Wärmeübertragungsanlage Die Erfindung bezieht sich auf eine Wärmeübertragungsanlage, in welcher zur Erwärmung oder Kühlung eines Wärmeüber- tragu.ngskörpers ein Wärmeträger durch ein mit mindestens einer Lamelle versehenes Rohr strömt und der Übertragungskörper seinerseits mit einem Teil seiner Oberfläche Wärme ab geben bzw. aufnehmen soll. Wärmeübertra- gungsanlagen der genannten Art werden be sonders für die Strahlungsheizung und für die Strahlungskühlung von Räumen verwendet.
Sie können als Decken-, Wand- oder Fuss bodenheizung bzw. -kühlung ausgeführt. sein. Als Wärmeübertragungskörper dient bei sol chen Heizungs- bzw. Kühlanlagen die Putz schicht, welche die Räume auskleidet.
Aus wirtschaftlichen Erwägungen versucht man ganz allgemein, bei Anlagen zur Heizung oder Kühlung durch Strahlung die Wärme trägheit so weit als möglich zu vermindern. Zur Lösung dieser technischen Aufgabe wurde schon vorgeschlagen, die Wärmeübertra.gungs- rohre nicht mehr wie früher in die tragenden Bauteile zu verlegen, sondern sie mit Lamellen zu versehen, welche mit der Putzschicht in wärmeleitender Berührung standen. Die tra genden Bauteile mussten dann durch eine Iso- lierungsschicht von den Wärineübertragungs- rohren und ihren Lamellen getrennt werden.
Die verhältnismässig dünne Putzschicht spei chert wesentlich weniger Wärme als eine mas sive Tragkonstruktion. Damit wird die zeit- liehe Verzögerung der Wärmeübertragung wesentlich verkürzt.
Das starke Abfallen der Oberflächentem peraturen der Lamellen mit zunehmendem Ab stand vom Rohr erforderte eine möglichst vollkommene Berührung von Lamelle und Putzschicht, um eine möglichst hohe Wärme ableitung zu ermöglichen. Ferner ermöglichte es die Anordnung der Rohre ausserhalb der Lamellenfläche jenseits der Putzschicht, höhere mittlere Temperaturdifferenzen zwischen, La melle und Übertragungskörper einzuhalten. Indessen waren auch dieser Erhöhung der Temperaturdifferenzen Grenzen gesetzt.
Die üblichen Baustoffe für Putzschicht haben nämlich, verglichen mit Metallen, wesentlich geringere Wärmeausdehnungszahlen. Bei zu hohen Temperaturunterschieden kann deshalb wegen zu grosser Dehnungsunterschiede eine Ablösung der Lamellen von der Putzschicht entstehen, welche die Wärmeübertragung wie der stark beeinträchtigt.
Ausserdem war es notwendig, um die Putz schicht vor der Einwirkung grosser Kräfte zu bewahren, die mit ihr fest verbundenen La mellen frei über die den Wärmeträger füh renden Rohre zu legen, und so Bewegung @ zwi- schen Lamelle und Rohren zu ermöglichen. Diese lose Verbindung zwischen Rohr und La melle beeinträchtigt aber die Wärmeübertra gung. Nur durch plastische Kontaktmassen zwischen Rohr und Lamelle konnte dieser Be einträchtigung in geringem Mass begegnet werden.
Die geschilderten Nachteile der bekannten Wärmeübertragimgsanlagen können durch die Erfindung beseitigt werden, die darin besteht, dass die Lamelle das Rohr umfasst und mit ihm metallisch verbunden ist, dass die Lamelle ferner im Abstand vom Übertragungs körper gehalten ist, und dass schliesslich die dem Übertragungskörper zugekehrte Ober fläche der Lamelle mit nebeneinanderliegen- den lochartigen Vertiefungen versehen ist. Die metallische Verbindung der Lamelle mit dem Rohr sichert die höchstmögliche Wärme übertragung durch Leitung. Der Abstand zwi schen Übertragungskörper und Lamelle er möglicht eine freie Dehnung der Lamelle ge genüber diesem Körper.
Schliesslich ist es mög lich, durch dicht nebeneinanderliegende loch artige Vertiefungen der Lamellenoberfläche eine Strahlungsübertragung der Wärme zwi schen Lamellen und Übertragungskörper mit einer Strahlungszahl zu erreichen, die ange nähert der Strahlungszahl eines schwarzen Körpers gleichkommt.
