Innovationen

Die interpanel Klimaleuchte als multifunktionale Raumklimalösung

Licht | Akustik | Heizen | Kühlen
in einem multifunktionalen Deckensegel

Flächenkühlung ohne Taupunktabschaltung

Kühldecke ohne Taupunktabschaltung.
Jederzeit 100% Kühlleistung.
Vorlauftemperatur ab 6 °C.

Modular
vorgefertigt

Montagefertig geliefert.
Zügige und staubfreie Installation.
Umzugsfähig und flexibel.

HCL-LED Flächenlicht
für Arbeitsplätze

Stufenlos dimmbar. Intelligente Sensorik.
Lichtfarbtemperatur nach dem Tagesrhythmus.
Flickerfreie und natürliche Farbwiedergabe.

Funktionsweise von Heiz- Kühldecken

Kombinierte Heiz-, Kühldecken sind durch einen hydraulischen Kreislauf (reines Wasser oder Wasser/Glykolgemisch) thermisch aktivierte Raumoberflächen. Durch eine Erwärmung oder Abkühlung der raumseitigen Fläche, durch das geheizte oder gekühlte Fluid, wird dem Raum Wärme zu- (Heizen) oder abgeführt (Kühlen).

Als Wärme-, oder Kältequelle sind vielfältige Varianten möglich (z.B. Luft-Wasser Wärmepumpen, Wasser/Wasser Wärmepumpen mit Erdsonden, Solarthermiekollektoren oder andere Heiz-, Kühlsysteme). Kombinationen mit Fotovoltaiksystemen oder thermischen, elektrischen Speichern sind ebenfalls möglich. Die Wärme- und Kältequelle erzeugt die benötigte Leistung zur Erhaltung der Raumtemperatur, indem Sie das durch die Fläche strömende Fluid und die angebundene raumseitige Oberfläche erwärmt oder abkühlt.

Die Wärmeübergabe der Fläche zum Raum basiert auf den grundlegenden Wärmetransportmechanismen: Konvektion, Wärmeleitung und Wärmestrahlung.

In der Praxis werden vorwiegend genutzt:

  • Konvektion – die Raumluft wird erwärmt oder abgekühlt wird (wie z.B. bei einem Föhn oder einer Klimaanlage)
  • Wärmestrahlung, mit welcher der Wärmeaustausch der Raumoberflächen beeinflusst wird (z.B. heiße Glut am Lagerfeuer, kühler Nachthimmel)

Konvektiv arbeitende Systeme

Heizfall

Konvektiv heizende Systeme finden sich zumeist in älteren Gebäuden, z.B. durch Konvektionsheizkörper mit Lamellen. Diese erwärmen die Raumluft zügig, sodass gefühlt eine schnelle Aufheizung des Raumes möglich ist. Massive Wände, insbesondere mit schlechtem Dämmwert, bleiben aber kalt. Aufgrund der nicht gleichmäßigen Temperaturverteilung kommt es daher oft zu einem unbehaglichen Raumgefühl. Die Wand ist kühl, die Raumluft ist warm und meist auch relativ feucht. Zusätzlich können durch die üblicherweise hohen verwendeten Vorlauftemperaturen höhere Strömungsgeschwindigkeiten der Luft entstehen. Dadurch werden Staub, Pollen und andere Partikel im Raum aufgewirbelt. Der Effekt wird in der Regel durch schlecht gedämmte Wände noch verstärkt.

Kühlfall

Für den Kühlfall arbeiten Luftklimaanlagen nach dem gleichen Prinzip. Durch Ventilatoren wird die Raumluft über einen engmaschigen Wärmetauscher geführt. Damit kühlt sich die Raumluft ab und wird im gleichen Zug auch entfeuchtet. Herausforderungen bei der Abkühlung von Luft sind die engen und zwingend notwendigen Wartungsintervalle der Staub- und Keim sammelnden raumseitigen Wärmetauscher. Durch die für die Wärmeübertragung notwendige Luftströmung treten oft unangenehme Zugluft und nicht nutzbare Raumbereiche auf (z.B. seitlich, oder direkt unter einem Aggregat oder im Strömungsbereich der Auslassdüse). Dies reduziert, insbesondere im Gewerbebau, die real nutzbare Fläche und Flexibilität maßgeblich. Die Zugluft und verwirbelte Keime können krank machen und eine potenzielle Gesundheitsgefahr darstellen. Die zumeist angegebenen Leistungen können oft nur unter maßgeblichen Kompromissen in der Behaglichkeit realisiert werden.

