DE4024143A1

DE4024143A1 - Beheiztes oder gekuehltes isolierglas

Info

Publication number: DE4024143A1
Application number: DE4024143A
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl Ing Koester
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-07-30
Filing date: 1990-07-30
Publication date: 1992-02-06

Description

Gegenstand der Erfindung

Die Erfindung betrifft Isolierglas, bestehend aus mindestens zwei Scheiben, die mit Abstand voneinander angeordnet und über Abstandhalterprofile miteinander verbunden sind.

Stand der Technik

Es ist bekannt, Isolierglas mit oder ohne hermetischen Randver bund herzustellen. Es ist weiterhin bekannt, isolierglasähnliche Konstruktionen wie z. B. ein Fenster mit auf der Innenseite über kleine Rahmenprofile am Hauptrahmen befestigter zweiter oder dritter Scheibe zu "hinterlüften". Es ist weiterhin bekannt, Kastendoppelfenster nit einem durchlüftbaren Zwischenraum aus zurüsten, über den Warmluft, die sich z. B. an an einer Jalousie bildet abzusaugen.

Nachteile am Stand der Technik

Nachteilig an den beschriebenen hinterlüftbaren Konstruktionen ist der hohe konstruktive Aufwand für das Kastendoppelfenster oder zusätzliche Rahmenkonstruktionen. Nachteilig ist weiterhin die vergrößerte Fensterbreite infolge der aufwendigen Rahmen konstruktionen. Nachteilig ist weiterhin die Möglichkeit des Staubeintrages zwischen die Scheiben über die Rahmenprofile.

Aufgabe der Erfindung

Die Erfindung hat sich daher zur Aufgabe gestellt, eine Problem lösung zu entwickeln, bei der obige Nachteile vermeidbar sind. Darüber hinaus besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Isolierglasscheibe herzustellen, die kühl- bzw. heizbar ist, um entweder im Sommer den Gesamtenergiedurchgang des Glases so zu reduzieren, daß der äußere Wärmeeintrag in das Gebäude reduziert ist oder im Winter die Scheibe zu beheizen, um den Kälteeinfall von der Scheibe in den Innenraum zu verhindern.

Die Aufgabe der Erfindung besteht also darin, den Luftzwischen raum zwischen zwei Glasscheiben zu temperieren. Hierdurch soll eine Reduktion der Kühllasten bzw. Heizlasten des Gebäudes erzielt werden. Die Energie soll am thermisch schwächsten Punkt des Ge bäudes, den Fenster zu- bzw. abgeführt werden, um Transmissions zugewinne bzw. Transmissionsverluste auszugleichen. Hierdurch soll eine Reduktion der Kühl- bzw. Klimaanlagen sowie der Heiz anlagen möglich werden. Außerdem soll eine größere Behaglichkeit in Innenraum erzielt werden, indem die Luft- und Konvektionsströmun gen durch ausgeglichenere Temperaturverhältnisse reduziert sind.

Lösung

Die Lösung der Aufgabe erfolgt gemäß dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches.

Vorteile

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt in der Möglichkeit, die Isolierglasscheibe selbst zu temperieren. Der Randverbund wird verwendet, um entweder ein Gas im den Luftzwischemraum ein zubringen und dieses wieder abzusaugen oder über die Temperierung des Randverbundes selbst eine Temperierung der Scheiben und des eingeschlossenen Gases zu erzielen.

Es ist also vorgesehen, die Scheibe zu temperieren, indem ent weder ein gekühltes oder ein erwärmtes Gas bzw. Luft über die Abstandhalterprofile ein- oder abgesaugt wird - die Abstand halterprofile dienen in diesem Fall als luftführende Elemente oder es wird ohne Luftaustausch, ausschließlich über die Tem perierung der Abstandhalter gearbeitet.

Der Vorteil, die Temperierung eines Fenster über die Isolierver glasung selbst vorzunehmen liegt im der Einsparumg eines aufwendi gen Kastendoppelfensters oder zusätzlicher Flügelkonstruktionen. Das Fenster kann kompakt und raumsparend ausgebildet werden. Ein weiterer Vorteil ist die Verhinderung von Schwitzwasserbildungen im Glaslagerprofil, indem der Randverbund geheizt wird. Durch die Verhinderung einer Schwitzwasserbildung wird der Randverbund ge schont und die Lebensdauer des Glases verlängert.