Die Lamelle kann durch Schweissen oder Löten mit dem Rohr verbunden sein. Der Übertragungskörper kann die zu übertragende Wärme durch Strahlung abgeben bzw. auf nehmen. Er kann einen Begrenzungsteil eines zu beheizenden bzw. zu kühlenden Raumes bilden.
Es empfiehlt sich, zwischen der wärme abgebenden bzw. -aufnehmenden Fläche der Lamelle und dem Übertragungskörper an allen nicht in den Vertiefungen liegenden Punkten ungefähr einen gleich grossen Abstand einzu halten. Zwischen der Lamelle und dem Über tragungskörper kann beispielsweise ein wasser abweisendes Gewebe oder eine Metallfolie an geordnet sein. Die Vertiefungen der Lamelle können kegelähnliche oder paraboloidähnliche Form aufweisen.
Einige Ausführungsformen des Erfin dungsgegenstandes sind auf der Zeichnung beispielsweise in vereinfachter Darstellung ge- zeigt. Fig. 1 zeigt den Querschnitt einer La melle mit parabolischen Vertiefungen, Fig. 2 den Querschnitt einer Lamelle mit kegeligen Vertiefungen. Fig. 3 veranschaulicht eine Draufsicht auf die wärmeabgebende bzw.
-aufnehmende Oberfläche eine Lamelle. Fig. 4 lässt den Querschnitt durch eine Lamelle, wel che über ein Rohr mit kreisförmigem Quer schnitt gestülpt ist, erkennen, Fig. 5 den Quer schnitt einer Lamelle, die über ein Rohr mit tropfenförmigem Querschnitt gestülpt ist. Fig. 6 veranschaulicht den Querschnitt durch eine Deckenkonstruktion mit ebenen Lamellen und Fig. 7 den Querschnitt durch eine Decke, deren Lamellen in Anpassung an ihre Tem- peraturabfallkurve vom Rohr weg nach beiden Enden hin zusehends weniger steil abfallen.
Gleiche Teile sind in allen Figuren mit glei chen Ziffern bezeichnet.
Die in der Zeichnung dargestellten Wärme übertragungsanlagen dienen als Decken heizung und -kühlung zur Heizung von Räu men. im Winter und zur Kühlung derselben. im Sommer. Als Wärmeübertragungskörper wirkt die Putzschicht 8, welche durch ein als Armie- rung dienendes Putzgewebe 7 versteift und durch nicht näher dargestellte Vorrichtungen an der tragenden Deckenkonstruktion 4 auf gehängt ist.
Zur Heizung des unter der Putz schicht 8 liegenden Raumes gibt diese ihre Wärme durch Strahlung ab, welche ihr mit tels eines durch die Rohre 1 strömenden -V#@Tärmeträgers zugeführt wird. Zur Kühlung nimmt die Putzschicht umgekehrt durch Strah lung aus dem Raum Wärme auf und leitet sie auf einen durch die Rohre 1 fliessenden Wärmeträger über. Zur Übertragung der Wärme zwischen der Putzschicht 8 und dem Rohr 1 dienen die Wärmeleitlamellen 2, welche die Rohre 1 umgeben und mit ihnen metallisch verbunden sind. Die metallische Verbindung kann z. B. durch Löten oder durch Schweissen hergestellt werden.
Die wärmeabgebende untere Oberfläche der La melle ist durchwegs im Abstand von der Putz schicht gehalten. Sie besitzt zahlreiche neben einanderliegende lochartige Vertiefungen 3. Diese Vertiefungen 3 können beispielsweise kegelförmig wie in Fig. 2 oder paraboloid- förmig wie in Fig. 1 ausgebildet sein. Der ein heitliche Abstand der Lamelle von der Putz schicht sichert an allen Punkten ungefähr gleiche Bedingungen für die Wärmeübertra gung. Unter Umständen empfiehlt es sich, zwischen der Lamelle 2 und der Putzschicht 8 ein wasserabweisendes Gewebe oder eine Me tallfolie anzuordnen.
Dadurch wird ein ein heitlicher Abstand zwischen Lamelle und Putz schicht gewährt, gleichwohl aber eine freie Be weglichkeit zwischen beiden gesichert, da die eingelegten Körper ein Haften der Putz schicht verhindern. Der Hohlraum 6 ist durch eine Isolierschicht 5 gegen Wärmeabwande rung nach der Tragkonstruktion 4 geschützt.
Als Isolierschicht kann z. B. Wellpape mit Aluminiumfolie dienen.
