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CH708008A1 - Klimaelement für eine Heiz- und Kühldecke. - Google Patents

Klimaelement für eine Heiz- und Kühldecke. Download PDF

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CH708008A1 CH00866/13A CH8662013A CH708008A1 CH 708008 A1 CH708008 A1 CH 708008A1 CH 00866/13 A CH00866/13 A CH 00866/13A CH 8662013 A CH8662013 A CH 8662013A CH 708008 A1 CH708008 A1 CH 708008A1
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Klimaelement für eine Heiz- und Kühldecke. Ein von einem Wärmeträgermedium durchflossenes Rohr (3) und eine Lochplatte (1) sind zur Herstellung eines guten Wärmeübergangs verbunden, indem gerade Abschnitte des Rohres (3) jeweils längs einer mittels Ultraschall-Schweissens oder Laser-Schweissens hergestellten, dem Abschnitt folgenden Schweissnaht (5) mit einer Rückseite einer rechteckigen Grundplatte (4) aus Aluminiumblech, welches mit über seine Fläche verteilten gestochenen Mikroperforationen versehen ist, verschweisst sind. Die Vorderseiten der Grundplatten (4) liegen auf der Rückseite der Lochplatte (1) auf und sind mit derselben ebenfalls längs mittels Ultraschall-Schweissens oder Laser-Schweissens hergestellter Schweissnähte (6), die beidseits der geraden Abschnitte des Rohres (3) parallel zu demselben verlaufen, verschweisst.

