DE19613674A1 - Heat transmission unit for room temperature adjustment - Google Patents
Heat transmission unit for room temperature adjustmentInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung geht aus von einem Wärmeübertragerelement zur Raumtemperierung und zur Anordnung an einer Wand- oder Deckenfläche mit mindestens einer das der Raumtemperierung dienenden Wärmeträgermedium führenden Rohrleitung und mit mindestens einer Rohrleitung zugeordneten Strahlungs- und/oder Konvektionsfläche.The invention is based on a heat exchanger element for room temperature control and for arrangement on a wall or ceiling area with at least one of the Room temperature serving heat transfer medium leading Pipeline and with at least one pipeline assigned radiation and / or convection surface.
Thermisch aktive Raumumschließungsflächen werden seit vielen Jahren zum Temperieren von Räumen benutzt. Der hohe Anteil der Wärmestrahlung am Gesamtwärmetransport ist wärmephysiologisch vorteilhaft. Praktische Grenzen werden der Wärmestrahlung im Heizfall nur aus physiologischen Gründen gesetzt (Strahlungstemperatur- Asymmetrie) und im Kühlfall durch die Taupunkttemperatur der Raumluft.Thermally active space enclosures have been around since used for many years to temper rooms. Of the high proportion of heat radiation in the total heat transfer is beneficial from a thermal physiological point of view. Practical limits are only the heat radiation from heating physiological reasons set (radiation temperature Asymmetry) and in the cooling case by the dew point temperature the indoor air.
Kühlflächenkonstruktionen verfolgen das Ziel, den Temperaturunterschied zwischen Kühlwasser und raumluftseitiger Oberfläche zu minimieren, um das durch den Raumlufttaupunkt begrenzte Potential maximal auszunutzen.Cooling surface constructions pursue the goal that Temperature difference between cooling water and to minimize the surface on the air side in order to prevent this the maximum potential limited by the indoor air dew point to take advantage of.
Verschiedene Konstruktionen und Materialkombinationen sind bekannt, die dieses Ziel verfolgen. In der Regel werden ein wärmeträgerführendes (Rohr)-System und eine äußere, sichtbare, dem Raum zugewandte Deckenkonstruktion verbunden. Es wird angestrebt, die Verbindung möglichst großflächig und gut wärmeleitend auszuführen. Dem Wärmetransport besonders hinderlich erweisen sich Spalte aller Art wegen der geringen Wärmeleitfähigkeit von Luft.Different constructions and material combinations are known to pursue this goal. Usually become a heat carrier (pipe) system and outer, visible ceiling construction facing the room connected. The aim is to make the connection as possible large area and good heat conduction. The Gaps are particularly difficult to transport heat of all kinds because of the low thermal conductivity of air.
Weitere Leistungserhöhungen lassen sich durch die Ver größerung der Konvektion erreichen. Dazu ist eine Ver größerung der raumluftseitigen Oberfläche anzustreben.Further increases in performance can be achieved through the Ver achieve greater convection. There is a ver to strive to enlarge the surface on the air side.
Als eine besondere Art eines wärmeträgerführenden Systems sind Kunststoffkapillarrohrmatten seit einigen Jahren verbreitet. As a special type of heat transfer system have been plastic capillary tube mats for several years spread.
Darunter sind industriell vorgefertigte Matten zu verstehen, die aus einer Vielzahl, in engen Abständen parallel geführter, flexibler Kunststoffrohrleitungen geringen Durchmessers bestehen, die in gemeinsame Verteil- und Sammelkanäle führen.These include industrially prefabricated mats understand that from a variety, at close intervals parallel, flexible plastic pipes small diameter exist in common Lead distribution and collection channels.
Die Vorteile dieser Matten liegen in den niedrigen Investitionskosten, dem hohen industriellen Vorfertigungs grad, der geringen Masse, der Korrosionssicherheit und der Flexibilität des verwendeten Materials.The advantages of these mats are the low ones Investment costs, the high industrial prefabrication degree, low mass, corrosion resistance and the flexibility of the material used.
Als zwei grundsätzliche Anwendungsformen von Kapillarrohrmatten sind bekannt:As two basic uses of Capillary tube mats are known:
- 1. allseitige, formschlüssige Einbettung durch mineralische Baustoffe, wie Wand- oder Deckenputz, Estrich, Beton, Gips,1. All-round, positive embedding through mineral building materials, such as wall or ceiling plaster, Screed, concrete, plaster,
- 2. kraftschlüssige Verbindung mit einer dem Raum zugewandten, gut wärmeleitenden Deckenkonstruktion, bestehend aus ebenen glatten Metallplatten.2. positive connection with a room facing, good heat-conducting ceiling construction, consisting of flat smooth metal plates.
