AT502567B1 - Energieaustausch-einrichtung und deren nutzung - Google Patents

Description

2 AT 502 567 B1

Wir leben in einer Zeit, in welcher sich massive Klimaänderungen abzeichnen und sich mit Sicherheit die Auffassung von der Funktion des Daches und der Fassadenflächen von Gebäuden künftig grundlegend ändern wird. Die Verknappung und Verteuerung fossiler Energie beschleunigt diesen längst fälligen und notwendigen Bewusstseinswandel. Dach und Fassaden-5 flächen, Balkonverkleidungen u.dgl. hatten bisher vornehmlich nur eine Schutzfunktion vor Außen- und Umwelteinflüssen, wie Wärme, Kälte und Feuchtigkeit.

In Zukunft werden die genannten Flächen einen wichtigen Energielieferanten mit kurzem und sicheren Energietransportwegen darstellen. 10

Seit mehreren Jahrzehnten haben sich Flächen-Solarabsorber aus dunklem flexibeln Kunststoff, wie z.B. Polypropylen, beispielsweise für die Schwimmbad-Wassererwärmung bestens bewährt. Es geht nun darum, diese Absorber in besonderem Maß den Bedürfnissen der ganzjährigen Energieversorgung von Gebäuden, wie Büro- und Wohnhäusern, Fabriken und ande- 15 ren mit Wärme zu versorgenden Nutzgebäuden anzupassen. Dadurch wird die Solarenergie nicht nur im engeren Sinne, also eben bei wolkenfreiem Himmel, sondern auch bei Wolken im Winter, also die diffuse Energiestrahlung und die Umgebungswärme günstigerweise mit Hilfe einer Wärmepumpe oder aber direkt effektiv verwertet. 20 Es findet hierbei eine Nutzung folgender Umweltenergien bei Tage und Nacht, und dies besonders auch im Winter, statt; wobei folgende Energieträger zu nennen sind:

Wind und stillstehende Luft: Regen: Kondensationswärme: Erdwärme u. dgl.: Latentwärme Wasser/Eis 25 wenn die Außentemperatur z.B. höher als +3°C liegt wenn die Außentemperatur z.B. höher als +3°C liegt bei hoher Luftfeuchtigkeit mit Hilfe eines Wärmetauschers in einem Erdspeicher od.dgl. mit Hilfe eines Wärmetauschers in einem Erdspeicher od.dgl.

Die EP 39379 A2 zeigt einen Energie-Kollektor, der prinzipiell dreischichtig gebaut ist. Aller-30 dings weist die aus dieser EP-A2 hervorgehende Dreischicht-Verbundplatte nur nach einer Seite hin gerichtete und verschieden große - pyramidenstumpfartige - und nicht kegelstumpfförmige Noppen in ihrer Mittelschicht auf und außerdem ist diese bekannte Wärmetauschplatte auf eine Durchströmung mit Luft, also mit einem gasförmigen Medium beschränkt. 35 Es wurde im Zuge eingehender Untersuchungen gefunden, dass sich die gemäß dieser EP-A2 einzusetzenden Dreischichtplatten für eine Durchströmung mit einem flüssigen Medium nicht oder höchstens nur sehr bedingt eignen.

Bei einer Durchströmung dieser Platten mit Wasser, also mit einem flüssigen Medium, hat sich 40 gezeigt, dass sie - u.a. vermutlich infolge der pyramidalen Kanten der Mittelschicht-Noppen -einen erheblich hohen hydraulischen Widerstand produzieren und außerdem, wie sich weiter zeigte, ungleichmäßig und insbesondere nicht bis in die Rand- und Eckenbereiche optimal und gleichmäßig durchflutet werden. Gerade eine gleichmäßige Durchflutung aller Bereiche der Energiematte ist jedoch wichtig für die Effizienz einer solchen. 45

Im Rahmen aufwendiger Versuche wurde an sich unerwartet gefunden, dass gerade Verbundplatten, welche in ihrem Aufbau genau den kumulierten Gegenständen der Ansprüche 1 bis 8 der EP 1215037 A1 entsprechen und handelsüblich sind, die jedoch bisher immer nur als hochbelastbares Wand- und Verpackungsmaterial eingesetzt worden sind, einen optimalen und so gleichmäßigen Strom einer Wärmeträgerflüssigkeit, also meist Wasser, sicherstellen.

Die DE 28 16 970 A1 beschreibt einen Wärmetauscher, der aus zwei einen Zwischenraum bildenden parallelen Platten besteht. Die Hohlräume und die Sammelkanäle für die Durchströmung mit Wärmeträgermedium werden dadurch gebildet, dass eine mit Profil versehene untere 55 Platte mit der oberen Platte verschweißt, verlötet oder verklebt wird. 3 AT 502 567 B1

Der US 6,591,557 B1 können Befestigungselemente für plattenförmige Wärmetauscherelemente mit Klammerprofilen, Dichtungen und Anschlüssen entnommen werden.

Gegenstand der Erfindung ist nun eine neue Energieaustausch-Einrichtung mit Energiematten, 5 insbesondere mit Energie- bzw. Wärme-Aufnahme- und/oder -Abgabeplatten für Heizkörper, Wand-, Boden- und Deckenheizplatten, Energieabsorptionselemente für Außenwände, Baikone und Dächer von Gebäuden, selbständige Energieabsorptionskörper und dgl., welche die aus dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 hervorgehenden Merkmale aufweist. io Die hier in neuer Weise verwendeten Dreischicht-Hohlraumplatten sind, wie oben kurz erwähnt, bisher nur für einen ganz anderen Zweck, nämlich nur als hochsteife, robuste Wandungselemente, als Werkstoff für Verpackungen, Gehäuse u.dgl. eingesetzt worden.

