EP2751512A1 - Wärmeleitplatte, insbesondere zum kühlen oder heizen eines gebäudes - Google Patents

Wärmeleitplatte, insbesondere zum kühlen oder heizen eines gebäudes

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Publication number
EP2751512A1
EP2751512A1 EP13762830.1A EP13762830A EP2751512A1 EP 2751512 A1 EP2751512 A1 EP 2751512A1 EP 13762830 A EP13762830 A EP 13762830A EP 2751512 A1 EP2751512 A1 EP 2751512A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
layer
heat
conducting plate
composite pipe
multilayer composite
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP13762830.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Johann Lipinski
Thomas Vogel
Jochen Pfeiffer
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Uponor Innovation AB
Original Assignee
Uponor Innovation AB
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Filing date
Publication date
Application filed by Uponor Innovation AB filed Critical Uponor Innovation AB
Publication of EP2751512A1 publication Critical patent/EP2751512A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D3/00—Hot-water central heating systems
    • F24D3/12—Tube and panel arrangements for ceiling, wall, or underfloor heating
    • F24D3/16—Tube and panel arrangements for ceiling, wall, or underfloor heating mounted on, or adjacent to, a ceiling, wall or floor
    • F24D3/165—Suspended radiant heating ceiling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
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    • F24D3/16—Tube and panel arrangements for ceiling, wall, or underfloor heating mounted on, or adjacent to, a ceiling, wall or floor
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    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F5/00—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
    • F24F5/0089—Systems using radiation from walls or panels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
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    • F28D1/04—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/047—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being bent, e.g. in a serpentine or zig-zag
    • F28D1/0477—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being bent, e.g. in a serpentine or zig-zag the conduits being bent in a serpentine or zig-zag
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    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • F28F1/14—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending longitudinally
    • F28F1/20—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending longitudinally the means being attachable to the element
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/02—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of carbon, e.g. graphite
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]

Definitions

  • Heat conducting plate in particular for cooling or heating a building
  • the present invention relates to a heat conducting plate, in particular for cooling or heating a building, with at least one layer of expanded graphite and a tube at least partially received in the layer.
  • Heat conducting plates of the type mentioned are known from the prior art.
  • European Patent EP 1 512 933 A2 describes expanded graphite heat conducting plates without binders with preferential heat conduction parallel to the surface of the plate.
  • a method for producing the heat conducting plates is known from the prior art.
  • Such heat conducting plates are used, for example, as wall,
  • Example in connection with heaters that use a liquid heat carrier can be used.
  • a heat transfer fluid such as water
  • pipes made of metal, such as copper or plastic are introduced into the heat conducting plates.
  • the tubes are arranged in a spiral or meander shape.
  • the tubes can also be placed between two heat conducting plates, which are then pressed together.
  • Meandering arrangement of the tubes in a heat conducting plate in the manufacture of the heat conducting plate restoring forces of the tube arise. This is due to the fact that in the production by the effect of pressure in the expanded
  • Heat conducting plates lead to damage of the heat conduction plate. Furthermore, it is possible that the
  • the plastic tube can loosen and detach due to these restoring forces.
  • damage to the plastic pipe itself can be caused by the pressing of a plastic tube in a heat conducting plate or when pressing together two heat conducting plates with interposed plastic pipe itself.
  • Corrosion damage to the copper pipe occurs.
  • water condensate and at least one other metal e.g. Aluminum
  • the at least partially received in the layer tube is as
  • a multi-layer composite pipe prevents, for example, in the case of a spiral or meander-shaped arrangement of the multilayer composite pipe
  • bent or formed multilayer composite pipe changes its shape or its position in the
  • Multilayer composite tube more stable and thereby contributes to
  • the multilayer composite pipe has an inner plastic layer, an adhesion-promoting layer and an outer metal layer.
  • Such a multilayer composite pipe is characterized by its low weight with good heat conduction.
  • the multilayer composite pipe has an inner
  • Plastic layer plastic layer, a primer layer, a
  • Invention is perforated at least one surface of the heat conduction plate or has textures. For example, when using such a heat conduction in a building, the acoustic properties of the
  • Invention has at least one surface of
  • Heat conducting plate on a layer of mineral wool This also allows the acoustic properties of the
  • a heat conduction plate may be suspended from a ceiling surface of a room.
  • the heat conducting plate is made by pressing the expanded graphite with inserted multilayer composite pipe.
  • Invention is the heat conduction plate by pressing the
  • Multilayer composite pipe produced in recesses of the layer of expanded graphite.
