DE2914996A1 - Building heat recovery system - has air chambers in outside walls connected to heat pump - Google Patents

Building heat recovery system - has air chambers in outside walls connected to heat pump

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Abstract

The system recovers heat from a building using a heat pump. Large-area air chambers are formed in the building roof, walls, and/or windows. Heat from the building is collected by the air in the chambers, which are connected by pipes in circuit to the heat pump, the air so heated being delivered to the heat pump. Air heat in the chambers can be so regulated that the min. amount is dissipated to atmosphere via the outside surfaces.

Description

Verfahren für die Wärmerückoewinnunn bei Gebäuden mit Procedure for heat recovery in buildings with

Hilfe einer Wärmepumpe sowie Bautafel zur Verwendung als Gebäude-Außenteil bei der Durchführunq des Verfahrens Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren für die Wärmerückgewinnung bei Gebäuden mit Hilfe einer Wärmepumpe, bei dem in den Außenteilen (Außenwände, Decken und/oder Fenster) des Gebäudes vorgesehene großflächige Luftkammern einbezogen werden. Ferner ist die Erfindung auf eine Bautafel zur Verwendung als Gebäude-Außenteil bei der Durchführung des vorstehenden Verfahrens gerichtet. With the help of a heat pump and a construction panel for use as an exterior part of the building in the implementation of the method The invention relates to a method for heat recovery in buildings with the help of a heat pump, in which in the Large-area provided for external parts (external walls, ceilings and / or windows) of the building Air chambers are included. The invention is also applicable to a construction panel directed as a building exterior part when performing the above method.

Im Rahmen der Maßnahmen zur Einsparung fossiler Energien spielt neben der Nutzung der Solar- und Umwelt-Energie (z.B. Erdwärme, Wasser-Wärme) der sparsame Umgang mit der zur Beheizung von Gebäuden dienenden Energie die Hauptrolle. Wesentliche Einsparungen können bereits durch zusätzliche Wärmedämmung erzielt werden. Noch größere Bedeutung kann jedoch die Wärme-Rückgewinnung , d. h. die Nutzbarmachung der sogen. "Transmissions-Wärme" der Gebäude in den Ländern gewinnen, die in der kalten Jahreszeit erhöhten Bedarf an Heizwärme haben, während gleichzeitig in dieser Zeit die nutzbare Sonnenwärms relativ gering ist. Bekannt ist im Prinzip, die Wärme-Verluste durch Luftkammern in den Umfassungswänden (z.B, bei sogen. Hohlziegeln) zu verringern. Bekannt ist ferner, Hohlräume in Wänden aus Steinen zur Ausbildung von Kanälen zu benutzen, mit deren Hilfe Warmluft zur Raum-Beheizung geführt wird. Schließlich ist auch bekannt, Wärmepumpen für die Verminderung des Aufwandes an fossiler Energie einzusetzen. Aber so wie das Prinzip der Wärmepumpe seit Jahrzehnten bekannt ist, und erst praktisch in größerem Umfang ausgenutzt wird, seit die Herstellung von Wärmepumpen in Serien auf industrieller Basis erfolgt, so nutzte der bisherige Erkenntnisstand noch nicht die Wärme-Rückgewinnung bei Cebäuden durch Nutzbarmachung der Transmissions-Wärme. Erst wenn Hilfsmittel für die Wärmerückgewinnung aus der "Transmissions-Wärme" vorhanden sind, die praktisch von "3edermann" auch nachträglich eingebaut werden können, wird die Wärmerückgewinnung bei Gebäuden sich in volkswirtschaftlich nutzbrinaender Größenordnung auswirken können.As part of the measures to save fossil fuels, plays alongside the use of solar and environmental energy (e.g. geothermal energy, water heat) the economical Dealing with the energy used to heat buildings plays a major role. Essential Savings can already be achieved through additional thermal insulation. Yet however, heat recovery, i. e. H. the utilization the so-called Gain "transmission heat" of the buildings in the countries that are in the cold season have increased need for heating, while at the same time in this Time the usable solar heat is relatively low. It is known in principle, the heat losses by means of air chambers in the surrounding walls (e.g. in the case of so-called hollow bricks). It is also known to use cavities in walls made of stones to form channels with the help of which warm air is fed to the room heating. In the end is also known to heat pumps for reducing the use of fossil energy to use. But just like the principle of the heat pump has been known for decades, and only practically has been used to a greater extent since the manufacture of heat pumps in series takes place on an industrial basis, the current state of knowledge has not yet made use of it the heat recovery in buildings by utilizing the transmission heat. Only when aids for heat recovery from the "transmission heat" are available that can also be installed subsequently by "3edermann" the heat recovery in buildings is economically beneficial can affect.

