NL8501221A - Flexibel warmte-overdrachtselement. - Google Patents

Description

.....

Flexibel warmte-overdrachtselement.

De uitvinding betreft een flexibel warmte-overdrachts-element, dat op veelzijdige wijze kan worden toegepast op de meest uiteenlopende gebieden van warmte-omzetting zoals bijvoorbeeld voor oppervlakverwarming bij lage voorloop-5 temperaturen, verwarmingin kassen, omgevingsenergie-absor-beerinrichtingen of als grondelement voor zonnecollectoren, alsook voor warmteisolatiedoeleinden.

Voor de meest verschillende toepassingsgebieden zijn talrijke flexibele warmtewisselaars van kunststof bekend, IQ die bijvoorbeeld worden gebruikt voor verwarmingen van kassen onder gebruikmaking van secundaire energie.

In het Duitse Offenlegungsschrift 2.406.974 wordt een warmteoverdrager, in het bijzonder voor de direkte luchtcondensatie, beschreven, die voorzien is van een warm-15 tewisselingsbuis, die bestaat uit dunwandige scheurvaste kunststof slangen, waarbij de kunststof slangen een dikte van minder dan 100 yu hebben. De relatief dunne slangen worden geplaatst op roosters of netwerken, die de mechanische belasting zullen overnemen.

20 In een verdere uitvoering kunnen de dunne slangen ook telkens zijn omgeven door een netvormige wapening. Het nadeel van de beschreven'warmte-overdrager bestaat hierin, dat zij van buitenaf geen drukbelastingen kan opnemen en hoge kosten bij de vervaardiging vraagt.

25 Gegoten en gespoten warmteoverdrachtselementen zoals bijvoorbeeld beschreven in het Duitse Offenlegungsschrift 1.926.187 hebben het nadeel, dat zij niet rolbaar zijn.

De bekende warmte-overdragers hebben het gemeenschappelijke nadeel, dat zij zijn opgebouwd uit afzonderlijke 30 elementen, die door lijmen of lassen zijn verbonden, waardoor de flexibiliteit wordt beïnvloed.

De uit dunwandige folieslangen bestaande flexibele warmte-overdragers zijn gevoelig voor mechanische belasting zoals bijvoorbeeld reiniging en drukbelasting.

35 Verder zijn elektrisch verwarmde afdekvlakken bekend, die het nadeel hebben, dat door een robuuste belasting gemakkelijk beschadigingen kunnen ontstaan en bovendien problemen met betrekking tot het in standhouden van de arbeidsvei- 85 ü 1221 ψ -.¾ -2- ligheids voorsdiriften bestaan.

De uitvinding heeft ten doel om het toepassingsgebied van warmte-overdragers voor het benutten van warmte van lage temperatuur met een prijsvriendelijk vervaardigbaar flexibel 5 warmte-overdrachtselement aanzienlijk te verruimen doordat een specifieke structuurvormgeving voor het verminderen van trek-, druk- en wrijvingsinvloeden op als energiedragers gebruikte slangen bij een gelijktijdig verhogen van de flexibiliteit plaatsvindt en de vereiste warmte-isolatie kan 10 worden ingesteld.

Volgens de uitvinding wordt dit oogmerk hierdoor bereikt, dat slangen voor het transport van de warmtedrager als bindingselement met langs- of dwarsinslag in een ketting-breisel zijn ingevoegd. Op de slangen zijn 'zoals gebrui-15 kelijk voedingsleidingen resp. opzameltanks aangesloten.

Het kettingbreisel kan een structuur met vierkante mazen hebben.

Op doelmatige wijze’zijn voor het stabiliseren tegen drukkrachten tussen de slangen touwen of staven ingewerkt.

20 Binnen het kader van' de uitvinding is het mogelijk, dat in de breiselstructuur bovendien vlakvormsels zoals absorbeer-folies en convectieschermfolies zijn ingevoegd. Verder kunnen doorgaande dwarsinslagen van gekreukeld breed folie evenwijdig tussen de beide breiselzijden van een rechts/ 25 rechtsscheringbreisel met als verbindingselement met een langsinslag ingevoegde slangen dicht tegen elkaar aangelegen zijn. Volgens de uitvinding kunnen de slangen ook volgens een patroon ingevoegd zijn.