Es wurde gefunden, dass diese Art von Wandelementplatten in ihrem Inneren einen nur von 15 den Steg- bzw. Verbindungskörpern zwischen den Deckplatten unterbrochenen, jedoch insgesamt durchgängigen Hohlraum aufweisen, was sie als kostengünstige, mechanisch und energietechnisch hervorragende, flächige bzw. plattenartige Wärme- bzw. Energietauschelemente geeignet macht. 20 Einige Eigenschaften, technische Details und Anwendungsgebiete der gemäß der Erfindung für den neuen Zweck als universale Energiematten eingesetzten Dreischicht-Hohlraumplatten sind folgende: - Lebenserwartung von mehr als 30 Jahren 25 - Beständigkeit gegen UV-Strahlen, Ozon und chemische Luftverunreinigungen

- Temperaturbeständigkeit z.B. von -30°C bis +100°C; Brandklasse im Fall von Polypropylen: B II - die Stillstandstemperatur wird z.B. auf max. 90°C eingestellt, damit es zu keiner Überhitzung der gesamten Anlage selbst bei längerem Stromausfall in Hitzeperioden od. dgl. kommt. 30 - hagelsicher bis zu bisher bekannt gewordenen Hagelkorngrößen - begehbar, schnell montierbar und leicht austauschbar - vollflächige Durchströmung mit dem Wärmetauschmedium, vorteilhafterweise mit reinem Regenwasser, kürzeste Wege von z.B. 0,9 mm Materialdicke für die Wärmeleitung der Umweltenergien zum wärme-abtransportierenden Wasser 35 - günstige Kosten für die nun neu als Absorber eingesetzten Dreischicht-Hohlraumplatten, sodass große Flächen wirtschaftlich installiert werden können, sowie - schnelle Montage und somit geringe Montagekosten.

Diese nun als neue Energiematten verwendeten Dreischicht-Platten sind in vielfältiger Weise 40 nutzbar:

Als Energiequelle: - Installation auf allen Dachflächen, Baikonen, Fassaden u. dgl. von Gebäuden jeglicher Art. 45 Schnelle Nachrüstung bei schon vorhandenen Dächern, Altfassaden u.dgl.. - schneller Auf- und Abbau, wenn z.B. das gesamte Dach zu einem späteren Zeitpunkt erneuert werden soll - Mobilität in Folge schneller Austauschmöglichkeit der Energiematten bei Beschädigung derselben durch äußere Gewalt so - wenn z.B. genügend Fläche in einem Garten vorhanden ist und die Optik akzeptabel ist, können die neu als Energieabsorber eingesetzten Platten ganzjährig aufgestellt werden und für die Energielieferung dienen und sind gewünschtenfalls jederzeit schnell wieder abbaubar. - Nutzung nicht ganzjährig, sondern nur in der Heizperiode: die Energiematten sind im Oktober, schnell aufgebaut und im April wieder rasch abgebaut. Den ganzen Winter über können die 55 Energiematten - ja nach Wettersituation - Wärmeenergie für die Wärmepumpe oder direkt in die 4 AT 502 567 B1

Heizungs- bzw. Warmwasser-Speicher liefern. - die belegte Fläche, z.B. im Vorgarten, ist von April bis Oktober uneingeschränkt für andere Zwecke nutzbar. Einmal eingebaute Zuführrohre in der Erde sind unsichtbar. Der Auf- und Abbau der Energiematten benötigt z.B. max. 2 Mannstunden und kann von den örtlichen Sys- 5 tempartnern oder vom Eigentümer selbst problemlos erledigt werden. - als Energie-Verteiler bzw. -Emittent, Heizplatten bzw. -körper - als Fußboden-, Wand- und Deckenheizungsplatten für mobile Wände, z.B. in Verkstätten - als Wärmetauscher, wie z.B. als Plattenwärmetauscher, oder in Zisternen als Erdreichwärmetauscher 10

Ganz wesentlich von Vorteil sind weiters die hohe Steifigkeit, Verzugsfestigkeit und Robustheit der - aus den genannten, bis jetzt nur als Verpackungs-, Wand- und Gehäusematerial bekannten und verwendeten - Dreischicht-Hohlraumplatten gemäß EP 1 215 037 A1. 15 Bevorzugte Ausführungsformen der neuen Einrichtung sind in den Ansprüchen 2 bis 5 geoffen-bart, wobei die Ansprüche 2 und 3 die einzusetzenden Dreischicht-Hohlraumplatten und die Ansprüche 4 und 5 verschiedenes Zubehör für deren Installation, Montage od. dgl. betreffen.

Hierbei ist zu betonen, dass die in neuer Weise eingesetzten Dreischicht-Hohlraumplatten in 20 jeder Farbhaltung erhältlich sind und sich als äußerst robuste, in jedes Format zuschneidbare und daher an jede Situation und Gegebenheit anpassbare, hochflexibel ersetzbare Energieab-sorptions- und -emissionsplatten bewähren.

Die erfindungsgemäß einzusetzenden Dreischicht-Hohlraumplatten haben weiters folgende 25 wesentliche Vorteile: Sie sind mit drei Schichten gebildet, welche miteinander verschweißt sind; nämlich mit zwei glatten Deckschichten sowie mit einer an beide Deckschichten gebundenen Noppen-Mittelschicht. Da die Noppen zweiseitig sind und geringe Höhe aufweisen, wird eine hohe mechanische Druckfestigkeit erreicht. Die vorzugsweise symmetrische Pyramidenstumpf-Struktur erzeugt Hohlräume, durch welche das besonders geringe Gewicht, sowie die plane 30 Außenflächen erreicht werden, und sie ermöglicht grundsätzlich ungehemmten Durchfluss eines Wärmetauschmediums nach allen Seiten hin. Als Energietauschplatten verwendet, weisen sie folgende Vorteile auf: Sie besitzen sehr geringes Gewicht, sind sehr druck- und stoßbelastbar, haben eine glatte "plane" Oberfläche, sind verrottungsfest und feuchtigkeitsbeständig, sind schmutzabweisend, individuell färbbar und lange haltbar. Sie sind bis jetzt nur für feste Kisten 35 und Behälter, isolierende Ummantelungen für Einsätze, für Verpackungen, Versteifungen, Trennwände, Verkleidungen u.dgl. verwendet worden.