  • the heat conducting plate has another layer of expanded graphite and is made by pressing the two layers with the multilayer composite pipe interposed therebetween.
  • Figure 1 is a schematic cross section of a
  • Figure 2 is a schematic cross section of a
  • Figure 3 is a schematic cross section of a
  • Figure 4 is a schematic plan view of a
  • Figure 5 is a schematic cross section of a
  • Figure 6 is a schematic cross section of a
  • FIG. 1 shows a schematic cross section of a
  • Heat conducting plate 1 according to a first embodiment of the invention.
  • the heat-conducting plate 1 has a layer 2 of expanded graphite.
  • the heat conducting 1 a multilayer composite pipe 3, which is partially incorporated on a surface 4 in the layer 2.
  • the multilayer composite pipe 3 has an inner
  • Plastic layer 5 for example made of cross-linked
  • Plastic layer 5 also made of a polyethylene material for increased temperature resistance (PE-RT) exist. Furthermore, the multilayer composite pipe 3 has a
  • the adhesion-promoting layer 6 connects the inner plastic layer 5 to an outer metal layer 7.
  • the outer metal layer 7 can
  • heat-transferring fluid for example water, to give heat to the layer 2 or to absorb heat from the layer 2.
  • the heat-conducting plate 1 is inserted by inserting the
  • Multi-layer composite pipe 3 made in expanded graphite and then pressing.
  • the layer 2 of expanded graphite, in which the multilayer composite pipe 3 is at least partially embedded so that a positive and / or positive connection of the layer 2 and the
  • Multilayer composite pipe 3 is formed.
  • the heat-conducting plate 1 additives the heat-conducting plate 1 additives,
  • the additives can in the production of the layer 2 the be expanded graphite or added later, for example as an additional layer, attached to the layer 2 or applied to this.
  • the heat-conducting plate 1 is suitable, for example, for use in a building for cooling or heating rooms. Preferably, the heat conducting plate is attached to a ceiling of a room
  • Multilayer composite pipe 3 delivered to the layer 2, which in turn emits the heat to the surrounding ambient air for heating the room, in particular by radiation.
  • Figure 2 shows a schematic cross section of a
  • Heat conducting plate 1 according to a second embodiment of the invention.
  • the heat-conducting plate 1 has a
  • Multilayer composite pipe 3 which is formed by five layers.
  • the multilayer composite pipe 3 has an inner plastic layer 5, an adhesion-promoting layer 6, a metal layer 7, a second adhesion-promoting layer 8 and a second, outer plastic layer 9.
  • Multilayer composite pipe 3 is arranged within the layer 2 in such a way that a pipe outside 10 of the
  • Multi-layer composite pipe 3 is flush with the surface 4 of the layer 2.
  • Plastic layer 9 may consist, for example, of cross-linked polyethylene (PE-X), or of a polyethylene material for increased temperature resistance (PE-RT).
  • the Metal layer 7 may be made of an aluminum material or an aluminum alloy.
  • the multilayer composite pipe 3 has a higher stability
  • Heat-conducting plate 1 may be perforated at least one outer side of the layer 2 or have textures. This acoustic properties of the heat conduction plate 1 can be improved. For example, recesses may be introduced on such an outside of the heat-conducting plate 1.
  • FIG. 3 shows a schematic cross section of a
  • Heat conducting plate 1 according to a third embodiment of the invention.
  • the heat-conducting panel 1 is configured substantially in accordance with the second exemplary embodiment according to FIG. In contrast to the embodiment according to FIG. 2, however, the multilayer composite pipe 3 is arranged within the layer 2 such that it is at a distance from one another
  • the heat-conducting plate 1 has a layer of mineral wool 12 on the surface 4 of the layer 2.
  • the layer 2 holes 21 in particular
  • Drilling provided. This can be combined with the
  • Mineral wool 12 for example, a sound-damping effect can be achieved.
  • the layer of mineral wool 12 can be achieved.
  • Outer sides of the layer 2 may be arranged.
  • Figure 4 shows a schematic plan view of a
  • the heat conducting plate 1 has a first connection 13 and a second connection 14.
  • the terminal 13 and the terminal 14 are over a
  • Multi-layer composite pipe 3 according to one embodiment with reference to Figures 1 to 3 connected. That's it
  • Multilayer composite pipe 3 multiple bending areas 16 on.
  • the holding devices 15 may have, for example, pins, angles, hooks or anchors in order to attach the heat-conducting plate 1 to a ceiling surface of a room.
