DE3900311A1 - Vacuum heat insulations - Google Patents
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Abstract
Description
Diese Erfindung bezieht sich auf großflächige ebene oder großflächige gekrümmte Vakuum-Wärmeisolierungen oder auf abgewinkelte oder auf raumumschließende oder teilweise raumumschließende Vakuum-Wärmeisolierungen von extrem material- und gewichtsparender Bauart, mit, je nach Bedarf, nichttragenden, tragenden oder belastungsaufnehmenden und extrem gut wärmeisolierenden Eigenschaften.This invention relates to large-scale planes or large-area curved vacuum thermal insulation or on angled or to enclose the room or partially room-encompassing vacuum thermal insulation of extreme Material and weight-saving design, with, as required non-load bearing, load bearing or load bearing and extremely good heat-insulating properties.
Die bekannten Vakuum-Wärmeisolierungen haben die Nachteile, daß bei großflächigen ebenen oder großflächigen gekrümmten Vakuum-Wärmeisolierungen, abgewinkelten oder raumumschließen den oder teilweise raumumschließenden Vakuum-Wärmeisolie rungen Schweiß- oder Lötverbindungen erforderlich sind, die die Verwendung von hochfesten, dünnwandigen Stahlblechen, für die das Vakuum einschließenden Oberflächen der Vakuum-Wärme isolierungen ausschließen, daß die Zuschnitte, für die das Vakuum einschließenden Stahlbleche, wegen der Schweiß- und Lötverbindungen, hohen Genauigkeitsanordnungen genügen müssen, daß durch das Schweißen oder Löten hohe Spannungen im Material der Oberflächen der Vakuum-Wärmeisolierungen ent stehen und somit insgesamt der Material- und Arbeitsauf wand hoch sind.The known vacuum thermal insulations have the disadvantages that with large-area flat or large-area curved Vacuum heat insulation, angled or enclosing space the or partially surrounding vacuum thermal insulation welded or soldered connections are required the use of high-strength, thin-walled steel sheets, for the vacuum heat-enclosing surfaces Isolations exclude that the blanks for which the Vacuum enclosing steel sheets, because of the welding and Solder connections, high accuracy arrangements are sufficient must that high voltages in the welding or soldering Material of the surfaces of the vacuum thermal insulation ent stand and thus overall the material and labor are high.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, extrem gut wärmeisolierende Vakuum-Wärmeisolierungen zu schaffen, bei denen die bekannten Nachteile vermieden werden.The invention is therefore based on the object, extremely well to create heat-insulating vacuum heat insulation which the known disadvantages are avoided.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß etwa 0,1 mm bis 1,5 mm dicke Stahlbleche, aus hochfestem Stahl, für die das Vakuum der Vakuum-Wärmeisolierungen einschließenden Oberflächen verwandt werden. Diese, zum Teil auch abgewinkel ten Stahlbleche, werden, mit geeigneten Klebern, etwa 10 mm bis etwa 100 mm überlappend, durch Kleben dauerhaft und fest und dau erhaft luftdicht miteinander verbunden. Bei raumumschließen den oder teilweise raumumschließenden und abgewinkelten Vakuum-Wärmeisolierungen werden hochfeste, dünnwandige Stahl blechwinkel an den Kanten der Räume oder an den Kanten von Abwinklungen der Vakuum-Wärmeisolierungen, überlappend, dau erhaft fest und dauerhaft luftdicht, durch Kleben, mit den angrenzenden Stahlblechen verbunden. Außenrandflächen oder Durchbrüche in den Flächen der Vakuum-Wärmeisolierungen, las sen sich mit dünnwandigen, hochfesten Winkeln aus Stahlblechen oder dünnwandigen, hochfesten U-Profilen aus Stahlblechen oder dünnwandigen, hochfesten anderen Profilen aus Stahlblechen, etwa 10 mm bis 100 mm überlappend, mit geeignetem Kleber, dau erhaft fest und dauerhaft luftdicht verschließen. Zwischen den Stahlblechen, die das Vakuum der Vakuum-Wärmeisolierungen einschließen, herrscht ein hochprozentiges Vakuum von etwa 99%. Der Luftdruck auf die Stahlbleche, die das Vakuum einschlie ßen, wird durch dauerstandfeste Stützen aus gering wärmelei tenden Kunststoff oder gering wärmeleitendem Stahl oder an deren geeigneten Werkstoffen, in notwendig geringen Abständen zueinander, abgefangen. In