-
Die
Erfindung betrifft ein Dekorationsobjekt mit einer dem Benutzer
zugewandten Eisschicht.
-
Aus
dem Stand der Technik sind Eisskulpturen bekannt, die als dreidimensionale
Raumobjekte ausgestaltet sind. Solche Dekorationsobjekte werden vornehmlich
im Winter als Kunst- oder Werbemittel im Außenbereich aufgestellt und
sind aus einem massiven Eisblock gefertigt. Eine Aufstellung im
Innenbereich eines Gebäudes
oder bei Temperaturen über
dem Gefrierpunkt scheidet aus.
-
Es
ist Aufgabe der Erfindung, ein Dekorationsobjekt der eingangs erwähnten Art
bereitzustellen, das auch bei einer Umgebungstemperatur oberhalb
des Gefrierpunktes dauerhaft aufstellbar ist.
-
Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass für
das Dekorationsobjekt der Verdampfer einer Kälteanlage verwendet wird. Auf
dem Verdampfer ist die Eisschicht aufgefroren. Der Verdampfer ist
plattenförmig
ausgebildet, so dass sich die Eisschicht als geschlossene oder zumindest
teilweise geschlossene Decke ausbilden lässt.
-
Auf
diese Weise lassen sich beispielsweise flächige Eisbilder erzeugen. Vorteilhafter
Weise ist die dem Betrachter zugewandte Oberfläche auf einer Temperatur bei
etwa 0°C
gehalten, so dass keine weitere Auffrierung der Eisschicht durch
Kondensationseffekte entstehen. Dies wird auf einfache Weise durch
eine Anpassung der Dicke der Eisschicht und der Kälteleistung
des Verdampfers erreicht. Damit ist dann auch eine Verletzungsgefahr
verhindert, die entstehen könnte,
wenn die Eisschicht eine Oberflächentemperatur
deutlich unter 0°C
hätte (Verbrennung
durch Festfrieren der Haut).
-
Gemäß einer
bevorzugten Erfindungsausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass
die Wärmetauscherfläche dreidimensional
verformt ist. Dabei macht man sich die Erkenntnis zunutze, dass
die Eisschicht im Wesentlichen der Kontur des Wärmetauschers folgt. Somit können sich
komplexe Raumgeometrien erzeugen.
-
Das
Dekorationsobjekt kann dann beispielsweise so gestaltet sein, dass
die Wärmetauscherfläche eine
zylindrische oder teil-zylindrische Geometrie aufweist und dass
die Mittellängsachse
der zylindrischen oder teil-zylindrischen Wärmetauscherfläche vertikal
oder annähernd
vertikal ausgerichtet ist. Auf diese Weise lassen sich Eissäulen schaffen.
-
Für den Verdampfer
ergibt sich dann eine einfache Bauweise, wenn vorgesehen ist, dass
der er eine Trägerplatte
aufweist, mit der eine Tauscherplatte verbunden ist, und dass zwischen
der Trägerplatte und
der Tauscherplatte Strömungskanäle gebildet sind,
wobei die Strömungskanäle im Bereich
zwischen zwei zumindest bereichsweise durchgehenden Schweißnähten gebildet
sind.
-
Um
bei einem solchen Verdampfer eine möglichst gleichmäßige Kälteleistung
auf der Wärmetauscheroberfläche zu erzielen,
kann es vorgesehen sein, dass im Bereich zwischen den Schweißnähten eines
Strömungskanals
die Tauscherplatte und die Trägerplatte über punktförmige Schweißverbindungen
miteinander verbunden sind und dass im Bereich zwischen den Schweißverbindungen
und/oder den Schweißverbindungen
und den Schweißnähten die Trägerplatte
und/oder die Tauscherplatten zur Bildung von Strömungsbereichen der Strömungskanäle aus der
Plattenebene heraus dreidimensional verformt ist. In den vorformten
Strömungsbereichen
entstehen in der Kältemittelströmung Verwirbelungen. Diese
sorgen für
eine gleichmäßige Wärmeabfuhr.
-
Ein
solcher Verdampfer lässt
sich dadurch einfach fertigen, dass die Schweißnähte und/oder die Schweißverbindungen
in Form von Rollschweißnähten ausgeführt sind.
