Klimadecken & Hybridsysteme

LUFTKÜHLDECKEN L11

2

Einleitung

«Die Zufuhr von Frischluft ist aus hygieni-

schen Gründen notwendig» und «Strah-

lungskühlung ist die bessere Kühlung».

Diese beiden Kernaussagen der modernen

Klimatechnik vereinigt die REDEC Luft-

kühldecke und führt unter Einhaltung der

DIN 1946 über 200 W/m2 lautlos und

zugfrei ab!

Die REDEC Luftkühldecke baut auf einem

ultramicroperforierten Frontblech auf. Die

Luft tritt durch die feinen Löcher smart in

den Raum ein und vermischt sich sofort

mit der Raumluft. Die im Raum herrschen-

de natürliche Luftströmung wird durch die

eingebrachte Frischluft nicht beeinflusst.

Das heisst, die sich natürlich im Raum

einstellende Luftströmung ver-ändert sich

nicht.

Das REDEC PV Air System nimmt die

Raumwärme mittels Strahlung und

Konvektion auf und erwärmt die durch-

strömende Luft. Der für den Komfort

wichtige Strahlungsanteil der Kühlung

beträgt bis zu 70 W/m2.

Die REDEC Luftkühldecke kann mit Zuluft

von 16 K Untertemperatur betrieben

werden, ohne dass Zugserscheinungen

auftreten. Dieser grosse nutzbare Tempe-

raturbereich eignet sich ganz besonders

für den Energie- und Kostensparenden

Free-Cooling-Betrieb.

Durch die grosse Leistung pro Quadrat-

meter aktiver Kühldeckenfläche ist nur ein

kleiner Teil der Decke mit Kühlelementen

auszurüsten.

Die REDEC Luftkühldecke eignet sich

ebenfalls für den Heizbetrieb. Die maximale

Heizleistung beträgt 140 W/m2.

Die Zuluft wird bis zum Austritt aus den

Deckenplatten kontrolliert in Luftkanälen

geführt. Dadurch wird eine gleichmässige

Lufteinführung gewährleistet. Die saubere

Zuluft vermischt sich erst im Raum mit der

Raumluft. Dies verhindert eine vorzeitige

Verschmutzung der einfach zu reinigenden

Metalldeckenplatten.

Dank der geführten Luftverteilung muss die Decke nicht druckfest gebaut werden. Dies

gewährleistet eine schnelle Montage und einen einfachen Unterhalt. Zudem ist die Beton-

masse der Decke weitgehend vom Wärmefluss entkoppelt und eine Phasenverschiebung

der Leistungsaufnahme wird vermieden.

Die REDEC Luftkühldecke kann in Kombination mit der wassergekühlten REDEC Kühl-

decke eingesetzt werden. Auf der Sichtseite sind die beiden Systeme optisch nicht zu

unterscheiden.

Einsatzbereich

Die REDEC Luftkühldecke Typ PV Air eignet sich durch die sanfte und unkritische

Lufteinführung, das hohe Leistungsvermögen und die optisch ansprechende und

unauffällige Ausführung für effiziente Lüftung, geräuschlose Kühlung und komfortable

Heizung aller Arten von Räumen.

Die REDEC PV Air Kühldecke wird eingesetzt in Büro- und Verwaltungsgebäuden mit

Einzel- und Grossraumbüros, in Kaufhäusern und Verkaufsläden, in Spitälern, Hotel-

zimmern, in Museen, in Versammlungsräumen und in Restaurants, in Forschungs- und

Entwicklungslaboratorien sowie in Fabrikations- und Montageräumen.

2.1

3

REDEC PV Air

Einleitung 2

Deckengestaltung 4

Montage 6

Bestimmen der flächenspezifischen Kühlleistung

Akustik 11

Funktionsweise 5

7/8/9/10

4

Deckengestaltung

Die REDEC Luftkühldecke ist standard-

mässig in den zwei Rastermassen

600 mm x 600 mm und 625 mm x 625 mm

erhältlich. Grundsätzlich ist jedes

andere Mass und jede Perforation auf

Anfrage möglich.

Die Abmessungen des Kühlsegels sind ein

Vielfaches der Standardkühldeckenplatten.

Die REDEC Luftkühldecke ist in RAL 9010

pulverbeschichtet. Andere Farben sind auf

Anfrage erhältlich.

