AT511714B1 - Vorrichtung zum wärmetransport - Google Patents

Abstract

Bei einer Vorrichtung zum Wärmetransport zwischen zwei durch eine Wand (1) getrennten Umgebungen mit unterschiedlichen Temperaturen mit einem Isolatorblock (2), der von einem Wärmetransportelement aus Wärme leitendem Material durchsetzt wird, enthält das Wärmetransportelement erfindungsgemäß zwei Wärmetransportteilelemente (4, 5), deren einander zugewandte Enden Kontaktflächen (6, 7) aufweisen, die in Wärmetransportrichtung gegeneinander verschiebbar in einem Hohlraum (3) des Isolatorblocks (2) aufgenommen sind.

Description

österreichisches Patentamt AT511714B1 2013-02-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Wärmetransport zwischen zwei durch eine Wand getrennten Umgebungen mit unterschiedlichen Temperaturen mit einem Isolatorblock, der von einem Wärmetransportelement aus Wärme leitendem Material durchsetzt wird.

[0002] Bei Bauarbeiten geben Putze und Estriche beim Austrocknen eine hohe Menge Wasserdampf an die Umgebung ab. Bei dampfgesättigter Luft kann es zu Bauschäden kommen, da die komplette Austrocknung nicht mehr stattfinden kann. Es sind Heizanlagen bzw. Luftentfeuchtungsanlagen erforderlich.

[0003] Herkömmlicherweise kommen Kühlanlagen auf dem Prinzip des Verdichtens und Ex-pandierens eines Kühlmediums bzw. eine Heizung bei gleichzeitiger Entlüftung nach außen zum Einsatz, was beides eine hohe Energiemenge erfordert.

[0004] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher eine ökonomische Lösung zur Wärmeübertragung zwischen zwei Umgebungen unterschiedlicher Temperaturen zu finden. Damit könnte u.a. auch das Problem der ökonomischen Entfeuchtung von Räumen mit neuem Verputz und/oder Estrich gelöst werden. Aber auch der Wärmeaustausch in anderen Bereichen, wo ein Temperaturgradient zwischen zwei Umgebungen besteht, so z.B. um die Innentemperatur eines Satelliten zu steuern.

[0005] Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art das Wärmetransportelement zwei Wärmetransportteilelemente enthält, deren einander zugewandte Enden Kontaktflächen aufweisen, die in Wärmetransportrichtung gegeneinander verschiebbar in einem Hohlraum des Isolatorblocks aufgenommen sind Durch Verschiebung der beiden Wärmetransportteilelemente gegeneinander kann der Wärmekontakt über die Kontaktflächen hergestellt werden oder unterbrochen werden. Der Druck, mit dem die beiden Kontaktflächen aneinander gepresst werden bestimmt das Maß der Wärmeübertragung, sodass über den Druck die Wärmeübertragung gesteuert werden kann.

[0006] Vorzugsweise sind die einander zugewandte Kontaktflächen der Wärmetransportteilelemente strukturiert, sodass sich auf geringem Raum große Kontaktflächen und damit Wärmeübertragungsflächen ergeben.

[0007] Zur besseren Wärmeübertragung zwischen mindestens einem Wärmetransportteilelement und der ihn umgebenden Atmosphäre der Umgebung weist dieses Wärmetransportteilelement an seinem der Kontaktfläche abgewandten, in der jeweiligen Umgebung befindlichen Ende Wärmetauschelemente auf. Solche Wärmetauschelemente können z.B. Rippen oder andere Elemente sein, die die Oberfläche in diesem Bereich vergrößern.

[0008] Für die Verschiebung der Wärmetransportteilelement gegeneinander und die Aufbringung des Drucks, mit dem die Teilelemente einander kontaktieren, kann mindestens eines der Wärmetransportteilelemente an seinem der Kontaktfläche abgewandten, in der jeweiligen Umgebung befindlichen Ende einen Verschiebegriff aufweisen.

[0009] Zur genauen Steuerung des Anpressdrucks zwischen den beiden Teilelementen weist vorzugsweise mindestens eines der Wärmetransportteilelemente an seinem der Kontaktfläche abgewandten, in der jeweiligen Umgebung befindlichen Ende ein Stellglied, insbesondere einen Stellantrieb, auf. Dieses Stellglied kann mechanisch, elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch geregelt sein.

[0010] Eine vorteilhafte Verwendung der vorbeschriebenen Vorrichtung ist zur Entfeuchtung von Räumen.

[0011] Eine andere Verwendung besteht in der Wärmeregulierung von Räumen im Weltall.

[0012] Im Folgenden soll die Erfindung anhand der beiliegenden schematischen Zeichnung nochmals erläutert werden, die eine Entfeuchtungsvorrichtung für Räume zeigt.

[0013] Aufgrund der sehr guten Wärmedämmung von neuen Gebäuden, sowohl was die Au- 1 /4 österreichisches Patentamt AT 511 714 B1 2013-02-15 ßenmauern als auch was die Fenster betrifft, und auch aufgrund der guten Dichtung neuer Fenster ist das Austrocknen von Verputzen und Estrichen in den Innenräumen problematisch und derzeit nur durch hohen Energieeinsatz, elektrische Entfeuchtungsgeräte oder Heizen und Entlüften ohne Schaden möglich. Wird das Entlüften durch geöffnete Fenster bewerkstelligt, besteht zusätzlich das Risiko eines Witterungsschadens.

