DE10006878A1 - Verfahren zur Wärme- und/oder Kälteisolierung und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zur Wärme- und/oder Kälteisolierung und Vorrichtung zur Durchführung des VerfahrensInfo
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Abstract
Nach diesem Verfahren zur Wärme- und/oder Kälteisolierung von Innenräumen (7, 8, 21), deren Außenwände (5) zu diesem Zweck mit einem oder mehreren Isolierkörpern (1) verkleidet sind, von denen jeder aus zwei beabstandeten Platten (2) besteht, deren Zwischenraum (4) mit Isolationsmaterial befüllt, nach außen luftdicht abgeschlossen und evakuiert worden ist, wird der Luftinhalt bzw. das Vakuum in dem Zwischenraum (4) des oder der Isolierkörper (1) und damit dessen oder deren Wärmeleitfähigkeit abhängig von der Innentemperatur und/oder der Außentemperatur des zu isolierenden Raumes (7, 8, 21) verändert (Fig. 2). Die Dämmwirkung der Isolierung kann somit gesteigert und an den jeweiligen Bedarfsfall angepaßt werden, die Isolierung zur Nutzung der Umgebungstemperatur bei Bedarf auch transparent gemacht werden.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Wärme- und/
oder Kälteisolierung von Innenräumen, deren Außenwände zu die
sem Zweck mit einem oder mehreren Isolierkörpern verkleidet
sind, wobei jeder dieser Isolierkörper aus zwei beabstandeten
Platten besteht, deren Zwischenraum mit Isolationsmaterial
befüllt, nach außen luftdicht abgeschlossen und evakuiert wor
den ist, und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Herkömmlicherweise werden zur Wärme- oder Kälteisolierung eines
Raumes lediglich die diesen Raum umgebenden Außenwände mit
einem Isoliermaterial verkleidet. Diese Isoliermaterialien
bestehen heutzutage meist aus einem geschäumten Kunststoff;
dessen Dämmwirkung beruht auf der geringen Wärmeleitfähigkeit
des Kunststoffs selbst und der geringen Wärmeleitfähigkeit der
in dem Kunststoff eingeschlossenen Luftbläschen. Die Wärmeleit
fähigkeit ist von Kunststoff zu Kunststoff unterschiedlich,
aber immer geringer als die von Luft. Damit sind diesen Iso
liermaterialien und der mit ihnen erzielbaren Dämmwirkung durch
die Wärmeleitfähigkeit der Luft und des verwendeten Kunst
stoffs, sowie der Feinporigkeit des Kunststoffs auch Grenzen
gesetzt. Es kann die Dicke der Kunststoffverkleidung nur bis zu
einem gewissen Grad zur Verbesserung der Dämmwirkung erhöht
werden. Schon aus rein wirtschaftlichen Gründen müssen der
Rauminhalt des zu isolierenden Raums und seine Wandstärken in
einem vertretbaren Verhältnis zueinander stehen; am augenfäl
ligsten ist dies z. B. bei Transportbehältern, mobilen Kühlcon
tainern, Flüssiggastanks usw.
Um die Dämm- oder Isolationswirkung eines geschlossenzelligen
Kunststoff-Isoliermaterials zu steigern, ist es aus der DE-OS 44 24 104
bekannt, den Produktionsraum für den geschlossenzel
ligen Kunststoff zunächst zu evakuieren, so dass in ihm also
ein Unterdruck herrscht, wenn mit der Produktion des Kunst
stoffs begonnen wird; demnach umschließen auch die einzelnen
Zellen des fertigen Kunststoffs ein gewisses Vakuum - jede
bildet eine Unterdruckzelle -, wodurch die Wärmeleitfähigkeit
gegenüber mit Luft gefüllten Zellen nochmals deutlich reduziert
ist. Die kugelige Form der Zellen kann später dem normalen
atmosphärischen Druck gut widerstehen.
Die Herstellung von Kunststoff unter Vakuum bzw. in einem Un
terdruckraum ist sehr aufwendig und kostenintensiv und macht
eben nur Sinn bei geschlossenzelligen Kunststoffen. Die Wieder
verwendung von Kunststoffabfällen ist bei der Herstellung sol
cher Kunststoffe nur begrenzt möglich und umweltbelastend, da
bei der Sammlung von Kunststoffabfällen Kunststoffe verschie
denster Art zusammenkommen.
