau in eine
abgehängte Decke sehr viel schwieriger zu erreichen. Bei bekannten Deckenkonvektoren
in abgehängten Deckenkonstruktionen wird die zu temperierende Luft daher
oftmals über Schattenfugen an den Rändern der Raumdecke in den Luftzwischenraum
zwischen der abgehängten Unterdecke und der eigentlichen Gebäudedecke
geführt. Abgesehen von der über große Strecken erfolgenden und daher aufwendigen
Luftführung weist dieses Prinzip auch den Nachteil auf, daß der Bereich oberhalb
des Deckenkonvektors zu Reinigungs- oder Revisionszwecken praktisch nicht
mehr erreicht werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Deckenkonvektor vorzuschlagen,
der bei einem Einbau in abgehängten Deckenkonstruktionen über eine hinreichend
große Nachströmfläche verfügt, wobei die Konstruktion einfach sein und auch eine
spätere Zugänglichkeit zu der Oberseite des Wärmetauscherpakets ermöglichen
soll.
Ausgehend von einem Deckenkonvektor der eingangs beschriebenen Art, wird diese
Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sich zwischen zwei Wärmetauscherpaketen
ein Zuströmbereich befindet, durch den Raumluft in Bereiche oberhalb der
Wärmetauscherpakete einströmt.
Auf diese Weise wird ermöglicht, daß die zuströmende Luft nicht über Schattenfugen
oder ähnliche Zuführquerschnitte geführt werden muß. Vielmehr erfolgen Zuströmung
und Abströmung innerhalb der Grundfläche des Deckenkonvektors selbst.
Dies hat den Vorteil, daß der erfindungsgemäße Deckenkonvektor sich auch sehr
gut nachträglich in bestehende Deckenkonstruktionen einbauen läßt. Weil die Nachstromwege
sehr kurz sind, ist der Strömungswiderstand gering, so daß sich große
spezifische Leistungen übertragen lassen. Da die Luft nicht über weite Wege durch
Deckenhohlräume geführt werden muß, ist außerdem die Staubaufnahme der zugeführten
Luft wesentlich geringer als bei bekannten Konstruktionen.
Wenn sich auch unmittelbar seitlich neben einem Wärmetauscherpaket ein Zuströmbereich
befindet, läßt sich die Nachströmfläche vergrößern, so daß die von dem
Konvektor übertragbare Leistung steigt. In diesem Fall werden bei einer Anordnung
mehrerer Wärmetauscherpakete in einer Reihe die am Rand befindlichen Wärmetauscherpakete
sowohl von den zwischen zwei Wärmetauscherpaketen befindlichen
Zuströmbereichen als auch von jeweils einem seitlich neben dem Wärmetauscherpaket
befindlichen Zuströmbereich mit Luft versorgt. Auch die Versorgung mittig angeordneter
Wärmetauscherpakete über seitliche Zuströmbereiche ist möglich.
Die Erfindung weiter ausgestaltend, wird vorgeschlagen, daß zwei durch einen Zuströmbereich
getrennte Wärmetauscherpakete durch mindestens eine starre Leitung
verbunden sind, die sich durch den Zuströmbereich erstreckt und die plattenförmigen
Wärmetauscherelemente kraftschlüssig durchdringt.
Hierdurch lassen sich auf einfache Weise Deckenkonvektoren mit nahezu beliebigen
Abmessungen und mit einer großen Variabilität herstellen. Besonders vorteilhaft ist
die parallele Anordnung von mindestens zwei starren Rohren, zu denen sich die
Wärmetauscherelemente senkrecht erstrecken. Bereits die Zweipunktlagerung der
Wärmetauscherelemente zeichnet sich durch ihre große Stabilität aus.
Ein weiterer Vorteil einer derartigen Konstruktion ist darin zu sehen, daß der Zuströmbereich
bedarfsweise ebenfalls mit Wärmetauscherelementen versehen werden
kann, so daß die sich zwischen zwei Wärmetauscherpaketen befindliche Lücke
u.U. ganz geschlossen werden kann, so daß ein durchgängiges großes Wärmetauscherpaket
entsteht. Ein derartiger Konvektortyp eignet sich insbesondere für den
Einsatz in einer frei von der Decke abgehängten Form, da die Zuströmung in diesem
Fall umlaufend seitlich erfolgen kann. Der erfindungsgemäße Deckenkonvektor und
ein Deckenkonvektor ohne einen integrierten Zuströmbereich lassen sich somit nach
dem Baukastenprinzip aus identischen Bauteilen und auf denselben Herstellungsanlagen
produzieren. Hierdurch werden die Herstellungskosten für den erfindungsgemäßen
Deckenkonvektor im Vergleich zu einer völlig eigenständigen Konstruktion
als Alternative zu einem Konvektor für einen frei hängenden Einsatz deutlich reduziert.
