DE8023518U1 - FLAT ROOF TILE - Google Patents

FLAT ROOF TILE

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DE8023518U1 DE19808023518U DE8023518U DE8023518U1 DE 8023518 U1 DE8023518 U1 DE 8023518U1 DE 19808023518 U DE19808023518 U DE 19808023518U DE 8023518 U DE8023518 U DE 8023518U DE 8023518 U1 DE8023518 U1 DE 8023518U1
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Description

HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT HOE 80/F 188 G Dr.ν.F./St Ebene DachplatteHOECHST AKTIENGESELLSCHAFT HOE 80 / F 188 G Dr.ν.F. / St Flat roof plate

Die Neuerung betrifft eine ebene, eigenfcrmstabile Dachplatte mit integriertem Wärmeaustauscherelement, bestehend aus einem mit Abstandhalterfilamenten versehenen Doppelgewebe, das vollständig gegen fluide Wärmeträgermedien abgedichtet ist, und aus Zu- und Ableitungen für die fluiden Wärmeträgermedien.The innovation concerns a flat, inherently stable roof panel with integrated heat exchanger element, consisting of one provided with spacer filaments Double fabric, which is completely sealed against fluid heat transfer media, and from supply and discharge lines for the fluid heat transfer media.

Im Hinblick auf eine rationelle Energienutzung und auf neue Verfahren zur Nutzung regenerativer Energiequellen stellt/sich im zunehmendem Maße die Aufgabe, Wärmeaustauscher zur Verfügung zu stellen, die möglichst verlustfrei Wärme übertragen und die in großen Flächen aus korrosionsfesten Werkstoffen hergestellt werden können. Bei herkömmlichen Plattenwärmeaustauschern wird das Wärmeträgermedium durch Rohre oder Kanäle geführt, wobei in verschiedenen Varianten die Rohre oder Kanäle mit Rippen verbunden sind oder in der Fläche integriert sind.
Ausschlaggebend für die wärmetechnische Güte eines Platten-Wärmeaustauschers sind dabei der Wärmeübergang zwischen Rippe und Rohr und der Wärmedurchgang, der im wesentlichen von dem Rohrabstand, der Rohr- und Rippendicke sowie von der Wärmeleitfähigkeit des Materials abhängt. Besonders günstige Verhältnisse werden erreicht, wenn die mit dem Wärmeträgermedium benetzte Fläche mit der Größe der äußeren Wärmeübertragungsfläche annähernd übereinstimmt, d.h. wenn ein vollflächig durchströmter Hohlkörper ohne Rippen, Rohre oder Kanäle hergestellt werden kann.With a view to the rational use of energy and new methods of using regenerative energy sources, the task of providing heat exchangers is increasing which can transfer heat with as little loss as possible and which can be manufactured from corrosion-resistant materials in large areas. In conventional plate heat exchangers, the heat transfer medium is passed through pipes or channels, with the pipes or channels being connected with ribs or being integrated into the surface in various variants.
Decisive for the thermal quality of a plate heat exchanger are the heat transfer between fin and tube and the heat transfer, which essentially depends on the pipe spacing, the pipe and fin thickness and the thermal conductivity of the material. Particularly favorable conditions are achieved when the area wetted with the heat transfer medium approximately corresponds to the size of the outer heat transfer area, ie when a hollow body with full-area flow can be produced without ribs, tubes or channels.

In der DE-OS 27 14 901 ist ein derartiges System in Form eines flexiblen Wärmeaustauschers beschrieben, der aus einer, beidseitig beschichteten Doppelgewebebahn besteht die mit Zu- und Ableitungen für ein Wärmeträgermedium versehen ist. Bei diesem Aufbau des WärmeaustauschersIn DE-OS 27 14 901 such a system is described in the form of a flexible heat exchanger, which consists of a double fabric sheet coated on both sides with inlet and outlet lines for a heat transfer medium is provided. With this structure of the heat exchanger

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ist die Wärmeleitfähigkeit des Materials von untergeordneter Bedeutung, und es können auch vorteilhaft korrosionsfeste Kunststoffe eingesetzt werden. Trotz der im Vergleich zu Metallen wesentlich geringeren Wärmeleitfähigkeit von Kunststoffen ergibt sich ein günstiger Wärmedurchgang, da die Wärme nur über eine sehr kurze Strecke entsprechend der Wanddicke des Wärmeaustauscherelementes transportiert werden muß.is the thermal conductivity of the material of subordinate Significance, and corrosion-resistant plastics can also advantageously be used. Despite the The thermal conductivity of plastics, which is significantly lower than that of metals, results in a more favorable one Heat transfer, as the heat only passes over a very short distance according to the wall thickness of the heat exchanger element must be transported.