Der letzten Ausführung haftet der Nachteil an, daß die Kapillarrohre aufgrund ihres runden Querschnittes eine ebene, glatte Metalldecke nur einfach tangential berühren und daß aufgrund der Flexibilität des Kapillarrohr materials ein Anpressen der Kapillarrohre an die Metalldecke nur ungenügend und unregelmäßig gelingt. Diese Nachteile werden verstärkt durch die Tatsache, daß ebene Metallplatten durch ihr Eigengewicht bei größeren Spannweiten zum Durchbiegen neigen. Aus diesen Gründen bleibt die Leistungsfähigkeit derartiger Konstruktionen beschränkt. Weiterhin ist die Reproduzierbarkeit einmal gemessener Normleistungswerte wegen der Unregelmäßigkeit des zur Wärmeleitung notwendigen Kontaktes problematisch.The last execution has the disadvantage that the Capillary tubes due to their round cross-section just touch the flat, smooth metal ceiling tangentially and that due to the flexibility of the capillary tube materials pressing the capillary tubes onto the Metal ceiling only insufficiently and irregularly. These disadvantages are exacerbated by the fact that flat metal plates due to their own weight with larger ones Spans tend to bend. For these reasons remains the performance of such constructions limited. Furthermore, the reproducibility is unique measured standard performance values because of the irregularity of the contact necessary for heat conduction is problematic.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Kapillarrohrmatten mit einem mäanderförmig profilierten Wärmeleitblech zu einem Wärmeübertragerelement zu kombinieren.The invention is therefore based on the object Capillary tube mats with a meandering profile Heat conducting sheet to a heat exchanger element combine.
Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.This object is achieved by the specified in claim 1 Features resolved.
Dabei sind die durch die sich durch die mäanderförmige Profilierung ergebenden Gräben, Wannen, Rinnen, Riefen o. dgl. aufgrund ihrer parallelen Anordnung für die Aufnahme der Rohrleitungen der Kapillarrohrmatten vorgesehen.Here are the through the meandering Profiling trenches, troughs, channels, grooves or the like due to their parallel arrangement for shooting the piping of the capillary tube mats.
Der Querschnitt des einzelnen eine Rohrleitung aufnehmenden Grabens kann dabei rechteckig, quadratisch, vieleckig oder halbrund sein. Von wesentlicher Bedeutung ist aber, daß die Querschnittsform in Anpassung an Form und Maß des Außenquerschnittes des Rohres so gewählt ist, daß mindestens eine 3-seitige Berührung (im Querschnitt betrachtet) zwischen dem Kapillarrohr und dem Wärmeleitblech erreicht wird, wobei eine vielfache bzw. eine einen Großteil der Außenoberfläche des Rohres umfassende Berührung erreicht werden sollte. The cross section of the individual pipeline receiving trench can be rectangular, square, be polygonal or semicircular. Essential is, however, that the cross-sectional shape conforms to shape and dimension of the outer cross section of the tube is selected that at least one 3-sided contact (in cross section considered) between the capillary tube and the Thermally conductive sheet is reached, with a multiple or a large part of the outer surface of the pipe extensive touch should be achieved.
Die durch die mäanderförmigen parallelen Abkantungen entstehenden Riefen oder Gräben eignen sich in besonderer Art und Weise, die flexiblen Kapillarrohre aufzunehmen. Dabei ist die Geometrie von Kapillarrohrmatte und mäanderförmig profilierten Wärmeleitblech so aufeinander abzustimmen, daß die Kapillarrohre manuell oder maschinell derart in die Riefen kraftschlüssig einzupressen sind, daß eine Beschädigung ausgeschlossen wird und eine dauerhafte Fixierung erreicht wird. Der zur Wärmeleitung notwendige Kontakt wird durch eine mindestens dreifache tangentiale Berührung deutlich gegenüber herkömmlichen Ausführungen verbessert und über die gesamte Länge in gleichbleibender Qualität gewährleistet.The through the meandering parallel folds emerging grooves or trenches are particularly suitable Way to accommodate the flexible capillary tubes. The geometry of the capillary tube mat and meandering profiled heat conducting sheet on each other to vote that the capillary tubes manually or mechanically so in the grooves are to be pressed in that damage is excluded and a permanent fixation is achieved. The for Necessary contact is achieved by a at least triple tangential contact clearly improved over conventional designs and over the entire length in consistent quality guaranteed.
Zusätzliche Bauteile zur Verbindung von Kapillarrohrmatte und mäanderförmig profilierten Wärmeleitblech werden nicht benötigt.Additional components for connecting capillary tube mat and meandering profiled heat-conducting sheet not required.
