DE4308969C1 - Kühldecke - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühldecke nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine Kühldecke der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art ist bekannt aus DE 40 15 665 C2. Bei dieser Kühldecke sind längs laufende Zuluftkanäle vor­ gesehen, die mit darunter angeordneten Verteilerkammern in Verbindung stehen. Von den Verteilerkammern gelangt die kalte Luft in die Luftführungsräume der Kühldecke, die an den gegenüberliegenden Enden Quelluftauslässe aufweisen, durch die die Luft in den Raum eintritt. Von dem Zuluftkanal gelangt die kalte Luft durch Austritts­ öffnungen in die Verteilerkammern. Diese Austrittsöff­ nungen sind abwechselnd schräg in entgegengesetzte Richtungen gerichtet, so daß eine der Austrittsöffnun­ gen die Luft in den rechten angrenzenden Luftführungs­ raum lenkt, während die benachbarte Austrittsöffnung Luft in den benachbarten linken Luftführungsraum lenkt. Bei dieser Kühldecke sind die Austrittsöffnungen der Verteilerkammern schräg nach unten gerichtet, so daß die kalte Luft unmittelbar gegen Bereiche der Decken­ platten gerichtet wird. Bei feuchter Raumluft kann an diesen mit Kaltluft gekühlten Deckenplatten Kondens­ wasserbildung auftreten. Dagegen gibt es andere Berei­ che der Decke, die sich erwärmen und von denen die Wärme nur unzureichend abgeführt wird, weil nur wenig Kaltluft an diese Stellen gelangt. Dies gilt insbeson­ dere, wenn an der Decke zwei Zuluftkanäle verlaufen, zwischen denen kein Quellauslaß vorgesehen ist. In der­ artigen Bereichen erwärmt sich die stehende Luft.

Aus DE-OS 16 79 598 ist eine Belüftungsdecke bekannt, aus der Frischluft in den darunter angeordneten Raum einströmt. Die Frischluft wird der Decke über einen Zuluftkanal zugeführt und in Luftführungsräume einge­ leitet, die sich unter dem Zuluftkanal nach entgegen­ gesetzten Seiten erstrecken. Die Frischluft, die auch zur Klimatisierung dienen kann, strömt aus Luftausläs­ sen aus, die an den Enden der Luftführungsräume vorge­ sehen sind. In den Luftführungsräumen ergeben sich gerichtete Luftströmungen, die jeweils vom Zuluftkanal ausschließlich nach außen gerichtet sind. Die die Luft­ führungsräume zum zu klimatisierenden Raum abgrenzenden Wände sind mit einer Isolierschicht versehen. Die Kli­ matisierung erfolgt bei dieser Frischluftdecke vornehm­ lich durch Vermischung der Frischluft mit der Raumluft im Innern des zu kühlenden Raumes. Dies kann zu Verwir­ belungen führen. Im Flächenbereich der Decke erfolgt wegen der die Luftführungsräume begrenzenden wärmedäm­ menden Schicht keine wirksame Raumkühlung.

DE-OS 19 41 819 beschreibt eine abgehängte Zwischen­ decke, in deren Hohlraum luftdurchlässige Schienen angeordnet sind, welche die Unterdecke tragen. Die Schienen ermöglichen eine durchgehende Luftströmung im Deckenhohlraum. Hierbei ergeben sich je nach Nähe zum Lufteinlaß unterschiedlich warme bzw. kalte Deckenbe­ reiche.

In CH 672 833 A5 ist ein Verfahren zur Raumklimatisie­ rung beschrieben, bei dem dem Deckenbereich Frischluft zugeführt wird, die sich erwärmt und annähernd raumiso­ therm laminar in Wandnähe in den Raum einströmt. Die Decke enthält ein als Wärmetauscher wirkendes Rohr­ system. Bei feuchter Raumluft kann an dem Rohrsystem und an der Kühldecke Kondenswasserbildung auftreten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kühl­ decke zu schaffen, bei der die Gefahr von Kondenswas­ serbildung verringert ist und bei der sich über die gesamte Deckenfläche eine gleichmäßige Temperaturver­ teilung ergibt.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen.

Bei der erfindungsgemäßen Kühldecke stellt die Vertei­ lerkammer eine Mischkammer dar, in die die kalte Zuluft aus dem Zuluftkanal durch Injektionsdüsen eintritt. Die Verteilerkammer, die wärmere Luft enthält als der Zu­ luftkanal, steht mit der Nachströmöffnung mit einem entgegengesetzten Luftführungsraum in Verbindung, aus dem durch den Kaltluftstrahl durch Induktion wärmere Sekundärluft angesaugt wird. Diese Sekundärluft ver­ mischt sich mit der Kaltluft, und in den Luftführungs­ raum, auf den die Injektionsdüse gerichtet ist, tritt ein Luftgemisch ein, das wärmer ist als die Kaltluft.