Beschreibung der Figurenzeichnungen

Es zeigen:

Fig. 1 die Ansicht einer Isolierglasscheibe mit dem Randver bund und der Luftführung

Fig. 2 den perspektivischen Schnitt durch einen Randverbund mit dem luftführenden Abstandhalterprofil

Fig. 3 die Ansicht einer Isolierglasscheibe mit temperiertem Abstandhalter und den sich ausbildenden Konvektionskreisläufen.

Fig. 4 den Querschnitt durch einen temperierbaren Abstandhalter mit einem am Abstandhalterprofil integriertem durchströmbaren Rohr.

Fig. 5 den scheibenparallelen Schnitt durch eine Ecke einer Isolierglasscheibe mit gekühltem Abstandhalter.

Fig. 6 den Querschnitt durch den Randverbund einer 3-Scheiben- Isolierverglasung.

Fig. 1 zeigt die Ansicht einer Isolierverglasung 10 mit den Abstandhalterprofilen 11, 12, 13, 14. Die Abstandhalterprofile 12, 13 sind durchströmbar ausgebildet, wobei die Luft durch das Profil 12 in den Luftzwischenraum der Isolierverglasung 10 ein strömt und durch das Abstandhalterprofil 13 abströmt. Die Luft strömungen sind durch die Pfeile 18, 19 symbolisiert und zeigen, daß die Luft durch Öffnungen in den Anstandhalterprofilen gleich mäßig über die gesamte Breite verteilt einströmt.

Die Abstandhalterprofile 12, 13 sind mit Zuluft- bzw. Abluftführen den Rohren 15, 16 verbunden. Die erwärmte Luft im Abluftrohr 15 wird in einem Wärmeaustauscher 17 gekühlt und durch das Zuluftrohr 16 in die Scheibe zurückgeführt. Es handelt sich also um ein ge schlossenes System, wodurch es möglich wird, die Anlage auch mit einem speziellen Gas zu betreiben. Das System läßt sich umgekehrt auch als Heizung verwenden, indem der Wärmeaustauscher, die Rohr schlange 20 erwärmt. Der Wärmeaustauscher 17 mit der Rohrschlange 18 ist eher symbolisch zu verstehen und könnte auch ganz anders ausgebildet werden. Es sind z. B. Luft/Wasser oder Luft/Luft -Sys teme denkbar. Der Vorteil des vorgestellten, geschlossenen Systems liegt in der Tatsache, daß gereinigte und getrocknete Luft ver wendet werden kann, so daß Wasserdampfniederschläge und Verschmutzun gen in dem Scheibenzwischenraum dauerhaft vermieden sind. Der Vorteil einer Isolierverglasung bleibt damit trotz der Luftkühlung bzw. Luftheizung erhalten. Sämtliche Rohranschlüsse sind, wie die Iso lierglasscheibe selbst, wasserdampfdiffusionsdicht versiegelt. Als zu sätzliche Sicherheit kann im Rohrsystem ein erneuerbarer Behälter mit Trockenmittel 29 eingebaut werden.

Das System wird entweder auf Grund des Auftriebs bzw. des Absackens der erwärmten oder in der Scheibe abgekühlten Luft betrieben, oder durch eine Pumpe 21, die innerhalb des Rohrsystems eingebaut ist. Um die Anlage als geschlossenes System betreiben zu können, muß die Pumpe innerhalb des Rohrsystems eingebaut sein. Die Stromzufuhr für die Pumpe erfolgt über Kontakte von außen.

Der Begriff "Isolierverglasung" ist in keiner Weise einschränkend zu verstehen und bezieht sich nicht nur auf Konstruktionen mit einem wasserdampfdiffusionsdichten Randverbund.

Fig. 2 zeigt den perspektivischen Schnitt durch den Randverbund der Isolierverglasung. Das Abstandhalterprofil 22 ist über eine Klebung 23, 24 mit den Glasscheiben 25, 26 verbunden. Der sich ergebende Hohl raum zwischen den Scheiben ist durch eine Dichtungsmasse 27 versie gelt. Das Abstandhalterprofil 22 ist hohl und wird als Luftkanal ver wendet. Die Luft strömt durch Löcher in den Luftzwischenraum der Iso lierverglasung, was durch die Pfeile 28 angedeutet ist.

