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Die Erfindung betrifft eine Wand- oder Dachverkleidung mit Bahnen, die zur Absorption von Strahlungs- und/oder Umgebungswärme insbesondere parallel zueinander verlaufende Strömungskanäle für ein Wärmeübertragungsmedium aufweisen und die aus flexiblem, vorzugsweise zumindest teilweise aus armiertem, insbesondere gewebeverstärktem Kunststoff, z. B. plastomerem oder elastomerem Werkstoff, vorzugsweise Polyvinylchlorid, gefertigt sind.
Herkömmliche Dacheindeckungen bzw. Fassadenverkleidungen können nicht zur Wärmegewinnung herangezogen werden. Anderseits kommen die bisher bekannten Sonnenkollektoren wegen ihres aufwendigen Aufbaues für eine Abdeckung einer gesamten Dachfläche oder zur Fassadenverkleidung nicht in Frage und ihre Verwendung stösst oft aus ästhetischen Gründen auf Ablehnung. Es sind auch schon flexible Sonnenkollektoren vorgeschlagen worden. So beschreibt die US-PS Nr. 4, 059, 095 eine aufrollbare Matte, die von einem schlangenlinienförmigen Kanal durchzogen ist. Diese Matte ist zur Vorwärmung von Wasser für Schwimmbecken bestimmt. An eine Verwendung dieser Matte als Verkleidungsmaterial ist nicht gedacht.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verkleidungsmaterial der eingangs genannten Art und wie es aus der DE-OS 2442529 bekannt ist, zu schaffen, das es gestattet, eine Gebäudeverkleidung, z. B. die Gebäudeabdeckung, zusätzlich zu ihrer Funktion als Schutz gegen Witterungseinflüsse auch zur Wärmegewinnung durch Absorption der eingestrahlten Sonnenenergie und zur Gewinnung von Wärme aus der Umgebung heranzuziehen, wobei allfälliger Eis-und/oder Schneebesatz problemlos entfernt wrden kann.
Mit der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass in den Bahnen zu den Strömungskanälen vorzugsweise parallel verlaufende, zusätzliche Kanäle vorgesehen sind, in denen ein flüssiges oder gasförmiges Medium enthalten ist, wodurch ausser durch Ändern des Druckes des Wärme- übertragungsmediums in den Strömungskanälen auch durch Ändern des Druckes des Mediums in den zu den Strömungskanälen vorzugsweise parallel verlaufenden Kanälen die Aussenform der Bahnen und/oder die Grösse des Querschnittes der Strömungskanäle veränderbar ist.
Wesentliche Vorteile der erfindungsgemässen Verkleidung ergeben sich daraus, dass sie einstückig in endlosen Bahnen gefertigt werden kann, von welchen Bahnen die zur Eindeckung und Ummantelung von Dächern, Wänden und Fassaden benötigten Stücke abgelängt werden können. Hiebei kann die Verkleidung an den zu verkleidenden Flächen, z. B. an einer Wand, unmittelbar anliegen.
Die erfindungsgemässe Verkleidung ist flexibel-elastisch ausgebildet und hat selbst keine statisch tragenden Funktionen.
Durch die Flexibilität der erfindungsgemäss vorgeschlagenen Verkleidung ergeben sich gegen- über den bekannten starren Systemen, wie sie bisher bekannt sind, wesentliche Vorteile.
Bei Kombination der erfindungsgemässen Verkleidung mit einer Wärmepumpe kann der Luft Wärme entzogen werden, u. zw. bei jeder beliebigen Temperatur, wenn nur die Temperatur des Wärmeübertragungsmediums kleiner gehalten wird als jene der Umgebung. Dies ist bei den bekannten Luft-Wärmepumpenanlagen nur dann möglich, wenn die Wärmetauschflächen laufend enteisbar sind.
Da die Wärmetauschflächen bei den bekannten Energieabsorbern aus starrem Material bestehen, müssen diese durch Abtauen enteist werden. Dieses Abtauen erfordert Energie, die dem Kollektor zugeführt werden muss und von diesem an die Umgebung abgegeben wird. Der dabei auftretende Energieverlust macht diese bekannten Systeme unwirtschaftlich, so dass Luft-Wärmepumpensysteme bisher für Temperaturen unter dem Gefrierpunkt nicht empfohlen werden konnten, weil z. B. bei höherer Luftfeuchtigkeit die Enteisungszyklen mehr Energie zum Abtauen erforderlich machten, als durch Wärmeentzug während des Kühlzyklus der Umgebungsluft entzogen werden konnte.
