DE102004052936A1 - Device for cooling of roof spaces in building with bent roof area which has one or more rafters and are cooled based on compression and absorption or Peltier effect - Google Patents

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Abstract

Device for cooling of roof spaces in building with bent roof area and a housing (1) for mounting devices to operate several roof rafters (9) with weather proof housing wall and cooling equipment (2,3,4,5,6,7) which is based on compression, absorption or Peltier effect such that cooling equipment takes in ambient air and sends cooled air from the blow out ports (15) at the roof space (13).

Description

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Kühlen von Dachräumen in Gebäuden mit einem geneigten Dach. Hierzu zählen beispielsweise Satteldächer, Walmdächer, Zeltdächer, Mansardendächer oder Pultdächer.The The invention is based on a device for cooling roof spaces in buildings with a sloping roof. These include saddle roofs, hipped roofs, tent roofs, mansard roofs or Shed roofs.

Die unmittelbar unter einem geneigtem Dach befindlichen Räume in Gebäuden erwärmen sich bei hohen Außentemperaturen sehr stark. Dies liegt zum einen an der häufig schlechten Isolierung des Daches und zum anderen an den meist kleinen oder wenigen Fenstern, welche eine Belüftung während der kühleren Nacht ermöglichen. Die aus dem Stand der Technik bekannten Klimageräte für einzelne Räume können häufig bei Dachräumen nicht eingesetzt werden, da kein Platz für deren Anbringung zur Verfügung steht. Bekannte Klimageräte werden an der Wand, unter der Decke, zwischen Deckenelementen oder am Boden angeordnet. Der Einbau in der Decke oder an der Wand setzt voraus, dass das Klimagerät horizontal oder vertikal ausgerichtet werden kann. Dies ist jedoch in einem Dachraum häufig nicht möglich, da eine horizontal verlaufende Decke und vertikal verlaufende Wände nicht oder nur in gering Umfang vorhanden sind.The The rooms in buildings immediately under a sloping roof are warming up at high outside temperatures very strong. This is partly due to the often poor insulation of the roof and on the other hand on the mostly small or a few windows, which a ventilation while the cooler one Allow night. The air conditioners known from the prior art for individual rooms can often at attics not be used because there is no space for their attachment available. Known air conditioners be on the wall, under the ceiling, between ceiling elements or arranged on the ground. The installation in the ceiling or on the wall sets advance that the air conditioner is horizontal or can be vertically aligned. However, this is in one Loft often not possible, as a horizontally extending ceiling and vertical walls are not or are present only to a small extent.

Aus dem Stand der Technik der DE 101 23 603 A1 ist eine Vorrichtung bekannt, welche die Dachfläche mit Wasser besprüht. Bei der Verdunstung des Wassers auf dem Dach wird der Umgebung und damit dem Dach Wärme entzogen. Dies soll zu einer Abkühlung des Daches und des Dachraumes führen. In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, dass das Ausmaß der Kühlung nicht ausreicht, um in dem Dachraum ein angenehmes Raumklima zu schaffen. Darüber hinaus ist der Aufbau und die Installation einer entsprechenden Anlage mit großem Aufwand verbunden. Außerdem ist in Zeiten großer Hitze das Wasser häufig knapp, weshalb der Betrieb der Anlage insbesondere dann, wenn er benötigt wird, fraglich ist.From the prior art of DE 101 23 603 A1 a device is known which sprays the roof surface with water. As the water evaporates on the roof, heat is removed from the environment and the roof. This should lead to a cooling of the roof and the roof space. In practice, however, has shown that the extent of cooling is not sufficient to create a pleasant indoor climate in the loft. In addition, the construction and installation of a corresponding system is associated with great effort. In addition, in times of high heat, the water is often scarce, which is why the operation of the system, especially when it is needed, is questionable.

Das Prinzip der Abkühlung des Daches durch Verdunstung von Wasser auf dem Dach wird außerdem in der DE 698 01 095 T2 ausgenutzt. Die Nachteile dieser Vorrichtung entsprechen denjenigen der oben genannten Vorrichtung.The principle of cooling the roof by evaporation of water on the roof is also in the DE 698 01 095 T2 exploited. The disadvantages of this device correspond to those of the above-mentioned device.

