DE10104900A1 - Solarkollektor zur Raumklimatisierung sowie mit solchen Solarkollektoren ausgestattete Klimaanlage - Google Patents

Abstract

Eine Klimaanlage zur Raumklimatisierung mit ganzjähriger Nutzung von Solarenergie arbeitet mit mindestens einem Paar von Solarkollektoren K, die je ein in einer Umhausung angeordnetes, flüssigkeitsführendes Absorberelement sowie ein unterhalb der Unterseite des flüssigkeitsführenden Absorberelementes angeordnetes Luftleitlabyrinth, welches einen sehr guten Wärmeübergang zum Absorberelement aufweist, besitzen, und bei welchen alle luftführenden Flächen der Luftleitlabyrinthes vollständig mit einem feuchteabsorbierenden Sorptionsstoff beschichtet sind. DOLLAR A Die Luftführung des einen Solarkollektos K des oder jedes Paares von Kollektoren K wird jeweils von Zuluft zum Raum 24 hin und die Luftführung des anderen Solarkollektors des oder jedes Paares von Abluft aus dem Raum 24 durchströmt. Die Klimaanlage umfaßt weiterhin: ein Luftklappensystem 27 zur gleichzeitigen Umschaltung der Luftführungen in den Solarkollektoren von Zu- auf Abluft und umgekehrt; einen Gegenstromwärmeübertrager 4 zum Wärmeaustausch zwischen Zu- und Abluft auf dem Wege zum und vom zu klimatisierenden Raum 24; je einen dem Gegenstromwärmeübertrager 4 in der Zuluftleitung zum Raum nachgeschalteten Lüfter 6 und Sprühbefeuchter 5, und je einen dem Gesamtstromwärmeübertrager 4 in der Abluftleitung vom Raum 24 vorgeschalteten Lüfter 25 und Sprühbefeuchter 6; einen Flüssigkeitskreislauf, welcher von den Flüssigkeitsauslaufstutzen 18 der Solarkollektoren K zu einem Speicher 7 und von diesem über eine Pumpe 30 und ...

Description

Die Erfindung betrifft einen Solarkollektor zur Raumklimatisierung, welcher ganzjährig zur Raumklimatisierung einsetzbar ist und anfallende Wärme­ überschüsse zur Warmwasserbereitung nutzt, sowie eine mit solchen Solar­ kollektoren ausgestattete Klimaanlage.

Im Zuge der Entwicklung von Niedrigenergiegebäuden mit hohem Wärmedämm­ standard der Außenwände und der Fenster erhöht sich der Anteil des Lüftungs­ wärmebedarfs und des Wärmebedarfs zur Brauchwasserbereitung am Gesamt­ energiebedarf der Gebäude in ständig zunehmendem Maße. Gleichzeitig gewinnt die Klimatisierung der Gebäude immer mehr an Bedeutung, da alle Wärme­ lasten, die durch innere Wärmequellen (elektrische Geräte, Personen etc.) und solare Einstrahlungen erzeugt werden, nicht mehr allein durch Transmission über die Außenflächen oder durch Lüftung abgeführt werden können. Da durch die zunehmende Dichtheit der Gebäude eine freie Lüftung durch Fenster- und Türfugen weitestgehend unterbunden wird, ist eine ausreichende Luftqualität in Zukunft nur durch eine kontrollierte Raumlüftung in energetisch vertretbarer Weise realisierbar.

Bisher kommen bei der Klimatisierung von Gebäuden Klimaanlagen mit inte­ grierten Kältemaschinen zum Einsatz. Diese Kältemaschinen werden entweder mechanisch (Kompressionskältemaschinen) oder durch Wärmezufuhr (Absorptions- und Adsorptionskältemaschinen) angetrieben. In beiden Fällen muß vor allem im Sommerbetrieb in großem Maße Energie aufgewendet werden, um die Raumzuluft zu kühlen. Eine Nutzung von Solarenergie ist bei im Einsatz befindlichen Klimaanlagen bisher nicht möglich, da Photovoltaikanlagen in ver­ tretbarer Größe aufgrund des geringen elektrischen Wirkungsgrades nicht die erforderliche Leistung erbringen und thermische Solaranlagen Wärme auf einem für den Absorptionskälteprozeß notwendigen Temperaturniveau nicht bereit­ stellen können.

