[0001] Die Erfindung betrifft ein Deckenkühlmodul mit einem Deckensegel und einem oberhalb
des Deckensegels angeordneten, an eine Kältemittelversorgung angeschlossenen Konvektorkühler,
wobei das Deckensegel einen optischen und akustischen Raumabschluß bildet.
[0002] Der Einsatz von abgehängten Deckenkonstruktionen bzw. vorgesetzten Wandschalen für
die Änderung der Temperatur des mit diesen abgeschlossenen Raumes ist bekannt; beispielsweise
werden Decken aus Elementen zusammengesetzt, die zu Heizungszwecken von einem aufgeheizten
Wärmeträger durchflossen werden; werden diese mit einem kalten Warmeträger betrieben,
bewirken sie als Kühldecken eine Kühlwirkung und können überschüssige Wärmeenergie
aus einem Raum abführen; sie bilden dabei eine "flächige Wärmesenke", die vom Raum
herrührende Warme aufnimmt und über den kalten Wärmeträger abführen kann. Neben den
an einen Kältemittelkreislauf mit flüssigem Kältemittel mit Vorlauf und Rücklauf angeschlossenen
Deckenelementen sind aus DE-OS 41 11 896 oder DE-OS 41 34 712 Konvektorkühler bekannt,
die an den Kältemittelkreislauf mit flüssigem Kältemittel mit Vorlauf und Rücklauf
angeschlossen sind und die Luft im Deckenhohlraum kühlen, die ihrerseits die Elemente
der abgehängten Decken kühlen und so Wärme aus dem Raum darunter abzuführen in der
Lage sind. Nachteilig dabei ist, daß die Lüftung des Raumes gesondert zu führen ist,
und daß die für eine Wärmeabfuhr geeigneten Deckenelemente, im allgemeinen aus Metall
ausgeführt, das Herstellen besonders optischer und akustischer Raumabschlüsse zulassen,
da durch das "Überfließen" der Kaltluft eine unbedingte Notwendigkeit für eine metallische
Wärmeleitfähigkeit der Deckensegel entfallen ist.
[0003] Daraus stellt sich die die Erfindung zugrundeliegende Aufgabe, die bekannten Deckenkühlmodule
so weiterzubilden, daß sie eine Integration der Lüftung erlauben und darüber hinaus
auch der Beleuchtung, und daß sie als optische und akustische Raumelemente einsetzbar
sind.
[0004] Die Lösung dieser Aufgabenstellung wird durch die Merkmale des Hauptanspruchs wiedergegeben;
vorteilhafte Weiterbildungen und bevorzugte Ausführungsformen beschreiben die Unteransprüche.
[0005] Da kalte Luft in einer warmen Umgebung immer fällt, muß die Kaltluft der oberhalb
der Deckensegel angeordneten Konvektorkühler auf diese auftreffen und sich ausbreiten;
die Deckensegel werden gekühlt, so daß dem Deckensegel Wärme entzogen wird, die von
seiner Raumseite her nachfließt und sich ein Wärmefluß vom Raum hin zu dem Deckensegel
ausbildet. Zur intensiveren Kühlung des Deckensegels begrenzen umlaufende Winkelprofile
auf der Oberseite der Deckensegel einen sich bildenden "Kaltluftsee", der jedoch überläuft.
Die überlaufende Kaltluft strömt zwischen den Deckensegeln hindurch in der Raum. Die
Rückstromung von im Raum aufgewärmter Luft erfolgt um die Deckensegel herum an der
überlaufenden Kaltluft vorbei, wobei sich hier ein Gleichgewicht zwischen Abströmen
und Rückströmen einstellt, und sich eine in sich geschlossene Konvektionsströmung
ausbildet. Es versteht sich dabei von selbst, daß ungeachtet dieser Konvektiomsströmung
eine Lüftung des Raumes mittels einer Lüftungs- oder Klimaanlage vorgesehen sein kann,
um einen notwendigen Luftaustausch aufrechtzuerhalten.
[0006] Zur symmetrischen Abströmung überlaufender Kaltluft sind die Konvektionskühler vorteilhaft
beidseits der Längs-Mittelachse symmetrisch zu dieser angeordnet; damit befindet sich
der Konvektorkühler in Längsrichtung über dem Deckensegel und zwar symmetrisch zur
LängsMittelachse.