Eine Alternative besteht darin, daß die Leitungen zweier durch einen Zuströmbereich
getrennter Wärmetauscherpakete parallel zueinander verlaufen und jeweils die
Wärmetauscherlemente kraftschlüssig durchdringen, wobei die Leitungen der einzelnen
Wärmetauscherpakete hydraulisch voneinander entkoppelt sind. Die voneinander
getrennten Leitungen der einzelnen Pakete lassen sich somit an separate Vorlauf- und Rücklaufleitungen für ein Kühl- bzw. Heizmedium anschließen. Beim
Wechsel von Kühl- auf Heizbetrieb oder umgekehrt sind daher unterschiedliche
Wärmetauscherpakete im Einsatz, so daß auf eine Umschaltung der Leitungen einzelner
Wärmetauscherpakete verzichtet werden kann.
Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß in einem Abstand unterhalb des
Deckenkonvektors ein horizontal verlaufendes Lochblech angeordnet ist, von dem
senkrecht verlaufende Strömungsschotte ausgehen, die sich bis an die Unterseite
eines Wärmetauscherpakets erstrecken und den Zuströmbereich von einem Abströmbereich
trennen.
Hierdurch erhält die gesamte Unterseite des Deckenkonvektors eine einheitliche Ansicht,
so daß der Betrachter nicht erkennen kann, wo sich ein Zuströmbereich und
wo sich ein Abströmbereich befindet. Die Akzeptanz des erfindungsgemäßen
Deckenkonvektors, insbesondere bei Architekten, kann aufgrund dieser Eigenschaften
gesteigert werden.
Wenn in einem Zuströmbereich ein Gebläse angeordnet ist, kann die Leistung des
Deckenkonvektors aufgrund der erzwungenen Konvektion gesteigert werden. Insbesondere
wenn Spitzenleistungen zu Kühlzwecken erforderlich sind, bietet diese Ausgestaltung
Vorteile. Die erzwungene Konvektion ist besonders dann von Bedeutung,
wenn der Deckenkonvektor auch zum Heizen genutzt werden soll, da in diesem Fall
eine hohe Eindringtiefe der erwärmten Zuluft erforderlich ist, um auch tiefer gelegene
Bereiche des Raumes angenehm zu temperieren.
Um den erfindungsgemäßen Deckenkonvektor sowohl nach dem Prinzip natürlicher
als auch mit erzwungener Konvektion betreiben zu können, ist vorgesehen, daß das
Gebläse nur einen Teil des Querschnitts des Zuströmbereichs versperrt. Der freibleibende
Teil des Zuströmbereichs sollte dabei so bemessen sein, daß sich hierdurch
eine ausreichende Strömung aufgrund natürlicher Konvektion einstellen kann.
Um eine gerichtete Durchströmung der Wärmetauscherpakete, insbesondere bei
mittels Gebläse erzwungener Konvektion, zu verbessern, wird vorgeschlagen, daß
sich oberhalb des Deckenkonvektors eine Abdeckhaube befindet, von der Strömungsschotte
ausgehen, die sich bis zur Oberseite des Wäremtauscherprofils
erstrecken. Die Abdeckhaube ist insbesondere bei großen Zwischenräumen zwischen
dem Deckenkonvektor und der eigentlichen Gebäudedecke sinnvoll. Eine Anordnung
der von der Abdeckhaube ausgehenden Strömungsschotte in der Mitte eines
Wärmetauscherpakets bewirkt, daß ein Wärmetauscherpaket je zur Hälfte über
einen Zuströmbereich versorgt wird. Die Strömungsschotte verhindern insbesondere
eine Kurzschlußströmung von einem Zuströmbereich in einen anderen und bewirken
eine zuverlässige Durchströmung der Zwischenräume zwischen den Wärmetauscherelementen.
Die Funktionalität des Deckenkonvektors läßt sich steigern, wenn Außenluft in den
Zuströmbereich und/oder den Abströmbereich einleitbar ist. Bei einer Zuführung der
Außenluft in den Zuströmbereich läßt sich diese mit Hilfe des Wärmetauscherpakets
abkühlen oder erwärmen.
