CH707243A1 - Deckenelement für eine Heiz- oder Kühldecke sowie Heiz- oder Kühldecke. - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Deckenelement für eine Heiz- oder Kühldecke. Auf einer rechteckigen Grundplatte (2) des Deckenelements (1) ist ein Rohr (6) zum Durchleiten eines Heiz- oder Kühlmediums befestigt. Oberhalb der Grundplatte (2) ist eine Deckplatte (3) von gleicher Form und Ausdehnung in einer Längsrichtung und einer Querrichtung versetzt angeordnet. Die Grundplatte (2) und die Deckplatte (3) sind Lochplatten aus Metall. Der Zwischenraum zwischen beiden wird von einem Absorptionskörper (10), vorzugsweise aus Steinwolle, ausgefüllt, der mit ihnen verklebt ist. Er weist einen oberen Bereich (11) auf, der mit der Grundplatte (2) kongruent ist und einen unteren Bereich (12), der mit der Deckplatte (3) kongruent ist. Dadurch weist das Deckenelement (1) an einem Längsrand und einem Querrand einen Steg (13) und darunter eine Nut (14) auf, welche bei Bildung einer Heiz- und Kühldecke aus mehreren Deckenelementen (1) jeweils mit einer Nut (16) bzw. einem Steg (15) an komplementären Rändern eines benachbarten Elements eingreifen.

Description

Technisches Gebiet

[0001] Die Erfindung betrifft ein Deckenelement für eine zum Heizen oder Kühlen eines Raumes oder für beides geeignete Decke sowie eine aus solchen Deckenelementen zusammengesetzte Heiz- oder Kühldecke.

Stand der Technik

[0002] Aus EP 769 659 A1 ist ein gattungsgemässes Deckenelement bekannt, bei dem eine Lochplatte aus Metall mit derselben verbundene Führungen trägt, durch welche ein Rohr zum Durchleiten eines Heiz- oder Kühlmediums läuft. Auf den Führungen und dem Rohr liegt eine Isolationsmatte, welche zugleich der Schallabsorption dient. Diese an sich bewährte Lösung ist verhältnismässig aufwendig.

Darstellung der Erfindung

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gattungsgemässes Deckenelement anzugeben, das bei massigen Kosten sowohl eine hohe Kühlleistung als auch sehr gute Schallabsorptionseigenschaften bietet. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.

[0004] Das erfindungsgemässe Deckenelemente kann auch so ausgebildet sein, dass es ausser zur Raumkühlung auch zur Kühlung der Raumdecke eingesetzt werden kann. Dies gestattet es, der Raumdecke zu Zeiten geringer Wärmebelastung, meist in der Nacht, Wärme zu entziehen, sodass sie in Zeiten hoher Wärmebelastung, meist tagsüber, zur Unterstützung der Raumkühlung Wärme aufnehmen kann.

[0005] Aus erfindungsgemässen Deckenelementen kann eine erfindungsgemässe Heiz- oder Kühldecke, welche bei guter Heiz- oder Kühlleistung und hoher Schallabsorption einfach herstellbar und kostengünstig ist, aufgebaut werden. Dazu kann das erfindungsgemässe Deckenelement so ausgebildet sein, dass benachbarte Deckenelemente miteinander eingreifen und eine feste mechanische Verbindung eingehen, was die Anforderungen an die Verankerung an der Raumdecke verringert und damit weiter zur Reduktion der Kosten beiträgt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

[0006] Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren, welche lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellen, näher erläutert. Es zeigen <tb>Fig. 1<SEP>eine Draufsicht auf ein erfindungsgemässes Deckenelement gemäss einer ersten Ausführungsform, <tb>Fig. 2<SEP>einen Schnitt längs II–II in Fig. 1 , <tb>Fig. 3<SEP>einen Schnitt längs III–III in Fig. 1 , <tb>Fig. 4<SEP>einen Schnitt durch Randbereiche aneinandergrenzender Deckenelemente einer erfindungsgemässen Heiz- oder Kühldecke, <tb>Fig. 5<SEP>eine Unteransicht eines Deckenelements gemäss einer zweiten Ausführungsform, <tb>Fig. 6<SEP>einen Schnitt längs VI–VI in Fig. 5 und <tb>Fig. 7<SEP>einen Schnitt längs VII–VII in Fig. 5 .

