WO2010034498A2 - Einrichtung zum klimatisieren eines raumes - Google Patents

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WO2010034498A2 PCT/EP2009/006912 EP2009006912W WO2010034498A2 WO 2010034498 A2 WO2010034498 A2 WO 2010034498A2 EP 2009006912 W EP2009006912 W EP 2009006912W WO 2010034498 A2 WO2010034498 A2 WO 2010034498A2
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Michael Hörner
Robert Böhm
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Lindner Ag
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Definitions

  • the invention relates to a device for air conditioning a room according to the preamble of claim 1.
  • a device of this type is known from EP 1 862 742, in which in a ceiling element two line sections are arranged in series so that a first line section is thermally coupled to a space-facing space exchange surface and the second line section downstream of the first line section with a Deckenaus - Exchange surface is thermally coupled, which faces the ceiling.
  • the first line section and the second line section are flowed through in succession of cold water, in intermediate phases to allow a pre-cooling of the ceiling while avoiding hypothermia of the room by switching a three-way valve, the cold water through a, bypassing the first line section bypass line directly into the passed second line section, so that only the ceiling replacement surface is cooled.
  • cold water flows first through the upper conduit section, which is thermally coupled to the ceiling replacement surface, and then through the lower conduit section back into the return.
  • FIG. 1 is a schematic plan view of a ceiling module with separate circuits
  • FIG. 2 is a sectional view taken along the line I-I in Fig. 1,
  • FIG. 3 is a sectional view taken along the line II-II in Fig. 1,
  • FIG. 6 is a diagram illustrating the heating and cooling operation
  • Fig. 8 shows a further modification of the arrangement of the controls
  • Fig. 9 shows a modified embodiment in the region of the ventilation duct.
  • FIGS. 2 and 3 show a module 1 of a ceiling element, which, as shown in FIGS. 2 and 3, by means of retaining elements, such as retaining rails 1.1, is attached to a ceiling R, which is usually made of concrete.
  • a ceiling R which is usually made of concrete.
  • the module 1 two independent circuits 2 and 3 are arranged, of which the lower circuit 2 is shown schematically by a lower loop and the upper circuit 3 by an upper power loop, which on one side of the module 1 respectively with a port 2.1 or 3.1 are provided, which are conveniently on a plane, as the view in Fig. 2 shows.
  • the line loop of the lower circuit 2 is thermally coupled to a space exchange surface 4, in that line sections of this line loop are laid in plate-shaped heat-conducting profiles 5, which, on the one hand, produce a good heat-conducting contact with the line loop via profile projections 5a and, on the other hand, a good heat-conducting contact with the room exchange surface 4 via the plate surface.
  • the line loop of the upper circuit 3 may also be routed to line sections in plate-shaped réelleleitprofilen that produce by Profilan accounts 6 a good soupleitcard on the one hand with the line loop and on the other hand, the ceiling R facing the ceiling replacement surface 7 of the module 1, by which heat by radiation and convection on the Room ceiling R is transferred.
  • the profile projections 6a are arranged directly on the top of a ventilation duct 10, which forms the ceiling replacement surface 7.
  • Fig. 5 shows schematically the preferred control of the two separate circuits 2 and 3.
  • the upper circuit 3 is connected by a feed line 31.1, in which a through valve 31 is disposed to the reproduced by a solid line central cold water supply line K (cold water supply).
  • a return line 32 is represented by a dashed line, which leads from the circuit 3 to the central cold water return line.
  • the lower circuit 2 is connected via a three-way valve 21 in a flow line 21.1 both to the flow line of a central hot water supply H via a line section 21.Ib and to the flow line of the central cold water supply K via a line section 21.1a.
  • a return line 22.1 via a three-way valve 22 also via two line sections 22.1a and 22.1b leads to the return of the central hot water and cold water line H and K.
  • the two valves 21 and 22 can assume the position shown in FIG. 5, which corresponds to the position a in FIG. a constant transition between 100% and O% cooling is possible.
  • FIG. 6 shows the maximum heating position of the two valves 21, 22 in the position c.
  • the through-valve 31 is closed in the heating mode, so that no flow takes place in the upper circuit 3.
  • Fig. 7 shows a modified embodiment of the control of the two circuits 2 and 3 with three three-way valves, of which the valves 23 and 24 in turn advantageously form a unit as a six-way valve by switching them together according to the reproduced in Fig. 5 scheme become.
  • the connected to the flow VL of the central hot water and cold water line H and K valve 23 is a three-way valve 25 downstream, which supplies the lower circuit 2 and the upper circuit 3 with cold water in the switching position shown in Fig. 7.
  • the represented by a dashed line return RL from the two circuits 2 and 3 is merged and passed to the valve 24, which establishes the connection with the central return line H and K.
  • the valve 25 can be brought into an intermediate position in which the lower circuit 2 is flowed through with about 50% of the volume flow and the upper circuit 3 with about 75%. This is usually sufficient to stop the falling temperature in the room. If this is not sufficient, the unit from the valves 23 and 24 can be throttled steadily, whereby the water volume flow through the lower circuit 2 is reduced faster than in the upper circuit 3, so that the ceiling R can be charged at this time with hardly reduced power , In the case of night service, the two valves 23, 24 assume the position a in FIG.
  • a predetermined minimum room temperature for example, 21 ° C at night, it may be provided by a connected to a temperature sensor program control to throttle the valves 23 and 24.
  • Fig. 8 shows a further modification of the control of the separate circuits 2 and 3, wherein instead of the three-way valve 25 in Fig. 7, a through valve 26 is provided in the flow line VL to the lower circuit 2.
  • the switching positions of the valves 23 and 24 in turn correspond to those shown in Fig. 6.
  • the water volume flow through the through-valve 26 can be regulated as a function of the room temperature, while the upper circuit 3 takes cold water from the supply line VL without additional valve control.
