WO2006021435A1 - Thermisch wirksamer flachkörper und seine verwendung - Google Patents

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WO2006021435A1
WO2006021435A1 PCT/EP2005/009136 EP2005009136W WO2006021435A1 WO 2006021435 A1 WO2006021435 A1 WO 2006021435A1 EP 2005009136 W EP2005009136 W EP 2005009136W WO 2006021435 A1 WO2006021435 A1 WO 2006021435A1
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Jannis Stefanakis
Thomas Stegmaier
Melanie Geuer
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Deutche Institute Für Textil- Und Faserforschung Stuttart Stiftung Des Öffentlichen Rechts
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S10/00—Solar heat collectors using working fluids
    • F24S10/80—Solar heat collectors using working fluids comprising porous material or permeable masses directly contacting the working fluids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S20/00—Solar heat collectors specially adapted for particular uses or environments
    • F24S20/50—Rollable or foldable solar heat collector modules
    • F24S20/55—Rollable or foldable solar heat collector modules made of flexible materials
    • 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
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/44—Heat exchange systems

Definitions

  • the invention relates to a thermally active flat body having at least one shallow chamber in the form of a cavity between two substantially parallel cover layers which are interconnected by a plurality of linear Abstandshaltem and are held at a distance from each other, wherein the cover layers and the plurality of linear spacers are formed by at least one spacer textile and at least one cover layer has a fluid-tight heatn ⁇ layer.
  • Such flat bodies are suitable for use in heat engineering, in particular for the production of thermal solar energy, but also for cooling and for insulation.
  • a flat body is understood to mean a body in which the length and / or width, preferably both, are greater than the thickness.
  • Thermally effective flat bodies are known as solar panels, which are mainly mounted on rooftops. There are various techniques for this. In one technique, tubular solar collectors are provided of glass bodies in which absorber tubes filled with heat transfer fluids are arranged. By suitable leaching a good heat transfer can be achieved.
  • Such textile heat exchangers usually have a low efficiency with a large area requirement.
  • a solar collector is known, in which a spacer textile has a lichtabsorbie ⁇ -generating top and a heat-insulating bottom, which are fluid-tightly interconnected at their edges. The solar collector serves to heat the water.
  • the invention provides a thermally active flat body is maraf ⁇ fen, which has a very high efficiency and is versatile.
  • the invention relates to a thermally active flat body having at least one shallow chamber in the form of a cavity between two substantially parallel cover layers, which are interconnected by a plurality of linear spacers and spaced from each other, wherein the cover layers and the plurality of linear spacers are formed by at least one spacer textile and at least one cover layer has a fluid-tight massagen ⁇ layer, wherein the flat body is characterized in that a front cover layer and its surface layer are licht fashionläs ⁇ sig formed.
  • the light In the case of the flat body according to the invention, the light always enters the chamber and is not converted into heat before it reaches the chamber. Therefore, new applications arise.
  • the light can be passed through the chamber, so that the flat body can be used as a window, as a translucent door or as another component, for example, for translucent roofs.
  • the flat body can also be used as an insulator, as a solar hollow body or as a cooling element.
  • a fluid-tight surface layer is understood as meaning a layer which is liquid-tight and preferably also gas-tight. The layer does not need to be vapor-tight. In many cases it may be advantageous to allow vapor diffusion. In the case of aqueous liquids, this may be present when the material of the dense surface layer has a certain absorption capacity for water vapor, as is known with many plastics.
  • the at least one cover layer which has a fluid-tight surface layer, is the front outer cover layer.
  • the front outer cover layer As a rule, however, two outer cover layers of the flat body are dense, in general even all cover layers.
  • the flat body according to the invention may, if desired, be designed to be substantially rigid or even rigid.
  • the flat body according to the invention is a flexible mat. formed, wherein at least the cover layers, including the fluid-tight surface layers and preferably also the spacers are flexible.
  • Such mats can be adapted to uneven surfaces in the mold. They are easy to handle and can be stored for transport, or for storage space-saving, eg in rolled up condition.
  • the cover layers of the spacer textile can be in the form of woven, knitted or knitted fabric, wherein a woven fabric and in particular a fabric are preferred.
  • the cover layers can be formed as conventional textiles, in particular as nets or meshes, wherein the mesh or grid openings can have a width of 0.5 to 50 mm, preferably 2 to 25 mm, in particular 3 to 10 mm.
  • the textile structures of a chamber-forming cover layers can be different from each other. Preferably, they are offset from each other, thereby an oblique or curved course of the pile threads can be obtained. Such an oblique or curved course on the one hand brings a high strength of the chamber, on the other hand, a resilient elastic compressibility.
  • the cover layers and in particular the dense surface layers are elastically stretchable. As a result, a higher flexibility of the mat is achieved.
  • the spacers are preferably formed by threads or filaments, in particular monofilaments.
  • the terms thread and filament mean the same thing.
  • the threads have a low flow resistance.
  • the spacers can be profiled in cross-section, for B. flattened, and / or run obliquely or bent between the two cover layers of the spacer fabric.
  • the spacers are substantially tensile but flexurally elastic.
  • the Ab ⁇ standhalter are involved with advantage in the cover layers and in particular in the closed surface layers. This results in a special strength of the flat body.
  • the at least one chamber of the flat body according to the invention is preferably formed with fluid, in particular with an aqueous liquid permeable.
  • the margins of at least a chamber suitably sealed, for example by gluing or welding.
  • the fluid may be a gas, in particular air, e.g. with an insulator, heater or radiator.
  • the fluid is a liquid serving as a heat carrier. Suitable for this purpose are oils and in particular aqueous liquids.
  • drinking water is also suitable as fluid, since the flat body according to the invention is also outstandingly suitable for heating drinking water.
  • the flat body according to the invention is also suitable for filling with liquids, which in turn are licht ⁇ absorbing and convert the light into heat.
  • At least two surface-like chambers can be provided, which lie parallel to one another, wherein preferably at least one chamber is designed to be permeable with a liquid. If necessary, one in front of this chamber and / or a chamber located behind it can serve as an insulator.
  • the at least two superimposed chambers can each have ei ⁇ gene cover layers. It is also possible to form two chambers with a common intermediate cover layer. This is in particular provided when a fluid-tight construction of such intermediate liner layer is not required.
  • all superimposed chambers are formed by spacer textiles.
  • a plurality of chambers may be located one above the other, wherein as a rule two to four chambers are sufficient for specific purposes.
  • a chamber already fulfills the desired purpose.
  • At least the outer cover layer of a chamber is designed to be translucent in order to protect the light to allow entry into the chamber.
  • a plurality of cover layers of one or more chambers behind one another to be designed to be translucent.
  • at least one cover layer of a chamber is opaque to light, in particular light-absorbing. This can be done by dark, in particular black coloring of the material of the cover layer and / or the sealing surface layer.
  • a rear or middle cover layer is light-absorbing. The light that has entered the chamber is then converted into heat in the chamber.
  • the surface layer is generally light and heat resistant materials such as thermoplastics, thermosets, elastomers and thermoplastic elastomers. These are also suitable, for example, for edge sealing.
  • the flat body according to the invention consists, at least in the case of the parts exposed to the sun's rays, of light-resistant material, preferably entirely of light-resistant plastic.
  • light-resistant plastics are polyesters, polyamides and silicone.
  • Polyamides are suitable because of their environmental resistance.
  • the thread material of the spacer textile is preferably formed by polyester threads, in particular those of terephthalic acid. Polyethylene terephthalate is particularly preferred.