Auf diese Weise wird durch die Injektionsdüsen in den einen Luftführungsraum Kühlluft eingeleitet, während gleichzeitig aus dem gegenüberliegenden Luftführungs­ raum wärmere Luft abgesaugt wird. Die Folge hiervon ist, daß die Luft in beiden Luftführungsräumen ständig in Bewegung gehalten wird und daß ein beständiges Ab­ führen derjenigen Luft erfolgt, die in einem Luftfüh­ rungsraum erwärmt worden ist. Andererseits wird ver­ mieden, daß die kalte Luft aus dem Zuluftkanal unver­ mischt gegen äußere Wandteile der Kühldecke gerichtet wird. Auf diese Weise können an den unteren Wandteilen der Kühldecke keine kalten Zonen entstehen, an denen sich Kondenswasser bilden würde.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind die Injektionsdüsen voll in die Zuströmöffnungen der Luftführungsräume gerichtet. Dadurch wird erreicht, daß auch das Luftgemisch nicht unmittelbar gegen Außen­ wandteile der Kühldecke strömt, sondern frei in den als Zuströmraum dienenden Luftführungsraum hinein ausläuft. Dies hat einerseits die Wirkung, daß der Induktions­ strahl weit in den Zuströmraum hineinreicht und dort für eine intensive Strömung sorgt, und andererseits, daß im Bereich der Zuströmöffnung Wandberührungen des Strahlgemisches vermieden werden. Durch die verengte Zuströmöffnung entsteht in dem als Zuströmraum wirken­ den Luftführungsraum eine zweite Induktionswirkung, durch die wärmere Luft in den Gemischstrahl eingesaugt und die Luft im Luftführungsraum in ständiger Bewegung gehalten wird.

Die unterhalb des Zuluftkanals verlaufenden Verteiler­ kammern können einzeln gegeneinander durch Trennwände abgeschottet sein, so daß in einer Verteilerkammer die Zutrittsöffnungen in den angrenzenden Zuströmraum stets nur auf einer Seite und die Nachströmöffnungen aus dem angrenzenden Nachströmraum stets nur auf der anderen Seite der Mischkammer angeordnet sind. Alternativ hier­ zu ist es auch möglich, die hintereinander angeordneten Mischkammern miteinander zu verbinden oder nur eine einzige Mischkammer vorzusehen, die sich über Bereiche mit unterschiedlich gerichteten Zuströmöffnungen er­ streckt.

Die Erfindung ist nicht nur bei einer Kühldecke anwend­ bar, die in allen Feldern an der dem Zuluftkanal abge­ wandten Seite Luftauslässe aufweist, sondern auch bei Kühldecken, die zentrale Felder ohne Luftauslässe auf­ weisen. In derartigen zentralen Feldern wird die Luft in ständiger Bewegung gehalten und somit ein ständiger Luftaustausch verursacht mit der Folge, daß die zentra­ len Felder eine Temperatur annehmen, die deutlich unter der Raumtemperatur liegt.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht der Kühldecke von unten, wobei in einigen Bereichen die im Innern der Kühldecke entstehenden Luftströmungen angedeutet sind,

Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie II-II von Fig. 1,

Fig. 3 eine isometrische Darstellung der Kühldecke, wobei die den unteren Deckenabschluß bildenden Kanäle in einem Teilbereich abgenommen sind, um die Luftströmungen im Innern der Kühldecke zu verdeutlichen und

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung mehrere Zu­ luftkammern, die in einem einzigen Formteil ausgebildet sind, das unter dem Zuluftkanal befestigt wird.

Gemäß Fig. 1 ist eine Kühldecke 10 vorgesehen, die zwi­ schen der Fensterfront 11 und einer Flurwand 12 eines Gebäudes verläuft, wobei der Raum durch seitliche Wände 13 begrenzt ist. Die Kühldecke 10 besteht aus drei sich zwischen den Wänden 11 und 12 erstreckenden Feldern 10a, 10b, 10c. Jedes dieser Felder 10a, 10b, 10c besteht aus nebenein­ ander angeordneten Paneelen 14, die in Querrichtung verlaufen. Zwischen den Feldern 10a, 10b, 10c befinden sich längs­ laufende Platten 15, die die Felder 10a, 10b, 10c von­ einander trennen.

