EP2233857A1 - Vorkonfektionierte wärmedämmende Umhüllung - Google Patents

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EP2233857A1
EP2233857A1 EP09004514A EP09004514A EP2233857A1 EP 2233857 A1 EP2233857 A1 EP 2233857A1 EP 09004514 A EP09004514 A EP 09004514A EP 09004514 A EP09004514 A EP 09004514A EP 2233857 A1 EP2233857 A1 EP 2233857A1
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insulating layer
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Claudia Berkmann-Krumm
Ronald Zolly
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/18—Water-storage heaters
    • F24H1/181—Construction of the tank
    • F24H1/182—Insulation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2270/00—Thermal insulation; Thermal decoupling

Definitions

  • the present invention relates to a heat-insulating sheath for storage containers, comprising a prefabricated cover layer of a tensile material and an insulating layer connected thereto, in particular for hot water tanks, such as those used in solar thermal systems.
  • the storage container itself can also contribute to avoiding heat loss due to their design, for example, by a tall and slim design that allows the development of different temperature layers, so that the low-mounted, large heat exchanger encounter water with the largest possible temperature difference.
  • the DE 10 2006 050 939 A1 a mat-like heat-insulating casing for hot water storage having on its outside a covering layer of high tensile strength material such as aluminum, hard polyvinyl chloride or polystyrene, followed by a first outer heat insulating wedge cut melamine resin foam layer followed by a second inner heat insulating layer from a temperature-resistant fleece. Due to its properties and in particular its restoring forces, this fleece is intended to be very precisely fitted to the storage container in order to minimize heat losses.
  • high tensile strength material such as aluminum, hard polyvinyl chloride or polystyrene
  • Thermal insulation composite systems which have a microporous, hydrophobic over organosilane thermal insulation core. These composite systems should be wrapped with a nonwoven material, a metal foil or cardboard, etc ..
  • a disadvantage of this prior art is that the organic insulation materials are combustible or release harmful gases in the event of fire.
  • a further disadvantage is that the known sheaths have a relatively large expansion coefficient, so that they must be heated for mounting at low temperatures. During operation of the storage container, this insulation then loses its tension due to the high temperature, so that wrinkling and thus poorer thermal insulation of the storage container can occur.
  • the shoulder and lid areas of the storage container with the known insulation problematic to insulate.
  • the insulating layer consists of a fibrous, compressible material, wherein the insulating layer in the preassembled state has a thickness which is greater than that thickness in the mounted state.
  • the insulating layer consists of mineral wool, sheep's wool, flat wool or a mixture of two or more of these materials. Particularly preferred is the use of mineral wool, especially rock wool. This material is virtually non-combustible, does not exhibit thermal expansion at assembly and operating temperatures, and is easily compressed manually.
  • the thickness of the insulating layer in the preassembled state is 1.2 to 2.5 times that thickness in the mounted state. With this compression, the achieved volumetric weight and the Anschmiegung to the storage container is optimal.
  • the thickness of the insulating layer in the preassembled state is between 80 mm and 150 mm, in particular between 100 mm and 120 mm, sufficient dimensioning in the compressed state for all areas of application is achieved.
  • the insulating layer is arranged between the covering layer and a protective layer. This avoids the direct contact with mineral wool, so that skin irritation can no longer occur. On the other hand it is avoided that dusts of mineral wool and fiber fragments can get into the respiratory tract of the processing persons.
  • Nonwovens, films or fabrics have proven particularly suitable for this purpose.
  • the processing is facilitated and improves the concerns of the storage container when the cover layer has at least one connecting means, in particular a Velcro strip or a zipper, for connecting two edges of the cover layer together.
  • the enclosure can be easily placed and closed around the cylindrical part of the storage container with advantage.
  • connection means to a cover, in particular a Velcro strip or a zipper, for connecting the cover layer with the lid.
  • Connecting means may be similar to the connecting means of the lateral surface.
  • the insulation layer is bevelled at its edge regions, the contact of the edge regions is improved and thus the effectiveness of the thermal insulation.
  • the object is also achieved by a heat-insulating sheath in which the insulating layer consists of a fibrous material, in particular mineral wool, wherein the insulating layer between the cover layer and a protective layer is arranged.
  • This embodiment of the invention prevents the direct contact of a processor with the mineral wool, so that the advantage of mineral wool incombustibility over known foaming is not limited by the disadvantage of potentially hazardous on-site processing.