Im Rahmen der Erfindung besteht ein weiterer wesentlicher Gegenstand in einem Verfahren zur Nutzung von Umwelt- und Strahlungsenergie, wobei dem sich in einem Speicherbehältnis, 40 insbesondere Erdspeicherbehältnis, befindlichen als Energietauschfluid befindlichen Vorrat an Wasser, insbesondere Regenwasser, mittels eines, bevorzugt als Wendel od. dgl. ausgebildeten, Primärkreislaufs einer Wärmepumpe Wärmeenergie entzogen und über deren Sekundärkreislauf an Wärmenutzungsstellen, insbesondere an Heizkörper- und/oder Warmwasserberei-tungs-Anlagen abgeführt wird, insbesondere unter Einsatz der Energietausch-Einrichtung nach 45 einem der oben erwähnten Ansprüche 1 bis 5, welche vorzugsweise mit den wie dort genannten Energiematten bzw. -platten ausgebildet ist und welches die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 6 im Einzelnen niedergelegten Merkmale umfasst.

Die Ansprüche 7 bis 10 haben im Rahmen der Erfindung besonders bevorzugte Ausführungs-50 formen des neuen Umweltenergie-Nutzungsverfahrens gemäß Anspruch 6 zum Gegenstand.

Eng im Zusammenhang mit den Gegenständen und den Merkmalen der Ansprüche 7 bis 10 steht die Anlage zur Nutzung von Umwelt- und Strahlungsenergie, wobei dem sich in einem Speicherbehältnis, insbesondere Erdspeicherbehältnis, befindlichen als Energietauschfluid 55 eingesetzten Wasser, insbesondere Regenwasser, mittels eines, bevorzugt als Wendel od. dgl. 5 AT 502 567 B1 ausgebildeten, Primärkreislaufs einer Wärmepumpe Wärmeenergie entzogen und über deren Sekundärkreislauf an Wärmenutzungsstellen, insbesondere an Heiz- und/oder Warmwasserbe-reitungs-Anlagen abführbar ist, gemäß Anspruch 11, wobei diese Anlage die dem kennzeichnenden Teil dieses Anspruches 11 zu entnehmenden Merkmale aufweist. 5

Die neue Anlage weist vorteilhafterweise verschiedene bevorzugte Ausbildungsformen auf, wie sie in den Ansprüchen 12 bis 19 im Einzelnen geoffenbart sind.

Ganz wesentlich ist bei dem neuen Wärmetauschverfahren, dass es im Unterschied zu allen io bisher bekannten Durchfluss-Methoden diskontinuierlich arbeitet, wobei die schräg oder senkrecht angeordneten Energieaustauschplatten, z.B. von einem Mediums-Speicher aus mit Wärmetausch-Medium, insbesondere mit gefiltertem Regenwasser, gefüllt werden, dasselbe beispielsweise bis zu einer jeweils aufgrund der Umweltbedingungen erreichbaren oder einer jeweils eingestellten Temperatur dort belassen und erwärmt wird und dass dann dieses erwärm-15 te Wärmetausch-Medium wieder in den Wasserspeicher abfließen und für dessen Wärme-Aufladung sorgt, oder aber gleich durch die Wärmenutzungsgeräte strömen gelassen wird.

Es läuft also erfindungsgemäß nicht durchgehend eine Mediums-Kreislauf- bzw. Umlaufpumpe, welche sowohl Zu- als auch Abläufe in die und aus den Energiematten benötigt, und es wird 20 das Medium für die Aufnahme von Wärme nur durch jene Rohre, Armaturen u.dgl. geleitet, welche für die Befüllung der Energieaustauschplatten notwendig sind, da hier Mediums-Zu- und Ablaufrohre zu den bzw. aus den Energietauschplatten miteinander identisch sind. Es ist somit bei dieser neuen Arbeitsweise bzw. Anlage der Aufwand an Pumpenergie und Installationsmaterial besonders gering. 25

Dem neuen Verfahren bzw. der neuen Anlage zur Nutzung von Umweltenergie liegen mehrere erneuerbare Energiequellen und mindestens Quellen für Wärmerückgewinnung zugrunde, die für eine Wärmepumpe hervorragende Energielieferanten sind: 30 Die Energieaustauschkörper insbesondere -platten in verschiedenen Anwendungsvarianten: Zurückgepumptes glykol- und kalkfreies, gefiltertes Regenwasser wird in die Energieaustauschplatten zur Gewinnung von Umweltenergie eingepumpt und nach jeweils entsprechender Zeit wieder zurückfließen gelassen. 35 Das Erdreich um den Erdspeicher hält eine relativ konstante Temperatur.

Dem Regenwasser in dem Erdspeicher kann man beim Übergang zur Eisbildung große Energiemengen entziehen, da die Latenzwärme 84 KWh/m3 beträgt. 40 Es ist die Rückgewinnung von oft bereits teuer bezahlter Energie aus Abwasser und Abluft möglich.