Diese Aufgabe liegt der vorliegenden Erfindung zugrunde. Genauer gesagt: Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und das zugehörige Bauelement zu schaffen, das mit anderen vorhandenen und üblichen Einrichtungen (wie z.B. Rohrleitungen und industriell hergestellten Wärmepumpen) praktisch von "Jedermann" eingesetzt werden kann, um die Wärmerückgewinnung aus Transmissions-Wärme zu erreichen. Speziell soll die vorliegende Erfindung dazu dienen, unter demAiipekt der Wärmerückgewin nung aus Transmissions-Wärme 1. elementierte Neubauten in besonders wirtschaftlicher Weise zu errichten, 2. die Nachrüstung von Altbauten durch Anbringung von Zusatz-Elementen zu ermaglichen und 3. ganz speziell die Wärmerückgewinnung bei solchen Cebäuden zu ermöglichen, bei denen eine hohe Licht-Ausbauts notwendig ist, bisher aber dieses Ziel nur mit hohen Wärmeverlusten an die Umgebung erzielt werden konnte (z.B. Cewächshäuser oder Lichtflache Shed-Hallen).The present invention is based on this object. More precisely: The object of the invention is to provide a method and the associated component create that with other existing and common facilities (such as pipelines and industrially manufactured heat pumps) practically used by "everyone" can be used to achieve heat recovery from transmission heat. Special the present invention is intended to serve, under the aspect of heat recovery tion from transmission heat 1. Elementary new buildings in particularly economical Way to build, 2. the retrofitting of old buildings by attaching additional elements and 3. especially the heat recovery in such buildings to enable where a high light expansion is necessary, but so far this The goal could only be achieved with high heat losses to the environment (e.g. greenhouses or light-flat shed halls).

Die Lösung obiger Aufgabe erfolgt durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 aufgeführten Merkmale.The above problem is solved by the characterizing part of the claim 1 listed features.

Das Grundprinzip der vorliegenden Erfindung beruht auf folgender e dankenkette: Selbst bei guter Wärmedämmung eines Gebäudes (z.B. einer Außenwand) findet in der Heizperiode ein ständiger Wärme-Fluß vom Innern des Cebäudes in Richtung der kälteren Umwelt statt. Bei Gebäuden mit hoher Lichtaufnahme wie z.B. Gewächshäusern ist diese ständige Wärme-Strömung von innen nach außen besonders hoch. Dabei tritt ein Temperaturgefälle von innen nach außen auf (z.B. von + 200 im Innern auf -15 oder -200 außen). Dabei ist die Außenfläche der Wand selbst noch wärmer als die umgebende Lufttemperatur. Der erste Grundgedanke ist es, die Transmissions-Wärme "abzufangen" bevor sie die umfassenden Baukonstruktionen (Wände, Dachflächen, Fenster) verläßt. Der zweite Grundgedanke ist es, die 1,abgefangene" Wärme durch Wärmepumpen auf eine höhere Temperatur zu heben. Der dritte Grundgedanke besteht darin, die in der Wärmepumpe auf höhere Temperatur gebrachte Wärme wieder praktischen Aufgaben, insbesondere obei Gebäuden der Raumheizung zuzuführen.The basic principle of the present invention is based on the following e Thank you chain: Even with good thermal insulation of a building (e.g. an external wall) During the heating season there is a constant flow of heat from the inside of the building in the direction of the colder environment. For buildings with high light absorption such as greenhouses this constant flow of heat from the inside to the outside is particularly high. It occurs a temperature gradient from the inside to the outside (e.g. from + 200 inside to -15 or -200 outside). The outer surface of the wall itself is even warmer than that ambient air temperature. The first basic thought is the transmission heat "to intercept" before the comprehensive building structures (walls, roof surfaces, windows) leaves. The second basic idea is the 1 "captured" heat by heat pumps to raise to a higher temperature. The third key thought is that heat brought to a higher temperature in the heat pump again practical tasks, especially in buildings for space heating.

