EP1422481A1 - Deckenkonvektor - Google Patents

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EP1422481A1 EP02025895A EP02025895A EP1422481A1 EP 1422481 A1 EP1422481 A1 EP 1422481A1 EP 02025895 A EP02025895 A EP 02025895A EP 02025895 A EP02025895 A EP 02025895A EP 1422481 A1 EP1422481 A1 EP 1422481A1
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Abstract

Bei einem Deckenkonvektor 10 mit einem Wärmetauscher 11 mit ungefähr rechteckigem Querschnitt tritt Raumluft 22 aus einer zur Eintrittsfläche 25 senkrechten Fläche 26 des Wärmetauschers 11 aus. Gegenüber dem bekannten Stand der Technik wird so eine deutliche Reduzierung der Bauhöhe erreicht. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Deckenkonvektor mit einem Wärmetauscher mit ungefähr rechteckigem Querschnitt, wobei Raumluft durch eine Eintrittsfläche in den Wärmetauscher eintritt.
Deckenkonvektoren werden zur Kühlung oder Heizung von Raumluft eingesetzt. Sie werden in großen Räumen unter abgehängten Decken oder auch - beispielsweise in Verkaufsräumen - offen sichtbar montiert. Häufig wird auch die Zuführung von Frischluft oder vorkonditionierter Luft in eine solche Anordnung integriert.
Eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art ist beispielsweise aus dem deutschen Gebrauchsmuster 298 19 596 bekannt. Der dort vorgestellte Deckenkonvektor mit rechteckigem Grundriß ist mit zwei getrennten, in Längsrichtung des Konvektors angeordneten Wärmetauschern ausgestattet, deren Höhe deutlich größer ist als ihre Breite. Die senkrecht von unten mittig in den Deckenkonvektor einströmende Raumluft wird in einem Raum zwischen den Wärmetauschern umgelenkt und durchströmt diese geradlinig horizontal zu beiden Seiten. Oberhalb der Wärmetauscher und an diese unmittelbar angrenzend befindet sich ein ebenfalls in Längsrichtung des Deckenkonvektors verlaufender Luftverteilkasten mit seitlich der Wärmetauscher angeordneten Düsen. Durch die aus diesen Düsen strömende Zuluft wird die aus den Wärmetauschern strömende Luft wiederum umgelenkt und strömt senkrecht nach unten. Luftleitbleche lenken die ausströmende Luft noch einmal zu beiden Seiten um bevor sie den Konvektor durch die Ausströmöffnungen verläßt.
Aus dem deutschen Gebrauchsmuster 296 09 754 ist eine weitere Bauform eines Deckenkonvektors mit rechteckigem Grundriß bekannt, der mit einem einzelnen, in seiner Längsrichtung angeordneten Wärmetauscher ausgestattet ist, wobei die Höhe des Wärmetauschers deutlich geringer ist als seine Breite. Nach dem Eintritt in den Deckenkonvektor wie in der zuvor beschriebenen Vorrichtung strömt die Raumluft geradlinig vertikal von unten nach oben durch den Wärmetauscher. Der Luftverteilkasten ist in dieser Bauform in einem Raum oberhalb des Wärmetauschers angeordnet, die Düsen weisen zu beiden Seiten schräg nach unten. Die aus dem Wärmetauscher ausströmende Raumluft wird durch die aus den Düsen strömende Zuluft zu beiden Seiten umgelenkt und verläßt den Konvektor durch die Ausströmöffnungen.
Den bekannten Vorrichtungen gemeinsam ist die relativ große Bauhöhe, die aus der gradlinigen Durchströmung der Wärmetauscher resultiert. Diese konstruktive Eigenheit erschwert oder verhindert den Einbau der bekannten Konvektoren in Räumen mit geringen Deckenhöhen, so daß oftmals auf stehende Klimatisierungsvorrichtungen zurückgegriffen werden muß. Abgesehen von der benötigten Stellfläche auf dem Boden sind derartige Geräte aber häufig nicht in der Lage, gerade große Räume gleichmäßig zu klimatisieren. Darüber hinaus führen die bodennahen Auslaßöffnungen zu unerwünschten Zuglufteffekten.