-
Eine
mögliche
Erfindungsvariante ist dergestalt, dass die Strömungskanäle des Verdampfers horizontal
oder annähernd
horizontal verlaufen und die Biegelinie des die Verformung des Verdampfers erzeugenden
Biegung quer zur Längserstreckung der
Strömungskanäle verläuft. Dann
kann das Kältemittel
den Verdampfer mäanderförmig und
entgegen der Schwerkraftrichtung durchströmen, so dass ein zuverlässiger Betrieb
möglich
wird.
-
Ein
erfindungsgemäßes Dekorationsobjekt kann
dadurch gekennzeichnet sein, dass zwei oder mehrere Verdampfer bausatzartig
ausgebildet und miteinander verbunden sind und dass die Kältemittel-Zuleitungen
zu den Verdampfern parallel geschaltet sind. Aus den Verdampfern
lassen sich dann komplexe Raumformen und/oder große Bauweisen
gestalten.
-
Die
Erfindung wird im Folgenden anhand eines in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispieles
näher erläutert.
-
Es
zeigen:
-
1 in
schematischer Darstellung ein Dekorationsobjekt in Form einer Eissäule;
-
2 das
Dekorationsobjekt gemäß 1, wobei
Befestigungsmittel und die Eisschicht kenntlich gemacht sind;
-
3 ein
Horizontalschnitt durch einen Wärmetauscher
entlang dem in 4 mit III-III kenntlich gemachten
Schnittverlauf;
-
4 einen
Vertikalschnitt durch den Wärmetauscher
entlang dem in 3 mit IV-IV angedeuteten Schnittverlauf
und
-
5 eine
Detaildarstellung des Dekorationsobjekts gemäß 2.
-
In
den 1 und 2 ist ein Dekorationsobjekt
dargestellt. Es handelt sich dabei um eine zylindrische Eissäule, die
in Innenräumen,
beispielsweise in Schwimmbädern,
Saunalandschaften usw. aufgestellt werden kann.
-
Das
Dekorationsobjekt umfasst eine Stütze 11, beispielsweise
eine gebäudeseitige
Vertikalstütze,
die über
eine Bodenplatte 12 auf den Boden abgestützt ist.
Die Stütze 20 ist
von einem Wärmetauscher,
nämlich
einem Verdampfer 20 einer Kälteanlage umgeben. Zwischen
dem Verdampfer 20 und der Stütze 11 ist ein umlaufender
ringförmiger
Abstandsbereich geschaffen, der mit Isoliermaterial ausgefüllt sein
kann. Zur Befestigung des Verdampfers 20 an der Stütze 11 sind
Streben 13 verwendet, deren Detailgestaltung der 5 entnehmbar
ist. Wie diese Zeichnung zeigt, weist die Strebe 13 eine
Befestigungsplatte 13.2 mit Schraubenaufnahmen auf. An die
Befestigungsplatte 13.2 ist ein Profilstück 13.1 mit L-förmigem Querschnitt
angeschweißt.
-
Das
Profilstück 13.1 wiederrum
ist an seinem, der Befestigungsplatte 13.2 abgewandten
Ende mit der Innenkontur des Verdampfers 20 verschweißt. Zur
Befestigung des Verdampfers 20 werden Befestigungsschrauben 13.3 durch
die Befestigungsaufnahmen der Befestigungsplatte 13.2 hindurch
gesteckt und in die Stütze 11 eingeschraubt. Zwischen
der Befestigungsplatte 13.2 und der Stütze 11 ist ein wärmedämmendes
Element 13.4, beispielsweise eine Holzplatte eingebaut.
-
Die
Gestaltung des Verdampfers 20 ergibt sich aus den 3 und 4.
Wie diese Zeichnungen veranschaulichen, weist der Verdampfer 20 eine Trägerplatte 26 auf,
auf die eine Tauscherplatte 27 aufgesetzt ist.
-
Für die Herstellung
des Verdampfers 20 werden die Trägerplatten 26 und
die Tauscherplatte 27 als gleichgroße, aber unterschiedlich dicke
Blechformate geschnitten. Diese Blechformate werden planparallel
aufeinander gelegt und mit einer umlaufenden Verschweißung 25 aneinander
geschweißt. Dann
werden die in 3 erkennbaren Schweißnähte 23 als
Rollnahtschweißung
erzeugt. Diese Schweißnähte 23 verbinden
ebenfalls die Tauscherplatte 27 mit der Trägerplatte 26.
