DE3017223C2 - Heizungsanlage für Gebäude - Google Patents
Heizungsanlage für GebäudeInfo
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Description
a) mindestens eine Hauswand ist als Absorber (3) ausgebildet;
b) außen vor dem Absorber (3) ist mit Abstand von diesem eine weitere Wand (1) so angeordnet,
daß ein Luftspalt (2) zwischen beiden verbleibt, wobei die Wand (i) einen Wärmespeicher bildet;
c) der Luftspalt (2) mündet mindestens am unteren und oberen Ende der äußeren Wand (1) nach
außen, und das Hausdach (7) übergreift die obere Mündung.
2. Heizungsanlage nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet,
daß die als Wärmespeicher dienende Wand (1) dunkel eingefärbt ist.
3. Heizungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zvrschen Wärmepumpe
(9) und Absorber (3} ein Wärmepuffer (8) eingeschaltet ist.
4. Heizungsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß als Wärmepuffer (8) ein erdgelagerter, wärmegedämmter Stahltank vorgesehen ist.
40
Die Erfindung betrifft eine Heizungsanlage für Gebäude,
bestehend aus einer Wärmepumpe, einem an diese primärseitig angeschlossenen Absorber in Form einer
Platte aus wasserundurchlässigem Beton mit relativ zum Gebäude innenliegender Wärmedämmung sowie
einem sekundärseitig mittelbar über eine Wärmepumpe angeschlossenen Verbraucher, wobei der Absorber ein
in den Beton eingegossenes Leitungssystem mit einer Zu- und einer Ableitung aufweist, die jeweils mit der
Wärmepumpe verbunden sind und so den Kollektorkreislauf bilden.
Eine derartige Heizungsanlage ist aus der BE 8 76 063 bekannt. Dabei ist das Gebäudedach als Absorber ausgebildet.
Hierdurch ist zwar die Beheizung von Gebäuden möglich, jedoch ist die erzielbare Leistung relativgering
und zudem allenfalls nur eine geringe zeitlich verzögerte Abgabe von durch Sonneneinstrahlung aufgenommener
Wärmeenergie möglich.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Heizungsanlage für ein Gebäude mit einem
Absorber zu schaffen, die eine höhere Leistung zu erbringen in der Lage ist, indem sie weitgehend unabhängig
von der direkten Sonneneinstrahlung arbeiten kann und die durch den Tagesablauf bedingte wechselnde
eingestrahlte Sonnenenergie verzögernd und damit ausgleichend abgeben kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß mindestens eine Hauswand als Absorber ausgebildet,
außen vor den Absorber mit Abstand von diesem eine weitere Wand so angeordnet ist, daß ein Luftspalt zwischen
beiden verbleibt, wobei die Wand einen Wärmespeicher bildet, und der Luftspalt mindestens am unteren
und oberen Ende der äußeren Wand nach außen mündet und das Hausdach die obere Mündung übergreift.
Die Wände haben üblicherweise erheblich geringere Stärke als Betondächer, so daß deren Masse nur unzureichend
als Speicher dienen kann.
Durch die Vorlagerung einer zweiten Wand, die um Luftspaltstärke von der ersten distanziert ist, wird eine
erheblich größere Kollektorfläche geschaffen, bzw. die bei Bauwerken häufig vorgelagerte Verkleidungswand
als Wärmespeicher genutzt Dies kann funktionsgerecht und bei gutem Wirkungsgrad nur durch die Luftspaltbildung
geschehen.
Die Ausbildung der inneren Wand aus wasserundurchlässigem Beton ist vorgesehen, um das Druchtrelen
der AuBennässe ins Gebäudeinnere zu verhindern. Die Wärmeübertragung von der Außenwand auf die
Innenwand erfolgt durch Strahlung und Konvektion (Speicher an Luft, Luft an Wand). Der Wärmespeicher
wird z. B. durch Sonneneinstrahlung geladen.