  • the pre-assembly with cover layer, insulation layer and protective layer enables rapid and uncomplicated installation on site, without direct contact with the mineral wool.
  • the compressibility described above is particularly advantageous, this embodiment also achieves the object according to the invention.
  • Fig. 1a . 1b shows a mat-like cut enclosure 1 according to the invention and the associated cover 6 in the preassembled state.
  • the envelope 1 is formed approximately as a cylinder jacket 8.
  • four through holes 9 are shown, penetrate through which in the assembled state casings of the storage container.
  • the insulation layer 3 is adhered to the cover layer 2, in particular by means of machine-applied spray adhesive.
  • the cover layer 2 consists of a fabric layer or a PE film, the insulation layer 3 consists of mineral wool with a thickness of 120 mm.
  • the insulation layer 3 is accommodated between the cover layer 2 and the nonwoven layer 4, which prevents the direct contact of the mineral wool to a user.
  • Such mats are adapted to the dimensions of the known storage container of different manufacturers, so that the storage container manufacturer can offer each matching prefabricated enclosure to its customers, namely craft businesses, together with the corresponding storage container.
  • the wrapping 1 according to the invention is placed on site by the craftsman around the storage container around, and initially closed as a cylinder jacket by means of the zippers 5. Then the lid 6 is placed and also fastened with zippers 5 on the cylinder jacket 6.
  • the insulating layer 3 is compressed, in this case from 120 mm to about 80 mm, whereby it conforms tightly to each area of the storage container.

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine wärmedämmende Umhüllung (1) für Speicherbehälter, aufweisend eine vorkonfektionierte Deckschicht (2) aus einem zugfestem Material und eine mit dieser verbundenen Isolationsschicht (3). Die Erfindung schlägt vor, dass die Isolationsschicht (3) aus einem faserigen, komprimierbaren Material besteht, wobei die Isolationsschicht (3) im vormontierten Zustand eine Dicke aufweist, die größer ist als diejenige Dicke im montierten Zustand.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine wärmedämmende Umhüllung für Speicherbehälter, aufweisend eine vorkonfektionierte Deckschicht aus einem zugfestem Material und eine mit dieser verbundenen Isolationsschicht, insbesondere für Warmwasserbehälter, wie sie bei solarthermischen Anlagen Verwendung finden.
  • Bei derartigen solarthermischen Anlagen muß die eingefangene Wärme gespeichert werden, um sie jederzeit nutzen zu können. Hierzu wird ein Speichermedium verwendet, dass durch die von der Sonne eingestrahlte Wärmeenergie erwärmt wird. Aufgrund seiner hohen spezifischen Wärmekapazität, seiner ständigen Verfügbarkeit und des günstigen Preises wird regelmäßig Wasser als Speichermedium verwendet.
  • Bei Speicherbehältern im Bereich der Solarthermie ist eine aufwändige Isolierung erforderlich, um Wärmeverluste zu vermeiden. Als Isolierungsmaterial werden PU- oder PP-Schäume oder fasrige Wärmedämmmaterialien verwendet, wobei Schichtdicken von 10 cm und mehr auftreten. Demgegenüber werden bei herkömmlichen Warmwasserspeichern in Zentralheizungsanlagen nur etwa 5 cm Mineralwolle eingesetzt. Die Speicherbehälter selber können aufgrund ihrer Bauform ebenfalls zur Vermeidung von Wärmeverlusten beitragen, beispielsweise durch eine hohe und schlanke Bauform, die die Entwicklung unterschiedlicher Temperaturschichten erlaubt, so dass die tief angebrachten, großflächigen Wärmeübertrager auf Wasser mit einer möglichst großen Temperaturdifferenz stoßen.
  • Aus dem Stand der Technik sind eine ganze Reihe von derartigen Isolierungen bekannt.
  • Beispielsweise offenbart die DE 10 2006 050 939 A1 eine mattenartige, wärmedämmende Umkleidung für Warmwasserspeicher, die auf ihrer Außenseite eine Deckschicht aus einem Material mit hoher Zugfestigkeit wie Aluminium, Hart-Polyvinylchlorid oder Polystyrol aufweist, an dass sich eine erste äußere wärmeisolierende, keilförmig eingeschnittene Melaminharzschaumschicht anschließt, gefolgt durch eine zweite innere wärmeisolierende Schicht aus einem temperaturfesteren Vlies. Dieses Vlies soll sich aufgrund seiner Eigenschaften und insbesondere seiner Rückstellkräfte sehr passgenau an den Speicherbehälter anlegen, um Wärmeverluste zu minimieren.
