DE19915456A1 - Wärmeisolierende Wandung - Google Patents
Wärmeisolierende WandungInfo
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Abstract
Bei einer wärmeisolierenden Wandung mit einem evakuierten Zwischenraum, welcher mit evakuierbarem Wärmeisolationsmaterial verfüllt und welcher zumindest weitestgehend von einer Außenverkleidung und einer Innenverkleidung wenigstens annähernd vakuumdicht umgrenzt ist, ist die Innen- und/oder die Außenverkleidung aus thermoplastischem Kunststoff gebildet, welcher mit Mitteln zur weitestgehenden Reduzierung seiner Wasserdampf- und Gasdurchlässigkeit versehen ist.
Description
Die Erfindung betrifft eine wärmeisolierende Wandung mit einem evakuierten
Zwischenraum, welcher mit evakuierbarem Wärmeisolationsmaterial verfüllt und welcher
zumindest weitestgehend von einer Außenverkleidung und einer Innenverkleidung
wenigstens annähernd vakuumdicht umgrenzt ist.
Auf dem Gebiet der vakuumisolierten Wandungen wie Gehäuse und Türen für Kühlgeräte
ist es bekannt, um eine Brauchbarkeitsdauer in der Größenordnung von 15 Jahren für die
auf Vakuumisolationstechnik basierenden Gehäuse und Türen zu erreichen, für deren
Aufbau aus Edelstahl geformte Hüllwandungen zum Einsatz zu bringen. Derartige
Hüllwandungen erfüllen zwar die für die geforderte Brauchbarkeitsdauer erforderliche
Leck- bzw. Permeationsrate jedoch ist deren Formgebung und die für deren Aufbau zur
Anwendung zu bringende Verbindungstechnik verhältnismäßig fertigungsaufwendig und
somit kostenträchtig. Im Hinblick auf den Aufbau der wärmeisolierenden Wandungen ist
bereits dafür Sorge zu tragen, daß eine Wärmeleitung über die innere, einen Raum mit
bestimmtem Temperaturniveau umgrenzenden Hüllwand auf die äußere, der
Raumtemperatur ausgesetzten Hüllwand zumindest weitestgehend unterbunden ist.
Hierzu wurden in der Vergangenheit stoßempfindliche membranartige
Verbindungselemente zum Einsatz gebracht. Darüber hinaus erfordern die aus
dünnwandigen Edelstahl geformten Hüllwände die Anwendung einer prozeßsicheren und
langzeitstabilen Verbindungstechnik, welche bei dem bekannten wärmeisolierenden, zu
Kältegerätegehäusen und Kältegerätetüren geformten Wandungen als
Laserschweißtechnik angesehen wurde. Diese Art von Verbindungstechnik erfordert
jedoch verhältnismäßig hohe Investitionskosten in der Fertigung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer wärmeisolierenden Wandung gemäß
dem Oberbegriff des Anspruches 1 mit einfachen Maßnahmen die Nachteile des Standes
der Technik zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Innen- und/oder die
Außenverkleidung aus thermoplastischem Kunststoff gebildet ist, welcher mit Mitteln
zumindest zur weitestgehenden Reduzierung seiner Wasserdampf- und
Gasdurchlässigkeit versehen ist.
Durch die Anwendung von Kunststoff für eine oder für beide der Verkleidungen ist das
Problem der Unterbindung der Wärmeleitung entlang des Temperaturgradienten
zwischen der Innen- und der Außenverkleidung aufgrund der geringen Wärmeleitung des
Kunststoffes auf einfache Weise umgangen, wodurch die Verbindung der beiden
Verkleidungseinheiten über ein nur aufwendig herzustellendes membranartiges
Verbindungselement und deren fertigungstechnisch aufwendiges Anbringen an die Innen-
und die Außenverkleidung entfallen kann. Darüber hinaus bietet zum Beispiel eine aus
Kunststoff gefertigte Innenverkleidung zusätzlich den Vorzug, daß diese Innenverkleidung
und die daran vorgesehenen Funktionselemente, wie Abstützungen für Zwischenböden,
Tauwasserauffang- und Tauwasserablaufmaßnahmen durch spanlose Formgebung
kostengünstig mitangeformt sein können. Außerdem lassen Verkleidungsteile aus
Kunststoff verschiedene Anformungen, wie beispielsweise eine Verdichternische oder
dergleichen, kostengünstig zu. Durch den Einsatz von Kunststoffmaterialien ergibt sich
zugleich eine im Vergleich zu einem Metallgehäuse nicht unerhebliche
Gewichtsreduzierung für ein Kältegerätegehäuse.