Door de vaste vormsluitende invoeging van de slangen 30 in het kettimg-breise]/rordt de geometrische opstelling hiervan duurzaam gewaarborgd. De kettingbreiselstructuur neemt trekkrachten op en bewerkstelligt door de overdekking van de slangen een mechanische bescherming tegen wrijving.Een extra oppervlakstabiliteit wordt bereikt door het inwerken van 35 touwen of staven, waarvan de bijzondere betekenis voor de lastopname bij sterkere drukbelasting tot uitdrukking komt.

De evenwijdige dichte tegen elkaar aanrijging van ge-kreükeld breed folie als doorgaande dwarsinslagen bewerkstelligt krachtens het verschafte volume onder het vormen van 40 grote luchtinsluitingen een goede warmteisolatie. Hierbij is 85 0 1 2 2 1 * * -3- de voor speciale toepassingsgebieden vereiste waterdoorlaat-baarheid desalniettemin nog aanwezig.

Door het patroonsgewijs invoegen van de slangen wordt het mogelijk om in het warmte-overdrachtselement plaatse-5 lijk verschillende warmtestroomdichtheden te realiseren.

Hiermee kan een bereikte warmte-overdracht aan het betreffende object plaatsvinden, waardoor de energie van de warmte-drager beter wordt benut.

De uitvinding zal hieronder nader worden toegelicht 10aan de hand van enige uitvoeringsvoorbeelden met verwijzing naar de bijbehorende tekeningen. Hierin toont: fig.1 een flexibel warmte-overdrachtselement met evenwijdig lopende slangen, die overlangs in een vierkant maasnetvormig kettingbreisel zijn ingevoegd, 15 fig.2 een dergelijk flexibel warmteoverdrachtsele ment in de vorm van een samengesteld breisel, dat met convec-tieschermfolie en absorbeerfolie is uitgerust, fig.3 een doorsnede volgens de lijn A-A in fig.2, fig.4 en 5 flexibele warmte-overdrachtselementen met 20 verschillende patroonsgewijze ingewerkte slangen, fig.6 een flexibel warmteoverdrachtselement met overlangs in een rechts/rechts-kettingbreisel ingevoegde slangen en in aanvulling hierop dicht ingewerkte dwarsinslagen van breed folie, 25 fig.7 vereenvoudigd een doorsnede volgens de lijn B-B in fig.6, die de dwarsinslagen voorstelt, en fig.8 een verdere uitvoeringsmogelijkheid van de dwarsinslagen eveneens doorgesneden volgens de lijn B-B in fig.6.

30 Voorbeeld 1 :

In een uit UV-gestabiliseerd PA-draden van circa 0,4 mm diameter vervaardigd basiskettingbreisel met maas-staafjes 1 en inslagdraadsegmenten 2, 2' zijn in de langs-richting evenwijdig liggende slangen 3, bijv. uit polyvinyl-35 chloride met nominale breedte van 10 mm en een buitendiameter van circa 12 mm ingevoegd (fig.1). De afstand b van de maasstaafjes 1 bedraagt circa 15 mm. De van de maasstaafjes 1 afgebonden inslagdraadsegmenten 2, 2' omsluiten strak de ingewerkte evenwijdig liggende slangen 3.

40 De afstand a van de inslagdraadsegmenten 2, 20 be- 62 '31221 i · -4- draagt bijvoorbeeld 25 mm, waardoor de bas is.net struct uur mazen van 15 mm x 25 mm heeft.

In de dwarsrichting. is door de aangrenzende maas-staafjes een vormsluitende afgrendeling verschaft.

5 In het randgebied 4 kunnen extra versterkte netma- zen 5 als bevestigingselementen aangevormd zijn.

De slangeinden 6 zijn op de afstand van de vereiste matlengte voorzien van plastische vormstukken 7 voor de invoer, resp. uitvoer van de energiedrager.

10 In een dergelijke netstructuur kunnen bovendien op een afstand van circa 20 cm compacte, bij voorkeur uit strookvormige textielafvaldelen gevormde touwen met een diameter van circa 25 mm. zijn ingewerkt, waardoor werkzaam uitwendige drukbelastingen worden opgenomen. Deze ontstaan 15 bijvoorbeeld door het opbrengen van plantebakken wanneer de mat voor de verwarming op de grond in kassen wordt gebruikt.

Bij een hangende inrichting,bijvoorbeeld als staande wandverwarming nemen de touwen de ontstane trekbelastingen op.