  • Metal layer 7 can be plasticized previously in shape.
  • the heat-conducting plate 1 is, for example, at one
  • Multilayer composite pipe 3 the fluid is distributed over the surface of the layer 2. Via the connection 14, the fluid flows off again.
  • Such a heat-conducting plate 1 is particularly suitable for use in buildings for cooling or heating a room.
  • Such heat-conducting plates are preferably fastened to ceiling walls of a room. It proves to be particularly advantageous that the heat-conducting plate 1 due to the low
  • the multi-layer composite pipe 3 mainly due to the metal layer 7 contributes to the stability of the layer 2 of expanded graphite.
  • the multilayer composite pipe 3 in the interior of the layer 2 can also run differently, for example in a spiral shape.
  • Multilayer composite pipes 3 are arranged, which over the Connections 13 and 14 and / or other connections are connected, for example, to a heating system.
  • Multilayer composite pipe 3 shown. The already under
  • Exposure of pressure resulting layer 2 has a
  • Recess 17 is adapted to an outer diameter and the arrangement or shape of the multilayer composite pipe 3 such that the multi-layer composite pipe 3 can be pressed into the recess 17, inserted or inserted.
  • the recess 17 may for example be designed such that a meandering arranged
  • Multilayer composite pipe 3 according to the embodiment of Figure 4 can be introduced into the layer 2.
  • FIG. 6 shows a schematic cross-section of a heat-conducting plate 1 according to a sixth to be pressed
  • Pressure applied layer 18 of expanded graphite Between the two layers 2 and 18, the multi-layer composite pipe 3 is inserted. For example, under the action of pressure in accordance with the arrow directions 19 and 20, the heat-conducting plate 1 is produced by pressing the two layers 2 and 18 together. It creates a force and / or

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Abstract

Wärmeleitplatte (1), insbesondere zum Kühlen oder Heizen eines Gebäudes, mit zumindest einer Schicht (2) aus expandiertem Graphit und einem in der Schicht (2) zumindest teilweise aufgenommenen Rohr, wobei das Rohr als Mehrschichtverbundrohr (3) ausgebildet ist.

Description

Beschreibung
Wärmeleitplatte, insbesondere zum Kühlen oder Heizen eines Gebäudes
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wärmeleitplatte, insbesondere zum Kühlen oder Heizen eines Gebäudes, mit zumindest einer Schicht aus expandiertem Graphit und einem in der Schicht zumindest teilweise aufgenommenem Rohr.
Wärmeleitplatten der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise beschreibt die europäische Patentschrift EP 1 512 933 A2 Wärmeleitplatten aus expandiertem Graphit ohne Bindemittel mit bevorzugter Wärmeleitung parallel zur Plattenfläche. Des Weiteren wird ein Verfahren zur Herstellung der Wärmeleitplatten
beschrieben. Hierbei wird vollständig expandierter Graphit unter gerichteter Einwirkung eines Druckes kompaktiert, so dass sich Schichtebenen des Graphits bevorzugt senkrecht zur Einwirkung des Druckes anordnen, wobei sich einzelne
Aggregate des Graphits untereinander verhaken. Dadurch lassen sich selbsttragende Wärmeleitplatten herstellen, die
beispielsweise eine Dicke von 8 bis 50 mm aufweisen. Solche Wärmeleitplatten werden beispielsweise als Wand-,
Fußboden- oder Deckenelemente zum Heizen oder Kühlen eines Raumes eingesetzt. Hierzu kann die Wärmeleitplatte zum
Beispiel in Verbindung mit Heizungen, die einen flüssigen Wärmeträger nutzen, eingesetzt werden. Für den Transport eines Wärmeträgerfluids , beispielsweise Wasser, werden Rohre aus Metall, beispielsweise Kupfer oder Kunststoff in die Wärmeleitplatten eingebracht. In der Regel sind die Rohre dabei spiral- oder mäanderförmig angeordnet. Alternativ können die Rohre auch zwischen zwei Wärmeleitplatten gelegt werden, die dann zusammengepresst werden.