  • Aus der DE 20 2007 013 688 U1 sind Wärmedämmstoffverbundsysteme bekannt, die einen mikroporösen, über Organosilane hydrophobierten Wärmedämmstoffkern aufweisen. Diese Verbundsysteme sollen mit einem Vliesmaterial, einer Metallfolie oder Karton, etc umhüllt sein.
  • Nachteilig an diesem Stand der Technik ist, dass die organischen Isolierungsmaterialien brennbar sind oder im Brandfall schädliche Gase freisetzen. Nachteilig ist weiterhin, dass die bekannten Umhüllungen einen relativ großen Ausdehnungskoeffizienten aufweisen, so dass sie zur Montage bei niedrigen Temperaturen erwärmt werden müssen. Bei Betrieb des Speicherbehälters verliert diese Dämmung dann durch die hohe Temperatur an Spannung, so dass es zur Faltenbildung und damit zu einer schlechteren Wärmeisolierung des Speicherbehälters kommen kann. Darüber hinaus sind ebenfalls die Schulter- und Deckelbereiche der Speicherbehälter mit den bekannten Isolierungen problematisch zu dämmen.
  • Bekannt ist ebenfalls, am Einbauort des Speicherbehälters eine Montage der Wärmeisolierung aus losem Material von Hand vorzunehmen, wobei der Speicherbehälter mit Glas- oder Steinwolle umhüllt wird. Dies ist eine sehr aufwändige und für den Anwender unangenehme Tätigkeit, die zu starken Juckreiz und Hautreizungen führen kann.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine einfach zu montierende, vorkonfektionierte Umhüllung anzugeben, die den Speicherbehälter möglichst bei jeder Betriebssituation optimal isoliert.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Isolationsschicht aus einem faserigen, komprimierbaren Material besteht, wobei die Isolationsschicht im vormontierten Zustand eine Dicke aufweist, die größer ist als diejenige Dicke im montierten Zustand. Durch diese besonders vorteilhafte Lösung wird zum eine einfache Montage auch bei tiefen Temperaturen ermöglicht, als auch ein dichtes Anliegen am Speicherbehälter während des Betriebs erreicht werden. Da komprimierbares Material in Überdimension verwendet wird, kann mit Vorteil die Erwärmung zur Montage bei niedrigen Temperaturen entfallen. Vorteilhaft ist auch, dass die fertig montierte Isolationsschicht komprimiert ist und somit von sich aus aufgrund gewisser Rückstellkräfte eine Anpassung an geänderte Temperaturen und damit Volumina des Speicherbehälters vornimmt. Aufgrund der Komprimierung des Isolationsmaterials liegt die erfindungsgemäße Umhüllung auch an den kritischen Schulter- und Kopfbereichen der Speicherbehälter dicht an, so dass ein wärmeabführender Kamineffekt nicht auftreten kann.
  • In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Isolationsschicht aus Mineralwolle, Schafwolle, Flachswolle oder einem Gemisch aus zwei oder mehreren dieser Materialien besteht. Besonders bevorzugt ist dabei die Verwendung von Mineralwolle, insbesondere Steinwolle. Dieses Material ist praktisch unbrennbar, zeigt keine Wärmeausdehnung bei den Montage- und Betriebstemperaturen und lässt sich manuell leicht komprimieren.
  • Besonders vorteilhaft ist, wenn die Dicke der Isolationsschicht im vormontierten Zustand das 1,2 bis 2,5 fache derjenigen Dicke im montierten Zustand beträgt. Bei dieser Kompression ist das erzielte Raumgewicht und die Anschmiegung an den Speicherbehälter optimal.
  • Beträgt die Dicke der Isolationsschicht im vormontierten Zustand zwischen 80 mm und 150 mm, insbesondere zwischen 100 mm und 120 mm, so wird eine ausreichende Dimensionierung im komprimierten Zustand für alle Anwendungsbereiche erreicht.