Die Erfindung und ihre VorteileThe invention and their benefits

Demgegenüber hat die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 den Vorteil, dass sie an den Dachsparren des Daches befestigt werden kann und im montierten Zustand im Inneren des Dachraums weder Platz beansprucht noch das Aussehen des Dachraums beeinflusst. Eine zusätzliche Stellfläche für die Vorrichtung an der Außenseite des Gebäudes wie beispielsweise ein Balkon ist nicht notwendig. Das Gehäuse der Vorrichtung zum Kühlen ragt über die Dachfläche nach außen hinaus. Da es dem Wetter ausgesetzt ist, sind die Gehäusewände witterungsbeständig ausgebildet. Zur Befestigung und zur Erleichterung des Einbaus an dem Dachsparren kann an dem Gehäuse ein Rahmen vorgesehen sein.In contrast, has the device according to the invention with the features of claim 1 the advantage that they are on the rafters the roof can be fixed and in the assembled state inside the loft space neither claimed nor the appearance of the loft affected. An additional footprint for the Device on the outside of the building such as a balcony is not necessary. The case of the Device for cooling towers over the roof area outward out. Since it is exposed to the weather, the housing walls are weather-resistant. to Attachment and to facilitate installation on the rafter can be attached to the case a frame may be provided.

Zum Einbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in ein Dach kann entweder eine bereits für ein Fenster vorhandene Aussparung in der Dachfläche genutzt werden oder extra ein Teil des Daches freigelegt werden. Da das Gerät nicht sehr groß ist, kann ein bereits vorhandenes Fenster durch eine Kombination aus einem kleineren Fenster und einer Vorrichtung zur Kühlung ersetzt werden.To the Installation of a device according to the invention in a roof can either a recess already available for a window in the roof area be used or extra part of the roof to be exposed. As the device not very big, can an existing window through a combination of a smaller window and a cooling device to be replaced.

Die zu kühlende Luft wird entweder aus dem Dachraum oder an der Außenseite des Daches angesaugt, von einem Filter gereinigt, abgekühlt, entfeuchtet und anschließend dem Dachraum zugeführt. Die Temperatur und die Strömungsgeschwindigkeit der Luft können durch manuelle Bedienung eingestellt werden. Wahlweise kann die Kühlvorrichtung auch ausgeschaltet werden, so dass dem Dachraum lediglich Frischluft von außen zugeführt wird. Bei Bedarf kann die Luft auch erwärmt werden.The to be cooled Air is either from the loft or on the outside the roof sucked, cleaned by a filter, cooled, dehumidified and subsequently fed to the roof space. The Temperature and flow velocity of Air can be adjusted by manual operation. Optionally, the Cooler too be turned off, leaving the roof space only fresh air from the outside supplied becomes. If necessary, the air can also be heated.

Das bei der Kühlung der Luft anfallende kondensierte Wasser kann über das Dach abgeführt oder in einer Kondensatwanne gesammelt werden.The in cooling The condensed water accumulating in the air can be discharged through the roof or collected in a condensate tray.

Die Vorrichtung zum Kühlen enthält eine Kühleinrichtung, welche entweder auf Kompression, Absorption oder dem Peltier-Effekt basiert. Sie kann beispielsweise durch Strom, Gas oder thermisch betrieben werden. Im letzten Fall ist auf dem Dach ein Absorber vorgesehen, in welchem ein Wärmeträger strömt, der sich bei Sonneneinstrahlung erwärmt.The Device for cooling contains a cooling device, which either on compression, absorption or the Peltier effect based. It can, for example, by electricity, gas or thermal operate. In the latter case, there is an absorber on the roof provided in which a heat transfer medium flows, the warmed up in sunlight.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine Kompressionskühleinrichtung vorgesehen. Diese besteht aus einem Kältemittelverflüssiger, einem Kältemittelverdampfer und einem Kältemittelverdichter. Das Kältemittel durchläuft dabei einen Kreislauf aus den genannten Komponenten. Die eigentliche Kälteerzeugung findet im Kältemittelverdampfer statt, wo das Kältemittel bei niedrigem Druck verdampft und dadurch der Umgebung Energie entzieht. Hat das dampfförmige Kältemittel seine Aufgabe verrichtet, gelangt es in den Kältemittelkompressor, der es verdichtet und dadurch wieder verflüssigt und abkühlt. Die freigesetzte Wärme wird an die Umgebung abgegeben. Das verflüssigte Kältemittel kann anschließend erneut verdampfen.To An advantageous embodiment of the invention is a compression cooling device intended. This consists of a refrigerant condenser, a refrigerant evaporator and a refrigerant compressor. The refrigerant goes through doing a cycle of the components mentioned. The real one refrigeration takes place in the refrigerant evaporator instead of where the refrigerant evaporates at low pressure and thereby deprives the environment of energy. Has the vaporous Its refrigerant Task done, it gets into the refrigerant compressor, which it compressed and thereby liquefied and cooled. The released heat is released to the environment. The liquefied refrigerant can then be re-used evaporate.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Kältemittelverflüssiger in dem Richtung Dachfrist weisenden Teil des Gehäuses angeordnet. Außerdem ist der Kältemittelverdichter horizontal und damit liegend angeordnet. Eine Kondensatwanne zum Auffangen von kondensierter Flüssigkeit befindet sich in dem der Dachtraufe zugewandten Teil des Gehäuses. Die Kondensatwanne ist so ausgerichtet, dass sie trotz der Neigung des Daches und damit auch der Neigung der Vorrichtung das Kondensat auffangen kann. Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Kondensatwanne horizontal ausgerichtet.According to a further advantageous embodiment of the invention, the refrigerant condenser is in arranged facing the roof term part of the housing. In addition, the refrigerant compressor is arranged horizontally and thus lying. A condensate tray for collecting condensed liquid is located in the part of the housing facing the eaves. The condensate tray is aligned so that it can catch the condensate despite the inclination of the roof and thus also the inclination of the device. According to a particularly advantageous embodiment of the invention, the condensate tray is aligned horizontally.