[0007] Zur Bildung des Konvektorkühlers werden vorteilhaft Kühlgeräte eingesetzt, die vorteilhaft
paarweise angeordnet sind, so daß die Symmetrie zur Längs-Mittelachse einfach erreichbar
ist. Vorteilhaft werden dabei die einzelnen Kühlgeräte bei einer Ausbildung zu einer
flachen Kühleinheit bei einer anderen zu einer dachförmigen zusammengesetzt, wobei
sich über der Längs-Mittelachse des Deckensegels ein First ergibt.
[0008] Zur Integration der Lüftung sind im Bereich der Konvektorkühler Luftdurchlässe vorgesehen,
über die die Zuluft einer Lüftungs- oder Klimaanlage in den Raum als Lüftungs-Luft
eingeführt wird. Bei einer Ausführungsform wird dazu vorteilhaft im First dieses Daches
ein Luftdurchlaß vorgesehen. Dieser Luftdurchlaß ist bei einer Ausbildungsform ein
Drallauslaß mit rechtwinklig zur Achse des Luftdurchlasses gerichteter Abströmung.
Damit strömt die Lüftungs-Luft etwa parallel zur Oberfläche des Deckensegels ab und
nimmt dabei zumindest einen Teil der Konvektions-Luft mit.
[0009] Alternativ ist als Luftdurchlaß ein im Konvektorkühler, vorzugsweise im First eines
dachförmig ausgebildeten Konvektorkühlers angeordneter Rohrauslaß mit linearem Schlitz
oder ein Schlitzauslaß mit einstellbarer Strahlrichtung vorgesehen. Die hier ausgeblasene
Luft wird nach beiden Seiten so abgelenkt, daß auch hier aus den Kühlgeräten des Konvektorkühlers
austretende Kaltluft mitgenommen und zur Seite transportiert wird, ohne daß ein Auftreffen
von Kaltluft auf die Oberfläche der Deckensegel voll unterbunden ist. Die Deckensegel
werden daher auch gekühlt, so daß ihre Wirkung als Kühldecke erhalten bleibt.
[0010] Zur Integration von Beleuchtungsmitteln ist das Deckensegel in seiner Fläche großer
als die auf das Deckensegel projizierte Fläche des Konvektionskühlers. Dabei ist bei
einer bevorzugten Ausführungsform der Konvektorkühler vorteilhaft in Richtung der
Längs-Mittelachse gegenüber der Quer-Mitte so versetzt angeordnet, daß einseitig oder
beideitig eine "ungekühlte" Teilfläche des Deckensegels gebildet ist. Dieser (ungekühlte)
Flächen-Überstand ist vorteilhaft zur Aufnahme von Beleuchtungskörpern vorgesehen.
So kann die Beleuchtung in die Deckensegel integriert werden, ohne daß die Abwärme
der Beleuchtungskörper die Kühlung beeinflussen kann.
[0011] Die Beeinflussung der Kühlung durch die Beleuchtung wird weiter dadurch verringert,
daß die in das Deckensegel eingebauten Beleuchtungskörper zur Abfuhr ihrer Verlustwärme
von zu den Kühlelementen des Konvektorkühlers zurückströmender Luft umflutet werden.
Diese von aufsteigender Warmluft gebildete Umflutung übernimmt die Abwärme der Beleuchtungskörper
zumindest teilweise und führt sie auf kurzem Weg dem Konvektorkühler zu, der diese
Abwärme der Konvektionsluft entzieht.
[0012] Das Wesen der Erfindung wird an Hand der in den Figuren 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiele
näher erläutert; dabei zeigen:
- Fig. 01:
- Einen Deckenausschnitt eines saalartigen Raumes mit abgehängten Deckensegeln (unter
abgehängter Decke); Ansicht von unten (Ausschnitt);
- Fig. 02:
- Einen Schnitt durch den saalartigen Raum nach Fig. 1, gemäß Schnittlinie B-B (Ausschnitt)
mit (schematischer) Darstellung der Strömung;
- Fig. 03:
- Einzelheit Deckensegel mit Konvektorkühler;
- Fig. 04:
- Einzelheit Deckensegel mit Konvektorkühler mit flach angeordneten Kühlgeräten und
Drall-Luftdurchlaß;
- Fig. 05:
- Einzelheit Deckensegel mit Konvektorkühler mit dachförmigen Kühlgeräten und linearem
Luftdurchlaß.
