DE2941806A1

DE2941806A1 - Fussbodenkollektor, vorzugsweise fuer heiz- und kuehlzwecke

Info

Publication number: DE2941806A1
Application number: DE19792941806
Authority: DE
Inventors: Ing.(grad.) Heinz 4600 Dortmund Gresch; Ing.(grad.) Heinz 4390 Gladbeck Hölter; Ing.(grad.) Heinrich 4390 Gladbeck Igelbüscher
Original assignee: HOELTER ING GRAD HEINZ
Current assignee: HOELTER ING GRAD HEINZ
Priority date: 1979-10-16
Filing date: 1979-10-16
Publication date: 1981-05-14

Description

Beschreibung und Erläuterung zur Patentanmeldung 'Pußbodenkollektor, vorzugsweise für Heiz- und Kühlzwecke·

Es ist bekannt, Räume durch Fußbodenheizungen zu erwärmen«

Hierzu werden in der Regel Rohre in Schlangenform verlegt oder rohrförmige Körper in den Fußboden eingelegt und mittels Estrich überlagert.

Das Gleiche ist in ähnlicher Form als Deckenheizungselemente bisher verwandt worden.

Erfindungsgemäß soll die Rohrverlegung ersetzt werden durch flächenförmige Körper, die 1· aufrollbar angeliefert werden können und 2. an Ort und Stelle, auf Maß geschnitten, zur Wärmeoder Kälteübertragung in Fußböden, Decken oder Seitenwände eingebaut werden können.

Die Erfindung betrifft einen Kollektor zur Aufnahme von warmen oder kalten Flüssigkeiten, der aus zwei zueinander im wesentlichen parallelen Wandungen, insbesondere aus einem Kunststoffmaterial besteht, die

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randseitig miteinander verbunden sind und zwischen denen wenigstens ein Zulaufkanal und ein Ablaufkanal sowie eine Vielzahl von Verbindungskanälen zwischen ZuIaufkanal und AbIaufkanal für die Wärmetauscherflüssigkeit gebildet sind.

Bekannte Kollektoren verwenden Systeme von Röhren als Strömungskanäle für die Wärmetauscherflüssigkeit. Derartige Systeme sind verhältnismäßig aufwendig in Herstellung, Montage und Wartung, und sie haben darüberhinaus den Nachteil, daß die Röhren des Kollektors immer nur einen Teil der Fläche abdecken.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, daß wenigstens eine Wandung auf ihrer der anderen Wandung zugewandten Seite eine Vielzahl von VorSprüngen und/oder Rippen zur Bildung der Verbindungskanäle aufweist und daß die jeweils andere Wandung mit den erhobenen Flächen der Vorsprünge und/oder Rippen wenigstens bereichsweise verbunden ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Kollektor kann aufgrund der Profilierung einer oder beider Wandungen auf die Anordnung einer für die Wärmetauscherflüssigkeit durchlässigen Zwischenschicht vollständig verzichtet werden. Dadurch wird nicht nur die Herstellung, sondern

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auch der Aufbau des Kollektors vereinfacht. Grundsätzlich genügt es, wenn eine eier beiden Wandungen auf ihrer der anderen Wandung zugekehrten Seite profiliert wird. Das kann z.B. dadurch geschehen, daß die Wandung extrudiert wird und aus der Extrusionswärme durch Walzen, Pressen oder dergleichen mit den Profilen versehen wird. Selbstverständlich können auch beide Wandungen auf diese oder auf eine andere Weise profiliert werden.

Im Hinblick auf eine einfache Herstellung und Fertigung der Wandungen empfiehlt es sich, die VorSprünge und/oder Rippen regelmäßig anzuordnen.

Grundsätzlich besteht jedoch die Möglichkeit, die Außenseiten der Wandungen zu profilieren, indem z.B. die die Wandungen bildenden Folien zwischen Walzen mit Profilen und Gegenprofilen gewalzt werden. Dann können sich aber an der Außenseite der Wandungen Stautaschen bilden. Deshalb ist eine Ausführungsform vorzuziehen, bei der die ,jeweiligen Außenseiten der Wandungen glatt sind. Das bedeutet auch, daß die Vorsprünge und/oder Rippen der jeweiligen Wandung aus Vollmaterial bestehen und in die Wandung integriert sind.

