DE29600420U1

DE29600420U1 - Thermo-Element

Info

Publication number: DE29600420U1
Application number: DE29600420U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-01-12
Filing date: 1996-01-12
Publication date: 1996-03-21
Anticipated expiration: 2006-01-13

Description

Uwe Begemann
Jörg-Unkair-Str. 10
49143 Bissendorf

THERIViO-ELEMENT

Die Erfindung bezieht sich auf ein Thermo-Element für den Durchfluß eines Wärmeträgermediums gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 .

Bekannte Wärmetauscher bestehen im Wesentlichen aus starren und/oder flexiblen Rohren, die auf einem Trägerelement aufgebaut werden müssen und somit einen großen Montageaufwand, verursachen. Je nach verwendeten Materialien sind die Eigengewichte dieser Wärmetauscher relativ hoch. Für die Montage kommen Rohre verschiedener Querschnittsformen und Durchmesser zum Einsatz, die querschnitts- und materialbedingt das Maximum ihrer Biegefähigkeit vorgeben, woraus sich der Nachteil ergibt, daß sie nur so nahe aneinander verlegt werden können, wie es der Biegeradius der verwendeten Rohrart erlaubt. Durch diese Tatsache wird der Wirkungsgrad eines solchen Wärmetauschers negativ beeinflußt, da man für die Verlegung einen verhältnismäßig großen Abstand zwischen den Rohren wählen muß. Die Lösung dieses Problems wird bei bekannten Systemen durch den Einsatz von flexiblen oder starren Rohrendverbindern herbeigeführt. Daraus ergibt sich allerdings der Nachteil eines großen Montageaufwandes und, bedingt durch die vielen Verbindungen, eine Erhöhung der Fehlerrate.

Es sind als Wärmetauscher auch sogenannte &ldquor; Rohrmatten &ldquor; bekannt, die aus zusammengefaßten Kapillarröhrchen bestehen. Diese Bauart ist besonders aufwendig in ihrer Herstellung, da jedes einzelne Kapillarröhrchen sowohl mit dem Vorlauf-, als auch mit dem Rücklaufrohr einer Ver- bzw. Entsorgungsleitung möglichst unlösbar verbunden werden muß. Zudem besteht auch bei diesem System die Gefahr einer hohen Fehlerrate durch die Vielzahl der Anschlüsse, die getätigt werden müssen. Ein weiterer Nachteil dieser Bauart ist der relativ hohe Betriebsdruck, der trotz seiner negativen Konsequenzen aufgrund der geringen Rohrquerschnitte gefahren werden muß.

Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, ein Thermo-Element zu schaffen, das ein geringes Eigengewicht hat, einfach und schnell herzustellen ist und ebenfalls einfach und schnell mit einer geringen Fehlerrate installiert werden kann. Außerdem soll der Wirkungsgrad durch eine dichtere Anordnung der das Wärmeträgermedium führenden Kanäle erhöht werden.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch Verwendung zweier Folien, die gemäß Anspruch 1 punkt- bzw. linienförmig miteinander verschweißt und/oder verklebt werden. Hinsichtlich weiterer Gestaltungsmerkmale wird auf die Ansprüche 2 - 8 hingewiesen.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Thermo-Elementes ermöglicht eine einfache und kostengünstige Herstellung des Elementes mit einem geringen Eigengewicht, eine einfache und schnelle Montagemöglichkeit in die üblichen Deckensysteme und einen hohen Wirkungsgrad durch dicht aneinander angeordnete Kanäle, die das Wärmeträgermedium führen.

Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Thermo-Elementes werden zwei dehnbare Folien verwendet, die übereinandergelegt und an den Rändern dicht miteinander verschweißt oder verklebt werden, wobei zwei Öffnungen unverschweißt/-verklebt bleiben, in die je ein Vor - oder ein Rücklaufrohr eingeführt und dicht umschlossen wird.

Die Innenfläche des kissenförmigen Thermo-Elementes wird durch weitere Schweißnähte in Durchlaufkanäle aufgeteilt, die den Fluß des Wärmeträgermediums regeln sollen. Bei der Verwendung gleichstarker Folien dehnen sich die durch die Schweißung hergestellten Kanäle gleichmäßig nach unten und nach oben aus und bilden so je nach Nahtabstand und aufgewendetem Druck einen kreisrunden bis ovalen Querschnitt, wobei der ovale Querschnitt wegen der breiteren Auflagefläche eine bessere Temperaturübertragung gewährleistet und somit den Wirkungsgrad verbessert.