dem Vakuum befinden sich, zur viel fachen Verringerung des Strahlungswärmedurchgangs, Fasern aus gering strahlungswärmedurchlässigem Material oder aus einem geeigneten Schaumstoff. Die Fasern sollten sich, zur machbaren Minimierung des Wärmeflusses durch die Fasern, möglichst in die Ebenen der Vakuum-Wärmeisolierungen erstrecken und und einen geringen Querschnitt haben. Die Fasern oder der Schaum stoff füllen den Vakuumraum zu etwa 1% bis 10% aus.This object is achieved in that about Steel sheets 0.1 mm to 1.5 mm thick, made of high-strength steel, for that enclose the vacuum of the vacuum thermal insulation Surfaces can be used. This, partly also angled steel sheets are, with suitable adhesives, about 10 mm to about 100 mm overlapping, permanent and firm by gluing and lasting connected in an airtight manner. When enclosing space the or partially enclosing and angled Vacuum heat insulation becomes high-strength, thin-walled steel sheet metal angles on the edges of the rooms or on the edges of Angling the vacuum thermal insulation, overlapping, permanent sturdy firm and permanently airtight, by gluing with the adjacent steel sheets connected. Outer peripheral surfaces or Breakthroughs in the areas of vacuum thermal insulation, read with thin-walled, high-strength angles made of sheet steel or thin-walled, high-strength U-profiles made of sheet steel or thin-walled, high-strength other profiles made of sheet steel, about 10 mm to 100 mm overlapping, with suitable adhesive, permanent seal tightly and permanently airtight. Between the steel sheets that are the vacuum of the vacuum thermal insulation contain, there is a high percentage vacuum of about 99%. The air pressure on the steel sheets that enclose the vacuum eating, is made from low heat by means of permanent supports plastic or low heat conductive steel or their suitable materials, at necessary short intervals to each other, intercepted. There is too much in the vacuum fold reduction in radiant heat transmission, fibers made of low radiation permeable material or a suitable foam. The fibers should become feasible Minimizing the heat flow through the fibers, if possible in the levels of vacuum thermal insulation extend and and have a small cross-section. The fibers or the foam material fill the vacuum space to about 1% to 10%.
Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung Vakuum-Wärmeisolierung anhand der Fig. 1 der Zeichnung beschrieben.An embodiment of the invention vacuum heat insulation is described below with reference to FIG. 1 of the drawing.
Die Wetterseite eines Hauses werde durch eine nichtunter brochene, winklige Vakuum-Wärmeisolierung entsprechend der Fig. 1 der Zeichnung nachisoliert. Um Wärmedehnspannungen durch Sonneneinstrahlungserwärmung in den Stahlblechen 1 der Oberflächen weitestgehend zu vermeiden wird Stahlblech mit 36% Ni- und 12% Cr-Anteilen gewählt, bei dem die Wärme dehnung nur etwa 1% der üblichen Wärmedehnung von korrosions beständigen Stahlblechen beträgt. Diese mit Nickel und Chrom legierten Stahlbleche 1 sind auf mindestens 2200 N/mm2 Zug-Festigkeit vergütet und die dicke dieser Stahlbleche 1 beträgt 0,3 mm. Die Walzbreite dieser Stahlbleche betrage 1,5 m. Die Gesamt dicke dieser Vakuum-Wärmeisolierung betrage 4 cm. In etwa 1 m Abstand zueinander seien Durchbrüche für Schrauben, zur Befestigung der Vakuum-Wärmeisolierung an den Außenwänden des Hauses, angebracht. Die Stützen 2 sind aus 30% glasfaser verstärktem, im Verbund gespritzten, thermoplastischen Poly ester mit sehr niedrigem Wärmeleitwert. Der Abstand der Stüt zen 2 zueinander betrage 20 mm. Der Durchmesser der Stützen 2 betrage 3 mm. Der Querschnitt der Stützen 2 sei kreisförmig. Die Fasern 4 bestünden aus etwa 0,01 mm dicker, schwarz ein gefärbter Steinwolle die das Vakuum 3 zu etwa 4% ausfüllt und sich weitgehend in die Ebenen der Vakuum-Wärmeisolierungen erstrecke. Das Vakuum 3 sei etwa 99,5%tig. Die Stahlbleche 1, insbesondere auch die U-Profile an den Rädern und den Durchbrüchen der Vakuum-Wärmeisolierung, seien etwa 40 mm überlappend, mit einem geeigneten Kleber, dauerhaft dicht und dauerhaft fest miteinander verklebt. Die U-Profile seien 0,5 mm dick. Ein Ventil zur