  • the cover layers can also be made of polyester. Polyester are thermoplastics. By the use of thermoplastics, the flat body according to the invention becomes deep-drawable.
  • a cover layer may consist of polyethylene terephthalate threads and the other of polybutylene terephthalate.
  • Polybutylene terephthalate has a larger due to the Heinrichs ⁇ technology, in particular the extension, when heated Shrinkage as polyethylene terephthalate. By heat treatment or thermoforming you can make use of this different shrinkage behavior in the shaping.
  • the fibers of the spacer textile can also be at least partially of inorganic nature, so is also suitable fiberglass or mineral fiber.
  • the thread material can not only be translucent but also advantageously designed to be light-conducting.
  • at least the spacers are in the form of hollow fibers, preferably all filaments which are provided for irradiation by light. This promotes the light pipe.
  • a selective light pipe for visible light or parts thereof is preferred. Certain frequencies may be due to mineral aggregates in the fiber material, e.g. by adding titanium dioxide, are preferred. Titanium dioxide with a particle size in the nanoscale (nanopigment) is particularly advantageous. As a result, the light pipe is not affected. The same can also apply to the den ⁇ te surface layer.
  • the plastic material of the spacer textile, and preferably also the dense surface layer may be a poor conductor or non-conductor for infrared rays, or be equipped as such, so that the trapped heat is retained in the chamber.
  • the dense surface layer of a cover layer is preferably formed by a dense coating or impregnation of the cover layer.
  • Suitable materials for the surface layer are particularly elastically extensible materials, such as silicone and polyurethane.
  • the respective cover layer is integrated into the surface layer, in particular cast in. As a result, an elastic hardening of the respective cover layer and thus of the entire flat body is obtained. If a cover layer has very large mesh or grid openings, then the cover layer can additionally be provided with a fine-meshed intermediate layer which serves as a support for the dense surface layer.
  • the surface layer can be formed by applying a soft, not yet set plastic material to the respective cover layer.
  • a thin layer of the plastic used as a cover layer is applied to a non-stick backing, whereupon the cover sheet is placed on this plastic base and joined thereto, while the plastic is not visibly dried or hardens.
  • the thickness of the surface layer is generally from 300 .mu.m to 2000 .mu.m, preferably from 300 .mu.m to 1000 .mu.m.
  • At least the surface layers which face the atmosphere are dirt-repellent. This can be achieved by suitable coating and / or by surface structures known per se in the nanoscale (lotus effect). To protect against mechanical stresses, the flat body can also be assigned mechanical protective layers or plates, which in turn are translucent.
  • the spacer threads or pile threads are preferably monofilament threads.
  • the cover layers may consist of monofilament or multifilm material, preferably monofilament material being provided for the cover layer facing the irradiation, since this promotes light transmission.
  • the shape of the mesh or lattice structure of the cover layers can be selected by textile techniques.
  • the width of the webs of the grids or networks is as narrow as possible and is in the range of 0.2 to 4 mm, in particular 0.5 to 2 mm.
  • the opening width of the grid or network structure may be 0.5 to 50 mm, preferably 2 to 15 mm, in particular 3 to 10 mm.
  • the room height or the clear distance between two cover layers is generally from 2 to 150 mm, preferably from 2 to 50 mm, in particular from 10 to 30 mm.
  • the thread thickness of the pile threads is preferably 0.1 to 1 mm, in particular 0.2 to 0.5 mm. As a rule, 0.3 mm is sufficient.
  • the Fa ⁇ denchar a cover layer of monofilament threads is usually in the same size or slightly lower. A thread thickness of 0.25 mm is suitable.
  • the number of spacers or multifilament or, preferably, monofilament pile threads per cm 2 is in particular about 10 to 500, usually 50 to 100, and is adjusted depending on the desired load capacity of the flat body.
  • a covering layer provided with an optically absorbing surface layer can likewise be designed to be optically absorbent.
  • blackening for example, the storage of soot or activated carbon is suitable.
  • black pigment is suitable for flat bodies, which are intended for DHW heating.
  • the materials used for the flat bodies, in particular plastics, can be provided with suitable additives, for example antibacterial and / or anti-algae.
  • the flat body according to the invention can be pressure-resistant to 12 bar. Its surface load capacity may be at least 50 N / m 2 and up to 750 N / m 2 and more. It can be made in any size with areas of 0.2 to 20 m 2 or more. It can be produced as any length of sheet goods. For example, webs with a width of 1 or 2 m and a length of 300 m can be produced. Such webs are suitable for Bedachun ⁇ gene. It can also be cut into any part sizes. If several chambers are joined together to form a combined flat body, then flat bodies of any desired thickness can be produced. Such flat bodies or flat bodies also formed into a pipe or other body can also be set up as freestanding solar bodies, eg for swimming pool heating in the garden.
  • the flat bodies according to the invention are lightweight (basis weight preferably about 1 to 10 kg / m 2 , preferably 2 to 5 kg / m 2 ), they are suitable for versatile applications. They can also be made in any size. They can serve as particular horizontally, obliquely or vertically arranged solar collectors for the production of hot water or hot air or even as thermal insulators. Particularly suitable are smaller flat bodies for travel and holidays, for example for hot water production in motorhomes, ships, especially boats etc ..
  • the Flachkör ⁇ inventive per can also be framed in a suitable size and / or have Rand ⁇ distributions. In this form, they are particularly suitable in construction, for example as Fassanden and / or roof elements, as well as windows and / or doors.
  • the chambers can be rinsed or backwashed, in particular with cleaning liquids.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a simple embodiment of the invention, as it is suitable for isolation purposes
  • Figure 2 another embodiment of the invention with two ge closed-translucent cover layers
  • Figure 3 an embodiment of the invention, as a thermal
  • FIG. 4 shows a further embodiment of the invention with a multi-layered structure, in each case in a schematic representation
  • Figure 5 a detailed plan view of a further embodiment of the invention
  • FIG. 6 shows a section through the embodiment according to FIG. 5 along the line VI-VI of FIG. 5 and FIG
  • FIG. 7 shows a section through the embodiment according to FIG. 5 along the line VII - VII according to FIG. 5.
  • the insulator shown in FIG. 1 consists of a spacer textile 1 with an upper cover layer 2, a lower cover layer 3 and pile threads 4 which hold a desired spacing between the cover layers 2 and 3.
  • the upper cover layer 2 is provided with a fluid-tight coating 5 - see, which seals the spacer fabric 1 upwards.
  • the insulator of Figure 1 can serve as a cover for (conventional) collectors or as a Fasadenelement.
  • the spacer textile 1 is an open-pored textile with a height of at least 5 mm (usually 5 to 20 mm).
  • the one-sided coating 5 is flexible and transparent. A draping of the coated spacer textile is possible.
  • the spacer textile 1 is a knitted fabric in the form of a spacer raschelware made exclusively from monofilament threads.
  • the production can be carried out on a rake machine with a cutting plate spacing of 6 to 100 mm or more. In the present example it is 15 mm.
  • the upper cover layer is coated by means of a transfer coating with a transparent, in particular clear, liquid silicone. Adjuvants may be incorporated in the coating composition which lead to a specific change in the light transmission.
  • the surface coating 5 may still be provided with a topcoat as a finish against soiling.
  • a thin layer of liquid coating material is preferably placed on a suitable substrate and the spacer textile is placed on the uncured coating material with a cover layer, so that the threads of the cover layer are wetted by the coating material, preferably at least one at least partially embedded.
