CH691621A5 - Mattenartiger Wärmetauscher für Kühl- und/oder Heizzwecke. - Google Patents

Description

  



  Die vorliegende Erfindung betrifft einen mattenartigen Wärmetauscher für Kühl- und/oder Heizzwecke, bestehend aus einer Mehrzahl von Wärmetausch-Leitungen, die von einem Kühl- oder Heizmedium durchströmbar sind, welche Wärmetausch-Leitungen jeweils mit einer Vor- bzw. Rücklaufverteilleitung verbunden sind. 



  Derartige Wärmetauscher werden insbesondere zur Kühlung von Räumen, anstelle von konventionellen Klimaanlagen, eingesetzt. Man spricht dabei von Kühldecken, indem an der Raumdecke eine sog. Matte von wasserführenden Kunststoffröhrchen angebracht wird. Durch die Vielzahl der Kunststoffröhrchen wird das Kühlwasser auf eine grosse Fläche verteilt. Diese Matte kann unsichtbar, beispielsweise unter Deckenelementen, angebracht werden. Im Gegensatz zur herkömmlichen Klimaanlage wird kein unangenehmer und gesundheitsschädlicher Luftzug erzeugt. Die reinen Antriebskosten sind zudem um ca 90% niedriger, da für das Pumpen des Wassers durch die feinen Röhrchen erheblich weniger Energie benötigt wird, als für eine die gleiche Kühlleistung erbringenden Luftumwälzung.

   Darüberhinaus entfällt der Raumbedarf für die Steigschächte und die sperrigen Luftverteilkanäle, wodurch sich bei Neubauten bis zu 30 cm Raumhöhe einsparen lassen. Schliess lich kann ein derartiges Wärmetauschsystem, insbesondere in modernen, gut isolierten Gebäuden, ohne weiteres auch als Heizung eingesetzt werden. 



  Die wenigen bisher bekannten Wärmetauscher-Matten weisen jeweils eine Vielzahl von annähernd parallel zueinander verlaufenden, flexiblen Kunststoff-Röhrchen mit ca 2-3 mm Innendurchmesser auf. Die Röhrchen sind an ihrem einen Ende mit einer Vorlauf-Verteilleitung und an ihrem anderen Ende mit einer Rücklauf-Verteilleitung verbunden. Durch diese Konstruktion ergibt sich der Nachteil, dass der Vorlaufanschluss räumlich oft weit vom Rücklaufanschluss liegt, sodass ein umständliches und unnötig Raum verschwendendes Verlegen von Vor- und Rücklaufrohren zu den Verteilleitungen hin erforderlich ist. Gelegentlich werden deshalb die Wärmetauscher-Matten derart umgebogen, dass Vor- und Rücklauf-Verteilleitung übereinander liegen.

   Neben der hierbei bestehenden Gefahr, dass bei diesem behelfsmässigen Umbiegen die dünnen Kunststoff-Röhrchen beschädigt werden, ergibt sich der entscheidende Nachteil, dass sich durch das Übereinanderlegen der Vor- und Rücklauf-Verteilleitung und der entsprechenden Anschluss-Stutzen ein erhöhter Raumbedarf in Bezug auf die Bauhöhe ergibt. Ein solcher Raum steht beispielsweise bei nachzurüstenden, bestehenden Gebäuden oft nicht zur Verfügung. Wird die eine Verteilleitung, um die Bauhöhe etwas zu verringern, nicht auf die andere Verteilleitung sondern direkt auf die Matte aus dünnen Kunststoff-Röhrchen gelegt, werden diese Röhrchen in schädlicher Weise zusammengedrückt, wobei sogar Undichtigkeiten auftreten können. 



  Die vorliegende Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, einen einfach herstellbaren, mattenartigen Wärmetauscher für Kühl- und/oder Heizzwecke zu schaffen, der eine geringe Einbauhöhe benötigt und darüber hinaus auf einfache Weise an die Vor- und Rücklaufrohre anschliessbar ist. 



  Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Weitere vorteilhafte Erfindungsmerkmale gehen aus den abhängigen Patentansprüchen hervor. 



  Nachfolgend wird anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes näher beschrieben. 
 
   Fig. 1 zeigt eine Ansicht des mattenartigen Wärmetauschers; 
   Fig. 2 zeigt eine Teilansicht der Verteilleitung des Wärmetauschers nach Fig. 1; 
   Fig. 3 zeigt einen Schnitt nach der Linie A-A in Fig. 2; 
   Fig. 4 zeigt einen Schnitt nach der Linie B-B in Fig. 2; 
   Fig. 5-6 zeigen verschiedene Varianten der Vor-/Rücklauf-Verteilleitungs-Einheit. 
 



  Der mattenartige Wärmetauscher 1 besteht aus einer Mehrzahl von U-förmig umgebogenen, als Wärmetausch-Leitungen 2 dienenden Röhrchen aus Kunststoff, die jeweils mit ihren beiden Enden zu einer Vor-/Rücklauf-Verteilleitungs-Einheit 3 geführt sind. Der Innendurchmesser der Wärmetausch-Leitungen 2, d.h. der Kunststoff-Röhrchen, beträgt beispielsweise 2 mm. Die Wärmetausch-Leitungen 2 werden durch Abstandshalter 4 in ihrer Lage und Ausrichtung gehalten. Die Abstandshalter 4 stehen dabei quer zur Richtung der Wärmetausch-Leitungen 2. Die Anzahl der erforderlichen Abstandshalter 4 hängt von der Länge der jeweiligen Wärmetausch-Leitungen 2 ab.

   In dem Bereich, wo die Wärmetausch-Leitungen 2 U-förmig umgebogen sind, d.h. an dem der Vor-/Rücklauf-Verteilleitungs-Einheit 3 entgegengesetzten Ende des Wärmetauschers 1, ist ein besonders ausgebildetes Abstandshalter-Element 4a angeordnet, durch das die Wärmetausch-Leitungen 2, bzw. die Röhrchen, nicht nur im gewünschten Abstand gehalten, sondern darüber hinaus auch U-förmig umgebogen gehalten werden. Es ist hier also auch ein Schutz gegen ein unerwünschtes, womöglich zu Beschädigungen und Undichtigkeiten führendes Abknicken der Wärmetausch-Leitungen 2, bzw. der Kunststoff-Röhrchen, gewährleistet. 



  Der wesentlichste Bereich des erfindungsgemässen mattenartigen Wärmetauschers 1 liegt in der Vor-/Rücklauf-Verteilleitungs-Einheit 3. Anders als dies bei bisherigen gattungsgemässen Wärmetauschern der Fall war, sind hier die Vor- und Rücklauf-Verteilleitung zu einer Einheit zusammengefasst. Hierdurch ist schon einmal der Vorteil gegeben, dass sowohl die Vorlauf-Verteil leitung als auch die Rücklauf-Verteilleitung auf derselben Seite des mattenartigen Wärmetauschers 1 liegt, was anschlusstechnisch günstig ist. Um darüber hinaus jedoch noch die angestrebte geringe Bauhöhe und die einfache Herstellbarkeit zu erreichen, sind noch zusätzliche technische Merkmale vorgesehen.

   Da ist einerseits die besondere Anordnung der Vor- und Rücklauf-Verteilleitung in einem die Einheit 3 bildenden Profilelement, vorzugsweise aus Kunststoff, und andererseits die Tatsache, dass beide Verteilleitungen von einer Seite der Einheit 3 her erreichbar sind. Die Wärmetausch-Leitungen 2 sind dadurch, wie aus Fig. 2 ersichtlich, entlang einer Schmalseite der hier mit rechteckigem Querschnitt ausgebildeten Vor-/Rücklauf-Verteilleitungs-Einheit 3 anbringbar. 