In Fig. 1 sind ferner Lichtbänder 16 für die Raumbe­ leuchtung in die Kühldecke 10 eingelassen.

Entlang der längs laufenden Raumwände 13 sind Quelluft­ auslässe 17 vorgesehen, aus denen die zur Deckenkühlung verwendete Luft in den Raum hinein austritt. Das mitt­ lere Feld 10b der Kühldecke 10 weist solche Luftauslässe nicht auf.

Fig. 2 zeigt den inneren Aufbau der Kühldecke 10. Ober­ halb der längs laufenden Platte 15 befindet sich ein Zuluftkanal 20, der mit kalter Luft von z. B. 14°C ver­ sorgt wird. Unter dem Zuluftkanal 20 ist ein Kanalprofil 21 befestigt, daß mehrere Verteilerkammern 22 begrenzt, die unter dem Zuluftkanal 20 hintereinander angeordnet sind. Die Verteilerkammern 22 sind durch querlaufende Trennwände 23 gegeneinander abgeschottet. Die untere Begrenzung des Kanalprofils 21 bzw. der Verteilerkammer 22 wird durch die Platte 15 gebildet, die die untere Öffnung dem Kanalprofils 21 verschließt.

In der Verteilerkammer 22 befindet sich ein Formteil 24, das zusammen mit der Oberwand des Kanalprofils 21 mehrere hintereinander angeordnete Zuluftkammern 25 be­ grenzt. Jede Zuluftkammer 25 steht über Öffnungen 26 mit dem Zuluftkanal 20 in Verbindung.

Die Zuluftkammer 25 von Fig. 2 weist seitliche Aus­ trittsöffnungen 28 in Form von Injektionsdüsen auf, aus denen die Kaltluft in die Verteilerkammer 22 hinein austritt. Die Injektionsdüsen sind so ausgebildet, daß die Austrittsgeschwindigkeit relativ hoch ist (über 1,0 m/s). Die aus den Austrittsöffnungen 28 austretende Kaltluft saugt durch Induktionswirkung Luft aus der Verteilerkammer 22 an. Die Austrittsöffnung 28 ist voll auf eine Zuströmöffnung 29 gerichtet, die in der Wand des angrenzenden Luftführungsraums 30 ausgebildet ist. Dieser Luftführungsraum 30 bildet den Zuströmraum, in den das Luftgemisch zuströmt. Die zugeströmte Luft ver­ läßt den Luftführungsraum 30 an der entgegengesetzten Seite durch den Quelluftauslaß 17 (Fig. 1).

Die der Austrittsöffnung 28 abgewandte Seite der Ver­ teilerkammer 22 ist mit dem gegenüberliegenden Luftführungs­ raum 31 verbunden, der Bestandteil des Deckenfeldes 10c ist und einen Nachströmraum bildet. Der Luftführungsraum 31 ist über Nachströmöffnungen 32 mit der rechten Seite der Verteilerkammer 22 verbunden. Durch die Sogwirkung, die der aus der Austrittsöffnung 28 austretende Induk­ tionsstrahl in der Verteilerkammer 22 hervorruft, strömt Luft aus dem als Nachströmraum wirkenden Luft­ führungsraum 31 nach.

Die Luftführungsräume 30 und 31, die durch die Paneele 14 nach unten abgeschlossen sind, bilden die eigentli­ chen Kühlräume der Kühldecke 10. Ihre Breite ist wesent­ lich größer als diejenige der Verteilerkammer 22. Die Luftführungsräume 30 und 31, die nach unten durch die Paneele 14 abgeschlossen sind, bestehen aus Kästen 33, welche mit ihren seitlichen Enden auf den Kanalprofilen 21 bzw. auf (nicht dargestellten) Auflagern abgestützt sind. Die Kastenprofile bilden selbständig montierbare Einheiten von der Größe der Paneele 14. Die Paneele 14 sind perforiert, so daß ein geringer Anteil der in die Luftführungsräume eingeführten Luft durch die Paneele 14 hindurch nach unten in den Raum absinken kann.

Die Verteilerkammer 22 und die Zuluftkammer 25 sind symmetrisch zur vertikalen Längsmittelebene ausgebil­ det, wobei lediglich die Austrittsöffnung 28 an einer vertikalen Seitenwand der Zuluftkammer 25 angeordnet ist, während die gegenüberliegende Seitenwand geschlos­ sen ist. Die Zuströmöffnung 29 und die Nachströmöffnung 32 sind symmetrisch zueinander angeordnet.