Wege zur Ausführung der Erfindung

[0007] Das erfindungsgemässe Deckenelement 1 gemäss einer ersten, in Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsform weist eine ebene, steife Grundplatte 2 auf, welche sich über eine rechteckige Grundfläche erstreckt und als Lochplatte aus Metall, vorzugsweise Aluminium ausgebildet ist sowie eine sich ebenfalls über die Grundfläche erstreckende, also die gleiche Form und Ausdehnung wie die Grundplatte 2 aufweisende ebene, steife Deckplatte 3, welche ebenfalls als Lochplatte aus Metall, vorzugsweise Stahl ausgebildet ist. Die Lochung kann jeweils aus Löchern von 5mm Durchmesser bestehen, die einem quadratischen Raster folgend in Abständen von 50mm angeordnet sind. Die Grundplatte 2 kann ausserdem an ihrer dem Raum zugewandten Unterseite eine Schicht aus Akustikputz tragen.

[0008] Die Deckplatte 3 ist gegenüber der Grundplatte 2 waagrecht parallel versetzt, wobei Richtung und Ausmass der Versetzung durch einen Vektor v (Fig. 1 ) bestimmt ist, welcher sowohl mit Längsrändern der Grundplatte 2 und dazu parallelen Längsrändern der Deckplatte 3 als auch mit Querrändern der Grundplatte 2 und der Deckplatte 3 jeweils einen spitzen Winkel, vorzugsweise wie dargestellt jeweils einen Winkel von 45° einschliesst, sodass die Deckplatte 3 an einem Längsrand und einem Querrand jeweils einen über die Grundplatte 2 hinausragenden Randstreifen 4 aufweist, während die Grundplatte 2 am verbleibenden Längsrand und am verbleibenden Querrand ihrerseits einen über die Deckplatte 3 hinausragenden Randstreifen 5 aufweist.

[0009] Auf der Grundplatte 2 ist als unterer Hohlkörper zum Durchleiten eines fluiden Heiz- oder Kühlmediums ein Rohr 6 angeordnet, das einen mäanderförmigen Kanal bildet, welcher einen Zuleitungsanschluss 7 mit einem an einem gegenüberliegenden Ende angeordneten Ableitungsanschluss 8 verbindet. Die Verbindung zwischen dem Rohr 6 und der Grundplatte 2 besteht aus einer ausgehärteten Wärmeleitpaste, zu mindestens 85% (Vol.) ein Graphitklebstoff, der aus einem Kleber und mindestens 30% (Vol.) Graphitexpandat, einem leichten, flockigen Pulver mit hoher spezifischer Oberfläche, zusammengesetzt ist. Die Wärmeleitpaste bildet einen sich über die Länge des Rohres 6 erstreckenden Damm 9, in den dasselbe vor dem Aushärten der Wärmeleitpaste eingedrückt wurde. Sie bietet hervorragende Wärmeleitfähigkeit und hohe Festigkeit und koppelt das Rohr 6 thermisch und mechanisch eng an die Grundplatte 2, welche zugleich eine Deckschicht zur besseren Verteilung der Kühl- oder Heizwirkung darstellt und deren Unterseite eine untere Austauschfläche für den Wärmeaustausch mit dem darunterliegenden Raum über Strahlung und Konvektion bildet.

[0010] Der Abstand zwischen der Grundplatte 2 und der Deckplatte 3 beträgt vorzugsweise zwischen 20mm und 80mm. Der verbleibende Zwischenraum wird von einer durchgehenden Trägerplatte 10 ausgefüllt, die sehr gute Schallabsorptions- und Wärmeisolationseigenschaften aufweist und aus zwar nicht hartem, aber festem, ausreichend formstabilem Material besteht. Besonders geeignet ist verfestigtes Fasermaterial wie eine harzstabilisierte Steinwollplatte oder Glaswollplatte, doch ist auch z.B. eine Trägerplatte aus festem offenporigen Schaumstoff möglich. Vorzugsweise beträgt die Wärmeleitfähigkeit des Materials nicht mehr als 0,1 W/mK. Die Trägerplatte 10 besteht aus einem oberen Bereich 11 und einem unteren Bereich 12, welche vorzugsweise Schichten gleicher Dicke bilden. Der untere Bereich 12 ist gegenüber dem oberen Bereich 11 im gleichen Sinn versetzt wie die Deckplatte 3 gegenüber der Grundplatte 2. Vorzugsweise ist wie dargestellt der obere Bereich 11 mit der Grundplatte 2 kongruent und der untere Bereich 12 mit der Deckplatte 3. Die Trägerplatte 10 ist mit der Grundplatte 2 und der Deckplatte 3 fest verbunden, vorzugsweise verklebt. Sie ist vorzugsweise einstückig, doch können etwa auch der obere Bereich 11 und der untere Bereich 12 jeweils einstückig und an ihrer gemeinsamen Kontaktfläche verbunden, vorzugsweise verklebt sein.