Bei der Verwendung von Kunststoffröhren erweist sich als Nachteil, dass beispielsweise bei der spiral- oder
mäanderförmigen Anordnung der Rohre in einer Wärmeleitplatte bei der Herstellung der Wärmeleitplatte Rückstellkräfte des Rohres entstehen. Dies liegt daran, dass bei der Herstellung durch die Einwirkung von Druck die in dem expandierten
Graphit angeordneten Rohre leicht elastisch verformt werden. Diese Rückstellkräfte können besonders bei dünneren
Wärmeleitplatten zu einer Beschädigung der Wärmeleitplatte führen. Des Weiteren ist es möglich, dass sich die
Kunststoffröhre im Falle einer nicht vollständigen Einbettung in der Wärmeleitplatte aufgrund dieser Rückstellkräfte lockern und herauslösen können. Zusätzlich können durch das Einpressen eines Kunststoffrohres in einer Wärmeleitplatte beziehungsweise beim Zusammenpressen zweier Wärmeleitplatten mit dazwischen angeordnetem Kunststoffrohr Schäden an dem Kunststoffrohr selbst entstehen.
Die Verwendung von Kupferrohren ist sehr teuer und führt aufgrund des hohen Eigengewichts zu schweren
Wärmeleitplatten. Des Weiteren können unter bestimmten
Bedingungen Korrosionsschäden an dem Kupferrohr entstehen. Beispielsweise durch das Vorhandensein von Wasserkondensat und zumindest einem weiteren Metall, wie z.B. Aluminium, kann sich aufgrund der unterschiedlichen elektrochemischen
Potenziale der Metalle eine galvanische Zelle ausbilden, die zu einer galvanischen Korrosion des Kupferrohres führt.
Dadurch kann es beispielsweise zu Undichtigkeiten oder zu unerwünschten Verfärbungen des Kupferrohres kommen. Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Lösung aufzuzeigen, welche die oben angeführten Nachteile vermeidet.
Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Wärmeleitplatte, insbesondere zum Kühlen oder Heizen eines Gebäudes, gelöst, welche zumindest eine Schicht aus
expandiertem Graphit und ein in der Schicht zumindest
teilweise aufgenommenes Rohr aufweist. Das in der Schicht zumindest teilweise aufgenommene Rohr ist dabei als
Mehrschichtverbundrohr ausgebildet.
Durch die Verwendung eines Mehrschichtverbundrohres wird verhindert, dass beispielsweise bei einer spiral- oder mäanderförmigen Anordnung des Mehrschichtverbundrohres
Rückstellkräfte in der Herstellung der Wärmeleitplatte entstehen. Ein entsprechend der gewünschten Anordnung
gebogenes beziehungsweise geformtes Mehrschichtverbundrohr ändert seine Form beziehungsweise seine Position im
Wesentlichen nicht. Sollte das Mehrschichtverbundrohr im Herstellungsprozess gebogen oder verformt werden, verformt es sich plastisch und es entstehen keine hohen Rückstellkräfte. Ein Beschädigen der Schicht der Wärmeleitplatte bzw. ein Herauslösen aus der Schicht ist somit nicht möglich. Im
Gegensatz zu einem reinen Kunststoffrohr ist das
Mehrschichtverbundrohr stabiler und trägt dadurch zur
Stabilität der gesamten Wärmeleitplatte bei. Im Gegensatz zu Kupferrohren weisen Mehrschichtverbundrohre ein deutlich geringeres Gewicht auf und sind insbesondere im Bereich der Rohraußenseite bei Vorhandensein eines zweiten Metalls nicht korrosionsanfällig. Zusätzlich können die Herstellungskosten einer erfindungsgemäßen Wärmeleitplatte im Vergleich zu einer Wärmeleitplatte mit Kupferrohren deutlich reduziert werden. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Mehrschichtverbundrohr eine innere KunststoffSchicht , eine Haftvermittlungsschicht und eine äußere Metallschicht auf. Ein solches Mehrschichtverbundrohr zeichnet sich durch sein geringes Gewicht bei guter Wärmeleitung aus.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der
Erfindung weist das Mehrschichtverbundrohr eine innere
Kunststoffschicht , eine Haftvermittlungsschicht, eine
Metallschicht, eine weitere Haftvermittlungsschicht und eine äußere Kunststoffschicht auf. Ein solches
Mehrschichtverbundrohr zeichnet sich durch seine hohe
Stabilität und Biegesteifigkeit aus. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der
Erfindung ist wenigstens eine Oberfläche der Wärmeleitplatte perforiert oder weist Texturen auf. Beispielsweise bei der Verwendung einer solchen Wärmeleitplatte in einem Gebäude können dadurch die akustischen Eigenschaften der
Wärmeleitplatte, insbesondere die Schalldämmung, verbessert werden .