  • the lower circuit 2 can be controlled in this arrangement by the valve 26 always steadily, without this having a significant impact on the upper circuit 3.
  • a program for controlling the two unitized as a unit valves 23 and 24 are provided, after which the two valves 23, 24 close when a room temperature of, for example, 21 ° C is exceeded.
  • a heating operation can be controlled, as shown in FIG. 6, wherein as in the cooling operation, a continuous change in the temperature control by continuous adjustment of the valves is possible.
  • a module 1 with the two separate circuits 2 and 3 can be designed in various ways.
  • the module 1 has the structure shown in FIGS. 1 to 3, in which a ventilation channel 10 closed in cross-section forms a frame of the module 1.
  • This hollow frame is on the side of the line connections 2.1 and 3.1 of the lower and upper circuit 2 and 3 are provided with a connection opening 10.1, can be introduced through the air from a source not shown in the ventilation duct 10, which may be cooled or heated to a predetermined temperature.
  • On the outer circumference of the frame-shaped ventilation duct 10 air outlet openings 11 are formed, which are directed upward in the illustrated embodiment, as indicated by arrows in Fig. 2 and reproduced in the plan view of FIG.
  • the cross-sectional shape of the ventilation duct 10 is expediently approximately rectangular and it has on the outer periphery on the side facing the room a web-shaped extension 10.2, on the upper side of the air outlet openings 1 1 are formed and their outer edge is pulled slightly upwards, so that the space exchange area 4 can be hung in the form of a sheet metal element with angled edges on this edge 10.3.
  • Fig. 4 shows a corner portion of the ventilation duct 10 in a view obliquely from above, on the upper side of the ventilation duct 10, two parallel line sections of the upper circuit 3 are laid in line receiving sections or profile lugs 6a, which is mounted directly on top of the ventilation duct 10 can be without a plate-shaped part is provided, as shown in Fig. 1 and 2 on the bathleitprofilen 5.
  • the ventilation duct 10 is completely covered by the space exchange surface 4 from below, wherein the underside of the ventilation duct 10 preferably has a distance from the space exchange surface 4, so that, for example mineral wool or other heat insulating material and / or acoustically effective material between the ventilation duct 10 and space exchange surface 4 can be arranged , As a result, when cooling the ceiling R cold is directed upwards.
  • the air guiding frame 10 can be used to charge the concrete pavement by means of cooled air. This may be provided independently of the radiation cooling or as support for the radiation cooling, if the radiating surface should not be sufficient. For more targeted air guidance nozzles or baffles can be provided at the outlet openings of the air-guiding frame 10, which direct the air against the concrete ceiling.
  • the space exchange surface 4 of the module 1 may be formed closed or perforated to form a sound absorbing element. Characterized in that the space exchange surface 4 extends to the outer edge of the module 1 and covers the ventilation duct 10 at a distance, the entire surface of the space exchange surface 4 sound absorbing formed or exploited as an acoustically effective surface.
  • the modular design of the air conditioning device has the advantage that, for example, a single module 1 attached to the ceiling and can be connected to the air and cold or hot water supply, so that the module 1 is functional without further action is required.
  • a module 1 can also be delivered prefabricated to the construction site, so that no further assembly work on the module 1 is required on the construction site.
  • the individual functional modules 1 for a ceiling construction can thus be gradually assembled.
  • the ventilation duct 10 forming a frame When installing the modules, when the ventilation duct 10 forming a frame is installed, the ventilation is ready for immediate use. If the room exchange area 4 should not be suspended in the frame of the module 1, the ceiling cooling can be taken immediately after connection of the circuit 3 in operation. After hanging the space exchange surface 4 on the frame of the module 1 and the room cooling can use as soon as the lower circuit 2 is connected.
  • the ventilation and cooling functions of the room ceiling can continue to operate during the changeover time. Accordingly, it is also possible to operate a module 1 without space exchange surface 4 for ventilating and cooling the ceiling.
  • a basic cooling capacity can be provided by the circuit 3 laid on the upper side of the ventilation duct in conjunction with cold air in the ventilation duct 10, without the space exchange surface 4 being suspended from this structure.
  • An advantage of the described design is that the ventilation duct 10 is completely separate from the heating and cooling function, so that ventilation on the one hand and heating / cooling on the other hand can be operated completely independently of each other. Due to the lack of the separate circuits 2 and 3 are provided by hot water in the lower circuit 2 a heating power, while a heating of the ceiling can be omitted.
  • the modular design according to the present invention relates not only to the design of a single module, but also to its modular design, because the individual functions can be operated independently, for example, ventilation and / or cooling. This modular operation is also supported by independent circuits 2 and 3.
  • the modular operation of a module 1 also has the advantage that in a ceiling constructed of a plurality of modules 1, individual sections of the ceiling can be operated in a different way than another section of the ceiling, for example by being exposed to sunlight the cooling capacity is increased in the room compared to a shaded section. In this case, depending on a temperature sensor, the modules can be controlled in sections.
  • the routing of the lower circuit 2 and / or the upper circuit 3 can be formed depending on the dimensions of the module and the air duct 10 in turns or in parallel strands.
  • the furnishedleitprof ⁇ le 5 may have a different than the illustrated plate shape with a U-shaped receptacle 5 a and 6 a for the line sections.
  • the ceiling replacement surface 7 may be made larger than the embodiment shown in FIGS. 2 and 3 by extending the top of the ventilation duct 10 towards the inside of the module so that the ducts of the upper circuit 3 are also located on this area of the ceiling replacement surface 7 can be.
  • the frame which is represented in FIGS. 1 to 4 by the ventilation channel 10
  • the underside of the ventilation duct 10 can be formed by the space exchange surface 4, which is suspended so that it covers the downwardly open U-section of the frame on the underside.