Eine interessante Alternative zu den bekannten Klimaanlagen stellen die soge­ nannten Dessicative and Evaporative Cooling-(DEC)-Klimatisierungsgeräte dar, die z. B. im deutschen Gebrauchsmuster G 93 16 950.7 beschrieben sind. Die Kühlung der Zuluft wird hier durch eine Entfeuchtung der Luft auf sorptiver Basis und eine nachgeschaltete Abkühlung in einem Abluft/Zuluft-Wärme­ übertrager sowie eine adiabate Befeuchtung in einem Sprühbefeuchter erzielt. Während die oben beschriebenen Kältemaschinen gekühltes Wasser liefern, erzeugt das DEC-Klimatisierungsgerät konditionierte, d. h. gekühlte und ent­ feuchtete Luft. Der Sorptionsregenerator, der als ein sich langsam drehendes Sorptionsrad ausgebildet ist, wird im Wechsel von der Zuluft und der Abluft durchströmt, wobei das Sorptionsmittel abluftseitig entfeuchtet wird. Dazu muß die Abluft vor dem Durchströmen des Sorptionsregenerators erwärmt werden. Zur Kühlung der Zuluft wird, abgesehen von der Antriebsenergie für Ventila­ toren, ausschließlich Wärme benötigt, wodurch sich die Nutzung von Solar­ energie anbietet.

Es sind ferner Entwürfe für Klimaanlagen bekannt geworden, die eine Nutzung von Solarenergie zur Vorwärmung der Abluft vorsehen. Dabei nutzt man her­ kömmliche Solarkollektoren, um erwärmtes Wasser zu erzeugen und diese Wärme mittels eines weiteren Wärmetauschers zum Teil auf die Abluft zu über­ tragen. Dies ist in der deutschen Offenlegungsschrift DE 44 17 631 A1 be­ schrieben. Der wesentlichste Nachteil dieser Anlagen liegt im zweifachen Wechsel des Wärmeträgermediums, durch welchen nicht nur ein erhöhter anlagentechnischer Aufwand entsteht, sondern auch erhöhte Wärmeverluste eintreten. Ein weiteres bekanntes Anlagenkonzept sieht die Einbindung von Luft-Solarkollektoren in die Abluftführung vor. Der Nachteil liegt hier vor allem darin, daß mit jedem Kollektor eine zusätzliche Anlagenkomponente einge­ bunden wird, deren Betriebsverhalten nur mit erhöhtem regelungstechnischem Aufwand erfaßt werden kann. Der Aufbau der gesamten Anlage wir dadurch komplizierter, wartungsanfälliger und kostenintensiver. Eine wirtschaftlich ver­ tretbare Nutzung der Solarenergie zur Raumklimatisierung kann deshalb bei beiden Konzepten nicht erwartet werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und einen Solarkollektor zur Raumklimatisierung sowie eine mit solchen Solarkollektoren ausgestattete Klimaanlage zu schaffen, welche die Solarenergie auf direktem Wage für die Klimatisierung von Gebäuden nutzen können und in der Lage sind, im ganzjährigen Betrieb, also auch im Heizfall, uneingeschränkt für die Raumklimatisierung zu sorgen und die vor allem im Sommer anfallenden Wärmeüberschüsse zur Warmwasserbereitung zu nutzen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Solarkollektor zur Raum­ klimatisierung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 sowie durch eine Klimaanlage mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patent­ anspruches 8 gelöst.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung bilden die Merkmale der Patent­ ansprüche 2 bis 7 sowie 9 und 10.

Die Erfindung soll nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen, aus welchen die erfindungsgemäßen Merkmale sowie die Vorteile der Erfindung ersichtlich sind, in Verbindung mit den Zeichnungen nach den Fig. 1 bis 4 näher er­ läutert werden. Die Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 stellt einen erfindungsgemäßen Solarkollektor in Vorderansicht und Draufsicht sowie in Unteransicht dar;

Fig. 2 ist eine Schnittansicht des erfindungsgemäßen Solarkollektors, wie sie sich entlang der Schnittlinie II-II in Fig. 1 ergibt;

Fig. 3 ist eine Schnittansicht des erfindungsgemäßen Solarkollektors, wie sie sich entlang der Schnittlinie III-III in Fig. 2 ergibt;

Fig. 4 ist eine schematische Darstellung einer Klimaanlage für ein Gebäude unter Verwendung eines Paares von erfindungsgemäßen Solar­ kollektoren.