Mit Hilfe dieser Energiequellen produziert die Wärmepumpe mit relativ geringem elektrischen Energieaufwand das gesamte Heizungs- und Brauchwasser mit Temperaturen von bis zu 55°C, 45 im Extremfall bis zu 65°C. Öl-, Gas- oder Pellets-Zentralen sind auf diese Weise bei einem Neubau nun nicht zusätzlich notwendig. In Altbauten kann die Wärmepumpe schon vorhandene Energiezentralen stark entlasten und bis zu 80% Energie sparen. 50

Das System kann optimal alle Quellen verbinden und der Wärmepumpe die benötigten Energien zuführen:

Wenn die Energieaustauschplatten mehr als +3°C Oberflächentemperatur haben, wird, soweit, 55 wie fast immer der Fall, eine Temperaturdifferenz zum Erd-Speicherwasser besteht, das als 6 AT 502 567 B1 Wärmeaustauschmedium bevorzugt eingesetzte, gefilterte Regenwasser in die Energieaustauschplatten gepumpt. Die Nutzung erfolgt auf folgende Weise: 1. ) Liegt das nach einiger Zeit zurückfließende Regenwasser im Temperaturbereich zwischen 5 +3°C und z.B. +20°C wird es direkt in den Energiespeicher geleitet und steht entweder sofort der Wärmepumpe zur Verfügung oder es wärmt, wenn dieselbe gerade nicht läuft, das Wasser im Erdspeicher und/oder das denselben umgebende Erdreich auf. 2. ) Bei Temperaturen von über +20°C kann das von den Energiematten auf dem Dach kom-io mende Medium, also Regenwasser, direkt und ohne Einschaltung der Wärmepumpe einem

Speicher für eine Fußbodenheizung über einem Wärmetauscher zugeleitet werden und fließt erst danach in den Erdspeicher zurück.

Jegliche momentan nicht genutzte Energie die von den Energieaustauschplatten stammt, wird 15 mit dem Mediums-Wasser im Erdspeicher oder in Keller-Tanks gespeichert und bei Bedarf, insbesondere in frostigen Winternächten, von der Wärmepumpe abgerufen.

Weiters ist folgender Vorteil gegeben: Ein schneefreies Dach ist eine wesentliche Voraussetzung für die Funktion des Verfahrens und der Anlage in Schneegebieten. Die Energieplatten auf 20 dem Dach, im Garten oder sonstwo können mit einer z.B. von Hand aus einzuschaltenden Abrutschvorrichtung versehen werden, mittels welcher kurz vorübergehend Speicherwasser in die Energieplatten gepumpt wird, wodurch der Schnee nach kurzer Zeit abrutscht. Während dieser Zeit springt die Wärmepumpe günstigerweise nicht an, damit das dem Energieaustauschkörper zugeführte Wasser möglichst warm ist. 25

Die Wärmepumpe erhält ihre Quellenenergie vorteilhaft allein über die Wärmetauschplatten aus dem Erdspeicher. Der Kältekreis enthält Glykol, sodass ein Einfrieren desselben bis -8°C nicht eintritt. 30 Wenn man alle einmaligen und laufenden Kosten einer Öl-, Gas- oder Pelletsanlage einrechnet, dann ist eine Energiematten-Anlage letztlich nicht teurer. Sie erspart je nach Randbedingungen, 60 bis 80% der Energie, die kostenlos von der Umwelt zugeliefert wird, und belastet die Umwelt nur minimal durch den Strom für die Wärmepumpe. 35 Die erfindungsgemäße Wärmetausch-Anlage ist völlig unbedenklich in Grundwasser-Schutzgebieten ersetzbar, da lediglich etwa 20 Liter glykolhaltiges Wasser mit einer Frostschutzgrenze von -8°C zwischen der Wärmepumpe und dem in dem Erdspeicher oder in dem Keller-Tank befindlichen Wärme-Tauscher zirkuliert. Selbst bei einer sehr unwahrscheinlichen Undichtheit in diesem Kreis würde das geringfügig glykolhaltige Wasser in dem Erdspeicher verbleiben und 40 bloß mit mehreren tausend Litern Regenwasser vermischt werden.

Nicht zuletzt ist die völlig andersartige neue Verwendung der bisher insbesondere für Verpackungszwecke od. dgl. vorgesehenen und verwendeten Dreischicht-Hohlraumplatten gemäß Anspruch 20 in allen möglichen Varianten ein weiterer wesentlicher Gegenstand der voriiegen-45 den Erfindung.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung im Folgenden näher erläutert:

Es zeigen die Fig. 1 eine besonders bevorzugte neue Wärmetausch-Anlage für Heiß- und Heiz-50 wasserbereitung mit Umweltenergie-Absorptionsplatten, welche vorteilhafterweise durch Dreischicht-Hohlraumplatten mit vorzugsweise eben nur einem wesentlichen Anschluss für die Wärmetausch-Mediums-Zu- und -Abführung gebildet sind, während der an den Energieaustauschplatten im wesentlichen an der jeweils höchsten Stelle angeordnete, Überlauf zur Belüftung dient, damit keine schmutzige Luft ständig angesaugt wird, die Fig. 2 bis 5 die Halterung 55 der Wärmetauschplatten und die Wärmetauschplatten selbst und die Fig. 6 einen der Anschlüs- 7 AT 502 567 B1 se der Platte an eine Mediums-Zu- und -Abführung.

