DE10015876A1 - Vakuum-Isolations-Element - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Vakuumisolationspaneel beschrieben, bei dem in einer dichten Umhüllung Füllmaterial untergebracht wird. Die Umhüllung wird aus einer oder mehreren Folienflächen durch Verschweißen so gebildet, daß die Schweißnähte nicht oder nur teilweise im Bereich der Stirnflächen des VIP liegen. DOLLAR A Die Ränder des VIP sind so geformt, daß optisch dichte Stoßkanten entstehen. DOLLAR A Das VIP ist ganz oder bereichsweise mit einer Einfassung aus organischem oder anorganischem Schaum versehen, in die Befestigungselemente integriert sind und/oder geeignete Stoßkanten ausgebildet sind.
Description
Die Erfindung betrifft ein Vakuumisolationspaneel insbesondere für die Anwendung in Kühlgeräten,
mobilen Kühlboxen, Isolierelementen (z. B. Wände, Decken und Türen) für Kühlhäuser sowie den
Isolierungen für Kühlfahrzeuge mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.
Derartige Vakuumisolationspaneele bestehen üblicherweise aus einer gas- und wasserdampfdichten
Umhüllung und einem in dieser Umhüllung untergebrachten Füllmaterial.
Vakuumisolationspaneele mit Folienumhüllung sind z. B. aus DE 198 14 271 A1, DE 298 09 807 oder
DE 298 11 136.5 bekannt.
Als Füllstoff zur Herstellung solcher Paneele sind z. B. verdichtete Glasfasern, offenzellige
Kunststoffschäume, mineralische Pulver (insbesondere Kieselsäureprodukte), entgaster PUR-
Schaum aus Altgeräten und andere bekannt. Auch ist es bekannt, Füllmaterial lose in eine Umhüllung
einzufüllen und dann die Umhüllung zu evakuieren. Hierdurch erhält das Paneel seine Stabilität.
Bei den bisher bekannten vakuumdichten Folien-Umhüllungen bestehen diese Folien überwiegend
aus einem mehrlagigen Kunststoffverbund - überwiegend mit PE oder PP als Hauptkomponenten -
oder aus Kunststoff-Metall-Verbundfolien.
Wie in der Fig. 1 dargestellt, werden die für die Umhüllung benötigten Folienbeutel aus zwei
zueinander symmetrischen Folienelementen - Ober- und Unterseite - umlaufend entlang der
Außenkanten (an den Stirnseiten des späteren Vakuumisolationspanels) verschweißt.
Dadurch wird ein umlaufender Überstand bzw. Folienstreifen mit einer Breite von üblicherweise 20
bis 40 mm gebildet. Die relativ große Ausdehnung dieses nicht wärmedämmenden Streifens ist bei
den bekannten Paneelen grundsätzlich gegeben und hat im wesentlichen 2 gravierende
Funktionsmängel zur Folge, die nachfolgend näher beschrieben werden.
VIP werden in der praktischen Anwendung normalerweise nicht als alleinstehende Isolierung
eingesetzt, sondern im Verbund mit weiteren Dämmaterialien verarbeitet. So sind aus der
Kühlgeräteherstellung Lösungen bekannt, bei denen die innere Gehäusewand mit mehreren VIP
beplankt wird und die verbleibenden Zwischenräume sowohl zwischen den einzelnen VIP als auch der
Restspalt zum Außengehäuse z. B. mit aushärtendem Polyurethanschaum ausgeschäumt werden.
Die oben beschriebenen umlaufenden Siegelnähte der VIP erschweren zum einen das Applizieren
des VIP an der inneren Gehäusewand. Die verschweißten Folienstreifen müssen von Hand
umgebogen werden und beanspruchen wertvollen Einbauraum. Die üblicherweise verwendeten
Umhüllungsfolien können bei diesem Vorgang leicht beschädigt werden, so daß anschließend nicht
mehr die unbedingt geforderte Vakuumdichtigkeit gewährleistet ist und die wärmedämmenden
Eigenschaften des VIP partiell verloren gehen können.