Jedoch ist der Wärmetransport von Außenwärme an die Wärmepumpe auch ohne Sonneneinstrahlung möglich.
Die durch den Luftspalt z. B. infolge Kaminwirkung von unten nach oben strömende Luft enthält eine mehr
oder weniger große Feuchte.
Die Luftfeuchtigkeit kondensiert an der Außenfläche der inneren Wand aus, weil dieser Wand ständig Wärme
entzogen wird (von der Wärmepumpe). Durch die Änderung des Aggregatzustandes wird eine erhebliche zusätzliche
Energiemenge freigesetzt, die unmittelbar (durch Wärmeleitung) auf die innere Wand und die eingelagerten
Leitungen, die mit Transportmedium gefüllt sind, übertragen.
Je Liter Wasser ist der Energiegew mil durch Kondensation
etwa gleich dem zehnfachen Energiebetrag der zur Aufheizung einer gleich großen Wassermenge von
45°C auf 1000C notwendig ist. Die je nach Ausbildung
und Höhe des Luftspaltes erhebliche Strömungsgeschwindigkeit der Luft ist der Energiezufuhr förderlich.
Insgesamt ist die erzielbare Heizleistung ganz erheblich, so daß ein entsprechend ausgebildetes Gebäude
monovalent damit beheizt werden kann.
Die erzielbare Verzögerung zwischen Energieaufnahme der Außenwand und Abgabe an den Absorber ist
einer Vergleichmäßigung des Wärmetransportes förderlich.
Zwar sind aus der DE-OS 24 26 248 und DE-B. Bernd
Stoy, »Wunschenergie Sonne«, Energie-Verlag GmbH, 1978, Seite 74, Absorber bekannt, die durch Glasscheiben
abgedeckt sind und dazwischen einen Luftspalt bilden, wobei der Absorber mit der im Gebäude befindlichen
Luft beaufschlagt wird, die gegebenenfalls auch mit Umgebungsluft ausgetauscht werden kann. Jedoch
ist die Glasscheibe weder als Wärmespeicher ausgebildet noch brauchbar, so daß eine Lösung der erfindungsgemäßen
Aufgabe hierdurch nicht erreichbar ist.
Besonders vorteilhaft ist, daß die als Wärmespeicher dienende Wand dunkel, z. B. schwarz, eingefärbt ist.
Dadurch wird die Speicherfunktion verbessert, da die Wärmeaufnahme (aus Sonneneinstrahlung) gefördert
wird.
Weiterhin ist vorteilhaft, daß zwischen Wärmepumpe
und Kollektor ein Wärmepuffer eingeschaltet ist, zum
Beispiel ein erdeingelagerter, wärmegedämmter StahltankDamit kann eine noch gleichmäßigere Verteilung
der Wärmeenergie über längere Zeiträume, z. B. über eine Nacht, erfolgen.
Zur Vermeidung des Eindringens von seitlichen Windströmungen kann es vorteilhaft sein, wenn an den
Gebäudeecken die äußeren Wände den Luftspalt seitlich Oberdeckend angeordnet sind.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausf ührungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 eine Heizungsanlage schematisch;
F i g. 2 eine Seitenwand im Schnitt im Maßstab 1 :23-
Die Heizungsanlage besteht aus einem Hausdach 7 aus wasserundurchlässigem Beton mit einem eingegos- is
senen Leitungssystem (BE 8 76 063) und einer Wandkonstruktion gemäß der Erfindung, die noch näher erläutert
wirti, einem als Wärmepuffer 8 dienenden Wärmespeicher,
einer Wärmepumpe 9 und weiteren üblichen Aggregaten. Die Wandkonstruktion ist in Fig.2
deutlich ersichtlich.
Dabei ist die Wand 1 eine möglichst massive Vorsatz schale aus Klinkern, Riemchen, Fassadenplatten aus Asbestzement,
Sichtbeton-Fertigteilen oder dergleichen, insbesondere mit dunkler zum Beispiel schwarzer Oberfläche.