Aufgabe
Aufgabe der Erfindung ist es, insbesondere für die Verwendung in Räumen mit geringen Deckenhöhen, einen Deckenkonvektor mit deutlich reduzierter Bauhöhe vorzuschlagen, mit dem nicht nur die Materialkosten des Konvektors selbst, sondern auch die Baukosten insgesamt durch geringere Zwischendeckenhöhen reduziert werden können.
Lösung
Ausgehend von der eingangs beschriebenen Vorrichtung wird diese Aufgabe nach der Erfindung dadurch gelöst, daß Raumluft aus einer zur Eintrittsfläche senkrechten Fläche des Wärmetauschers austritt. Auf diese Weise kann der in Einströmrichtung hinter dem Wärmetauscher liegende Raum entfallen oder mindestens in seiner Größe deutlich reduziert werden.
Der Vorteil der reduzierten Bauhöhe des Deckenkonvektors wird insbesondere dann zum Tragen kommen, wenn die Raumluft in eine horizontale Fläche des Wärmetauschers, bevorzugt nach oben eintritt. Eine unter diesem Aspekt besonders ausgezeichnete Bauform ist mit einem flachen Wärmetauscher ausgestattet, dessen Breite deutlich höher ist als seine Höhe.
Die erfindungsgemäße Führung der Strömung der Raumluft läßt sich sowohl bei balken- als auch bei zylinderförmigen Wärmetauschern in Deckenkonvektoren mit entsprechend rechteckigem oder kreisförmigem Grundriß realisieren.
Die Erfindung weiter ausgestaltend ist vorgesehen, das Wärmeträgermedium in Leitungen durch den Wärmetauscher zu führen, die Lamellen aufweisen. Auf diese Weise wird der Wärmeübergang zwischen Raumluft und Wärmeträgermedium wesentlich erhöht. Der durchströmte Querschnitt des Wärmetauschers kann bei gleichbleibender Leistung deutlich verringert werden.
Die erfindungsgemäße Strömungsführung wird dadurch erreicht, daß die Strömung durch die der Eintrittsfläche gegenüber liegende Fläche des Wärmetauschers verhindert wird. Konstruktiv besonders einfach ist dies durch eine Abdeckung dieser Fläche zu realisieren. Vorteilhaft ist es auch, die der Eintrittsfläche gegenüber liegende Begrenzungsfläche nur teilweise zu verschließen oder eine Wand in geringem Abstand von dieser Fläche vorzusehen. Insbesondere bei Bauformen mit breitem Wärmetauscher wird so eine Strömung von Raumluft auch durch den mittleren Bereich des Wärmetauschers erreicht.
Die erfindungsgemäße Führung der Raumluft wird besonders einfach dadurch erreicht, daß zur Eintrittsfläche senkrechte Begrenzungsflächen des Wärmetauschers nicht verschlossen sind. Vorteilhaft ist jedoch insbesondere eine Ausgestaltung der Erfindung dahingehend, daß diese Flächen an den den Eintrittsflächen zugewandten Enden verschlossen sind. Auf diese Weise wird verhindert, daß ein Teil der den Deckenkonvektor durchströmenden Raumluft den Wärmetauscher nicht oder nur auf einer sehr kurzen Strecke durchströmt.
Bei erhöhten Anforderungen an den Durchsatz der Raumluft, das heißt zur Vergrößerung der Leistung des Deckenkonvektors läßt sich die erfindungsgemäße Vorrichtung mit bekannten Einrichtungen kombinieren, die der Raumluft eine Strömung aufprägen. Zu diesem Zweck .können zum Beispiel einer oder mehrere Ventilatoren eingesetzt werden.