Die zweckmässig unmittelbar nebeneinan- derliegenden lochartigen Vertiefungen 3 ver grössern die betreffende Oberfläche der La mellen auf ein Mehrfaches der glatten Ober fläche. Physikalisch wirkt die Lamelle so wie ein Hohlraumstrahler, dessen Strahlungszahl sich den maximalen Strahlungsverhältnissen des schwarzen Körpers mit zunehmender Tiefe der Vertiefungen annähert. Aus strahlungs theoretischen Erkenntnissen müssen die Ver tiefungen 3 tiefer als die Wellenlänge der Temperaturstrahlung sein. Die Form der Ver tiefungen kann mannigfach gestaltet werden. So lassen sich z.
B. auch hyperbolische, elip- tisehe, zylindrische und prismatische Hohl räume verwenden. Ihr Querschnitt kann drei-, vier- oder vieleckig sein.
Die metallische Verbindung von Lamelle und Rohr kann bereits in der Werkstätte er folgen, so dass fertig vorfabrizierte Elemente beim Bau verwendet werden können. Um eine möglichst gleichmässige Temperatur der Deckenfläche (Unterfläche der Putzschicht) zu erreichen, können die Lamellen, wie in Fig. 7 im Querschnitt gezeigt, vom Rohr weg nach beiden Enden hin zusehends weniger steil abfallen, so dass in grösserer Nähe des Rohres 1 die Wärme eine grössere Strecke der Putzschicht 8 durchwandern muss als an weiter vom Rohr 1 entfernten Stellen. Als Gewebe bzw.
Folie - vgl. oben - können beispiels weise solche aus regenerierter Zellulose oder imprägniertem Stoff zwischen Lamellen und Übertragungskörper eingelegt sein. Gege benenfalls können die eingelegten Stoffe nach Anwurf der Putzschicht wieder entfernt wer den. Auch Wand- und Bodenheizungen oder -kühlungen können nach dem gleichen Prinzip gebaut werden. Wärmeübertragiungsanlagen nach der Erfindung können auch zu andern Zwecken als zu Beheizung oder Kühlung be wohnter Räume verwendet werden, z.
B. für Brutkästen oder für Kühlräume oder Kühl- schränke. .
Heat transfer system The invention relates to a heat transfer system in which a heat transfer medium flows through a tube provided with at least one lamella in order to heat or cool a heat transfer body and part of its surface is intended to emit or absorb heat. Heat transfer systems of the type mentioned are used in particular for radiant heating and for radiant cooling of rooms.
They can be designed as ceiling, wall or floor heating or cooling. be. In sol chen heating or cooling systems, the plaster layer that lines the rooms is used as the heat transfer body.
For economic reasons, attempts are generally made to reduce the thermal inertia as much as possible in systems for heating or cooling by means of radiation. To solve this technical problem, it has already been proposed that the heat transfer tubes should no longer be laid in the load-bearing components as they used to be, but rather that they should be provided with lamellas that were in heat-conducting contact with the plaster layer. The supporting components then had to be separated from the heat transfer pipes and their fins by an insulation layer.
The relatively thin layer of plaster stores significantly less heat than a solid supporting structure. This significantly shortens the delay in heat transfer.
The sharp drop in the surface temperature of the lamellas with increasing distance from the pipe required the finest possible contact between the lamella and the plaster layer in order to enable the greatest possible heat dissipation. Furthermore, the arrangement of the pipes outside the lamellar surface beyond the plaster layer made it possible to maintain higher mean temperature differences between the lamella and the transmission body. However, there were limits to this increase in temperature differences.
The usual building materials for plaster layers have, compared to metals, significantly lower coefficients of thermal expansion. If the temperature differences are too high, the lamellas can become detached from the plaster layer due to excessive expansion differences, which again severely affects the heat transfer.
In addition, in order to protect the plaster layer from the effects of great forces, it was necessary to lay the lamellas firmly connected to it freely over the pipes carrying the heat transfer medium, thus enabling movement @ between the lamella and the pipes. However, this loose connection between the tube and the lamella affects the heat transfer. This impairment could only be countered to a small extent by means of plastic contact masses between the pipe and the lamella.
The described disadvantages of the known heat transfer systems can be eliminated by the invention, which consists in the fact that the lamella comprises the tube and is connected to it metallically, that the lamella is also kept at a distance from the transfer body, and finally the upper facing the transfer body surface of the lamella is provided with adjacent hole-like depressions. The metallic connection of the lamella with the pipe ensures the highest possible heat transfer through conduction. The distance between the transmission body and lamella allows free expansion of the lamella in relation to this body.