Das erfindungsgemäße Energie- insbesondere Wärmegewinnungsverfahren aus Strahlung und/der Umwelt bzw. die dazu gehörige Anlage ist in Fig. 1 vollständig dargestellt: 5

Sie umfasst als Hauptkomponente einen vorzugsweise mit gefiltertem Regenwasser W als Wärmetauschmedium M gefüllten, in der Erde versenkt angeordneten Speichertank 3, eine Wärmepumpe 4, eine Heiz- und Heißwasserbereitungsanlage 5 und über Leitungssysteme 2, 201 mit dem Erdspeichertank 3 mit dem Wasser W beschickbare auf Dächern, an Fassaden io u.d dgl. montierte Energieaustauschkörper bzw. -platten 2, welche bevorzugterweise mit, wie oben im einzelnen näher beschriebenen, für diesen Zweck bis heute nicht gebrauchten Drei-schicht-Hohlraumplatten gebildet sind.

Im Erdspeichertank 3 ist um die Primärspirale 41 des Wärmepumpen-Kreislaufes der Wärme-15 pumpe 4 eine Wasser-Ansaugspirale 32 mit Wasser-Einlauflöchern und Überlaufrohr 33 ge-wendelt, durch welche mittels der Mediumspumpe 30 primärspulennahes kühles Wasser aus dem Speichertank 3 saugbar ist und über eine Leitung 20 durch das Ventil 202 und am dasselbe steuernden Temperatursensor 29 vorbei letztlich über mehrere Zweigleitungen 201 mit Flussmessern 23, an Absperr- bzw. Drosselhähnen 22 vorbei und über von Thermoelementen 20 28 in den Energietauschplatten 2 steuerbare Sperr- bzw. Durchlassventile 21 in die genannten

Energietauschplatten 2 förderbar ist. Hierbei werden die aufrecht oder schräg stehenden Energieaustauschplatten 2 günstigerweise bis zum oberen Rand mit eventueller Auslauföffnung 24 bzw. Überlauf hin mit Medium M bzw. Wasser W befüllt, wobei wegen den unterschiedlichen Höhen der Energieaustauschplatten 2 die Drosselhähne 22 dazu dienen, dafür zu sorgen, dass 25 jede der Platten 2 jeweils im Wesentlichen nur bis zum Überlauf 24 gefüllt wird. Nach Erreichung einer individuell eingestellten Temperatur T1, T2 ... T4 öffnet das Ventil 21 und das erwärmte Wasser Ww kann in das Leitungssystem 20 zurückfließen.

Liegt, wie vom Temperatursensor 29 in der Leitung 20 festgestellt, die Temperatur des zurück-30 fließenden Wassers z.B. über 20°C, so wird von demselben gesteuert, das Ventil 202 gesperrt und das warme Wasser Ww fließt über die Zweigleitung 205 durch die Aufwärmspirale 25 eines Wärmetauschers 5 und letztlich nach Abgabe der ihm innewohnenden Energie an - eine eigene Spirale 50 durchfließendes - in eine Warmwassereinrichtung 51 geleitetes Kaltwasser und/oder an die Sekundärspirale 42 des Wärmepumpenkreislaufs WP und letztlich über die Leitung 206 35 zurück in die ursprüngliche Zuführungsleitung 20 und durch die Mediumspumpe 30 zurück in den Speichertank 3. Das Medium wird von der Wasserheizeinrichtung 5 aus durch die Heizkörper 52 geführt und gibt dort seine Wärme ab.

In Ergänzung zu dieser Fig. sei noch folgendes ausgeführt: 40

Bisher hängt die Wärmetauscherspirale 41 im stillen Wasser des Speichers 3 und hat somit eine relativ geringe Tauschleistung.

Durch das Ansaugen des eiskalten Wassers aus der Umgebung der Spirale 41 und den späte-45 ren Rückfluss des erwärmten Wassers durch das Leitungssystem 20 ist das Wasser um die Spirale 41 im wesentlichen ständig in Bewegung, was die Wärmetauschleistung vergrößert.

Weiters ist folgendes auszuführen: Wenn in Frostnächten die Energieaustauschplatten 2 wasserleer sind und die Wärmepumpe 4 läuft, dann muss ein Bypass-Ventil 53 öffnen, damit die so Kälte im gesamten Speicher 3 verteilt wird und die Vereisung der Spirale 41 gar nicht oder aber sehr spät einsetzt. Dadurch wird die umgebende Erdwärme besser genutzt, infolge der größeren Temperaturdifferenz.

Die in den Fig. 2 bis 5 gezeigten Halterungen für die dort ebenfalls gezeigte, auf neue Weise 55 verwendeten Energieaustauschplatten 2 selbst umfasst, wie insbesondere Fig. 2 zeigt, z.B.

Claims (19)