Nach dem Informationsblatt des Bundesministeriums für Wirt
schaft und Technologie "Innovation Aktuell" vom 09.11.1999 ist
ein Vakuum-Isolations-System bekannt, bei dem Isolationspaneele
eingesetzt werden, die aus Edelstahlblechen bestehen, die auf
Profilrahmen geschweißt werden. Der Hohlraum zwischen den Edel
stahlblechen wird mit einem speziellen feinporigen Isolations
material ausgefüllt und anschließend innerhalb des Paneels ein
Feinvakuum erzeugt. Da die Wärmeleitfähigkeit im Vakuum prak
tisch Null ist, wird damit die Wärmedämmung nochmals verbes
sert. Die Dicke dieser Paneele kann gegenüber den sonst ge
bräuchlichen, geschäumten Kunststoffplatten deutlich reduziert
werden, um die gleiche Dämmwirkung zu erzielen.
Alle bekannten an den Außenwänden eines Behälters oder eines
Gebäudes anzubringenden Wärme- oder Kälteisolierungen haben
eine bestimmte gleichbleibende, unveränderliche Wärmeleitfähig
keit oder Dämmwirkung, allenfalls kann sie sich im Falle der
vakuumierten Kunststoffe im Laufe der Zeit durch eindringende
Luft wieder verschlechtern. Sie verhindern oder dämmen sowohl
eine Erwärmung von außen bei hohen oder relativ hohen Umge
bungstemperaturen, z. B. bei Sonneneinstrahlung am Tage, als
auch eine Abkühlung, d. h. Wärmeableitung aus einem Raum nach
außen bei niedrigen Umgebungstemperaturen, z. B. bei Nacht oder
kühler Witterung. Um eine gleichbleibende Temperatur, z. B. in
den Räumen eines Gebäudes aufrecht zu erhalten, sind derzeit
noch aufwendige und kostenintensive Klimaanlagen erforderlich,
die dem Wohlbefinden und der Gesundheit der sich in den Räumen
aufhaltenden Personen häufig abträglich sind. Die ständige in
ihrer Wirkung gleichbleibende Isolierung führt außerdem häufig
zur Bildung von Kondenswasser und zur Schimmelbildung in den
Räumen, dem mit einer Belüftung durch Öffnen der Fenster meist
nur ungenügend entgegengewirkt werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrich
tung zur Wärme- und/oder Kälteisolierung zu schaffen, die
gegenüber herkömmlichen Methoden deutlich effektiver ist, ohne
auf eine ganz bestimmte Art Kunststoff, wie den geschlossenzel
ligen Kunststoff oder ein spezielles feinporiges Isolationsma
terial, und auf ein aufwendiges Verfahren zu dessen Herstellung
angewiesen zu sein. Es soll die Wiederverwertung von Kunst
stoffabfällen in großem Umfang möglich sein, ohne dass eine
zusätzliche Umweltbelastung bei der Verarbeitung in Kauf genom
men werden muss. Weiter soll die Wärmeleitfähigkeit der einge
setzten Isolierung den jeweiligen Anforderungen entsprechend
variabel sein. Sowohl das Verfahren als auch die Herstellung
und der Betrieb der Vorrichtung sollen kostengünstig,
umweltschonend und energiesparend sein. Die Einsatzmöglichkeit
soll so vielseitig wie möglich sein.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass der Luftinhalt
bzw. das Vakuum in dem Zwischenraum des oder der Isolierkörper
abhängig von der Innentemperatur und/oder der Außentemperatur
des zu isolierenden Raumes verändert wird. So wird durch die
"Güte" des Vakuums bzw. den Anteil an Luft in dem Zwischenraum
die Wärmeleitfähigkeit verändert und kann den Erfordernissen
angepaßt werden. Um bei der Temperierung z. B. eines Wohnraumes
auf ca. 20°C die Sonnenenergie nutzen zu können, kann die Iso
lierung transparent gemacht werden, wenn die Außentemperatur
20°C erreicht, so dass ein Wärmeaustausch stattfinden kann.
Umgekehrt kann bei notwendiger Kühlung eines Raumes eine nied
rige Außentemperatur genutzt werden.
Der Zwischenraum des oder der Isolierkörper wird bevorzugt
programmgesteuert, in Abhängigkeit von der Innentemperatur
und/oder der Außentemperatur des zu isolierenden Raumes be
darfsweise evakuiert oder belüftet.
