DE3824129A1 - Thermobehaelter - Google Patents

Description

Als Thermobehälter sind solche Konstruktionen zu bezeichnen, in welchen eine, mehrere oder alle Wände aus thermoisolierenden Materialien gefertigt sind. Zweckgebundene thermische innere Kapazität ist ein kennzeichnendes Merkmal, wobei zugeführte oder auch abgeführte bzw. intern erzeugte Energiemengen von Streuverlusten von/ bzw. nach außen geschützt werden, somit interne Energiespeicherung in der gewissen Zeitspanne gewährleistet wird bzw. Energiedurchfluß durch die Wände des Behälters kontrolliert u/o limitiert bzw. begrenzt wird.

Die Patentansprüche dieser Erfindung beziehen sich auf die Eigenschaften dieser thermoisolierenden Materialien, der Konstruktion der Wände und deren Herstellung und beschreiben dicht anknüpfende Anwendungsmerkmale, vorwiegend in der Bautechnik und als Solarkollektor.

Die hier beschriebene Glasplatte, welche intern luftevakuiert ist, stellt einen guten Kompromiß zwischen den Herstellungskosten und Anwendungsgewinnen dar. Diese liefert gegenüber den traditionellen vakuumisolierten flachen Solarkollektoren eine technologisch und herstellungsökonomisch eine sehr vorteilhafte Lösung, da der Vakuumraum niedrigvoluminös und nur mit einer durchgehenden Verbindung eingekapselt ist. Im Vergleich zu allen bisher bekannten Vakuumglas-Lösungen, wenn solche Platten als die Fensterverglasung eingesetzt werden, entsteht kein unsympathischer, dunkel konturierter Gittereffekt, sondern eine dezente, helle Streifenmusterung in Gardinenlook.

Für eine rein technische Anwendung ist diese sowieso unbedeutend.

Im folgenden entsprechen die Nummerierungen der Zeichnungen den Bezeichnungen und Nummerierungen der Patentansprüche.

Fig. 1 und 1a zeigen Beispiele der räumlichen Anordnung der installierten Platten in Sandwichkonstruktion bzw. in den assem­ blierenden Rahmeneinheiten und in der gemischten Bauweise als Teil von flächendeckender Füllung.

Fig. 1b zeigt schematisch die Trennung zwischen den beiden Herstellungsprozessen:

• 1. Prozeß zur Herstellung des Vakuumglases
• 2. Produktspektrum in verschiedenen Anwendungsbereichen.

Fig. 2 zeigt den Querschnitt durch die Randverbindung einer vakuumisolierten Platte, bestehend aus zwei Glasplatten ohne Platten­ einlage (1), welche vorteilhaft schräg geschliffen und auf der evakuierten Fläche durch faserartige keramische u/o gläserne Mikrostützen (2) voneinander getrennt sind, welche den Abstand zwischen den beiden Platten, der im wesentlichen zw. 0,05 mm und 5 mm liegt, bestimmen.

Als Dichtungen sind zwei verschiedene, hintereinander eingebrachte Elemente benutzt, und zwar ein Dichtungsband aus Metall (3) mit allen dabei gezeigten metallinen Zwischenschichten, welche die Lötverbindung zwischen Glasoberflächen und dem Dichtungsband möglich machen, eine im wesentlichen bekannte Technologie.

Als zweite Dichtung ist eine, auch belastungstragende, im wesentlichen bekannte keramische kittartige bzw. kristallisierende Dichtmasse (4) vorgesehen, welche eine dünne chemische Verbindungsschicht (5) mit der Glasoberfläche herstellt; dazu eventuell auch eine Einbau- Randdichtung aus Kunststoff (6). Der Vakuumraum (7) ist primär durch das Dichtungsband (3) und die Lötverbindungen (8) zwischen den metallisierten und lötbaren Glasoberflächen (9) und dem lötbeschich­ teten Dichtungsband begrenzt.

Fig. 2a stellt eine schematische Anordnung der Platten bei der Evakuierung in dem Mikrowellencontainer dar.

Zuerst wird dieser Raum beladen und hermetisiert, dann luftevakuiert und bestrahlt mit Mikrowellen, bis die Randlötverbindungen zusammenschmelzen, dann belüftet und entladen. Nach der Prüfung werden die Platten zusätzlich abgedichtet, und zwar unter normalem atmosphärischem Luftdruck.

Fig. 3 zeigt ein thermoisolierendes Glaspaket als Teil des vakuum­ isolierten Thermobehälters, ähnlich konstruiert wie der nach der Fig. 2 und den dazugehörigen Patentansprüchen, wobei zusätzlich eine gläserne Zwischenplatte (1) als Einlage, und statt der einen flachen Dichtung ein Dichtungsprofil (2) verwendet wird.

Fig. 4 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Thermobehäl­ ter, der als flacher Solarkollektor gestaltet ist.

Die vakuumisolierte Glasplatte (4) sowie eine vakuumisolierte Bodenplatte (2) nach den obigen Ansprüchen sind mittels Dichtungen (6) in einem Rahmenprofil (1) installiert, der eine mediumverteilende Kammer bildet und mit entsprechenden Anschlüssen versehen ist.

Der Behälterraum (5) kann als schlauchloser Wandlerraum gestaltet werden, wobei das wärmetragende flüssige Medium dadurch erwärmt werden kann, daß durch die obere, durchsichtige Platte eintreffende Strahlung entweder auf der Bodenfläche des dickfilmartigen Behälters absorbiert ist und in Wärme umsetzt, oder auch in dem schlauchlosen Behälterraum eine Wandlereinlage, welche entweder auf die Glasscheibe eingetragen oder auch durch das Medium beidseitig umflossen, verwendet wird.

