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Die Erfindung betrifft eine Wärmetauschermatte nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Eine derartige Wärmetauschermatte ist durch die DE-AS 27 14 901 bekannt.
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Diese bekannte Wärmetauschermatte kann als flexible Lage auf einer flachen Oberfläche ausgelegt werden und ist zur Verwendung als Sonnenenergiekollektor geeignet. Diese Matte ist aber an ihren beiden einander gegenüberliegenden Seitenrändern mit Zufluß- und Abflußteilen für das Wärmeträgermedium versehen, die eine größere Dicke als die Matte selbst besitzen, so daß eine derartige Matte, wenn sie auf einem Fußboden ausgelegt würde, Stolperhindernisse aufweisen würde, nämlich an den hochstehenden Zufluß- und Abflußteilen.
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Eine andere bekannte Wärmetauschermatte ist in Fig. 1 gezeigt. Diese Wärmetauschermatte umfaßt ein Wärmetauscherelement 1 aus gewellten Schußfäden und linienförmigen Kettfäden 2, 3 aus Metall oder Plastikmaterial, die senkrecht zueinander verlaufen und miteinander verwirkt sind. Eine Deckfolie 5 aus Polyvinylchlorid oder dergleichen, die sowohl flexibel als auch steif ausgebildet sein kann, ist auf die Oberseite und auf die Unterseite des Wärmetauscherelements 1 aufgelegt, wobei eine Einlage 4, insbesondere aus Textilmaterial, dazwischen angeordnet ist. Um die Deckfolie 5 mit der Einlage 4 des Wärmetauscherelements 1 in festen Verbund zu bringen, muß wenigstens eine der Deckfolien 5 durch Aufrollen angepreßt werden, wobei das Wärmetauscherelement 1 zusammengedrückt wird und eine geringere Dicke erhält. Zwar kann der ursprüngliche Zustand des Wärmetauscherelements 1 annähernd nach einem solchen Zusammendrücken wiederhergestellt werden, weil die Drähte oder Fäden eine Rückstellkraft ausüben und die Rückstellung durch das durchströmende Medium in den Kanälen 6 zwischen der oberen und der unteren Einlage 4 unterstützt wird, es hat sich jedoch gezeigt, daß die geradlinigen Kettfäden oder -drähte an ihren Längsenden nach unten und am entgegengesetzten Ende nach oben verbogen werden, so daß die Matte an den einander gegenüberliegenden Rändern nach oben bzw. nach unten verbogen wird, wie in Fig. 2 gezeigt ist; es besteht dann die Schwierigkeit, daß die nach oben und nach unten umgebogenen Ränder der Matte, wenn diese auf einem Fußboden ausgelegt ist, beim Beschreiten hinderlich sind und ein Stolpern verursachen können.
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Aus der DE-OS 30 43 045 ist ferner eine Wärmetauschermatte bekannt, bei der mehrere rechteckige Wärmetauscherelemente an ihren Seitenrändern aneinandergefügt sind. Jedes Wärmetauscherelement besteht aus flexiblem Material mit einer Oberbahn und einer Unterbahn aus Kunststoff, die an ihren Rändern umlaufend und auf ihrer übrigen Fläche punktförmig in vorgegebenen Abständen miteinander verbunden sind. Die Verbindung zwischen den einzelnen Wärmetauscherelementen ist durch Rohrleitungen hergestellt, die von den einander benachbarten Seitenrändern der Wärmetauscherelemente ausgehen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wärmetauschermatte der eingangs beschriebenen Art dahingehend weiterzubilden, daß über die gesamte Wärmetauschermatte keine hochstehenden Teile auftreten, damit beim Auflegen auf fertige ebene Fußböden keine Stolpergefahr besteht.