Die Innentemperatur des zu isolierenden Raumes kann von einem
Regler auf einen in diesem Regler vorgewählten Sollwert durch
bedarfsweises Evakuieren und Belüften des Zwischenraums des
oder der Isolierkörper geregelt werden.
Der Luftinhalt bzw. das Vakuum in dem Zwischenraum des oder der
Isolierkörper kann abhängig von der Differenz zwischen dem
Sollwert der Innentemperatur des zu isolierenden Raumes und der
Außentemperatur vom Regler gesteuert werden.
Bei einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist der
Zwischenraum eines oder mehrerer Isolierkörper zum einen mit
dem Sauganschluß einer Vakuumpumpe und zum anderen mit dem
einen Anschluß eines Belüftungsventils verbunden, die beide
durch je einen Steueranschluß mit Ausgangsanschlüssen eines
Reglers verbunden sind an den Eingängen dieses Reglers sind
ein erster, die Innentemperatur des zu isolierenden Raumes
messender Meßfühler und ein zweiter, die Außentemperatur an dem
zu isolierenden Raum messender Meßfühler angeschlossen und der
Betrieb der Vakuumpumpe und das Öffnen und Schließen des Belüf
tungsventils werden durch den Regler in Abhängigkeit von der
gemessenen Innen- und/oder Außentemperatur des zu isolierenden
Raumes programmgesteuert.
Der Zwischenraum eines oder mehrerer Isolierkörper kann über
einen pneumatischen Puffer mit der Vakuumpumpe und dem Belüf
tungsventil verbunden sein.
Vorteilhaft können mehrere Isolierkörper zur Verkleidung oder
Ummantelung der Außenwand eines zu isolierenden Raumes modulartig
zusammengesetzt werden; die Zwischenräume dieser modulartig
zusammengesetzten Isolierkörper können untereinander verbunden
sein und einen gemeinsamen Zwischenraum bilden.
Die Zwischenräume modulartig zusammengesetzter Isolierkörper
können aber auch gegeneinander luftdicht abgeschlossen sein, so
dass der Luftinhalt bzw. das Vakuum in diesen Zwischenräumen
unterschiedlich steuerbar ist. Dies ist dann besonders vorteil
haft, wenn z. B. verschiedene Räume eines Gebäudes oder mehrere
Kammern eines Transportfahrzeuges auf unterschiedliche Innen
temperaturen geregelt bzw. eingestellt werden sollen. Dabei
erlaubt die hervorragende Dämmwirkung den gleichzeitigen Trans
port z. B. von Tiefkühlware, frischer Ware und Trockenfracht in
Mehrkammerfahrzeugen.
Vorzugsweise ist dann an jedem der gegeneinander luftdicht
abgeschlossenen Zwischenräume ein Meßpunkt vorgesehen ist, an
dem der Luftdruck in dem Zwischenraum gemessen und kontrolliert
werden kann. Dadurch wird die Fehlersuche und die Behebung von
Störungen infolge eventuell auftretender Undichtigkeiten sehr
erleichtert und beschleunigt. Sonst notwendige kostspielige
Wärmeanalysen erübrigen sich.
Der bei der Erfindung einsetzbare Isolierkörper besteht vor
zugsweise aus zwei beabstandeten Kunststoffplatten, deren nach
außen luftdicht abgeschlossener Zwischenraum mit geschretterten
Kunststoffabfällen befüllt ist. Es können hier vorteilhaft alle
Arten von Kunststoffabfällen in jeder vorkommenden Mischung
verwendet werden, ohne dass diese einer besonderen Zwischenbe
handlung unterzogen werden müßten. Es wird so die Abfallwirt
schaft entlastet und die Umwelt geschont. Das Problem der un
verrottbaren Kunststoffe kann zumindest zu einem Teil gelöst
werden.
Die Kunststoffplatten können durch Stützstreben auf Abstand
miteinander verbunden sein; sie werden dadurch sicher auf
Abstand gehalten und die Stabilität des Isolierkörpers wird
erhöht.
Vorzugsweise kann der Isolierkörper in seiner Form an die Ober
fläche der Außenwand des zu isolierenden Raumes angepaßt sein.