[0011] Jedenfalls springt an einem Längsrand und einem Querrand der obere Bereich 11 vor und bildet einen Steg 13. Zwischen demselben und dem Randstreifen 5 der Grundplatte 2 liegt eine Nut 14. An den verbleibenden Rändern springt hingegen der untere Bereich 12 vor und bildet einen Steg 15. Zwischen demselben und dem Randstreifen 4 der Deckplatte 3 liegt eine Nut 16. Aneinandergrenzende Deckenelemente 1a, 1b (Fig. 4 ) können dann so zu einer Heiz- oder Kühldecke zusammengesteckt werden, dass an Längsrändern und Querrändern jeweils der Steg 13 des ersten Deckenelements la in die Nut 16 des zweiten Deckenelements 1b und der Steg 15 des zweiten Deckenelements 1b in die Nut 14 des ersten Deckenelements la eingreift und sie ausfüllt, sodass eine mechanisch feste, die gegenseitige Lage festlegende Steckverbindung zwischen den benachbarten Deckenelementen 1a, 1b hergestellt ist. Die Befestigung an einer Raumdecke, unter der die Heiz- oder Kühldecke mit einem Abstand von vorzugsweise zwischen 3mm und 300mm aufgehängt wird, kann dann verhältnismässig einfach gestaltet werden. Die Rohre 6 an den Längsrändern aneinander anschliessender Deckenelemente können verbunden werden, indem der Ableitungsanschluss 8 eines Deckenelements jeweils durch ein kurzes Schlauchstück mit dem Zuleitungsanschluss 7 des nächsten verbunden wird.

[0012] Alternativ zur Versetzung der Deckplatte und des unteren Bereichs der Trägerplatte gegenüber der Grundplatte und dem oberen Bereich der Trägerplatte könnten erstere auch um einen kleinen Winkel, z.B. 15°, verdreht sein.

[0013] Die Deckplatte ist nicht unbedingt erforderlich. Die Oberseite der Trägerplatte kann auch offenliegen und z.B. durch parallele Nuten oder anderweitig strukturiert sein.

[0014] Die in Fig. 5 bis 7 dargestellte zweite Ausführungsform entspricht in den Grundzügen der ersten. Sie weist ebenfalls eine durchgehende Trägerplatte 10 auf, welche wiederum aus einem gut wärmeisolierenden und schallabsorbierenden festen Material besteht, vorzugsweise aus verfestigtem Fasermaterial. Sie ist im Wesentlichen quaderförmig. Das Material und die Dicke der Trägerplatte 10 sind vorzugsweise so bemessen, dass sie den Wärmeübergang überall auf höchstens 1W/m<2>K beschränkt. In einer Ausnehmung an der Unterseite ist ein unterer Hohlkörper angeordnet, welcher als ein Sack 17 aus Kunststoff-Folie ausgebildet ist, was eine besonders kostengünstige Lösung darstellt. Er weist einen Zuleitungsanschluss 7 und einen Ableitungsanschluss 8 auf, die von kurzen Stutzen gebildet werden, welche jeweils von einem sich annähernd über die Breite des Deckenelements erstreckenden Verteilungsabschnitt 18; 19 zum Rand der Trägerplatte 10 führen. Die beiden Verteilungsabschnitte 18, 19 sind durch mehrere seitlich voneinander beabstandete schlauchartige Abschnitte 20 verbunden, sodass mehrere parallele Kanäle vom Zuleitungsanschluss 7 zum Ableitungsanschluss 8 führen. Der Sack 17 ist an der Unterseite von einer steifen unteren Deckfolie 21 begrenzt, sodass kein merklicher Durchhang eintritt. Sie kann an der Unterseite eine Schicht Akustikputz tragen, welche zugleich eine Versteifung bildet. Die untere Deckfolie 21 bildet dort, wo sie den Sack 17 begrenzt, eine untere Austauschfläche zum Austausch von Wärme mit dem darunterliegenden Raum. Im Beispiel erstreckt sie sich aber über den Sack 17 hinaus über die zwischen den schlauchartigen Abschnitten 20 liegenden Teile der Unterseite der Trägerplatte 10 und deckt auch die die Stutzen enthaltenden Ausnehmungen in der Trägerplatte 10.