Wie die Fig. 1 bis 3 zeigen, umfaßt ein erfindungsgemäßer Solarkollektor K im wesentlichen eine Umhausung 8, ein flüssigkeitsführendes Absorberelement 2 sowie ein unterhalb des flüssigkeitsführenden Absorberelementes 2 unmittelbar benachbart angeordnetes beschichtetes Luftleitlabyrinth 3.

Die in dieser Ausführungsform kastenförmige Umhausung 8 ist umfangsseitig mit einer wirksamen Wärmedämmung 9 versehen, um Wärmeverluste an die äußere Umgebung zu minimieren. Die der Solarstrahlung zugewandte Deckseite 10 der Umhausung 8 besteht aus einem transparenten Material mit guten Wärmedämmeigenschaften und hoher Solarstrahungsdurchlässigkeit, z. B. einer Mehrfachverglasung oder einer Platte aus transparentem wärmedämmendem Material. Unterhalb der transparenten Deckseite 10 ist das Absorberelement 2 seitlich in der Wärmedämmschicht 9 unter Belassung eines Abstandes 11 zur Abdeckung 10 verankert, wie dies in Fig. 2 gut erkennbar ist. Die Oberseite des Absorberelementes 2 ist mit einer selektiven Schwarzschicht S beschichtet, die einen hohen solaren Absorptionsgrad gewährleistet. Das Absorberelement 2 besteht aus einem Material mit guten Wärmeleiteigenschaften, und es ist, wie Fig. 3 zeigt, so ausgebildet, daß es in Längsrichtung über das gesamte Ab­ sorberelement 2 im Inneren mit Leitkanälen L versehen ist, die von Flüssigkeit durchströmt werden. Hierzu ist das Absorberelement 2 mit Einsickungen 12 versehen, die den gewünschten Strömungsverlauf für die Flüssigkeit vorgeben. Die Unterseite 13 des Absorberelementes 2 ist im wesentlichen eben ausgebildet. Wie Fig. 2 zeigt, sind unterhalb der Unterseite 13 des flüssigkeitsführenden Absorberelementes 2 ein längsseitig verlaufendes Luftleitlabyrinth 3 so ange­ ordnet, daß ein sehr guter Wärmeübergang zwischen dem flüssigkeitsführenden Absorberelement 2 und dem Luftleitlabyrinth 3 gewährleistet wird. Das Luftleit­ labyrinth 3 besteht aus demselben Material wie das Absorberelement 2 und reicht von der Unterseite 13 des Absorberelementes 2 bis zur Wärmedämm­ schicht 9 am Boden der Umhausung. Die Unterseite 13 des Absorberelementes 2 sowie alle luftführenden Flächen des Luftleitlabyrinthes 3 sind vollständig mit einem Sorptionsmittel (z. B. LiBr) beschichtet, das die Eigenschaft besitzt, in Abhängigkeit von seiner Temperatur und der relativen Luftfeuchte Feuchtigkeit aus der Umgebungsluft zu absorbieren bzw. an dieselbe abzugeben. Das Luftleit­ labyrinth 3 erstreckt sich nicht über die gesamte Länge des Solarkollektors K sondern endet jeweils mit einem Abstand vor der seitlich angeordneten Wärme­ dämmschicht 9 der Umhausung 8. Innerhalb dieses Abstandes führt, wie Fig. 1 zeigt, an einer Seite des Solarkollektors K ein Luftanschlußstutzen 14 durch die rückseitige Wärmedämmschicht 9 und die Umhausung 8. Auf der anderen Seite des Solarkollektors K ist ein Luftein- bzw. Luftauslaß 15 mit einem Stellelement 16 zur Regulierung des Luftvolumenstromes in die Stirnseite der Umhausung 8 integriert.

Wie Fig. 1 zeigt, münden zwei nebeneinander angeordnete Flüssigkeits­ anschlußstutzen 18, 17 für den Flüssigkeitsauslauf und -rücklauf in die Leit­ kanäle L des Absorberelementes 2. Auf der Vorlaufseite wird die Vorlauf­ flüssigkeit im Leitkanal L zunächst am Rand entlang bis zum anderen Ende des Absorberelementes 2 geführt und verteilt sich dann in den Leitkanälen L über die gesamte Fläche. Durch diese vorteilhafte Führung der Leitkanäle L wird eine gleichmäßige, langsame Strömung bis zum Rücklaufstutzen 17 realisiert.