  Anhand der Fig. 3 und 4 soll nun die besondere Ausbildung der Vor-/Rücklauf-Verteilleitungs-Einheit 3 erläutert werden. Wie bereits erwähnt, besteht diese Einheit 3 aus einem vorzugsweise annähernd rechteckigen Kunststoff-Profilelement, mit einem sich über dessen Länge erstreckenden Hohlraum. Dieser Hohlraum ist im Querschnitt des Profilelementes durch eine Zwischenwand 5 zweigeteilt, sodass einerseits eine Vorlaufleitung 6 und andererseits eine Rücklaufleitung 7 gebildet wird.

   Diese beiden Leitungen 6 und 7 sind zwar im Wesentlichen, im Querschnitt betrachtet, nebeneinander angeordnet, doch ist die im vorliegenden Beispiel von der Anschluss-Seite 8 der Wärmetausch-Leitungen 2 her gesehen, hinter der Rücklaufleitung 7 angeordnete Vorlaufleitung 6 mit einer sich unter die Rücklaufleitung 7 erstreckenden, länglichen Ausweitung 9, in Richtung auf die Anschluss-Seite 8 gezogen. Hierdurch wird ein ganz entscheidender Vorteil erzielt, nämlich, dass beide Leitungen 6 und 7 mittels einer an der Anschluss-Seite 8 angesetzten Bohrung 10 bzw. 11 mit der jeweiligen Wärmetausch-Leitung 2 verbindbar sind. Dadurch, dass die Bohrung 10 bzw. 11 einmal waagerecht und einmal schräg nach oben angesetzt ist, wird entweder die Vorlaufleitung 6 oder die Rücklaufleitung 7 erreicht. 



  Es sei hier zur Klarstellung eingefügt, dass die Höhe an der Seite 8 an der die jeweilige Bohrung 10 bzw. 11 angesetzt wird, keine primäre Bedeutung hat. Daraus ergibt sich, dass der Ansatzwinkel der Bohrung 10 bzw. 11 durchaus vom vorliegenden Beispiel abweichen kann, sodass beispielsweise die Bohrung 10 schräg nach unten und die Bohrung 11 waagerecht führbar ist. An sich ist jede Ansatzwinkel-Kombination denkbar. Die dargestellte Ausbildung, bei der die Bohrungen 10 und 11 jeweils im unteren Bereich des Profils angesetzt sind, bringt insofern Vorteile mit sich, dass die daran angeschlossenen Wärmetausch-Leitungen 2 beispielsweise besser auf einer Decken-Verkleidungs-Platte aufliegen. Von Vorteil ist ferner, dass alle Bohrungen 10 und 11 auf gleicher Höhe in einer Linie ausgerichtet sind, sodass alle Wärmetausch-Leitungen 2 waagerecht liegen. 



  Damit die zur Rücklaufleitung 7 geführte, tief angesetzte Bohrung 11 nicht die Zwischenwand 5 zur Vorlaufleitung 6 verletzen kann, ist die längliche Ausweitung 9 der Vorlaufleitung 6 nicht ganz bis zur Aussenwand 12 der Anschluss-Seite 8 geführt. Vielmehr ist hier eine Aussenwand-Verdickung 13 ausgebildet, durch die die Bohrung 11 durchführbar ist, ohne dass diese allzu nah an der Ausweitung 9 der Vorlaufleitung 6 vorbeikommt. Es ist somit gewährleistet, dass zwischen der Bohrung 11 und dem Inneren der Vorlaufleitung 6 in jedem Fall eine genügende Wandstärke 14 erhalten bleibt. 