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der
Erfindung weist wenigstens eine Oberfläche der
Wärmeleitplatte eine Schicht aus Mineralwolle auf. Dadurch können ebenfalls die akustischen Eigenschaften der
Wärmeleitplatte verbessert werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der
Erfindung sind an der Wärmeleitplatte Vorrichtungen zum
Anbringen an weitere Wärmeleitplatten oder andere Elemente, insbesondere Wand- und Deckenflächen, vorgesehen. Dadurch kann eine Wärmeleitplatte beispielsweise hängend an eine Deckenfläche eines Raumes angebracht werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der
Erfindung ist die Wärmeleitplatte durch Verpressen des expandierten Graphits mit eingelegtem Mehrschichtverbundrohr hergestellt .
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der
Erfindung ist die Wärmeleitplatte durch Einpressen des
Mehrschichtverbundrohres in Aussparungen der Schicht aus expandiertem Graphit hergestellt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der
Erfindung weist die Wärmeleitplatte eine weitere Schicht aus expandiertem Graphit auf und ist durch Verpressen der beiden Schichten mit dazwischen angeordnetem Mehrschichtverbundrohr hergestellt . Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der
Erfindung weist die Wärmeleitplatte Zusatzstoffe,
insbesondere Kunstharz, auf.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung von
Ausführungsbeispielen sowie den abhängigen Patentansprüchen offenbart .
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der
Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die angehängten Figuren beschrieben. In den Figuren werden gleichartige
Komponenten unterschiedlicher Ausführungsbeispiele mit gleichen Bezugszeichen versehen und nicht erneut beschrieben. In den Figuren zeigen:
Figur 1 einen schematischer Querschnitt einer
Wärmeleitplatte gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Figur 2 einen schematischer Querschnitt einer
Wärmeleitplatte gemäß einem zweiten
Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Figur 3 einen schematischen Querschnitt einer
Wärmeleitplatte gemäß einem dritten
Ausführungsbeispiel der Erfindung, Figur 4 eine schematische Draufsicht auf eine
Wärmeleitplatte gemäß einem vierten
Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Figur 5 einen schematischen Querschnitt einer
Wärmeleitplatte beim Einpressen eines
Mehrschichtverbundrohres gemäß einem fünften
Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
Figur 6 einen schematischen Querschnitt einer
Wärmeleitplatte beim Verpressen zweier Schichten und eines Mehrschichtverbundrohres gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Figur 1 zeigt einen schematischen Querschnitt einer
Wärmeleitplatte 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Wärmeleitplatte 1 weist eine Schicht 2 aus expandiertem Graphit auf. Weiter weist die Wärmeleitplatte 1 ein Mehrschichtverbundrohr 3 auf, welches teilweise auf einer Oberfläche 4 in die Schicht 2 eingebracht ist.
Das Mehrschichtverbundrohr 3 weist eine innere
KunststoffSchicht 5, beispielsweise aus quer vernetztem
Polyethylen (PE-X) , auf. Alternativ kann die innere
KunststoffSchicht 5 auch aus einem Polyethylenwerkstoff für eine erhöhte Temperaturbeständigkeit (PE-RT) bestehen. Des Weiteren weist das Mehrschichtverbundrohr 3 eine
Haftvermittlungsschicht 6 auf. Die Haftvermittlungsschicht 6 verbindet die innere KunststoffSchicht 5 mit einer äußeren Metallschicht 7. Die äußere Metallschicht 7 kann
beispielsweise aus einem Aluminiumwerkstoff beziehungsweise einer Aluminiumlegierung hergestellt sein.
Innerhalb des Mehrschichtverbundrohres 3 fließt ein
wärmetragendes Fluid, beispielsweise Wasser, um Wärme an die Schicht 2 abzugeben beziehungsweise um Wärme von der Schicht 2 aufzunehmen.