Die ultramicroperforierten Deckenplatten

ergeben ein unauffälliges, optisch an-

sprechendes Deckenbild. Dank der feinen

Lochung der Deckenplatten ist der Refle-

xionsgrad für sichtbares Licht 85.5 %.

Dieser Wert garantiert eine hohe Lichtaus-

beute bei indirekter Beleuchtung.

Die inaktive Restdecke ausserhalb des

Kühlsegels kann architektonisch frei ge-

staltet werden. Sei dies durch eine an-

schliessende Gipsdecke oder die Weiter-

führung des Kühlsegel-Deckenrasters.

Die aktiven Elemente des Kühlsegels sind

auf der Sichtseite optisch nicht von den

Standardplatten zu unterscheiden.

Auch als Lüftungsdecke konzipiert kann

dieses System bei entsprechend niedrigen

Aussentemperaturen den vollen Free-

Cooling-Effekt nutzen und somit Installa-

tions- und Betriebskosten sparen.

Die Regulierung der Raumtemperatur

erfolgt analog einer VAV-Anlage über die

Zuluftmenge.

4.1

4.2 4.3

5

Funktionsweise

Der Mensch führt seine Energie im Wesent-

lichen über Wärmestrahlung, Konvektion

und Feuchtetransport ab.

Der Einsatz einer kalten Decke erhöht den

vom Menschen als sehr angenehm emp-

fundenen Strahlungswärmeaustausch und

reduziert gleichzeitig die Energieabgabe

via Konvektion und über Feuchtigkeit. Das

unten stehende Diagramm 5.1 zeigt die

menschliche Wärmeabgabe mit und ohne

Einsatz einer Kühldecke in einem Raum.

Strahlungskühlung findet ohne Luftbewe-

gung statt: es können weder Lärm noch

Zugserscheinungen entstehen. Der Strah-

lungswärmeaustausch findet mit Licht-

geschwindigkeit statt und der Kühleffekt

ist unmittelbar nach dem Einschalten des

Systems spürbar!

Die regelmässige Beaufschlagung der

Kühldeckenplatten mit kalter Luft ergibt

eine gute Oberflächentemperaturverteilung.

Dies gewährleistet einen hohen Strah-

lungswärmeaustausch. Zusätzlich wird die

bestmögliche Lufteinführung garantiert.

Die PV Air Luftkühldecke ist im Betrieb

äusserst unproblematisch und besticht

durch einen grossen nutzbaren Temperatur-

bereich.

Im Kühlbetrieb kann die Frischluft mit einer

Untertemperatur von bis zu 16 K ins Kanal-

netz eingeblasen werden. Dies führt einer-

seits zu hohen Leistungen und anderer-

seits zu trockener, angenehmer Raumluft.

Dem nebenstehenden h-x-Diagramm 5.3

kann entnommen werden, dass die

Raumluft selbst bei Volllastbetrieb nicht zu

trocken wird.

Auch ohne zusätzlichen Feuchtigkeitseintrag durch Personen oder durch Dampfdiffusion

sinkt die relative Feuchtigkeit nicht unter 35%. Durch die trockene Zuluft entsteht an der

kalten Deckenunterseite nie Kondensationsgefahr. Dies erlaubt eine einfachere Regulie-

rung der Lüftungskühldecken, verglichen mit anderen Systemen. Durch die üblichen

Undichtigkeiten im Kanalnetz werden die Deckenhohlräume ebenfalls entfeuchtet, sodass

auch auf der Deckenoberseite keine Kondensationsprobleme auftreten. Die untenstehende

Thermographieaufnahme wurde mit einem Makroobjektiv aufgenommen. Die kalte Luft

(blau) tritt durch die feinen Löcher in den Raum ein. Danach induziert sie sofort warme

Raumluft, welche die Platte rund um die Löcher herum leicht erwärmt (roter Kragen um

das Loch). Die im Raum herrschende, natürliche Luftströmung wird durch die regelmässig

verteilten feinen Lufteinführungen nicht beeinflusst. Der Temperaturunterschied wird

wegen der hohen Induktion sofort abgebaut. Schon ein paar Zentimeter unter der

Deckenplatte ist die Abströmgeschwindigkeit abgebaut und kaum noch messbar. Die

grüne Farbe der Deckenplatte zeigt deren kalte Oberfläche. Die Platte wird auf der