  Wichtig ist, dass es lediglich ein relativ problemlos vorzufertigendes, im Querschnitt zweigeteiltes Profilelement braucht, an dem keine weiteren konstruktive Ausbildungen notwendig sind, um die Wärmetausch-Leitungen 2 anschliessen zu können. Es muss nur die Aussenwand 12 der Anschluss-Seite 8 des Profilelementes durchbohrt werden, um die Wärmetausch-Leitungen 2, bzw. die Kunststoff-Röhrchen, beispielsweise durch Anschweissen, anschliessen zu können. Bei der Fertigung kann die Mehrzahl von Bohrungen 10 oder 11 gleichen Winkels jeweils in einen Arbeitsgang angebracht werden. Danach kann, ebenfalls in einem Arbeitsgang, eine Mehrzahl von Wärmetausch-Leitungen 2, an die Vor-/Rücklauf-Verteilleitungs-Einheit 3 angeschlossen werden. 



  Was die Lage und Ausrichtung der Anschluss-Stutzen 15 und 16 der Vor-/Rücklauf-Verteilleitungs-Einheit 3 betrifft, so können diese in Abhängigkeit der örtlichen Einbaugegebenheiten gewählt werden. Im vorliegenden Beispiel liegt der Vorlauf-Anschluss-Stutzen 15 oben und der Rücklauf-Anschluss-Stutzen 16 unten. Diese Ausbildung ist zumindest dort, wo mehrere mattenartige Wärmetauscher 1 in Reihe geschaltet werden sollen, von Vorteil. Es ist aber ohne weiteres möglich, beide Anschluss-Stutzen 15 und 16 im Bereich desselben Endes der Vor-/Rücklauf-Verteil leitungs-Einheit 3 vorzusehen. Die beiden Anschluss-Stutzen 15 und 16 sind in an sich bekannter Weise mittelbar oder unmittelbar mit den entsprechenden Steigleitungen der Kühl- und/oder Heizanlage zu verbinden.

Claims (11)

1. Mattenartiger Wärmetauscher für Kühl- und/oder Heizzwecke, bestehend aus einer Mehrzahl von Wärmetausch-Leitungen, die von einem Kühl- oder Heizmedium durchströmbar sind, welche Wärmetausch-Leitungen jeweils mit einer Vor- bzw. Rücklaufverteilleitung verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vor-/Rücklauf-Verteilleitungs-Einheit (3) vorgesehen ist, in welcher eine Vorlaufleitung (6) und eine Rücklaufleitung (7) zusammengefasst sind, wobei die Wärmetausch-Leitungen (2) jeweils mit ihren beiden Enden mit der Vor-/Rücklauf-Verteilleitungs-Einheit (3) verbunden sind, indem jeweils das eine Ende zur Vorlaufleitung (6) und das andere Ende zur Rücklaufleitung (7) der Vor-/Rücklauf-Verteilleitungs-Einheit (3) geführt ist.

2.

Mattenartiger Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vor-/Rücklauf-Verteilleitungs-Einheit (3) aus einem Profilelement, beispielsweise aus Kunststoff, besteht, welches Profilelement zwei sich über dessen Länge erstreckende Hohlräume aufweist, so dass einerseits eine genannte Vorlaufleitung (6) und andererseits eine genannte Rücklaufleitung (7) gebildet ist.

3. Mattenartiger Wärmetauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das die Vor-/Rücklauf-Verteilleitungs-Einheit (3) bildende Profilelement in seinem Inneren so ausgebildet ist, dass sowohl die Vorlaufleitung (6) als auch die Rücklaufleitung (7) von derselben Seite der Vor-/Rücklauf-Verteilleitungs-Einheit (3) derart zugänglich ist, dass an dieser, als Anschluss-Seite (8) bezeichneten Seite die Wärmetausch-Leitungen (2) jeweils mit ihren beiden Enden anschliessbar sind.

4.

Mattenartiger Wärmetauscher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vor-/Rücklauf-Verteilleitungs-Einheit (3) in ihrem Inneren so ausgebildet ist, dass die Vorlaufleitung (6) und die Rücklaufleitung (7) im Wesentlichen nebeneinander angeordnet sind, wobei jedoch die von der Anschluss-Seite (8) der Wärmetausch-Leitungen (2) her gesehen, hinter der einen Vor- oder Rücklauf-Leitung (7, 6) angeordnete zweite Vor- oder Rücklauf-Leitung (6, 7) eine sich über oder unter die erste Vor- oder Rücklauf-Leitung (7, 6) erstreckende Ausweitung (9), in Richtung auf die Anschluss-Seite (8), aufweist.