Damit die durch den schwerkraftbedingten Abtrieb (bei Betrieb ohne Gebläseunterstützung)
verursachte Strömung unterhalb der Wärmetauscherpakete bzw. auch innerhalb
des Zuströmbereichs nicht gestört wird, sollte die Außenluft in Strömungsrichtung
des Luftstroms zuführbar sein, dem sie beimischbar ist. Dies kann beispielsweise
mit Hilfe eines über seinen Umfang halbseitig perforierten Rohres erfolgen.
Schließlich ist gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung noch vorgesehen, daß einem
Wärmetauscherpaket von oben konditionierte Luft zuführbar ist, wobei der zugeordnete
Zuströmbereich verschlossen ist. Auf diese Weise läßt sich der Deckenkonvektor
auch beim nachträglichen Einbau in ein bestehendes Klimatisierungssystern
integrieren.
Die Erfindung wird nachstehend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele, die in der
Zeichnung dargestellt sind, näher erläutert. Es zeigt:
- Fig. 1
- eine perspektivische Ansicht eines Deckenkonvektors in schematischer
Darstellung;
- Fig. 2
- einen Querschnitt durch den Deckenkonvektor gemäß Fig. 1;
- Fig. 3
- einen Längsschnitt durch den Deckenkonvektor gemäß Fig. 1;
- Fig. 4
- wie Fig. 1, jedoch mit einem Gebläse in einem Zuströmbereich;
- Fig. 5
- einen Längsschnitt durch den Deckenkonvektor gemäß Fig. 4 und
- Fig. 6 und 7
- jeweils einen Längsschnitt durch alternative
Deckenkonvektoren.
Ein in Fig. 1 dargestellter Deckenkonvektor 1 weist ein Gehäuse 2 auf, das aus zwei
langen Seitenwänden 3, zwei Stirnwänden 4 und einem aus Lochblech gefertigten
Boden 5 besteht und insgesamt quaderförmig ist. Im oberen Bereich des Gehäuses
2 sind zwei Wärmetauscherpakete 6 angeordnet, die jeweils aus einer Vielzahl von
parallel zueinander ausgerichteten, lamellenartigen Wärmetauscherelementen 7 zusammengesetzt
sind. Die Wärmetauscherelemente 7 weisen jeweils zwei Bohrungen
auf, die von zwei starren Leitungen 8 durchdrungen werden. Diese Leitungen 8 sind
von einem Wärmeträgermedium, insbesondere Wasser, durchströmbar. Über zwei
winkelförmige Verbindungsstücke 9 sind die beiden Leitungen 8 zusammengeschlossen,
so daß ein Strang als Vorlauf und ein anderer Strang als Rücklauf für das
Wasser dient. Zwischen den beiden Wärmetauscherpaketen 6 befindet sich ein Zuströmbereich
10, durch den lediglich die beiden Leitungen 8 verlaufen, der ansonsten
jedoch unverbaut ist. Zwei weitere Zuströmbereiche 11 und 12 befinden sich
unmittelbar seitlich neben den Wärmetauscherpaketen 6 und sind bis auf Abschnitte
der Leitungen 8 ebenfalls frei von Einbauten.
Der in Fig. 1 abgebildete Deckenkonvektor 1 dient zum Kühlen der Luft in einem
Raum, wobei der aus einem Lochblech bestehende Boden 5 bündig mit einer abgehängten
geschlossenen Raumdecke 13 abschließt. Die eigentliche Gebäudedecke,
an der der Deckenkonvektor 1 sowie die Leitungen 8 befestigt sind, ist in Fig. 1 nicht
dargestellt.
In den Bereichen zwischen den Wärmetauscherelementen 7 der Wärmetauscherpakete
6 kühlt sich die Luft ab und strömt infolge der Schwerkraft nach unten über jeweils
einen Abströmbereich 14 ab, um durch die Löcher des Bodens 5 den Deckenkonvektor
1 zu verlassen. Ein Nachströmen der Luft erfolgt über die benachbarten
Bereiche des Bodens 5, von wo die Luft durch die Zuströmbereiche 10, 11 und 12
nach oben steigt, um oberhalb des Deckenkonvektors 1 seitlich in Bereiche oberhalb
der Wärmetauscherpakete 6 umgelenkt zu werden. Dort setzt - wie bereits zuvor beschrieben
- eine Abwärtsbewegung infolge der Abkühlung der Luft ein.