  • Zur Vereinfachung der Verarbeitung und zum besseren Schutz der Verarbeitenden ist erfindungsgemäß mit Vorteil vorgesehen, dass die Isolationsschicht zwischen der Deckschicht und einer Schutzschicht angeordnet ist. Hierdurch wird zum einen der direkte Kontakt mit Mineralwolle vermieden, so dass Hautirritation nicht länger auftreten können. Zum anderen wird vermieden, dass Stäube der Mineralwolle und Faserbruchstücke in die Atemwege der verarbeitenden Personen gelangen kann.
  • Besonders bewährt haben sich hierfür Vliese, Folien oder Gewebe.
  • Die Verarbeitung wird erleichtert und das Anliegen am Speicherbehälter verbessert, wenn die Deckschicht wenigstens ein Verbindungsmittel, insbesondere einen Klettstreifen oder einen Reißverschluß, zur Verbindung zweier Kanten der Deckschicht miteinander aufweist. Hierdurch kann mit Vorteil die Umhüllung einfach um den zylindrischen Teil des Speicherbehälters gelegt und geschlossen werden.
  • Hinsichtlich des oberen Abschlusses der Wärmeisolierung schlägt die Erfindung vorteilhaft vor, Verbindungsmittel zu einem Deckel, insbesondere einen Klettstreifen oder einen Reißverschluß, zur Verbindung der Deckschicht mit dem Deckel vorzusehen. Diese Verbindungsmittel können gleichartig zu den Verbindungsmitteln der Mantelfläche sein.
  • Ist die Isolationsschicht an ihren Randbereichen angeschrägt ausgebildet, so wird der Kontakt der Randbereiche verbessert und damit die Wirksamkeit der Wärmeisolierung.
  • Die Aufgabe wird auch durch eine wärmedämmende Umhüllung gelöst, bei der die Isolationsschicht aus einem fasrigen Material, insbesondere Mineralwolle, besteht, wobei die Isolationsschicht zwischen der Deckschicht und einer Schutzschicht angeordnet ist. Diese Ausführungsform der Erfindung verhindert den direkten Kontakt eines Verarbeiters mit der Mineralwolle, sodass der Vorteil der Unbrennbarkeit von Mineralwolle gegenüber dem bekannten Schäumen nicht durch den Nachteil einer möglicherweise gesundheitsgefährdenden Verarbeitung vor Ort eingeschränkt ist. Die Vorkonfektionierung mit Deckschicht, Isolationsschicht und Schutzschicht ermöglicht die rasche und unaufwendige Montage Vorort, ohne dass ein direkter Kontakt zu der Mineralwolle besteht. Obwohl die zuvor beschriebene Komprimierbarkeit besonders vorteilhaft ist, löst auch diese Ausgestaltung die erfindungsgemäße Aufgabe.
  • Die Erfindung wird in einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf eine Zeichnung beispielhaft beschrieben, wobei weitere vorteilhafte Einzelheiten den Figuren der Zeichnung zu entnehmen sind.
  • Funktionsmäßig gleiche Teile sind dabei mit denselben Bezugszeichen versehen.
  • Die Figuren der Zeichnung zeigen im Einzelnen:
    • Fig. 1a + 1b:
    eine erfindungsgemäße Umhüllung im vormontierten Zustand in perspektivischer Ansicht und
    Fig. 2:
    eine teilweise geschnittene Ansicht im montierten Zustand
  • Fig. 1a, 1b zeigt eine mattenartig zugeschnittene erfindungsgemäße Umhüllung 1 sowie den dazugehörigen Deckel 6 im vormontierten Zustand. Die Umhüllung 1 ist in etwa als Zylindermantel 8 ausgebildet. Schematisch sind Verbindungsmittel 5, hier Reissverschlüsse 5 an den Randbereichen 7 des Zylindermantels 8 zu erkennen, wobei zwei der Reißverschlüsse 5 zur Schließung des Zylindermantels und zwei zur jeweiligen Verbindung mit Deckel 6 und nicht dargestelltem Bodenteil vorgesehen sind. Weiterhin sind vier Durchgangsöffnungen 9 dargestellt, durch die im montierten Zustand Verrohrungen des Speicherbehälters dringen. Die Isolationsschicht 3 ist auf der Deckschicht 2 aufgeklebt, insbesondere mittels maschinell aufgetragenem Sprühkleber. Die Deckschicht 2 besteht aus einer Gewebeschicht oder einer PE-Folie, die Isolationsschicht 3 besteht aus Mineralwolle mit einer Dicke von 120 mm. Die Isolationsschicht 3 ist aufgenommen zwischen der Deckschicht 2 und der Vliesschicht 4, die den direkten Kontakt der Mineralwolle zu einem Verwender verhindert.