Weiterhin weisen die so hergestellten VIP im Bereich der Schweißzone/Folienüberstände keinerlei
Dämmeigenschaften auf. In Abhängigkeit von den Eigenschaften der verwendeten Umhüllungsfolie
muß im Gegenteil mit einer deutlich erhöhten Wärmeleitung gerechnet werden, weil die Folienstreifen
im Verhältnis zum VIP sowie auch zum umgebenden PUR-Schaum eine erhebliche Wärmebrücke
darstellt.
Da die VIP wegen der umlaufenden Siegelnaht nicht dicht an dicht verlegt werden können ergeben
sich zudem meißt großflächige Areale, die nicht von den gut wärmedämmenden VIP abgedeckt sind
und somit ebenfalls eine Wärmebrücke darstellen. Bei einem Kühlschrankgehäuse bedeuten die
beschriebenen Wärmebrückeneffekte in der Regel eine Verschlechterung des Isoliervermögens um
ca. 25% gegenüber dem theoretisch möglichen Wert bei vollflächiger Umschließung mit VIP.
Im Ergebnis führt dies dazu, daß die Herstellung des gesamten Isoliergehäuses durch den oben
beschriebenen Einbauaufwand unverhältnismäßig teuer wird und erhebliche Einbußen bei der
Isolierwirkung hingenommen werden müssen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Vakuumisolationspaneel zu schaffen, bei dem die
nachfolgend geforderten Eigenschaften erfüllt sind.
- - Folienumhüllungen sind so auszubilden, daß an den Stirnflächen des VIP keine den Einbau störenden Überstände der Folie und/ oder der Schweißnähte entstehen.
- - Im Bereich der Stirnflächen des VIP sollen die Umhüllungen einen möglichst geringen Anteil zur Wärmeleitung beitragen
- - Die Stoßkanten der VIP sind so auszubilden, daß eine gleichmäßige und vollflächige Überdeckung der zu isolierenden Fläche erreicht wird
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Die Unteransprüche
enthalten Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung.
Technische Untersuchungen haben gezeigt, dass insbesondere bei einer geänderten Gestaltung der
Folienumhüllung mit einer vollständigen oder auch nur teilweisen Verlagerung der Schweißnähte auf
die Hauptflächen des VIP - gemäß Fig. 2 und 3 - sowohl die Einbaubedingungen optimiert als auch
die Isoliereigenschaften des vollständigen Aufbaues wesentlich verbessert werden.
In Versuchen hat sich bewährt, die Kanten des Füllkörpers gemäß Fig. 4 so vorzuformen, daß bei
dem fertig vakuumverpackten VIP optisch dichte Stoßkanten entstehen - z. B. Schrägen, Stufungen,
Nut- und Feder-Verbund.
Eine weiter Verbesserung wird dadurch erreicht, dass die Stirnseiten des Vakuumisolationspaneels
gemäß der bisherigen Schilderung bereits bei der Herstellung in einem zusätzlichen Fertigungsschritt
mit konventionellen Dämmstoffen, z. B. Polyurethan, expandiertem Polystyrol oder organischem
Schaum eingefaßt werden, wie in Fig. 5 gezeigt. In dieser Einfassung/Rahmen können
Befestigungselemente für das so gebildete Vakuumisolationspaneel integriert sein oder es wird auch
die Ausformung der Stoßkanten über diesen Rahmen bewerkstelligt.
Fig. 1 zeigt den bislang üblichen Aufbau von VIP und verdeutlicht die sich daraus ergebenden
Isolationsfehler
Anhand der Zeichnungen 2 bis 5 werden Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie die
erfindungsgemäßen Vorteile erläutert.