Besonders sicher und dauerhaft angeordnet sind die Mittel an der Innen- und/oder der
Außenverkleidung, wenn nach einer bevorzugten Ausführungsform des Gegenstandes
der Erfindung vorgesehen ist, daß die Mittel durch Koextrusion an der Innen- und/oder
der Außenverkleidung angeordnet sind.
Nach einer nächsten bevorzugten Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung ist
vorgesehen, daß die Mittel durch Kaschierung an der Innen- und/oder Außenverkleidung
angeordnet sind.
Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit, zwischen dem thermoplastischen Kunststoff und
einem im Hinblick auf eine minimale Wasserdampf- und Gasdurchlässigkeit optimierten
Werkstoff einen dauerhaften Werkstoffverbund zu realisieren.
Besonders günstig im Hinblick auf eine deutliche Reduzierung der
Wasserdampfdurchlässigkeit an der Innen- und/oder der Außenverkleidung sind die
Mittei, wenn nach einer nächsten bevorzugten Ausführungsform des Gegenstandes der
Erfindung vorgesehen ist, daß die Mittel zur zumindest weitestgehenden Reduzierung der
Wasserdampfdurchlässigkeit der Innen- und/oder der Außenverkleidung durch
Polyolefine oder durch andere Werkstoffe wie z. B. Polyvinylidenchlorid oder
Perfluoralkoxypolymere gebildet sind.
Als besonders vorteilhaft zur Reduzierung der Gasdurchlässigkeit der Innen- und/oder
der Außenverkleidung haben sich Mittel gezeigt, wenn nach einer nächsten vorteilhaften
Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung vorgesehen ist, daß die Mittel zur
zumindest weitestgehenden Reduzierung der Gasdurchlässigkeit der Innen- und/oder der
Außenverkleidung durch z. B. Ethylen-Vinylalkohol-Copolimerisat oder Polyacrylnitril oder
Polyamid gebildet sind.
Besonders sicher vermieden ist die Durchlässigkeit von Wasserdampf und Gas, wenn
nach einer alternativen Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung vorgesehen
ist, daß die Mittel durch eine durch Aufspattern an der Innen- und/oder Außenverkleidung
erzeugten Metallschicht gebildet sind.
Eine besonders günstige Verformbarkeit für die Innen- und die Außenverkleidung ergibt
sich, wenn nach einer weiteren alternativen Ausführungsform des Gegenstandes der
Erfindung vorgesehen ist, daß die Mittel aus einer Kunststoff-Metallverbund-Folie gebildet
sind.
Besonders kostengünstig mit unterschiedlicher Formgebung herstellbar ist die
Innenverkleidung und die Außenverkleidung, wenn nach einer weiteren bevorzugten
Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung vorgesehen ist, daß die Innen-
und/oder die Außenverkleidung aus tiefziehfähigem oder im Blasverfahren verformbaren
Kunststoff gebildet sind.
Besonders ebenflächige Wandflächen für die als Kältegerätegehäuse oder Kältegerätetür
ausgebildete wärmeisolierende Wandung ergeben sich, wenn nach einer nächsten
bevorzugten Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung vorgesehen ist, daß das
Wärmeisolationsmaterial aus plattenförmigen Körpern gebildet ist.