Finally, it is possible to achieve a radiation transfer of the heat between the lamellas and the transfer body with a radiation number that approximates the radiation number of a black body through closely spaced hole-like depressions in the lamella surface.
The lamella can be connected to the pipe by welding or soldering. The transfer body can emit or absorb the heat to be transferred by radiation. It can form a delimitation part of a room to be heated or cooled.
It is advisable to keep approximately the same distance between the heat-emitting or heat-absorbing surface of the lamella and the transfer body at all points not lying in the depressions. For example, a water-repellent fabric or a metal foil can be arranged between the lamella and the transfer body. The recesses of the lamella can have a cone-like or paraboloid-like shape.
Some embodiments of the subject matter of the invention are shown in the drawing, for example in a simplified representation. Fig. 1 shows the cross section of a lamella with parabolic depressions, Fig. 2 shows the cross section of a lamella with conical depressions. Fig. 3 illustrates a top view of the heat emitting or
-absorbing surface a lamella. Fig. 4 shows the cross section through a lamella which is slipped over a tube with a circular cross-section, Fig. 5 shows the cross-section of a lamella which is slipped over a tube with a teardrop-shaped cross-section. FIG. 6 illustrates the cross section through a ceiling construction with flat lamellas and FIG. 7 the cross section through a ceiling, the lamellae of which, in adaptation to their temperature drop curve, drop noticeably less steeply away from the pipe towards both ends.
The same parts are denoted by the same numerals in all figures.
The heat transfer systems shown in the drawing are used as ceiling heating and cooling for heating rooms. in winter and for cooling them. in summer. The plaster layer 8 acts as a heat transfer body, which is stiffened by a plaster fabric 7 serving as reinforcement and is suspended from the supporting ceiling structure 4 by devices not shown in detail.
To heat the space under the plaster layer 8, it emits its heat by radiation, which is supplied to it by means of a -V # @ heat transfer medium flowing through the pipes 1. For cooling, the plaster layer absorbs heat from the room by radiation treatment and transfers it to a heat transfer medium flowing through the pipes 1. To transfer the heat between the plaster layer 8 and the pipe 1, the heat-conducting lamellae 2, which surround the pipes 1 and are connected to them in metal. The metallic connection can, for. B. be made by soldering or welding.
The heat-emitting lower surface of the lamella is consistently kept at a distance from the plaster layer. It has numerous hole-like depressions 3 lying next to one another. These depressions 3 can, for example, be conical as in FIG. 2 or paraboloid-shaped as in FIG. The uniform distance between the lamella and the plaster layer ensures approximately the same conditions for heat transfer at all points. It may be advisable to arrange a water-repellent fabric or a metal foil between the lamella 2 and the plaster layer 8.
As a result, a uniform distance between the lamella and plaster layer is granted, but at the same time a free movement between the two is ensured, since the inserted bodies prevent the plaster layer from sticking. The cavity 6 is protected by an insulating layer 5 against heat dissipation after the supporting structure 4.
As an insulating layer, for. B. serve corrugated paper with aluminum foil.
The hole-like depressions 3, which are conveniently located directly next to one another, enlarge the relevant surface of the lamellae to a multiple of the smooth upper surface. Physically, the lamella acts like a cavity radiator, whose radiation number approaches the maximum radiation ratio of the black body with increasing depth of the depressions. From radiation theoretical knowledge, the Ver depressions 3 must be deeper than the wavelength of the thermal radiation. The shape of the recesses can be designed in many ways. So z.
B. also use hyperbolic, elliptical, cylindrical and prismatic cavities. Their cross-section can be triangular, square or polygonal.
The metallic connection of the lamella and tube can already be done in the workshop, so that prefabricated elements can be used in the construction. In order to achieve the most uniform possible temperature of the ceiling surface (lower surface of the plaster layer), the lamellas, as shown in cross-section in Fig. 7, can drop noticeably less steeply away from the pipe towards both ends, so that the heat in closer proximity to pipe 1 A greater distance of the plaster layer 8 has to wander through than at points further away from the pipe 1. As a fabric or
Slide - cf. above - for example, those made of regenerated cellulose or impregnated fabric can be inserted between the slats and the transmission body. If necessary, the inserted materials can be removed again after the plaster layer has been thrown on. Wall and floor heating or cooling can also be built according to the same principle. Heat transfer systems according to the invention can also be used for purposes other than heating or cooling occupied spaces, eg.
B. for incubators or for cold rooms or refrigerators. .