Fig. 2 zeigt einen Querschnitt (2a) durch und die Aufsicht (2b) auf das erfindungsgemäße
Vakuumisolationspaneel mit vollkommen verdeckten Schweißnähten
Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch (3a) und die Aufsicht auf (3b) das erfindungsgemäße
Vakuumisolationspaneel mit teilweise verdeckten Schweißnähten
Fig. 4 zeigt einen Querschnitt der Stirnseite des erfindungsgemäßen VIP mit vorgeformten
Stoßkanten
Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch die Randzone des erfindungsgemäßen VIP mit Einfassung
In allen Figuren sind Folienumhüllungen mit 1 bezeichnet. Die verschweißten Zonen dieser
Umhüllungen sind mit 1a gekennzeichnet. Die Stirnflächen des VIP tragen die Bezeichnung 2. In der
durch die Schichten 1 gebildeten Umhüllung ist Füllmaterial 3 eingefüllt. Eine zusätzliche Einfassung
ist mit 4 gekennzeichnet.
Claims (21)
1. Vakuumisolationspaneel für den Einsatz in Kühlgeräten, mobilen Kühlboxen, Kühlwagen und
Kühlhäusern, beinhaltend eine gas- und wasserdampfdichte, mechanisch beständige Umhüllung
und ein in der evakuierten Umhüllung untergebrachten Füllmaterial geringer Wärmeleitfähigkeit,
dadurch gekennzeichnet, dass die die Umhüllung bildenden Folien (1) so miteinander
verschweißt sind, daß die Verbindungszone (1a) nicht oder nur bereichsweise an den
Stirnflächen (2) des VIP angeordnet sind.
2. Vakuumisolationspaneel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnflächen (2) so
ausgeformt sind, daß mehrere VIP ohne optisch freien Durchgang aneinanderstoßen.
3. Vakuumisolationspaneel nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das
gesamte Isolationspaneel einen Rahmen bzw. eine Einfassung aus konventionellen
Dämmstoffen aufweist, in die Befestigungselemente für den Einbau des Paneels integriert sind.
4. Vakuumisolationspaneel nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff
rahmen so geformt ist, daß mehrere VIP ohne optisch freien Durchgang aneinanderstoßen
können.
5. Vakuumisolationspaneel nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Einfassung nur bereichsweise erfolgt.
6. Vakuumisolationspaneel nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
Einfassung aus Polyurethan- Hartschaum besteht.
7. Vakuumisolationspaneel nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
Einfassung aus expandierten Polystyrol besteht.
8. Vakuumisolationspaneel nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
Einfassung aus einem mineralischen Schaum besteht.
9. Vakuumisolationspaneel nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoff-Folie
für die Umhüllung PE oder PP ist.
10. Vakuumisolationspaneel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Kunststoff als
Laminat mit mehreren, gegebenenfalls verschiedenen Kunststoffschichten ausgebildet ist.
11. Vakuumisolationspaneel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die
Kunststoffumhüllung ganz oder teilweise mit diffusionshemmenden Stoffen beschichtet ist.
12. Vakuumisolationspaneel nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass diese
diffusionshemmende Schicht ein Metall oder Metalloxid ist.
13. Vakuumisolationspaneel nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung eine
SOL-GEL-Schicht mit SiOx-Bestnadteilen ist.
14. Vakuumisolationspaneel nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die
Verbindung (1a) zwischen den Deckschichten (1) durch Schweißen erfolgt.
15. Vakuumisolationspaneel nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung unter
hohem Druck erfolgt.
16. Vakuumisolationspaneel nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass
diese Verbindungslinie geformt, insbesondere mänderförmig gewellt ist.
17. Vakuumisolationspaneel nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass in
die durch die Deckschichten (1) und die Randzone (1a) gebildete Umhüllung ein loses
Füllmaterial (3), z. B. Schaumglasgranulat und/oder Kieselsäure eingebracht ist.
18. Vakuumisolationspaneel nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllkörper (3)
sowie das gesamte VIP nachträglich formbar ist.
19. Vakuumisolationspaneel nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der
Füllkörper durch mehrere nebeneinander angeordnete Teilfüllkörper gebildet ist.
20. Vakuumisolationspaneel nach einem der Ansprüche 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass
die Teilfüllkörper unterschiedlich ausgebildet sind.
21. Vakuumisolationspaneel nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass eine
Kombination von organischem Schaum z. B. Recyclingpolyurethan oder Polystyrol und/oder
Kieselsäure und/oder Glasfaser und/oder Blähglas als Füllmaterial verwendet wird.
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