  • the coating can also be formed Offla ⁇ gig.
  • a prefabricated, already solidified coating layer can be used as backing. It can be provided 2 - 5 coating layers.
  • the different coating layers can be equipped differently.
  • a silicone is particularly solvent-free, not shrinking silicone for injection molding, in particular with a viscosity of 200,000 to 250,000 mPas and a curing temperature of 130 - 150 0 C.
  • the embodiment according to FIG. 2 is substantially similar to the embodiment according to FIG. 1.
  • the lower cover layer 3 is likewise provided on its outside with a dense surface layer.
  • the embodiment of Figure 2 can also serve as an insulator for different purposes. It is also possible to flow through the cavity 7 between the cover layers 2 and 3 of the spacer element with a light-absorbing liquid which serves as heat transfer carrier.
  • the embodiment according to FIG. 3 is designed as a collector for solar heat energy recovery. It consists of a double-sided surface-coated open-pored textile in a height of more than 3 mm.
  • the directed to the light side upper coating 5 is flexible and transparent, especially clear transparent colorless.
  • the coating 8 on the side facing away from light is light-absorbing, in particular black, and also flexible.
  • the spacer textile 1 can be produced as a spacer raschelware made of polyester or polyamide with a cutting plate spacing of 15 mm.
  • the surface layer 5 is in turn formed as a transfer coating from a transparent liquid silicone. In the coating composition additives can be incorporated, which lead to the targeted change in light transmission.
  • a topcoat can be provided as equipment against contamination.
  • the surface layer 8 of the lower cover layer 3 consists of an elastic plastic material which has light-absorbing properties.
  • the coating may be such that a selective absorption of the incident light or of the emitting waves is possible, for example, to reduce the energy losses by Abstrah ⁇ treatment.
  • a medium to be heated liquid or gas
  • the spacer textile offers a large surface, which is advantageous for the heat transfers that take place.
  • the auf ⁇ zuikiende medium flows through the cavity 7, without hoses or pipes for guiding the medium are required in the interior of the cavity. Only connection cables (not shown) can be guided through closed side walls and / or through a dense surface layer.
  • the side walls can again be formed by the material of the surface layer, wherein the closely spaced spacer threads of the spacer fabric can serve as carriers for the lateral cover. If necessary, the side edges can also be provided with an additional, in particular porous carrier material for the sealing.
  • the embodiment according to FIG. 4 shows a multi-layered flat body, which consists here in particular of two abutting stand textiles with corresponding surface layers.
  • the embodiment according to FIG. 4 essentially represents a combination of the embodiment according to FIG. 1 and FIG. 3.
  • the lower cover layer 3 of the embodiment according to FIG. 1 and the upper cover layer 2 of the embodiment according to FIG. 3 (now cover layer 10) have a common one me dense surface layer 9, which connects the two spacer textiles of the embodiment of Figure 1 and 3 with each other.
  • the connection can be created by providing a spacer textile, for example by extrusion or doctoring, with a normally thick surface coating and placing the other spacer textile on this layer or pressing it in as long as it is still plastic. It is also possible to provide both spacer textiles on their side facing each other with correspondingly thinner layers and then to laminate them together by laying them on one another. tie.
  • multi-layered structures can be made from three or more spacer textiles.
  • a lower surface layer 13 is formed as a light-absorbing dark layer.
  • the light can pass through the upper surface layer 5 and upper cover layer 2 and through the lower cover layer 3 to the common intermediate surface layer 9, the upper cover layer 10 of the lower spacer textile up to the dark surface layer 13 and is absorbed there, whereby a particularly liquid medium, the is above the absor ⁇ bierenden layer in the spacer textile, is heated. Heat losses can be prevented by the upper spacer textile serving as insulator. If necessary, an insulator according to FIG. 1 can also be provided in reverse arrangement below the absorbing layer 13, in order to also effect an insulation downwards.
  • FIG. 5 shows the structural structure of an embodiment.
  • a spacer textile 21 has an upper cover layer 22 in the form of a chain effect with elongated hexagonal openings 23.
  • webs 24 of the raschel (chain) knit are drawn as dashes, but are of a plurality of monofilament threads entangled with one another educated.
  • a lower cover layer 25, whose webs 26 are shown in phantom, is made in the same binding but slightly offset from the upper cover.
  • Pole threads 27, which are also monofilament threads, run from certain points of the upper covering layer 22 to corresponding points of the lower covering layer 25, namely once to the hexagon placed on the right and the other to the left hexagon.
  • the embodiment thus corresponds in structure essentially to the embodiment according to FIG. 3.
  • FIG. 6 shows the layer structure of the embodiment according to FIG. 5, wherein the pile threads 27 show a substantially parallel, slightly curved course from the upper cover layer 22 to the lower cover layer 25, which is determined by the spacer swirl technique.
  • FIG. 7 it can clearly be seen from FIG. 7 that the pile threads 27 run from the upper cover layer 22 to the right and to the left to corresponding points of the lower cover layer and to intersect each other in a spatial arrangement. As a result, a pressure-stable construction is obtained.
  • other structures can be formed.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen thermisch wirksamen Flachkörper mit mindestens einer flachen Kammer in Form eines Hohlraumes (7) zwischen zwei im wesentlichen parallelen Decklagen (2, 3), die durch eine Vielzahl von linearen Abstandshaltern (4) miteinander verbunden sind und im Abstand voneinander gehalten werden, wobei die Decklagen (2, 3) und die Vielzahl der linearen Abstandhalter (4) von mindestens einem Abstandstextil (1) gebildet werden und mindestens eine Decklage (2, 3) eine fluiddichte Oberflächenschicht (5, 6) aufweist, und wobei mindestens eine Kammer (2) mindestens eine vordere Decklage und Oberflächenschicht (5) aufweist, die lichtdurchlässig sind.

Description

Beschreibung Thermisch wirksamer Flachkörper und seine Verwendung
Gegenstand der Erfindung ist ein thermisch wirksamer Flachkörper mit mindestens einer flachen Kammer in Form eines Hohlraumes zwischen zwei im wesentlichen parallelen Decklagen, die durch eine Vielzahl von linearen Abstandshaltem miteinander verbunden sind und im Abstand voneinander gehalten werden, wobei die Decklagen und die Vielzahl der linearen Abstandhalter von mindestens einem Abstandstextil gebildet werden und mindestens eine Decklage eine fluiddichte Oberflächen¬ schicht aufweist.
Derartige Flachkörper eignen sich zum Einsatz in der Wärmetechnik, insbesondere zur Gewinnung von thermischer Solarenergie, aber auch zur Kühlung und zur Isolation. Unter einem Flachkörper wird ein Körper verstanden, bei dem die Länge und/oder Breite, vorzugsweise beide, größer sind als die Dicke.
Thermisch wirksame Flachkörper sind bekannt als Solarpaneele, die vorwiegend auf Hausdächern montiert werden. Hierzu gibt es verschie¬ dene Techniken. Bei einer Technik sind röhrenförmige Solarkollektoren aus Glaskörpern vorgesehen, in denen mit Wärmeträgerflüssigkeiten gefüllte Absorberröhren angeordnet sind. Durch geeignete Verspiege- lung kann eine gute Wärmeübertragung erzielt werden.