Die Einzelnen Schweißnähte 23 erstrecken
sich ausgehend von einer Verdampferlängskante in Horizontalrichtung
und enden in Abstand zu der gegenüberliegenden Verdampferlängskante.
Da die Schweißnähte 23 wechselständig von
den jeweiligen Verdampferlängskanten
ausgehen, ergibt sich zwischen den Schweißnähten 23 ein Mäander. Anschließend werden
die Wärmetauscherplatte 27 und
die Trägerplatte 26 mit
einer Vielzahl von punktförmigen
Schweißverbindungen 24 aneinander
geheftet. Die Schweißverbindungen 24 werden
dabei ebenfalls im Rollnahtschweißverfahren erzeugt und sind
daher längs
von Linien angeordnet, die parallel zu den Schweißnähten 23 verlaufen.
Die einzelnen Schweißverbindungen 24 sind
zueinander in gleicher Teilung beabstandet angeordnet. Die Schweißverbindungen 24 der
benachbarten Linien sind um den halben Teilungsabstand zueinander
versetzt angeordnet. Der Linienabstand entspricht ebenfalls dem
halben Teilungsabstand. Die Trägerplatte 26 ist
mit zwei Durchbrüchen
versehen, die einen Kältemitteleinlass 21 und
einen Kältemittelauslass 22 bilden.
-
An
diese Durchbrüche
können
Anschlussstutzen (nicht gezeigt) angeschweißt werden. Mit den Anschlussstutzen
werden Druckluftleitungen (oder Hydraulikleitungen) verbunden. Durch
eine Druckbeaufschlagung verformt sich die Tauscherplatte 27 in den
Bereichen, in denen sie nicht mit der Trägerplätte 26 verschweißt ist,
dreidimensional aus der Plattenebene heraus. Dabei bilden sich zwischen
den Schweißnähten 23 Strömungskanäle 27.3.
Im Bereich zwischen den punktförmigen
Verschweißungen 24 entstehen
kalottenförmig
gewölbte
Oberflächenbereiche,
die Strömungsbereiche 27.2 der
Strömungskanäle 27.3 einschließen.
-
Zur
Bildung des in den 1 und 2 gezeigten
zylindrischen Verdampfers 20 wird die in den 1 und 2 gezeigte
Beaueinheit um eine Biegeachse zylindrisch gebogen, wobei diese
Biegelinie senkrecht zu den Schweißnähten 23 und in 3 vertikal
verläuft.
-
In
der 1 ist veranschaulicht, dass zwei Verdampfer 20 zur
Bildung einer großen
Dekorationsoberfläche übereinander
gestellt sind. Die Verdampfer 20 sind gleich aufgebaut,
so dass eine bausatzartige Montage möglich ist. An den Kältemitteleinlass 21 und
den Kältemittelauslass 22 der
Verdampfer 20 sind jeweils, mittels Ventilen 32, 42 absperrbare
Stichleitungen 31, 41 angeschlossen. Diese sind
jeweils parallel an eine Kältemittel-Zuleitung 30 beispielsweise
-Ableitung 40 angeschlossen.
-
Während des
Betriebseinsatzes strömt durch
die Kältemittel-Zuleitung 30 und
die Stichleitungen 31 flüssiges Kältemittel der angeschlossenen Kälteanlage
in den Verdampfer 20 ein. Das Kältemittel fließt durch
die Strömungskanäle 27.3 wobei
sich bedingt durch die kalottenförmige
Gestalt der Strömungsbereiche 27.3 eine
Strömungsverwirbelung einstellt.
Das Kältemittel
nimmt über
die Tauscherplatte 27 Wärmeenergie
aus der Umgebung auf. Dabei wird die Wärmetauscherplatte 28 auf
eine Temperatur unter 0°C
abgekühlt.
Dann kann entweder aktiv Wasser über
die Wärmetauscherfläche geleitet
werden oder es friert passiv aus der Luft ausfallendes Kondensat
auf der Wärmetauscherplatte 27 auf.
Auf diese Weise bildet sich eine Eisschicht E, die die Kontur des
Verdampfers 20 nachgeformt.
-
Um
sicherzustellen, dass eine Eisbildung über die gesamte Oberfläche der
Wärmetauscherplatte 27 stattfindet,
wird der Verdampfer 20 so betrieben, dass am Kältemittelauslass
noch flüssiges Kältemittel
ansteht.