[0015] Die untere Deckfolie 21 kann sich auch über weitere Teile der Unterseite oder auch über die ganze Unterseite erstrecken und dort, wo sie anliegt, mit der Trägerplatte verklebt sein. Zur Verbesserung der Schallabsorptionseigenschaften kann sie dort auch weich ausgebildet oder mit Löchern versehen sein. Wenn die Deckfolie mit Teilen der Unterseite der Trägerplatte verklebt ist, kann sie zugfest ausgebildet und gespannt sein, sodass sie auch durchgehend weich sein kann, ohne merklich durchzuhängen. Es kann eine die gesamte Unterseite des Deckenelements bedeckende weiche Folie aus Metall oder Graphit oder ein Gewebe oder Vlies aus Kohlefasern vorgesehen sein, welche eine gut wärmeleitende Deckschicht zur Ausdehnung der unteren Austauschfläche und besseren Verteilung der Kühl- oder Heizwirkung bildet.

[0016] An der Oberseite der Trägerplatte ist ein oberer Hohlkörper angeordnet, welcher im Beispiel gleich wie der untere Hohlkörper ausgebildet ist, d.h. als Sack 17 ́ mit einem Zuleitungsanschluss (nicht dargestellt) und einem Ableitungsanschluss 8 ́, welche an Verteilungsabschnitte 18 ́; 19 ́ anschliessen und durch parallele schlauchartige Abschnitte 20 ́ verbunden sind, wobei allerdings die den Sack 17 ́ an der Oberseite begrenzende Deckfolie 21 ́ in jedem Fall weich sein kann, weil sie nicht dem Gewicht des Wärmeträgermediums ausgesetzt ist. Sie bildet eine obere Austauschfläche, welche über Strahlung und Konvektion mit einer Raumdecke (nicht dargestellt), welche z.B. aus Beton besteht, Wärme austauscht, sodass eine ganz oder teilweise aus derartigen Deckenelementen zusammengesetzte Heiz- oder Kühldecke auch zur Kühlung der Raumdecke zu Zeiten geringer Wärmelast, gewöhnlich nachts, und Ausnutzung der vorgängigen Kühlung zu Zeiten hoher Wärmelast, gewöhnlich tagsüber, eingesetzt werden kann. Auch die gesamte Oberseite des Deckenelements kann von einer weichen Folie aus Metall oder Graphit oder einem Gewebe oder Vlies aus Kohlefasern bedeckt sein, welche als gut wärmeleitende Deckschicht die obere Austauschfläche zur besseren Verteilung der Kühlwirkung ausdehnt. Eine solche Folie oder ein solches Gewebe oder Vlies kann auch unter dem oberen Hohlkörper, im vorliegenden Fall also dem Sack 171, durchgezogen sein und nur dort an der Oberseite liegen, wo diese vom Sack 17 ́ frei ist.

[0017] Die Deckenelemente können wiederum unterhalb der Raumdecke aufgehängt sein, z.B. in einem Abstand von zwischen 3 mm und 300 mm, sie können aber auch mit der Raumdecke verklebt sein, zu welchem Zweck z.B. die weiter oben beschriebene Wärmeleitpaste eingesetzt werden kann.

[0018] Das erfindungsgemässe Deckenelement kann auf viele Weisen abgewandelt werden. So braucht die Grundfläche nicht rechteckig zu sein, sondern kann auch ein Parallelogramm, Dreieck oder Sechseck sein oder es können Deckenelemente mit verschiedenen Grundflächen eingesetzt werden, mit denen sich eine Fläche lückenlos bedecken lässt. Auch können die Verbindungen zwischen benachbarten Platten fehlen – wie bei der zweiten Ausführungsform – oder anders ausgebildet sein als bei der ersten Ausführungsform dargestellt, doch sind verhältnismässig breite Stege und Nuten, die einseitig von der harten Grundplatte oder Deckplatte begrenzt werden wie bei der beschriebenen Ausführung wegen ihrer mechanischen Stabilität besonders günstig.

[0019] Der obere Hohlkörper kann gegebenenfalls auch anders ausgebildet sein als der untere Hohlkörper. So kann etwa der letztere wie bei der ersten Ausführungsform und der erstere wie bei der zweiten Ausführungsform ausgebildet sein oder es können beide wie bei der ersten Ausführungsform ausgebildet sein. Auch sonst sind viele Kombinationen von Merkmalen der beiden gezeigten Ausführungsformen möglich.