In een verdere uitvoeringsvorm worden in de dwars-20 richting in het basfskettingbreisel evenwijdig liggende slangen ingevoegd. Hierbij zijn de slangen strak door de mazen omsloten, zodat een verschuiving in de dwarsrichting wordt verhinderd. In de langsrichting is door de verbindingspunten van de mazen een vormsluitende afgrendeling verschaft. 25 Eventueel kunnen ook compacte touwen voor het opnemen van de drukbelastingen worden ingewerkt.

Voorbeeld 2:

In een op breima·'chines vervaardigd samengesteld breisel (fig.2 en 3), dat een stabiele vierkante maasstructuur heeft, 30 zijn op afstanden van circa 25 mm slangen 3 met een nominale breedte van 12 mm en een buitendiameter van circa 15 mm aangebracht. De slangen 3 worden in de richting van de buitenzijden vormsluitend op hun plaats gehouden door de doorgaande dwarsschotten 9, de absorbeerfolie 11 en de convectie-35 schermfolie 12. Het verband wordt bijeengehouden door de franjeplaatsing bij 10. Een volgens dit uitvoerings- voorbeeld opgebouwde warmteoverdrachtselement kan bijvoorbeeld worden gebruikt als grondelement voor zonnecollectoren. Voorbeeld 3: 40 Door het opwikkelen van het warmteoverdrachtselement 85 01 2 2 1 « « -5- volgens het voorbeeld 1 op een zeeftrommel ontstaat een cilindrische compacte warmteoverdrager, die wegens haar goede luchtstroombaarheid aan de luchtzijde, alsook wegens het ongehinderd toetreden van neerslagwater aan alle slang-5 oppervlakken als bijvoorbeeld omgevingsenergieabsorbeer- inrichting bruikbaar is. Ten opzichte van de bekende oplossingen heeft deze constructie het voordeel, dat door een afspuiten door middel van water een probleemloos reinigen van het buitenste verwarmingsvlak van atmosferische vervuilt) lingen mogelijk is.

Voorbeeld 4;

Een flexibel warmteoverdrachtselement zoals voorge-steld in fig.6 tot 8 bestaat uit een rechts/rechts-ketting-breisel van zeer grove structuur, dat op een Raschelmachine 15 met overeenkomstig gedimensioneerde werktuigen kan worden vervaardigd. De afstand tussen de maasstaafjes bedraagt 20 mm. Het basiskettingbreisel waarvan de breiselzijden een afstand van 25 mm tot elkaar hebben, bestaat uit folie stroken met een breedte van circa 40 mm en een dikte van 20 circa 30 mm.

Doorgaande dwarsinslagen 9 zijn evenwijdig ingelegd tussen de beide weefselzijden. Het inslagmateriaal bestaat uit breed folie met een dikte van 25 μ en een breedte van 400 mm. Door het over de kop aftrekken van de brede folie 25 van staande hoeklichamen ontstaat een structuur met vele luchtinsluitingen zoals weergegeven in fig.7, welke structuur is gekenmerkt door een gekreukeld binnenste deel en een spiraalvormig buitenste deel.

Een verdere uitvoeringsvorm is weergegeven in fig.8.

30 Hierbij is de bijvoorbeeld door middel van een vlak mondstuk gekreukelde brede folie met een smallere foliestrook ommanteld, die bijvoorbeeld door middel van een zakzoom-orgaan wordt toegevoerd, waarbij deze omhulling voor het vermijden van het binnendringen van water bovendien kan 35 zijn vastgelast. Beide structuurvarianten van de dwars- inslagen 9 waarborgen, dat geen of weinig water kan worden opgeiïomen, waardoor het hoge warmte-isolatievermogen ook bij waterinwerking in stand gehouden blijft.

Op de aan elkaar geregen dwarsinslagen 9 zijn aan 40 êên zijde slangen 3 geplaatst, die door de maasbenen van de 3501221

4 V

-6- ' » bmiselrazen van een naaldstaaf worden af gebonden. De hierbij ontstane gedeeltelijke overdekking van de slangen 3 door het stijve synthetische materiaal bewerkstelligt tegelijkertijd een bescherming tegen wrijving. In plaats van folie 5 kan als materiaal voor het basiskettingbreisel ook synthetische draad worden gebruikt.

In tegenstelling tot relatief geringe wateropneem-vermogen is de waterdoorlaatbaarheid van de warmteisolatie-laag zeer hoog. Deze eigenschap kan in afhankelijkheid van 10 het toepassingsdoel van grote betekenis worden.