  • the frame may be formed in cross-section by a downwardly open U, wherein at a distance from the lower open side of this U-shaped frame, the space exchange surface 4 is arranged.
  • a ventilation duct is not provided in such a design.
  • mineral wool or other heat insulating and / or acoustically effective material can be arranged on the inside of the space exchange surface 4 .
  • the module 1 is expediently mounted close to the ceiling R, preferably at a distance of 10 to 20 mm between the underside of the ceiling and top of the overhead in the illustrated embodiment line loop 3, wherein the heat transfer by radiation and convection between the ceiling exchange surface 7 and circulation 3 and ceiling R takes place ..
  • the brackets 1.1 of a single module 1 can be suitably formed adjustable in height to compensate for building tolerances.
  • the modules 1 can be designed in visually appealing form, with each module fulfilling the functions of heating, cooling and ventilation. Instead of an air supply to the ventilation duct 10 and an air extraction via the connection opening 10.1 of the ventilation duct can be made.
  • a lighting element can be integrated within a module 1 in a simple manner.
  • a cable duct can be integrated, can be routed through the cable to other facilities.
  • the ventilation duct is expediently designed as an aluminum extruded profile.
  • Various arrangements of ventilation openings on the ventilation duct 10 are also possible.
  • the ventilation duct 10 may have a rectangular cross-section, wherein 7 air outlet openings may be formed on the top, ie on the ceiling replacement surface.
  • Room exchange area 4 may be provided in this area 4a with air outlet openings, as shown in FIG. 9 as an example.
  • air outlet openings may be formed laterally on the upwardly angled edge of the space exchange surface 4a.
  • the emission surface in particular of the space exchange surface 4, can be coated with a heat-absorbing lacquer which improves the heat exchange.
  • a heat-absorbing lacquer which improves the heat exchange.
  • control elements for the fluid flow can be provided which allow a constant change in the volume flow.
  • the described air conditioning device can be used not only as a ceiling element, but also as a wall element.

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Abstract

Einrichtung zum Klimatisieren eines Raumes, umfassend ein an einer Raumdecke (R) montierbares Deckenelement mit einer an seiner Unterseite gegen den Raum gerichteten Raumaustauschfläche (4) für den Wärmeaustausch mit dem Raum sowie einer auf seiner Oberseite ausgebildeten Deckenaustauschfläche (7) für den Wärmeaustausch mit der Raumdecke, einen unteren, mit der Raumaustauschfläche (4) thermisch gekoppelten Leitungsabschnitt (2) für ein Heiz- oder Kühlfluid und einem oberen, mit der Deckenaustauschfläche (7) thermisch gekoppelten Leitungsabschnitt (3), wobei die beiden Leitungsabschnitte als voneinander unabhängige Kreisläufe (2, 3) ausgebildet und getrennt voneinander ansteuerbar sind.

Description

Einrichtung zum Klimatisieren eines Raumes
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Klimatisieren eines Raumes nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine Einrichtung dieser Art ist aus EP 1 862 742 bekannt, bei der in einem Deckenelement zwei Leitungsabschnitte in Reihe liegend so angeordnet sind, dass ein erster Leitungsabschnitt mit einer dem Raum zugewandten Raumaustauschfläche thermisch gekoppelt ist und der zweite Leitungsabschnitt stromabwärts vom ersten Leitungsabschnitt mit einer Deckenaus- tauschfläche thermisch gekoppelt ist, die der Raumdecke zugewandt ist. Während in Betriebsphasen des Kühlens der erste Leitungsabschnitt und der zweite Leitungsabschnitt nacheinander von Kaltwasser durchströmt werden, wird in Zwischenphasen zwecks Ermöglichung einer Vorkühlung der Raumdecke bei Vermeidung einer Unterkühlung des Raumes durch Umstellen eines Dreiwegeventils das Kaltwasser durch eine, den ersten Leitungsabschnitt umgehenden Überbrückungsleitung direkt in den zweiten Leitungsabschnitt geleitet, sodass nur die Deckenaustauschfläche gekühlt wird. Hierbei strömt Kaltwasser zuerst durch den oberen Leitungsabschnitt, der mit der Deckenaustauschfläche thermisch gekoppelt ist, und dann durch den unteren Leitungsabschnitt zurück in den Rücklauf.
Bei einer aus EP 1 422 482 bekannten Bauform mit in Reihe geschalteten unteren und oberen Leitungsabschnitten erhofft man sich eine größere Temperaturspreizung der Vorlauf- und der Rücklauftemperatur im unteren Leitungsabschnitt, der mit der Raumaustauschfläche thermisch gekoppelt ist, wenn der Volumenstrom des Kaltwassers in der Nacht reduziert wird. Problematisch ist dabei, dass die Leistungsaufnahme einer Betondecke pro Zeiteinheit in der Nacht ziemlich klein ist und zudem die Raumtemperatur nur 3 bis 4 K höher ist als die Kaltwassertemperatur, sodass eine Unterkühlung des Raumes nicht verhindert werden kann mit der Folge, dass im Anschluss an den Nachtbetrieb ein Aufheizen des Raumes zur Kompensation der Unterkühlung erforderlich ist oder die Betondecke nicht die ganze Nacht geladen werden kann. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Klimatisierungseinrichtung der eingangs angegebenen Art so auszubilden, dass deren Steuerung besser an die Erfordernisse der Raumklimatisierung angepasst werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst. Dadurch, dass der obere und der untere Leitungsabschnitt als voneinander getrennte Kreisläufe ausgebildet sind, kann beispielsweise in der Nacht nur die Raumdecke gekühlt werden, während durch den unteren Kreislauf mit thermischer Koppelung zur Raumaustauschfläche keine Durchströmung stattfindet. Dadurch, dass die beiden Kreisläufe vollkommen unabhängig voneinander gestaltet sind, können die beiden Kreisläufe auch unabhängig voneinander in verschiedenen Lastbereichen betrieben werden. Hierdurch ergibt sich eine bessere Anpassung an die Erfordernisse der Raumklimatisierung.