Offen blieb aber der Wunsch, die vorteilhaften Wärmeaustauscheigenschaften, insbesondere die vollflächige Durchströmung der Wärmeaustauscherelemente nach DE-OS 27 14 auch eigenformstabilen ebenen Dachabdeckungen zu verleihen, die herkömmlichen ebenen Dachabdeckungen in Form und Aussehen entsprechen.However, the wish to use the advantageous heat exchange properties, in particular the full-area flow through the heat exchanger elements according to DE-OS 27 14 also to give shape stable flat roof coverings, the conventional flat roof coverings in shape and appearance match.

Die neuerungsgemäße Dachabdeckung mit integriertem Wärmeaustauscher kann als Wärmeabsorber zur Nutzung der Umgebungswärme mit einer Wärmepumpe in Energiedach/Wärmepumpensystemen eingesetzt werden. Vorzugsweise ist die vollständige Abdichtung des Doppelgewebes gegen fluide Wärmeträgermedien und die Eigenformstabilität durch zunächst verformbare, dann aber durch Aushärten eigenformstabil gewordene Materialien bewirkt worden. Vorzugsweise ist mindestens eine Oberfläche des Wärmeaustauscherelements strukturiert. Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Doppelgewebe des Wärmeaustauscherelementes formschlüssig mit einem vorgeformten Flächengebilde verbunden.The new roof cover with integrated heat exchanger can be used as a heat absorber to use the ambient heat with a heat pump in energy roof / heat pump systems can be used. Preferably, the double fabric is completely sealed against fluids Heat transfer media and inherent dimensional stability through initially deformable, but then inherently dimensionally stable through hardening become materials have been effected. Preferably at least one surface is the heat exchanger element structured. According to a further preferred embodiment, the double fabric is the heat exchanger element positively connected to a preformed sheet-like structure.

Zur Herstellung der neuerungsgemäßen Dachplatte dient ein Verfahren, bei dem das Doppelgewebe auf der Ober- und Unterseite mit je einer Schicht eines Dichtungsmaterials versehen wird, von denen mindestens eine die Eigenformstabilität des Wärmeaustauscherelements bewirkt, und bei dem Ober- und Unterschicht an den Kanten des Doppelgewebes gegen das fluide WärmeträgerTo produce the roof panel according to the innovation, a process is used in which the double fabric on the upper and the underside is each provided with a layer of a sealing material, of which at least one is the Causes inherent shape stability of the heat exchanger element, and in the case of the top and bottom layers at the edges of the double fabric against the fluid heat transfer medium

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G 80 23 518.3
HOE 80/F 188 GG 80 23 518.3
HOE 80 / F 188 G

Anlage 2 zum Schreiben vom 14.10.80 Neue Seite 3 Annex 2 to the letter dated October 14, 1980 new page 3

medium dicht miteinander verbunden werden, und bei dem Zu- und Ableitungen angebracht werden. Als Dichtungsmaterial werden mindestens auf einer Seite aushärtbare Materialien eingesetzt, die in an sich bekannter Weise ausgehärtet werden. Vorzugsweise wird auf mindestens einer Seite des Doppelgewebes ein aushärtbares Material aufgebracht, dann wird das so behandelte Doppelgewebe in die gewünschte Form gebracht und dann wird in dieser Form ausgehärtet. Nach einer anderen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Eigenformstabilität dadurch bewirkt, daß das Doppelgewebe auf mindestens einer Seite mit einem vorgeformten Körper verbunden wird.medium tightly connected to each other, and are attached to the inlet and outlet lines. As a sealing material curable materials are used on at least one side, in a manner known per se to be cured. A curable material is preferably used on at least one side of the double fabric applied, then the double fabric treated in this way is brought into the desired shape and then is in this Hardened form. According to another variant of the method according to the invention, the inherent shape stability is thereby achieved causes the double fabric to be connected to a preformed body on at least one side.