Es gibt auch Solarpaneele in Form von extrudierten Kunststoffplatten, in die Röhren integriert sind, die miteinander verbunden werden. Derartige Solarpaneele sind zwar weniger effektiv als die Röhrenkollektoren, je¬ doch erheblich kostengünstiger in der Herstellung. Sie sind aber noch verhältnismäßig schwer und auf bestimmte Anwendungen beschränkt. Zur Herstellung eines flexiblen thermischen Solarkollektors bzw. Aus¬ tauscherelementes wurden bereits Schläuche auf textilen Flächengebil¬ den befestigt, in diese bei der Herstellung eingewebt oder als Bindeele¬ ment in ein Kettengewirke eingebunden (DD-PS 225 766, DD-PS 226 058 und DD-PS 237 369). Ebenso ist bereits ein textiler Wärmetauscher auf Grundlage eines beschichteten Hohlgewebes mit röhrenförmigen Leitkanälen beschrieben worden (DD-PS 264 745). Derartige textile Wärmetauscher haben in der Regel einen geringen Wirkungsgrad bei großem Flächenbedarf. Aus dem Gebrauchsmuster DE 29602701 ist ein Sonnenkollektor bekannt, bei dem ein Abstandstextil eine lichtabsorbie¬ rende Oberseite und eine wärmeisolierende Unterseite besitzt, die an ihren Rändern fluiddicht miteinander verbunden sind. Der Sonnenkollek¬ tor dient zur Wassererwärmung.
Abstandstextilien und ihre Herstellung sind bekannt. Es sei auf die nach¬ folgenden Literaturstellen verwiesen:
Büsgen, W. -A.: Neue Verfahren zur Herstellung von dreidimensio¬ nalen Textilien für den Einsatz in Faserverbundwerkstoffen, ITA, Dissertation 1993 (Seite 16-32)
Wulfhorst, B.: Textile Fertigungsverfahren, Hanser Verlag, 1998, ISBN 3-446-19187-9 (Seite 123 ff und 153 ff)
- Berndt, E., Geuer, M., Wulfhorst, B: Dreidimensionale Textilstruk- turen zur Herstellung von technischen Textilien, Stand 2000 (Three-dimensjonal textile structures for the production of techni- cal textiles) Technische Textilien 44 (2001 ), 270-283 (Technical Textiles 44 (2001), E208-E217) Weber, K.P., Weber, M: Wirkerei und Strickerei, Technologische und bindungstechnische Grundlagen, Melliand, Edition Textiltech- nik, 4. Auflage, 2004
- Firmenbroschüre Karl Mayer: Abstandsgewirke, ihre Herstellung und Einsatzgebiete, 1994
Durch die Erfindung soll ein thermisch wirksamer Flachkörper geschaf¬ fen werden, der einen sehr hohen Wirkungsgrad besitzt und vielseitig einsetzbar ist.
Gegenstand der Erfindung ist ein thermisch wirksamer Flachkörper mit mindestens einer flachen Kammer in Form eines Hohlraumes zwischen zwei im wesentlichen parallelen Decklagen, die durch eine Vielzahl von linearen Abstandshaltern miteinander verbunden sind und im Abstand voneinander gehalten werden, wobei die Decklagen und die Vielzahl der linearen Abstandhalter von mindestens einem Abstandstextil gebildet werden und mindestens eine Decklage eine fluiddichte Oberflächen¬ schicht aufweist, wobei der Flachkörper dadurch gekennzeichnet ist, dass eine vordere Decklage und ihre Oberflächenschicht lichtdurchläs¬ sig ausgebildet sind.
Beim erfindungsgemäßen Flachkörper gelangt das Licht stets in die Kammer und wird nicht schon vor Erreichen der Kammer in Wärme um- gewandelt. Deshalb ergeben sich neue Anwendungsmöglichkeiten. Das Licht kann durch die Kammer hindurchgeleitet werden, so dass der Flachkörper als Fenster, als lichtdurchlässige Türe oder als sonstiges Bauelement, z.B. auch für lichtdurchlässige Bedachungen eingesetzt werden kann. Der Flachkörper kann weiterhin als Isolator, als Solarhohl- körper oder auch als Kühlelement vewendet werden. Beim erfindungsgemäßen Flachkörper reicht es für bestimmte Anwen¬ dungen bereits aus, wenn nur eine Decklage fluiddicht ausgerüstet ist, d.h. eine fluiddichte Oberflächenschicht aufweist. Dies kann beispiels¬ weise dann der Fall sein, wenn der Flachkkörper als thermischer Isolator dient, der auf eine Oberfläche eines thermisch zu isolierenden Gegens¬ tandes aufgelegt wird. Enthält die Kammer nur Luft oder wird sie von Luft durchströmt, dann ist eine völlig dichte Ausbildung der dem zu iso¬ lierenden Gegenstand zugewandten Decklage nicht erforderlich. Unter einer fluiddichten Oberfiächenschicht wird eine Schicht verstanden, die flüssigkeitsdicht und vorzugsweise auch gasdicht ist. Die Schicht braucht aber nicht dampfdicht zu sein. Es kann in vielen Fällen vorteil¬ haft sein, eine Dampfdiffusion zu erlauben. Diese kann bei wässrigen Flüssigkeiten dann gegeben sein, wenn das Material der dichten Ober¬ flächenschicht ein gewisses Aufnahmevermögen für Wasserdampf be- sitzt, wie dies bei vielen Kunststoffen bekannt ist.
Die mindestens eine Decklage, die eine fluiddichte Oberflächenschicht aufweist, ist die vordere äußere Decklage. In der Regel sind jedoch bei¬ de äußeren Decklagen des Flachkörpers dicht ausgebildet, in der Regel sogar sämtliche Decklagen.
Der erfindungsgemäße Flachkörper kann, sofern dies gewünscht ist, im wesentlichen steif oder sogar starr ausgebildet sein. Mit besonderem Vorteil ist der erfindungsgemäße Flachkörper als flexible Matte . ausge- bildet, wobei mindestens die Decklagen, einschließlich der fluiddichten Oberflächenschichten und vorzugsweise auch die Abstandhalter flexibel ausgebildet sind. Solche Matten können unebenen Oberflächen in der Form angepasst werden. Sie sind leicht zu handhaben und können für den Transport, oder für die Lagerung platzsparend, z.B. in aufgerolltem Zustand, gelagert werden. Die Decklagen des Abstandstextils können als Gewebe, Gewirk oder Gestrick ausgebildet sein, wobei ein Gewebe und insbesondere ein Ge¬ wirk bevorzugt sind. Die Decklagen können als übliche Textilien, insbe¬ sondere als Netze oder Gitter ausgebildet sein, wobei die Netz- bzw. Gitteröffnungen eine Weite von 0,5 bis 50 mm, vorzugsweise 2 bis 25 mm, insbesondere 3 bis 10 mm, haben können. Die textilen Strukturen von eine Kammer bildenden Decklagen können voneinander verschie¬ den sein. Vorzugsweise sind sie gegeneinander versetzt, dadurch kann ein schräger bzw. gebogener Verlauf der Polfäden erhalten werden. Ein solcher schräger bzw. gebogener Verlauf bringt einerseits eine hohe Festigkeit der Kammer, auf der anderen Seite eine federnde elastische Zusammendrückbarkeit.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Deckla- gen und insbesondere die dichten Oberflächeηschichten elastisch dehn¬ bar ausgebildet. Dadurch wird eine höhere Flexibilität der Matte erzielt.