Anstelle der Kühlung durch Kompression kann die Kühlung auch durch Absorption oder thermoelektrisch durch den Pettier-Effekt erfolgen. Bei der Absorptionskühlung wird durch Erhitzen von stark ammoniakhaltigem Wasser ein Druck erzeugt. Beim Erhitzen dampft das Ammoniak aus. Dabei steigt der Druck im Verflüssiger solange an, bis der Ammoniakdampf kondensiert und die aufgenommene Wärme abgibt. Durch ein Drosselorgan fließt das Ammoniak in den Verdampfer, wobei es bei niedrigem Druck Wärme aufnimmt. Das noch warme und Ammoniakreste enthaltende Wasser läuft indessen aus dem Kocher über einen Wärmeaustauscher in den Absorber, wo es den aus dem Verdampfer zurückkehrenden Ammoniak wieder aufnimmt und sich damit sättigt. Anschließend wird das ammoniakhaltige Wasser erneut erhitzt und der Zyklus beginnt von vorne. Der Kreislauf hat den Vorteil, dass er nicht in zwingender Weise mit Strom betrieben werden muss. Das Erhitzen des ammoniakhaltigen Wassers kann auch durch andere Art und Weise erfolgen.Instead of the cooling by compression can the cooling also by absorption or thermoelectric by the petting effect respectively. In the absorption cooling becomes a pressure by heating strongly ammoniacal water generated. Upon heating, the ammonia evaporates. It rises Pressure in the condenser until the ammonia vapor condenses and the absorbed Gives off heat. Flows through a throttle body The ammonia in the evaporator, where it absorbs heat at low pressure. Meanwhile, the still warm and ammonia residues containing water runs out over the stove a heat exchanger in the absorber, where it returns from the evaporator Ammonia again absorbs and saturates with it. Subsequently, will the ammonia-containing water is reheated and the cycle begins from the front. The cycle has the advantage that it is not in compelling Must be powered by electricity. Heating the ammonia-containing Water can also be done by other means.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ein Absorber vorgesehen, in welchem ein Wärmeträger strömt, der sich bei Sonneneinstrahlung erwärmt. Bei dem Wärmeträger kann es sich beispielsweise um Wasser handeln. Das erwärmte Wasser dient zum Betreiben einer Absorptionskühlein richtung. In diesem Fall kann die Vorrichtung zur Kühlung des Dachraumes ohne Strom betrieben werden. Dabei wird ausgenutzt, dass eine Kühlung insbesondere benötigt wird, wenn aufgrund von Sonneneinstrahlung das Dach besonders stark aufgeheizt wird.To a further advantageous embodiment of the invention is a Absorber provided in which a heat transfer medium flows, which is exposed to sunlight heated. In the heat carrier can it may be, for example, water. The heated water used to operate a Absorptionskühlein direction. In this case can the device for cooling of the roof space are operated without electricity. It is exploited that a cooling especially needed becomes, if due to solar radiation the roof particularly strong is heated.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Vorrichtung mit einem Dachflächenfenster kombiniert. Dabei kann die Vorrichtung zusammen mit dem Dachfenster in eine bereits vorhandene Öffnung im Dach eingesetzt werden. Der Rahmen des Dachfensters kann eine Aussparung enthalten, welche zunächst verkleidet wird. Zu einem beliebigen späteren Zeitpunkt kann in diese Aussparung eine Vorrichtung zur Kühlung eingesetzt werden.To a further advantageous embodiment of the invention is the Device with a roof window combined. In this case, the device together with the roof window into an existing opening be used in the roof. The frame of the skylight can be a Recess included, which initially is disguised. At any later time may be in this recess a device for cooling be used.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ein Sensor für eine Infrarotfernbedienung vorgesehen.To a further advantageous embodiment of the invention is a Sensor for an infrared remote control provided.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen zu entnehmen.Further Advantages and advantageous embodiments of the invention are the subsequent description, the drawings and the claims.