Die Erfindung wird beispielsweise anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf ein Deckenmodul mit getrennten Kreisläufen,
Fig. 2 eine Schnittansicht längs der Linie I-I in Fig. 1 ,
Fig. 3 eine Schnittansicht längs der Linie II-II in Fig. 1,
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Eckteils des rahmenförmigen Lüftungskanals des Moduls,
Fig. 5 eine schematische Schaltungsanordnung zur Erläuterung der Steuerung,
Fig. 6 ein Diagramm zur Darstellung des Heiz- und Kühlbetriebs,
Fig. 7 eine andere Anordnung der Steuerelemente,
Fig. 8 eine weitere Abwandlung der Anordnung der Steuerelemente, und
Fig. 9 eine abgewandelte Ausführungsform im Bereich des Lüftungskanals.
Fig. 1 bis 3 zeigen ein Modul 1 eines Deckenelementes, das, wie Fig. 2 und 3 zeigen, mittels Halteelementen, beispielsweise Halteschienen 1.1, an einer Raumdecke R befestigt wird, die üblicherweise aus Beton besteht. In dem Modul 1 sind zwei voneinander unabhängige Kreisläufe 2 und 3 angeordnet, von denen der untere Kreislauf 2 durch eine untere Leitungsschleife und der obere Kreislauf 3 durch eine obere Leistungsschleife schematisch dargestellt ist, die auf einer Seite des Moduls 1 jeweils mit einem Anschluss 2.1 bzw. 3.1 versehen sind, die zweckmäßigerweise auf einer Ebene liegen, wie die Ansicht in Fig. 2 zeigt. Die Leitungsschleife des unteren Kreislaufs 2 ist mit einer Raumaustauschfläche 4 thermisch gekoppelt, indem Leitungsabschnitte dieser Leitungsschleife in plattenförmigen Wärmeleitprofilen 5 verlegt sind, die über Profilansätze 5a einerseits einen guten Wärmeleitkontakt mit der Leitungsschleife und über die Plattenfläche andererseits einen guten Wärmeleitkontakt mit der Raumaustauschfläche 4 herstellen. Die Leitungsschleife des oberen Kreislaufs 3 kann ebenfalls auf Leitungsabschnitten in plattenförmigen Wärmeleitprofilen verlegt sein, die durch Profilansätze 6a einen guten Wärmeleitkontakt einerseits mit der Leitungsschleife und andererseits einer der Raumdecke R zugewandten Deckenaustauschfläche 7 des Moduls 1 herstellen, durch welche Wärme durch Strahlung und Konvektion auf die Raumdecke R übertragen wird. In Fig. 1 bis 3 sind die Profilansätze 6a direkt auf der Oberseite eines Lüftungskanals 10 angeordnet, die die Deckenaustauschfläche 7 bildet.
Fig. 5 zeigt schematisch die bevorzugte Ansteuerung der beiden getrennten Kreisläufe 2 und 3. Der obere Kreislauf 3 ist durch eine Vorlaufleitung 31.1, in der ein Durchgangsventil 31 angeordnet ist, an die durch eine ausgezogene Linie wiedergegebene zentrale Kaltwasservorlaufleitung K (Kaltwasserversorgung) angeschlossen. Eine Rücklaufleitung 32 ist durch eine gestrichelte Linie wiedergegeben, die vom Kreislauf 3 zur zentralen Kaltwasserrücklauflei- tung führt. Der untere Kreislauf 2 ist über ein Drei-Wegeventil 21 in einer Vorlaufleitung 21.1 sowohl an die Vorlaufleitung einer zentralen Warmwasserversorgung H über einen Leitungsabschnitt 21.Ib als auch an die Vorlaufleitung der zentralen Kaltwasserversorgung K über einen Leitungsabschnitt 21.1a angeschlossen. Vom unteren Kreislauf 2 führt eine Rücklaufleitung 22.1 über ein Drei- Wegeventil 22 ebenfalls über zwei Leitungsabschnitte 22.1a und 22.1b zum Rücklauf der zentralen Warmwasser- und Kaltwasserleitung H und K.
Durch diese Ansteuerung der beiden getrennten Kreisläufe 2 und 3 kann beispielsweise im Nachtbetrieb der obere Kreislauf 3 zum Kühlen der Raumdecke R durch Öffnen des Durchgangsventils 31 mit Kaltwasser durchströmt werden, während der untere Kreislauf 2 durch Schließen des Ventils 21 nicht von Kaltwasser durchströmt wird. Dies ist in Fig. 6 durch die Stellung b wiedergegeben, wobei in Fig. 6 die beiden Ventile 21 und 22 als Einheit dargestellt sind, die bei einer praktischen Ausführungsform zweckmäßigerweise auch als Einheit in Form eines Sechs- Wegeventils ausgebildet werden, sodass nur ein Antrieb für die beiden Ventile 21 und 22 erforderlich ist.
Zum maximalen Kühlen des Raumes können die beiden Ventile 21 und 22 die in Fig. 5 wiedergegebene Stellung einnehmen, die der Stellung a in Fig. 6 entspricht, wobei durch Zwi- schenstellungen der Ventile ein stetiger Übergang zwischen 100 % und O % Kühlen möglich ist.
Fig. 6 zeigt in der Stellung c die maximale Heizstellung der beiden Ventile 21, 22. Das Durchgangsventil 31 wird im Heizbetrieb geschlossen, sodass im oberen Kreislauf 3 keine Durchströmung stattfindet.