Besonders günstig im Hinblick auf die Aufrechterhaltung des zur Wärmeisolation
notwendigen Vakuums sind die plattenförmigen Körper ausgebildet, wenn nach einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung vorgesehen ist,
daß die plattenförmigen Körper durch einen Preßvorgang von Kieselsäure oder
Aerogelen erzeugt sind. Durch die Anwendung derartiger, bereits in einem Druckbereich
in der Größenordnung von 1 mbar bis 100 mbar eine sehr niedrige Wärmeleitfähigkeit
aufweisenden Materialien ist eine kostengünstige Großserienfertigung von
Kältegerätegehäusen und Kältegerätetüren mit einer aus Kunststoff gebildeten Innen-
und Außenverkleidung möglich.
Als besonders günstig in Bezug auf die Erreichung und den Erhalt einer dauerhaften
Isolationsgüte haben sich plattenförmige Körper aus Kieselsäure in Verbindung mit aus
Kunststoff gebildeten Innen- und Außenverkleidungen gezeigt, wenn nach einer
bevorzugten Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung vorgesehen ist, daß die
plattenförmigen Körper aus Kieselsäure eine Dichte zwischen 100 kg/m3 und 200 kg/m3
aufweisen.
Ebenso als besonders geeignet zur Erreichung und zum Erhalt einer dauerhaften, auf
hohem Niveau befindlichen Isolationsgüte haben sich plattenförmige Körper aus Aerogele
in Verbindung mit einer aus Kunststoff erzeugten Innen- und einer Außenverkleidung zur
Herstellung wärmeisolierender Wandungen herausgestellt, wenn nach einer alternativen
Ausführungsform des Gegenstandes vorgesehen ist, daß die plattenförmigen Körper aus
Aerogelen eine Dichte zwischen 100 kg/m3 und 150 kg/m3 aufweisen.
Mit besonders geringem Gewicht und kostengünstig herstellbar sind mit einer Innen- und
Außenverkleidung aus Kunststoff versehene wärmeisolierende Wandungen, wenn nach
einer weiteren alternativen Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung
vorgesehen ist, daß die plattenförmigen Körper aus offenzelligem, geschäumten
Wärmeisolationsmaterial bestehen. In diesem Zusammenhang haben sich offenzellige
Polyurethanschäume beziehungsweise offenzellige Polystyrolschäume als günstig
herausgestellt.
Gemäß einer letzten bevorzugten Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung ist
vorgesehen, daß ein Kältegerätegehäuse und eine Kältegerätetür entsprechend einer
wärmeisolierenden Wandung nach einem der Ansprüche 1 bis 14 ausgebildet ist.
Kältegeräte mit derartigen Kältegerätegehäusen und Kältegerätetüren besitzen bei
herkömmlichen Außenabmessungen, zum Beispiel in Form von vorgegebenen
Abmessungen einer Möbelnische in einer Küchenzeile einer gegenüber herkömmlichen
Kältegeräten vergrößerten Aufnahmeraum zur Einlagerung von Kühl- oder Gefriergut, da
eine verbesserte Isolationsgüte bei gegenüber den herkömmlichen Kältegeräten deutlich
verminderter Isolationsstärke erreicht ist. Durch die hohe Isolationsgüte ist zu dem der
Energieverbrauch der auf diesen wärmeisolierenden Wandungen beruhenden
Kältegeräten deutlich gesenkt.
Die Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung anhand eines in der Zeichnung
vereinfacht dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 in vereinfachter schematischer Darstellung ein Kältegerätegehäuse mit
im Schließzustand befindlicher Tür, in Schnittdarstellung von der Seite
und
Fig. 2 in einem vergrößerten Ausschnitt den Aufbau des Kältegerätegehäuses
und der Tür in Schnittdarstellung von der Seite.