In Fig. 2 sind in den einzelnen Kanälen oder Kammern die dort herrschenden Lufttemperaturen angegeben. Die kalte Luft im Zuluftkanal 20 hat eine Temperatur von 14 °C. Die Raumtemperatur beträgt zwischen 22 °C und 27 °C. Durch die Paneele 14 hindurch erfolgt eine Anwär­ mung der in den Luftführungsräumen 30 und 31 befind­ lichen Luft auf etwa 18 °C. Diese Luft aus dem Luft­ führungsraum 31 wird in die Verteilerkammer 22 einge­ saugt und sie vermischt sich dort mit der die Aus­ trittsöffnung 28 durchströmenden Luft, wobei das Luft­ gemisch eine Temperatur von 17 °C annimmt. Die Zuström­ öffnung 29 hat eine größere Weite als die Austrittsöff­ nung 28. Dennoch verengt sie den gesamten Luftstrom, so daß sie eine Induktionswirkung auch auf die im Luftfüh­ rungsraum 30 bereits enthaltene wärmere Luft ausübt, die dadurch mitgerissen wird.

Fig. 3 zeigt einen Blick in den Luftführungsraum 31, der keinen Quelluftauslaß hat, wobei das entsprechende Paneel 14 abgenommen ist. Der Luftführungsraum 31 wird zu seinen beiden Seiten durch einen Verteilerbalken begrenzt, der mehrere hintereinander angeordnete Ver­ teilerkammern 22 aufweist. Die Breite eines Paneels 14 erstreckt sich über die Länge von zwei Verteilerkammern 22, die durch eine Trennwand 23 voneinander getrennt sind. In der vorderen Verteilerkammer 22a sind die Aus­ trittsöffnungen 28 nach rechts gerichtet, also in Rich­ tung auf den Luftführungsraum 31. In der dahinter ange­ ordneten Verteilerkammer 22b sind die (in Fig. 2 nicht sichtbaren) Austrittsöffnungen nach links gerichtet, also in Richtung auf den Luftführungsraum 30. In den Luftführungsraum 31 treten aus den Zuströmöffnungen 29 Luftgemische in den Luftführungsraum 31 ein. In Fig. 3 ist die aus dem Zuluftkanal 20 kommende kalte Primär­ luft mit einem Hohlpfeil bezeichnet und die durch die Primärluft angesaugte Sekundärluft mit einem vollen Pfeil. Die sich ergebenden Luftgemische sind entspre­ chend ihrem Anteil an Primärluft und Sekundärluft als gemischt volle und hohle Pfeile dargestellt.

Über die Breite eines Paneels 14 sind in der ersten Hälfte vier Zuströmöffnungen 29 angeordnet, die von der vor­ deren Verteilerkammer 22a in den Luftführungsraum 31 hineinführen. In der zweiten Hälfte sind an derselben Seite vier Nachströmöffnungen 32 angeordnet, die aus dem Luftführungsraum 31 in die Verteilerkammer 22b hin­ einführen.

In dem Verteilerbalken auf der rechten Seite von Fig. 3 sind den Zuströmöffnungen 29 der linken Seite gegen­ überliegend vier Nachströmöffnungen 32 angeordnet und den Nachströmöffnungen 32 der linken Seite gegenüber­ liegend sind vier Zuströmöffnungen 29 angeordnet. Man erkennt, daß die von den Zuströmöffnungen der linken Seite ausgehenden Luftgemische durch die Nachströmöff­ nungen 32 der rechten Seite angesaugt werden, so daß die Luftgemische quer durch den Luftführungsraum 31 hindurchgehen. Im hinteren Bereich ist dies umgekehrt: die von den Zuströmöffnungen 29 der rechten Seite aus­ gehenden Luftgemische werden von den Nachströmöffnungen 32 der linken Seite aufgesaugt. Im mittleren Bereich des Luftführungsraums 31 werden die von den Zuström­ öffnungen 29 ausgehenden Luftgemische zum Teil umge­ lenkt und in die benachbarten Nachströmöffnungen der­ selben Seite eingesaugt, so daß hier eine Wirbelzone entsteht.

In Fig. 3 sind die Luftverhältnisse nur im Luftfüh­ rungsraum 3.1 dargestellt. Jede Verteilerkammer 22 steht außerdem mit einem dem Luftführungsraum 31 abgewandten Luftführungsraum 30 in Verbindung, wobei die Zuström­ öffnungen 29 und Nachströmöffnungen 32 einander gegen­ überliegend angeordnet sind, so wie dies in Fig. 2 dar­ gestellt ist.