Ferner befindet sich in dem Luftspalt 2 eine Luftschicht, die mit der Außenluft in Verbindung steht und
einen offenen Kreislauf zum Transport der Wärmeenergie bildet
Der Absorber 3 ist eine tragende Betonwand mit statischer Mindestbreite von 12 cm, in die Kunststoffrohre
von 2 cm Durchmesser mäanderförmig verlegt und eingegossen sind, wobei der Rohrabstand ca. 8 bis 12 cm
beträgt, die Rohre mit Soleflüssigkeit gefüllt sind, z. B. Wasser mit Frostschutzmittel, und einen geschlossenen
Kreislauf bilden, dessen Zu- und Ablauf über eine Förderpumpe mit dem Wärmepuffer 8 verbunden sind. Die
Wärmedämmung 4 besteht aus einer mindestens 5 cm starken Wärmedämmung aus nichtbrennbarem Material
wie Steinwo"e oder dergleichen, die Dampfsperre 5 ist z. B. eine Aluminiumfolie und die Innenplatte 6 wird
durch eine ca. 12,5 mm starke Gipskartonplatte oder Mauerwerksschale und Putz gebildet.
Die Elemente 4, 5 und 6 können als Verbundplatte fabrikationsmäßig in einem Arbeitsgang montiert werden.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, erfolgt die Beheizung des
Gebäudes mittels Fußbodenheizung 10, die niedrige Vorlauf temperaturen ermöglicht.
Der wesentliche Effekt (irr Wandkonstruktion ist folgender:
Die äußere Wand 1 nimmt durch Sonneneinstrahlung 11 Wärme auf, speichert sie und gibt sie verzögert an
den Absorber 3, die innere Wand und damit an die Sole
ab.
Die Luftfeuchte der durch den Luftspalt 2 strömenden Luft, die wärmer als der Absorber 3 ist, kondensiert
auf dem Absorber 3 aus und führt diesem zusätzliche Wärmeenergie zu. Der Absorber 3 dient im übrigen
gleichzeitig als Speicher und Energietransportträger. Zudem ist dureh die Einbettung deF Rohrleitungen in
den Absorber 3 sichergestellt, daß sie nicht zufrieren können. Als Wärmepuffer 8 kann z. B. ein Wärmespeicher
der Fa. Thyssen (Prospekt Nr. 0501-0379) Verwendung finden. b5
Die Funktion der Heizungsanlage beruht auf dem Prinzip, daß der Absorber 3 durch ständigen Wärmeentzug
vom WärmcDuffcr 8 bzw. von der Wärmepumpe 9 kälter als die Umgebungstemperatur gehalten wird, was
ihn zum Tag- und Nacht-Betrieb befähigt und von der Sonneneinstrahlung unabhängig macht.
Selbst die Luftfeuchte oder auch Eis werden als Energielieferant benutzt. Die besonders häufige nasse Kälte
ist sehr günstig für den Betrieb der Heizungsanlage. Bei sehr heißem Wetter mit hoher Sonneneinstrahlung wird
durch die Speicherwirkung der Wand I und des Absorbers 3 eine Überhitzung des Systems verhindert, weil
die überschüssige Wärme wieder an die Außenluft abgegeben wird.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
1. Heizungsanlage für Gebäude, bestehend aus einer Wärmepumpe, einem an diese primärseitig angeschlossenen
Absorber in Form einer Platte aus wasserundurchlässigem Beton mit relativ zum Gebäude
innenliegender Wärmedämmung sowie einem sekundärseitig mittelbar über eine Wärmepumpe
angeschlossenen Verbraucher, wobei der Absorber ein in den Beton eingegossenes Leitungssystem mit
einer Zu- und einer Ableitung aufweist, die jeweils mit der Wärmepumpe verbunden sind und so den
Kollektorkreislauf bilden, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
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