Auch die Zuführung von Frischluft oder konditionierter Luft ist mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung gut zu kombinieren. Möglich ist die Verwendung eines über dem Wärmetauscher angeordneten Luftverteilkastens. Die Aufgabe der Minimierung der Bauhöhe wird wiederum dann besonders gut gelöst, wenn Zuluft über Verteilkästen seitlich des Wärmetausches zugeführt wird. Zur Verringerung der Materialkosten bietet es sich an, Düsen zur Zuführung von Zuluft unmittelbar an den oder die Verteilkästen anzuformen. So können die Düsen zum Beispiel durch Umformung aus dem Material der Wandungen des oder der Luftverteilkästen herausgearbeitet sein
Der Verringerung der Baukosten dient auch die Verwendung eines Deckenkonvektors sowohl zur Kühlung als auch bei Bedarf zur Heizung der Raumluft. Hierbei ist es insbesondere vorteilhaft, wenn getrennte Leitungssysteme in demselben Lamellenpaket des Wärmetauschers angeordnet sind.
Ausführungsbeispiele
Nachfolgend wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele für unterschiedliche Anwendungsfälle, die zeichnerisch in schematischen Querschnitten dargestellt sind, erläutert. Es zeigt
Fig. 1
einen Deckenkonvektor mit einem auf der Oberseite des Wärmetauschers aufliegendem Luftverteilkasten mit senkrecht nach unten gerichtet angebrachten Düsen und bogenförmigen Luftleitblechen an der Austrittsöffnung,
Fig. 2
einen Deckenkonvektor wie in Fig. 1, jedoch mit einem freien Abstand zwischen der Oberseite des Wärmetauschers und dem Luftverteilkasten.
Fig. 3
einen alternativen Deckenkonvektor mit an der Oberseite abgedecktem Wärmetauscher, zwei seitlich unterhalb des Wärmetauschers angeordneten Luftverteilkästen mit schräg nach oben gerichtet angebrachten Düsen ohne zusätzliche Luftleitbleche,
Fig. 4
einen Deckenkonvektor wie in Fig. 3, jedoch mit einem freien Abstand zwischen der Oberseite des Wärmetauschers und der darüber liegenden Raumdecke,
Fig. 5
eine Bauform eines Deckenkühlkonvektors ohne Einrichtung zur Zuführung von Zuluft, mit an der Oberseite abgedecktem Wärmetauscher und mit einem von senkrechten, parallelen Leitblechen gebildeten Schacht unterhalb des Wärmetauschers und
Fig. 6
einen Deckenkühlkonvektor wie in Fig. 5, jedoch mit einem freien Abstand zwischen der Oberseite des Wärmetauschers und der darüber liegenden Raumdecke.
Ein Deckenkonvektor 10 mit (wie auch in den folgenden Ausführungsbeispielen) rechteckigem Grundriß ist in Fig. 1 schematisch in einem Querschnitt dargestellt. Er weist einen Wärmetauscher 11 mit rechteckigem Querschnitt auf, wobei die Höhe 12 des Wärmetauschers 11 deutlich geringer ist als seine Breite 13. Unterbrochene Linien stellen (wie auch in den folgenden Ausführungsbeispielen) offene Begrenzungsflächen des Wärmetauschers 11 dar. Innerhalb des Wärmetauschers 11 sind (wie auch in den folgenden Ausführungsbeispielen) beispielhaft Rohrquerschnitte der Leitungen des Wärmeträgermediums angedeutet.
Gelenkt durch die inneren Luftleitbleche 17 strömt Raumluft 21 durch eine Eintrittsfläche 25, die durch die untere waagrechte Begrenzungsfläche 14 gebildet ist, senkrecht nach oben in den Wärmetauscher 11 ein, wird innerhalb des Wärmetauschers 11 zu beiden Seiten umgelenkt und strömt durch die Austrittsflächen 26, die durch die seitlichen senkrechten Begrenzungsflächen 15 gebildet sind, aus diesem wieder heraus.