Das Verfahren und die Vorrichtung zu seiner Durchführung sind
universell einsetzbar überall, wo gegen Wärme oder Kälte iso
liert werden soll. Auch der Schallschutz wird verbessert. Ohne
Anspruch auf Vollständigkeit und ohne darauf beschränken zu
wollen, seien hier beispielhaft nur einige Anwendungsbereiche
für die Erfindung genannt:
Bautechnik, Isoliertechnik, Luft- und Raumfahrttechnik, Fahr
zeugtechnik, Schiffahrtstechnik, Unterwassertechnik, Wasserver-
und -entsorgung, Medizin-, Chemie- und Biotechnik, Forschungs-
und Labortechnik, Bekleidungstechnik, insbesondere Sportbeklei
dung.
Die nach der Erfindung zu vakuumierende Schicht der Außenwände
braucht in den meisten Fällen nur wenige Millimeter zu betra
gen, wodurch sich ein enormer Gewinn an nutzbarem Raum etwa bei
Transportfahrzeugen ergibt. Auch die Außenwände selbst können
weniger stark ausgebildet werden. Werden z. B. bei Gebäuden mit
herkömmlicher Isolierung Außenwände mit einer Stärke von 36,5 cm
gemauert, so ist mit einer erfindungsgemäßen Isolierung nur
noch eine Wandstärke von 10 cm erforderlich. Das Haus oder der
zu isolierende Raum allgemein wird zu einem Wärme- oder Kälte
speicher ganz nach Bedarf. Es wird Energie eingespart, die zu
anderen Zwecken genutzt werden kann.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der anhängenden Zeich
nung beispielhaft näher beschrieben:
Fig. 1 zeigt den Aufbau eines beispielhaft plattenförmigen
Isolierkörpers, wie er nach der Erfindung zum Einsatz
kommen kann,
Fig. 2 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung
beispielhaft im Zusammenhang mit einer Gebäudewand,
Fig. 3 veranschaulicht das erfindungsgemäße Verfahren am
Beispiel eines gegen übermäßige Wärme und gegen Kälte zu
isolierenden Wohnhauses und
Fig. 4 zeigt ein anderes Anwendungsbeispiel für das erfindungs
gemäße Verfahren.
Der Isolierkörper 1 in Fig. 1 besteht aus zwei Platten 2 die
zueinander beabstandet durch beispielsweise rasterförmig ange
ordnete, mit Durchgangsöffnungen (nicht dargestellt) versehene
Stützstreben 3 miteinander verbunden sind, die einerseits den
Abstand zwischen den Platten 2 aufrechterhalten und anderer
seits die Stabilität des Isolierkörpers 1 gewährleisten. Die
Platten 2 können in einem nicht dargestellten Rahmen gehalten
sein. Der Zwischenraum 4 zwischen den Platten 2 wird nach außen
luftdicht abgeschlossen, was beispielsweise mit Hilfe einer den
Isolierkörper 1 umschließenden und verschweißbaren Folie ge
schehen kann. Zunächst wird dabei aber der Zwischenraum 4 nach
einer Seite, bevorzugt nach oben, offen gehalten, so dass er
mit Kunststoffgranulat oder bevorzugt geschretterten Kunst
stoffabfällen befüllt werden kann. Es können dazu die unter
schiedlichsten Kunststoffabfälle in beliebiger Mischung verwen
det werden, die dazu keiner weiteren Behandlung bedürfen. Nach
der Befüllung wird der Zwischenraum 4 nach außen endgültig
luftdicht abgeschlossen, und die darin eingeschlossene Luft mit
Hilfe einer Vakuumpumpe über einen dafür vorgesehenen Anschluss
abgepumpt. Wenn der Anschluss für die Vakuumpumpe danach eben
falls luftdicht Verschlossen wird, erhält man einen Isolierkör
per 1, der hinsichtlich Wärmeleitfähigkeit ähnliche Eigenschaf
ten aufweist wie der unter Vakuum hergestellte geschlossenzel
lige geschäumte Kunststoff und dabei durch die Platten 2, die
Stützstreben 3 und einen die Platten 2 fassenden Rahmen gute
Stabilität erhält. Dabei können die Platten 2, der sie tragende
Rahmen und die Stützstreben 3 sämtlich ebenfalls aus Kunststoff
bestehen, wodurch nicht nur das Gewicht gegenüber den bekannten
Paneelen aus in Profilrahmen eingeschweißten Edelstahlplatten
reduziert, sondern auch die Herstellungskosten deutlich herab
gesetzt werden. Durch das geringere Gewicht werden auch die
Einsatzmöglichkeiten vielfältiger und Transport und Montage
erleichtert.