Die Abstandhalter werden vorzugsweise von Fäden bzw. Filamenten, insbesondere monofilen, gebildet. Unter den Begriffen Faden und FiIa- ment wird das gleiche verstanden. Die Fäden besitzen einen geringen Strömungswiderstand. Sofern es insbesondere zur Erzeugung von Tur¬ bulenzen gewünscht ist, können die Abstandhalter im Querschnitt profi¬ liert sein, z. B. abgeflacht, und/oder zwischen den beiden Decklagen des Abstandstextils schräg oder gebogen verlaufen. Vorzugsweise sind die Abstandhalter im wesentlichen zugfest jedoch biegeelastisch. Die Ab¬ standhalter sind mit Vorteil in die Decklagen und insbesondere in die geschlossenen Oberflächenschichten eingebunden. Dies ergibt eine be¬ sondere Festigkeit des Flachkörpers.
Die mindestens eine Kammer des erfindungsgemäßen Flachkörpers ist vorzugsweise mit Fluid, insbesondere mit einer wässrigen Flüssigkeit durchströmbar ausgebildet. Hierzu sind die Seitenränder der mindestens einen Kammer in geeigneter Weise abgedichtet, beispielsweise durch Verklebung oder Verschweißung.
In die mindestens eine Kammer münden vorzugsweise mindestens zwei Fluidleitungen, von denen eine eine Fluidzuführleitung und eine eine Fluidableitung ist. Das Fluid kann wie bereits erwähnt, ein Gas, insbe¬ sondere Luft, sein, z.B. bei einem Isolator, Erhitzer oder Kühler. Norma¬ lerweise ist das Fluid eine als Wärmeträger dienende Flüssigkeit. Ge¬ eignet hierzu sind Öle und insbesondere wässrige Flüssigkeiten. Als FIu- id kommt neben Brauchwasser auch Trinkwasser in Frage, da sich der erfindungsgemäße Flachkörper in hervorragender Weise auch zur Er¬ wärmung von Trinkwasser eignet. Der erfindungsgemäße Flachkörper eignet sich auch für die Befüllung mit Flüssigkeiten, die ihrerseits licht¬ absorbierend sind und das Licht in Wärme umwandeln.
Beim erfindungsgemäßen Flachkörper können mindestens zwei flä¬ chenhafte Kammern vorgesehen sein, die parallel aufeinander liegen, wobei vorzugsweise mindestens eine Kammer mit einer Flüssigkeit durchströmbar ausgebildet ist. Eine vor dieser Kammer und/oder eine dahinter liegende Kammer kann gegebenenfalls als Isolator dienen. Die mindestens zwei übereinander liegenden Kammern können jeweils ei¬ gene Decklagen besitzen. Es ist auch möglich, zwei Kammern mit einer gemeinsamen dazwischen liegenden Decklage auszubilden. Dies ist ins¬ besondere dann vorgesehen, wenn eine fluiddichte Ausbildung einer solchen Zwischendecklage nicht erforderlich ist. Vorzugsweise sind alle übereinander liegenden Kammern von Abstandstextilien gebildet.
Beim erfindungsgemäßen Flachkörper können in besonderen Fällen mehrere Kammern übereinander liegen, wobei in der Regel zwei bis vier Kammern für spezielle Zwecke ausreichen. Normalerweise erfüllt auch bereits eine Kammer den gewünschten Zweck. Mindestens die äußere Decklage einer Kammer ist lichtdurchlässig ausgebildet, um den Licht- eintritt in die Kammer zu ermöglichen. Es können auch mehrere hinter¬ einander liegende Decklagen einer oder mehrerer Kammern lichtdurch¬ lässig ausgebildet sein. Vorzugsweise ist mindestens eine Decklage ei¬ ner Kammer lichtundurchlässig ausgebildet, insbesondere lichtabsorbie- rend. Dies kann durch dunkle, insbesondere schwarze Einfärbung des Materials der Decklage und/oder der abdichtenden Oberflächenschicht vorgenommen sein. Mit Vorteil ist eine hintere oder mittlere Decklage lichtabsorbierend. Das in die Kammer eingedrungene Licht wird dann in der Kammer in Wärme umgewandelt.
Für die Oberflächenschicht eignet sich allgemein licht- und wärmebe¬ ständige Materialien wie Thermoplaste, Duromere, Elastomere und thermoplastische Elastomere. Diese eignen sich beispielsweise auch zur Randabdichtung.
Der erfindungsgemäße Flachkörper besteht bei einer bevorzugten Aus¬ führungsform zumindest bei den Teilen, die Sonnenstrahlen ausgesetzt sind, aus lichtbeständigem Material, vorzugsweise vollständig aus licht¬ beständigem Kunststoff. Als lichtbeständige Kunststoffe eignen sich ins- besondere Polyester, Polyamide und Silikon. Polyamide eignen sich aufgrund ihrer Umweltbeständigkeit. Das Fadenmaterial des Abstands- textils wird vorzugsweise von Polyesterfäden gebildet, insbesondere solchen der Terephthalsäure. Polyethylenterephthalat ist besonders be¬ vorzugt. Auch die Decklagen können aus Polyester bestehen. Polyester sind Thermoplaste. Durch die Verwendung von Thermoplasten wird der erfindungsgemäße Flachkörper tiefziehfähig. Für die vordere und die hintere Decklage einer Kammer können verschiedene textile Materialien, insbesondere verschiedene Polyester verwendet werden, was sich für eine spätere Formgebung günstig auswirkt. So kann eine Decklage aus Polyethylenterephthalatfäden bestehen und die andere aus Polybutylen- terephthalat. Polybutylenterephthalat besitzt aufgrund der Herstellungs¬ technik, insbesondere der Streckung, bei Erwärmung einen größeren Schrumpf als Polyethylenterephthalat. Durch Wärmebehandlung oder Tiefziehen kann man sich dieses unterschiedliche Schrumpfverhalten bei der Formgebung zunutze machen. Die Fasern des Abstandstextils können mindestens zum Teil auch anorganischer Natur sein, so eignet sich auch Glasfaser oder Mineralfaser.
Das Fadenmaterial kann nicht nur lichtdurchlässig sondern mit Vorteil auch lichtleitend ausgebildet sein. Bei einer bevorzugten Ausführungs¬ form sind mindestens die Abstandhalter als Hohlfasern ausgebildet, vor- zugsweise alle Fäden, die für eine Bestrahlung durch Licht vorgesehen sind. Dies fördert die Lichtleitung. Eine selektive Lichtleitung für sichtba¬ res Licht oder Teile davon ist bevorzugt. Bestimmte Frequenzen können durch mineralische Zuschläge im Fasermaterial, z.B. durch Zugabe von Titandioxyd, bevorzugt werden. Besonders vorteilhaft ist Titandioxyd mit einer Teilchengrösse im Nanobereich (Nanopigment). Hierdurch wird die Lichtleitung nicht beeinträchtigt. Entsprechendes kann auch für die dich¬ te Oberflächenschicht gelten. Andererseits kann das Kunststoffmaterial des Abstandstextils und vorzugsweise auch der dichten Oberflächen¬ schicht ein schlechter Leiter oder Nichtleiter für Infrarotstrahlen sein, o- der als solcher ausgerüstet sein, so dass die eingefangene Wärme in der Kammer zurückbehalten wird.