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Wenn beide Wandungen profiliert sind, bestehen verschiedene Möglichkeiten dei· Verbindung zwischen beiden Wandungen. Bei einer Ausführungsform, bei der die Grundfläche der jeweiligen Vorsprünge und/oder Rippen kleiner ist als die Fläche der zwischen den Vorsprüngen und/oder Rippen liegenden Bereiche, besteht die Möglichkeit, die erhobenen Flächen der Vorsprünge und/oder Rippen der einen Wandung unter Belassung von Verbindungs kanälen mit diesen Bereichen (zwischen den Vorsprüngen und/oder Rippen) der anderen Wandung zu verbinden. Man erhält dadurch einen sehr flach bauenden Kollektor, der nichtsdestoweniger eine Vielzahl von Verbindungskanälen für die Wärmetauscherflüssigkeit besitzt.

Bei einer anderen Ausführungsform können die beiden Wandungen über die erhobenen Flächen ihrer jeweiligen Vorsprünge und/oder Rippen miteinander verbunden sein. Dann besteht z.B. die Möglichkeit, durch Anordnung und Ausbildung der Vorsprünge und/oder Rippen die Verbindungskanäle so zu führen, daß sie nicht nur in einer im wesentlichen zu der oder den Wandungen parallelen Ebene, sondern auch aus dieser Ebene heraus und wieder da hinein zurückgeführt sind.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß beide Wandungen jeweils eine

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Vielzahl von zueinander parallelen Rippen aufweisen. Die beiden Rippen können derart miteinander verbunden werden, daß ihre jeweiligen Rippen einen Winkel, insbesondere einen Winkel von ca. 90°, bilden. Ein derartiger Kollektor weist nicht nur herstellungstechnische Vorteile auf, weil die Rippen der Wandungen oder wenigstens einer Wandung gegebenenfalls bereits durch Extrusion der Wandung hergestellt werden können. Die Ausbildung der Rippen durch Walzen oder dergleichen bereitet ebenfalls keine Schwierigkeiten. In funktioneller Hinsicht hat ein derartiger Kollektor den Vorteil, daß die Wärmetauscherflüssigkeit auf ihrem Weg vom Zulaufkanal zum Ablaufkanal eine Vielzahl von Hindernissen passieren muß und dabei abwechselnd aus dem Bereich der einen Wandung in den Bereich der anderen fließen muß, wobei nicht nur eine gute Wärmeaufnahme, sondern auch die Ausbildung von Turbulenzen gewährleistet ist, die den Wärmeaustausch innerhalb der Wärmetauscherflüssigkeit fördern. Gleichzeitig läßt sich durch Anordnung und Ausbildung der Rippen auch der Strömungswiderstand für die Warmetauscherflussigkeit in günstige Bereiche legen.

Auch der Zulaufkanal und der Ablaufkanal können durch Rippen definiert werden, und zwar dadurch, daß der Abstand von zwei in Randnähe angeordneten Rippen zur

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Bildung von Zulaufkanal bzw. Ablaufkanal größer ist als der Abstand der übrigen Rippen.

Aus Gründen der Stabilität können die randseitigen Rippen eine größere Breite besitzen als die übrigen Rippen. Das gilt insbesondere dann, wenn es sich dabei um die den Zulaufkanal und/oder den Ablaufkanal definierenden Rippen handelt.

Im übrigen sollten die Rippen im Querschnitt Trapezform aufweisen. Das ist günstig für die Herstellung und auch für die Verbindung der beiden Wandungen, die in der Regel dadurch erfolgt, daß die miteinander zu verbindenden Flächenbereiche unter Druck und Wärme aufeinander gepreßt werden. Dabei wirkt sich die Trapezform günstig aus.

Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung sollte Jede Wandung randseitig zwei Rippen zur Bildung von Zulaufkanal und Ablaufkanal aufweisen, wobei die unter einem Winkel zu diesen Kanälen angeordneten Rippen an den Kanälen enden. Dann können nämlich die beiden Wandungen so zusammengefügt werden, daß jede Wandung einen Teil, insbesondere die Hälfte von Zulaufkanal und Ablaufkanal definiert. In dem dazwischenliegenden Bereich definieren die Rippen der einen und der anderen Wandung die Verbindungskanäle .

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Im folgenden werden in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert; es zeigen:

Pig. 1 eine Draufsicht auf eine Wandung eines Kollektorelements,

Fig. 2 einen Schnitt in Richtung II-II durch ein Kollektorelement aus zwei miteinander verbundenen Wandungen,

Fig. 3 in perspektivischer Darstellung ein Kollektorelement mit teilweise auseinandergezogenen Wandungen.

Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Kollektorelement besteht aus zwei miteinander verbundenen Wandungen 1, aus einem Kunststoffraaterial. Die Wandungen 1 bzw. weisen Jeweils auf ihrer der anderen Wandung zugekehrten Seite zwischen randseitigen Rippen 3» 4 bzw. 5» 6 eine Vielzahl von regelmäßig angeordneten VorSprüngen 7 bzw. 8 auf. Die Vorsprünge 7 bzw. 8 weisen eine im wesentlichen quadratische Grundfläche und einen im wesentlichen trapezförmigen Querschnitt auf. Die Grundfläche der Vorsprünge 7 bzw. 8 i3t kleiner als die zwischen diesen

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Vorsprüngen 7 bzw. 8 verbleibende Fläche, sodaß nach dem Zusammenfügen der beiden Wandungen 1, 2 die erhobenen Flächen der Vorsprünge 7 bzw. 8 gegen vorsprungsfreie Bereiche 9 der jeweils anderen Wandung anliegen und dort durch Anwendung von Druck und Wärme mit diesen Bereichen 9 verschweißt sind. Außerdem sind auch die Rippen 3 und 4- der Wandung 1 mit den zugeordneten Rippen 5 bzw. 6 der anderen Wandung 2 verschweißt. Es versteht sich, daß auch die Ränder 10 bzw. 11 der beiden Wandungen 1 bzw. 2 miteinander flüssigkeitsdicht verschweißt sind, wobei im Bereich des Randes 11 zwischen den Rippen 3, 5 bzw. 6, 4 und der benachbarten Reihe der Vorsprünge 7 öffnungen verbleiben, durch die die Wärmetauscherflüssigkeit in Richtung des Pfeils 12 in das Kollektorelement eintreten und in Richtung des Pfeils 13 aus dem Kollektorelement austreten kann.

Man erkennt, daß zwischen den miteinander verschweißten Rippen 3 und 5 bzw. 6 und 4 sowie den benachbarten Reihen der Vorsprünge 7 bzw. 8 ein an die öffnung 12 anschließender Zulaufkanal sowie ein

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an die Öffnung 13 anschließender Ablaufkanal 15 gebildet ist. Zwischen Zulauf kanal 1A- und Ablaufkanal 15 ist durch die Anordnung der Vorsprünge 7 bzw, 8 eine Vielzahl von Verbindungskanälen 16 gebildet, durch die die Wärmetauscherflüssigkeit strömen kann. Man erkennt, daß diese Verbindungskanäle 16 auch dann gebildet werden, wenn die sich quer zu den Rippen 3-6 erstreckenden Reihen der Vorsprünge 7 bzw. 8 zu Querrippen vereinigt sind.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel weist die in der Figur untere Wandung 1 außer den randseitigen Rippen 3 und 4- eine Vielzahl von sich parallel zu diesen Rippen 3» A erstreckenden Längsrippen 17 auf. Der Abstand der randseitigen Rippen bzw. 4- von der jeweils nächsten benachbarten Längsrippe 17 ist größer als der Abstand der übrigen Längsrippen 17 untereinander, sodaß zwischen den randseitigen Rippen 3, A- und der jeweils benachbarten Längsrippe I7 der Zulauf kanal 1A- und der Ablauf kanal gebildet sind. Aus Stabilitätsgründen sind die randseitigen Rippen 3, A- und die jeweils benachbarten Längsrippen I? etwas breiter ausgeführt als die übrigen Längsrippen 17. Alle Rippen besitzen einen im wesentlichen trapezförmigen Querschnitt.