Rückseite von der kalten Zuluft gekühlt und kann die von den Wärmelasten ausgesandte

Wärmestrahlung absorbieren.

ca. 100 W

35 W

40 W

25 W

50 W

30 W

20 W

Strahlung

Konvektion

Verdunstung

OHNE Kühldecke MIT Kühldecke

1.25 kg/m3

1.20 kg/m3

1.15 kg/m3

1.10 kg/m3

1.05 kg/m3

0 kJ/kg

20 kJ/kg

40 kJ/kg

60 kJ/kg

Entha

lpie

100%

50%

90%

80%

70%

60%

40%

30% 20% 15% 10% 5%

Re

l. F

eu

chte

0 g/

kg

2 g/

kg

4 g/

kg

6 g/

kg

8 g/

kg

10 g

/kg

12 g

/kg

14 g

/kg

16 g

/kg

18 g

/kg

20 g

/kg

Wasser

-15 º

-10 º

-5 º

0 º

5 º

10 º

15 º

20 º

25 º

30 º

35 º

40 º

Te

mp

era

tur

Mollier-h-x-Diagramm für feuchte Luft - Druck 0.950 bar (537.000 m / 10.000 ºC / 80.000 % rF)

5.15.3

5.2

6

Montage

Die REDEC Luftkühldeckenelemente bestehen aus der ultramicroperforierten Deckenplatte

und dem Luftverteilkasten, welcher ein Luftverteilsystem aufweist.

Die Frischluft gelangt vom Zuluftkanal über flexible Anschlussschläuche oder einen fest

montierten Kanal in das erste Kühlelement. Ein Teil der Luft strömt durch die Perforation im

integrierten Verteilrohr in die Luftkammer. Dort wird die Luft vorgewärmt, bevor sie durch

die Deckenplatte in den Raum einströmt. Die restliche Luft wird durch den Stutzen ins

nächste Kühlelement geleitet.

Die ineinander gesteckten Elemente gewährleisten eine einfache Montage. Die Dichtungen

zwischen den Verbindungsstutzen sind mit Neoprenlippen ausgeführt.

Die Abluft kann an jeder beliebigen Stelle im Raum entnommen oder über Abluftleuchten

abgeführt werden. Typischerweise ist die Stelle der Abluftentnahme ausserhalb der aktiven

Kühlfläche. Ist dies aus Platzgründen nicht

möglich, kann die Ablufterfassung mitten

in den Zuluftelementen montiert werden,

ohne dass dadurch im Betrieb ein Kurz-

schluss von Luft entsteht.

Aufgrund der hohen Leistung des Kühl-

deckensystems muss nur ein kleiner Teil

der Decke mit aktiven Deckenelementen

ausgerüstet werden. Die Installation im

Deckenhohlraum ist jederzeit über die

angrenzenden inaktiven Deckenplatten

erreichbar.

157.

7

30.7

127.

0

19.5

45.4

14.0

43.2

66.0

116.

0

Ver

teile

rroh

r

30.0116.5

74.0

Plattenformat 600 mm/600 mm

Kastenabhänger 625

Profil Gema DP 12

6.1

6.2 6.3

7

Die Leistung der Lüftungskühldecke

errechnet sich analog einer VAV-Anlage

aus der Zu-/Abluft-Massenstrom- und

Temperaturbilanz.

KühlleistungDas Auslegungsdiagramm für die

Kühlleistung ist auf der gegenüberliegen-

den Seite zu finden. Die im Auslegungs-

diagramm 8.1 grau eingezeichnete Fläche

entspricht dem nach DIN 1946 zugfreien

Bereich. Bei diesen Messungen wurde der

Temperaturunterschied zwischen Zu- und

Raumluft gemessen. Die Systemleistung

bezieht sich auf den Temperaturunter-

schied zwischen Zu- und Abluft. Wird die

Rückluft z.B. über die Leuchten abgeführt,

steigt die Kühlleistung.

Im Kühlfall darf die maximale Luftmenge

pro Luftkasten (600 mm x 600 mm) einen

Wert von 15 m3/h oder rund 42 m3/m2h

nicht überschreiten. Das maximale ΔT

zwischen Zu- und Raumlufttemperatur

beträgt 16 K.