Die in Fig. 4 dargestellte Klimaanlage dient zur Klimatisierung und Warm­ wasserbereitung in einem Ein- oder Mehrfamilienhaus. Beispielhaft wird ein Paar erfindungsgemäßer Solarkollektoren K, wie sie vorstehend beschrieben wurden, verwendet. In Abhängigkeit von der erforderlichen Kapazität der Klimaanlage und der Größe der Solarkollektoren K können auch mehrere Paare von Solarkollektoren Verwendung finden, wobei der jeweils eine Solarkollektor des Paares im Zuluftmodus und der jeweils andere Solarkollektor des Paares im Abluftmodus betrieben wird.

Wie bei bekannten Klimaanlagen werden zwei Hauptbetriebsarten unter­ schieden: Ein Winter- bzw. Heizbetrieb und ein Sommer- bzw. Kühlbetrieb.

Im Sommer- bzw. Kühlbetrieb tritt Außenluft 20 durch den Luftein- bzw. -auslaß 15 in das Luftleitlabyrinth 3 des im Zuluftbetrieb befindlichen Solarkollektors K ein und wird an der Unterseite 13 des Absorberelementes 2 entlang des Luftleit­ labyrinthes 3 bis zum Luftanschlußstutzen 14 des Solarkollektors K geführt. Das Sorptionsmittel, das an den luftführenden Flächen des Luftleitlabyrinthes 3 und der Unterseite 13 des Absorberelementes 2 aufgebracht ist, nimmt dabei einen Großteil der Luftfeuchte auf. Dabei wird das Absorberelement 2 des Solar­ kollektors K mit Flüssigkeit aus einem Speicher 7 durchströmt und die Flüssig­ keit nimmt dabei einen Großteil der durch Solarstrahlung 19 erzeugten Wärme auf. Durch diese gezielte Kühlung des flüssigkeitsführenden Absorberelementes 2 des Solarkollektors K während des Zuluftbetriebes wird eine nahezu isotherme Entfeuchtung der Zuluft 21 erzielt. Im Vergleich zu dem vorgeschlagenen System, welches mit einem Sorptionsrad arbeitet, wird die Effizienz des Ent­ feuchtungsprozesses entscheidend gesteigert. Bei Eintritt in den Luftanschluß­ stutzen 14 des Solarkollektors besitzt die Luft nur noch eine geringe relative Luftfeuchtigkeit. Nach dem Austritt aus dem Solarkollektor K wird die ent­ feuchtete Luft durch einen Luft/Luft-Wärmeübertrager 4 (z. B. einen Kreuz- oder Gegenstromwärmeübertrager) geführt, der in entgegengesetzter Richtung von Abluft 22 durchströmt wird. Die Abluft 22 nimmt dabei Wärme aus der Zuluft 21 auf, welche dadurch bereits vor dem Eintritt in einen Sprühbefeuchter 5 fast auf Raumluftniveau 24 abgekühlt wird. Im Anschluß an den Wärmeübertrager 4 durchströmt die Zuluft 21 den Sprühbefeuchter 5, der als adiabater Wäscher fungiert. Durch adiabates Befeuchten der Zuluft wird eine Absenkung der Zuluft­ temperatur auf das gewünschte Zulufttemperaturniveau erreicht, welches idealerweise 2 bis 4 Kelvin unterhalb der Raumtemperatur 24 liegt.