  • Derartige Matten sind auf die Maße der bekannten Speicherbehälter unterschiedlicher Hersteller angepasst, so dass der Speicherbehälterhersteller die jeweils passende, vorkonfektionierte Umhüllung seinen Kunden, nämlich Handwerksbetrieben, zusammen mit dem entsprechenden Speicherbehälter anbieten kann. Die erfindungsgemäße Umhüllung 1 wird vor Ort vom Handwerker um den Speicherbehälter herum gelegt, und zunächst als Zylindermantel mittels der Reißverschlüsse 5 geschlossen. Sodann wird der Deckel 6 aufgelegt und ebenfalls mit Reißverschlüssen 5 am Zylindermantel 6 befestigt.
  • Bei der Montage wird die Isolationsschicht 3 komprimiert, hier von 120 mm auf etwa 80 mm, wodurch sie sich in jedem Bereich des Speicherbehälters dicht an diesen anschmiegt.
  • Dies ist in Fig. 2 dargestellt. Gut zu erkennen ist, wie sich die Isolationsschicht 3 bei der Montage komprimiert hat, wobei die Kompression im Schulterbereich des Speicherbehälters naturgemäß geringer ausgefallen ist.
    • BEZUGSZEICHENLISTE
    • 1
    Umhüllung
    2
    Deckschicht
    3
    Isolationsschicht
    4
    Schutzschicht
    5
    Verbindungsmittel, Reißverschlüsse
    6
    Deckel
    7
    Randbereich
    8
    Zylindermantel
    9
    Durchgangsöffnung
    10
    Speicherbehälter

Claims (11)

  1. Wärmedämmende Umhüllung (1) für Speicherbehälter, aufweisend eine vorkonfektionierte Deckschicht (2) aus einem zugfestem Material und eine mit dieser verbundenen (daran angeordnete) Isolationsschicht (3), dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationsschicht (3) aus einem faserigen, komprimierbaren Material besteht, wobei die Isolationsschicht (3) im vormontierten Zustand eine Dicke aufweist, die größer ist als diejenige Dicke im montierten Zustand.
  2. Wärmedämmende Umhüllung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationsschicht (3) aus Mineralwolle, Schafwolle, Flachswolle oder einem Gemisch aus zwei oder mehreren dieser Materialien besteht.
  3. Wärmedämmende Umhüllung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Isolationsschicht (3) im vormontierten Zustand das 1,2 bis 2,5 fache derjenigen Dicke im montierten Zustand beträgt.
  4. Wärmedämmende Umhüllung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Isolationsschicht (3) im vormontierten Zustand zwischen 80 mm und 150 mm, insbesondere zwischen 100 mm und 120 mm beträgt.
  5. Wärmedämmende Umhüllung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationsschicht (3) zwischen der Deckschicht (2) und einer Schutzschicht (4) angeordnet ist.
  6. Wärmedämmende Umhüllung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht (4) ein Vlies, eine Folie oder ein Gewebe ist.
  7. Wärmedämmende Umhüllung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht (2) wenigstens ein Verbindungsmittel (5), insbesondere einen Klettstreifen oder einen Reißverschluß, zur Verbindung zweier Kanten der Deckschicht (2) miteinander aufweist.
  8. Wärmedämmende Umhüllung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Verbindungsmittel (5) zu einem Deckel (6), insbesondere einen Klettstreifen oder einen Reißverschluß, zur Verbindung der Deckschicht (2) mit dem Deckel (6) aufweist.
  9. Wärmedämmende Umhüllung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationsschicht (3) an ihren Randbereichen (7) angeschrägt ausgebildet ist.
  10. Wärmedämmende Umhüllung (1) für Speicherbehälter, aufweisend eine vorkonfektionierte Deckschicht (2) aus einem zugfestem Material und eine mit dieser verbundenen (daran angeordnete) Isolationsschicht (3), dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationsschicht (3) aus einem fasrigem Material, insbesondere Mineralwolle, besteht, wobei die Isolationsschicht (3), zwischen der Deckschicht (2) und einer Schutzschicht (4) angeordnet ist.
  11. Wärmedämmende Umhüllung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht (4) ein Vlies, in Folie oder einem Gewebe ist.
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