Die dichte Oberflächenschicht einer Decklage wird vorzugsweise von einer dichten Beschichtung bzw. Imprägnierung der Decklage gebildet. Als Material für die Oberflächenschicht eignen sich besonders elastisch dehnbare Materialien, wie Silikon und Polyurethan. Mit besonderem Vor¬ teil ist die jeweilige Decklage in die Oberflächenschicht eingebunden, insbesondere eingegossen. Dadurch wird eine elastische Verfestigung der jeweiligen Decklage und damit des gesamten Flachkörpers erhalten. Besitzt eine Decklage sehr große Netz- bzw. Gitteröffnungen, dann kann die Decklage zusätzlich mit einer feinmaschigen Zwischenschicht verse¬ hen sein, die als Träger für die dichte Oberflächenschicht dient.
Die Oberflächenschicht kann durch Aufbringen eines weichen noch nicht abgebundenen Kunststoffmaterials auf die jeweilige Decklage ausgebil¬ det werden. So wird bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfin¬ dung eine dünne Schicht des Kunststoffs, der als Decklage verwendet wird, auf eine Antihaftunterlage aufgetragen, worauf die Decklage auf diese Kunststoff seh icht aufgelegt und mit dieser verbunden wird, wäh¬ rend die Kunststoff seh icht trocknet bzw. aushärtet. Es ist auch möglich, Oberflächenschichten aufzukaschieren, aufzuextrudieren, oder als Fo¬ lien aufzukleben. Die Dicke der Oberflächenschicht liegt in der Regel bei 300 μm bis 2000 μm vorzugsweise bei 300μm bis 1000 μm.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen sind zumindest die Ober¬ flächenschichten, die der Atmosphäre zugewandt sind, schmutzabwei¬ send ausgerüstet. Dies kann durch geeignete Beschichtung und/oder durch an sich bekannte Oberflächenstrukturen im Nanobereich (Lotusef- fekt) erreicht werden. Zum Schutz gegen mechanische Beanspruchun¬ gen können dem Flachkörper auch mechanische Schutzschichten oder -platten, die ihrerseits lichtdurchlässig sind, zugeordnet sein.
Wie bereits erwähnt, sind die Abstandsfäden bzw. Polfäden vorzugswei- se monofile Fäden. Die Decklagen können aus monofilem oder multifi- lem Material bestehen, wobei für die der Einstrahlung zugewandten Decklage vorzugsweise monofiles Material vorgesehen ist, da dies den Lichtdurchlass begünstigt.
Die Formgebung der Netz- bzw. Gitterstruktur der Decklagen kann durch textile Techniken gewählt werden. Vorzugsweise ist die Breite der Stege der Gitter bzw. Netze möglichst schmal und liegt im Bereich von 0,2 bis 4 mm, insbesondere 0,5 bis 2 mm. Die Öffnungsweite der Gitter bzw. Netzstruktur kann bei 0,5 bis 50 mm, vorzugsweise 2 bis 15 mm, insbe¬ sondere 3 bis 10 mm, liegen. Die Raumhöhe bzw. der lichte Abstand zwischen zwei Decklagen liegt in der Regel bei 2 bis 150 mm, vorzugs- weise bei 2 bis 50 mm, insbesondere bei 10 bis 30 mm.
Die Fadenstärke der Polfäden liegt vorzugsweise bei 0,1 bis 1 mm, ins¬ besondere 0,2 bis 0,5 mm. In der Regel reichen 0,3 mm aus. Die Fa¬ denstärke einer Decklage aus monofilen Fäden liegt in der Regel in der gleichen Größe oder geringfügig darunter. Eine Fadenstärke von 0,25 mm ist geeignet.
Die Anzahl der Abstandhalter bzw. multifilen oder vorzugsweise monofi¬ len Polfäden pro cm2 liegt insbesondere bei etwa 10 bis 500, in der Re- gel bei 50 bis 100, und wird je nach gewünschter Belastbarkeit des Flachkörpers eingestellt.
Eine mit einer optisch absorbierenden Oberflächenschicht versehende Decklage kann ebenfalls optisch absorbierend ausgebildet sein. Für die Schwarzfärbung eignet sich beispielsweise die Einlagerung von Russ bzw. Aktivkohle. Für Flachkörper, die für die Trinkwassererwärmung vorgesehen sind, eignet sich Schwarzpigment. Die für die Flachkörper verwendeten Materialien, insbesondere Kunststoffe, können mit geeig¬ neten Additiven versehen, beispielsweise antibakteriell und/oder gegen Algenbewuchs ausgerüstet sein.
Es ist weiterhin auch möglich, bei den Flachkörpern nicht nur eine einzi¬ ge flächige Kammer zwischen zwei Deckschichten vorzusehen sondern die Kammer in mehrere, insbesondere miteinander kommunizierende ι Teilkammern zu unterteilen. Dies kann beispielsweise durch gegenseiti¬ ges Verschweißen einer vorderen mit einer hinteren Decklage, gegebe¬ nenfalls unter Einbeziehung der Abstandhalter vorgenommen werden. Eine solche Unterteilung kann vor oder nach der Ausbildung der dichten Oberflächenschicht erfolgen.
Der erfindungsgemäße Flachkörper kann druckbeständig bis 12 bar ausgebildet werden. Seine Flächenbelastbarkeit kann mindestens 50 N/m2 und bis 750 N/m2 und mehr betragen. Er kann in beliebigen Grö¬ ßen angefertigt werden mit Flächen von 0,2 bis 20 m2 oder mehr. Er kann als beliebig lange Bahnenware hergestellt werden. Beispielsweise können Bahnen mit einer Breite von 1 oder 2 m und einer Länge von 300 m hergestellt werden. Solche Bahnware eignet sich für Bedachun¬ gen. Sie kann auch in beliebige Teilgrössen geschnitten werden. Wer¬ den mehrere Kammern zu einem kombinierten Flachkörper miteinander verbunden, dann können Flachkörper beliebiger Dicke hergestellt wer¬ den. Solche Flachkörper oder auch zu einem Rohr oder sonstigem Kör- per geformte Flachkörper können auch als freistehende Solarkörper aufgestellt werden, z.B. für die Schwimmbadbeheizung im Garten.
Da die erfindungsgemäßen Flachkörper leicht sind (Flächengewicht vor¬ zugsweise ca. 1 bis 10 kg/m2, vorzugsweise 2 bis 5 kg/m2), sind sie für vielseitige Anwendungszwecke geeignet. Sie können auch in beliebiger Größe hergestellt werden. Sie können als insbesondere horizontal, schräg oder vertikal angeordnete Solarkollektoren zur Erzeugung von Warmwasser oder Warmluft dienen oder auch lediglich als thermische Isolatoren. Besonders geeignet sind kleinere Flachkörper für die Reise und den Urlaub, z.B. für die Warmwassererzeugung bei Wohnmobilen, Schiffen, insbesondere Booten usw... Die erfindungsgemäßen Flachkör¬ per könne auch in geeigneter Grosse eingerahmt sein und/oder Rand¬ verteilungen aufweisen. In dieser Form eignen sie sich besonders im Bauwesen, z.B. als Fassanden und/oder Dachelemente, sowie auch als Fenster und/oder Türen. Für eine gegebenenfalls erforderliche Reini¬ gung können die Kammern, insbesondere mit Reinigungsflüssigkeiten gespült bzw. rückgespült werden. Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen in Verbindung mit den Unteransprüchen. Hierbei können die einzelnen Merkmale jeweils für sich alleine oder zu mehreren in Kombination mit- einander bei einer Ausführung verwirklicht sein.