Der Isolierkörper 1 kann selbst, wie in Fig. 1 dargestellt,
eine flache Plattenform haben, es kann ihm aber auch, gerade
durch die Verwendung von Kunststoff als Material, problemlos
eine beliebige andere, z. B. gebogene Form verliehen werden, die
sich an eine bestimmte zu verkleidende Oberfläche, beispiels
weise die einer Kesselwand, eines Rohres oder auch eines Gebäu
des, anpasst.
Mehrere Isolierkörper 1 können zur Verkleidung einer Wand eines
gegen Wärme oder Kälte zu isolierenden Raumes modulartig mit
einander verbunden werden und so an die vorgegebenen Abmessun
gen und Formen angepasst werden. Die Zwischenräume 4 der modul
artig miteinander verbundenen Isolierkörper 1 können unterein
ander in Verbindung stehen, so dass letztlich ein gemeinsamer
Zwischenraum 4 entsteht. Es kann aber auch von Vorteil sein,
wenn die Zwischenräume 4 einzelner Isolierkörper 1 gegeneinan
der luftdicht abgeschlossen bleiben. Es wird damit nämlich die
Fehlersuche und die Behebung von Störungen, z. B. infolge von im
Laufe der Zeit eventuell auftretenden Undichtigkeiten, erleich
tert.
Um die Wärmeleitfähigkeit eines Isolierkörpers 1 veränderlich
und so an äußere Gegebenheiten, wie z. B. Außentemperatur oder
an unterschiedliche Sollwerte der Innentemperatur, z. B. bei Tag
und Nacht, anpaßbar zu machen, bleibt der Zwichenraum 4 eines
oder mehrerer Isolierkörper 1 mit der Vakuumpumpe verbunden und
der Betrieb der Vakuumpumpe wird nach einem Programm gesteuert
und so der Unterdruck in dem Zwischenraum 4 und damit die Wär
meleitfähigkeit des Isolierkörpers 1 verändert.
In Fig. 2 ist dies schematisch und beispielhaft an der Tempera
turregelung in einem Gebäude dargestellt. Mit 5 ist die Außen
wand eines beliebigen Gebäudes bezeichnet, das in seinem Innern
durch Zwischendecken 6 und nicht dargestellte Zwischenwände in
verschiedene Räume 7, 8 unterteilt ist. Die Außenwand 5 ist an
ihrer Außenfläche mit plattenförmigen Isolierkörpern 1 verkleidet,
wie sie oben beschrieben sind. Die nach außen weisende
Fläche der Isolierkörper 1 kann mit einem üblichen Außenputz 9
versehen sein. Die Isolierkörper 1 sind Teil der Regelstrecke
eines Regelkreises, mit dem die Innentemperatur in den Räumen
7, 8 des Gebäudes auf einen bestimmten Wert, z. B. 20°C geregelt
und gehalten werden soll. Dabei soll am Tage je nach Jahreszeit
und Witterung entweder auch die Wärmeeinstrahlung der Sonne für
die Beheizung der Räume 7, 8 genutzt werden oder eine zu starke
Erwärmung der Räume 7, 8 vermieden werden, wozu die Wärmeleit
fähigkeit der Isolierkörper 1 veränderlich gemacht werden muss.
Der mit Kunststoffgranulat oder geschrettertem Kunststoff be
füllte Zwischenraum 4 der Isolierkörper 1 ist dazu, vorzugs
weise über einen pneumatischen Puffer 10, sowohl mit einer
Vakuumpumpe 11 als auch mit einem Belüftungsventil 12 verbun
den, über die durch einen Regler 13 der Unterdruck in den Zwi
schenräumen 4 beeinflusst, d. h. verändert werden und durch
Belüftung auch ganz aufgehoben werden kann. Dazu werden dem
Regler 13 von einem ersten Meßfühler 14 der Wert der Innentem
peratur des Gebäudes bzw. seiner Räume 7, 8 und über einen
zweiten Meßfühler 15 der Wert der Außentemperatur zugeführt. Im
Regler 13 wird der aktuelle Wert der Innentemperatur als Ist
wert der Regelgröße mit ihrem eingestellten Sollwert verglichen
und bei einer Abweichung durch ein Ausgangssignal die Vakuum
pumpe 11 oder das Belüftungsventil 12 entsprechend gesteuert
und dadurch das Vakuum bzw. der Luftinhalt in den Isolierkör
pern 1 und damit deren Wärmeleitfähigkeit entsprechend verän
dert. Außerdem ist auch eine Steuerung der Wärmeleitfähigkeit
der Isolierkörper 1 abhängig von der durch den zweiten Meßfüh
ler 15 ermittelten aktuellen Außentemperatur möglich.