HeizleistungDie PV Air Luftkühldecke eignet sich auch

sehr gut als Heizdecke. Hierbei sind jedoch

einige Parameter in Hinsicht auf Komfort

und Behaglichkeit der Raumbenutzer zu

beachten.

Gemäss DIN darf die Strahlungs-

asymmetrie am Arbeitsplatz nicht mehr als

3.5 K betragen. Die Asymmetrie entsteht

durch die kühle Fassade und die warme

Fläche der Decke. Bei einer Fassadenober-

flächentemperatur von z.B. 17 °C und einer

Deckenoberflächentemperatur von 35 °C

sowie einer Wandtemperatur von 23 °C

werden diese Kriterien erfüllt.

Die an der kalten Fassade abströmende

Luft saugt Luft aus den Warmluftschichten

im Deckenbereich ab. Dadurch wird der

Kaltluftabfall im Fensterbereich verlang-

samt. Die Luftgeschwindigkeit beim

Umkehren dieser Strömung in Bodennähe

zum Raum ist kleiner als 15 cm/s und

praktisch isotherm.

Die maximale Heizleistung der REDEC Luftkühldecke beträgt 140 W/m² Kühldeckenfläche.

Im Heizfall gelten bezüglich der Veränderung der Leistung durch Dichteänderungen diesel-

ben Bemerkungen wie im Kühlbetrieb, nur mit anderen Vorzeichen.

Druckverlust

Die Werte in der oben stehenden Tabelle gelten für 1 bis 6 Kästen in Serie.

Die Werte in der oben stehenden Tabelle gelten für 1 bis 6 Kästen in Serie.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Luftmenge in m3/h pro Kasten 600 mm x 600 mm

Druc

kver

lust

in P

a

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Luftmenge in m3/h pro m2 Kühldecle

Druc

kver

lust

in P

a

Bestimmen der flächenspezifischen Kühlleistung

7.1

7.2

7.3

8

Auslegung

Das nebenstehende Diagramm zeigt die

möglichen Betriebsarten der PV Air

Luftkühldecke unter Einhaltung der Norm

DIN 1946. Gilt statt der DIN die SIA Norm,

werden die Werte um 15 % reduziert

(gelber Bereich).

Alle Messungen wurden bei Raum-

temperaturen von 26 °C und gemäss den

DIN-Messgrundlagen durchgeführt.

Die lichte Raumhöhe hat zwischen 2.0 m

und 3.3 m keinen Einfluss auf die

Kühlleistung und die Zugfreiheit des

Kühldeckensystems.

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

0 10 20 30 40 50 60

10

20

2

4

6

8

12

14

16

18

22

Korrekturfaktoren zur Kompensation der DichteänderungHöhe ü. Meer 0 300 400 800 1000 1500 2000

Korrekturfaktor 1.034 1.000 0.986 0.949 0.917 0.860 0.811

Die Leistung der Kühldecke errechnet sich aus der Zu-/Abluft-Massenstrom- und

Temperaturbilanz. Im oben stehenden Diagramm wird die Leistung als Funktion des Volu-

menstroms dargestellt. Dieses Diagramm gilt auf einer Höhe von 300 m über Meer. Auf-

grund der Dichteänderung der Luft auf anderen Höhen muss die Leistung korrigiert werden.

Zu beachten ist ebenfalls, dass bei grossen ΔT zwischen Zu- und Abluft bei gleichbleiben-

der Luftmasse verschiedene Volumenströme resultieren!

Volumenstrom in m3/hm2

Leis

tung

in W

/m2

Leis

tung

in W

/Pla

tte

Empfohlener Bereich imKühlbetrieb pro Quadrat-meter Kühldeckenfläche

Maximale Kühlleistungunter Einhaltung der Norm DIN 1946

Diagramm basiert auf:p = 1.200 kg/m3

cp = 1007 J/kgK(ZUL 11o C / 80% rel. F. / 300 m ü. M.)

Tem

pera

turd

iffer

enz

(Zul

uft –

For

tluft)

in K

8.1

8.2 8.3 8.4

8.5

9

Systemvariante

Die nebenstehende Abbildung zeigt

eine Standardlösung mit 600 mm x 600 mm

grossen Kühlelementen.

Zu- und Abluft werden von je einem

Volumenstromregler geregelt.