Besonderes Merkmal eines mäanderförmig profilierten Wärmeleitbleches ist es, daß wölbende Verformungen rechtwinklig zu den parallelen Abkantungen sehr leicht ohne zusätzliches Werkzeug vorzunehmen sind und daß parallel zu den Abkantungen, eine ausgezeichnete Stabilität entsteht. Diese hohe Stabilität gestattet es, größere Spannweiten in Richtung der parallelen Abkantungen zu überbrücken, wobei nur ein zweiseitiges Befestigen notwendig ist.Special feature of a meandering profile It is thermal baffle that bulges perpendicular to the parallel folds very easily without additional tools and that parallel to the folds, an excellent one Stability arises. This high stability allows larger spans in the direction of parallel Bridge edging, being only a two-sided Attach is necessary.
Durch diese Eigenschaften eignet sich das mäanderförmig profilierte Wärmeleitblech besonders, gewölbte Oberflächen herzustellen ohne den für die Wärmeleitung erforderlichen Kontakt zwischen wärmeträgerführenden Kapillarrohrleitungen und Wärmeleitblech qualitativ zu beeinträchtigen. Daraus ergeben sich vielseitige gestalterische Möglichkeiten.These properties make it meandering profiled heat-conducting sheet especially, curved Produce surfaces without the for heat conduction required contact between the heat transfer medium Capillary pipelines and heat conducting sheet qualitatively too affect. This results in versatile creative possibilities.
Gleichzeitig wird durch die Profilierung des Wärmeleit bleches eine Vergrößerung der wärmeübertragenden raumluftseitigen Oberfläche erreicht. Die zusätzlich entstehenden, zur projizierten Deckenfläche senkrecht verlaufenden Flächen stehen in konvektivem Wärmeaustausch mit der Raumluft und wirken daher leistungserhöhend. Die Profilierungshöhe kann der erforderlichen Wärmeüber tragungsleistung angepaßt werden.At the same time, by profiling the thermal conductivity sheet an increase in heat transfer Surface on the room air side reached. The additional emerging, perpendicular to the projected ceiling area running surfaces are in convective heat exchange with the air in the room and therefore increase performance. The Profiling height can be the required heat carrying capacity can be adjusted.
Wahlweise kann das mäanderförmig profilierte Wärmeleit blech ganz oder teilweise perforiert werden. Dadurch besteht die Möglichkeit, auf der raumabgewandten Seite schallabsorbierende Materialien anzubringen. Besitzt das schallabsorbierende Material gleichzeitig wärmedämmende Eigenschaften, kann der Wärmeaustausch mit den raumabgewandten Umschließungsflächen unterbunden werden. Ein Schallabsorptionsvlies kann alternativ zwischen dem mäanderförmig profilierten Wärmeleitblech und dem wärmeträgerführenden Kapillarrohrsystem eingepreßt werden. Diese Ausführungsform führt zwar zu einem zusätzlichen Wärmeleitwiderstand, verdeckt jedoch gleichzeitig die Rohrleitungen optisch und schützt die Rohrleitungen falls notwendig vor UV-Licht. Optionally, the meandering profiled thermal conductivity sheet metal can be perforated in whole or in part. Thereby there is the possibility on the side facing away from the room to install sound absorbing materials. Has it sound absorbing material at the same time heat insulating Properties, the heat exchange with the containment areas facing away from the room can be prevented. A sound absorption fleece can alternatively between the meandering profiled thermal plate and the pressurized capillary tube system will. This embodiment leads to one additional thermal conductivity, but covered at the same time visually and protects the pipes Pipelines against UV light if necessary.
Wahlweise kann das mäanderförmige Wärmeleitblech in metallisch blanker Oberfläche ausgeführt werden. Durch die Geometrie ergeben sich besondere Lichtreflexions eigenshaften, die gezielt z. B. zum Transport von Tageslicht genutzt werden können.Optionally, the meandering heat-conducting sheet can metallic bright surface. By the geometry gives rise to special light reflections peculiar, the targeted z. B. for the transport of Daylight can be used.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.Further preferred embodiments and further developments are specified in the subclaims.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are as follows explained in more detail with reference to the drawings. Show it:
Fig. 1 in einer senkrechten Schnittdarstellung ein Wärmeübertragerelement in rein schematischer Teildarstellung, Fig. 1 in a vertical sectional view of a heat transfer element in a purely schematic partial representation,
Fig. 2 in einer senkrechten Schnittdarstellung ein Wärmeträgerelement in gekrümmter Ausführungs form in rein schematischer Teildarstellung, Fig. 2 shows a heat transfer element form schematically in a vertical sectional view in a curved execution in purely partial representation,
Fig. 3 in einer senkrechten Schnittdarstellung das Wärmeträgerelement gemäß Fig. 1 in Verbindung mit einer Metalldecke, Fig. 3 in a vertical sectional view of the heat transfer element according to FIG. 1 in combination with a metal cover,
Fig. 4 in einer Teilansicht ein erfindungsgemäßes Wärmeübertragerelement, und Fig. 4 is a partial view of a heat transfer element according to the invention, and
Fig. 5 in einer schaubildlichen Teilansicht ein erfindungsgemäßes Wärmeübertragerelement. Fig. 5 shows a diagrammatic partial view of an inventive heat transfer element.