Daneben ist in Fig. 2 bei 16 die Möglichkeit angedeutet, für
einen Raum 7 oder 8 die Wärmedurchlässigkeit der betreffenden
Isolierkörper 1 davon abhängig zu steuern, ob ein Fenster 17
geöffnet oder geschlossen ist, um eine unnötige Abkühlung des
Raumes bei geöffnetem Fenster 17 zu vermeiden. Mit dem Fenster
flügel ist ein Kontakt 18 verbunden, der dem Regler 13 meldet,
wenn das Fenster 17 geöffnet ist, um dann die Isolierung des
Raumes zu aktivieren, so dass die im Raum gespeicherte Wärme
nicht oder nur in möglichst reduziertem Maße über die Außenwand
abgeleitet werden kann.
Aus der Zusammenschau von Fig. 2 und Fig. 3 wird die Wirkungs
weise des Verfahrens und der Vorrichtung zu seiner Durchführung
deutlich.
Die Außenwände 5 eines Gebäudes 19 in Fig. 3 seien mit platten
förmigen Isolierkörpern 1 gemäß Fig. 2 verkleidet und deren
Zwischenräume 4, wie oben beschrieben, mit einer Regelvorrich
tung verbunden. Der oder die Innenräume 7 des Gebäudes 19, z. B.
eines Wohnhauses, soll heizungstechnisch auf einer gleichblei
benden Temperatur von 20°C gehalten werden. Es müssen dazu
nicht nur die Raumluft sondern auch die umgebenden Wände er
wärmt werden. Solange die Außentemperatur unter 20°C liegt,
muss eine Ableitung von Wärme aus dem Gebäude durch die Außen
wände 5 vermieden werden. D. h. die Zwischenräume 4 der Isolier
körper 1, mit denen die Außenwände 5 verkleidet sind, werden
durch die angeschlossene Vakuumpumpe 11 soweit evakuiert und
damit die Wärmeleitfähigkeit reduziert, dass so gut wie keine
Wärme aus dem Gebäude 19 abgeleitet werden kann. Erreicht die
Außentemperatur 20°C und mehr, so wird die Isolierung transpa
rent gemacht, indem die Vakuumpumpe 11 von den Isolierkörpern 1
getrennt und diese bzw. ihre Zwischenräume 4 durch Öffnen des
Belüftungsventils 12 belüftet werden, d. h. die Wärmeleitfähig
keit erhöht wird, so dass Wärme von außen in das Gebäude 19
geleitet werden kann. Damit wird Sonnenenergie zur Erwärmung
der Räume 7 des Gebäudes 19 und der sie umgebenden Wände 5
genutzt. Bevor die Innentemperatur im Gebäude 19 durch die
Sonneneinstrahlung zu sehr ansteigen kann, wird über den Regler
13, dem der Wert der Innentemperatur durch den ersten Meßfühler
14 gemeldet wird, das Belüftungsventil 12 wieder geschlossen
und bei Bedarf der Zwischenraum 4 der Isolierkörper 1 wieder
durch die Vakuumpumpe 11 (teilweise) evakuiert. Die Innentempe
ratur wird so durch den Regler 13 auf einen gewünschten Wert
geregelt, indem der Unterdruck bzw. der Luftinhalt im Zwischen
raum 4 der Isolierkörper 1 durch Öffnen und Schließen des Be
lüftungsventils 12 und Trennen und Verbinden der Vakuumpumpe 11
auf einen Wert eingestellt und nachgestellt wird, der eine
Wärmeleitfähigkeit der Isolierkörper 1 ergibt, die die Innen
temperatur konstant hält. Dieser Wert ist wiederum abhängig von
der Außentemperatur, die dem Regler 13 durch den Meßfühler 15
gemeldet wird, so dass er vom Regler 13 auf die gleiche Weise
nachgestellt werden kann.