Zeichnungdrawing

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Dieses Ausführungsbeispiel ist im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:In the drawing is an embodiment of Invention shown. This embodiment is below described in more detail. Show it:

1 Seitenansicht einer Vorrichtung zum Kühlen von Dachräumen mit Teilschnitten, 1 Side view of a device for cooling roof spaces with partial cuts,

2 Draufsicht auf ein Dach mit einer Vorrichtung gemäß 1, 2 Top view of a roof with a device according to 1 .

3 Ansicht der Vorrichtung gemäß 1 und 2 von einem Dachraum aus. 3 View of the device according to 1 and 2 from an attic.

Beschreibung des Ausführungsbeispielsdescription of the embodiment

1 und 2 zeigen eine Vorrichtung zum Kühlen von Dachräumen, welche zusammen mit einem Dachfenster an einem Dachsparren montiert ist. In dem Gehäuse 1 der Vorrichtung sind im oberen Teil der Kältemittelverflüssiger beziehungsweise Kondensator 2 und ein Verflüssigerventilator 3 angeordnet. Unmittelbar neben dem Kältemittelverflüssiger 2 befindet sich der Kältemittelverdichter 4. Im unteren Teil des Gehäuses sind der Kältermittelverdampfer 5 und der Verdampferlüfter 6 angeordnet. In diesem Teil befindet sich außerdem die Kondensatwanne 7 zum Auffangen von kondensierter Flüssigkeit. Kältemittelverflüssiger 2, Kältemittelverdichter 4 und Kältemittelverdampfer 5 sind über Kältemittelleitungen 8 miteinander verbunden. Das Gehäuse 1 ist auf einem Dachsparren 9 befestigt. Zur Stabilisierung des Gehäuses und zum Einbau dient ein Rahmen 10. Unmittelbar unterhalb der Vorrichtung befindet sich ein Dachfenster 11. Das Dach ist mit Dachziegeln 12 eingedeckt. An der dem Dachraum 13 zugewandten Seite des Gehäuses sind in dem Gehäuse 1 Ansaugöffnungen 14 zum Ansaugen der Raumluft und Ausblasöffnungen 15 zum Ausblasen der gekühlten Luft in dem Dachraum vorgesehen. An den Ansaugöffnungen 14 ist ein Luftansaugfilter 16 angeordnet. 1 and 2 show a device for cooling roof spaces, which is mounted together with a roof window on a rafter. In the case 1 the device are in the upper part of the refrigerant condenser or condenser 2 and a condenser fan 3 arranged. Immediately adjacent to the refrigerant condenser 2 is the refrigerant compressor 4 , In the lower part of the housing are the refrigerant evaporator 5 and the evaporator fan 6 arranged. In this part is also the condensate tray 7 for collecting condensed liquid. refrigerant condensers 2 , Refrigerant compressor 4 and refrigerant evaporator 5 are via refrigerant pipes 8th connected with each other. The housing 1 is on a rafter 9 attached. To stabilize the housing and to install a frame 10 , Immediately below the device is a skylight 11 , The roof is with roof tiles 12 covered. At the the roof space 13 facing side of the housing are in the housing 1 suction 14 for sucking in the room air and exhaust openings 15 provided for blowing out the cooled air in the roof space. At the intake openings 14 is an air intake filter 16 arranged.

3 zeigt die ein Dach eingebaute Vorrichtung in einer Ansicht vom Dachraum 13 aus. In dieser Darstellung ist ein Infrarot-Sensor 17 für eine Infrarot-Fernbedienung erkennbar. Letztere ist in der Zeichnung nicht dargestellt. 3 shows the roof-mounted device in a view from the roof space 13 out. In this illustration is an infrared sensor 17 recognizable for an infrared remote control. The latter is not shown in the drawing.

