DE2714901B2 - Wärmeaustauscherelement - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Wärmeaustauscherelement entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die Umwandlung solarer Strahlungsenergie in nutzbare Wärme erfolgt mit einer als Kollektor bezeichneten technischen Einrichtung. Wesentliches Element eines Kollektors ist der Absorber, in dem ein Wärmeträgermedium zur Abführung absorbierer solarer Strahlungsenergie zirkuliert

Die Absorption der Sonnenstrahlung erfolgt vorzugsweise durch eine geschwärzte Fläche des Absorbers und als Wärmeträgermedium wird vorzugsweise Wasser verwendet.

Werkstoff und Ausführung des Absorbers müssen dementsprechend vor allem Anforderungen hinsichtlich Korrosion, Temperaturfestigkeit und Dichtigkeit genügen. Aus Gründen der wirtschaftlichen Nutzung der Sonnenenergie besteht zudem die Forderung nach möglichst geringen Einstands- und Verarbeitungskosten für das Material bei hoher Umwandlungseffizienz der Strahlungsenergie in Wärme.

Die für diesen Zweck vorzugsweise eingesetzten metallischen Werkstoffe und hier insbesondere Aluminium haben eine Reihe von Nachteilen. Sie bestehen vor allem darin, daß mit Wasser als Wärmeträgerflüssigkeit diesem ein Korrosions- und Frostschutzmittel zugeführt werden muß. Dies bedingt bei der Warmwasserversor» gung mit derartigen Absorbern ein geschlossenes Kreislaufsystem über Wärmetauscher, wobei die Gefahr besteht, daß die zugefügten Korrosions- und Frostschutzmoclien in das Trinkwassersystem gelangen.

Beim Einsatz von Kunststoffen kann auf den Einsatz von Korrosions- und Frostschutzmedien verzichtet werden.

Bei zentral beheizten Gebäuden erfolgt der Wärmeaustausch über fest installierte Heizkörper aus Metall oder Kunststoff bzw. durch Fußboden- oder Deckenheizungssystemen. Letztere werden im Estrich verlegt und sind integrierte Bestandteil des Baukörpers. Ein nachträglicher Einbau in bestehende Gebäude ist vielfach aus technischen und wirtschaftlichen Gründen nicht durchführbar.

Zur rationellen Energienutzung bzw. zum wHschaftliehen Einsatz von Umweltwänne, wie Solarenergie und Wärmepumpen, ist in zunehmendem Maße der Einsatz großflächiger Heizelemente wie der Bodenheizung von Interesse, da hierbei mit niedrigen Vorlauftemperaturen geheizt werden kann.

Aus dem DE-GM 19 77 950 ist ein starrer Heizkörper bekannt, der aus mit Kunstharz imprägnierten Glasfasermatten oder Glasfasergeweben besteht und der durch das Aushärten des Kunstharzes starr geworden ist Schußfäden des Gewebes werden bald auf der einen und bald auf der anderen Seite von Heizkanälen geführt. Ein flexibler Heizkörper, der begehbar wäre und ausgehend von einem Doppelgewebe hergestellt wäre, ist nicht beschrieben oder nahegelegt worden.

Die DE-OS 21 48 401 beschreibt druckdichte Hohlartikel, die als Läufer oder Unterlagen verwendet werden und aus einer beidseitig beschichteten, durch Bindefäden auf Abstand gehaltenen Doppelgewebebahn bestehen. Diese Veröffentlichung legt es aber nicht nahe, solche Gebilde mit Zu- und Ableitungen zu versehen und als Wärmeaustauscherelement zu verwenden.

Die US 30 22 781 betrifft einen Sonnenkollektor mit Kanälen für ein Fluid zwischen zwei Folienschichten. An die Verwendung von Doppelgeweben ist nicht gedacht worden.

Aufgabe der Erfindung ist es, Wärmeaustauscherelemente zur Verfügung zu stellen, die gegenüber verschiedenen Medien, insbesondere Wasser, korrosionsfest sind, flexibel sind und mit erprobten Fertigungsverfahren (Weben, Beschichtet]) kostengünstig hergestellt werden können. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, einen großflächigen Wärmeaustauscher zur Verfügung zu stellen, der in einfacher Weise ohne bauliche Maßnahmen auf bestehende Flächen im Fußboden-, Decken- oder Wandbereich aufgebracht werden kann. Damit wird es möglich, mit geringem technischen Aufwand auch in bestehende Bauten ein modernes Energienutzungssystem wirtschaftlich zu installieren.

Vi Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst.