Naturgemäß ist es nicht möglich, in der Praxis diese Gedanken hundertprozentig durchzuführen. Jedoch bedeutet schon ein hoher Prozentsatz der Realisierung einen sowohl für den privaten Bereich wie auch für die Uolkswirtschaft außerordentlich großen Gewinn.Naturally, it is not possible to use these thoughts one hundred percent in practice perform. However, even a high percentage of the realization means one Both for the private sector and for the economy extraordinary big win.

Die praktische Realisierung der vorliegenden Erfindung kann mit einer Bautafel erfolgen, die die im Kennzeichen des Anspruches 5 aufgeführten Merkmale aufweist. Diese Bautafel kann z.B. wie die bisher üblichen Bauelemente für die Abdeckung von Dächern oder für die Wand-Ausbildung statisch ausgebildet und entsprechend den bisherigen Gepflogenheiten auch wärmegedämmt sein. Sie besitzt jedoch zusätzlich auf der "Kalt-Seite" 1. einem wesentlichen abgeschlossene Luftkammer, die praktisch eine geringe Dicke aber eine sehr große Oberfläche entsprechend der Gesamtfläche der Bautafel aufweist und 2. Anschlußvorrichtungen für die Zuleitung und Ableitung von Luft, derart, daß mit Hilfe dieser Zu- und Ableitungen in der Luftkammer ein Luftwechsel in geregelter Form herbeigeführt werden kann. Im Idealfall ist ferner der Wärmedurchlaß-Widerstand der Außenwand, die die Luftkammer gegenüber der Umwelt'abschirmt, relativ groß im Verhältnis zum Wärmedurchlaß-Widerstand der Bautafel zwischen der Luftkammer und dem Gebäude-Innenraum.The practice of the present invention can be accomplished with a Construction panel take place that has the features listed in the characterizing part of claim 5 having. This construction board can, for example, like the previously usual construction elements for the cover of roofs or for the wall formation statically designed and according to the previous practice also be thermally insulated. However, she owns additionally on the "cold side" 1. an essentially closed air chamber, which is practically a small thickness but a very large surface corresponding to the Has total area of the building board and 2. Connection devices for the supply line and discharge of air, such that with the help of these supply and discharge lines in the Air chamber an air exchange can be brought about in a regulated form. Ideally is also the thermal resistance of the outer wall facing the air chamber der Umwelt'abschirmt, relatively large in relation to the thermal resistance of the Construction board between the air chamber and the interior of the building.

Damit nicht bei tiefen Außentemperaturen in der Umgebung des Gebäudes eine Kondensation der Luftfeuchtigkeit in der Luft kammer eintreten kann, wird die in dem System umlaufende Luft hinter der Wärmepumpe in grundsätzlich bekannter Weise durch Abkühlung unter den Taupunkt entwässert.So not at low outside temperatures in the vicinity of the building condensation of the humidity in the air chamber can occur, the Air circulating in the system behind the heat pump in a basically known manner dehydrated by cooling below the dew point.

Ein weiters Kennzeichen der ein "Wärme-Fangelement" bildenden Bautafel besteht darin, daß in der Bautafel je eine Zu- und Ableitung für die umlaufende Luft des geschlossenen Kreislaufsystems angeordnet ist.Another characteristic of the building board that forms a "heat-catching element" consists in the fact that in the building board there is one inlet and one outlet for the circumferential Air of the closed circuit system is arranged.