Figurenbeschreibunq
In der Zeichnung zeigen
Figur 1 : eine schematische Darstellung einer einfachen Ausfüh¬ rungsform der Erfindung, wie sie für Isolationszwecke ge¬ eignet ist
Figur 2: eine andere Ausführungsform der Erfindung mit zwei ge¬ schlossenen lichtdurchlässigen Deckschichten
Figur 3: eine Ausführungsform der Erfindung, die als thermisches
Solarelement einsetzbar ist und
Figur 4: eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit mehrlagi¬ gem Aufbau, jeweils in schematischer Darstellung,
Figur 5: eine Detailldraufsicht auf eine weitere Ausführungsform der Erfindung
Figur 6: ein Schnitt durch die Ausführungsform nach Figur 5 entlang der Linie Vl-Vl von Figur 5 und
Figur 7: einen Schnitt durch die Ausführungsform nach Figur 5 ent¬ lang der Linie VII-VII nach Figur 5. Der in Figur 1 dargestellte Isolator besteht aus einem Abstandstextil 1 mit einer oberen Decklage 2, einer unteren Decklage 3 sowie Polfäden 4, die einen gewünschten Abstand zwischen den Decklagen 2 und 3 hal¬ ten. Die obere Decklage 2 ist mit einer fluiddichten Beschichtung 5 ver- sehen, die das Abstandstextil 1 nach oben abdichtet. Der Isolator nach Figur 1 kann als Abdeckung für (konventionelle) Kollektoren oder als Fasadenelement dienen. Das Abstandstextil 1 ist ein offenporiges Textil mit einer Höhe von mindestens 5 mm (in der Regel 5 bis 20 mm). Die einseitige Beschichtung 5 ist flexibel und transparent. Eine Drapierung des beschichteten Abstandstextils ist möglich. Bei dem Abstandstextil 1 handelt es sich um eine Wirkware in Form einer Abstandsraschelware aus ausschließlich monofilen Fäden. Die Herstellung kann auf einer Ra¬ schelmaschine mit einem Fräsblechabstand von 6 bis 100 mm oder mehr erfolgen. Im vorliegenden Beispiel beträgt er 15 mm. Die obere Decklage ist mittels einer Transferbeschichtung mit einem transparen¬ tem, insbesondere klaren, Flüssigsilikon beschichtet. In die Beschich- tungsmasse können Zuschlagstoffe eingearbeitet sein, die zur gezielten Veränderung der Lichtdurchlässigkeit führen. Die Oberflächenbeschich- tung 5 kann noch mit einem Topcoat versehen sein als Ausrüstung ge- gen Verschmutzungen.
Bei der Transferbeschichtung wird vorzugsweise eine dünne Schicht aus flüssigem Beschichtungsmaterial auf einer geeigneten Unterlage vorge¬ legt und das Abstandstextil mit einer Decklage auf das noch nicht ver- festigte Beschichtungsmaterial aufgelegt, so dass die Fäden der Deck¬ lage vom Beschichtungsmaterial benetzt werden, vorzugsweise mindes¬ tens teilweise eingebettet werden. Die Beschichtung kann auch mehrla¬ gig ausgebildet sein. Als Unterlage kann bei mehrlagigen Beschichtun- gen eine vorgefertigte, schon verfestigte Beschichtungslage verwendet werden. Es können 2 - 5 Beschichtungslagen vorgesehen sein. Die ver¬ schiedenen Beschichtungslagen können unterschiedlich ausgerüstet sein. Als Silikon eignet sich besonders lösungsmittelfreies, nicht schrumpfendes Silikon für Spritzgusszwecke, insbesondere mit einer Viskosität von 200.000 bis 250.000 mPas und einer Härtungstemperatur von 130 - 1500C.
Die Ausführungsform nach Figur 2 ist im wesentlichen ähnlich aufgebaut wie die Ausführungsform nach Figur 1. Im Unterschied dazu ist die unte¬ re Decklage 3 an ihrer Außenseite ebenfalls mit einer dichten Oberflä¬ chenschicht versehen. Die Ausführungsform nach Figur 2 kann ebenfalls als Isolator für unterschiedliche Einsatzzwecke dienen. Es ist auch mög- lieh, den Hohlraum 7 zwischen den Decklagen 2 und 3 des Abstandstex- tils mit einer lichtabsorbierenden Flüssigkeit zu durchströmen, die als Wärmeübertragungsträger dient.
Die Ausführungsform nach Figur 3 ist als Kollektor für die solare Wär- meenergiegewinnung ausgebildet. Sie besteht aus einem beidseitig oberflächenbeschichteten offenporigen Textil in einer Höhe von mehr als 3 mm. Die zur Lichtseite gerichtete obere Beschichtung 5 ist flexibel und transparent, insbesondere farblos klar durchsichtig. Die Beschichtung 8 an der lichtabgewandten Seite ist lichtabsorbierend, insbesondere schwarz, und ebenfalls flexibel. Das Abstandstextil 1 kann als Abstands- raschelware aus Polyester oder Polyamid mit einem Fräsblechabstand von 15 mm hergestellt sein. Die Oberflächenschicht 5 ist wiederum als Transferbeschichtung ausgebildet aus einem transparentem Flüssigsili¬ kon. In die Beschichtungsmasse können Zuschlagstoffe eingearbeitet sein, die zur gezielten Veränderung der Lichtdurchlässigkeit führen.
Ebenso kann wiederum ein Topcoat als Ausrüstung gegen Verschmut¬ zungen vorgesehen sein.
Die Oberflächenschicht 8 der unteren Decklage 3 besteht aus einer e- lastischen Kunststoffmasse, die lichtabsorbierende Eigenschaften be¬ sitzt. Die Beschichtung kann derartig beschaffen sein, dass eine selekti¬ ve Absorption des einfallenden Lichts bzw. der abstrahlenden Wellen möglich ist, z.B. zur Verminderung der Energieverluste durch Abstrah¬ lung. In dem durch das Abstandstextil bereitgestellten Hohlraum 7 kann ein aufzuheizendes Medium (Flüssigkeit oder Gas) durchgeleitet wer¬ den. Das Abstandstextil bietet als Wärmetauscher eine große Oberflä- che, die für die stattfindenen Wärmeübergänge von Vorteil ist. Das auf¬ zuheizende Medium fließt durch den Hohlraum 7, ohne dass im Inneren des Hohlraumes Schläuche oder Rohre für die Führung des Mediums erforderlich sind. Lediglich (nicht dargestellte) Anschlussleitungen kön¬ nen durch geschlossene Seitenwände und/oder durch eine dichte Ober- flächenschicht hindurch geführt sein. Die Seitenwände können wieder¬ um durch das Material der Oberflächenschicht gebildet sein, wobei die dicht beieinander liegenden Abstandsfäden des Abstandstextils als Trä¬ ger für die seitliche Abdeckung dienen können. Falls erforderlich, kön¬ nen die Seitenränder auch mit einem zusätzlichen, insbesondere porö- sen Trägermaterial für die Abdichtung versehen sein.