Fig. 7 zeigt eine abgewandelte Ausfuhrungsform der Ansteuerung der beiden Kreisläufe 2 und 3 mit drei Drei-Wegeventilen, von denen die Ventile 23 und 24 wiederum zweckmäßigerweise eine Einheit als Sechs-Wegeventil bilden, indem sie gemeinsam entsprechend dem in Fig. 5 wiedergegebenen Schema umgeschaltet werden. Dem an den Vorlauf VL der zentralen Warmwasser- und Kaltwasserleitung H und K angeschlossenen Ventil 23 ist ein Drei- Wegeventil 25 nachgeschaltet, das in der in Fig. 7 dargestellten Schaltstellung den unteren Kreislauf 2 und den oberen Kreislauf 3 mit Kaltwasser versorgt. Der durch eine gestrichelte Linie wiedergegebene Rücklauf RL aus den beiden Kreisläufen 2 und 3 wird zusammengeführt und zum Ventil 24 geleitet, das die Verbindung mit der zentralen Rücklaufleitung H und K herstellt.
Bei dieser Ansteuerung kann bei einer Tagschaltung, wenn die Raumtemperatur steigende Tendenz hat und sich z. B. auf eine maximale Temperatur von 26° C zu bewegt, die Einheit aus den Ventilen 23, 24 in die in Fig. 7 wiedergegebene Stellung, die der Stellung a der Fig. 6 entspricht, und das Ventil 25 in die in Fig. 7 wiedergegebene Stellung gebracht werden, sodass 100 % Kühlen eingestellt ist.
Wenn die Raumtemperatur fallende Tendenz hat und sich von der maximalen Temperatur von 26° C in Richtung der minimalen Temperatur von z. B. 21° C bewegt, kann beispielsweise das Ventil 25 in eine Zwischenstellung gebracht werden, in der der untere Kreislauf 2 mit etwa 50 % des Volumenstroms durchflössen wird und der obere Kreislauf 3 mit ca. 75 %. Dies reicht in der Regel aus, um die fallende Temperatur im Raum zu stoppen. Wenn dies nicht ausreichen sollte, kann die Einheit aus den Ventilen 23 und 24 stetig gedrosselt werden, wodurch der Wasservolumenstrom durch den unteren Kreislauf 2 schneller verringert wird als im oberen Kreislauf 3, sodass die Raumdecke R in dieser Zeit mit kaum reduzierter Leistung geladen werden kann. Im Falle einer Nachtschaltung nehmen die beiden Ventile 23, 24 die Stellung a in Fig. 6 ein, während das dritte Drei- Wegeventil 25 so geschaltet wird, dass der Kaltwasservorlauf nur zum oberen Kreislauf 3, nicht aber zum unteren Kreislauf 2 führt. In den meisten Fällen wird hierdurch der Raum nachts nicht unterkühlt, wenn nur die Raumdecke R gekühlt wird. Sollte jedoch eine als Minimum vorgegebene Raumtemperatur von beispielsweise 21° C in der Nacht unterschritten werden, so kann durch eine mit einem Temperatursensor verbundene Programmsteuerung vorgesehen werden, um die Ventile 23 und 24 zu drosseln.
Fig. 8 zeigt eine weitere Abwandlung der Ansteuerung der getrennten Kreisläufe 2 und 3, wobei anstelle des Drei-Wegeventils 25 in Fig. 7 ein Durchgangsventil 26 in der Vorlaufleitung VL zum unteren Kreislauf 2 vorgesehen ist. Die Schaltstellungen der Ventile 23 und 24 entsprechen wiederum den in Fig. 6 wiedergegebenen. Durch Schließen des Durchgangsventils 26 kann der untere Kreislauf 2 vollständig von dem oberen Kreislauf 3 getrennt werden, wenn beispielsweise im Nachtbetrieb nur 'der obere Kreislauf 3 die Raumdecke R kühlen soll.
Der Wasservolumenstrom durch das Durchgangsventil 26 kann in Abhängigkeit von der Raumtemperatur geregelt werden, während der obere Kreislauf 3 ohne zusätzliche Ventilsteuerung Kaltwasser aus der Vorlaufleitung VL entnimmt. Der untere Kreislauf 2 kann bei dieser Anordnung durch das Ventil 26 immer stetig geregelt werden, ohne dass dies einen nennenswerten Einfluss auf den oberen Kreislauf 3 hat.
Um eine Unterkühlung des Raumes zu verhindern, kann ein Programm zur Steuerung der beiden als Einheit zusammengefassten Ventile 23 und 24 vorgesehen werden, wonach die beiden Ventile 23, 24 schließen, wenn eine Raumtemperatur von beispielsweise 21° C unterschritten wird.
In entsprechender Weise kann ein Heizbetrieb gesteuert werden, wie Fig. 6 zeigt, wobei wie bei dem Kühlbetrieb eine stetige Änderung der Temperaturregelung durch stetige Verstellung der Ventile möglich ist.
Ein Modul 1 mit den beiden getrennten Kreisläufen 2 und 3 kann in verschiedener Weise ausgebildet sein. Vorzugsweise hat das Modul 1 den in den Fig. 1 bis 3 wiedergegebenen Aufbau, bei dem ein im Querschnitt geschlossener Lüftungskanal 10 einen Rahmen des Moduls 1 bildet. Dieser hohle Rahmen ist auf der Seite der Leitungsanschlüsse 2.1 und 3.1 des unteren und oberen Kreislaufs 2 und 3 mit einer Anschlussöffnung 10.1 versehen, durch die von einer nicht dargestellten Quelle aus Luft in den Lüftungskanal 10 eingeleitet werden kann, die auf eine vorbestimmte Temperatur gekühlt oder aufgeheizt sein kann. Auf dem Außenumfang des rahmenförmigen Lüftungskanals 10 sind Luftaustrittsöffnungen 11 ausgebildet, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel nach oben gerichtet sind, wie durch Pfeile in Fig. 2 angedeutet und in der Draufsicht der Fig. 1 wiedergegeben.