Fig. 3 zeigt wieder die Ansicht einer Isolierglasscheibe, die wie derum durchströmbare Abstandhalterprofile 31, 32, 33, 34 aufweist, die der Beheizung oder Kühlung der Scheibe dienen. In diesem Beispiel werden die Profile von einem Flüssigkeitsmedium durchströmt, so daß sich der Abstandhalter selbst aufheizt oder abkühlt. Durch die Auf heitzung oder Abkühlung des Abstandhalters bildet sich in der Iso lierverglasung eine Konvektionswalze 35, 36 aus, die für eine Tempe raturregelung in der gesamten Scheibe sorgt. In dem dargestellten Beispiel werden die vertikalen Abstandhalterprofile 31, 34 gekühlt, wodurch die Luft an den Abstandhaltern nach unten absinkt. Die ge kühlte Luft erwärmt sich in der Mitte der Scheibe wieder und steigt auf. um sich dann wiederum an den Abstandhaltern abzukühlen. Während bei Isolierglasscheiben mit sehr gutem Dämmvermögen jede Art von Kon vektion z. B. durch schwere Gase verhindert wird, wird die Konvektion hier ganz bewußt eingesetzt, um den Luftzwischenraum zu temperieren. Im Unterschied zu einer normalen Isolierverglasung, die ihren besten k-Wert bei geringeren Abständen der Scheiben zueinander (z. B. 12 mm Scheibenzwischenraum) aufweist, ist bei der Erfindung ein großer Scheibenzwischenraum vorteilhaft, um ein Zustandekommen der Konvektion zu erleichtern.

Fig. 4 zeigt den Querschnitt durch den Randverbund mit dem Abstand halterprofil 36, das in konventioneller Weise mit einem Trockenmit tel 37 gefüllt ist. Dem Abstandhalter ist ein Rohr 38 aufgesattelt, durch das ein Wärmeträgermedium (z. B. Wasser oder Öl) geführt wird. Das Rohr 38 steht in wärmeleitender Verbindung mit dem Abstandhalter und wird vorzugsweise zusammen mit dem Abstandhalter als ein einziges Teil z. B. aus Aluminium gepreßt. Das Rohr sowie der Abstandhalter sind von einerDichtungsmasse 40 umgeben, so daß diese gleichzeitig als Wärmeisolierung für das Rohr dient. Die Rohre weisen Wärmeleitlamellen 39.1 bis 39.5 zum Scheibenzwischenraum auf.

Fig. 5 zeigt den scheibenparallelen Schnitt durch eine Eckverbindung. In dem vorliegenden Fall ist ein konventionelles Abstandhalterprofil 41 mit einem erfindungsgemäßen Abstandhalterprofil 42 kombiniert. Die Profile 41 und 42 sind über einen winkelförmigen Stecker 43 mitein ander verbunden. Dem Profil 42 ist das Rohr 44 aufgesattelt, das über ein Rohr 45 mit einem Vorlauf und Rücklauf in Verbindung steht. Der Vor- und Rücklauf wiederum ist mit einem Heiz- oder Kühlsystem z. B. in der Art einer Wärmepumpe und/oder über Wärmeaustauscher mit einer Kühlung oder Heizung verbunden. Vorlauf 46, 47 und Rücklauf 47, 48 sind im Fig. 4 eingezeichnet. Selbstverständlich wäre auch eine andere Art der Zu- und Abführung denkbar, z. B. in einem kreisenden Strom durch alle Abstandhalterprofile 31 bis 34 mit nur einem Vor-und Rücklauf. Der Eckwinkel 43 kann mittels eines diagonal über die Ecke geführten Rohres zum Einblasen und Absaugen von geheizter oder gekühlter Luft genutzt werden.

Fig. 6 zeigt eine weitere Ausgestaltung der Erfindung. Es ist der Querschnitt durch den Randverbund einer 3-Scheiben Isolierverglasung dargestellt, wobei zwischen den äußeren Scheiben 50, 51 Lichtlenkpro file 53, 52 eingebaut sind, die der Regulierung der Sonnenein strahlung dienen (Köster-Solarglas siehe z. B. DBZ 2/89 "Solartechnik" Verfasser: Köster). Die Scheiben 50, 51 werden über Abstandhalterpro file 57 gehalten. Das Abstandhalterprofile 57 weist wiederum zwei Kammern 58, 59 auf, wobei die Kammer 58 das Trockenmittel aufnimmt, wäh rend die rechtwinklige Kammer 59 das Kühl- oder Heizmittel führt. Die Kammer ist im vorliegenden Fall rechtwinklig geformt. Die Innere Scheibe 52 ist über den Abstandhalter 60 mit der mittleren Scheibe 51 verbunden. Der Abstandhalter ist breiter ausgebildet, um eine bes sere Konvektion im Luftzwischenraum 61 zu ermöglichen. Das Abstand halterprofil 60 ist - um eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vorzustellen - nur als einfaches Hohlprofil ausgeführt. In den Hohl raum des Abstandhalterprofils 60 sind Kapillarrohre 62, 63, 64 eingelegt von einem Flüssigkeitsmedium durchströmt sind. Diese Ausbildungsart hat den Vorteil, daß besondere Anschlüsse entbehrlich sind. Die Rohre werden aus dem Randverbund herausgeführt und außerhalb desselben in einen geschlossenen Kreislauf eingekoppelt. Der Vorteil dieser Aus bildungsart ist auch, daß mit gewinkelten Abstandhalterprofilen ge arbeitet werden kann, d. h. die Kapillarrohre (Durchmesser ca. 2 bis 10 mm) werden in die Abstandhalterprofile eingeführt, in einem weiteren Arbeitsschritt werden die Abstandhalterprofile gemäß den Scheibengrößen abgewinkelt und zu einem Rahmenelement geformt.