Führt man die im "Wärmefangelement" aufgefangene Luft der Wärmepumpe zu, so kann man ihr die vorher aufgenommene Wärme entziehen und nutzbar machen für beliebige Zwecke, beispielsweise für die Erwärmung von Gebrauchswasser oder ähnliche Aufgaben. Die abgekühlte Luft wird im Kreislauf wieder dem im wesentlichen abgeschlossenen Raum in der Luftkammer gegenüber der Außenseite des "Wärmefangelementes" zugeführt und der Zyklus beginnt von neuem.If the air trapped in the "heat collecting element" is routed to the heat pump to, so one can withdraw the previously absorbed heat from it and make it usable for any purpose, for example for heating domestic water or the like Tasks. The cooled air becomes essentially closed again in the cycle Space in the air chamber opposite to the outside of the "heat collecting element" is supplied and the cycle begins again.

Richtet man es so ein, daß die aus der Wärmepumpe kommende abgekühlte Luft beim Eintritt etwa der mittleren Temperatur der Umgebung des "Wärmefangelementes" entspricht, so tritt durch die Außenwand der geschlossenen außenliegenden Luftkammer kein zusätzlicher Wärmsuerlust ein.If you set it up so that the one coming from the heat pump cools down Air entering approximately the mean temperature of the surroundings of the "heat trap element" corresponds, so passes through the outer wall of the closed external air chamber no additional warmth.

Liegt aber die mittlere Temperatur in der Luftkammer des "Wärmefanqelementes" unter der Außentemperatur, se wird umgekehrt durch die Außenwand noch Wärme von außen aufgenommen. Diese aufgenommene Wärme kann dann zusätzlich dem Luftkreislauf und über diese dem zu beheizenden Gebäude, der Warmwasserbereitung und dgl. zugeführt werden. Schließlich besteht sogar die Möglichkeit, Sonnenwärme aufzunehmen, indem mit dem Uärmefangelement" zusätzlich ein Sonnenkollektor verbunden wird. Hierbei wiederum besteht die Möglichkeit, die uum Sonnenkollektor aufgenommene Wärme in einem gesonderten Kreislauf-System sekundärer Art getrennt von der Wärmenutzung im primären System der Wärmerückgewinnung nutzbar zu machen.But if the mean temperature is in the air chamber of the "heat fan element" below the outside temperature, it is reversed by the outside wall still heat from recorded outside. This absorbed heat can then also be used in the air cycle and via this the building to be heated, the hot water preparation and the like. Supplied will. Finally, there is even the possibility of absorbing solar heat by a solar collector is also connected to the Uärmefangelement ". Here in turn there is the possibility to use the heat absorbed around the solar collector a separate circulation system of a secondary nature, separated from the use of heat usable in the primary system of heat recovery.

Besonders vorteilhaft ist es, die Wärmefangelemente so zu typisieren und auszubilden, daß sie reihenweise in einer Richtung oder sogar flächenhaft in zwei Koordinaten oder räumlich in mehreren Richtungen addiert werden können. Hierbei ist es ganz besonders vorteilhaft, die Addition mit Hilfe der Zu- und Ableitungen vorzunehmen.It is particularly advantageous to typify the heat trapping elements in this way and train them to run in rows in one direction or even planarly in two coordinates or can be added spatially in several directions. Here it is particularly advantageous to do the addition with the help of the inlets and outlets to undertake.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.Further refinements of the invention emerge from the subclaims emerged.

Die Erfindung wird anschließend anhand der Zeichnungen von Ausführungsbeispielen erläutert.The invention will then be described with reference to the drawings of exemplary embodiments explained.