In Fig. 1 sind die Strömungsverhältnisse ebenfalls dar­ gestellt. Die von den Verteilerkammern 22 in die Luftfüh­ rungsräume 30, 31 geblasenen Luftgemische sind als Doppelpfeil dargestellt und die in die Verteilerkammern 22 eingesaug­ ten Luftströme als einfache Pfeile. Jedem Doppelpfeil und jedem einfachen Pfeil in Fig. 1 sind in Fig. 3 ins­ gesamt vier Zuströmöffnungen 29 bzw. Nachströmöffnungen 32 zugeordnet.

Fig. 4 zeigt die konstruktive Ausbildung der hinterein­ anderliegenden Zuluftkammern 25 in einem gemeinsamen Formteil 24, das beispielweise aus einem tiefgezogenen steifen Folienmaterial aus Kunststoff besteht. Dieses Formteil 24 weist eine ebene Fläche 40 auf, die gegen die Unterseite der Oberwand des Kanalprofils 21 gesetzt wird. In der Fläche 40 sind Vertiefungen enthalten, die jeweils eine Zuluftkammer 25 bilden. Die Zuluftkammer 25 verengt sich zu der seitlichen Austrittsöffnung 28 hin, so daß die Austrittsöffnung 28 eine Injektionsdüse bildet. Die vier Austrittsöffnungen 28 sind der einen Seite (nach rechts) zugewandt und die vier Austritts­ öffnungen 28 der anschließenden Zuluftkammern 25 sind zur entgegengesetzten Seite (nach links) gewandt. Das Formteil 24 kann in einer einzigen Verteilerkammer 22 angeordnet werden, die nicht durch eine Trennwand unterteilt ist. Es besteht aber auch die Möglichkeit, eine Trennwand vorzusehen, die denjenigen Bereich der Verteilerkammer, in dem die Austrittsöffnungen 28 nach rechts gerichtet sind, von demjenigen Bereich trennt, in dem die Austrittsöffnungen nach links gerichtet sind.

Claims (8)

1. Kühldecke mit mindestens einem Zuluftkanal (20), mindestens einer unter dem Zuluftkanal (20) ange­ ordneten Verteilerkammer (22) und seitlich davon angeordneten Luftführungsräumen (30, 31), die mit der Verteilerkammer (22) durch Zuströmöffnungen (29) verbunden sind, wobei die aus dem Zuluftkanal (20) kommende kalte Luft durch Austrittsöffnungen (28), die abwechselnd zu dem einen und zu dem an­ deren Luftführungsraum (30,31) gerichtet sind, in die Verteilerkammer (22) einströmt, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnungen (28) als Injektions­ düsen ausgebildet sind, so daß die aus ihnen aus­ tretende kalte Luft Sekundärluft aus der Vertei­ lerkammer (22) mitreißt und daß derjenige Luft­ führungsraum (30, 31), dem die jeweilige Austritts­ öffnung (28) abgewandt ist, durch eine Nachström­ öffnung (32) mit der Verteilerkammer (22) verbun­ den ist.

2. Kühldecke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Injektionsdüsen voll in die Zuströmöffnun­ gen (29) der Luftführungsräume (30, 31) gerichtet sind, derart, daß die kalte Luft von den Wänden der Verteilerkammer (22) ferngehalten wird.

3. Kühldecke nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Injektionsdüsen horizontal ge­ richtet sind.

4. Kühldecke nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Injektionsdüsen an den Wänden von Zuluftkammern (25) ausgebildet sind, die unter dem Zuluftkanal (20) in der Verteiler­ kammer (22) angeordnet sind.

5. Kühldecke nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Zuluftkammern (25) in einem einzigen Formteil (24) ausgebildet sind, das entgegenge­ setzt gerichtete Gruppen von Injektionsdüsen auf­ weist.

6. Kühldecke nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Verteilerkammer (22) an einer Seite nur Zuströmöffnungen (29) und an der anderen Seite nur Nachströmöffnungen (32) auf­ weist.

7. Kühldecke nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß den seitlichen Wänden (13) des zu kühlenden Raumes benachbarte Luftführungsräume (30) an ihren den seitlichen Wänden (13) zuge­ wandten Seiten einen Quelluftauslaß (17) aufwei­ sen, und daß mindestens einer der übrigen Luftfüh­ rungsräume (31) an seinen beiden Seiten durch je eine Verteilerkammer (22) begrenzt ist und keinen Quelluftauslaß (17) aufweist.

8. Kühldecke nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils einer Zuströmöffnung (29) an der einen Seite des Luftführungsraums (31) eine Nachström­ öffnung (32) an der anderen Seite gegenüberliegt.