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DE3017223C2 - Heizungsanlage für Gebäude - Google Patents

Heizungsanlage für Gebäude

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Publication number
DE3017223C2
DE3017223C2 DE3017223A DE3017223A DE3017223C2 DE 3017223 C2 DE3017223 C2 DE 3017223C2 DE 3017223 A DE3017223 A DE 3017223A DE 3017223 A DE3017223 A DE 3017223A DE 3017223 C2 DE3017223 C2 DE 3017223C2
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DE
Germany
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wall
heat
absorber
heating system
heat pump
Prior art date
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DE3017223A
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DE3017223A1 (de
Inventor
Gerd-Dieter 4250 Bottrop Behrendt
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RICHARD LUDOWIGS KG 5603 WUELFRATH DE
Original Assignee
RICHARD LUDOWIGS KG 5603 WUELFRATH DE
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    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F5/00Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D11/00Central heating systems using heat accumulated in storage masses
    • F24D11/02Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps
    • F24D11/0214Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps water heating system
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
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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)

Patentansprüche:
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:
DE3017223A 1980-05-06 1980-05-06 Heizungsanlage für Gebäude Expired DE3017223C2 (de)

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