Oberhalb des Wärmetauschers 11 ist ein in Längsrichtung des Deckenkonvektors 10 verlaufender Luftverteilkasten 18 mit rechteckigem Querschnitt angeordnet, der die obere waagrechte, der Eintrittsfläche 25 gegenüber liegende Begrenzungsfläche 16 des Wärmetauschers 11 verschließt. Innerhalb des Luftverteilkastens 18 ist (wie auch in dem folgenden Ausführungsbeispiel) ein Anschlußstutzen für die Versorgung des Luftverteilkastens 18 mit Zuluft 23 angedeutet.
An den über den Wärmetauscher 11 hinausragenden Abschnitten des Luftverteilkastens 18 sind senkrecht nach unten weisende Düsen 19 angebracht. Die aus den Düsen 19 senkrecht nach unten ausströmende Zuluft 23 lenkt die aus dem Wärmetauscher 11 ungefähr waagerecht ausströmende Raumluft 22 senkrecht nach unten in Richtung der Auslaßöffnung 27 um, wo ihr die inneren und äußeren Luftleitbleche 17 und 20 eine waagrechte Komponente aufprägen.
Der Deckenkonvektor 10 kann dergestalt in eine (nicht dargestellte) abgehängte Decke montiert sein, daß die äußeren Luftleitbleche 20 mit der Unterseite der abgehängten Decke bündig abschließen. Die aus den Auslaßöffnungen 27 des Deckenkonvektors 10 ausströmende Raumluft 24 strömt dann zumindest teilweise entlang der Decke, wodurch als unangenehm empfundene Luftströme vermieden werden.
Der in Fig. 2 dargestellte Deckenkonvektor 30 unterscheidet sich von der Ausführungsform 10 gemäß Fig. 1 durch einen vertikalen Abstand zwischen der oberen Begrenzungsfläche 36 des Wärmetauschers 31 und dem Luftverteilkasten 38. Zusätzlich zu den seitlichen senkrechten Begrenzungsflächen 35 des Wärmetauschers 31 wird hier auch die obere Begrenzungsfläche 36 zu einer Austrittsfläche 46 der Raumluft 42 aus dem Wärmetauscher 31. Diese Variante ermöglicht bei breiten Bauformen des eingesetzten Wärmetauschers eine Durchströmung des mittleren Bereiches des Querschnitts und eine bessere Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Wärmeleistung. Außerdem sind die seitlichen senkrechten Begrenzungsflächen 35 des Wärmetauschers 31 an den der Einströmfläche 45 zugewanden Seiten verschlossen. Durch diese konstruktive Maßnahme wird verhindert, daß ein Teil der den Deckenkonvektor 30 durchströmenden Raumluft den Wärmetauscher 31 nur auf einer sehr kurzen Strecke durchströmt.
Der in Fig. 3 dargestellte Deckenkonvektor 50 ist eine alternative Ausführungsform mit einem in Längsrichtung des Deckenkonvektors 50 zweigeteilten Luftverteilkasten 58 mit dreieckigem Querschnitt. Die beiden getrennten Luftverteilkästen 58 sind zu beiden Seiten an der Unterseite des Wärmetauschers 51 angeordnet. Die obere Begrenzungsfläche 56 des Wärmetauschers 51 ist verschlossen.
Die Raumluft 61 strömt senkrecht nach oben in den Wärmetauscher 51 ein, wobei die auf einander zu gerichteten Wandungen der Luftverteilkästen 58 außerdem die Funktion der hier nicht vorhandenen inneren Luftleitbleche übernehmen. Wie beim zuvor beschriebenen Deckenkonvektor 10 wird die Raumluft 62 im Innern des Wärmetauschers 51 umgelenkt und strömt durch die seitlichen senkrechten Begrenzungsflächen 55 aus dem Wärmetauscher 51 heraus. Die aus den an die Luftverteilkästen 58 angebrachten Düsen 59 ausströmende Zuluft 63 vermischt sich mit der aus dem Wärmetauscher 51 infolge von Induktion ausströmenden Raumluft 62 und prägt dieser eine Strömung in horizontaler Richtung auf.