Bei der erfindungsgemässen Verkleidung hingegen ist die Wärmetauschoberfläche weich und flexibel, so dass durch eine Änderung des Druckes in den Strömungskanälen z. B. durch eine Änderung des Druckes im Wärmemedium eine Verkleinerung (Druckverminderung) bzw. eine Vergrösserung (Drucksteigerung) der Wärmetauschoberfläche und somit auch eine Änderung ihrer Aussenform herbeigeführt werden kann. Durch einfaches Ändern des Druckes in den Strömungskanälen und/oder in den diesen zugeordneten zusätzlichen Kanälen kann somit ein Anwachsen von Eis u. dgl. auf einfachste Art und Weise verhindert werden. Ist zusätzlich die Neigung des Daches so gewählt, dass das Eis abrutscht, so kann das Dach und damit die gesamte Wärmetauschoberfläche ständig eisfrei gehalten werden.
Es wird dabei vom System aber keine Energie mehr an die Umgebung abgegeben,
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da die bisher benötigten Abtauzyklen entfallen können. Die gesamte Oberfläche des erfindungsge- mässen Verkleidungsmaterials steht ständig für eine Wärmeaufnahme aus der Umgebung zur Verfü- gung. Dies gilt sowohl für Dachverkleidungen als auch für senkrecht montierte Fassadenverklei- dungen.
Vorzugsweise ist die erfindungsgemässe Verkleidung aus flexiblem, plastomerem Werkstoff herge- stellt. Diese Werkstoffe können sowohl in ihrer Form als auch in ihren Eigenschaften wesentlich leichter als metallische Werkstoffe an ihren Verwendungszweck und dessen Anforderungen angepasst werden. Sie können beispielsweise so eingestellt werden, dass sie neben der hohen Korrosionsbestän- digkeit auch ein sehr gutes Tieftemperaturverhalten, eine gute Witterungs- und Lichtbeständigkeit wie auch eine gute Strahlungsabsorption aufweisen und gleichzeitig alle mechanischen Anforderungen erfüllen. Zusätzlich können plastomere Werkstoffe durch ihre leichte Verformbarkeit praktisch in jede beliebige Form gebracht werden und es können somit auch alle ästhetischen Wünsche berücksichtigt werden.
Die einfache Verarbeitung des fertigen Werkstückes ermöglicht ausserdem eine sehr einfache Verlegung des erfindungsgemässen Verkleidungsmaterials und schliesslich kann durch richtige Auswahl des plastomeren Werkstoffes jede Brand- bzw. Baunorm erfüllt werden.
Die Abmessung der aus der erfindungsgemässen Verkleidung abgelängten Bahnen richtet sich nach dem Verwendungszweck. Die Verkleidung kann in Rollen gelagert und bahnenweise verlegt werden. Die Breite der Bahn wird von der Handlichkeit bestimmt. Die einzelnen Stücke werden einfach durch Abrollen und Abschneiden der Bahn auf das gewünschte Mass gebracht. Die Bahnen können so verlegt werden, dass das Wärmeübertragungsmedium die Strömungskanäle in der Verkleidung aufsteigend durchströmt. Eine horizontale Durchströmung wird man wählen, wenn der Druckabfall in den Strömungskanälen klein sein soll.
Die nebeneinanderliegenden Bahnen der erfindungsgemässen Verkleidung können stumpf aneinanderstossend verlegt und durch unmittelbares Verkleben od. dgl. oder aber durch Klebestreifen dichtend zu grösseren Einheiten verbunden werden. Weiters können die Bahnen an ihren Längsseitenrändern Lappen zur Verbindung mit benachbarten Bahnen zwecks Herstellung grossflächiger Einheiten aufweisen. Diese Lappen zweier aneinanderschliessender Bahnen können dann stumpfstossend oder überlappend verlegt und miteinander verbunden werden und erleichtern zusätzlich die Befestigung der Verkleidung. Bei einer überlappenden Verlegung der Lappen ist es vorteilhaft, wenn die Lappen auf der einen Seite der Bahn höher angeordnet sind als die Lappen auf der andern Seite der Bahn.
Wie bereits angedeutet, ist es vorteilhaft, wenn die erfindungsgemässe Verkleidung aus lichtstabil und/oder flammwidrig und/oder temperaturbeständig ausgerüstetem Kunststoff, vorzugsweise aus PVC, besteht. Ein weiterer Werkstoff, der sich besonders gut eignet, ist EPDM (Äthylen-Propylen-Dien-Polymeres) und CSM (sulfochloriertes Polyäthylen). Insbesondere im Hinblick auf die Wärmeund Schalldämmung ist es vorteilhaft, wenn die Verkleidung einseitig, insbesondere unterseitig, mit einer Schicht aus wärme-und/oder schalldämmendem Werkstoff, wie beispielsweise Mineralwolle, Schaumstoff od. dgl., beschichtet ist.
Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, dass jedem Strömungskanal ein Kanal, in dem das mit verschieden hohen Drücken beaufschlagbare Medium enthalten ist, zugeordnet ist oder dass jedem Kanal, in dem das mit verschieden hohen Drücken beaufschlagbare Medium enthalten ist, mehrere Strömungskanäle zugeordnet sind.
Die Querschnittsform der Strömungskanäle ist nicht kritisch. Beispiele für Querschnittsformen sind : Halbkreisform, oval, halboval, sechseckig, halbsechseckig, quadratisch, rechteckig, trapezförmig, tropfenförmig oder dreieckig. Alle diese Querschnittsformen der Strömungskanäle können ohne weiteres hergestellt werden. Bevorzugt werden runde oder ovale bzw. halbrunde und halbovale Querschnittsformen für solche Fälle, wo die Strömungskanäle von dünnwandigen Folien begrenzt sind und erst durch das sie durchströmende Wärmeübertragungsmedium aufgebläht werden, verwendet. Sechseckige und halbsechseckige sowie rechteckige Querschnittsformen sind dann von Vorteil, wenn man eine durch sich selbst versteifte Verkleidung anstrebt.
Eine bevorzugte Ausführungsform besteht erfindungsgemäss aber darin, dass die Strömungskanäle eine im wesentlichen tropfenförmige Querschnittsform besitzen und von streifenförmigen Folien gebildet sind, deren Längsränder aufeinanderliegend an einem Träger, z. B. einer Trägerfolie, befestigt sind. Bei dieser Ausführungsform liegen die einzelnen Strömungskanäle flach an der Trägerfolie
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mit einem Druckmedium beaufschlagt werden kann.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 sind die Strömungskanäle --8-- als Falten ausgebildet und besitzen eine im wesentlichen tropfenförmige Querschnittsform. Die Folienstreifen --9-- sind im Extremfall linienförmig an ihren freien Kanten auf der Trägerfolie --11-- oder einer sonstigen Unterlage befestigt. Werden mehrere solcher im Querschnitt tropfenförmiger Strömungskanäle --8--, die aus einem Werkstoff mit der nötigen Elastizität und Flexibilität bestehen, einander teilweise überlappend auf der Trägerfolie --11-- befestigt und waagrecht verlaufend auf einem Dach angeordnet, dann entsteht ein optischer Eindruck ähnlich einem herkömmlichen Dach.
Sobald durch die Strömungskanäle --8-- das Wärmeübertragungsmedium fliesst, dann werden sich diese je nach dem Druck des Wärmeübertragungsmediums mehr oder weniger weit aufstellen und die Aussenform sowie die Querschnittsform der Strömungskanäle --8-- geändert. Durch die Überlappung der Strömungska- näle --8-- wird die gesamte zur Verfügung stehende Fläche zur Wärmeabsorption oder zum Wärmetausch ausgenutzt.
Die Befestigung der die Falten bildenden Folienstreifen-9-kann z. B. durch Nähen, Kleben oder Schweissen erfolgen. Es ist aber auch möglich, die die Strömungskanäle --8-- begrenzenden Folienstreifen --9-- mit der Trägerfolie --11-- einstückig herzustellen. Weiters ist es denkbar, die Folienstreifen --9-- unmittelbar auf einem Dach zu montieren, wobei die Dachhaut, z. B. eine Dachpappe od. dgl., die Funktion der Trägerfolis --1-- übernimmt. Die Befestigung kann-ähnlich wie die Befestigung auf der Trägerfolie --1-- - durch Nähen, Kleben, Schweissen, Nageln od. dgl. erfolgen.
Das Wärmeübertragungsmedium kann auf verschiedene Arten zugeführt werden, wobei die Zuführung auch über in die Enden der Strömungskanäle --8-- eingesetzte Rohrstücke erfolgen kann.
Eine bevorzugte Möglichkeit ist die Verwendung von Verteiler- oder Sammelkanalleisten für das Wärmeübertragungsmedium.