Die zur Herstellung des Wärmeaustauscherelementes verwendeten Doppelgewebe sind bekannt. Sie werden z.B. nach dem in der DE-OS 1 535 736 beschriebenen Verfahren hergestellt, oder nach Melliand Textilberichte 7/1970, S. 766. Die Abstandhalterfilamente sind vorteilhaft Monofilamente und geben so dem Doppelgewebe die erforderliche Festigkeit gegen Zusammendrücken. Das Doppelgewebe einschließlich der Abstandhalterfilamente besteht je nach Anforderungen an seine Eigenschaften aus Polyestern, Polyamiden, Polytetrafluorethylen, Glas oder anderen Fadenmaterialien .The double fabrics used to manufacture the heat exchanger element are known. They are e.g. after produced by the process described in DE-OS 1 535 736, or according to Melliand Textile Reports 7/1970, P. 766. The spacer filaments are advantageously monofilaments and thus give the double fabric the required compressive strength. Including the double weave the spacer filament consists of polyesters, depending on the requirements for its properties, Polyamides, polytetrafluoroethylene, glass or other thread materials .

Die Zu- und Ableitungen für das fluide Wärmeträgermedium, welches das Wärmeaustauscherelement durchfließen soll, werden wie bekannt angebracht, z.B. nach der bereits erwähnten DE-OS 27 14 901 beschrieben.The supply and discharge lines for the fluid heat transfer medium, which is to flow through the heat exchanger element, are attached as known, e.g. described in DE-OS 27 14 901 already mentioned.

Das Wärmeaustauscherelement muß nach allen Seiten für das benutzte fluide Wärmeträgermedium dicht sein. Als Abdichtungsmaterialien kommen sowohl Platten aus Metallen wie z.B. Kupfer oder Aluminium als auch flache Körper aus den üblichen thermoplastischen Kunststoffen wie z.B. Polyethylen, Poypropylen, PolyvinylchloridThe heat exchanger element must be tight on all sides for the fluid heat transfer medium used. As sealing materials Both plates made of metals such as copper or aluminum and flat bodies come from the common thermoplastics such as polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride

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oder Polystyrol in Frage; dabei können dann die Seitenteile des Wärmeaustauschereleinentes durch Verschweißen oder Verkleben geschlossen werden.or polystyrene in question; the side parts of the heat exchanger element can then be welded together or gluing to be closed.

Als sehr sinnvoll hat es sich erwiesen, daß die Abdichtung auf mindestens einer Seite aus zunächst verformbarem, dann aber durch Aushärten versteiftem Material besteht. Diese aushärtbaren Materialien sind vorzugsweise duromere Kunstharze, wie ungesättigte Polyesterharze, Epoxidharze, Methacrylatharze, Phenolformaldehyd-Harze, Melaminharze oder Furanharze. Es können aber auch hydraulisch abbindende Materialien, wie z.B. Zement oder Gips zum Einsatz kommen. Alle diese Materialien können mit Glasfasern oder mit Gewebe verstärkt sein.It has proven to be very useful that the seal is made of initially deformable, but then there is material stiffened by hardening. These curable materials are preferred thermosetting synthetic resins such as unsaturated polyester resins, epoxy resins, methacrylate resins, phenol-formaldehyde resins, Melamine resins or furan resins. However, hydraulically setting materials such as cement can also be used or plaster of paris can be used. All of these materials can be reinforced with fiberglass or fabric.

Nach dem Aufbringen des noch verformbaren Abdichtungsmaterials erfolgt das Aushärten nach den bekannten Methoden. After the sealing material, which is still deformable, has been applied, curing takes place according to the known methods.

Zum Erzielen besonderer optischer Effekte wird mindestens eine der beiden Oberflächen des Wärmeaustauscherelementes strukturiert. Dadurch bekommt das Wärmeaustauscherelement die äußere Struktur anderer, herkömmlicher Werkstoffe, z.B. von Dachziegeln oder von Schieferplatten.To achieve special optical effects, at least structured one of the two surfaces of the heat exchanger element. This gives the heat exchanger element the external structure of other conventional materials, e.g. roof tiles or slate sheets.

Durch formschlüssiges Verbinden des zunächst noch verformbaren Doppelgewebes mit einem vorgeformten ebenen Flächengebilde, wie z.B. einer Asbestzement-Dachplatte erhält man eine Dachplatte mit integriertem Wärmeaustauscherelement, welche die günstigen mechanischen Eigenschaften dieser vorgegebenen Platte mit den günstigen Wärmeaustauschereigenschaften des vollflächig durchströmten Doppelgewebes vereint. Ebenso reicht es aber für viele Zwecke auch aus, das mit dem noch zunächst verformbaren Material bestrichene Doppelgewebe selbst in die gewünschte ebene Form zu bringen und danach das Aushärten vorzunehmen .By form-fitting connection of the initially still deformable double fabric with a preformed flat surface structure, such as an asbestos-cement roof panel, you get a roof panel with an integrated heat exchanger element, which the favorable mechanical properties of this given plate with the favorable heat exchanger properties of the double weave with full surface flow. But it is also enough for many Purposes also, the double fabric coated with the initially deformable material itself into the desired to bring a flat shape and then to undertake the curing.