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Die obere Wandung 2 weist wiederum die randseitigen Rippen 5 und 6 auf, an die ein sich in Längsrichtung der Wandung 2 erstreckender rippenfreier Bereich zur Bildung des Zulaufkanals 14 bzw. des Ablaufkanals 15 anschließt. Zwischen diesen rippenfreien Bereichen erstreckt sich eine Vielzahl von Querrippen 18, deren Profil und Stärke im wesentlichen den der Längsrippen 17 entspricht.

Nach Vereinigung der beiden Wandungen durch Druck und Wärme sind jeweils die randseitigen Rippen 3 und 5 bzw. 4 und 6 miteinander verschweißt. Außerdem sind die erhobenen Flächen der Längsrippen 17 und der Querrippen 18 bereichsweise miteinander verschweißt. Es versteht sich, daß auch die Ränder 10 und 11 flüssigkeitsdicht miteinander verschweißt sind, wobei im Bereich des Randes 11 an den Zulaufkanal 14 und an den Ablaufkanal 15 anschließende öffnungen verbleiben, über die die Wärmetauscherflüssigkeit in Richtung des Pfeils 12 in den Zulaufkanal 14 eintreten und in Richtung des Pfeils 13 aus dem Ablaufkanal 15 austreten kann. Längsrippen I7 und Querrippen 18 bilden eine Vielzahl von Verbindungskanälen zwischen Zulaufkanal 14 und Ablaufkanal 15» wobei die Verbindungskanäle abwechselnd

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im Bereich der unteren Wandung 1 und der oberen Wandung 2 verlaufen, sodaß beim Durchfluß des Wärmetauschermediums eine turbulente Strömung entsteht, die den Wärmeübergang innerhalb des Wärmetauschermediums fördert.

In den Figuren ist nicht dargestellt, daß bei Verwendung des Kollektorelementes auf der Lauf- oder Decken- bzw. Wandseite verschiedene dekorative Ausbildungsformen angebracht sein können.

Die erfindungsgemäße Ausführung bewirkt bei der Fußbodenanlage den großen Vorteil, daß die Oberfläche z.B. als Teppichboden ausgebildet sein kann und die übertragung der Wärme fast direkt ohne Verzögerung durch Überlagerung eines Estrichbodens durchgeführt wird. Preislich ist die erfindungsgemäße Ausführung natürlich wesentlich günstiger als die mit viel handwerklicher Tätigkeit verbundene bisher bekannte Ausbildungsform.

Bei der Ausbildung des erfindungsgemäßen Gegenstandes mit z.B. einer teppichbodenartigen Oberfläche kann in einfachster Weise die Mattenform an Ort und Stelle verschweißt werden, und dort, wo Möbel oder andere

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Gegenstände eine zu große Flächenpressung bewirken, ist es nicht notwendig, besondere Vorrichtungen vorzusehen, denn Eindellungen durch z.B. Schrankfüße sind nicht nachteilig, da das Wasser in die nächsten Kanäle weiterfließt und lediglich die eingedellte Fläche nicht als Heizfläche zur Verfügung steht, was schlußendlich auch gewollt ist.

So ist z.B. die Rahmenbewehrung eines schweren Schrankes dazu geeignet, die Warmwasserdurchflußmenge zu reduzieren, so daß eine Aufheizung der Gegenstände im Schrankinneren wunschgerecht vermieden wird.