Die z. B. durch Sonneneinstrahlung, Transmission, Personenwärme, Geräte­ abwärme usw. erwärmte Raumluft 24 wird durch einen Lüfter 25 in ein Abluft­ kanalsystem gefördert. Zunächst durchströmt die Abluft 22 dabei einen als Abluftwäscher arbeitenden Sprühbefeuchter 6, der die Aufgabe besitzt, die Abluft vor Eintritt in den Wärmeübertrager 4 auf ein möglichst geringes Temperatur­ niveau zu bringen. Nach Austritt aus dem Abluftwäscher wird die Abluft 22 durch den Wärmeübertrager 4 gefördert, wo sie sich durch die Aufnahme von Wärme aus der Zuluft 21 erwärmt. Im Anschluß daran durchströmt die Abluft 22 das Luftleitlabyrinth 3 des Solarkollektors K, welcher sich entsprechend der Einstellung einer Luftklappensteuerung 27 im Abluftbetrieb befindet. Der im Abluftbetrieb befindliche Solarkollektor K wird nicht mit Flüssigkeit aus dem Speicher 7 durchströmt, d. h. in dem betreffenden Solarkollektor K zirkuliert keine Flüssigkeit. Infolge der auf das mit Flüssigkeit gefüllte Absorberelement 2 treffenden Solarstrahlung 19 wird das Absorberelement 2 und das mit ihm auf seiner Unterseite 13 verbundene sorptionsmittelbeschichtete Luftleitlabyrinth 3 rasch erwärmt. Die durch das Luftleitlabyrinth 3 strömende Abluft 22 erwärmt sich daraufhin zügig, was zu einer starken Abnahme ihrer relativen Feuchte der Abluft 22 führt. Auf Grund des entstandenen starken Feuchtegradienten zwischen Sorptionsmittel und Abluft 22 wird der Sorptionsmittelschicht durch die Abluft in starkem Maße Feuchtigkeit entzogen. Der Abluftbetriebszyklus der Klimaanlage wird dann beendet, wenn das Sorptionsmittel im Luftleitlabyrinth 3 fast vollständig entfeuchtet worden ist. Das wechselseitige Umschalten der Solarkollektoren K der Klimaanlage vom Zuluftbetrieb in den Abluftbetrieb er­ folgt zyklisch in Zeitabständen von einigen Minuten, in Abhängigkeit vom ge­ wünschten Entfeuchtungsgrad der Luft und der Anlagenkonfiguration. Das Umschalten erfolgt luftseitig durch Stellen des Luftklappensystems 27 sowie flüssigkeitsseitig durch Stellen eines Mischer- bzw. Umschaltventiles 28.

Im Winter- bzw. Heizbetriebsmodus sind die abluft- und zuluftseitigen Sprüh­ befeuchter 5, 6 außer Betrieb. Die Abluft 22 wird mit Raumtemperatur 24 aus dem Raum durch den außer Betrieb befindlichen Sprühbefeuchter 6 in den Wärmeübertrager 4 gefördert und gibt hier einen Teil der Wärme an die Zuluft 21 ab. Anschließend durchströmt die Abluft das Luftleitlabyrinth 3 des Solar­ kollektors K, welcher sich im Abluftbetrieb befindet. Das flüssigkeitsgefüllte Absorberelement 2 wird nicht von Flüssigkeit durchströmt. Die durch das Luft­ leitlabyrinth 3 hindurchströmende Abluft erwärmt das flüssigkeitsgefüllte Absorberelement 2. Gleichzeitig gibt die Abluft einen Teil der Luftfeuchtigkeit an das im Zuluftbetrieb entfeuchtete Sorptionsmittel ab. In den im Zuluftbetrieb befindlichen Solarkollektor K strömt Außenluft 20 ein. Diese nimmt in dem zuvor von der Abluft 22 erwärmten beschichteten Luftleitlabyrinth 3 an der Unterseite 13 des Absorberelementes 2 Wärme und Feuchtigkeit auf. Einfallende Solarstrahlung 19 führt zu einer weiteren Erwärmung des Absorberelementes 2 und damit der Zuluft 21. Die Austrittstemperatur der Zuluft aus dem Luftleit­ labyrinth 3 wird von einem Temperatursensor 29 erfaßt. Wird der Zuluft­ temperatursollwert trotz der beschriebenen regenerativen Wärmerückgewinnung aus der Abluft und der solaren Wärme nicht erreicht, erfolgt durch Zuschalten einer Umwälzpumpe 30 und Schalten des Umschaltventiles 28 eine Durch­ strömung des Absorberelementes 2 mit Speicherflüssigkeit. Dadurch wird eine zusätzliche Beheizung der Zuluft 21 bis auf das geforderte Niveau realisiert.