In Fig. 1 ist rein schematisch das Wärmeübertragerelement 10 in einer senkrechten Schnittdarstellung (in einem Ausschnitt) dargestellt, um den erfindungsgemäßen Aufbau zu zeigen. Das Wärmeübertragerelement 10 besteht aus dem Wärmeleitblech 11, das eine mäanderförmige Grundform aufweist, die durch parallele Abkantungen des Wärmeleitbleches erstellt wird, so daß in dem Wärmeleitblech 11 Gräben 12 mit einem im wesentlichen rechteckigen Querschnitt entstehen, die die das Wärmeträgermedium führenden Rohrleitungen 13 aufnehmen. Jede Rohrleitung 13 wird dabei von den Seitenflächen 14, 15 und der Bodenfläche 16 so umfaßt, daß mindestens an drei Kontaktstellen K1, K2, K3 ein intensiver Kontakt zwischen der Außenoberfläche der Rohrleitung 13 und dem Wärmeleitblech 11 über die Seitenflächen 14, 15 und die Bodenfläche 16 entsteht.In Fig. 1, the heat exchanger element 10 is shown purely schematically in a vertical sectional view (in a section) to show the structure according to the invention. The heat transfer element 10 consists of the heat-conducting plate 11 , which has a meandering basic shape, which is created by parallel bends of the heat-conducting plate, so that in the heat-conducting plate 11 trenches 12 are formed with a substantially rectangular cross-section, which accommodate the pipes 13 carrying the heat transfer medium. Each pipe 13 is covered by the side surfaces 14 , 15 and the bottom surface 16 so that at least three contact points K1, K2, K3 intensive contact between the outer surface of the pipe 13 and the heat conducting plate 11 via the side surfaces 14 , 15 and the bottom surface 16 arises.
Da die Rohrleitung 13 aus einem elastisch oder plastisch verformbaren Material besteht, ist es möglich, durch Einpressen der Rohrleitung 13 in den jeweiligen Graben 12 oder durch Einklemmen der Rohrleitung 13 durch Verformung des Wärmeleitbleches 11 jeweils in einen Graben 12 einen noch innigeren Kontakt zwischen jeder Rohrleitung 13 und den sie umschließenden Graben 12 des Wärmeleitbleches 11 zu erzielen, so daß beispielsweise ein Großteil der Außenoberfläche 13a der Rohrleitung 13 mit dem Wärmeleitblech 11 in Kontakt ist.Since the pipeline 13 consists of an elastically or plastically deformable material, it is possible, by pressing the pipeline 13 into the respective trench 12 or by clamping the pipeline 13 by deforming the heat-conducting plate 11 in each case in a trench 12, for an even closer contact between each pipeline 13 and the trench enclosing them 12 of the heat-conducting plate 11 so that, for example, a large part of the outer surface 13 a of the pipeline 13 is in contact with the heat-conducting plate 11 .
Die Rohrleitungen 13 sind mit in Fig. 1 bis 3 nicht dargestellten Zu- und Ableitungen verbunden, wobei es sich bevorzugterweise um Kapillarrohre aus Kunststoff handelt. The pipes 13 are connected to supply and discharge lines, not shown in FIGS. 1 to 3, which are preferably plastic capillary tubes.
Oberhalb des Wärmeleitbleches 11 ist ein wärmedämmendes Material 17 angeordnet, das beispielsweise aus einer auf das Wärmeleitblech 11 aufgelegten Matte 18 aus üblichen Wärmedämmaterialien besteht.Arranged above the heat-conducting plate 11 is a heat-insulating material 17 which, for example, consists of a mat 18 made of conventional heat-insulating materials placed on the heat-conducting plate 11 .