Wenn eine der Folien wesentlich stärker bzw. steifer gewählt wird als die andere, kann die Temperaturübertragung noch verbessert werden, da sich nur die schwächere Folie ausdehnt und somit der Leitungsquerschnitt nur einen Halbkreis, bzw. ein halbes Oval bilden kann.

Eine weitere Verbesserung der Temperaturübertragung und damit des Wirkungsgrades des Thermo-Elementes kann erreicht werden, wenn die Durchlaufkanäle in eine der Folien eingeformt werden, was beispielsweise im Spritzgußverfahren bewerkstelligt werden kann. Hierbei können die Vorlaufkanäle breit und flach, dagegen die Rücklaufkanäle schmal und hoch ausgebildet werden, so daß das zugeführte Wärmeträgermedium im Vorlauf einen verhältnismäßig größeren Flächenanteil des Thermo-Elementes einnimmt als im Rücklauf.

Der geringe Herstellungsaufwand, bedingt durch die Verwendung von nur vier Einzelteilen, die in nur einem Arbeitsgang miteinander verschweißt und/oder verklebt werden können und die Möglichkeit, die

Betriebskosten durch die Erhöhung des Wirkungsgrades zu senken, tragen somit zur Lösung der gestellten Aufgabe bei. Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung gegenüber bisher bekannten Systemen ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und der Zeichnung, die einige Ausfuhrungsbeispiele des erfmdungsgemäßen Thermo-Elementes veranschaulichen.
In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 : Eine schematische Darstellung der Kanalführung in einem erfindungsgemäßen Thermo-Element.

Fig. 2, 3 und 4 : Darstellung von möglichen Querschnittsformen im Schnitt A - A in Fig. 1. Der Vorlaufbzw, der Rücklaufstutzen ist nicht dargestellt.

Fig. 5 : Schematische Darstellung einer alternativen Kanalführung.

Fig. 6 und 8: Darstellung einer Kanal-Querschnittsform im Schnitt A -A der Fig. 5.

Fig. 7 : Darstellung der Fig. 5, jedoch mit Wärmedämmplatte.

In Fig. 1 ist ein komplettes erfindungsgemäßes Thermo-Element 1 dargestellt, das aus einer unteren und einer oberen Folienbahn 2 und 3 , sowie einem Vorlaufstutzen 4 und einem Rücklaufstutzen 4¹ besteht. Die beiden Folien sind an den schraffierten Stellen 5 zusammengeschweißt oder -verklebt. Sie sind so angeordnet, daß die mit Pfeilen gekennzeichneten Freiräume 6 Durchlaufkanäle bilden, durch die das Wärrneträgermedium fließen bzw. strömen kann. Die Anschlußstutzen 4 und 4¹ werden an die, in jedem Heizsystem vorhandenen, Vor- und Rücklaufleitungen (hier nicht dargestellt) angeschlossen.

Die Fig. 2 zeigt einen Teilquerschnitt der Fig. 1 im Bereich A - A, der die Kanalform darstellt, die sich beim Durchlauf von Flüssigkeiten einstellt, wenn die obere Deckfolie 3 und die untere Folie 2 von gleicher Stärke sind. Je nach aufgewandtem Betriebsdruck kann die Form der Kanäle oval bis kreisrund ausgebildet sein, wobei die ovale Form vorgezogen werden sollte, wenn ein breiterer Leitkontakt zum Kassettenboden wünschenswert ist.

Ein Kanalquerschnitt wie in Fig. 3 dargestellt kann realisiert werden, wenn die obere Folie 3 entweder wesentlich stärker ausgebildet ist als die unter Folie 2 - wie bei 3¹ angedeutet - was zur Folge hat, daß sich die stärkere Folie nicht so stark ausdehnt und somit das Thermo-Element insgesamt flacher

ausgebildet wird. Bei dieser Ausbildungsform ergibt sich ein besonders breiter Kontakt zum Kassettenboden, was den Wirkungsgrad erhöht. Der gleiche Effekt wird erreicht, wenn man für die Folie 3 ein steiferes, weniger dehnbares Material verwendet.