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Diese Erfindung wird bei der gattungsgemäßen Wärmetauschermatte durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Mehrere Ausführungsformen der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt
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Fig. 1 eine perspektivische Teilansicht einer bekannten Wärmetauschermatte, wovon bestimmte Teile weggeschnitten sind;
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Fig. 2 einen schematischen Querschnitt der Wärmetauschermatte nach Fig. 1;
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Fig. 3 einen schematischen Querschnitt einer Wärmetauschermatte mit zwei mattenförmigen Wärmetauscherelementen, die aneinander angeschlossen sind, wobei diese Elemente sich noch im Zustand vor ihrem Gebrauch befinden;
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Fig. 4 einen ähnlichen Querschnitt wie Fig. 3, jedoch im Gebrauchszustand;
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Fig. 5 eine Draufsicht der in Fig. 3 gezeigten Matte;
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Fig. 6 bis 10 Perspektivansichten verschiedener Ausführungsformen der Wärmetauschermatte, bei welchen das fluide Wärmeträgermedium an einem Ende eines Verbindungsteiles zwischen den zwei Wärmetauscherelementen der Matte von einem Element zum anderen strömen kann, wobei auch Leitungen zur Zuführung und Abführung des Mediums am anderen Ende des Verbindungselements gezeigt sind;
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Fig. 11 eine Perspektivansicht einer weiteren Ausführungsform der Wärmetauschermatte, bei welcher ein andersartiges Verbindungsteil für die zwei Wärmetauscherelemente verwendet wird, die getrennt voneinander gezeigt sind;
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Fig. 12 eine Perspektivansicht der Einrichtung für die Zuführung und die Abführung des fluiden Mediums nach einer weiteren Ausführungsform, die mit besonderen Mitteln zur Anbringung an der Matte ausgestattet ist;
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Fig. 13 und 14 Perspektiv-Teilansichten der mattenförmigen Elemente bei einer weiteren Ausführungsform der Wärmetauschermatte an einer Stelle, wo die Einrichtung für die Zuführung und Ableitung des fluiden Mediums angebracht werden soll, wobei auch diese Einrichtung gezeigt ist, und zwar vor ihrer Montage; und
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Fig. 15 eine Perspektiv-Teilansicht der mattenförmigen Teile und der daran angebrachten Zuleitungs- und Ableitungsteile für die Ausführungsform nach Fig. 13 und 14.
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Es wird nun auf die Fig. 3 bis 5 Bezug genommen.
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Die dort gezeigte Wärmetauschermatte 10 umfaßt zwei mattenförmige Elemente 11 a und 11 b, die jeweils wie in Fig. 1 gezeigt ausgebildet sind und Seite an Seite an ihren Seitenrändern aneinandergefügt sind, wo die geradlinigen Kettfäden oder -drähte 3 enden; dabei ist jedes mattenförmige Element 11 a, 11 b bestrebt, sich nach oben zu verbiegen, wie unter Bezugnahme auf Fig. 2 bereits erläutert wurde. Diese zwei mattenförmigen Wärmetauscherelemente 11 a, 11 b sind so aneinander angeschlossen, daß sie ein einziges Teil bilden und unter Abdichtung miteinander verbunden sind, wobei die Verbindung durch ein Verbindungsteil 12 aus einem Plastikmaterial wie Polyvinylchlorid oder dergleichen hergestellt wird. Dieses Verbindungsteil 12 ist im Querschnitt H-förmig und erstreckt sich entlang den Seitenrändern der mattenförmigen Wärmetauscherelemente 11 a, 11 b. Eine Umfangdichtung 13, die ebenfalls aus einem Plastikmaterial wie Polyvinylchlorid oder dergleichen besteht, ist über die gesamten Umfangsränder der mattenförmigen Wärmetauscherelemente 11 a und 11 b, mit Ausnahme ihrer Verbindungsränder, in abgedichteter Weise aufgeklebt, und zwar an den beiden Deckfolien 5. Bei dieser Ausgestaltung wird durch das Verbindungsteil 12 in der in Fig. 4 verdeutlichten Weise die Tendenz vermieden, daß die beiden mattenförmigen Wärmetauscherelemente 11 a und 11 b an den miteinander zu verbindenden Rändern nach oben verbogen werden, nachdem die Wärmetauscherelemente mit der Einlage 4 und den Deckfolien 5 durch Walzen unter Druck miteinander in Verbund gebracht wurden.
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Es wird auf Fig. 6 Bezug genommen. Ein Verbindungsteil 22 einer Wärmetauschermatte 20 ist an einem Ende ausgespart, so daß die Innenräume von zwei mattenförmigen Wärmetauscherelementen 21 a, 21 b durch einen Kanal 24 miteinander in Verbindung stehen, der sich am ausgesparten Ende des Verbindungsteils 22 befindet. Schläuche 25 und 26 für die Zufuhr und Ableitung des Wärmeträgermediums sind unter Abdichtung an dem Wärmetauscherelement 21 a bzw. 21 b angebracht. Sie befinden sich in der Nähe des anderen Endes des Verbindungsteils 22 und nahe nebeneinander. Auf diese Weise wird vermieden, daß die der Wärmetauschermatte 20 über den Zuflußschlauch 25 zugeführte Flüssigkeit unmittelbar aus dem Abflußschlauch 26 wieder ausströmt, weil das eine Abtrennung bildende Verbindungsteil 22 zwischen diesen Schlauchanschlüssen angeordnet ist. Die Flüssigkeit durchquert das gesamte Wärmetauscherelement 21 a, bis sie zu dem Kanal 24 gelangt und dann das andere mattenförmige Wärmetauscherelement 21 vollständig durchströmt, bevor es zum Abflußschlauch 26 gelangt. Folglich werden örtliche Wärmekonzentrationen und eine ungleichmäßige Wärmeverteilung vermieden, insbesondere der Effekt, daß eine größere Wärmemenge in der Nähe des Zuflußschlauches 25 und eine geringere Wärmemenge in der Nähe des Zuflußschlauches 25 und eine geringere Wärmemenge in der Nähe des Abflußschlauches 26 abgegeben wird; über die gesamte Oberfläche der Wärmetauschermatte hinweg wird eine im wesentlichen gleichförmige Wärmeverteilung erreicht.