Bei dieser Temperierung des oder der Innenräume eines Gebäudes
entsteht im Gegensatz zu herkömmlichen Heizungs- und Klimaanla
gen keine Luftzirkulation in den Räumen und keine Verwirbelun
gen von Staubteilchen und Bakterien mit ihren unangenehmen oder
sogar schädlichen Folgen, so dass das Wohlbefinden von Personen
erheblich gesteigert wird. Da die Wände des Gebäudes infolge
der Veränderlichkeit ihrer Wärmeleitfähigkeit gleichsam atmen
und ein fortwährender Temperaturausgleich stattfindet, kann
sich auch kein Kondenswasser in den Räumen bilden und Schimmel
bildung wird vermieden.
Wie bereits erwähnt, werden die Isolierkörper 1 modulartig
zusammengesetzt, um eine größere Fläche wie hier die Außenwände
eines Gebäudes verkleiden zu können, wobei die Zwischenräume 4
der einzelnen Module untereinander in Verbindung stehen oder je
nach Bedarf gegeneinander luftdicht abgeschlossen sein können.
So wird es möglich, unterschiedliche Räume 7, 8 eines Gebäudes
auf voneinander abweichenden Temperaturen zu halten. Es werden
dazu die Zwischenräume 4 der Isolierkörper 1, die die Außenwand
des einen Raumes 7 abdecken untereinander verbunden, aber gegen
die eines anderen, benachbarten Raumes 8 luftdicht abgeschlos
sen. Nach einem entsprechenden Programm kann der Regler 13 den
Luftinhalt oder das Vakuum in den betreffenden Zwischenräumen 4
so unterschiedlich steuern, dass die Innentemperatur der Räume
7, 8 auf unterschiedliche Werte geregelt wird.
Verfahren und Vorrichtung sind genauso einsetzbar in Fällen, wo
für eine Kühlung, von beispielsweise auf konstant 6°C, gesorgt
werden muss, wie z. B. bei Kühltransporten von Lebensmitteln. In
diesen Fällen wird die Isolierung in der beschriebenen Weise
transparent gemacht, sobald die Außentemperatur auf 6°C und
darunter fällt, so dass dann die niedrige Außentemperatur für
die Kühlung durch Wärmeableitung vom Innenraum in die Umgebung
sorgt und somit Energie eingespart werden kann.
Ein weiteres Anwendungsbeispiel ist in Fig. 4 dargestellt. In
z. B. sehr warmen Gebieten, wo die Wasserversorgung ein Problem
darstellt und das Trinkwasser über lange Strecken durch Rohr
leitungen gefördert werden muss, können die Leitungsrohre 20
mit der Oberfläche der Rohre angepaßten Isolierkörpern 1 der
beschriebenen Art ummantelt werden und die Temperatur im Innern
21 des Leitungsrohrs 20 durch die Steuerung des Luftinhalts
oder Unterdrucks im Zwichenraum 4 der Isolierkörper 20 auf z. B.
konstant 6°C geregelt werden, so dass eine unerwünschte Erwär
mung des Wassers und Verluste durch Verdunstung vermieden wer
den. Die Isolierkörper 20 sind auch in diesem Fall in Abschnit
ten 22 modulartig zusammengesetzt. Die Zwischenräume 4 der
einzelnen Isolierkörper 1 oder Abschnitte 22 bleiben vorzugs
weise gegeneinander luftdicht abgeschlossen und in jedem der
Abschnitte 22 kann ein Meßpunkt 22 vorgesehen sein, an dem der
Druck im jeweiligen Zwischenraum 4 kontrolliert werden kann. So
können auftretende Störungen infolge von Undichtigkeiten
schnell und einfach geortet und behoben werden. Die bei her
kömmlichen Isolierungen dafür erforderlichen kostspieligen
Wärmeanalysen können entfallen.
Die Erfindung wurde an zwei verschiedenen Anwendungsbeispielen
beschrieben, ihre Einsatzmöglichkeit ist aber praktisch unbe
grenzt; sie kann überall zur Anwendung kommen, wo gegen Wärme
und/oder Kälte isoliert werden soll.