Die erfindungsgemäße Konstruktion kann ebenfalls mit einer Kühlflüssigkeit beschickt werden, die z.B. Decken, Wände und/oder Fußböden kühlt, so daß bei normaler Raumbelüftung nicht Kaltluft den Raum durchströmen muß, sondern die AbStrahlungsflächen die strömende Luft entsprechend abkühlen.

Heizflächen im Winter können somit Kühlflächen im Sommer bedeuten.

Patentansprüche: 130020/0024

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Claims

Patentansprüche:

M. iPußbodenkollektor, vorzugsweise für Heiz- und Kühlzwecke, dadurch gekennzeichnet, daß er aus zwei aufeinander gelagerten elastischen Kunststoff platten besteht, wobei wenigstens eine Wandung ( 1 bzw. 2) auf ihrer der anderen Wandung zugewandten Seite eine Vielzahl von Vorsprüngen (7, 8) und/oder Rippen ( 3 - 6, 17, 18) zur Bildung der Verbindungskanäle (16) aufweist und die jeweils andere Wandung mit den erhobenen Flächen der Vorsprünge (7, 8) und/oder Rippen ( 3-6, 17, 18) wenigstens bereichsweise verbunden ist.
2. Kollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (7, 8) und/oder Rippen (17» 18) regelmäßig angeordnet sind.
3. Kollektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweiligen Außenseiten der Wandungen (1, 2) glatt sind.
4. Kollektor nach einem der Ansprüche 1-3» dadurch gekennzeichnet, daß beide Wandungen (1, 2) profiliert sind.

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5. Kollektor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundflache der jeweiligen VorSprünge (7» 8) und/oder Rippen (17» 18) kleiner ist als die Fläche der zwischen den Vorsprüngen und/oder Rippen liegenden Bereiche (9) und daß die erhobenen Flächen der Vorsprünge und/oder Rippen der einen Wandung unter Belassung von Verbindungskanälen (16) mit diesen Bereichen (9) der anderen Wandung verbunden sind.
6. Kollektor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-5 dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Wandungen (1, 2) über die erhobenen Flächen ihrer jeweiligen Vorsprünge (7» 8) und/oder Rippen (3 - 6, 17» 18) miteinander verbunden sind.
7· Kollektor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-6 dadurch gekennzeichnet, daß beide Wandungen (1, 2) jeweils eine Vielzahl von zueinander parallelen Rippen (17, 18) aufweisen.
8. Kollektor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Wandungen (1, 2) derart miteinander verbunden sind, daß ihre jeweiligen Rippen (17, einen Winkel zueinander bilden.

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9. Kollektor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen den Rippen (17» 18) der beiden Wandungen (1, 2) 90° beträgt.
10. Kollektor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1—9» dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand von zwei in Randnähe angeordneten Rippen (3, 17 bzw. 4, 17) zur Bildung von Zulaufkanal (14) bzw. Ablaufkanal (15) größer ist als der Abstand der übrigen Rippen (17)·
11. Kollektor nach einem oder mehreren der Ansprüche

1 — 10, dadurch gekennzeichnet, daß die randseitigen Rippen (3 - 6) eine größere Breite besitzen als die übrigen Rippen (17)·
12. Kollektor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (3 - 6, 17» 18) im Querschnitt Trapezform aufweisen.
13· Kollektor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 12, dadurch gekennzeichnet, daß jede Wandung (1, 2) randseitig zwei Rippen (3» 4 bzw. 5» 6) zur Bildung von Zulaufkanal (14) und Ablaufkanal (15) aufweist und daß die unter einem Winkel zu diesen Kanälen (14, I5) angeordneten Rippen (18) an den Kanälen (14, 15) enden.

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14. Kollektor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 13»gekennzeichnet durch eine Isolierschicht auf der strahlungsfreien Seite.
15. Kollektor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-14 dadurch gekennzeichnet, daß die strahlungsfreie Seite oder die Isolierschicht eine Haft- oder Klebeschicht zur Befestigung auf einem Untergrund oder zur Befestigung von Dekorstoffen aufweist.

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