Die Querschnittsform des Lüftungskanals 10 ist zweckmäßigerweise etwa rechteckig und sie weist auf dem Außenumfang auf der dem Raum zugewandten Seite eine stegförmige Erweiterung 10.2 auf, auf deren Oberseite die Luftaustrittsöffnungen 1 1 ausgebildet sind und deren außen liegender Rand etwas nach oben gezogen ist, sodass die Raumaustauschfläche 4 in Form eines Blechelementes mit abgewinkelten Rändern an diesem Rand 10.3 eingehängt werden kann.
Fig. 4 zeigt einen Eckabschnitt des Lüftungskanals 10 in einer Ansicht schräg von oben, wobei auf der Oberseite des Lüftungskanals 10 zwei parallel zueinander verlaufende Leitungsabschnitte des oberen Kreislaufs 3 in Leitungsaufnahmeabschnitten bzw. Profilansätzen 6a verlegt sind, die direkt auf der Oberseite des Lüftungskanals 10 angebracht sein können, ohne dass ein plattenförmiges Teil vorgesehen ist, wie dies in Fig. 1 und 2 an den Wärmeleitprofilen 5 wiedergegeben ist.
Der Lüftungskanal 10 wird durch die Raumaustauschfläche 4 von unten vollständig abgedeckt, wobei die Unterseite des Lüftungskanals 10 vorzugsweise einen Abstand von der Raumaustauschfläche 4 hat, sodass beispielsweise Mineralwolle oder ein anderes Wärmeisoliermaterial und/oder akustisch wirksames Material zwischen Lüftungskanal 10 und Raumaustauschfläche 4 angeordnet werden kann. Hierdurch wird beim Kühlen der Raumdecke R Kälte nur nach oben geleitet.
Der Luft führende Rahmen 10 kann zum Aufladen der Betondecke mittels abgekühlter Luft verwendet werden. Dies kann unabhängig von der Strahlungskühlung oder als Unterstützung zur Strahlungskühlung vorgesehen sein, falls die Abstrahlfläche nicht ausreichen sollte. Zur gezielteren Luftführung können Düsen oder Luftleitbleche an den Austrittsöffnungen des Luft führenden Rahmens 10 vorgesehen werden, die die Luft gegen die Betondecke richten. Die Raumaustauschfläche 4 des Moduls 1 kann geschlossen oder gelocht ausgebildet sein, um ein Schall absorbierendes Element zu bilden. Dadurch, dass die Raumaustauschfläche 4 sich bis zum äußeren Rand des Moduls 1 erstreckt und den Lüftungskanal 10 in einem Abstand abdeckt, kann die gesamte Fläche der Raumaustauschfläche 4 Schall absorbierend ausgebildet bzw. als akustisch wirksame Fläche ausgenutzt werden.
Die Modulbauform der Klimatisierungseinrichtung hat den Vorteil, dass beispielsweise ein einzelnes Modul 1 an der Decke befestigt und an die Luft- sowie Kalt- bzw. Warmwasserversorgung angeschlossen werden kann, sodass das Modul 1 funktionsfähig ist, ohne dass weitere Maßnahmen erforderlich sind. Entsprechend kann ein Modul 1 auch vorgefertigt auf die Baustelle geliefert werden, sodass auf der Baustelle keine weiteren Montagearbeiten am Modul 1 erforderlich sind. Die einzelnen, für sich funktionsfähigen Module 1 für einen Deckenaufbau können somit nach und nach montiert werden.
Bei der Montage der Module ist, wenn der einen Rahmen bildende Lüftungskanal 10 montiert wird, die Lüftung sofort einsatzbereit. Wenn die Raumaustauschfläche 4 noch nicht in den Rahmen des Moduls 1 eingehängt sein sollte, kann nach Anschluss des Kreislaufes 3 sofort die Deckenkühlung in Betrieb genommen werden. Nach Einhängen der Raumaustauschfläche 4 am Rahmen des Moduls 1 kann auch die Raumkühlung einsetzen, sobald der untere Kreislauf 2 angeschlossen ist.
Wenn die Raumaustauschflächen 4 abgenommen und z. B. im Werk nachträglich umgerüstet wird, beispielsweise indem mehrere Wärmeleitschienen. und/oder andere Akustik-Dämmmatten aufgebracht werden, können während der Umrüstzeit die Funktionen Lüften und Kühlen der Raumdecke weiter in Betrieb bleiben. Entsprechend ist es auch möglich, ein Modul 1 ohne Raumaustauschfläche 4 zum Lüften und Kühlen der Raumdecke zu betreiben. Eine Grundkühlleistung kann durch den auf der Oberseite des Lüftungskanals verlegten Kreislauf 3 erbracht werden in Verbindung mit kalter Luft im Lüftungskanal 10, ohne dass die Raumaustauschfläche 4 an diesem Aufbau eingehängt ist.
Ein Vorteil der beschriebenen Bauform ist, dass der Lüftungskanal 10 vollständig getrennt von der Heiz- und Kühlfunktion ist, sodass Lüftung einerseits und Heizen/Kühlen andererseits völlig unabhängig voneinander betrieben werden können. Dabei kann aufgrund der voneinan- der getrennten Kreisläufe 2 und 3 durch Warmwasser im unteren Kreislauf 2 eine Heizleistung erbracht werden, während eine Heizung der Raumdecke entfallen kann.
Die Modulbauform nach der vorliegenden Erfindung bezieht sich nicht nur auf die Ausgestaltung eines einzelnen Moduls, sondern auch auf dessen modular aufgebaute Funktionsweise, weil die einzelnen Funktionen unabhängig voneinander betrieben werden können, beispielsweise Lüften und/oder Kühlen. Diese modulare Funktionsweise wird auch durch die voneinander unabhängigen Kreisläufe 2 und 3 unterstützt.