Figur 1 zeigt (zur Vereinfachung zunächst ohne ein ganzes Gebäude) zwei miteinander in Reihe gekuppelte Bautafeln als Wärmefangelemente und Außenwand-Teile zusammen mit der schematisch angedeuteten Wärmepumpe. Die einzelnen Bautafeln bzw. -Wärmefangelemente sind in einer Rahmenkonstruktion 1 gefaßt. Sie enthalten zwischen einer Rückwand 2a und eirrer Mittelwand 2b eine -Wärmedämmung 3, die einen möglichst großen Wärmedurchlaß-Widarstand besitzt. Auf der Außenseite ist die Luftkammer 4 Ungeordnet, die gegenüber der Umwelt durch eine Außenwand 5 abgeschlossen ist, wobei diese Außenwand 5 beispielsweise aus einem Blech (zur Aufnahme äußerer Kräfte kann es z.B. ein Prafilblech sein) ausgebildet ist, um den statischen Erfordernissen gerecht zu werden. Dabei kann der Wärmedurchlaß-Widerstand dieser Außenwand 5 gering sein gegeoüber dem Wärmedurcfilaß-Widerstand der eigentlichen Wärmedämmung 3, weil ja die Temperatur in der Luftkammer 4 im Regelfall im Bereich der Umgebungstemperatur gehalten wird. Die Luft in der Luftkammer 4 wird erneuert durch eine Zuleitung 6 und wird abgeführt durch eine Ableitung 7, wobei die Varbindung der Leitungen zur Luftkammer 4 hier durch Löcher oder Schlitze erfolgt. Die Leitungen 6 und 7 liegen --hier in Richtung der äußeren oberen und unteren Bautafel-8egrenzung und sind so ausgebildet, daß sie am Rand mit Nachbar-Bautafeln gekuppelt werden können.Figure 1 shows (for the sake of simplicity initially without a whole building) two Building panels coupled in series as heat trapping elements and outer wall parts together with the schematically indicated heat pump. The individual building boards or Heat trapping elements are contained in a frame structure 1. They contain between a rear wall 2a and a central wall eirrer 2b a thermal insulation 3, the one possible has great thermal resistance. On the outside is the air chamber 4 Disordered, which is closed off from the environment by an outer wall 5, wherein this outer wall 5, for example, made of sheet metal (to absorb external forces e.g. be a profile sheet) is designed to meet the static requirements meet. The thermal resistance of this outer wall 5 can be low sein Gegeoüber the Wärmedurcfilaß resistance of the actual thermal insulation 3, because yes, the temperature in the air chamber 4 is generally in the range of the ambient temperature is held. The air in the air chamber 4 is renewed through a supply line 6 and is discharged through a discharge line 7, whereby the connection of the lines to Air chamber 4 takes place here through holes or slots. Lines 6 and 7 are located - here in the direction of the outer upper and lower construction board boundaries and are like that trained so that they can be coupled at the edge with neighboring building panels.