Derartige Wärmeaustauscherelemente können auch au Γ anderen Gebieten z. B. insbesondere für stark korrosive Medien als Wärmetauscher eingesetzt werden.

Das Gewebe kann je nach Anforderungen aus Polyestern, Polyamiden, Polytetrafluoräthylen, Glas oder anderen Fadenmaterialien bestehen; die Bindefäden bestehen vorzugsweise aus Monofilen dieser Materialien.

Die Beschichtung erfolgt nach den üblichen Verfahren.

Entweder wird mit Folien aus Metallen oder aus Polyester, Polyolefinen etc. kaschiert oder mit PVC-Pa- *>'> sten, Kunstkautschuk z. B. Polychloropren, Butylkautschuk, Polyurethan, Fluorkautschuk etc. beschichtet.

Die Figur zeigt einen Querschnitt durch eine Ausführungsform eines Wärmeaustauscherelements.

Darin bedeuten

1. die Beschichtung an der Oberseite,

2. das Obergewebe,

3. die Abstandshalter,

4. das Untergewebe,

5. die Beschichtung der Unterseite,

6. ein Distanzstück und

7. das Zuleitungs-und

8. das Ableitungsrohr für das Wärmeträgermedium.
Nach einer anderen Ausführungsform ist das

Wärmeaustauscherelement ein Heizelement

Es besteht ebenfalls aus einer beschichteten Doppelgewebebahn, deren Ober- und Untergewebe durch Bindefäden auf Abstand gehalten werden und auf diese Weise einen flächigen Hohlkörper bilden, der sich bei Durchlauf eines Wärmeträgers nicht verformt. Das Heizelement ist mit geeigneten Einrichtungen für den Zu- und Ablauf des Wärmeträgermediums versehen. Aufgrund der technischen Ausführung ist es möglich, das Wärmeträgermedium wie bei dem Absorberelement in dünner Schicht bis herunter zu 1 mm, vorzugsweise 2—4 mm, auszubilden und großflächig zu führen. Dadurch wird es möglich, Wärme niedrigen Temperaturniveaus optimal für die Raumheizung zu nutzen.

Aufgrund ihrer flexiblen, textlien Beschaffenheit, ihrer geringen Dicke und beidseitiger planer Oberfläche können die Elemente als Heizungsmatten benutzt werden. So können sie z. B. unter Auslegware oder Teppichen evtL rückseitig durch Kaschierung isoliert als Bodenheizung dienen bzw. bei einseitiger Kaschierung mit Teppichmaterial als heizbare Auslegeware benutzt werden.

Weiterhin können die erfindungsgemäßen Heizelemente mit oder ohne Kaschierung mit Isoüerungs- bzw. Trägermaterial in technisch einfacher Weise als Deckenheizung bzw. Wandheizung eingesetzt werden.

Aufgrund ihrer textlien Eigenschaften und der damit verbundenen Flexibilität sind sie auch (mit oder ohne zweckdienlicher Kaschierung) als Kontaktwärmematten geeignet (z. B. Liegematten).

Das Heizelement ist ebenso und aus denselben Materialien aufgebaut wie für das Absorberelement beschrieben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Wärmesustauscherelement, bestehend aus einer flexiblen Ober- und Unterschiebt, die einen Hohlraum bilden, der mit einer Zu- und Ableitung für ein Fluid versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß Ober- und Unterschicht Teil einer einzigen durch Bindefäden in Abstand gehaltenen, ebene Doppelgewebebabn sind, die auf ihren Außenseiten mit einer flüssigkeits- und gasdichten Schicht versehen ist

2. Wärmeaustauscherelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenmaterialien der Doppelgewebebahn aus Polyestern, Polyamiden, Polyetrafluoräthylen und die Bindefäden aus Monof3en dieser Materialien bestehen.

3. Wärmeaustauscherelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Doppelgewebebahn entweder mit Folien aus Metallen oder aus Polyolefinen, Polyestern kaschiert oder mit PVC-Pasten. Kunstkautschuk, z.B. Polychloropren, Butylkautschuk, Polyurethan, Fluorkautschuk beschichtet wird.

4. Verwendung des Wärmeaustauscherelementes nach Ansprüchen 1 —3 als Wärmeabsorberelement

5. Verwendung des Wärmeaustauscherelementes nach Ansprüchen 1 —3 als Heizelement

6. Wärmeaustauscherelement nach Ansprüchen 1 —3, dadurch gekennzeichnet, daß es mit Teppichmaterial kaschiert ist und als heizbarer Fußbodenbelag verlegbar ist