Vakuumerzeugung sei dauerhaft fest und dauerhaft dicht angebracht. Der errechnete Wärme durchgangswert, für diese Vakuum-Wärmeisolierung, liegt unter 0,05 Watt/h grd m2.The weather side of a house is insulated by an uninterrupted, angled vacuum thermal insulation according to FIG. 1 of the drawing. In order to largely avoid thermal expansion stresses caused by solar radiation heating in the steel sheets 1 of the surfaces, steel sheet with 36% Ni and 12% Cr components is selected, in which the thermal expansion is only about 1% of the usual thermal expansion of corrosion-resistant steel sheets. These steel sheets 1 alloyed with nickel and chrome are tempered to at least 2200 N / mm 2 tensile strength and the thickness of these steel sheets 1 is 0.3 mm. The rolling width of these steel sheets is 1.5 m. The total thickness of this vacuum thermal insulation is 4 cm. Breakthroughs for screws for attaching the vacuum thermal insulation to the outer walls of the house are made at a distance of about 1 m from each other. The supports 2 are made of 30% glass fiber reinforced, compound-injected, thermoplastic polyester with a very low thermal conductivity. The distance between the supports 2 is 20 mm. The diameter of the supports 2 is 3 mm. The cross section of the supports 2 is circular. The fibers 4 consist of about 0.01 mm thick, black a colored rock wool that fills the vacuum 3 to about 4% and extends largely into the levels of the vacuum thermal insulation. The vacuum 3 is about 99.5%. The steel sheets 1 , in particular also the U-profiles on the wheels and the breakthroughs of the vacuum thermal insulation, are overlapping by approximately 40 mm, with a suitable adhesive, permanently sealed and permanently bonded to one another. The U-profiles are 0.5 mm thick. A valve for vacuum generation is permanently fixed and permanently sealed. The calculated heat transmission value for this vacuum heat insulation is less than 0.05 watt / h grd m 2 .
Dieses Ausführungsbeispiel dieser Erfindung ist ein spezielles Bei spiel. Es sind noch viele weitere und sehr weit abweichende Ausführungen in einem weitgesteckten Anwendungsbereich möglich.This embodiment of this invention is a special example game. There are many more and very different ones Versions in a wide range of applications possible.
Mit dieser Erfindung wird in erster Linie erreicht, daß in fast allen technischen Bereichen, wo Wärmeverluste auftreten, der Wärmebedarf um ein Vielfaches gesenkt werden kann. Der hinaus resultierende extrem geringe Wärmebedarf, der mit dieser Erfindung äußerst wirtschaftlich zu erreichen ist, ermöglicht unter anderem, daß Wohngebäude mit geringem tech nischen Aufwand, auch in unseren geografischen Breiten, leicht nur mit Sonnenenergie zu versorgen sind, daß sogar Häuser, die vollständig, nach dieser Erfindung, vakuumwärme isoliert sind und deren äußere vakuumwärmeisolierte Ober flächen mit Solarzellen bestückt sind, erhebliche Überschuß energiemengen erzeugen können. Somit wird mit dieser Erfin dung eine wesentliche Voraussetzung geschaffen, um den Weltenenergiebedarf mit Solarzellen dezentral decken zu können. With this invention it is primarily achieved that in almost all technical areas where heat loss occurs the heat requirement can be reduced many times over. The resulting in extremely low heat demand with this invention is extremely economical to achieve enables, among other things, that residential buildings with low tech effort, even in our geographical latitudes, are easy to supply only with solar energy that even Houses completely, according to this invention, vacuum heat are insulated and their outer vacuum heat insulated upper surfaces are equipped with solar cells, considerable surplus can generate amounts of energy. Thus with this inven created an essential prerequisite for the Decentralized coverage of world energy needs with solar cells can.
BezugszeichenlisteReference symbol list
1 Stahlblech
2 Stützen
3 Vakuum
4 Faser
5 Kunststoffprofil
6 Faserstoff
7 Profil 1 sheet steel
2 supports
3 vacuum
4 fiber
5 plastic profile
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7 profile
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