Der in Fig. 4 dargestellte Deckenkonvektor 70 unterscheidet sich von der Ausführungsform 50 gemäß Fig. 3 durch einen vertikalen Abstand zwischen der oberen Begrenzungsfläche 76 des Wärmetauschers 71 und der in der Figur angedeuteten Raumdecke. Wie beim Deckenkonvektor 30 gemäß Fig. 2 wird auch hier zusätzlich zu den seitlichen senkrechten Begrenzungsflächen 75 des Wärmetauschers 71 auch die obere Begrenzungsfläche 76 zu einer Austrittsfläche 86 der Raumluft aus dem Wärmetauscher 71. Auch hier ermöglicht diese Variante bei breiten Bauformen des eingesetzten Wärmetauschers 71 eine Durchströmung des mittleren Querschnittsbereiches und eine bessere Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Wärmeleistung.
Der in Fig. 5 dargestellte Deckenkonvektor 90 mit passiver Luftführung weist im Gegensatz zu den zuvor beschriebenen Ausführungsformen keine Einrichtung zur Zuführung von Zuluft auf. Die obere Begrenzungsfläche 96 des Wärmetauschers 91 ist verschlossen. Unterhalb des Wärmetauschers 91 sind zu beiden Seiten in Ausdehnungsrichtung des Deckenkonvektors 90 senkrechte Luftleitbleche 107 angebracht.
Die Raumluft 101 strömt durch Eintrittsflächen 105, die durch die senkrechten Begrenzungsflächen 95 des Wärmetauschers 91 gebildet sind, horizontal in den Wärmetauscher 91 ein, wird wiederum innerhalb des Wärmetauschers 91 umgelenkt und strömt durch die untere horizontale Begrenzungsfläche 94 wieder heraus. Durch eine Kaminwirkung zwischen den Luftleitblechen 107 erzeugt die ausströmende Raumluft 102 einen Sog durch den Wärmetauscher 91, der die Strömung aufrecht erhält. Mit den wie dargestellt unterhalb des Wärmetauschers 91 angeordneten Luftleitblechen 107 ist diese Bauform nur zur Kühlung von Raumluft zu verwenden.
Der in Fig. 6 dargestellte Deckenkonvektor 110 unterscheidet sich von der Ausführungsform 90 in Fig. 5 durch einen vertikalen Abstand zwischen einer offenen oberen Begrenzungsfläche 116 des Wärmetauschers 111 und der in der Figur angedeuteten Raumdecke. Zusätzlich zu den seitlichen senkrechten Begrenzungsflächen 115 des Wärmetauschers 111 wird hier auch die obere Begrenzungsfläche 116 zu einer Eintrittsfläche 125 der Raumluft 121 in den Wärmetauscher 111. Wiederum ermöglicht diese Variante bei breiten Bauformen des eingesetzten Wärmetauschers 111 eine Durchströmung des mittleren Querschnittsbereiches und eine bessere Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Kühlleistung.

Claims (20)

  1. Deckenkonvektor (10, 30, 50, 70, 90, 110) mit einem Wärmetauscher (11, 31, 51, 71, 91, 111) mit ungefähr rechteckigem Querschnitt, wobei Raumluft (21, 41, 61, 81, 101, 121) durch eine Eintrittsfläche (14, 34, 54, 74, 95, 115) in den Wärmetauscher eintritt, dadurch gekennzeichnet, daß Raumluft (22, 42, 62, 82, 102, 122) aus einer zur Eintrittsfläche senkrechten Fläche (15, 35, 55, 75, 94, 114) des Wärmetauschers austritt.
