DE10002474A1 - Kombi-Kollektor - Google Patents

Abstract

Beschrieben wird ein Luftkollektor nach Patentanmeldung 19917578.0, der in Kombination mit einem in den Luftkollektor integrierten Wasserkollektor betrieben werden soll. DOLLAR A Um den erweiterten Betrieb zu ermöglichen, wird ein Wärmetauscherregister (8) aus Kupferrohren und/oder Kunststoffrohren in die trapezförmigen Kanäle der Sandwich-Platten (9) eingebracht. DOLLAR A Die Erzeugung von Warmwasser soll dabei nur im Direktbetrieb erfolgen, d. h. es wird kein spezielles Wärmeträgerfluid benötigt. DOLLAR A Im Sommer erfolgt eine Warmwasserbereitung mittels direkt von Trinkwasser durchflossenem Wärmetauscherregister (8) zur Bereitstellung von warmem bzw. vorgewärmtem Trinkwasser. Über integrierte Anschlüsse (3, 11) ist mittels flexiblen und gedämmten Schläuchen die Verbindung zur Kaltwasserzuleitung bzw. zum Warmwasserspeicher herzustellen. Schläuche und Anschlüsse (3, 11) sind optisch abgedeckt durch leicht demontierbare Konsolen (2). Eine ggf. notwendige Einrichtung zur Abtötung von Keinen ist nachzuschalten. DOLLAR A Der Luftbetrieb (Erzeugung von Warmluft) kann in dieser Zeit optional zugeschaltet werden, vermindert jedoch den Warmwasserertrag.

Description

Die Erfindung betrifft einen Luftkollektor nach Patentanmeldung 199 17 578.0, der in Kombination mit einem in den Luftkollektor integrierten Wasserkollektor betrieben werden soll.

In DE 199 17 578.0 wird ein Luftkollektor insbesondere zur Erwärmung von Außenluft und/oder Umluft beschrieben, bei dem Sandwichbauplatten mit einseitiger Trapezrippenprofilierung als Wand- und Deckenplatten von Bauten und zugleich in dieser Position als Unterkonstruktion des Kollektors eingesetzt werden. Zur transparenten Abdeckung des Kollektorraumes liegen Stegdoppel- oder Mehrfachplatten aus Kunststoff über Dichtungen beabstandet auf einzelnen Trapezrippen auf.

Dieser Kollektoraufbau ist bislang nur als Luftkollektor konzipiert.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Luftkollektor nach Patentanmeldung 199 17 578.0 so weiter zu entwickeln, dass er wahlweise als Wasser- oder Luftkollektor aber auch im Parallelbetrieb von Wasser- und Luftkollektor betrieben werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst, die Unteransprüche zeigen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Um den erweiterten Betrieb zu ermöglichen, wird ein Wärmetauscherregister aus Kupferrohren und/oder Kunststoffrohren in die trapezförmigen Kanäle der Sandwich- Platten eingebracht.

Die Erzeugung von Warmwasser soll dabei nur im Direktbetrieb erfolgen, d. h. es wird kein spezielles Wärmeträgerfluid benötigt.

Davon ausgehend erfolgt die direkte Trinkwassererwärmung nur im saisonalen Betrieb (Sommerhalbjahr).

Der parallele oder alternative Luftbetrieb bewirkt die Erzeugung von Warmluft zur direkten oder indirekten Beheizung. Die direkte Beheizung von Lagerräumen u. ä. erfolgt mittels eingeblasener Warmluft, die indirekte Beheizung durch mittels Warmluft erwärmter Strahlungsflächen (Strahlungsplatte), welche gleichzeitig Wand-, Decken- oder Fußbodenflächen der zu beheizenden Räume bilden. Die Ausbildung des Kollektors als Wand- oder Deckenelement von z. B. Wohn- oder Bürocontainern weist die Besonderheit auf, daß auf der raumseitigen Kollektorrückwand eine Strahlungs­ platte beabstandet befestigt ist, welche von der zwischen Kollektorrückwand und Strahlungsplatte entlang geführten Warmluft erwärmt wird und Wärmestrahlung in den Raum abgibt.

Die Luftführung erfolgt im geschlossenen System dergestalt, daß die sich entlang der Strahlungsplatte abkühlende Luft am unteren Ende der Strahlungsplatte durch geeignete Öffnungen wieder auf die Absorberseite des Wand-Kollektorelements geführt wird, sich erneut erwärmt, aufsteigt und erneut mittels eingebautem Ventilator zur Strahlungsplatte transportiert wird. Somit wird ein geschlossener Kreislauf erzeugt.