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Die Einrichtung für die Zuführung und für die Abführung des Wärmeträgermediums ist flach ausgebildet, so daß die Wärmetauschermatte keinerlei hochstehende Teile aufweist, die eine Stolpergefahr verursachen könnten. Die Ausführungsform nach Fig. 6 ist dann zweckmäßig, wenn der Zuflußschlauch 25 und der Abflußschlauch 26 in einer Zimmerecke angeordnet sind. Bei der in den Fig. 7 und 8 gezeigten Ausführungsform einer Wärmetauschermatte 30 ist das Verbindungsteil 32 in ähnlicher Weise wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform ausgebildet und verbindet zwei mattenförmige Wärmetauscherelemente 31 a und 31 b, ist jedoch an seinen zwei Enden ausgespart bzw. verkürzt und an jeweils ein Anschlußteil 37 bzw. 38 angesetzt, das aus einem Plastikmaterial wie Polyvinylchlorid oder dergleichen besteht. Dieses Anschlußteil ist unter Abdichtung mit den entsprechenden Enden des Verbindungsteils 32 verbunden. Ein Zuströmrohr 35 und ein Abströmrohr 36 sind an einem der Anschlußteile vorgesehen, nämlich an dem Anschlußteil 37, und erstrecken sich aus der außenseitigen Endfläche heraus, wobei sie in derselben Ebene liegen, wie die Wärmetauschermatte 30. Im Inneren des Anschlußteils 37 sind diese beiden Rohre 35, 36 durch eine Trennwand 39 voneinander getrennt, die sich von der anderen inneren Endfläche, welche an das Verbindungsteil 32 anstößt, bis zu der außenseitigen Endfläche erstreckt, und zwar zwischen den beiden Rohren 35 und 36. In dem Anschlußteil 37 sind also ein Zuflußweg 40 und ein Abströmweg 41 durch die Trennwand 39voneinander getrennt und stehen mit dem Innenraum des mattenförmigen Wärmetauscherelementes 31 a bzw. 31 b und dem Zuflußrohr 35 bzw. Abströmrohr 36 in Verbindung. Das andere Anschlußteil 38 ist hohl ausgebildet und an derselben Stelle angeordnet wie der Kanal 24 bei der Ausführungsform nach Fig. 6, um einen Kanal zu bilden, der die Innenräume der beiden Elemente 31 a und 31 b miteinander verbindet. Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 strömt das Wärmeträgermedium in Richtung der in den Fig. 7 und 8 gezeigten Pfeile, wobei eine gleichförmige Wärmeverteilung erreicht wird. Überdies kann die Anordnung der Wärmetauschermatte frei gewählt werden, da die Einrichtung für die Zuführung und die Ableitung des Wärmeträgermediums mit den beiden Rohren 35 und 36 sehr flach ausgebildet ist. Da die beiden Anschlußteile 37 und 38 an den verkürzten Enden des Verbindungsteils 32 angesetzt sind, wird vermieden, daß die aneinander angeschlossenen Ränder der mattenförmigen Wärmetauscherelemente 31 a und 31 b in der bereits beschriebenen Weise nach oben umgebogen werden, wobei überdies die gesamte Struktur der Wärmetauschermatte durch die Anschlußteile 37, 38 und das Verbindungsteil 32 versteift wird.
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Bei der oben beschriebenen Ausführungsform ist das Anschlußteil 38 hohl. Eine entsprechende Ausführungsform eines Anschlußteils 58 nach den Fig. 9 und 10 ist für gleiche Wärmetauscherelemente 51 a, 51 b vorgesehen, die über einen Verbindungskanal 54 miteinander in Verbindung stehen. Bei der Ausführungsform der Wärmetauschermatte 50, welche die zwei mattenförmigen Wärmetauscherelemente 51 a und 51 b enthält, die durch ein verkürztes Verbindungsteil 52 miteinander verbunden sind, ist ein dem Kanal 54 gegenüber angeordnetes Eckteil in Diagonalrichtung abgeschnitten, um an dem einen Ende des Verbindungsteils 52 ein Dreiecksteil zu bilden, wobei ein dazu komplementäres dreieckiges Verbindungsteil 58 mit einem darin aufgenommenen Wärmetauscherelement 62 von ebenfalls komplementärer Dreiecksform in das Dreiecksteil unter Abdichtung an den Deckfolien und Einlagen an beiden Oberflächen der Wärmetauscherelemente 51 a und 51 b eingesetzt ist. Ein Wärmeaustausch wird bei dieser Ausführungsform auch im Bereich des Verbindungskanals 54 zusätzlich zu den Wärmetauscherelementen 51 a und 51 b erreicht.