Description

Technisches Gebiet
[0001] Die Erfindung betrifft ein Klimaelement für eine Heiz- und Kühldecke, wie sie zum Heizen und vor allem zum Kühlen von Räumen eingesetzt werden.
Stand der Technik
[0002] Bei gattungsgemässen Klimaelementen besteht die seit langer Zeit bekannte Aufgabe, das Rohr derart mit der Grundplatte zu verbinden, dass ein möglichst guter Wärmeübergang zwischen beiden gewährleistet ist. Zugleich soll die Verbindung flexibel an verschiedene durch die Geometrie und andere Anforderungen bestimmte Randbedingungen anpassbar und einfach herstellbar sein und keine grossen Kosten verursachen. Sie soll auch allfällige geräuschdämpfende Eigenschaften möglichst nicht beeinträchtigen. Wegen der langen Beschäftigung der Fachwelt mit der besagten Aufgabe wurden schon viele Lösungen vorgeschlagen.
[0003] So sind etwa EP 0 769 659 A1 Verbindungselemente zu entnehmen mit, an einer Rückseite, einem Kanal, der das Rohr aufnimmt und, an einer Vorderseite, einer ebenen Fläche, die zur Gänze oder teilweise mit der Rückseite der Lochplatte verklebt ist. Diese an sich bewährte Lösung ist aufwendig.
[0004] In EP 2 259 001 A1 wurde vorgeschlagen, das Rohr in einer Platte aus einem formbaren und zugleich gut wärmeleitenden Material wie Graphitschaum einzubetten. Abgesehen von den Schwierigkeiten der Herstellung weist ein solches Klimaelement nicht die gleiche mechanische Robustheit auf wie Klimaelemente, die aus Metall oder Kunststoff bestehen. Ausserdem ist der Wärmeübergang gegenüber Klimaelementen aus Metall in der Regel vermindert.
[0005] In WO 2011/128 118 A1 wurde vorgeschlagen, bei einem Sonnenkollektor ein Absorberblech mit einem Rohr zu verbinden, indem längs gerader Abschnitte des Rohres ein dasselbe bedeckender und an seiner Rückseite anliegender Blechstreifen jeweils beidseits des Rohres mit dem Absorberblech und fakultativ auch mit dem Rohr selbst Ultraschall-verschweisst wird.
Darstellung der Erfindung
[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Klimaelement anzugeben, bei dem mit einfachen Mitteln ein sehr guter Wärmeübergang zwischen dem Rohr und der Grundplatte gewährleistet ist. Ausserdem soll es leicht und kostengünstig herstellbar sein.
[0007] Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
[0008] Erfindungsgemässe Klimaelemente sind sehr einfach aufgebaut und weisen hervorragende Wärmeübergangswerte auf. Wegen der weiten Verbreitung gattungsgemässer Klimaelemente und wegen der grossen Bedeutung des Wärmeübergangs für ihre Leistungsfähigkeit und Energieeffizienz sind die erzielten Verbesserungen von grossem wirtschaftlichen Wert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
[0009] Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren, welche lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellen, näher erläutert. Es zeigen <tb>Fig. 1a<SEP>eine Draufsicht auf ein erfindungsgemässes Klimaelement, <tb>Fig. 1b<SEP>vergrössert einen Schnitt längs B-B in Fig. 1a und <tb>Fig. 2<SEP>ebenfalls vergrössert eine Unteransicht einer Komponente des erfindungsgemässen Klimaelements gemäss Fig. 1a , b .
Wege zur Ausführung der Erfindung
[0010] Das in den Fig. 1a , b dargestellte Klimaelement weist eine ebene Lochplatte 1 auf mit zwei Flanschen 2, welche zur Befestigung des Klimaelements dienen. Sie besteht aus Metall, vorzugsweise aus Aluminiumblech. Ein mäanderförmiges Rohr 3, das ebenfalls vorzugsweise aus Metall, insbesondere aus Kupfer oder Aluminium besteht, weist gerade Abschnitte auf, welche durch gebogene Abschnitte verbunden sind. Jeder der geraden Abschnitte liegt an einer Rückseite einer ebenen streifenförmigen, insbesondere rechteckigen Grundplatte 4 an, die ihrerseits auf einer Rückseite der Lochplatte 1 aufliegt und dort mit ihr verbunden sein kann. Das Rohr 3 wird beim Einsatz des Klimaelements von einem geheizten oder gekühlten Wärmeträgermedium durchflossen, gewöhnlich eine Flüssigkeit wie Wasser oder Sole.
[0011] Die Grundplatte 4 besteht vorzugsweise aus Blech, insbesondere Aluminiumblech, dessen Stärke nicht mehr als 1 mm beträgt und das mit gleichmässig über die Fläche verteilten Mikroperforationen versehen ist, d.h. mit Perforationen, deren Durchmesser nicht grösser ist als die Blechstärke. Vorzugsweise beträgt der Durchmesser 0,7mm oder weniger, z.B. 0,5mm oder 0,3mm. Der freie Querschnitt liegt vorzugsweise bei 20% oder darunter. Die Perforationen sind vorzugsweise gestochen, nicht gestanzt, und zwar von der Vorderseite her, sodass sie einen durch einen Ringwulst an der Rückseite der Grundplatte 4 etwas verlängerten Kanal bilden. Dadurch wird die Geräuschdämpfung verbessert. Die Rückseite jeder Grundplatte 4 ist mit dem geraden Abschnitt des Rohres 3, dem sie zugeordnet ist, durch eine dem Rohr folgende durchgehende gerade Schweissnaht 5 verbunden, wie am besten aus Fig. 2 ersichtlich ist.
[0012] Die Lochplatte 1 weist ebenfalls über ihre Fläche verteilte runde Öffnungen auf, welche gewöhnlich einen Durchmesser von z.B. 1 mm oder mehr aufweisen. Die Vorderseite jeder der Grundplatten ist ebenfalls mittels mindestens einer Schweissnaht mit der Rückseite der Lochplatte 1 verbunden. Dabei sind vorzugsweise zwei durchgehende gerade Schweissnähte 6 beidseits neben dem geraden Abschnitt des Rohres 3 angeordnet und zu demselben parallel.
[0013] Die Schweissnähte 5, 6 sind vorzugsweise durchwegs durch Ultraschall-Schweissen hergestellt, z.B. wie in WO 2011/128 118 A1 beschrieben, doch können sie auch durch Laser-Schweissen hergestellt sein. Bei der Herstellung des Klimaelements werden zuerst die Grundplatten 4 auf den geraden Abschnitten des Rohres 3 provisorisch fixiert und dann wird mittels einer Sonotrode, die dem geraden Abschnitt gegenüber längs desselben über die Vorderseite der Grundplatte 4 geführt wird, jeweils die gerade Schweissnaht 5 angelegt (s. auch Fig. 2 ). Dann wird das Rohr 3 mit den angeschweissten Grundplatten 4 auf die Rückseite der Lochplatte 1 gelegt, ausgerichtet und mittels Sonotroden, die beidseits neben den geraden Abschnitten des Rohres 3 über die Rückseiten der Grundplatten 4 geführt werden, die Schweissnähte 6 angelegt und so die Grundplatten 4 mit der Lochplatte 1 verschweisst. Diese Art der Herstellung ist ausserordentlich einfach und wirtschaftlich und stellt einen sehr guten Wärmeübergang zwischen dem Rohr 3 und der Lochplatte 1 sicher.
[0014] Die an den Rückseiten der Grundplatten 4 sichtbaren Schweissnähte 6 sind vom zu klimatisierenden Raum abgewandt. Die an den Vorderseiten der Grundplatten 4 sichtbaren Schweissnähte 5, die andernfalls den ästhetischen Eindruck des Klimaelements beeinträchtigen könnten, sind ebenfalls vom Raum aus nicht sichtbar, da sie von der Lochplatte 1 verdeckt sind.
[0015] Es sind verschiedene Abweichungen vom beschriebenen Ausführungsbeispiel möglich. So können die Grundplatten mit der Lochplatte statt verschweisst verklebt oder auf andere Weise verbunden oder nur aufgelegt sein. Es ist auch möglich, nur eine einzige mehr oder weniger durchgehende Grundplatte vorzusehen.
Bezugszeichenliste
[0016] <tb>1<SEP>Lochplatte <tb>2<SEP>Flansch <tb>3<SEP>Rohr <tb>4<SEP>Grundplatte <tb>5<SEP>Schweissnaht <tb>6<SEP>Schweissnaht