Die raumseitige Strahlungsplatte besteht vorzugsweise aus handelsüblichen Trockenbaumaterialien wie Gipskartonplatten mit oder ohne Fliesen, Holzpaneelen oder metallischen Wandelementen.

Unterstützt werden kann die solare Warmlufterzeugung durch eine dem Ventilator nachgeschaltete, lufttemperaturabhängig zuschaltbare, elektrische Nachheizung. Die Steuerung dieser kombinierten Heizelemente erfolgt wahlweise manuell oder mittels einer geeigneten, temperaturgeführten Steuereinheit mit vorwählbarer Stellgröße (z. B. Oberflächentemperatur der Strahlungsplatte, Oberflächentemperatur einer Referenzfläche oder Raumtemperatur).

Der Einsatz des Kombi-Kollektors empfiehlt sich

• - in Container(-wohn-)bauten mit entsprechendem Wärmebedarf,
• - zur Wärme- und Warmwasserversorgung von Baustelleneinrichtungen,
• - zur Erwärmung von gewerblichen oder Industriebauten bzw. wahlweisen Erzeugung von Warmwasser außerhalb der Heizperiode z. B. für Produktionsprozesse, Küchen oder Sozialbauten,
• - zur Unterstützung von Wärmepumpenheizungs- oder Kühlprozessen, z. B. durch Anhebung der Temperatur der Wärmequellen.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die zugehörige Zeichnung. Fig. 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau des in eine Containerwand eingebauten Kombi-Kollektors, dargestellt mittels einer Schnittzeichnung.

Der dargestellte Kombi-Kollektor ist eingebaut in die Containerwand 1, wobei der Kollektor durch geeignete Dämmaterialien 15 (z. B. Bauschaum) fixiert ist.

Mechanische Halterungen, die ggf. umlaufend vorgesehen sind, ergänzen die Arretierung.

Der aus Patentanmeldung 199 17 578.0 bekannte Luftkollektor umfaßt die Bauelemente:

• - Bauplatte in Sandwichbauweise 9 als Trägerelement des Kollektors mit integrierter Dämmung,
• - Plexiglas-Doppelstegplatte 6, die über ein elastisches Verbindungselement 12 mit dem Kollektorhilfsrahmen 13 verbunden ist. Das elastische Verbindungselement 12 ist dabei umlaufend ausgeführt. Der Kollektorhilfsrahmen 13 stellt die Verbindung zur Abdeckung 6 her und beabstandet diese zur Sandwichplatte 9. An der unteren Kollektorkante kann der Kollektorhilfsrahmen 13 ein Wasserableitblech beinhalten, das den Container vor eindringendem Regenwasser schützt. Eine analoge Funktion hat das obere Leitblech 14, das U-förmig um die Kollektoroberkante und die Seitenkanten verläuft,
• - Strahlungsplatte 5, die vorzugsweise aus handelsüblichen Trockenbaumaterialien ober Blech ausgeführt ist,
• - Ventilator 4 mit integrierter Luftleiteinrichtung,
• - Rückströmöffnung 10 für die über die Strahlungsplatte 5 abgekühlte Luft

Zusätzlich zur Realisierung der Warmwasserbereitstellung sind in den Kombi- Kollektor eingebaut:

• - Wärmetauscherregister 8, ausgeführt als Cu- oder PU-Rohrregister,
• - Elemente 7 zur Befestigung des Wärmetauscherregisters 8, die gleichzeitig als Luftleiteinrichtungen dienen und aus Streckmetall o. ä. geeignetem Material ausgeführt sind,
• - Warmwasseranschluß 3, der zum Warmwasserspeicher führt bzw. mit einer Nachheizung gekoppelt ist,
• - Anschluß 11 für Kaltwasserzuführung,
• - Konsolen 2 zur Abdeckung von Wandanschlüssen und Schlauchführungen.

Im Sommer erfolgt eine Warmwasserbereitung mittels direkt von Trinkwasser durchflossenem Wärmetauscherregister 8 zur Bereitstellung von warmem bzw. vorgewärmtem Trinkwasser. Über integrierte Anschlüsse 3, 11 ist mittels flexiblen und gedämmten Schläuchen die Verbindung zur Kaltwasserzuleitung bzw. zum Warmwasserspeicher herzustellen. Schläuche und Anschlüsse 3, 11 sind optisch abgedeckt durch leicht demontierbare Konsolen 2. Eine ggf. notwendige Einrichtung zur Abtötung von Keimen ist nachzuschalten.