Da die Zuluft bereits nach dem Austritt aus dem Solarkollektor K das zum Ein­ tritt in den Raum erforderliche Temperaturniveau besitzt, ist der nachge­ schaltete Wärmeübertrager 4 im Winterbetrieb praktisch wirkungslos und kann nur in geringem Maße zur Wärmerückgewinnung aus der Abluft 22 beitragen. Das Umschalten der Solarkollektoren K in der Klimaanlage vom Abluft- zum Zuluftbetrieb erfolgt wie im Kühlfall zyklisch, wenn auch in vergleichsweise kürzeren Intervallen. Durch die große Wärmespeicherkapazität des Luftleit­ labyrinthes 3 sowie des Absorberelementes 2 auf Grund der Flüssigkeitsfüllung wird eine sehr effiziente regenerative Wärmerückgewinnung erreicht. Beide Sprühbefeuchter 5, 6 sind im Heizfall außer Betrieb. Die teilweise Feuchte­ rückgewinnung aus der Abluft 22 im sorptionsbeschichteten Luftleitlabyrinth 3, bewirkt, daß die Zuluft 21 eine ausreichend hohe relative Feuchte besitzt, um nicht nachträglich in dem Sprühbefeuchter 5 konditioniert werden zu müssen. Die Kopplung des Solarkollektors K mit einem Flüssigkeitsspeichersystem 7 ermöglicht nicht nur eine Steigerung der Effizienz der sorptionsgestützten Luftkühlung, sondern ermöglicht auch eine direkte oder indirekte solare Warmwasserbereitung zumindest in den Sommer- und Übergangsmonaten. Infolge des direkten Vorwärmens der Zuluft im Luftleitlabyrinth 3 des Solar­ kollektors K während des Heizbetriebes infolge des Durchströmens des benach­ barten flüssigkeitsführenden Absorberelementes 2 mit warmer Speicher­ flüssigkeit, kann auf ein zusätzliches Heizregister verzichtet werden.

Mit dem erfindungsgemäßen Solarkollektor K ist somit eine ganzjährige Nutzung der Solarenergie möglich, da durch die solare Luftkühlung auch im Sommer eine der Einstrahlung adäquate Nutzung ermöglicht wird. Obwohl das Absorberelement 2 des Solarkollektors K mit Flüssigkeit durchströmt wird, kann es ganzjährig ohne Einfriergefahr auch direkt mit Wasser betrieben werden, da es im Heizfall bei nicht ausreichenden Zulufttemperaturen als Wasser/Luft- Heizregister arbeitet. Dieses erlaubt die direkte Einbindung als Wasserteil in einen Schichtenspeicher 7, wie er in der Klimaanlage nach Fig. 4 schematisch dargestellt ist. Ein solcher Schichtenspeicher 7 ist für eine optimale Ausnutzung der Solarenergie besonders geeignet.

Durch die genannten Eigenschaften ist das erfindungsgemäße Solarkollektor K in der Lage, Solarenergie in großem Maße zur Raumluftklimatisierung und Warmwasserbereitung zu nutzen und den Brennstoff bzw. Elektroenergie­ verbrauch, der bei bekannten Klimaanlagen beträchtliche Ausmaße annehmen kann, erheblich zu senken.

In Verbindung mit einer erfindungsgemäßen Klimaanlage, wie sie in Fig. 4 schematisch dargestellt ist, bewirken die erfindungsgemäßen Solarkollektoren K neben einer bedeutenden Energieeinsparung auch eine spürbare Verbesserung der Wohnqualität, indem in den Räumen eine hygienisch gesunde und behagliche Raumluftatmosphäre geschaffen wird. Verbrauchte und belastete Raumluft wird kontrolliert abgeführt und durch klimatisierte Frischluft ersetzt. Im Gegensatz zu konventionellen Klimaanlagen, die zur Einhaltung der Zuluftparameter teilweise mit Umluft betrieben werden müssen, arbeitet die vorgeschlagene Anordnung bei höherer Energieeffizienz ausschließlich im Frischluftbetrieb. Dadurch wird stets eine einwandfreie Zuluftqualität gewährleistet.

Der Aufbau der gesamten Klimaanlage vereinfacht sich gegenüber den vorge­ schlagenen Klimaanlagen mit Sorptionsrad wesentlich, da auf ein Sorptionsrad und einen zusätzlichen Abluft/Wasser-Wärmeübertrager sowie auf aufwendige Kanalführungen verzichtet werden kann.