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Zur Verbindung der zwei mattenförmigen Wärmetauscherelemente wird vorzugsweise ein Verbindungsteil verwendet, das im Querschnitt H-förmig ist. Eine andere zweckmäßige Ausführungsform ist in Fig. 11 gezeigt. Dort sind die beiden einander gegenüberliegenden Ränder von zwei mattenförmigen Wärmetauscherelementen 81 a und 81 b, die bestrebt sind, sich nach oben zu verbiegen, jeweils mit einem verkürzten U-Profilteil 82 a, 82 b abgedeckt, welche miteinander an ihren Stirnflächen verbunden sind. Dann werden Anschlußteile wie bei den Fig. 7 und 8 an den verbleibenden offenen Teilen zwischen den Elementen 81 a und 81 b an den beiden Enden der U-Profilteile 82 a und 83 b angebracht.
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Die Anzahl der mattenförmigen Wärmetauscherelemente ist nicht auf zwei begrenzt und kann auf jede beliebige Zahl erweitert werden, ohne die grundsätzliche Anordnung und Ausbildung der Wärmetauschermatte zu verändern. Bei den beschriebenen Ausführungsformen sind die mattenförmigen Wärmetauscherelemente rechtwinkelig; geeignet sind aber auch Ausführungsformen mit Elementen in Form eines rechtwinkligen Dreiecks, die zu einem Rechteck kombiniert werden können. Dabei liegen dann die Verbindungsteile und die Anschlußteile auf einer Diagonalen des Rechtecks.
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Bei der Montage der verschiedenen Verbindungsteile bei den Ausführungsformen nach den Fig. 7 bis 10 wird vorzugsweise eine Klemmvorrichtung 90 der in Fig. 12 gezeigten Art verwendet. Diese Klemmvorrichtung 90 umfaßt eine U- förmige bewegliche Platte 92, die an ihren beiden Schenkelenden an erhabenen Klötzchen 93 a und 93 b angelenkt ist, welche sich an den beiden Schenkelenden einer ebenfalls U-förmigen, ortsfesten Platte 91 befinden. Wenn die bewegliche Platte 92 in ihrer Verschlußstellung in bezug auf die feststehende Platte 91 geschwenkt wird, liegen die beiden Platten 92 und 91 an der Oberseite bzw. Unterseite des Verbindungsteils 37 an, wobei dieses Teil mit den Rohren 35 und 36 versehen sein kann oder diese Rohre nicht aufweist. Wenn die mattenförmigen Wärmetauscherelemente, die an das Verbindungselement und die Anschlußteile angeschlossen sind, unter Hitzeeinwirkung durch Druckwalzen gepreßt werden, schützt die zuvor über das Verbindungsteil geklappte Klemmvorrichtung 90 das Verbindungsteil vor einer Deformierung oder Trennung von den Wärmetauscherelementen durch Wärmeeinwirkung; es könnte sonst geschehen, daß das Verbindungsteil durch eine erhitzte Druckwalze angeschmolzen wird. Nach dem Abkühlen des Verbindungsteils kann die Klemmvorrichtung entfernt werden.
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Eine weitere Ausführungsform zeigen die Fig. 13 bis 15. Die mattenförmigen Wärmetauscherelemente 101 a, 101 b und ihr Verbindungselement 102 sind an ihrem zuströmseitigen und abströmseitigen Rand mit Aussparungen 113 a, 113 b und 114 versehen. Ein Verbindungsteil 107 mit einer sich mittig darin erstreckenden Abtrennung 109 weist kurze einwärts gerichtete Vorsprünge 115 a , 115 b auf, die symmetrisch zu der Abtrennung 109 angeordnet sind. Der Scheitel des Vorsprungs 109 paßt in die Aussparung 114, während die Vorsprünge 115 a und 115 b in die Aussparungen 113 a und 113 b passen. Wenn das Verbindungsteil 107 nach Fig. 14 mit den Wärmetauscherelementen nach Fig. 13 zusammengebaut wird, bewirken die Aussparungen 113 a, 113 b und 114, welche die Vorsprünge 115 a, 115 b bzw. den Scheitel der Abtrennung 109 aufnehmen, eine vorteilhafte Führung und Positionierung, wodurch die Montage vereinfacht und verbessert wird.