Gemäß Fig. 1 ist in vereinfachter schematischer Darstellung ein auf
Vakuumisolationsbasis wärmeisolierend ausgebildetes, zur Verwendung für ein
Kältegerät geeignetes Gehäuse 10 gezeigt, welches einen als Kälteraum
ausgebildeten Nutzraum 11 in sich aufnimmt und welches zum Verschließen des
Nutzraumes 11 mit einer über eine Magnetdichtung 12 elastisch an seinem
Öffnungsrand aufliegenden Tür 13 ausgestattet ist. Die Tür 13, welche auf gleiche
Weise wie das Gehäuse 10 vakuumwärmeisoliert ausgebildet ist, besitzt wie das
Gehäuse 10 einen schichtartig gestalteten Wandungsaufbau 14. Dieser umfaßt sowohl
für das Gehäuse 10 als auch für die Tür 13 eine aus thermoplastischem Kunststoff
spanlos einstückige geformte Außenverkleidung 15, welche für die Anwendung bei der
Tür 13 zur Befestigung eines nicht gezeigten Türgriffes dient, während sie im Falle des
Gehäuses 10 dessen Außenmantel bildet. Im Abstand zur Außenverkleidung 15 weist
der schichtähnliche Wandungsaufbau 14 eine ebenso aus thermoplastischem
Kunststoff spanlos geformte einstückige Innenverkleidung 16 auf, welche im Falle des
Gehäuses 10 zur Auskleidung des Nutzraumes 11 dient und welche für die
Türanwendung dem Nutzraum 11 zugewandt ist.
Wie insbesondere Fig. 2 zeigt, sind die Innenverkleidung 16 und die
Außenverkleidung 15 im vorliegenden Ausführungsbeispiel an ihrer einander
zugewandten Innenseite mit einer die Wasserdampfdurchlässigkeit zumindest deutlich
reduzierenden oder gar hemmenden, durch koextrudieren oder kaschieren
aufgebrachten Schicht 17 auf der Basis von Polyolefinen wie beispielsweise
Polyethylen hoher Dichte, Polypropylen oder anderen Werkstoffen wie z. B.
Polyvinylidenchlorid oder Perfluoralkoxypolymere. Auf diese Schicht ist wiederum eine
zumindest die Gasdurchlässigkeit deutlich reduzierende oder gar hemmende
Schicht 18 beispielsweise aus Ethylen-Vinylalkohol-Copolymerisat oder Polyacrylnitril
oder Polyamid durch Koextrusion oder Kaschierung aufgebracht, wobei es auch
möglich ist, die Wasserdampf- und Gasdurchlässigkeit einer durch Aufspattern
erzeugten Aluminiumschicht zumindest deutlich herabzusetzen. Beispielsweise eignen
sich eine die Gasdurchlässigkeit hemmende Schicht aus Ethylen-Vinylalkohol-
Copolimersat mit einer Schichtdicke von ca. 470 µm und eine als Wasserdampfsperre
dienende Schicht aus Perfluoralkoxypolymere mit einer Schichtdicke von 30-35 µm in
Kombination mit einer Außenverkleidung 15 und einer Innenverkleidung 16 aus
schlagzähem Polystyrol mit einer Materialstärke von 0,8-2,0 mm zum Gehäuse- und
Türenbau. Die mit den Schichten 17 und 18 versehene Außenverkleidung 15 und
Innenverkleidung 16 sind an ihren freien Enden miteinander beispielsweise durch
Verschweißen, Verkleben oder dergleichen vakuumdicht verbunden und umschließen
zusammen eine evakuierbaren Zwischenraum 19. Dieser ist mit plattenförmigen
Wärmeisolationsmaterial 20 beispielsweise aus zu plattenartigen Formkörpern
gepreßter Kieselsäure mit einer Dichte zwischen 100 kg/m3 bis 200 kg/m3 oder
Aerogelen mit einer Dichte wischen 100 kg/m3 und 150 kg/m3 verfüllt, wobei sich für
diesen Zweck auch Wärmeisolationsmaterialien wie offenzellige Polyurethanschäume
oder offenzellige Polystyrolschäume eignen.
In Abweichung von dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist es auch möglich,
entweder die Innenverkleidung 15 oder die Außenverkleidung 16 aus Edelstahl oder
anderen, für Vakuumisolationstechnik geeigneten Werkstoffen zu fertigen und diese
dann mit einer Außenverkleidung 15 oder einer Innenverkleidung 16 aus Kunststoff zu
kombinieren.