[0014] In der Figur ist eine Außenwand 1 eines Gebäudes angedeutet, wobei rechts ein Innenraum mit höherer Temperatur und Luftfeuchtigkeit liegt und links die kühlere äußere Umgebung. In die Wand 1 ist eine erfindungsgemäße Wärmetransportvorrichtung eingebaut, die einen Isolatorblock 2 mit einem Hohlraum 3 enthält. Als Wärme isolierendes Material für den Isolatorblock 2 kann z.B. Polyurethan gewählt werden. Der Isolatorblock 2 kann entweder in eine speziell dafür hergestellte Gebäudeöffnung, die später wieder verschlossen wird, oder in eine vorhandene Gebäudeöffnung, in die später z.B. ein Fenster eingesetzt wird, eingebaut werden.

[0015] Durch den Isolatorblock 2 erstreckt sich ein Wärmetransportelement aus gut wärmeleitendem Material, wie z.B. Aluminium, bestehend aus zwei Wärmetransportteilelementen 4 und 5. An den einander zugewandten Enden der Wärmetransportteilelemente 4 und 5 sind Kontaktflächen 6 und 7 vorgesehen, die sich in dem Hohlraum 3 des Isolatorblocks 2 in Wärmetransportrichtung zueinander bewegt werden können. Die gegenüberliegenden Enden, die in die beiden Umgebungen mit unterschiedlichen Temperaturen ragen, tragen Wärmetauschelemente 8 und 9.

[0016] Das Wärmetransportteilelement 4, weist an seinem in der äußeren Umgebung befindlichen Ende zusätzlich einen Griff 10 auf, um das Wärmetransportteilelement 4 und damit seine Kontaktfläche 6 in Wärmetransportrichtung zu verschieben. Zusätzlich oder alternativ kann das andere Wärmetransportteilelement 5 in Wärmetransportrichtung verschiebbar sein. Die Verschiebung kann manuell, elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch erfolgen und kann mit einem entsprechenden Stellantrieb und einer entsprechenden Steuerung ausgerüstet sein.

[0017] Durch die Verschiebung der Wärmetransportteilelemente 4 und 5 gegeneinander können die Kontaktflächen 6 und 7 außer Kontakt oder in Kontakt miteinander gebracht werden und über den Anpressdruck der Kontaktflächen 6 und 7 aneinander kann das Maß der Wärmeübertragung gesteuert werden. Um die Kontaktflächen 6 und 7 zu vergrößern und damit die Wärmeübertragung bei Kontakt zu verbessern sind die Kontaktflächen 6 und 7 strukturiert, weisen wie z.B. im dargestellten Beispiel Rillen und Rippen 11 auf. Durch Inkontaktbringen der beiden Wärmetransportteilelemente 4 und 5 kommt es zum Temperaturausgleich an den beiden Wärmetransportteilelementen 4 und 5 und es wird einerseits Wärme über die Wärmetauscherelementen 8 des Wärmetransportteilelement 4 an die Atmosphäre der äußeren Umgebung abgegeben und andererseits kann bei hoher Luftfeuchtigkeit im Innenraum der in der Atmosphäre des Innenraums enthaltene Wasserdampf an den kühlen Wärmetauschelementen 9 des Wärmetransportteilelements 5 kondensieren und in einen darunter befindlichen Behälter 12 tropfen. So kann der Innenraum durch Nutzung des Temperaturgradienten zwischen Außenluft und Innenluft kostengünstig entfeuchtet werden.

[0018] Der Wärmeaustausch durch die erfindungsgemäße Vorrichtung funktioniert auch in Schwerelosigkeit und im luftleeren Raum und kann daher auch zum Temperieren von Räumen im Weltall, z.B. des Innenbereichs eines Satelliten verwendet werden. Dabei kann die an der der Sonne zugewandten Seite des Satelliten aufgenommene Wärme über eine erfindungsgemäße Wärmetransportvorrichtung, die einerseits mit dem Innenbereich des Satelliten und andererseits mit dem Außenbereich auf der der Sonne abgewandten Seite des Satelliten in thermischen Kontakt ist, abgeführt werden. 2/4

Claims (7)

1. österreichisches Patentamt AT511714B1 2013-02-15 Patentansprüche 1. Vorrichtung zum Wärmetransport zwischen zwei durch eine Wand (1) getrennten Umgebungen mit unterschiedlichen Temperaturen mit einem Isolatorblock (2), der von einem Wärmetransportelement aus Wärme leitendem Material durchsetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmetransportelement zwei Wärmetransportteilelemente (4, 5) enthält, deren einander zugewandte Enden Kontaktflächen (6, 7) aufweisen, die in Wärmetransportrichtung gegeneinander verschiebbar in einem Hohlraum (3) des Isolatorblocks (2) aufgenommen sind.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die einander zugewandte Kontaktflächen (6, 7) der Wärmetransportteilelemente (4, 5) strukturiert sind.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Wärmetransportteilelemente (4, 5) an seinem der Kontaktfläche abgewandten, in der jeweiligen Umgebung befindlichen Ende Wärmetauschelemente (8, 9) aufweist.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Wärmetransportteilelemente (4) an seinem der Kontaktfläche (6) abgewandten, in der jeweiligen Umgebung befindlichen Ende einen Verschiebegriff (10) aufweist.
5. 5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Wärmetransportteilelemente (4, 5) an seinem der Kontaktfläche (6, 7) abgewandten, in der jeweiligen Umgebung befindlichen Ende ein Stellglied, insbesondere einen Stellantrieb, aufweist.
6. 6. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zur Entfeuchtung von Räumen.
7. 7. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zur Wärmeregulierung von Räumen im Weltall. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 3/4