Mit Hilfe von Strömungsschotten 15, die sich von der Unterseite der Wärmetauscherpakete
bis zum Boden 5 des Deckenkonvektors 1 erstrecken, wird eine wirksame
Trennung der aufwärts gerichteten Strömung in den Zuströmbereichen 10, 11,
12 und den Abströmbereichen 14 unterhalb der Wärmetauscherpakete 6 erzielt.
Wie sich aus Fig. 2 ergibt, tritt die abgekühlte Luft aus dem Boden 5 des Deckenkonvektors
1 im wesentlichen senkrecht aus, während die (in einer anderen Ebene)
von unten nachströmende Luft in den Randbereichen des Bodens 5 auch eine seitliche
Strömungskomponente besitzt.
In Fig. 3 ist gezeigt, wie die Zuströmung der Luft durch drei Zuströmbereiche 10, 11
und 12 erfolgt, von denen einer zwischen den beiden Wärmetauscherpaketen 6 und
die beiden anderen jeweils seitlich neben einem Wärmetauscherpaket 6 angeordnet
sind.
Der Deckenkonvektor 1' gemäß Fig. 4 unterscheidet sich von dem in den Fig. 1 bis 3
dargestellten Deckenkonvektor 1 lediglich dadurch, daß in dem Zuströmbereich 10
ein Gebläse 16 in einem trichterförmig auslaufenden Gebläsegehäuse 17 angeordnet
ist. Bei dem Gebläse 16 handelt es sich um einen weitverbreiteten und aufgrund
seiner Robustheit bewährten Querstromventilator. Das Gebläsegehäuse 17 ist so
bemessen, daß es nur einen Teil des Querschnitts des Zuströmbereichs 10 verdeckt,
so daß ein Betrieb des Deckenkonvektors 1' allein aufgrund der natürlichen
Konvektion auch im abgeschalteten Zustand des Gebläses 16 möglich ist.
Der Deckenkonvektor 1' ist mit einer Abdeckhaube 18 versehen, die von oben auf
das Gehäuse 2 aufsetzbar ist und allseits aus geschlossenem Blech besteht. Die
Abdeckhaube 18 ist mit zwei Strömungsschotten 19 versehen, die eine Kurzschlußströmung
in waagerechter Richtung oberhalb der Wärmetauscherpakete 6 unmittelbar
zu den seitlichen Zuströmbereichen 11 und 12 verhindern.
Die sich im Betrieb des Gebläses 16 einstellenden Strömungsverhältnisse sind mit
Hilfe von Fig. 5 veranschaulicht. Die Nachströmung der Luft über den Zuströmbereich
10 erfolgt sowohl durch das Gebläse 16 als auch seitlich daran vorbei. Der insgesamt
durch den Deckenkonvektor 1' geführte Luftvolumenstrom ist gegenüber einer
Ausführung, die allein auf natürlicher Konvektion basiert (Fig. 1), deutlich erhöht,
so daß die übertragbare Kühl- bzw. Heizleistung ebenfalls spürbar gesteigert wird.
Der Fig. 5 läßt sich noch entnehmen, daß die Strömungsschotten 19 der Abdeckhaube
18 für eine Umlenkung der oberhalb der Wärmetauscherpakete 6 strömenden
Luft nach unten sorgen und somit eine Kurzschlußströmung in Richtung zu den seitlichen
Zuströmbereichen 11 und 12 verhindern.
Der in Fig. 6 dargestellte alternative Deckenkonvektor 1'' ist mit einem Zuströmrohr
20 versehen, das zum einen den seitlichen Zuströmbereich 12 als auch den Abströmbereich
14 unterhalb eines Wärmetauscherpakets durchdringt.
Innerhalb des Zuströmbereichs 12 ist das Zuströmrohr 20, durch das Außenluft, die
u.U. zuvor konditioniert wurde, förderbar ist, mit nach oben weisenden Perforationen
21 versehen, während die Perforationen 22 innerhalb des Abströmbereichs 14 nach
unten weisen. Auf diese Weise wird eine Beimischung von Außenluft sowohl vor als
auch nach der Abkühlung der Raumluft auf eine Weise ermöglicht, die die Durchströmung
des Deckenkonvektors 1'' durch Induktionseffekte unterstützt.
Bei dem in Fig. 7 gezeigten Deckenkonvektor 1''' ist der als Lochblech ausgeführte
Boden 5 über den Querschnitt des seitlichen Zuströmbereichs 12 mit Hilfe eines
Blechs 23 verschlossen. Die Versorgung des Wärmetauscherpakets 6 erfolgt über
eine Anschlußleitung 24, in die mit Hilfe eines Klimatisierungssystems vorkonditionierte
Luft einspeisbar ist.