Der Luftbetrieb (Erzeugung von Warmluft) kann in dieser Zeit optional zugeschaltet werden, vermindert jedoch den Warmwasserertrag.

Mit Beginn der Heizperiode und/oder bei Frostgefahr wird auf Luftbetrieb umgeschaltet, indem manuell oder mittels Steuerung das Wärmetauscherregister 8 entleert wird und die Kaltwasserzuleitung direkt zum Speicher erfolgt.

Temperaturabhängig schaltet sich nun der Ventilator 4 zu, um erwärmte Luft aus dem Kollektorraum hinter die Strahlungsplatte 5 zu fördern, wodurch diese erwärmt wird und Wärmestrahlung in den Raum emittiert. Die Warmluft kühlt sich entlang der Strahlungsplatte ab und gelangt durch die Rückströmöffnungen 10 wieder in den Kollektorraum, wo sie sich über der Absorberfläche und beim Umströmen der Leitbleche 7 erneut erwärmt. Das Wärmetauscherregister 8 wirkt beim Luftbetrieb als Erweiterung der Wärmetauscherfläche und Strömungshindernis, was den Wärmeübergang begünstigt. Optional besteht die Möglichkeit, die Luft mittels einer integrierten, elektrischen Nachheizung nachzuwärmen, sollte die Strahlungsleistung allein nicht ausreichen.

LISTE DER BEZUGSZEICHEN

1

Containerwand

2

Konsolen zur Abdeckung von Wandanschlüssen und Schlauchführungen

3

Warmwasseranschluß

4

Ventilator mit integrierter Luftleiteinrichtung

5

Strahlungsplatte

6

Plexiglas-Doppelstegplatte, über elastisches Verbindungselement

12

mit Kollektorhilfsrahmen

13

verbunden

7

Befestigung des Wärmetauscherregisters

8

und gleichzeitige Luftleiteinrichtung aus Steckmetall o. ä. geeignetem Material

8

Wärmetauscherregister

9

Bauplatte in Sandwichbauweise

9.1

Kollektorrückwand

10

Rückströmöffnung für abgekühlte Luft

11

Anschluß für Kaltwasserzuführung

12

elastisches Verbindungselement

13

Kollektorhilfsrahmen

14

oberes Leitblech

15

Fixierung des Kollektors

Claims (7)

1. Kombi-Kollektor bestehend aus einem Luftkollektor nach Patentanmeldung 199 17 578.0 in Kombination mit einem Wasserkollektor zum wahlweisen Betrieb als Wasser- und/oder Luftkollektor dadurch gekennzeichnet, dass ein Wärmetauscherregister (8) aus Kupferrohren und/oder Kunststoffrohren in die trapezförmigen Kanäle der Sandwichplatte (9) eingebracht ist.

2. Kombi-Kollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffrohre als PU-Rohre ausgeführt sind.

3. Kombi-Kollektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmetauscherregister (8) im Direktbetrieb ohne Wärmeträgerfluid arbeitet.

4. Kombi-Kollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Frostschutz des Wärmetauscherregisters (8) mittels einer eingebauten Frostwarnsignalschaltung und nachfolgender Registerentleerung oder einer eingebauten Sicherheitsschaltung mit selbständiger Registerentleerung oder Aktivierung einer Bypassleitung erfolgt.

5. Kombi-Kollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für den Luftbetrieb die beabstandet zur raumseitigen Kollektorrückwand (9.1) befestigte Strahlungsplatte (5) durch die zwischen Kollektorrückwand (9.1) und Strahlungsplatte (5) entlang strömende Warmluft erwärmt wird und die Luftführung im geschlossenen Kreislauf derart erfolgt, dass die sich entlang der Strahlungsplatte (5) abkühlende Luft am unteren Ende der Strahlungsplatte (5) durch Öffnungen (10) wieder auf die Absorberseite des Kollektors zur erneuten Aufladung geleitet wird und nachfolgend wiederum mittels Ventilator (4) zur Strahlungsplatte (5) transportiert wird.

6. Kombi-Kollektor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die als Trockenbauelement ausgeführte raumseitige Strahlungsplatte (5) aus handelsüblichen Trockenbaumaterialien aufgebaut ist wie Gipskartonplatten mit oder ohne Fliesen, Holzpaneelen, metallischen Wandelementen.

7. Kombi-Kollektor nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die solare Warmlufterzeugung mit einer dem Ventilator (4) nachgeschalteten, lufttemperaturabhängig zuschaltbaren elektrischen Zusatzheizung kombiniert ist.