Die Ausführungsform nach Figur 4 zeigt einen mehrschichtig aufgebau¬ ten Flachkörper, der hier speziell aus zwei aneinanderliegenden Ab¬ standstextilien mit entsprechenden Oberflächenschichten besteht. Die Ausführungsform nach Figur 4 stellt im wesentlichen eine Kombination der Ausführungsform nach Figur 1 und Figur 3 dar. Die untere Decklage 3 der Ausführungsform nach Figur 1 und die obere Decklage 2 der Aus¬ führungsform nach Figur 3 (jetzt Decklage 10) besitzen eine gemeinsa¬ me dichte Oberflächenschicht 9, die die beiden Abstandstextilien der Ausführungsform nach Figur 1 und 3 miteinander verbindet. Die Verbin¬ dung kann dadurch geschaffen werden, dass ein Abstandstextil, bei¬ spielsweise durch Aufextrudieren oder Rakeln, mit einer normal dicken Oberflächenbeschichtung versehen wird und das andere Abstandstextil auf diese Schicht aufgelegt bzw. in diese eingedrückt wird, solange sie noch plastisch ist. Es ist auch möglich, beide Abstandstextilien an ihren einander zugewandten Seite mit entsprechend dünneren Schichten zu versehen und diese dann durch Aufeinanderlegen miteinander zu ver- binden. In ähnlicher Weise können auch mehrschichtige Aufbauten aus drei oder mehr Abstandstextilien hergestellt werden.
Bei der Ausführungsform nach Figur 4 ist eine untere Oberflächen- schicht 13 als lichtabsorbierende dunkle Schicht ausgebildet. Das Licht kann durch die obere Oberflächenschicht 5 und obere Deckschicht 2 und durch die untere Deckschicht 3 die gemeinsame Zwischenoberflä¬ chenschicht 9, die obere Deckschicht 10 des unteren Abstandstextils bis zur dunklen Oberflächenschicht 13 gelangen und wird dort absorbiert, wodurch ein insbesondere flüssiges Medium, das sich über der absor¬ bierenden Schicht im Abstandstextil befindet, erwärmt wird. Wärmever¬ luste können durch das obere als Isolator dienende Abstandstextil ver¬ hindert werden. Falls erforderlich, kann auch unterhalb der absorbieren¬ den Schicht 13 nochmals ein Isolator entsprechend Figur 1 jedoch in umgekehrter Anordnung vorgesehen sein, um auch eine Isolierung nach unten zu bewerkstelligen.
Figur 5 zeigt den strukturellen Aufbau einer Ausführungsform. Ein Ab¬ standstextil 21 besitzt eine obere Decklage 22 in Form eines Kettenge- wirks mit länglichen sechseckigen Öffnungen 23. Stege 24 des Raschel- (Ketten-)gewirks sind der Einfachheit halber als Striche gezeichnet, wer¬ den aber von mehreren ineinander verwirkten monofilen Fäden gebildet. Eine untere Decklage 25, deren Stege 26 strichpunktiert dargestellt sind, ist in der gleichen Bindung hergestellt aber gegenüber der oberen Deck- läge etwas versetzt. Polfäden 27, die ebenfalls monofile Fäden sind, ver¬ laufen von bestimmten Stellen der oberen Decklage 22 zu entsprechen¬ den Stellen der unteren Decklage 25 und zwar einmal zum rechts ver¬ setzten Sechseck und das andere Mal zum links versetzten Sechseck. Dadurch ergibt sich ein schräger gekrümmter Verlauf der Polfäden 27 zwischen den beiden Decklagen. Die obere Decklage 22 ist mit einer fluiddichten aber optisch durchlässigen Oberflächenschicht 28 aus Sili¬ kon versehen. Die untere Decklage 25 trägt eine entsprechende aber schwarz eingefärbte Oberflächenschicht 29. Die Ausführungsform ent¬ spricht somit im Aufbau im wesentlichen der Ausführungsform nach Fi¬ gur 3.
Der in Figur 6 gezeigte Schnitt zeigt den Schichtaufbau der Ausfüh¬ rungsform nach Figur 5, wobei die Polfäden 27 einen im wesentlichen parallel leicht gekrümmten Verlauf von der oberen Decklage 22 zur unte¬ ren Decklage 25 zeigen, der durch die Abstandswirktechnik bestimmt ist. Demgegenüber ist aus Figur 7 deutlich zu erkennen, dass die Polfäden 27 von der oberen Decklage 22 nach rechts und nach links zu entspre¬ chenden Stellen der unteren Decklage verlaufen und sich in räumlicher Anordnung gegenseitig überkreuzen. Dadurch wird ein druckstabiler Aufbau erhalten. Durch entsprechende Wahl der Web- oder Wirktechnik können auch andere Strukturen ausgebildet werden.

Claims

Patentansprüche
1. Thermisch wirksamer Flachkörper mit mindestens einer flachen Kammer in Form eines Hohlraumes (7) zwischen zwei im wesent- liehen parallelen Decklagen (2, 3; 22, 25), die durch eine Vielzahl von linearen Abstandshaltern (4; 27) miteinander verbunden sind und im Abstand voneinander gehalten werden, wobei die Deckla¬ gen und die Vielzahl der linearen Abstandhalter von mindestens einem Abstandstextil (1 ; 21) gebildet werden und mindestens eine Decklage (2; 22) eine fluiddichte Oberflächenschicht (5; 28) auf¬ weist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Kammer mindestens eine vordere Decklage (2; 22) mit Oberflächenschicht (5; 28) aufweist, die lichtdurchlässig ausgebildet sind.
2. Flachkörper nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass er als flexible Matte (1 ; 21 ) ausgebildet ist und mindestens die Deck¬ lagen (2, 3; 22, 25) und vorzugsweise auch die Abstandshalter (4; 27) flexibel ausgebildet sind.
3. Flachkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Decklagen (2, 3; 22, 25), insbesondere die geschlossenen Oberflächen (5, 6; 28/29), elastisch dehnbar ausgebildet sind, wobei die Oberflächenschichten der Decklage vorzugsweise aus einem elastisch dehnbaren Material bestehen.
4. Flachkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei flächige Kammern vorge¬ sehen sind, die parallel aufeinander liegen, wobei mindestens eine Kammer mit einem Fluid, insbesondere einer Flüssigkeit durch- strömbar, ausgebildet ist.
5. Flachkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Kammern von einer ge¬ meinsamen Decklage (9) getrennt sind.
6. Flachkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Fäden des Abstandstextils, vorzugsweise sämtliche Fäden, Polyesterfäden sind, insbesondere solche aus einem Terephthalsäurepolyester.
7. Flachkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine vordere Decklage aus einem anderen textilen Material gebildet ist als eine hintere Decklage.
8. Flachkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Fadenmatehai, insbesondere einer vorde¬ ren Decklage (2; 22) und der Polfäden (4; 27) , lichtleitend, insbe¬ sondere selektiv lichtleitend, ist.
9. Flachkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Fadenmaterial der Decklagen (2, 3; 22, 25) in die Oberflächenschicht (5, 6; 28, 29) mindestens zum Teil ein¬ gebettet, insbesondere eingegossen, ist.
10. Flachkörper nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine äußere Oberflächenschicht (2; 28), vorzugsweise alle Oberflächenschichten (2, 8; 28, 29), mehrlagig ausgebildet sind, wobei vorzugsweise das Fadenmaterial der Decklagen in solche Lagen der Oberflächenschicht eingebettet ist, die keine nach außen weisenden Lagen sind.
11. Flachkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass äußere Oberflächenschichten schmutzab¬ weisend und/oder selbstreinigend ausgebildet sind.
12. Flachkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er als insbesondere lichtdurchlässiges Be¬ dachungselement ausgebildet ist.
13. Flachkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er als Bauelement ausgebildet ist.
14. Flachkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er als thermischer Solarkollektor ausgebil¬ det ist, wobei vorzugsweise mindestens eine Kammer eine insbe- sondere hintere Decklage aufweist, die lichtundurchlässig, insbe¬ sondere lichtabsorbierend, ausgebildet ist.
15. Flachkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er als Kühlelement ausgebildet ist.
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