Wie in Fig. 2 dargestellt ist, ist durch die spezielle mäanderförmige Formgebung des Wärmeleitbleches 11 in Verbindung mit der an sich elastisch-flexiblen Wärmedämmatte 18 die Möglichkeit gegeben, das Wärmeträgerelement in eine an die gewünschte Deckenform angepaßte Krümmung zubringen, ohne daß es spezieller Werkzeuge o. dgl. bedarf.As shown in Fig. 2, the special meandering shape of the heat conducting plate 11 in connection with the elastic / flexible thermal insulation mat 18 gives the possibility of bringing the heat transfer element into a curve adapted to the desired shape of the ceiling, without special tools o the like.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Weiterbildung wird das Wärmedämmaterial in eine vorhandene Materialdecke 19 eingelegt, die glatt oder mit entsprechenden Durch brechungen perforiert ausgebildet sein kann.In the development shown in Fig. 3, the thermal insulation material is inserted into an existing material ceiling 19 , which can be smooth or perforated with appropriate openings.
Auch das Wärmeleitblech 11 jedes Wärmeübertragerelementes 10 kann glatt oder mit entsprechenden regelmäßig angeordneten Durchbrechungen 20 versehen ausgebildet sein.The heat conducting plate 11 of each heat exchanger element 10 can also be smooth or provided with corresponding regularly arranged openings 20 .
Insgesamt ist die Gestaltung jedes Wärmeträgerelementes 10 so, daß durch die Abkantungen 22 des Wärmeleitbleches 11 um jeweils ca. 90° eine mäanderförmige bzw. hieran angelehnte Form entsteht, bei der sich auf jeder Seite S1, S2 des Wärmeleitbleches entsprechende Gräben 12 bestehend aus Seitenflächen 14, 15 einer Bodenfläche 16 und einer offenen Deckenfläche 16a bestehen. Auf der einen Seite S1 des Wärmeleitbleches sind dann in die Gräben 12 die Kapillarrohre eingelegt, während sich auf der anderen Seite S2 des Wärmeleitbleches die Strahlungs- und Konvektionsfläche 21 ergibt.Overall, the design of each heat transfer element 10 is such that the bevels 22 of the heat-conducting plate 11 each create a meandering or similar shape by approximately 90 °, with corresponding trenches 12 consisting of side surfaces 14 on each side S1, S2 of the heat-conducting plate , 15 a floor surface 16 and an open ceiling surface 16 a exist. The capillary tubes are then inserted into the trenches 12 on one side S1 of the heat-conducting sheet, while the radiation and convection surface 21 results on the other side S2 of the heat-conducting sheet.
Aus den in Fig. 4 und 5 dargestellten Ansichten des Wärmeübertragerelementes 10 wird deutlich, daß zur Ausbildung des das Wärmeträgermedium führenden Rohrleitungssystems schlaufenartig geführte Rohrleitungen 13a, 13b Verwendung finden, die an eine entsprechende Zuführungsleitung 23 und eine Abführungsleitung 24 angeschlossen sind. Die Rohrschlaufen sind in die Gräben 12 des Wärmeleitbleches 11 eingelegt, daß durch seine durch die Abkantungen 22 geschaffenen großen Flächen und die Durchbrechungen 20 einen optimalen Wärmetausch durch Strahlung und Konvektion sowohl bei Heizung als auch bei Kühlung ermöglicht. It is clear from the views of the heat exchanger element 10 shown in FIGS. 4 and 5 that for the formation of the piping system guiding the heat transfer medium, pipelines 13 a, 13 b which are connected in a loop and which are connected to a corresponding supply line 23 and a discharge line 24 are used. The pipe loops are inserted into the trenches 12 of the heat-conducting plate 11 , so that the large surfaces created by the bevels 22 and the openings 20 enable optimal heat exchange by radiation and convection, both for heating and for cooling.
10 Wärmeübertragerelement
11 Wärmeleitblech
12 Graben
13, 13a, 13b Rohrleitung
14, 15 Seitenfläche
16 Bodenfläche
16a Deckenfläche
17 Material
18 Matte
19 Metalldecke
20 Löcher
21 Fläche
22 Abkantungen
23 Zuführungsleitung
24 Abführungsleitung
S1, S2 Seite
K1, K2, K3 Kontaktstellen 10 heat exchanger element
11 heat conducting plate
12 trenches
13 , 13 a, 13 b pipeline
14 , 15 side surface
16 floor area
16 a ceiling area
17 material
18 mat
19 metal ceiling
20 holes
21 area
22 bevels
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S1, S2 side
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Also Published As
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: RUD. OTTO MEYER GMBH & CO. KG, 22047 HAMBURG, DE |
|
| 8120 | Willingness to grant licences paragraph 23 | ||
| 8131 | Rejection |