Mit Wärmestrahlung arbeitende Systeme

Heizfall

Als Wärmetransportmechanismus wird der jederzeit wirkende Austausch von Wärmestrahlung genutzt. Jede Oberfläche über dem absoluten Nullpunkt tauscht permanent Energie in Form von Wärmestrahlung mit der Umgebung aus. Luft ist dabei nachezu transparent für Wärmestrahlung. Daher wird im Innenraum durch Wärmestrahlung keine Luft erwärmt oder abgekühlt. Eine z.B. 50 °C warme Wandfläche heizt damit die kühleren Decken und gegenüberliegenden Raumflächen auf. Durch die erwärmten Oberflächen erwärmt sich der Raum gleichmäßig durch die erwärmten Raumoberflächen.

Kühlfall

Im Kühlfall geben die warmen Oberflächen im Raum Wärmestrahlung an die gekühlte Fläche ab. Über den Wasserkreislauf wird die Wärme dann aus dem Raum, bzw. Gebäude abtransportiert. Im Gegensatz zu Klimaanlagen, kühlen Flächenkühlsysteme nahezu ohne Konvektion. Dabei werden ebenfalls die Raumoberflächen, über die Abgabe von Wärmestrahlung an die gekühlte Fläche, abgekühlt. Durch die Abkühlung der einzelnen Raumoberflächen kühlt sich folglich die Luft und damit der gesamte Raum ab.

Flächenkühlsysteme mit Taupunktbegrenzung

Bei bisherigen konventionellen Flächenkühlsystemen kann es im Sommer durch die Taupunkttemperatur der Luft problematisch werden. Insbesondere in Kombination mit natürlicher Lüftung, z.B. über Fenster wird die Taupunkttemperatur der Luft an den Kühlwasser führenden Leitungen schnell erreicht. Dadurch kommt es zur Abschaltung des Systems. Alternativ wird die Wassertemperatur erhöht, was die Kühlleistung im realen Betrieb um bis zu 80 %, oder gänzlich reduziert. Die Taupunkttemperatur der Luft ergibt sich dabei aus der Temperatur und dem Feuchtegehalt der Luft. In der Folge einer Abschaltung mehren sich dann die Nutzerbeschwerden über zu heißes Raumklima und steigende Konzentrationsstörungen.

Durch diesen bisher bestehenden Effekt und das zunehmend wärmer werdende Klima im Sommer wird die Leistung konventioneller Flächenkühlsysteme maßgeblich reduziert. Insbesondere in Verbindung mit natürlicher Lüftung ist die konventionelle Flächenkühlung damit an mehreren Tagen oder sogar Monaten im Jahr ohne Funktion. Die bisher physikalisch unvermeidbare Unterschreitung der Taupunkttemperatur führt an der Kühlfläche und den wasserführenden Rohren zu Tauwasserausfall und langfristig zu Bauschäden.

Durch die in interpanel integrierte Umgehung der Taupunktproblematik, wird so ein hoher Sicherheitsfaktor geschaffen. Dieser lässt eine zuverlässige Abfuhr der Wärme aus dem Raum zu. Auch bei natürlicher Lüftung und im Hochsommer wird so ein angenehmes Raumklima gewährleistet.

Flächenkühlung ohne Taupunktabschaltung

1. Warum wurde die tauwasserfreie Flächenkühlung, oder Kühldecke, entwickelt?

Alle bisher im Markt verfügbaren konventionellen Flächenkühlsysteme stoßen insbesondere im Sommer an ihre Leistungsgrenzen. Wie an einem kalten Glas Limonade fällt an den gekühlten Oberflächen Tauwasser aus. Möglichkeiten sind eine Erhöhung des Vorlauf-Temperaturniveaus, wodurch bis zu 80 % der geplanten Kühlleistung verloren geht. Statt der üblichen 80 W/m2 stehen so im realen Betriebsfall nur rund 20-30 W/m2 zur Verfügung. In der Folge wird es schnell zu heiß im Raum. Wenn die Kühldecke mit niedrigen Vorlauftemperaturen weiter betrieben wird, kommt es zum kritischen Tauwasserausfall oder zum Abschalten der Kühldecke. In der Folge “tropft es von der Decke” und im schlimmsten Fall kommt es zur Schimmelbildung an der Kühldecke. Insbesondere in der Bestandsnachrüstung und im Zusammenspiel mit natürlicher Lüftung funktionieren konventionelle Flächenkühlsysteme im mitteleuropäischen Sommer daher nicht mit der nach DIN EN 14240 geprüften und erwarteten Kühlleistung.