Die Wärmeleitplatte 1 wird durch Einlegen des
Mehrschichtverbundrohres 3 in expandiertes Graphit und anschließendem Verpressen hergestellt. Durch die Einwirkung von gerichtetem Druck entsteht die Schicht 2 aus expandiertem Graphit, in welche das Mehrschichtverbundrohr 3 zumindest teilweise eingebettet ist, so dass eine kraft- und/oder formschlüssige Verbindung der Schicht 2 und dem
Mehrschichtverbundrohr 3 entsteht. Alternativ kann die Wärmeleitplatte 1 Zusatzstoffe,
insbesondere Kunstharz, aufweisen, um beispielsweise die Stabilität der Wärmeleitplatte 1 zu erhöhen. Die Zusatzstoffe können dabei bei der Herstellung der Schicht 2 dem expandierten Graphit beigemischt sein oder nachträglich, beispielsweise als zusätzliche Schicht, an der Schicht 2 angebracht oder auf diese aufgebracht werden. Die Wärmeleitplatte 1 eignet sich beispielsweise zum Einsatz in einem Gebäude zum Kühlen oder Heizen von Räumen. Bevorzugt wird die Wärmeleitplatte an einer Decke eines Raumes
aufgehängt. Dabei nimmt die Wärmeleitplatte 1 über die
Schicht 2 beispielsweise Wärme von der sie umgebenden
Umgebungsluft auf und gibt diese Wärme an das Fluid im
Inneren des Mehrschichtverbundrohres 3 zum Kühlen des Raumes ab. Umgekehrt wird Wärmeenergie des Fluids über das
Mehrschichtverbundrohr 3 an die Schicht 2 abgegeben, welche wiederum die Wärme an die sie umgebende Umgebungsluft zum Heizen des Raumes abgibt, insbesondere durch Strahlung.
Figur 2 zeigt einen schematischen Querschnitt einer
Wärmeleitplatte 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Wärmeleitplatte 1 weist ein
Mehrschichtverbundrohr 3 auf, welches durch fünf Schichten gebildet ist. Das Mehrschichtverbundrohr 3 weist eine innere KunststoffSchicht 5 auf, eine Haftvermittlungsschicht 6, eine Metallschicht 7, eine zweite Haftvermittlungsschicht 8 und eine zweite, äußere KunststoffSchicht 9 auf. Das
Mehrschichtverbundrohr 3 ist derart innerhalb der Schicht 2 angeordnet, dass eine Rohraußenseite 10 des
Mehrschichtverbundrohrs 3 bündig mit der Oberfläche 4 der Schicht 2 abschließt. Die innere KunststoffSchicht 5 sowie die zweite, äußere
KunststoffSchicht 9 können beispielsweise aus quer vernetztem Polyethylen (PE-X) , oder aus einem Polyethylenwerkstoff für eine erhöhte Temperaturbeständigkeit (PE-RT) bestehen. Die Metallschicht 7 kann aus einem Aluminiumwerkstoff beziehungsweise einer Aluminiumlegierung hergestellt sein.
In Vergleich zu der Ausgestaltung gemäß Figur 1 weist das Mehrschichtverbundrohr 3 eine höhere Stabilität
beziehungsweise Steifigkeit bei dennoch geringem Eigengewicht auf .
Durch die bündige Anordnung des Mehrschichtverbundrohres 3 mit der Oberfläche 4 ist ein guter Wärmeübergang zwischen der Schicht 2 und dem Mehrschichtverbundrohr 3 gewährleistet. Dies liegt vor allem darin begründet, dass die Wärmeleitung innerhalb der Schicht 2 aufgrund der Herstellung der Schicht 2 unter gerichtetem Druck parallel zu der Oberfläche 4 besser ist als senkrecht zur Oberfläche 4 der Schicht 2.
In einer nicht dargestellten Ausgestaltungsform der
Wärmeleitplatte 1 kann wenigstens eine Außenseite der Schicht 2 perforiert sein oder Texturen aufweisen. Damit können akustische Eigenschaften der Wärmeleitplatte 1 verbessert werden. Beispielsweise können an einer solchen Außenseite der Wärmeleitplatte 1 Vertiefungen eingebracht sein.
Figur 3 zeigt einen schematischen Querschnitt einer
Wärmeleitplatte 1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Wärmeleitpatte 1 ist dabei im Wesentlichen entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 ausgestaltet. Im Gegensatz zur Ausgestaltung gemäß Figur 2 ist das Mehrschichtverbundrohr 3 allerdings derart innerhalb der Schicht 2 angeordnet, dass es beabstandet zu einer
Oberfläche 4 und einer Unterseite 11 der Schicht 2 ist.
Zusätzlich weist die Wärmeleitplatte 1 an der Oberfläche 4 der Schicht 2 eine Schicht aus Mineralwolle 12 auf. Des Weiteren sind in der Schicht 2 Löcher 21, insbesondere
Bohrungen, vorgesehen. Damit kann in Verbindung mit der
Mineralwolle 12 beispielsweise ein Schalldämpfungseffekt erreicht werden. Die Schicht aus Mineralwolle 12 kann
beispielsweise auch an einer anderen oder mehreren
Außenseiten der Schicht 2 angeordnet sein.