Innerhalb der Folienstreifen --9-- sind deren Innenraum unterteilende, längslaufende Trennwände --12-- vorgesehen, wobei bevorzugt die aussen liegenden Kammerhälften als Strömungskanä- le --8-- für das Wärmeübertragungsmedium dienen, wogegen in den Kanälen --13-- durch ein flüssiges oder gasförmiges Druckmedium ein Gegendruck aufgebaut wird, der die Trennwand --12-- nach aussen drückt. Hiedurch kann der freie Querschnitt der Strömungskanäle --8-- auf den gewünschten Wert eingestellt werden. Auf diese Weise kann auch die Durchflussmenge des Wärmeübertragungsmediums auf einfache Weise geregelt werden.
Wird eine hohe Durchflussmenge erwünscht, so wird durch einfache Druckminderung des im Kanal --13-- enthaltenen Mediums der Gegendruck auf die Strömungskanäle --8-- vermindert, wodurch die Trennwand --12-- nachgibt und mehr Wärmeübertragungsmedium durch den Faltenabsorber strömen kann.
Der Folienstreifen --9-- kann aus transparentem Werkstoff hergestellt sein. Wird die äussere Kammerhälfte mit dem Druckmedium, z. B. mit Luft, beaufschlagt und das Wärmeübertragungsmedium jetzt durch die inneren Kanäle geleitet, dann ist die Bahn --7-- als Sonnenkollektor verwendbar.
Die zuvor für die Bahn --7-- gemäss Fig.3 beschriebene Möglichkeit der Änderung des Querschnittes der Strömungskanäle --8-- ist auch bei der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsform möglich. Auch bei diesen Ausführungsformen kann durch eine Änderung des Druckes im Wärmeübertragungsmedium eine Vergrösserung bzw. eine Verkleinerung der Querschnittsfläche der Strömungskanäle bewirkt werden. Es besteht somit die Möglichkeit, die in der erfindungsgemässen Verkleidung enthaltene Menge an Wärmeübertragungsmedium den jeweiligen Betriebsbedingungen, z. B. der Aussentemperatur und/oder der Intensität der Sonneneinstrahlung, entsprechend anzupassen.
Wie bereits angedeutet, kann die erfindungsgemässe Verkleidung durch Koppelung mit einer Wärmepumpe zur Wärmegewinnung aus der Umgebung verwendet werden. Durch eine entsprechende Steuerung ist es möglich, die Temperatur des Wärmeübertragungsmediums unter der Umgebungstemperatur zu halten, wodurch eine Abgabe einmal aufgenommener Wärme an die Umgebung physikalisch unmöglich wird.
Der Bereich --10--, in dem die Folienstreifen --9-- befestigt sind, kann zwei im Abstand voneinander angeordnete Schweissnähte umfassen, zwischen welchen die Verkleidung am Dach oder an einer Fassade z. B. durch Nageln befestigt werden kann.
Als Werkstoff für die Verkleidung eignen sich alle elastomeren oder plastomeren Werkstoffe,
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so auch Kautschuk.
Die erfindungsgemässe Verkleidung kann ganz oder teilweise auch aus armierten Folien, insbesondere gewebeverstärkten Folien, gefertigt sein. Dies gilt insbesondere für die Grund- bzw. Trä- gerfoli'en-5 und 11-- sowie für die Trennwand --12--.
Die Armierung kann aus Polyamid, Polyester und dort, wo eine besonders gute Wärmeleitung erwünscht ist, aus Metall bestehen.
Für bestimmte Fälle, z. B. insbesondere wenn es auf eine hohe UV-Beständigkeit ankommt, kann zumindest die Aussenseite der erfindungsgemässen Verkleidung aus metallisierter, z. B. schwarz metallisierter Kunststoffolie bestehen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Wand- oder Dachverkleidung mit Bahnen, die zur Absorption von Strahlungs- und/oder Umgebungswärme insbesondere parallel zueinander verlaufende Strömungskanäle für ein Wärmeübertragungsmedium aufweisen und die aus flexiblem, vorzugsweise zumindest teilweise aus armiertem, insbesondere gewebeverstärktem Kunststoff, z.
B. plastomerem oder elastomerem Werkstoff, vorzugsweise Polyvinylchlorid, gefertigt sind, dadurch gekennzeichnet, dass in den Bahnen (1, 7) zu den Strömungskanälen (2,8) vorzugsweise parallel verlaufende, zusätzliche Kanäle (4, 13) vorgesehen sind, in denen ein flüssiges oder gasförmiges Medium enthalten ist, wodurch ausser durch Ändern des Druckes des Wärmeübertragungsmediums in den Strömungskanälen (2, 8) auch durch Ändern des Druckes des Mediums in den zu den Strömungskanälen vorzugsweise parallel verlaufenden Kanälen (4, 13) die Aussenform der Bahnen und/oder die Grösse des Querschnittes der Strömungskanäle veränderbar ist.