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Im folgenden soll die Herstellung der formstabilen, vollflächig durchströmten Wärmeaustauscherelercente noch näher beschrieben werden. Ein Doppelgewebe der gewünschten Abmessungen, z.B. 5 χ 1 m und von einem Abstand von 2 mm zwischen Ober- und Untergewebe, wird zwischen zwei mit härtbarem Kunstharz getränkten und auf ihren Rückseiten mit einer Trennfolie versehenen Fasermatten eingelegt und wird durch leichte Pressung mit einem Rakel beidseitig beschichtet. Zur Vermeidung von Schweiß- und Fügearbeiten sur Abdichtung der offenen Ränder des Doppelge·- webes ist es vorteilhaft, daß das Kunstharzlaminat eine größere Abmessung hat als die Doppelgewebebahn, damit beide Kunstharzlaminate außerhalb des Randes des Doppelgewebes miteinander verbunden werden.In the following, the production of the dimensionally stable, full-surface flowed through heat exchanger elements will be described in more detail. A double weave of the desired Dimensions, e.g. 5 χ 1 m and a distance of 2 mm between the upper and lower fabric, is between two with fiber mats impregnated with curable synthetic resin and provided with a separating film on their backs and is coated on both sides by light pressure with a squeegee. To avoid welding and joining work In order to seal the open edges of the double fabric, it is advantageous that the synthetic resin laminate has a has larger dimensions than the double fabric web, so that both synthetic resin laminates outside the edge of the double fabric be connected to each other.

Eine druckfeste Abdichtung des eingelegten Doppelgewebe?, kann auch dadurch erreicht werden, daß das mit dem Kunstharzlaminat versehene Doppelgewebe nach der Aushärtung des Kunstharzes in den Randbereichen mit einer umlaufenden Einfräsung bis zur unteren Schicht versehen wird, und daß die so erhaltene Nut mit einem Kunstharz vorzugsweise deckschichtbündig ausgegossen wird. Dabei ist die Viskosität des Kunstharzes so eingestellt, daß ein Verlaufen des Kunstharzes in das Doppelgewebe hinein vermieden wird. Nach dem Abziehen der Trennfolie erhält man auf diese Weise ein flächiges, druckfestes und dimensionsstabiles Hohlkörperelement mit brillanter Oberfläche, welches, mit Zu- und Ableitungen versehen, in der Energiedach/Wärmepumpentechnik als Wärmeabsorber eingesetztA pressure-tight seal of the inserted double fabric? can also be achieved in that the double fabric provided with the synthetic resin laminate after curing the synthetic resin is provided with a circumferential milling down to the lower layer in the edge areas, and that the groove thus obtained is poured with a synthetic resin, preferably flush with the top layer. Here is the The viscosity of the synthetic resin is adjusted so that the synthetic resin does not run into the double fabric will. After the release film has been peeled off, a flat, pressure-resistant and dimensionally stable one is obtained in this way Hollow body element with a brilliant surface, which, provided with supply and discharge lines, is used in energy roof / heat pump technology used as a heat absorber

werden kann.
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Üblicherweise sind die Zu- und Ableitungen für das fluide Medium diagonal versetzt angeordnet. Sie können sich aber auch auf derselben Seite der Dachplatte befinden. Um dabei eine vollflächige Durchströmung der Dachplatte mit Wärmeaustauscherelement sicherzustellen, wird in der Mitte der Dachplatte mit Wärmeaustauscherelement zwischen Zu- und Ableitung eine Zone mit einem höherenUsually the supply and discharge lines are for the fluid Medium arranged diagonally offset. But they can also be on the same side of the roof panel. Around to ensure a full-area flow through the roof plate with the heat exchanger element is shown in the middle of the roof plate with the heat exchanger element between the inlet and outlet line is a zone with a higher one