[0013] Die Figuren 1 und 2 zeigen einen Ausschnitt eines saalartigen Raumes mit Fußboden
1 und Rohdecke 2, von der zum einen eine abgehängte Decke 3 und - in einer der (nicht
näher dargestellten) Krümmung des Raumes folgend, Deckensegel 4 abgehängt sind. Diese
Deckensegel 4 bestehen aus einer Platte 5, die mit Aufhängungen, zum Beispiel Hängeeisen
9, (ggf. durch die abgehängte Decke 3 hindurch) an der Rohdecke 2 befestigt sind.
Diese Deckensegel 4 weisen integrierte Beleuchtungskörper 6 auf, die einseitig verschoben
im Deckensegel 4 vorgesehen sind (wobei es sich von selbst versteht, daß die Beleuchtungskörper
6 auch beidseits angeordnet sein können. Oberhalb der von Beleuchtungskörpern 6 freien
Fläche des Deckensegels 4 ist ein Konvektorkühler 10 vorgesehen, der von mehreren
Kühlgeräten 13 gebildet ist. Dieser Konvektorkühler 10 wird entweder mittels Hängeeisen
12, die an einem abstehenden Winkel 11 des Konvektorkühlers 10 festgelegt sind, an
der Rohdecke 2 befestigt (Fig. 4) oder auf das Deckensegel 4 (Fig. 5) aufgestellt,
wobei sich bei letzterem von selbst versteht, daß dieses Aufstellen so erfolgt, daß
die Kaltluft zu den Seiten hin austreten kann. Die Fläche des Deckensegels 4 unterhalb
des Konvektorkühlers 10 wird von einem umlaufenden Winkelprofil 8 umrahmt, wobei die
von dem Winkelprofil 8 umfaßte Fläche 7 zumindest gleich der auf das Deckensegel 4
projizierten Fläche des Konvektorkühlers ist. Der Konvektorkühler 10 ist derart ausgebildet,
daß die einzelnen Kühlgeräte 13 in einer ebenen Fläche (Fig. 4) oder einer dachförmigen
Fläche (Fig. 5) angeordnet sind. Die zu dem Deckensegel 4 hin gerichtete Kaltluft-Austrittsseite
des Konvektorkühlers 10 wird von einer umlaufenden Schürze 15 eingefaßt, die etwa
bis zur Oberkante des hochstehenden Schenkels 8.1 des Winkelprofils 8 herabgezogen
ist. In die Figur 2 ist der Strömungsverlauf (schematisiert) eingezeichnet: Die aus
dem Konvektorkühler 10 austretende Kaltluft trifft auf das Deckensegel 4, fließt seitlich
ab und staut sich am umlaufenden Winkelprofil 8, so daß sich ein "Kaltluftsee" ausbildet,
der wegen des Nachschubs an gekühlter Luft überläuft. Der Überlauf strömt schließlich
über den Rand des Deckensegels 4 ab und "fällt" in den zu kühlenden Raum, in dem diese
Luft wieder Wärme aufnimmt und erwärmt bis über Deckensegel-Höhe aufsteigt. Die erwärmte
Luft wird vom Sog der Konvektorkühler 10 erfaßt, strömt zu diesen zurück und verliert
in den Kühlgeräten 13 dieses Konvektorkühlers 10 wiederum Wärme, so daß sie abgekühlt
auf das Deckensegel 4 herabfällt und den Kreislauf erneut beginnt.
[0014] Die Figur 3 zeigt eine Einzelheit des von der Rohdecke 2 abgehängten Deckensegels
mit ebenfalls abgehängtem Konvektorkühler. Die - hier dachförmig angeordneten - Kühlgeräte
13 sind an eine - nicht näher dargestellte - Kältemittelversorgung angeschlossen und
werden von dem darin gekühlten Kältemittel durchströmt, mit dem der Luft Wärme entzogen
wird. Diese abgekühlte Luft "fällt" aus den Kühlgeräten 13, wobei eine umlaufende
Schürze 15, deren Unterkante sich im Bereich der Oberkante des hochstehenden Schenkels
8.1 des umlaufenden Winkelprofils 8 (hier geringfügig oberhalb) befindet, dafür sorgt,
daß die fallende Kaltluft ungestört auf das Deckensegel 4 auftrifft.