Das Ableitungsrohr 8 der einen Leitungsreihe 7 und das Zuleitungsrohr 9 der anderen Leitungsreihe 6 wird verbunden mit der Wärmepumpe 10, die die aus den Luftkammern 4 entnommene Luft abkühlt und die enzogene Wärme dazu benutzt, um beispielsweise die aus dem Gebäudeinneren kommende Luft 11 zu erwärmen und als Warmluft 12 wieder dem Gebäude zur Raumheizung oder zur Warewasserbereitung oder zur anderweitigen nutzbringenden Verwendung zuzuführen. Damit die in der Wärmepumpe 10 abge-Wasser kühlte Luft nicht in unerwünschter Weise im Sysi)abscheidet oder ur Eisbildung Anlaß gibt, wird die in der Wärmepumpe abgekühlte Luft in bekannter Weise in einem Entfeuchter 13 unter den Taupunkt der tiefsten infragekommenden Temperatur abgekühlt. Praktisch wird dementsprechend diese entfeuchtete Luft über das Zuleitungsrohr 9 dem "Wärmefang-Systems so zugeführt, daß innerhalb der Luftkammern 4 eine Erwärmung ohne Wasser-Kondensation stattfinden kann, auch wenn die Außenwände 5 durch die Umgebungstemperatur stark abgekühlt sind Figur 2 zeigt ein typisches Anwendungsbeispiel der Erfindung für ein elementiertes Gebäude, d. h. für ein Gebäude, das aus typisierten Einzelelementen aufgebaut ist. Hier ist ein soge Sheddach dargestellt, bei dem ein Raumfachwerk aus Stäben 14 sowie Knotenstücken 15 auf Stützen 16 aufgelagert ist und schräge Dachflächen bildet. Die schrägen Dachflächen sind im vorliegenden Falle auf der einen Seite (in Fig. 2 rechts) durch lichtundurchlässige Bautafeln 17 sowie auf der entgegengesetzten Seite (in Fig. 2 links) durch lichtdurchlässige Bautafeln 18 abgedeckt, um eine blendungsfreie Innenrfaum-Belichtung mit Tageslicht zu erreichen. In Ergänzung der für das Dach eingesetzten Stützen 16 werden dann zusätzliche Wände 19 als senkrechter Raumabschluß nach außen angewandt. Die Bautafeln 17, 18, welche hier Dachelemente bilden und die Wände 19 können erfindungsgemäß ausgebildet und mit einer Wärmepumpe gekoppelt sein. In ähnlicher Weise werden auch Gewächshäuser mit Satteldächern ausgeführt, mit dem Unterschied, daß hier beide Arten von Schrägflächen im Interesse einer möglichst großen Lichtdurchlässigkeit vollkommen mit Glas abgedeckt werden. Je größer aber der Glasanteil ist, desto größer sind auch die Wärmeverluste. Dementsprechend wird bei den bekannten Richtlinien für die Wärmebedarfs-Rechnung eins sogen. "Wärmedurchgangszahl" k bei Einfachfenstern mit 6,0 und bei Doppelfenstern mit 3,0 zu Grunde gelegt. Das bedeutet, daß 1m² Glasfenster bei einer Temperaturdifferenz von 350 (bei Innentemperatur von 200 und Außentemparatur von-150) einen stündlichen Wärmeverlust von 210 kwalZh m² besitzt. Dies wiederum läßt erkennen eie wichtig gerade bei derartigen Konstruktionen eine Wärmerückgewinnung ist.The discharge pipe 8 of a line row 7 and the supply pipe 9 of the other line row 6 is connected to the heat pump 10, which consists of the air chambers 4 removed air cools and the heat extracted is used to For example, to heat the air 11 coming from inside the building and as warm air 12 again to the building for space heating or for water preparation or for other purposes to put to beneficial use. So that the water in the heat pump 10 is removed Cooled air does not separate in an undesirable way in the Sysi) or cause ice formation there, the air cooled in the heat pump is used in a known manner in a dehumidifier 13 below the dew point of the lowest temperature in question cooled down. This dehumidified air becomes practical accordingly via the supply pipe 9 so supplied to the "heat capture system that within the air chambers 4 a warming can take place without water condensation, even if the outer walls 5 through the Ambient temperature have cooled down significantly. Figure 2 shows a typical application example of the invention for an elementary building, d. H. for a building made from typified Single elements is built up. Here a so-called shed roof is shown with a Space framework made of rods 14 and node pieces 15 is supported on supports 16 and forms sloping roof surfaces. The sloping roof surfaces are in the present case on the one hand (on the right in Fig. 2) by opaque building panels 17 as well on the opposite side (on the left in Fig. 2) through translucent building panels 18 covered in order to achieve glare-free indoor exposure with daylight. In addition to the supports 16 used for the roof, additional walls are then used 19 applied as a vertical room closure to the outside. The building boards 17, 18, which form roof elements here and the walls 19 can be designed according to the invention and be coupled with a heat pump. Similarly, greenhouses are also made executed with pitched roofs, with the difference that here both types of sloping surfaces completely covered with glass in the interests of the greatest possible light transmission will. However, the greater the proportion of glass, the greater the heat losses. Accordingly, the known guidelines for the heat demand calculation one sucked "Heat transfer coefficient" k for single windows with 6.0 and for double windows based on 3.0. This means that 1m² of glass window with a temperature difference from 350 (at an internal temperature of 200 and an external temperature of -150) an hourly rate Heat loss of 210 square meters. This in turn reveals It is important to have heat recovery, especially with such constructions.