Claims (10)

1. Solarkollektor (K) zur Raumklimatisierung, umfassend eine durch eine Wärmedämmung (9) allseitig wärmeisolierte Umhausung (8) mit einer der Solarstrahlung zugewandten und für diese gut durchlässigen Deckseite (10), ein in der Umhausung (8) angeordnetes, flüssigkeitsführendes Absorber­ element (2) sowie ein unterhalb der Unterseite des flüssigkeitsführenden Absorberelementes (2) angeordnetes Luftleitlabyrinth (3), welches einen sehr guten Wärmeübergang zum Absorberelement (2) besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß alle luftführenden Flächen des Luftleitlabyrinthes (3) vollständig mit einem feuchteabsorbierenden Sorptionsstoff beschichtet sind.

2. Solarkollektor (K) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssigkeitsführende Absorberelement (2) als Kanallabyrinth ausgebildet und mindestens je einen durch die Wärmedämmung (9) und die Um­ hausung (8) hindurchführenden Flüssigkeitsausleitungs- und -rückleitungs­ anschlußstutzen (18, 17) umfaßt.

3. Solarkollektor (K) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kanallabyrinth des Absorberelementes (2) durch Einsickungen im Ab­ sorberelement (2) gebildet ist.

4. Solarkollektor (K) nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftleitlabyrinth (3) an seinen beiden Längsenden je einen Abstand zur Wärmedämmung (9) besitzt, und durch die Wärmedämmung (9) und die Umhausung (8) hindurch auf der einen Stirnseite der Umhausung (8) ein Luftanschluß­ stutzen (14) und auf der gegenüberliegenden Stirnseite der Umhausung (8) ein Luftein- bzw. Luftauslaß (15) integriert sind.

5. Solarkollektor (K) nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftein- bzw. Luftauslaß (15) mit einem Stellelement (16) zur Regulierung des Luftvolumenstromes versehen ist.

6. Solarkollektor (K) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der feuchteabsorbierende Sorptionsstoff Lithiumbromid Lißr ist.

7. Solarkollektor (K) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Solarstrahlung gerichtete Fläche des Absorberelementes (2) mit einer selektiven Schwarzschicht beschichtet ist.

8. Klimaanlage zur Raumklimatisierung mit ganzjähriger Nutzung von Solar­ energie dadurch gekennzeichnet, daß diese umfaßt: Mindestens ein Paar von Solarkollektoren (K) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Luftführung des einen Solarkollektors des oder jedes Paares jeweils von Zuluft zum Raum (24) hin und die Luftführung des anderen Solarkollektors des oder jedes Paares von Abluft aus dem Raum (24) durch­ strömt ist; ein Luftklappensystem (27) zur gleichzeitigen Umschaltung der Luftführungen in den Solarkollektoren von Zu- auf Abluft und umgekehrt; einen Gegenstromwärmeübertrager (4) zum Wärmeaustausch zwischen Zu- und Abluft auf dem Wege zum und vom zu klimatisierenden Raum (24); je einen dem Gegenstromwärmeübertrager (4) in der Zuluftleitung zum Raum nachgeschalteten Lüfter (6) und Sprühbefeuchter (5), und je einen dem Gegenstromwärmeübertrager (4) in der Abluftleitung vom Raum (24) vor­ geschalteten Lüfter (25) und Sprühbefeuchter (6); einen Flüssigkeits­ kreislauf, welcher von den Flüssigkeitsauslaufstutzen (18) der Solar­ kollektoren (K) zu einem Speicher (7) und von diesem über eine Pumpe (30) und ein Umschaltventil (28) zurück zu den Flüssigkeitsrücklaufstutzen (17) der Solarkollektoren (K) geführt ist; sowie eine Steuerung zum Steuern des Luftklappensystems (27) und des Umschaltventiles (28) in Abhängigkeit von den Lufttemperaturen an den Luftanschlußstutzen (14) der Solar­ kollektoren (K) sowie der Feuchtigkeitssättigung des Sorptionsmittels in den Luftleitlabyrinthen (3) der Solarkollektoren (K).

9. Klimaanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Heiz­ betriebsmodus die Sprühbefeuchter (5, 6) außer Betrieb sind.

10. Klimaanlage nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Heizbetriebsmodus bei Nichterreichen des Zuluftsolltemperaturwertes durch Einschalten der Umwälzpumpe (30) und Schalten des Umschalt­ ventiles (28) dem Absorberelement (2) Speicherflüssigkeit zugeführt wird.