[0015] Die Figuren 4 und 5 zeigen zwei verschiedene Anordnungen der Kühlgeräte 13, die beidseits
der Mitte als Kühlgeräte 13.1 und 13.2 bezeichnet, im Konvektorkühler 10; im einen
Fall sind die Kühlgeräte 13.1 und 13.2 als flache Kühleinheit angeordnet (Fig. 4),
im zweiten Fall bilden sie eine dachförmige Anordnung (Fig. 5). Beide Anordnungen
der Kühlgeräte 13.1 und 13.2 sind mittig geteilt und mit einem Luftdurchlaß versehen,
der an eine (nicht näher dargestellte) Belüftungs- oder Klimaanlage angeschlossen
ist. Als Luftdurchlaß dient im ersten Fall mindestens ein Drallauslaß, wobei vorteilhaft
mehrere Drallauslässe 17 längs der Mittellinie der flachen Anordnung der Kühlgeräte
13.1 und 13.2 vorgesehen sind, wobei deren Luftkästen 17.1 über Rohrleitungen und
Rohrverbinder mit der Belüftungs- oder Klimaanlage verbunden sind. Hier ist der Konvektorkühler
10 an den als Aufhängung dienenden, am abstehenden Winkel 11 festgelegten Hängeeisen
12 an der Rohdecke 2 befestigt, wobei es sich von selbst versteht, daß die auch an
oder durch eine abgehängte Deckenkonstruktion möglich ist. Der Konvektionskühler ist
von einer herabgezogenen Schürze 15 umgeben, deren Unterkante im Berich der Oberkante
des hochstehenden Schenkels 8.1 des umlaufenden Profils 8 (hier geringfügig unterhalb)
liegt.
[0016] Bei einer in Figur 5 dargestellten Alternative ist zwischen den hier dachförmig angeordneten
Kühlgeräten 13.1 und 13.2 ein Linearauslaß 18 mit in der Richtung einstellbarem Austrittsschlitz
19 angeordnet, der sich im wesentlich über die gesamte Länge des Konvektorkühlers
10 erstreckt. Die sich an die Kühlgeräte 13.1 und 13.2 anschließende Schürze 15 ist
als auf dem Deckensegel 4 aufstehender Ständer ausgebildet, wobei die Schürzenseiten
Ausnehmungen 15.1 aufweisen und den Übertritt gekühler Luft erlauben. Durch die Oberkanten
dieser Ausnehmungen 15.1 wird die für das Überströmen gekühlter Luft wirksame Unterkante
der Schürze 15 gebildet, die im Bereich der Oberkante des hochstehenden Schenkels
8.1 des umlaufenden Winkelprofils 8 liegt. Es versteht sich dabei von selbst, daß
auch die Flach-Anordnung (Fig. 4) mit einer solchen Schürzen-Ausbildung auf das Deckensegel
4 aufgestellt werden kann, wie auch die dachförmige Anordnung (Fig. 5) mit Hängeeisen
abgehängt werden kann. Ebenso können die Flach-Anordnung (Fig. 4) mit einem Linearauslaß
18 und die Dach-Anordnung (Fig. 5) mit einem oder mehreren Drall-Auslaß/-lässen 17
versehen sein. Bei diesen Ausbildungen kann das Deckensegel 4 den Erfordernissen der
Innenarchitektur sowohl von der Struktur seiner Sichtseite als auch von seinem Umriß
leicht angepaßt werden. So lassen sich neben von geraden Wänden begrenzten Räumen
auch Räume mit Deckenkühlung versehen, die gekrümmte Wände aufweisen, wobei die Deckensegel
so ausgebildet werden, daß den Erfordernissen beispielsweise für eine Decke mit akustischen
Dämpfungslementen oder für eine Decke mit gewünschten optischen Deckenelementen nachgekommen
werden kann.