1. 8 AT 502 567 B1 jeweils mit vier Schrauben 237 auf die Berge eines Welldachs geschraubte Unterlagspaneele 230, z.B. auf Basis eines Lochblechs, mit seitlichen Umbördelungen 231, welche letztlich mit wieder nach innen hin frei endenden Rändern 232 ausgebildet sind. 5 In der Fig. 3 ist weiters gezeigt, wie über die Umbördelung 231 dieselben umgreifende Klammerprofile 240 aufgeschoben sind, welche bei der Erörterung der Fig. 4 und 5 noch näher erläutert werden. Auf die Unterlagsplatte 230 werden, wie durch Pfeile symbolisiert, die Energietauschplatten 2 io geschoben, sodass die verschweißten Seitenrandzonen der Platte 2 in der Umbördelung 231 und unterhalb der Klammerprofile 240 zu liegen kommen, wie aus der Fig. 4 deutlich ersichtlich ist. Die Klammerprofile 240 sind, wie aus der Fig. 4 hervorgeht, etwa doppel-U-förmig ausgebildet, 15 wobei die beiden unteren Schenkel 242 die Unterlagspaneele 230 von unten her umfassen und die beiden oberen Schenkel 246 die Umbördelung 231 der Unterlagspaneele 230 umgreifen und mit ihren Zungen 242, zwischen welchen Dichtungen 243, z.B. aus EPDM-Kunststoff eingeklemmt sind, zur Energieaustauschplatte 2 hin abdichtend wirken. Die innersten Zungen 242’ sind für die Umgreifung der freien Ränder 232 der Umbördelung 231 der Unterlagspaneele 230 20 vorgesehen. Zur Schonung der Dreischicht-Hohlraumplatten 2 ist zwischen denselben und den Unterlagspaneelen 230 eine Isoliermatte 247 eingelegt. Die in Fig. 5 im Rahmen der Fig. 4 gezeigte, für die Energiematten, insbesondere Energieaustauschplatten 2 gezeigte vorgesehene, Ausführungsform der in neuer Weise einzusetzenden 25 Dreischicht-Hohlraumplatten 2 umfasst zwei im Abstand zueinander angeordnete, ebene Deckplatten 252, 253, welche mit seitlich voneinander beabstandeter kegelstumpfartigen Stegkörpern 254 der Mittelschicht 255, die mit ihren Deckflächen jeweils abwechselnd mit den beiden Deckplatten 252, 253 stabil verschweißt sind. Es ist, wenn die Seiten-Ränder der Wärmetauschplatten 2 mediumsdicht verschweißt sind, eine hochstabile, mit dem Wärmetauschmedi-30 um M, insbesondere Wasser W, befüllbarer und von demselben durchfließbarer Energie- bzw. Wärmeaustauschplatte 2 gebildet. Die Fig. 6 zeigt eine besonders vorteilhafte Ausführungsform eines Anschlusses 260 vom Medi-um-Zu- und -Abführungsleitungen 20 an bzw. in die erfindungsgemäß eingesetzte Energiematte 35 2. Der Anschluss umfasst zwei außen an die Energiematten bzw. -platten anlegbare Abschlussplatten 261 aufweisende, ineinander schraubbare Anschlussnippel 262, 263, von welchem der innen einschraubbare Nippel 263 kürzer ist als der andere Nippel 262 und derselbe dort, wo 40 keine Ineinanderschraubung vorhanden ist, eine Mehrzahl von Durchflussöffnungen 264 für das Wärmeträgermedium M, W aufweist. Patentansprüche: 45 1. Energieaustausch-Einrichtung mit Energiematten, insbesondere Energie- bzw. Wärme-Aufnahme- und/oder -Abgabeplatten für Heizkörper, Wand-, Boden- und Deckenheizplatten, Energieabsorptionselementen für Außenwände, Baikone, Dächer von Gebäuden, selbständige Energieabsorptionskörper und dgl. so dadurch gekennzeichnet, dass die Energiematten (2) aus - mit entsprechenden Anschlüssen (260), eventuellen Seitabdeckungen bzw. Seitabdichtungen, Montagelementen, Stützgerüsten bzw. Stützplatten (230) u. dgl., ausgestatteten, für eine Durch-Strömung mit einem flüssigen Energieabsorp-tions- und/oder -Energieabgabe-Medium (M, W) in ihrem Inneren geeigneten, handelsübli-55 chen Dreischicht- Verbundplatten mit einer dreidimensional verformten Mittelschicht (255) 9 AT 502 567 B1 und zumindest auf beiden Seiten der Mittelschicht (255) angeordneten ebenen Deckplatten (252, 253) gebildet sind, wobei die Mittelschicht beidseitig (255) einer Mittelebene ausgeformte vorgereckte positiv und negativ geformte kegelstumpfförmige Noppen (254) relativ zur Mittelebene aufweist, deren Stirnflächen parallel zur Mittelebene angeordnet sind und 5 die Stirnflächen der Noppen (254), die eine Kontaktfläche zur Aufnahme der beiden Deckplatten bilden, symmetrisch zueinander ausgebildet sind, wobei der Abstand der Mittelebene zu den Stirnflächen der Noppen (254) gleich ausgebildet ist, wobei weiters die positiv und negativ geformten Noppen (254) in regelmäßigen Abständen zeilen- und spaltenförmig zueinander und entlang einer Zeile oder Spalte abwechselnd zueinander angeordnet sind, io und wobei schließlich die genannten Noppen (254) aneinandergrenzend angeordnet sind und einen Übergangsbereich aufweisen, welcher sich geradlinig jeweils der Stirnfläche der positiv geformten Noppe (254) und der Stirnfläche der negativ geformten Noppe (254) erstreckt.
2. 2. Energieaustausch-Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiematten (2) aus Dreischicht-Verbundplatten aus einem licht-, witterungs-und/oder wärmebeständigen Kunststoff, insbesondere Polypropylen, gebildet sind, die an ihren offenen Rändern durch Klebung oder Schweißung, fluidmediumsdicht geschlossen 20 sind.