Alternativ können allerdings auch andere Schichten wie beispielsweise Kunststoffschichten oder Metallschichten, auf einer oder mehreren Außenseiten der Schicht 2 angebracht sein, um beispielsweise die Wärmeleitplatte 1 gegen
mechanische oder andere Umwelteinflüsse zu schützen.
Figur 4 zeigt eine schematische Draufsicht einer
erfindungsgemäßen Wärmeleitplatte 1 mit darin eingebettetem Mehrschichtverbundrohr 3. Die Wärmeleitplatte 1 weist einen ersten Anschluss 13 und einen zweiten Anschluss 14 auf. Der Anschluss 13 und der Anschluss 14 sind über ein
Mehrschichtverbundrohr 3 gemäß einer Ausgestaltung anhand der Figuren 1 bis 3 verbunden. Dabei ist das
Mehrschichtverbundrohr 3 mäanderförmig innerhalb der Schicht 2 angeordnet. Des Weiteren weist die Wärmeleitplatte 1 zwei Haltevorrichtungen 15 zum Anbringen der Wärmeleitplatte 1 an Wand- bzw. Deckenflächen auf. Zudem weist das
Mehrschichtverbundrohr 3 mehrere Biegebereiche 16 auf.
Die Haltevorrichtungen 15 können beispielsweise Stifte, Winkel, Haken oder Anker aufweisen, um die Wärmeleitplatte 1 an einer Deckenfläche eines Raumes anzubringen.
Durch die Verwendung des Mehrschichtverbundrohres 3 treten beispielsweise bei der Herstellung der Wärmeleitplatte 1 in den Biegebereichen 16 im Wesentlichen keine Rückstellkräfte auf, da sich das Mehrschichtverbundrohr 3 durch die
Metallschicht 7 plastisch vorher in Form bringen lässt.
Die Wärmeleitplatte 1 ist beispielsweise an einem
Heizungssystem angeschlossen, wobei über den Anschluss 13 ein Fluid, beispielsweise Wasser, in das Mehrschichtverbundrohr 3 eintritt. Entsprechend der Anordnung des
Mehrschichtverbundrohres 3 wird das Fluid über die Fläche der Schicht 2 verteilt. Über den Anschluss 14 fließt das Fluid wieder ab.
Eine solche Wärmeleitplatte 1 eignet sich besonders für den Einsatz in Gebäuden zum Kühlen oder Heizen eines Raumes.
Bevorzugt werden derartige Wärmeleitplatten an Deckenwänden eines Raumes befestigt. Als besonders vorteilhaft erweist sich, dass die Wärmeleitplatte 1 aufgrund des geringen
Gewichts des Mehrschichtverbundrohres 3 im Vergleich zu
Wärmeleitplatten mit Kupferrohren ein deutlich geringeres Eigengewicht aufweist. Damit können solche Wärmeleitplatten auch an weniger tragfähigen Deckenwänden von Gebäuden, beispielsweise Altbauten, angebracht werden. Des Weiteren ist es möglich, vergleichsweise dünne Wärmeleitplatten
herzustellen, weil das Mehrschichtverbundrohr 3 vor allem aufgrund der Metallschicht 7 zur Stabilität der Schicht 2 aus expandiertem Graphit beiträgt.
Die in Figur 4 dargestellten Anschlüsse 13 und 14 der
Wärmeleitplatte 1 können andersartig an der Schicht 2
angeordnet sein, beispielsweise gegenüberliegend. Zudem kann auch das Mehrschichtverbundrohr 3 im Inneren der Schicht 2 andersartig verlaufen, beispielsweise spiralförmig. Außerdem ist es denkbar, dass innerhalb einer Schicht 2 mehrere
Mehrschichtverbundrohre 3 angeordnet sind, die über die Anschlüsse 13 und 14 und/oder weitere Anschlüsse beispielsweise an einem Heizungssystem angeschlossen sind.
In einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß Figur 5 wird ein schematischer Querschnitt einer
Wärmeleitplatte 1 beim Einpressen eines
Mehrschichtverbundrohres 3 gezeigt. Die bereits unter
Einwirkung von Druck entstandene Schicht 2 weist eine
Aussparung 17 auf, die beispielsweise in einem
Nachbearbeitungsschritt eingebracht worden ist. Die
Aussparung 17 ist an einen Außendurchmesser und die Anordnung bzw. Form des Mehrschichtverbundrohres 3 derart angepasst, dass das Mehrschichtverbundrohr 3 in die Aussparung 17 eingepresst, eingesteckt oder eingelegt werden kann.