Insbesondere für die Herstellung der Außenverkleidung 15 und der
Innenverkleidung 16 zur Anwendung an der Tür 13 ist es auch möglich, den
Formkörper bestehend aus der Außenverkleidung 15 und der Innenverkleidung 16, mit
den dazugehörigen Schichten 17 und 18 durch Kunststoffblastechnik herzustellen.
Claims (15)
1. Wärmeisolierende Wandung mit einem evakuierten Zwischenraum, welcher mit
evakuierbarem Wärmeisolationsmaterial verfüllt und welcher zumindest
weitestgehend von einer Außenverkleidung und einer Innenverkleidung wenigstens
annähernd vakuumdicht umgrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die
Innenverkleidung (16) und/oder die Außenverkleidung (15) aus thermoplastischem
Kunststoff gebildet ist, welcher mit Mitteln (17, 18) zur zumindest weitestgehenden
Reduzierung seiner Wasserdampf- und Gasdurchlässigkeit versehen ist.
2. Wärmeisolierende Wandung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Mittel (17, 18) durch Koextrusion an der Innenverkleidung (16) und/oder der
Außenverkleidung (15) angeordnet sind.
3. Wärmeisolierende Wandung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Mittel (17, 18) durch Kaschierung an der Innenverkleidung (16) und/oder der
Außenverkleidung (15) angeordnet sind.
4. Wärmeisolierende Wandung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Mittel (17) zur zumindest weitestgehenden Reduzierung
der Wasserdampfdurchlässigkeit der Innenverkleidung (16) und/oder der
Außenverkleidung (15) durch Polyolefine oder durch andere Werkstoffe wie z. B.
Polvinylidenchlorid oder Perfluoralkoxypolymere gebildet sind.
5. Wärmeisolierende Wandung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Mittel (18) zur zumindest weitestgehenden Reduzierung
der Gasdurchlässigkeit der Innenverkleidung (16) und/oder der Außen
verkleidung (15) durch Werkstoffe wie Etyhlen-Vinylalkohol-Copolymerisat oder
Polyacrylnitril oder Polyamid gebildet sind.
6. Wärmeisolierende Wandung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Mittel durch eine durch Aufsputtern an der Innenverkleidung (16) und/oder der
Außenverkleidung (15) erzeugten Metallschicht gebildet sind.
7. Wärmeisolierende Wandung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Mittel aus einer Kunststoffmetallverbundfolie gebildet sind.
8. Wärmeisolierende Wandung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Innenverkleidung (16) und/oder die
Außenverkleidung (15) aus tiefziehfähigem oder im Blasverfahren verformbaren
Kunststoff gebildet sind.
9. Wärmeisolierende Wandung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die Innenverkleidung (16) und die Außenverkleidung (15)
eine Materialstärke von 0,5 mm = 2,5 mm aufweisen.
10. Wärmeisolierende Wandung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Wärmeisolationsmaterial (20) aus plattenförmigen Körpern gebildet ist.
11. Wärmeisolierende Wandung nach einem der Ansprüche 1 oder 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die plattenförmigen Körper durch einen Preßvorgang von
Kieselsäure oder Aerogelen erzeugt sind.
12. Wärmeisolierende Wandung nach einem der Ansprüche 1, 10 oder 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die plattenförmigen Körper aus Kieselsäure eine Dichte
zwischen 100 kg pro/m3 und 200 kg/m3 aufweisen.
13. Wärmeisolierende Wandung nach einem der Ansprüche 1, 10 oder 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die plattenförmigen Körper aus Aerogele eine Dichte
zwischen 100 kg/m3 und 150 kg/m3 aufweisen.
14. Wärmeisolierende Wandung nach Anspruch 1 oder 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die plattenförmigen Körper aus offenzelligen, geschäumten Wärme
isolationsmaterial gebildet sind.
15. Kältegerätegehäuse (10) oder Kältegerätetür (13), gekennzeichnet durch eine
wärmeisolierende Wandung nach einem der Ansprüche 1 bis 14.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8141 | Disposal/no request for examination |