Die Fig. 4 zeigt die Ausführungsform mit den vorgeformten Durchlaufkanälen, bei denen die Vorlaufkanäle 7 die flache Bauform haben und somit eine große Kontaktfläche zum Bodenblech besteht, während der Rücklaufkanal 8 mit der schmalen Seite auf dem Bodenblech steht und somit nur wenig Kontakt zum Bodenblech hat. Diese Ausführungsform der Kanalgestaltung bildet den größten Wirkungsgrad und hat außerdem den Vorteil, daß die Seitenwände der Durchlaufkanäle nur einen ganz geringen Druck aufnehmen müssen, weil sich das durchlaufende Medium nicht erst einen Weg durch Ausdehnen der Folien bahnen muß. Überall dort, wo eine flache Bauweise nicht unbedingt erforderlich ist, wird sich diese Ausführung besonders empfehlen.

Eine weitere Lösung mit besonders hohem Wirkungsgrad ist in Fig. 5 dargestellt. Durch die spiralförmige Anordnung der Durchlaufkanäle kann sowohl der Vorlaufkanal 7 als auch der Rückiaufkanal 8 in gleicher Höhe ausgebildet werden. Das hat den Vorteil, daß auch in Flachbauweise ein hoher Wirkungsgrad erreicht werden kann. Diese Ausführung ist in Fig. 6 dargestellt.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich bei dieser Ausführung dadurch, daß das Thermo-Element 1 durch einfaches Auflegen und/oder Aufkleben einer Wärmedämmplatte 9 in extrem flacher Bauweise mit einer hohen Heiz-/Kühlwirkung hergestellt werden kann. Diese Ausführung ist in Fig. 7 dargestellt.

Die in der Fig. 8 dargestellte Variante bietet zu den bereits genannten ,den Vorteil, daß Thermo-Elemente mit verschiedensten Abmessungen und Formen mit geringem Werkzeugaufwand gefertigt werden können. Sie besteht aus einer Folie 1 und 3, die auf eine Zwischenplatte 2 geklebt und/oder verschweißt wird, lh der Zwischenplatte, die aus Kunstoff oder anderen geeigneten Materialien bestehen kann, werden die erforderichen Kanäle zum Beispiel durch Fräsen ,Lasern etc. vor dem verschweißen und/oder Verkleben eingebracht.

Mit diesen beschriebenen Maßnahmen ist die Erfindungsaufgabe gelöst. Die Lösung ermöglicht eine äußerst einfache Herstellung eines Thermo-Elementes, die mit einem hohen Wirkungsgrad arbeitet und außerdem in kürzester Zeit in einer Deckenkassette montiert werden kann.

-5-

Die kompakte Bauweise des neuen Thermo-Elementes schließt dessen Verwendung in Wand- und Bodenheizungen nicht aus. Außerdem wäre es denkbar, nicht nur eine Einheit pro Flachkassette vorzusehen, es könnten auch mehrere Thermo-Elemente in einer Kassette untergebracht werden, was die Handhabung bei der Montage erleichtern würde.

Claims

Ansprüche

1. Thermo-Element als Bauteil von in Flachbauweise hergestellten Heiz- oder Kühlkassetten, die im Rauradeckenbereich eingesetzt werden und sich für den Durchfluß eines Wärmeträgertnediums zur Klimatisierung von Wohn-, Arbeits- und Lagerräumen eignen, dadurch gekennzeichnet, daß zwei aufeinander liegende Folienbahnen so miteinander verklebt und/oder verschweißt werden, daß zwischen den Schweiß- bzw. Klebenähten Durchlaufkanäle für ein flüssiges Wärmeträgermedium entstehen.

2. Thermo-Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der Folienaußenkannten an zwei Stellen zur späteren Montage von Anschlußstutzen unverschlossen bleiben.

3. Thermo-Element nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendeten Folien aus flexiblem Kunststoff bestehen und gleiche Wandstärken aufweisen.

4. Thermo-Element nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine der verwendeten Folien stärker und /oder weniger flexibel ist.

5. Thermo-Element nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Folien bereits vor der Verbindung mit der anderen so verformt ist, daß die für den Durchlauf eines Wärmeträgermediums erforderlichen Durchlaufkanäle bereits vorgeformt sind

6. Thermo-Element nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Folien aus einem alternativen Werkstoff bestehen, der ebenfalls verschweiß- oder verklebbar ist und den mechanischen und chemischen Anforderungen genügt, die während des Durchlaufs eines Wärmeträgermediums auftreten.

7. Thermo-Element nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wärmedämmplatte auf die Durchlaufkanäle des Wärmeträgermediums aufgelegt und/oder aufgeklebt wird.

8. Thermo-Element nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanalführung durch eine entsprechend bearbeitete Zwischenplatte, die an Ihrer Unter- und Oberseite mit jeweils einer Folie verschweißt und/oder verklebt ist, erreicht wird.

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