Die Aussparung 17 kann beispielsweise derart ausgestaltet sein, dass ein mäanderförmig angeordnetes
Mehrschichtverbundrohr 3 gemäß der Ausgestaltung der Figur 4 in die Schicht 2 eingebracht werden kann.
Figur 6 zeigt einen schematischen Querschnitt einer zu verpressenden Wärmeleitplatte 1 gemäß einem sechsten
Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Wärmeleitplatte 1 weist neben der Schicht 2 eine zweite, bereits unter
Einwirkung von Druck entstandene Schicht 18 aus expandiertem Graphit auf. Zwischen die beiden Schichten 2 und 18 ist das Mehrschichtverbundrohr 3 eingelegt. Beispielsweise unter Einwirkung von Druck gemäß den Pfeilrichtungen 19 und 20 wird die Wärmeleitplatte 1 durch Verpressen der beiden Schichten 2 und 18 hergestellt. Es entsteht eine kraft- und/oder
formschlüssige Verbindung der beiden Schichten 2 und 18 sowie des Mehrschichtverbundrohres 3. Die in den beschriebenen Ausführungsbeispielen dargelegten Merkmale einer Wärmeleitplatte können auf verschiedene Weise miteinander kombiniert werden, um die jeweils genannten Vorteile und/oder Funktionen zu verwirklichen.
Bezugs zeichenliste
1 Wärmeleitplatte
2 Schicht
3 Mehrschichtverbundrohr
4 Oberfläche
5 KunststoffSchicht
6 Haftvermittlungsschicht
7 Metallschicht
8 Haftvermittlungsschicht
9 KunststoffSchicht
10 Rohraußenseite
11 Unterseite
12 Mineralwolle
13 Anschluss
14 Anschluss
15 Haltevorrichtung
16 Biegebereich
17 Aussparung
18 Schicht
19 Pfeilrichtung
20 Pfeilrichtung
21 Loch

Claims
Wärmeleitplatte (1), insbesondere zum Kühlen oder Heizen eines Gebäudes, mit zumindest einer Schicht (2) aus expandiertem Graphit und einem in der Schicht (2) zumindest teilweise aufgenommenen Rohr, wobei
das Rohr als Mehrschichtverbundrohr (3) ausgebildet ist.
Wärmeleitplatte (1) nach Anspruch 1, bei welcher das Mehrschichtverbundrohr (3) eine innere KunststoffSchicht (5), eine Haftvermittlungsschicht (6) und eine äußere Metallschicht (7) aufweist.
Wärmeleitplatte (1) nach Anspruch 1, bei welcher das Mehrschichtverbundrohr (3) eine innere KunststoffSchicht
(5) , eine Haftvermittlungsschicht (6), eine
Metallschicht (7), eine weitere Haftvermittlungsschicht
(6) und eine äußere KunststoffSchicht (5) aufweist.
Wärmeleitplatte (1) nach Anspruch 2 oder 3, bei welcher die innere KunststoffSchicht (5) und/oder die äußere KunststoffSchicht (5) im Wesentlichen aus Polyethylen (PE) und die Metallschicht (7) im Wesentlichen aus einem Aluminiumwerkstoff gebildet sind.
Wärmeleitplatte (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welcher wenigstens eine Oberfläche (4) perforiert ist oder Texturen aufweist.
Wärmeleitplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welcher wenigstens eine Oberfläche (4) eine Schicht aus Mineralwolle aufweist.
7. Wärmeleitplatte (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei welcher Haltevorrichtungen (15) zum Anbringen an weitere Wärmeleitplatten (1) oder andere Elemente, insbesondere Wand- und Deckenflächen, vorgesehen sind.
8. Wärmeleitplatte (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, welche durch Verpressen des expandierten Graphits mit eingelegtem Mehrschichtverbundrohr (3) hergestellt ist.
9. Wärmeleitplatte (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, welche durch Einpressen des Mehrschichtverbundrohres (3) in Aussparungen der Schicht (2) hergestellt ist.
10. Wärmeleitplatte (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, welche eine weitere Schicht (18) aus expandiertem
Graphit aufweist und durch Verpressen der beiden
Schichten (2) und (18) mit dazwischen angeordnetem
Mehrschichtverbundrohr (3) hergestellt ist.
11. Wärmeleitplatte (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, welche Zusatzstoffe, insbesondere Kunstharz, aufweist.
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