  2. Deckenkonvektor (10, 30, 50, 70) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine horizontal ausgerichtete Eintrittsfläche (14, 34, 54, 74) für Raumluft (22, 42, 62, 82) in den Wärmetauscher (11, 31, 51, 71).
  3. Deckenkonvektor (10, 30, 50, 70) nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Raumluft (22, 42, 62, 82) nach oben in den Wärmetauscher (11, 31, 51, 71) eintritt.
  4. Deckenkonvektor (10, 30, 50, 70, 90, 110) nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Querschnitt des Wärmetauschers (11, 31, 51, 71, 91, 111), dessen vertikale Höhe (12, 32, 52, 72, 92, 112) geringer ist als seine horizontale Breite (13, 33, 53, 73, 93, 113).
  5. Deckenkonvektor (10, 30, 50, 70, 90, 110) nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, gekennzeichnet durch einen rechteckigen Grundriß.
  6. Deckenkonvektor nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine kreisförmigen Grundriß.
  7. Deckenkonvektor nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Leitungen zur Führung von Wärmeträgermedium im Wärmetauscher Lamellen aufweisen.
  8. Deckenkonvektor (10, 30, 50, 70, 90, 110) nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Strömung von Raumluft (22, 42, 62, 82, 101, 121) durch mindestens eine Begrenzungsfläche (16, 36, 56, 76, 96, 116) des Wärmetauschers (11, 31, 51, 71, 91, 111) hindurch ganz oder teilweise unterbunden ist.
  9. Deckenkonvektor (10, 30, 50, 90) nach dem vorgenannten Anspruch, gekennzeichnet durch mindestens eine ganz oder teilweise verschlossene Begrenzungsfläche (16, 35, 56, 96) des Wärmetauschers (11, 31, 51, 91).
  10. Deckenkonvektor (30, 70, 110) nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Wand, die in einem geringen Abstand zu einer Begrenzungsfläche (36, 76, 116) des Wärmetauschers (31, 71, 111) angeordnet ist.
  11. Deckenkonvektor (30) nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Eintrittsfläche (34) der Raumluft (41) senkrechte Begrenzungsflächen (35) des Wärmetauschers (31) an dem der Eintrittsfläche zugewandten Ende verschlossen sind.
  12. Deckenkonvektor (10, 30, 50, 70, 90, 110) nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, mittels derer der Raumluft eine Strömung aufprägbar ist.
  13. Deckenkonvektor nach dem vorgenannten Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung einen oder mehrere Ventilatoren umfaßt.
  14. Deckenkonvektor (10, 30, 50, 70) nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Zuführung von Zuluft (23, 43, 63, 83) in den Raum.
  15. Deckenkonvektor (10, 30, 50, 70) nach dem vorgenannten Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß Zuluft (23, 43, 63, 83) durch einen oder mehrere Luftverteilkästen (18, 38, 58, 78) zuführbar ist.
  16. Deckenkonvektor (10, 30, 50, 70) nach dem vorgenannten Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß Zuluft (23, 43, 63, 83) über Düsen (19, 39, 59, 79) zuführbar ist.
  17. Deckenkonvektor nach dem vorgenannten Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß Düsen zur Zuführung von Zuluft an Wandungen von Luftverteilkästen angeformt sind.
  18. Deckenkonvektor (50, 70) nach mindestens einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtung der Strömung der zugeführten Zuluft (63, 83) einen Winkel zur Einströmrichtung der Raumluft (61, 81) in den Wärmetauscher (51, 71) aufweist.
  19. Deckenkonvektor nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher hydraulisch getrennte Leitungssysteme zur Führung von zur Kühlung bzw. Heizung der Raumluft einsetzbarem Wärmeträgermedium aufweist.
  20. Deckenkonvektor nach dem vorgenannten Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß hydraulisch getrennte Leitungssysteme in demselben Lamellenpaket des Wärmetauschers angeordnet sind.
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