1. Deckenkühlmodul mit einem Deckensegel und einem oberhalb des Deckensegels angeordneten,
an eine Kältemittelversorgung angeschlossenen Konvektorkühler, wobei das Deckensegel
einen optischen und akustischen Raumabschluß bildet, dadurch gekennzeichnet, daß ein von mindestens einem Kühlgerät (13; 13.1, 13.2) gebildeter Konvektorkühler
(10) oberhalb des diesem zugeordneten Deckensegels (4) vorgesehen ist, dessen dem
Konvektorkühler (10) zugewandte Seite unterhalb dieses Konvektorkühlers (10) eine
von einem umlaufenden Profil (8) mit hochstehendem Schenkel (8.1) begrenzte, Fläche
aufweist, die mindestens der Projektionsfläche des Konvektorkühlers (10) auf das Deckensegel
(4) entspricht.
2. Deckenkühlmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der oberhalb des Deckensegels (4) angeordnete Konvektorkühler (10) symmetrisch
zu der Längs-Mittelachse des Deckensegels (4) angeordnet ist.
3. Deckenkühlmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Konvektorkühler (10) eine umlaufende Schürze (15) aufweist.
4. Deckenkühlmodul nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die umlaufenden Schürze (15) eine von ihrer Unterkante oder der Oberkante von
in ihr vorgesehenen Ausnehmungen (15.1) gebildete Überströmkante aufweist, die etwa
in Höhe der Oberkante des hochstehenden Schenkels (8.1) des umlaufenden Winkelprofils
(8) liegt.
5. Deckenkühlmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Konvektorkühler (10) in Richtung der Längs-Mittelachse gegenüber der Quer-Mitte
des Deckensegels (4) so angeordnet ist, daß einseitig oder beidseitig der Quer-Mitte
des Deckensegels (4) eine "ungekühlte" Teilfläche (4.1) gebildet ist.
6. Deckenkühlmodul nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der/den ungekühlten Teilflächen (4.1) des Deckensegels (4) Beleuchtungskörper
(6) angeordnet sind.
7. Deckenkühlmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Konvektorkühler (10) von mindestens einem Paar von Kühlgeräten (13; 13.1,
13.2) gebildet ist.
8. Deckenkühlmodul nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlgeräte (13.1, 13.2) eben angeordnet sind.
9. Deckenkühlmodul nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlgeräte (13.1, 13.2) dachförmig angeordnet sind.
10. Deckenkühlmodul nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Luftdurchlaß (17; 18) vorzugsweise mittig zwischen Kühlgeräten
(13; 13.1, 13.2) vorgesehen ist.
11. Deckenkühlmodul nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Luftdurchlaß (17; 18) im First (16) des Daches der Anordnung der
Kühlgeräte (13.1, 13.2) vorgesehen ist.
12. Deckenkühlmodul nach Anspruch 9 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Luftdurchlaß mindestens ein, vorzugsweise mehrere über die Gesamtlänge des
Konvektorkühlers (10) verteilt angeordnete Drallauslaß/-lässe (17) mit rechtwinklig
zur Achse des Luftdurchlasses gerichteter Abströmung vorgesehen ist/sind.
13. Deckenkühlmodul nach Anspruch 9 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Luftdurchlaß ein in Längsrichtung des Kühlgerätes (13.1, 13.2) ausgerichteter,
vorzugsweise über dessen gesamte Länge reichender Rohrauslaß (18) mit linearem Schlitz
(19) vorgesehen ist.
14. Deckenkühlmodul nach Anspruch 9 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Luftdurchlaß ein in Längsrichtung des Kühlgerätes (13.1, 13.2) ausgerichteter,
vorzugsweise über dessen gesamte Länge reichender Schlitzauslaß, vorzugsweise mit
einstellbarer Strahlrichtung vorgesehen ist.
15. Deckenkühlmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche des Deckensegels (4) vorzugsweise in einer Längsrichtung größer ist,
als die korrespondierende Fläche der Kühlelemente (13, 13.1, 13.2) des Konvektorkühlers
(10) und eine überstehende Teilfläche (4.1) bildet, die zur Aufnahme von Beleuchtungskörpern
(6) vorgesehen ist.
16. Deckenkühlmodul nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungskörper (6) derart in das Deckensegel (4) eingebaut sind, daß
sie zur Abfuhr ihrer Verlustwärme von zum Kühlelement (13; 13.1, 13.2) zurückströmender
Luft umflutet werden.