5.

Mattenartiger Wärmetauscher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vor-/Rücklauf-Verteilleitungs-Einheit (3) einen annähernd rechteckigen Querschnitt aufweist und dass die eine Vor- oder Rücklaufleitung (7) im Querschnitt annähernd rechteckig ist, während die andere Vor- oder Rücklaufleitung (6) im Querschnitt annähernd L-förmig ist, wobei die im Querschnitt L-förmige Vor- oder Rücklaufleitung (6) sich um zwei Seiten der annähernd rechteckigen Vor- oder Rücklaufleitung (7) erstreckt.

6. Mattenartiger Wärmetauscher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass beide Enden der Wärmetausch-Leitungen (2) über je eine durch die Aussenwand (12) der Anschluss-Seite (8) der Vor-/Rücklauf-Verteilleitungs-Einheit (3) angebrachte \ffnung, beispielsweise eine Bohrung (10, 11), jeweils entweder mit der Vor- oder mit der Rücklaufleitung (6, 7) verbunden sind.

7.

Mattenartiger Wärmetauscher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenwand (12) der Anschluss-Seite (8) mindestens teilweise verdickt oder mit einer Aussenwand-Verdickung (13) versehen ist, sodass die \ffnungen bzw. Bohrungen (10, 11) annähernd in einer Linie an der Anschluss-Seite (8) ansetzbar und in einem Winkel zur oben oder unten liegenden Vor- bzw. Rücklaufleitung (6, 7) führbar sind, ohne dass die Zwischenwand (5) zwischen der Vor- und der Rücklaufleitung (6, 7) verletzt wird, wobei eine genügende Wandstärke (14) zur von der \ffnung bzw. Bohrung (10, 11) nicht betroffenen Vor- bzw. Rücklaufleitung (6, 7) erhalten bleibt.

8.

Mattenartiger Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vor-/Rücklauf-Verteilleitungs-Einheit (3) langgestreckt ist und in Bereich eines ihrer beiden Enden einen Anschluss-Stutzen (15) zur Vorlaufleitung (6) und im Bereich ihres anderen Endes einen Anschluss-Stutzen (16) zur Rücklaufleitung (7) aufweist.

9. Mattenartiger Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vor-/Rücklauf-Verteilleitungs-Einheit (3) langgestreckt ist und im Bereich eines ihrer beiden Enden sowohl einen Anschluss-Stutzen (15) zur Vorlaufleitung (6) als auch einen Anschluss-Stutzen (16) zur Rücklaufleitung (7) aufweist.

10.

Mattenartiger Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von U-förmig umgebogenen genannten Wärmetausch-Leitungen (2) vorhanden ist, die jeweils mit ihren beiden Enden zur Vor-/Rücklauf-Verteilleitungs-Einheit (3) geführt sind, wobei die annähernd parallel zueinander verlaufenden Wärmetausch-Leitungen (2) in dem Bereich, wo sie U-förmig umgebogen sind, d.h. an dem der Vor-/Rücklauf-Verteilleitungs-Einheit (3) entgegengesetzten Ende des Wärmetauschers (1), von einem Abstandshalter-Element (4a) gehalten sind, durch welches die Wärmetausch-Leitungen (2) einerseits im gewünschten Abstand zueinander und andererseits U-förmig umgebogen gehalten werden.

11.

Mattenartiger Wärmetauscher nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetausch-Leitungen (2) im Bereich zwischen der Vor-/Rücklauf-Verteilleitungs-Einheit (3) und dem diese U-förmig umgebogen haltenden Abstandshalter-Element (4a) durch mindestens einen weiteren Abstandshalter (4) in ihrer Lage und Ausrichtung gehalten werden.