Zo kan het flexibele warmteoverdrachtselement met warmteisolatielaag worden gebruikt voor bijvoorbeeld het afdekken van betondelen. Hierbij wordt het vervaardigd met een afmeting van 2 x 3 m en met de isolatielaag naar boven 15 op de te beschermen betonlaag gelegd. Hierbij kan indien nodig water worden opgesproeid, dat zonder moeilijkheden tussen de dwarsinslagen 9 door de isolatielaag heen druipt.

Een verder toepassingsgebied bestaat overeenkomstig uit voorbeeld 1 in gebruik in kassen. Hier wordt het warm-20 teoverdrachtselement met de warmteisolatielaag naar onder op de grond uitgerold en hierover worden plantenbakken geplaatst. Hiermee wordt een concentratie van de warmteoverdracht op de plantenbak door isolatie ten opzichte van de grond bereikt. Daarentegen kan door bevloeiing af-25 vallend water ongehinderd in de grond dringen.

Voorbeeld 5:

In een uit UV-gestabiljseerde PA-draden met een diameter van 0,4 mm gevormd basiskettingbreisel met maas-staafjes 1 en inslagdraadsegmenten 2 zijn slangen 3 met 30 een nominale breedte van 10 mm zodanig ingevoegd, dat een patroon ontstaat. De uitvoering van het patroon wordt hierbij aangepast aan het toepassingsgeval.

De in fig.4 weergegeven uitvoeringsvorm is als ver-warmingsmat onder plantenbakken 13 bruikbaar, die op een 35 afstand van elkaar in rijen zijn opgesteld. Hierbij wordt bereikt, dat de warmteafgifte bijna uitsluitend in het gebied van de plantenwortels plaatsvindt en de energiekosten tot het noodzakelijkste minimum worden gereduceerd.

De toepassing kan op identieke wijze ook voor een 40 beoogde werkplaatsverwarming plaatsvinden.

5^01221 -7- Ψ 4

Voorbeeld 6;

Voor een rij vast in de bodem blijvende culturen in kassen (bijvoorbeeld Chrysanten) wordt gebruik gemaakt van op geringe hoogte overspannen netten als steunframe.

5 Door gebruikmaken van een warmte-overdrachtselement volgens de uitvinding/ waarbij het basiskettingbreisel is uitgevoerd als vierkant maasnetwerk, kan dit net zodanig zijn uitgevoerd/ dat deze netten tevens als warmteoppervlak werkzaam zijn. Het invoegen van de slangen 3 kan hierbij 10 plaatsvinden op een wijze zoals bijvoorbeeld in fig.5 is voorgesteld. De plantenplaatsen 14 blijven hierbij telkens vrij, terwijl de tussenruimten worden bezet door de warmte-afgevende slangen 3. Hierbij wordt in de nabijheid van de planten een gebied van hogere temperatuur verschaft, het-15 welk gunstig inwerkt op de groei bij over het geheel middelmatige kamertemperatuur.

-conclusies- 8501221

Claims (6)

1. Flexibel warmteoverdrachtselement, waarin slangen voor het transport van de warmte-overdrager zijn geplaatst en aan de uiteinden waarvan voedingsleidingen, respektie-velijk verzamelbakken zijn aangesloten, hierdoor g e k e n-5 me r k t, dat de slangen (3) als bindingselement met langs-of dwarsinslag in een kettingbreisel . zijn ingevoegd.

2. Flexibel warmteoverdrachtselement volgens conclusie 1, hierdoor gekenmerkt, dat het kettingbreisel een 10 vierkante maasstructuur (8) heeft.

3. Flexibel warmteoverdrachtselement volgens conclusie 1, hierdoor gekenmerkt, dat tussen de slangen (3) touwen of staven zijn ingewerkt. 15

4. Flexibel warmteoverdrachtselement volgens conclusie 1, hierdoor gekenmerkt, dat in de breiselstructuur bovendien vlakvormsels zoals absorbeerfolies (ll) en convectieschermfolies (12) zijn ingevoegd. 20

5. Flexibel warmteoverdrachtselement volgens conclusie 1, hierdoor g e ke n m e r k t, dat doorgaande dwarsinslagen (9) van gekreukeld breed folie evenwijdig tussen de beide breiselzijden van een rechts/rechts-kettingbreisel met 25 als bindingselement met langsinslag ingevoegde slangen (3) dicht aaneengeregen zijn.

6. Flexibel warmteoverdrachtselement volgens conclusie 1, hierdoor gekenmerkt, dat de slangen (3) volgens 30 een patroon zijn ingevoegd. 85 0 1 2 2 1