3. 3. Energieaustausch-Einrichtung Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das sie für die Montage der als Energiematten (2) dienenden Verbundplatten auf Dä-25 ehern, an Fassaden von Gebäuden u. dgl. mit mittels Befestigungselementen, insbesonde re Schrauben, gegebenenfalls im Abstand vom jeweiligen Untergrund bzw. auf den Bergen von Welldächern montierte, an zwei einander gegenüberliegenden Seitenrändern Rück-Umbördelungen (231) aufweisende, durch Loch- oder Gitterbleche gebildete Unterlagspaneele (230) aufweisen, wobei die im Wesentlichen mit ihren Rück-Umbördelungen (231) 30 nebeneinander liegend montierten Unterlagspaneele (230) mittels über die beiden freien Ränder (232) der Umbördelungen (231) schiebbare und dieselben übergreifende Klammerprofile (240) aneinander gebunden sind und die in die Unterlagspaneele (230) eingeschobenen, als Energiematten (2) dienenden Verbundplatten dann von den Klammerprofilen (240) seitlich gehalten werden. 35
4. 4. Energieaustausch-Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die insbesondere aus Edelstahl oder Aluminium gebildeten Klammerprofile (240) nach Art eines Doppel-U ausgebildet sind, wobei an den beiden freien Enden bzw. Rän-40 dem der oberseitigen Schenkel eine Mehrzahl von nach innen gerichteten Zungen (242) mit zwischen denselben angeordneten Dichtungen (243) aus nachgiebigem Gummi- bzw. Kunststoffmaterial angeordnet sind, und wobei die beiden innersten Zungen (242’) nach innen hin nochmals umgebogen sind und die Rück-Umbördelungen (231) der Unterlagspaneele (230) umgreifen. 45
5. 5. Energieaustausch-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlüsse (260) für Zu- und Ablauf des Mediums (W) zwei außen an die Energiematten bzw. -platten (2) anlegbare Abschlussplatten (261) und, bevorzugt unter Zwi-50 schenschaltung einer Dichtung ineinander schraubbare Anschlussnippel (262, 263) aufweisen, von welchen der innen einschraubbare Nippel (263) kürzer ist als der andere Nippel (262) und derselbe dort, wo keine Ineinanderschraubung vorhanden ist, eine Mehrzahl von Durchflussöffnungen (264) für das Wärmeträgermedium (M, W) aufweist.
6. 6. Verfahren zur Nutzung von Umwelt- und Strahlungsenergie, 1 0 AT 502 567 B1 wobei dem sich in einem Speicherbehältnis (4), insbesondere Erdspeicherbehältnis, befindlichen als Energietauschflüssigkeit eingesetzten Vorrat an Wärmetauschmedium (M), vorzugsweise Wasser (W), insbesondere Regenwasser, mittels eines, bevorzugt als Wendel (41) od. dgl. ausgebildeten, Primärkreislaufs einer Wärmepumpe (4) Wärmeenergie 5 entzogen und über deren Sekundärkreislauf (42) an Wärmenutzungsstellen, insbesondere an Heizkörper- und/oder Warmwasserbereitungs-Anlagen (51, 52) abgeführt wird, nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass unter Einsatz einer Energietausch-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 mit-io tels mindestens einer Füll-Pumpe (30) über mindestens eine Leitung (20) periodisch inner halb eines jeweils vorgegebenen Zeitraums jeweils nur so viel Wärmetauschmedium (M), insbesondere Wasser (W) aus dem Speicherbehältnis (3) in zumindest eine, bevorzugt schräg oder senkrecht angeordnete, Energiematte bzw. -platte, vorzugsweise plattenartigen Umwelt- und Strahlungsenergie-Absorberkörper (2), gemäß einem der Ansprüche 1 15 bis 4, eingebracht wird, bevorzugterweise, bis derselbe im Wesentlichen voll, also bis zur höchsten Stelle bzw. zur oberen Randbegrenzung seines Innenraums, gefüllt ist, - dass dann das Wasser (W) innerhalb einer weiteren, jeweils vorgegebenen Zeitspanne in dem Umwelt- und Strahlungsenergie-Absorberkörper (2) gehalten wird, und - dass schließlich das in demselben durch Umwelt und gegebenenfalls Sonnenstrahlung 20 erwärmte Wasser (Ww) ebenfalls innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne durch die glei che Leitung (20) aus dem Umwelt- und Strahlungsenergie-Absorberkörper (2) in das Speicherbehältnis (3) zurück fließt.
7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, 25 dadurch gekennzeichnet, dass bei jeweils vorgegebener Differenz zwischen der Temperatur (Ta) des Umwelt- und Strahlungsenergie-Absorberkörpers (2) und der Temperatur (To) des Wassers (W) im Speicherbehältnis (3) die Füllpumpe (30) in Betrieb gesetzt wird.
8. 8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei Überschreitung einer jeweils vorgegebenen Temperatur (Ta) des aus dem Umwelt- und Strahlungsabsorberkörper (2) abfließenden erwärmten Wassers (Ww) dessen direkter Abfluss in das Speicherbehältnis (3) mittels Ventil (202) unterbrochen wird und das 35 erwärmte Wasser (Ww) erst nach Durchströmen des Wärmetauschers (5) einer an den Sekundärkreislauf (42) der Wärmepumpe (4) angeschlossenen Anlage (51, 52) für die Bereitung von Heiz- und/oder Warmwasser in das Speicherbehältnis (3) zurück fließt.
9. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, 40 dadurch gekennzeichnet, dass das dem Umwelt- und Strahlungsenergie-Absorberkörper (2) zuzuführende Wasser (W) mittels der Füllpumpe (30) durch ein der Wendel des Primär-Kreislaufs der Wärmepumpe (41) unmittelbar benachbart angeordnetes, bevorzugt ebenfalls gewendeltes und endgeschlossenes, Wasserführungsrohr (32) mit über dessen Länge verteilt angeordneten 45 Ein- und Auslauföffnungen aus dem Speicherbehältnis (3) periodisch angesaugt und in den Absorberkörper (2) eingebracht und dass das dort erwärmte Wasser (Ww) wieder durch das gleiche Wasserführungsrohr (32) in das Speicherbehältnis (3) zurück fließen gelassen wird. so 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall einer Vereisung der Ein- und Auslauföffnungen des Wasserführungsrohrs (32) das von den Absorberkörpern (2) kommende Wasser (W) über ein von demselben im wesentlichen knapp nach der Füllpumpe (30) abzweigendes, direkt in das Wasser (W) im Speicherbehältnis (3) geführtes Bypassrohr (33) zurück fließt. 55 1 1 AT 502 567 B1