Eine weitere, nicht dargestellte Ausführungsart der Innovation besteht darin, die Kapillarrohre außerhalb des Abstandhalterprofils in den Randverbund einzulegen und zu versiegeln.

Die Dreischeibenverglasung bietet den Vorteil, die Wärmestrahlung der äußeren Isolierverglasung 50, 51 abfangen und abführen zu können. Dieser Scheiben aufbau ist besonders günstig, wenn beispielsweise die zweite Scheibe 51 getönt ist und sich auf Grund der Einfärbung aufheizt. Die Wärme strahlt nicht in den Innenraum ab, sondern wird durch die Kühlung des Luftzwischenraumes 61 abgeführt. Die Dreischeibenverglasung bietet sich auch für die Sanierung von Fenstern an, indem nachträglich über die erfindungsgemäßen Abstandhalter eine dritte Scheibe innenraumseitig vorgesetzt wird.

Besonders vorteilhaft ist es, die Lichtlenkprofile 52 bis 55 wärme leitend auszubilden - also z. B. auch Stahl oder Aluminium - und wärme leitend mit dem Abstandhalter zu verbinden.

Claims

1. Isolierglas bestehend aus mindestens zwei Scheiben, die mit Abstand voneinander angeordnet und über Abstandhalterprofile mit einander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstand halter (12, 13, 31, 34, 36, 41, 42, 22, 57, 60) oder mit den Abstandhaltern in fester und wärmeleitender Verbindung stehende Teile (38, 45, 43, 62, 63, 64) als durchströmbare Bauelemente ausgebildet sind.

2. Isolierglas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ab standhalterprofile (13, 18, 22) von einem Gas (Luft)durchströmbar aus gebildet sind und Öffnungen zum Luftzwischenraum (Fig. 2) aufweisen.

3. Isolierglas nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Abstand halterprofile (12, 13, 22) an einenen geschlossenen Luftkreislauf an geschlossen sind, wobei durch gegenüberliegende Abstandhalterprofile (12, 13) Gas in den Luftzwischenraum ein- bzw. ausströmt und das Gas in einem Wärmeaustauscher (17) wärm- oder kühlbar ist. (Fig. 1)

4. Isolierglas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ab standhalterprofile (31, 34, 36) als flüssigkeitsdurchströmbare Rohre ausgebildet sind. (Fig. 3, 4)

5. Isolierglas nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ab standhalterprofile (36, 57) als Zweikammerhohlprofile ausgebildet sind, wobei eine Kammer von einem Flüssigkeitsmedium durchströmbar ist.

6. Isolierglas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in das Abstandhalterprofil (60) oder in den Randverbund außerhalb des Ab standhalterprofils 60 flüssigkeitsdurchströmbare Rohre (62, 63, 64) eingelegt sind.

7. Isolierglas nach Anspruch 1, 4, 5, 6, dadurch gekennzeichnet, daß die flüssigkeitsdurchströmbaren Rohre (31, 34, 36, 37, 62, 63, 64) an einen geschlossenen Kreislauf angeschlossen sind und daß innerhalb des geschlossenen Kreislaufes ein Wärmeaustauscher eingebaut ist.

8. Isolierglas nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb des Isolierglases jedoch innerhalb des geschlossenen Luftkreislaufes ein Behälter mit Trockenmittel angeordnet ist.

9. Isolierglas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eckwinkel (43) Vorrichtungen zum Einblasen bzw. Austreten von Gas (Luft) aufweisen.

10. Anlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daßdie Abstandhalter (36) auf der zum Scheibeninnenraum gelegenen Seite Lamellen (39.1 bis 39.5) auf weisen.