Die Möglichkeiten dieser Lösung sind:• Lüften• Kühlen• Heizen• VAV-Betrieb 20 – 100 %

Die Heizfunktion kann sowohl von

Radiatoren als auch von der Decke wahr-

genommen werden. Das unten stehende

Regulierungsschema zeigt einen Fall

mit Heizkörpern.

100%

0%

100%

0%

M

M

18°C 22°C 26°C

FOL

ZUL

Normal Betrieb

Raumtemperatur

Raumtemperatur

Eco Betrieb

heizen kühlen VAV

Regler

9.1

9.2

10

Einsatz als Kühlinsel

Die REDEC PV Air Kühldecke eignet sich

neben dem Einbau in glatte Deckenflächen

auch für den Einsatz als Kühlsegel.

Das Segel• kühlt den Raum mittels hochkomfor-

tabler Strahlungskühlung und führt

dabei über 200 W/m2 Kühlfläche ab.

• führt die Zuluft absolut zugfrei und

geräuschlos in den Raum ein. Die Luft

wird durch die kleinen Löcher der

ultramicroperforierten Platte in den

Raum eingebracht. Es ist kein Luft-

durchlassgitter sichtbar.

• ermöglicht Energie- und Kosten-

sparenden Free-Cooling-Betrieb.

• ist akustisch wirksam. Zusätzlich zur

Ultramicroperforation ist in der Ober-

seite des Kühlsegels ein Akustikelement

mit 50 kg/m3 Raumgewicht integriert.

• ist einfach zu montieren. Das Kühlsegel

wird als Set komplett mit einem

Rahmen und der Aufhängung geliefert.

Die Befestigung an die Betondecke

erfolgt mittels in der Höhe verstellbarer

Schnellabhänger.

• ergibt dank der feinen, praktisch

unsichtbaren Perforation ein ruhiges

Deckenbild.

• kann auf Wunsch in allen üblichen

Farben bestellt werden. Das ab-

schliessende Metallprofil ist auch als

Edelstahlprofil lieferbar.

• bietet höchste Flexibilität. Trennwände

können zwischen den Segeln direkt

vom Boden zur Betondecke erstellt

werden.

Die Abmessungen des Kühlsegels betragen 1’200 mm x 3’600 mm. Auf speziellen

Kundenwunsch können beliebige Grössen hergestellt werden. Das Grundmodul ist ein

600 mm x 600 mm grosses Element. Die Elementhöhe beträgt 160 mm.

Damit das auf der Oberseite des Kühlsegels angebrachte Akustikelement wirksam ist, wird

ein Abstand zwischen Kühlsegel und Betondecke von 200 mm empfohlen.

Die Abluft kann an einem beliebigen Ort im Raum erfasst werden. Optional ist eine im

Kühlsegel integrierte Ablufterfassung lieferbar.

10.1

10.2

Inaktiv Inaktiv

10.3

11

Akustik

Die ultramicroperforierte REDEC Luft-

kühldecke Typ PV Air wirkt dank den

kleinen Lochdurchmessern der Perforation

schallabsorbierend. Beim Schalldurchgang

durch die vielen winzigen Stanzungen reibt

sich die Luft an den Lochrändern. Dadurch

wird Schallenergie abgebaut.

Herkömmliche Absorber wie Mineralwolleinlagen oder das Akustikvlies absorbieren die

Schallenergie durch Reibung an den Fasern. Mit der Ultramicroperforation ist Schallabsorption

ganz ohne Faserstoffe möglich. Die feinen Löcher sind optisch praktisch nicht wahrnehmbar.

Das Diagramm 11.1 zeigt den Schallabsorptionsgrad einer REDEC PV Air Kühldecken-

platte, das untere den Absorptionsgrad einer inaktiven Platte mit derselben Perforation.

Die Werte hängen von der Höhe in der Hohldecke ab und wurden nach der EN 20354-

Norm gemessen.

1.4

125 400020001000500250

1.2

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

0.0

αs

Hz

1.4

αs

125 4000Hz

20001000500250

1.2

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

0.0Abhänghöhe 200 mmAbhänghöhe 400 mm

Akustikwerte für aktive Deckenflächen

Akustikwerte für inaktive Deckenflächen

11.1

11.2

11.3 11.4

Barcol-Air AGWiesenstrasse 5, 8603 SchwerzenbachT +41 58 219 40 00, F +41 58 219 40 01barcolair.com

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