Strömungswiderstand gebildet, wobei diese Zone der Dachplatte das Warmeaustauscherelement nur zum Teil in zwei getrennte Strömungskammern unterteilt. Man erreicht dies beispielsweise dadurch, daß senkrecht zur Verbindungslinie der Anschlüsse eine Nut gefräst wird, die sich nur über einen Teil der Länge bzw. der Breite des Wärmeaustauscherelementes erstreckt, und die mit einem Kunstharz ausgegossen wird. Diese Anordnung der Anschlüsse auf der einen Seite der Dachplatte mit integrierterm Wärmeaustauscherelement erspart in manchen Anwendungsfällen Montagekosten und erleichtert die Integration in bestehende Dach-Systeme. Ohne die risikoreiche Durchführung der Rohrleitungen durch die Dachhaut und ohne Sichtbarwerden von Rohrleitungen auf dem Dach können bei einseitiger Anordnung die Zu- und Ableitungsrohre beispielsweise unter der Firstabdeckung verlegt werden.Flow resistance formed, with this zone of the roof plate the heat exchanger element only partially in two divided into separate flow chambers. This can be achieved, for example, by being perpendicular to the connecting line the connections a groove is milled, which extends over only part of the length or the width of the Heat exchanger element extends, and which is poured with a synthetic resin. This arrangement of the connections on one side of the roof plate with integrated heat exchanger element saves in some Use cases assembly costs and facilitates the integration into existing roof systems. Without the risky ones Execution of the pipelines through the roof skin and without the pipelines becoming visible on the roof In the case of a one-sided arrangement, the inlet and outlet pipes can be laid under the ridge cover, for example will.

Die beigefügte Figur zeigt eine Ausführungsform der Neuerung. Darin bedeuten 1 Dichtungsschicht, 2 Doppelgewebe mit Abstandhalterfäden, 3 Dichtungsschicht, 4 ausgegossene Nut, 5 und 6 Zu- und Ableitungen.The attached figure shows an embodiment of the innovation. In it, 1 mean sealing layer, 2 double fabric with spacer threads, 3 sealing layer, 4 cast groove, 5 and 6 supply and discharge lines.

Die neuerungsgemäße Dachplatte kann mit Vorteil auch an Fassadenaußenseiten zur Verkleidung und Abdichtung verwendet werden.The roof panel according to the innovation can also be used with advantage on the exterior of the facade for cladding and sealing will.

Claims (4)

t» I Il I«· ti ■· 11 G 80 23 518.3 HOE 80/F 188 G Anlage 1 zum Schreiben vom 14.10.80 Schutζansprüche;t "I Il I" · ti ■ · 11 G 80 23 518.3 HOE 80 / F 188 G Appendix 1 to the letter dated October 14, 1980, protection claims; 1. Ebene, eigenformstabile Dachplatte mit integriertem Wärmeaustauscherelement, bestehend aus einem mit Abstandhalterfilamenten versehenen Doppelgewebe (2), auf dessen beiden Oberflächen sich je eine Schicht (1) (3) eines Dichtungsmaterials befindet, wobei das mit Dichtungsmaterial versehene Doppelgewebe Zu- und Ableitungen (5,6) für fluide Wärmeträgermedien aufweist.1st level, inherently stable roof plate with integrated heat exchanger element, consisting of a double fabric (2) provided with spacer filaments, on both of which On each surface there is a layer (1) (3) of a sealing material, the one provided with sealing material Has double fabric supply and discharge lines (5,6) for fluid heat transfer media. 2. Ebene, eigenformstabile Dachplatte mit/ integriertem Wärmeaustauscherelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungsmaterial (1,3) zunächst verformbar war, dann aber durch Aushärten eigenformstabil geworden ist.2nd level, inherently stable roof plate with / integrated heat exchanger element according to claim 1, characterized in that the sealing material (1,3) was initially deformable, but then has become inherently dimensionally stable through hardening. 3. Ebene, eigenformstabile Dachplatte mit integriertem Wärmeaustauscherelement nach Ansprüchen 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Schicht (1) oder (3) des Dichtungsmaterials strukturiert ist.3rd level, inherently stable roof plate with integrated heat exchanger element according to claims 1-2, characterized in that at least one layer (1) or (3) of the Sealing material is structured. 4. Ebene, eigenformstabile Dachplatte mit integriertem Wärmeaustauscherelement nach Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das Doppelgewebe (2) formschlüssig mit einem vorgeformten Flächengebilde als Dichtungsmaterial verbunden ist.4th level, inherently stable roof plate with integrated heat exchanger element according to claims 1-3, characterized in that the double fabric (2) form-fitting with a preformed sheetlike structure is connected as a sealing material.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2006021435A1 (en) * 2004-08-24 2006-03-02 Deutche Institute Für Textil- Und Faserforschung Stuttart Stiftung Des Öffentlichen Rechts Thermally active flat body and use thereof

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WO2006021435A1 (en) * 2004-08-24 2006-03-02 Deutche Institute Für Textil- Und Faserforschung Stuttart Stiftung Des Öffentlichen Rechts Thermally active flat body and use thereof

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