Claims (8)

1. Klimaelement für eine Heiz- und Kühldecke, welches eine Lochplatte (1) mit einer ebenen Rückseite umfasst sowie mindestens eine Grundplatte (4) mit einer ebenen Vorderseite, welche auf der Rückseite der Lochplatte (1) aufliegt und mindestens ein Rohr (3), welches mit der Rückseite der Grundplatte (4) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen der mindestens einen Grundplatte (4) und dem mindestens einen Rohr (3) durch Ultraschall-Verschweissung oder Laser-Verschweissung hergestellt ist.
2. Klimaelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ultraschall-Verschweissung oder Laser-Verschweissung des Rohres (3) mit der Grundplatte (4) die Form einer sich längs des Rohres (3) erstreckenden Schweissnaht (5) hat.
3. Klimaelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (3) mehrere durch gebogene Abschnitte verbundene gerade Abschnitte aufweist und jedem geraden Abschnitt eine dort mit dem Rohr (3) verschweisste Grundplatte (4) zugeordnet ist.
4. Klimaelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatten (4) jeweils streifenförmig ausgebildet sind.
5. Klimaelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Grundplatte (4) mit der Lochplatte (1) ebenfalls durch Ultraschall-Verschweissung oder Laser-Verschweissung verbunden ist.
6. Klimaelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ultraschall-Verschweissung oder Laser-Verschweissung der Grundplatte (4) mit der Lochplatte (1) jeweils die Form mindestens einer sich längs des Rohres (3) erstreckenden Schweissnaht (6) hat.
7. Klimaelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Grundplatte (4) aus Blech besteht und über ihre Fläche verteilte Mikroperforationen aufweist.
8. Klimaelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikroperforationen gestochene Mikroperforationen sind.
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