Die modulare Funktionsweise eines Moduls 1 hat auch den Vorteil, dass bei einer Decke, die aus einer Vielzahl von Modulen 1 aufgebaut ist, einzelne Abschnitte der Decke in anderer Weise betrieben werden können als ein anderer Abschnitt der Decke, beispielsweise indem auf einem Abschnitt mit Sonneneinstrahlung im Raum die Kühlleistung erhöht wird gegenüber einem im Schatten liegenden Abschnitt. Dabei können in Abhängigkeit von einem Temperatursensor die Module abschnittsweise gesteuert werden.
Es sind verschiedene Abwandlungen der beschriebenen Bauform möglich. So kann die Leitungsführung des unteren Kreislaufs 2 und/oder des oberen Kreislaufs 3 je nach den Abmessungen des Moduls und des Luftführungskanals 10 in Windungen oder in parallelen Strängen ausgebildet werden. Weiterhin können die Wärmeleitprofϊle 5 eine andere als die dargestellte Plattenform mit einer U-förmigen Aufnahme 5 a bzw. 6a für die Leitungsabschnitte haben.
Die Deckenaustauschfläche 7 kann gegenüber der in den Fig. 2 und 3 wiedergegebenen Ausführungsform vergrößert ausgebildet sein, indem die Oberseite des Lüftungskanals 10 in Richtung auf die Innenseite des Moduls verlängert wird, sodass die Leitungen des oberen Kreislaufs 3 auch auf diesem Bereich der Deckenaustauschfläche 7 angeordnet werden können.
Es ist auch eine Ausführungsform möglich, bei der der Rahmen, der in den Fig. 1 bis 4 durch den Lüftungskanal 10 wiedergegeben ist, durch einen nach unten offenen U-Querschnitt ausgebildet ist. Bei einer solchen Ausführungsform kann die Unterseite des Lüftungskanals 10 durch die Raumaustauschfläche 4 gebildet werden, die so eingehängt wird, dass sie den nach unten offenen U-Querschnitt des Rahmens auf der Unterseite abdeckt. Weiterhin ist es möglich, ein Modul 1 so auszubilden, dass nur die Funktionen Heizen und Kühlen erfüllt werden. Bei einer solchen Ausfuhrungsform kann der Rahmen im Querschnitt durch ein nach unten offenes U gebildet werden, wobei in einem Abstand von der unteren offenen Seite dieses U-förmigen Rahmens die Raumaustauschfläche 4 angeordnet wird. Ein Lüftungskanal ist bei einer solchen Bauform nicht vorgesehen.
Auf der Innenseite der Raumaustauschfläche 4 kann Mineralwolle oder ein anderes Wärme isolierendes und/oder akustisch wirksames Material angeordnet werden.
Das Modul 1 wird zweckmäßigerweise nahe an der Raumdecke R montiert, vorzugsweise in einem Abstand von 10 bis 20 mm zwischen Unterseite der Raumdecke und Oberseite der bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel oben liegenden Leitungsschleife 3, wobei die Wärmeübertragung durch Strahlung und Konvektion zwischen Deckenaustauschfläche 7 bzw. Kreislauf 3 und Raumdecke R erfolgt..
Es ist auch möglich, bei einer aus mehreren Modulen 1 aufgebauten Heiz- und Kühldecke einzelne Module 1 abklappbar auszubilden.
Die Halterungen 1.1 eines einzelnen Moduls 1 können zweckmäßigerweise auch in der Höhe einstellbar ausgebildet werden, um Bautoleranzen auszugleichen.
Die Module 1 können in optisch ansprechender Form gestaltet werden, wobei jedes Modul die Funktionen Heizen, Kühlen und Lüften erfüllt. Anstelle einer Luftzufuhr zum Lüftungskanal 10 kann auch eine Luftabsaugung über die Anschlussöffnung 10.1 des Lüftungskanals vorgenommen werden.
Durch die rahmenförmige Bauweise eines Moduls 1 kann auch in einfacher Weise ein Beleuchtungselement innerhalb eines Moduls 1 integriert werden.
Weiterhin kann insbesondere im Lüftungskanal 10 auch ein Kabelkanal integriert werden, durch den Kabel zu anderen Einrichtungen verlegt werden können. Der Lüftungskanal wird zweckmäßigerweise als Aluminiumstrangzugprofil ausgebildet. Es sind auch verschiedene Anordnungen von Lüftungsöffnungen am Lüftungskanal 10 möglich. Der Lüftungskanal 10 kann einen Rechteckquerschnitt haben, wobei auf der Oberseite, d. h. auf der Deckenaustauschfläche 7 Luftauslassöffnungen ausgebildet sein können.
Ebenso ist es möglich, auf der Unterseite des Lüftungskanals 10 Luftaustrittsöffnungen vorzusehen.
Insbesondere ist es auch möglich, den Raum unter dem Lüftungskanal 10 gegenüber dem Innenraum des Moduls abzutrennen und die. Raumaustauschfläche 4 in diesem Bereich 4a mit Luftaustrittsöffnungen zu versehen, wie dies Fig. 9 als Beispiel zeigt. Dabei können auch anstelle der Unterseite Luftauslassöffnungen seitlich an dem nach oben abgewinkelten Rand der Raumaustauschfläche 4a ausgebildet sein.
Die Abstrahlfläche insbesondere der Raumaustauschfläche 4 kann mit einem wärme absorbierenden Lack beschichtet sein, der den Wärmeaustausch verbessert. Ebenso ist es auch möglich, einen entsprechenden Wärme absorbierenden Lack auf der Betondecke über dem Modul aufzubringen.
Anstelle der beschriebenen Drei- bzw. Sechs-Wegeventile können auch andere Steuerelemente für die Fluidströmung vorgesehen werden, die eine stetige Änderung des Volumenstroms zulassen.
Die beschriebene Klimatisierungseinrichtung kann nicht nur als Deckenelement, sondern auch als Wandelement eingesetzt werden.