Claims (12)
1. Verfahren zur Wärme- und/oder Kälteisolierung von Innenräu
men, deren Außenwände zu diesem Zweck mit einem oder mehreren
Isolierkörpern verkleidet sind, wobei jeder dieser Isolierkör
per aus zwei beabstandeten Platten besteht, deren Zwischenraum
mit Isolationsmaterial befüllt, nach außen luftdicht abge
schlossen und evakuiert worden ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Luftinhalt bzw. das Vakuum in dem Zwischenraum (4) des
oder der Isolierkörper (1) und damit dessen oder deren Wärme
leitfähigkeit abhängig von der Innentemperatur und/oder der
Außentemperatur des zu isolierenden Raumes (7, 8, 21) verändert
wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der
Zwischenraum (4) des oder der Isolierkörper (1) programmgesteu
ert, in Abhängigkeit von der Innentemperatur und/oder der
Außentemperatur des zu isolierenden Raumes (7, 8, 21) bedarfs
weise evakuiert oder belüftet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Innentemperatur des zu isolierenden Raumes (7, 8, 21) von einem
Regler (13) auf einen im Regler (13) vorgewählten Sollwert
durch bedarfsweises Evakuieren und Belüften des Zwischenraums
(4) des oder der Isolierkörper (1) geregelt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der
Luftinhalt bzw. das Vakuum in dem Zwischenraum (4) des oder der
Isolierkörper (1) abhängig von der Differenz zwischen dem Soll
wert der Innentemperatur des zu isolierenden Raumes (7, 8, 21)
und der Außentemperatur vom Regler (13) gesteuert wird.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der
Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischen
raum (4) eines oder mehrerer Isolierkörper (1) zum einen mit
dem Sauganschluß einer Vakuumpumpe (11) und zum anderen mit dem
einen Anschluß eines Belüftungsventils (12) verbunden ist, die
beide durch je einen Steueranschluß mit Ausgangsanschlüssen
eines Reglers (13) verbunden sind, an dessen Eingängen ein
erster, die Innentemperatur des zu isolierenden Raumes (7, 8,
21) messender Meßfühler (14) und ein zweiter, die Außentempera
tur an dem zu isolierenden Raum (7, 8, 21) messender Meßfühler
(15) angeschlossen sind und dass der Betrieb der Vakuumpumpe
(11) und das Öffnen und Schließen des Belüftungsventils (12)
durch den Regler (13) in Abhängigkeit von der gemessenen Innen-
und/oder Außentemperatur des zu isolierenden Raumes (7, 8, 21)
programmgesteuert sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass
der Zwischenraum (4) eines oder mehrerer Isolierkörper (1) über
einen pneumatischen Puffer (10) mit der Vakuumpumpe (11) und
dem Belüftungsventil (12) verbunden ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass
mehrere Isolierkörper (1) zur Verkleidung oder Ummantelung der
Außenwand (5) eines zu isolierenden Raumes (7, 8, 21) modular
tig zusammengesetzt sind, dass die Zwischenräume (4) der modul
artig zusammengesetzten Isolierkörper (1) untereinander verbun
den sind und einen gemeinsamen Zwischenraum (4) bilden.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass
mehrere Isolierkörper (1) zur Verkleidung oder Ummantelung der
Außenwand (5) eines zu isolierenden Raumes (7, 8, 21) modular
tig zusammengesetzt sind, dass die Zwischenräume (4) modulartig
zusammengesetzten Isolierkörper (1) gegeneinander luftdicht
abgeschlossen sind und der Luftinhalt bzw. das Vakuum in diesen
Zwischenräumen (4) unterschiedlich steuerbar ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass an
jedem der gegeneinander luftdicht abgeschlossenen Zwischenräume
(4) ein Meßpunkt (23) vorgesehen ist, an dem der Luftdruck in
dem Zwischenraum (4) meßbar ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch ge
kennzeichnet, dass der Isolierkörper (1) aus zwei beabstandeten
Kunststoffplatten (2) besteht, deren nach außen luftdicht abge
schlossener Zwischenraum (4) mit geschretterten Kunststoffab
fällen befüllt ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass
die Kunststoffplatten (2) durch Stützstreben (3) auf Abstand
miteinander verbunden sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass
der Isolierkörper (1) in seiner Form an die Oberfläche der
Außenwand des zu isolierenden Raumes (7, 8, 21) angepaßt ist.
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