10. 11. Anlage zur Nutzung von Umwelt- und Strahlungsenergie, - wobei dem sich in einem Speicherbehältnis (3), insbesondere Erdspeicherbehältnis, befindlichen als Energietauschfluid eingesetzten Wasser (W), insbesondere Regenwasser, mittels eines, bevorzugt als Wendel (41) od. dgl. ausgebildeten, Primärkreislaufs einer 5 Wärmepumpe (4) Wärmeenergie entzogen und über deren Sekundärkreislauf (42) an Wärmenutzungsstellen, insbesondere an Heiz- und/oder Warmwasserbereitungs-Anlagen (51, 52) abgeführt wird, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, io - dass, ausgehend von dem mit Wärmetauschmedium (M), vorzugsweise Wasser (W), ins besondere Regenwasser, gefüllten Speicherbehältnis (3), das Medium (M), über zumindest eine Leitung (20, 201) mittels mindestens einer Füllpumpe (30) in der jeweils individuellen - mittels jedem der Absorberkörper (2) vorgeschalteten Durchflussmesser (23) und mit einer Drossel (21) einstellbaren - Durchflussmenge in die im Wesentlichen bis zur höchsten 15 Stelle bzw. bis zum obersten Rand befüllbaren Energiematten bzw. -platten, insbesondere Absorber-Körpern (2), gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, gespeist wird, - dass dann nach Abschalten der Füllpumpe (30) der Wasserfluss mittels Sperrventil (21), vorzugsweise zwischen Durchflussmesser (23) und Absorberkörper (2), gesperrt wird, und - dass schließlich das in den Absorberkörpern (2) erwärmte Wasser (Ww) nach Öffnen des 20 Ventils (21) wieder in das Speicherbehältnis (3) rückgeführt wird.
11. 12. Anlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wasserführungsrohr (32) im Speicherbehältnis (3) und die Leitung (20) zum Um-25 weltenergie- und Strahlung-Adsorberkörper (2) mit der Füllpumpe (30) jeweils über ein fle xibles Verbindungsrohr verbunden sind.
12. 13. Anlage nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, 30 dass die Füllpumpe (30) als unter der Oberfläche des Wassers (W) im Speicherbehältnis (3) angeordnete Tauchpumpe ausgebildet ist.
13. 14. Anlage nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, 35 dass die Füllpumpe (30) als von einem im Wasser (W) im Speicherbehältnis (3) angeordneten Schwimmkörper abwärts ragende Tauchpumpe ausgebildet ist.
14. 15. Anlage nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, 40 dass in der Leitung (20) zwischen dem Speicherbehältnis (3) und den Umweltenergie- und Strahlungs-Absorberkörper (2) ein, von einem Thermoelement (28) od. dgl. in demselben oder von einem Thermoelement (29) in der Leitung (20) selbst steuerbares, Sperrventil (202) eingebaut ist, bei dessen Sperrung, bei einer jeweils einstellbaren Wassertemperatur, das aus dem Absorberkörper (2) ausfließende erwärmte Wasser (Ww) über eine 45 Zweigleitung (205) durch den Wärmetauscher (5) einer Anlage (51, 52) zur Heiz- und/oder Warmwasserbereitung geführt wird und schließlich wieder über die Leitung (206) und in das Speicherbehältnis (3) zurück fließt.
15. 16. Anlage nach einem der Ansprüche 11 bis 15, so dadurch gekennzeichnet, dass das Wasserführungsrohr (32) als unmittelbar an die Wendel (41) des Primärkreislaufs, der Wärmepumpe innen und/oder außen anliegendes Wendelrohr mit Ein- und Auslauföffnungen im Wesentlichen über seine gesamte Länge, ausgebildet ist.
16. 17. Anlage nach einem der Ansprüche 11 bis 16, 1 2 AT 502 567 B1 dadurch gekennzeichnet, dass das Wasserführungsrohr (32) ein Wellrohr, vorzugsweise Edelstahl-Wellrohr, ist, in dessen nach außen gewölbte Wellen die Wasser (W)- bzw. Warmwasser (Ww)- Ein- bzw. Auslauföffnungen, -schlitze od. dgl. eingeschliffen bzw. eingeschnitten sind. 5
17. 18. Anlage nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass in dem (den) Abschnitt(en) (201) der Leitung (20) zum Absorberkörper (2) bzw. zu mehreren Umweltenergie- und/oder Strahlungs-Absorberkörpern (2) jeweils ein Durch-io flussmesser (23) mit Drossel (22) zur Einstellung der Fleißgeschwindigkeit des Wärmetau schermediums (M, W) in den (die) Absorberkörper (2) eingebaut ist.
18. 19. Anlage nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, 15 dass die Umweltenergie- und/oder Strahlungs-Absorberkörper (2) im Wesentlichen an ihrer obersten bzw. höchsten Stelle bzw. in Nähe ihrer obersten Ränder zumindest ein, vorzugsweise in das Speicherbehältnis (3) zurückführendes, Mediums-Umlauf-, und Rückfüh-rungs- sowie Luftaus- und -einlaufrohr (24) aufweisen.
19. 20. Verwendung von wie in einem der Ansprüche 1 bis 5 definierten Dreischicht-Verbund platten als Energiematten, insbesondere als Energie- bzw. Wärme-Aufnahme- und/oder -Abgabekörper für Heizkörper, Wand-, Boden- und Deckenheizplatten, Energieabsorptionselemente für Außenwände, Baikone, Dächer von Gebäuden oder als selbständige Energieabsorptionskörper. 25 Hiezu 3 Blatt Zeichnungen 30 35 40 45 50 55