Bezugszeichenliste

[0020] <tb>1, la, 1b<SEP>Deckenelement <tb>2<SEP>Grundplatte <tb>3<SEP>Deckplatte <tb>4<SEP>Randstreifen <tb>5<SEP>Randstreifen <tb>6<SEP>Rohr <tb>7<SEP>Zuleitungsanschluss <tb>8, 8 ́<SEP>Ableitungsanschluss <tb>9<SEP>Damm <tb>10<SEP>Trägerplatte <tb>11<SEP>oberer Bereich <tb>12<SEP>unterer Bereich <tb>13<SEP>Steg <tb>14<SEP>Nut <tb>15<SEP>Steg <tb>16<SEP>Nut <tb>17, 17 ́<SEP>Sack <tb>18, 18 ́<SEP>Verbindungsabschnitt <tb>19, 19 ́<SEP>Verbindungsabschnitt <tb>20, 20 ́<SEP>schlauchartige Abschnitte <tb>21<SEP>untere Deckfolie <tb>21 ́<SEP>obere Deckfolie

Claims (15)

1. Deckenelement (1) für eine Heiz- oder Kühldecke, mit einer ebenen nach unten weisenden unteren Austauschfläche sowie einem unteren Hohlkörper, der einen Zuleitungsanschluss (7) und einen Ableitungsanschluss (8) aufweist und mindestens einen dieselben verbindenden, im Übrigen geschlossenen, von einem fluiden Wärmeträgermedium durchströmbaren Kanal, der mit der unteren Austauschfläche in enger wärmeleitender Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass sie ausserdem eine durchgehende Trägerplatte (10) aus schallabsorbierendem Material umfasst mit einer Unterseite, an welcher der untere Hohlkörper angeordnet ist.

2. Deckenelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es ausserdem eine ebene, nach oben weisende obere Austauschfläche aufweist und einen an einer Oberseite der Trägerplatte (10) angeordneten oberen Hohlkörper umfasst, der einen Zuleitungsanschluss und einen Ableitungsanschluss (8 ́) aufweist und mindestens einen dieselben verbindenden, im Übrigen geschlossenen, von einem fluiden Wärmeträgermedium durchströmbaren Kanal, der mit der oberen Austauschfläche in enger wärmeleitender Verbindung steht.

3. Deckenelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (10) aus Fasermaterial besteht.

4. Deckenelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es an der Unterseite eine untere Deckschicht aufweist, welche eine Schicht von flächigem, gut wärmeleitendem Material umfasst, die mit dem Kanal des unteren Hohlkörpers in engem thermischen Kontakt steht.

5. Deckenelement nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es an der Oberseite eine obere Deckschicht aufweist, welche eine Schicht von flächigem, gut wärmeleitendem Material umfasst, die mit dem Kanal des oberen Hohlkörpers in engem thermischen Kontakt steht.

6. Deckenelement nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine als Lochplatte aus Metall ausgebildete steife Grundplatte (2) umfasst, welche die untere Deckschicht bildet und an deren Oberseite der untere Hohlkörper angeordnet ist.

7. Deckenelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie ausserdem eine mit Abstand oberhalb der Grundplatte (2) angeordnete steife Deckplatte (3) umfasst, welche ebenfalls als Lochplatte ausgebildet ist.

8. Deckenelement nach Anspruch einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (10) aus einem oberen Bereich (11) besteht und aus einem unteren Bereich (12), welcher dem oberen Bereich (11) gegenüber versetzt oder verdreht ist.

9. Deckenelement nach den Ansprüchen 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckplatte (3) der Grundplatte (2) gegenüber im gleichen Sinn versetzt oder verdreht ist wie der untere Bereich (12) der Trägerplatte (10) gegenüber dem oberen Bereich (11) derselben.

10. Deckenelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundfläche ein Polygon oder ein Rechteck ist.

11. Deckenelement nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Hohlkörper mindestens ein mit der Oberseite der Grundplatte (2) verbundenes Rohr (6) umfasst.

12. Deckenelement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen dem Rohr (6) und der Grundplatte (2) bzw. der Deckplatte (3) aus einer ausgehärteten Wärmeleitpaste mit einem Graphitklebstoff besteht, der aus einem Kleber und Graphitexpandat zusammengesetzt ist.

13. Deckenelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Hohlkörper und/oder der obere Hohlkörper als aus Kunststoff-Folie bestehender Sack (17, 17 ́) ausgebildet ist.

14. Deckenelement nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein den unteren Hohlkörper an einer Unterseite begrenzender Teil der Kunststoff-Folie steif ausgebildet ist.

15. Heiz- oder Kühldecke, welche aus mehreren Deckenelementen (1a, 1b) nach einem der Ansprüche 8 oder 9 lückenlos zusammengesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Deckenelemente (1a, 1b) an aneinanderstossenden Rändern jeweils miteinander eingreifen, indem mindestens der obere Bereich (11) eines der Deckenelemente (la) über einen Teil des benachbarten Deckenelements (1b) greift.