Sämtliche Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.All features of the invention can be used individually as well as in any combination be essential to the invention with each other.

11
Gehäusecasing
22
Kältemittelverflüssigerrefrigerant condensers
33
VerflüssigerventilatorCondenser
44
KältemittelverdichterRefrigerant compressor
55
KältemittelverdampferRefrigerant evaporator
66
Verdampferlüfterevaporator fan
77
KondensatwanneDrain pan
88th
KältemittelleitungenRefrigerant lines
99
Dachsparrenrafter
1010
Rahmenframe
1111
Dachfensterskylight
1212
Dachziegeltile
1313
Dachraumattic
1414
Ansaugöffnungensuction
1515
Ausblasöffnungenexhaust openings
1616
LuftansaugfilterIntake air filters
1717
Infrarot-SensorInfrared sensor

Claims (7)

Vorrichtung zur Kühlung von Dachräumen in Gebäuden mit geneigter Dachfläche mit einem Gehäuse (1) mit Befestigungsvorrichtungen an dem Gehäuse zum Befestigen der Vorrichtung an einem oder mehreren Dachsparren (9), wobei das Gehäuse (1) über den Dachsparren (9) nach außen ragt, mit witterungsbeständigen Gehäusewänden an dem Gehäuse (1) insbesondere an den nach außen ragenden Seiten des Gehäuses, mit einer Kühleinrichtung (2, 3, 4, 5, 6, 7) in dem Gehäuse (1), welche auf Kompression, Absorption oder dem Peltier-Effekt beruht, wobei die Elemente (2, 3, 4, 5, 6, 7) der Kühleinrichtung zumindest teilweise unter einem Winkel in das Gehäuse (1) eingebaut sind, mit Ansaugöffnungen (14) am Gehäuse (1) zum Ansaugen der Raumluft oder der Umgebungsluft und mit Ausblasöffnungen (15) an der dem Dachraum (13) zugewandten Seite des Gehäuses (1) zum Ausblasen der durch die Kühleinrichtung gekühlten Luft.Device for cooling roof areas in buildings with an inclined roof surface with a housing ( 1 ) with fastening devices on the housing for attaching the device to one or more rafters ( 9 ), the housing ( 1 ) over the rafters ( 9 ) protrudes outward, with weather-resistant housing walls on the housing ( 1 ) in particular on the outwardly projecting sides of the housing, with a cooling device ( 2 . 3 . 4 . 5 . 6 . 7 ) in the housing ( 1 ), which is based on compression, absorption or the Peltier effect, whereby the elements ( 2 . 3 . 4 . 5 . 6 . 7 ) of the cooling device at least partially at an angle in the housing ( 1 ), with suction openings ( 14 ) on the housing ( 1 ) for sucking in the room air or the ambient air and with exhaust openings ( 15 ) at the the roof space ( 13 ) facing side of the housing ( 1 ) for blowing out the air cooled by the cooling device. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kompressions-Kühleinrichtung vorgesehen ist mit einem Kältemittelverflüssiger (2), einem Kältemittelverdampfer (5) und einem Kältemittelverdichter (4).Apparatus according to claim 1, characterized in that a compression-cooling device is provided with a refrigerant condenser ( 2 ), a refrigerant evaporator ( 5 ) and a refrigerant compressor ( 4 ). Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kältemittelverdampfer (5) in dem dem Dachfirst zugewandten Teil des Gehäuses (1) eingebaut ist.Apparatus according to claim 2, characterized in that the refrigerant evaporator ( 5 ) in the roof ridge facing part of the housing ( 1 ) is installed. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kältemittelverdichter (4) in dem Gehäuse (1) horizontal ausgerichtet ist.Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that the refrigerant compressor ( 4 ) in the housing ( 1 ) is aligned horizontally. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kondensatwanne (7) vorgesehen ist, welche in dem der Dachtraufe zugewandten Teil des Gehäuses (1) angeordnet und horizontal ausgerichtet ist.Device according to one of claims 2 to 4, characterized in that a condensate tray ( 7 ) is provided, which in the eaves facing part of the housing ( 1 ) is arranged and aligned horizontally. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass sie in ein Rahmen für ein Dachfenster (11) integriert ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that it fits into a frame for a skylight ( 11 ) is integrated. Vorrichtung nach einem der vorhergehende Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Absorber vorgesehen ist, in welchem ein Wärmeträger strömt, der sich bei Sonneneinstrahlung erwärmt.Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that an absorber is provided, in which a Heat carrier flows, the warmed up in sunlight.
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