Vorteile des interpanel-Systems:

  • Keine Taupunktabschaltung
  • Bis zu 300 % höhere Kühlleistung
  • Absolut Betriebssicher
  • unabhängig geprüft nach aktuellen Normen

2. Wie funktioniert die “tauwasserfreie Flächenkühlung”?

Flächenkühlsysteme arbeiten überwiegend mit dem natürlichen und permantenen Wärme-Strahlungsaustausch von Oberflächen. Wärme emittierende Oberflächen geben mehr Wärmestrahlung an kühle Oberflächen ab, als diese zurück senden. Dadurch “strahlt” eine warme Hautoberfläche mit ca. 30 °C auf eine gekühlte Fläche mit z.B. 16 °C und gibt so dauerhaft Wärme ab. Es fühlt sich kühl an. Dies funktioniert ohne Luftbewegung und repräsentiert bis zu 60 % der abgegebenen Wärme des Menschen.

Der Unterschied

Bei konventionellen Systemen steht die Wärme aufnehmende Oberfläche in direktem Kontakt mit der Umgebungsluft. Durch jahrelange Entwicklung in Zusammenarbeit mit renommierten Forschungsinstitutionen und Unternehmen gelang es ein Polymer zu entwicklen, welches hoch-transparent für Wärmestrahlung ist. Dieses wird vor die gekühlte Fläche gespannt und ist gleichzeitig Wasserdampf-diffusionsdicht. Dadurch kommt die feuchte Umgebungsluft nicht an die gekühlte Fläche und kann nicht auskondensieren. Im Ergebnis bleibt die sichtbare Oberfläche warm, fühlt sich aber kühl an.
Die Wärmstrahlung dringt durch das Polymer auf die durch einen Kreislauf gekühlte Oberfläche und führt die Wärme von den Personen und aus dem Raum ab.

Auszug der Veröffentlichungen

  1. Revisiting radiant cooling: condensation-free heat rejection using infrared-transparent enclosures of chilled panels

    Eric Teitelbaum, Adam Rysanek, Jovan Pantelic, Dorit Aviv, Simon Obelz, Alexander Buff, Yongqiang Luo, Denon Sheppard & Forrest Meggers
     (2019) Revisiting radiant cooling: condensation-free heat rejection using infrared-transparent enclosures of chilled panels, Architectural Science Review, 62:2, 152-159, DOI: 10.1080/00038628.2019.1566112
    Princeton University, School of Architecture, USA, University of British Columbia, Vancouver, School of Architecture, CAN, University of California, Berkeley, Center for the Build Environment, USA, Interpanel GmbH, Germany, Princeton University, Andlinger Center for Energy and the Environment, USA
  2. Fraunhofer Institut für Bauphysik
  3. Springer Professional

3. Was hat das für Vorteile?

Die zuverlässige, bedarfsgerechte und individualisierbare stille, wartungsfreie und hygienische Hochleistungskühlung wird möglich. Im Vergleich zur Luftkühlung, welche innerhalb der Norm-Komfortgrenzen nur ca. 25 % der Kühlleistung der akustisch wirksamen Klimaleuchte von interpanel erreichen kann und für bis zu 60 % Unzufriedenheit sorgt, steht jetzt ein an den natürlichen Prinzipien orientiertes Hochleistungssystem zur Auswahl.

Vorteile

  • zugluftfrei, wartungsfrei, hygienisch
  • bis zu 55 % weniger belegte Deckenfläche
  • individuelle und zonale Kühlung/Heizung
  • Über 80 % verfügbare Kühlleistung bei 22 °C
  • keine Taupunktabschaltung

Modular, multifunktionales Deckensegel

1. Warum sind das interpanel Klimapanel und die Klimaleuchte modular?

Viele Gebäude sind bereits gebaut und müssen zügig oder im Betrieb raumklimatisch ertüchtigt werden. Neue Bauvorhaben haben enge Terminpläne und individuelle Anpassungen von Systemen sind in der Planung und Ausführung kostenaufwendig und oft zeitintensiv. Das interpanel-System verlagert die auf der Baustelle üblicherweise notwendigen Prozesse in die eigene Fertigung. Dort wird unter kontrollierten Bedingungen das System vorgefertigt und kommissioniert. Dadurch erhöht sich die Prozessicherheit und Ausführungsqualität. Die Zeit und der Installationsaufwand auf der Baustelle wird auf ein Minimum reduziert.

Vorteile

  • Vorgefertigt für eine schnelle Installation
  • bewährte hydraulische Schnellkupplungen
  • staubfreie Montage
  • Vier Lösungen in einer Installation
    (Licht, Akustik, Heizen, Kühlen)

2. Wie funktioniert das?

Das thermisch aktivierte Deckensegel wird von einem umlaufenden Aluminium-Profilrahmen eingefasst. Durch die Standard-Maschinenbauprofilnuten werden die voneinander getrennten Rahmen des Kühl-, Heizsegels und des Polymerträgerrahmens miteinander verbunden. Die Nuten dienen ebenfalls zur Aufnahme der Abhängung und Anbauteile und ermöglichen höchstmögliche Flexilibität in Funktion und Design. Das vorgefertigte Aluminium-Verbundsystem wird anschließend als installationsfertiges Deckensegel direkt auf die Baustelle geliefert. Zur Montage werden Edelstahlseilabhänger an der Decke befestigt und das Deckensegel abgehangen, bzw. eingefasst.