Claims

Ansprüche
1. Einrichtung zum Klimatisieren eines Raumes, umfassend ein an einer Raumdecke (R) montierbares Deckenelement mit einer an seiner Unterseite gegen den Raum gerichteten Raumaustauschfläche (4) für den Wärmeaustausch mit dem Raum sowie einer auf seiner Oberseite ausgebildeten Deckenaustauschfläche (7) für den Wärmeaustausch mit der Raumdecke, einen unteren, mit der Raumaustauschfläche (4) thermisch gekoppelten Leitungsabschnitt (2) für ein Heiz- oder Kühlfluid und einen oberen, mit der Deckenaustauschfläche (7) thermisch gekoppelten Leitungsabschnitt (3), dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Leitungsabschnitte als voneinander unabhängige Kreisläufe (2, 3) ausgebildet und getrennt voneinander ansteuerbar sind.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, wobei der obere Kreislauf (3) nur mit einer Kaltwasserversorgung (K) und der untere Kreislauf (2) mit der Kaltwasser- und einer Warmwasserversorgung (K, H) verbunden ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, wobei der obere Kreislauf (3) über eine Vorlaufleitung (31.1) mit einer zentralen Vorlaufl'eitung (K) für Kaltwasser, in der ein Durchlaufventil (31) angeordnet ist, und über eine Rücklaufleitung (32) mit einer zentralen Rücklaufleitung für Kaltwasser verbunden ist, während der untere Kreislauf (2) über eine Vorlaufleitung (21.1) und eine Rücklaufleitung (22.1) sowohl an eine zentrale Warmwasservorlauf- und Kaltwasservorlaufleitung sowie an deren Rücklaufleitungen (K, H) angeschlossen ist, wobei in den mit dem unteren Kreislauf (2) verbundenen Vor- und Rücklaufleitungen (21.1 und 22.1) jeweils ein Ventil (21 bzw. 22) angeordnet ist, durch das von einem Kühlbetrieb auf einen Heizbetrieb und umgekehrt umschaltbar ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 1 , wobei sowohl der obere Kreislauf (3) als auch der untere Kreislauf (2) jeweils an eine Kaltwasser- und an eine Warmwasserversorgung (K, H) angeschlossen ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 4,' wobei sowohl der untere Kreislauf (2) als auch der obere Kreislauf (3) über eine Vorlauf- und eine Rücklaufleitung an eine zentrale Heiz- und Kühlleitung angeschlossen ist, in der jeweils ein Umschaltventil (23, 24) zum Umschalten zwischen Heizen und Kühlen angeordnet ist, und wobei in der Vorlaufleitung zum unteren Kreislauf (2) dem Umschaltventil (23) nachgeschaltet ein weiteres Umschaltventil (25) angeordnet ist, durch das die Vorlaufleitung zu den beiden Kreisläufen (2, 3) trennbar bzw. drosselbar ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 4, wobei sowohl der untere Kreislauf (2) als auch der obere Kreislauf (3) über eine Vorlauf- und eine Rücklaufleitung an eine zentrale Heiz- und Kühlleitung angeschlossen ist, in der jeweils ein Umschaltventil (23, 24) zum Umschalten zwischen Heizen und Kühlen angeordnet ist, und wobei in der zum unteren Kreislauf (2) führenden Vorlaufleitung dem Umschaltventil (23) nachgeschaltet ein Durchgangsventil (26) angeordnet ist, durch das die Vorlaufleitung zum unteren Kreislauf (2) absperrbar ist, während die Vorlaufleitung zum oberen Kreislauf (3) offen ist.
7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Deckenelement einen Rahmen mit einem etwa U-förmigen Querschnitt aufweist, der nach unten offen ist, und an dem Rahmen die Raumaustauschfläche (4) eingehängt ist.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, wobei der Rahmen als ein im Querschnitt geschlossener Lüftungskanal (10) ausgebildet ist, der eine Verbindungsöffnung (10.1) zu einer zentralen Luftversorgung aufweist und auf dem Umfang mit Luftaustrittsöffnungen (1 1) oder Luftansaugöffnungen versehen ist.
9. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, wobei der obere Kreislauf (3) mit dem Lüftungskanal (10) bzw. mit dem U-förmigen Rahmen thermisch gekoppelt ist, indem der Kreislauf (3) auf der Oberseite des Lüftungskanals (10) bzw. des Rahmens verlegt ist.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei sich die Raumaustauschfläche (4) über die gesamte Fläche des Moduls (1) erstreckt und den Lüftungskanal (10) bzw. den Rahmen auf der Raumseite abdeckt.
11. Einrichtung nach Anspruch 10, wobei die Raumaustauschfläche (4) in einem Abstand von der Unterseite des Lüftungskanals (10) bzw. des Rahmens angeordnet ist.
12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei der Lüftungskanal (10) eine im Wesentlichen rechteckige Querschnittsform mit einer stegförmigen Erweiterung (10.2) auf dem Außenumfang aufweist, in der die Luftaustrittsöffnungen (11) nach oben gerichtet ausgebildet sind.
13. Einrichtung nach Anspruch 11 , wobei auf dem Außenumfang der Erweiterung (10.2) ein nach oben vorstehender Rand (10.3) zum Einhängen der Raumaustauschfläche (4) ausgebildet ist.
14. Einrichtung zum Klimatisieren eines Raumes, umfassend ein an einer Raumdecke (R) montierbares Deckenelement, das einen durch einen Lüftungskanal (10) gebildeten Rahmen aufweist, auf dessen Umfangsfläche Luftansaugbzw. Luftaustrittsöffnungen (11) ausgebildet sind, wobei auf der der Raumdecke (R) zugewandten Oberseite des Lüftungskanals (10) ein Kreislauf (3) für ein Heiz- bzw. Kühlfiuid verlegt ist.
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