Fig. 4a zeigt Einzelheiten der Befestigung der unteren nicht durchsichtigen Bodenplatte, die zusätzlich mit einer Bodenverstärkung (3) versehen ist, wobei Dichtungen (6) aus geklebten Dichtungsprofilen und/oder Dichtungsmassen bestehen können. In dem Behälterraum kann ebenfalls ein separater Behälter eingesetzt werden, in dem sich dieses wärmetransportierende Medium befindet, ähnlich wie in Autoreifen, welche noch zusätzlich einen Schlauch besitzen. Als interner Behälter wird dann eine flachförmige Behälterplatte zwischenwandig, nach dem Anspruch 4, eingesetzt.

Fig. 5 zeigt die Anwendung der vakuumisolierten Glasplatte (1) als Abdeckplatte für "einfache" Solarkollektoren. Unter der Abdeckplatte, welche in ein Kunststoffprofil (3) eingefaßt und entsprechend abgedichtet (4) ist, befindet sich ein flachförmiger Behälter (2), der mit zirkulierendem Arbeitsmedium gefüllt ist und auf der Abstandshal­ ter-Matte (5) gestützt ist. Darunter befindet sich eine bekannte Alfol-Isolierung (6), die den Strahlungsanteil an Wärmestreuung nach oben zurückreflektiert, und zwei weitere Isolierungsschichten: eine Glaswolle-Schicht (7), welche in der Metallfolie gegen Feuchtigkeit- Absorption dicht kuvertiert ist, und ein Styroporblock (8).

Die Randsockelblöcke (9) sind ebenfalls aus Kunststoffschaum gefer­ tigt, wobei auch andere geschäumte Kunststoffe, wie z. B. PU-Schaum, verwendet werden können.

Die ganze Konstruktion wird mit der kunststoffbeschichteten (10) Metallfolienhülle gegen Feuchtigkeit und Witterungseinflüsse isoliert.

Claims (5)

1. Thermobehälter nach Ansprüchen 1-6 obengenannter Erfindung, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Glas bestehende, evakuierte Kuvertwände bzw. Konstruktionen, die solche thermoisolierende Glasplatten beinhalten, nach Evakuierung und Festversiegelung als autonome, nicht mehr teilbare Baueinheiten montiert u. gehandhabt werden, was die normierte Großserienfertigung begünstigen, und die glastechnisch getrennte Vorfertigung rationalisieren kann, be­ sonders wenn solche glaserne Isoliereinheiten als Abdeckplatten für Solarkollektoren, als vorgefertigte Fenster/Wandeinheiten dann als Teil von verschiedenen bautragenden Rahmen/Sandwich­ konstruktionen assembliert und installiert werden.

2. Thermobehälter nach allen obigen Ansprüchen, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mindestens eine glaserne, thermoisolierende Wand besitzt, die im wesentlichen aus zwei Glasplatten besteht, welche durch doppelte Randverbindung untrennbar und luftdicht mitein­ ander verbunden sind, wobei die zuerst eingelegte innere Vakuumraum direkt abgrenzende und nach Evakuierung versiegelte Verbindung im wesentlichen aus lötbar beschichtetem Metallband besteht, die Glasoberfläche wird in diesen Stellen durch das be­ kannte Verfahren zur Bildung einer luftdichten Glas/Metall Ver­ bindung vorbereitet, weiter bei der Massenherstellung zwecks Ver­ siegelung mehrerer Platten auf einmal werden in der Vakuumkammer mehrere solche, vor der Evakuierung noch nicht verbundene, mit Mikrostützen getrennte Glasplatten aufeinandergestapelt und nach Evakuierung unter dem Vakuum durch Energiezufuhr zusammen­ geschmolzen, wobei als Energiequelle Laserstrahl u/o Mikrowellen eingesetzt werden können; nach der teilweisen Abkühlung wird die Kammer belüftet und nach der Kontrolle wird die zweite sekundäre Abdichtung zusätzlich aufgetragen, so daß eine serielle Wirkung von zwei Dichtschichten entsteht.

3. Thermobehälter nach allen obigen Ansprüchen, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in dem Glaskuvert eine im wesentlichen dünnere als die Glaswände als Trenneinlage eine flache Glasplatte lose eingelegt wird, daß sich rundum ein schmaler Vakuumkanal bilden kann.

4. Thermobehälter, vorzugsweise flacher Solarkollektor, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einer durchsichtiger, nach einem oder mehreren obigen Ansprüchen gebauter durchsichtiger Wand, aus einer, nach obigen Ansprüchen gebauter undurchsichtiger, z. B. einer aus Metall u/o Kunststoff gebauter, und aus tragender Rahmenkon­ struktion besteht, wobei das innere Behälterraum wird durch die beide großflächige Wände und mit denen dichtverbundene, mit Zu- und Ablaufstützen versehene Rahmenkonstruktion gebildet, oder wird auch eine separate, aus Kunststoff oder Metall oder Kombina­ tionen dieser Stoffe gefertigte flachformige Behälterplatte benutzt und zwischenwändig eingesetzt.

5. Thermobehälter, vorzugsweise flacher Solarkollektor, dadurch gekennzeichnet, daß die nach einem oder mehreren obigen Ansprü­ chen gefertigte, thermoisolierende Glasplatte nur als Abdeckplat­ te für den im wesentlichen aus bekannten thermoisolierenden Stof­ fen gebauten Solarkollektor benutzt wird, wobei als Bodenplatte des Kollektors eine Sandwichkonstruktion nach Fig. 5 aus Glaswol­ le, Alu-Folien und verklebten u/oder mit Kunststoffilm beschich­ teten Schaumstoffen benutzt wird.