2. Was sind die Vorteile?

Das Verbundsystem benötigt keine Schweiß- oder Lötarbeiten, bzw. Bohrungen, welche bei derartigen System schon oft zu hohen Bauschäden geführt haben. Mit der nahezu werkzeuglosen und schnellen Montage ist ein optimaler Ablauf garantiert.

Vorteile

  • alle Komponenten sind vorkonfektioniert
  • minimaler Installationsaufwand ohne Schweiß- oder Lötarbeiten
  • umlaufende Profilnuten für jede Montagesituation
  • zügige, staubfreie Montage

Das HCL-LED Flächenlicht

1. Warum ein HCL-LED Flächenlicht?

Neueste LED- und Steuerungstechnologien schaffen mit interpanel eine neue Qualität der Beleuchtung von Lebens- und Arbeitsstätten. Dem natürlichen Verlauf der Sonne und unserem biodynamischen Rhytmus folgend bildet die interpanel Klimaleuchte das Helligkeits- und Farbtemperaturspektrum ab. Von warmen Lichtfarben mit 3000 K bis zu kaltweißen Lichtfarben mit 6500 K Lichttemperatur ist ein stufenloser Wechsel möglich. Durch die Nachbildung tageslichtnaher Beleuchtung wird nachweislich die Zufriedenheit und Aktivität positiv beeinflusst.

Human centric lighting (HCL): “Die Menschen entwickelten sich über Millionen Jahre hinweg in Einklang mit ihrer natürlichen Umgebung. Gutes Licht ist aber nicht nur Voraussetzung für gutes Sehen, sondern steuert auch unsere „innere Uhr“. Die volle Dynamik des Tageslichts lässt sich nicht auf die künstliche Beleuchtung übertragen. Zahlreiche wissenschaftliche Untersuchungen belegen inzwischen aber, dass eine an der Natur orientierte Beleuchtung Wohlbefinden und Motivation steigert.” Quelle

Insbesondere ältere Menschen benötigen aufgrund der vorhandenen Linsentrübung mehr als nur normkonforme “500 lx am Arbeitsplatz”. Unsere Klimaleuchte kann daher von 0 bis über 2000 lx pro Farbkanal am Arbeitsplatz schaffen. Damit wird auch bei schwierigen Arbeiten und individuellen Bedürfnissen Sicherheit und Konzentration unterstützt.

Vorteile

  • Abbildung tageslichtnaher Beleuchtung
  • große Lichtfläche für optimale biologische Wirkung
  • diffuse, gleichmäßige und blendfreie Raumausleuchtung
  • individuell einstellbare Lichtstärke und Farbe
  • 100 % Flickerfrei

“Eine solche Komplettlösung benötigt etwa 30 Prozent mehr Energie als ungeregelte, nicht farbveränderliche Beleuchtungsanlagen mit LEDs. Im gleichen Maß stieg in Hamburg allerdings die Produktivität der Mitarbeiter: Sie sind konzentrierter und fühlen sich motiviert.” Quelle

2. Wie funktioniert das?

Das mit Kooperationspartnern entwickelte neue LED-System wird direkt auf der Heiz- und Kühlfläche angebracht. Im Zusammenspiel mit optischen Komponenten und der infrarot-transparenten Polymerschicht wird so eine gleichmäßige Flächenausleuchtung erreicht. Wir legen besonderen Wert auf Marken-LED´s von führenden Herstellern, damit eine maximale Lebensdauer, Leuchtkraft und Leistung über den langen Betriebszeitraum sichergestellt wird. Unser LED-System ist in der Klimaleuchte verbaut und wird durch externe Netzteile und Steuerungssysteme angesprochen. Damit ist jederzeit eine einfache Wartung der Komponenten gewährleistet. Das LED-System ist reversibel mit dem Leuchtenkörper verbaut und kann getauscht werden.

3. Was sind die Vorteile?

Mit dem speziellen Aufbau und der Kombination von Leuchtmittel und aktiver Kühlung wird eine maximale Lebensdauer der LED Komponenten erreicht. Das Flächenlicht überzeugt durch seine hohe Leuchtkraft und den innovativen Aufbau, welcher ein individualiserbares am Menschen orientiertes Lichtklima schafft.

Vorteile

  • alle Komponenten sind reversibel
  • hohe Effizienz
  • aktiv gekühlte LED´s für maximale Lebensdauer
    ohne Wärmeeintrag
  • sehr hohe Lichtstärke möglich

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