Ein sehr hoher EnergieauFwand entsteht daher überall dort, wo große Glasflächen als Raumabschluß dienen, wie z.B. bei Gewächshäusern oder aber bei den Fensterflächen von Sheddächer@. Hier kann daher die Wärmerückgewinnung zu besonders großen Energieeinsparungen führen. kndererseits besteht die Möglichkeit, hier auch in besonders wirksamer Weise das Prinzip der vorliegenden Erfindung durchzuführen Dies zeigt ein Zahlenbeispiel wie folgt: Eine Fernsterfläche von 1 m² hat bei einer Temperatur-Differenz von 300 E (bei +200 & Innentemperatur und -10 °C Außentemperatur) mit einer 2 Glasscheibe und einem Wärmedurchgan-gs-Koeffizienten K = 6,0 KcaI/h m grd einen stündlichen Wärmeverlust von 6 x 30 = 180 Kcal. Bei einer Doppel-Scheibe mit einem K-Wert von 3,0 Kcal/h m² grd beträgt der Wärmeverlust 2 3 x 30 = 90 Kcal je m und Stunde.A very high energy wall therefore arises wherever large Glass surfaces serve as space closures, e.g. in greenhouses or in the Shed roofs @ window areas. Here, therefore, the heat recovery can be too special result in great energy savings. on the other hand there is the possibility here too to carry out the principle of the present invention in a particularly effective manner This is shown by a numerical example as follows: A window area of 1 m² has a Temperature difference of 300 E (at +200 & inside temperature and -10 ° C outside temperature) with a 2 pane of glass and a heat transfer coefficient K = 6.0 KcaI / h m grd an hourly heat loss of 6 x 30 = 180 Kcal. With a double target with a K value of 3.0 Kcal / h m² deg, the heat loss is 2 3 x 30 = 90 Kcal per m and hour.

Geht man davon aus, daß die (trockene) Zirkuiationsluft oes"Wärmefang-Systems" gemäß dieser Erfindung mit -10°C in die Luftkammern 4 eintritt und legt man eine Temperatur-Zunahme von 4°C zu Grunde, so sind bei 2 einem 3-Scheiben-Fenster und der Luftkammer 4 je m 90 Kcal Je Stunde abzutransportieren Bei einer spezifischen Wärme von 0,24 Kcal/Kg grd 3 und einem Gewicht von ca 1,29 KgXm transportiert also 1 kg Luft gleich 3 3 G,77 m Luft etwa 1 Kcal. Somit wird ein Luftvolumen V = 90 m als Luft-3 wechsel je Stunde benötigt oder 9Q : 3600 = 0,Q25 m Xsec. Bei einer Breite der Luftkammer 4 von 0,025 m (=2,5cm) (senkrecht zur Oberfläche 2 psmessen). Würde somit ein Strömungs-Ouerschnitt von F = 0,025 m ir Verfugung stehen und eine Luft-Geschwindigkeit v in der Luftkammer genügen, die sich errechnet als V 0,025 m³/sec = 1,0 m/sec.Assuming that the (dry) circulating air oes "heat trap system" according to this invention with -10 ° C enters the air chambers 4 and puts one Temperature increase of 4 ° C is based, so are with 2 a 3-pane window and of the air chamber 4 per m 90 Kcal per hour to be transported away Heat of 0.24 Kcal / Kg degree 3 and a weight of about 1.29 KgXm thus transported 1 kg of air equals 3 3 G, 77 m of air about 1 Kcal. Thus an air volume becomes V = 90 m required as 3 air changes per hour or 9Q: 3600 = 0, Q25 m Xsec. At a Width of the air chamber 4 of 0.025 m (= 2.5 cm) (2 psms perpendicular to the surface). Thus, a flow cross-section of F = 0.025 m would be available and one Air velocity v in the air chamber is sufficient, which is calculated as V 0.025 m³ / sec = 1.0 m / sec.

F 0,025 m² Bei einer derartigen Wärme-Abfuhr würde eine erhebliche Einsparung an Energie eintreten, wenn man diese gemäß der Erfindung durch eine Wärmepumpe nutzbar macht. F 0.025 m² With such a heat dissipation a considerable saving in energy occur when one according to the invention usable by a heat pump.

Figur 3 zeigt die Anwendung des bereits in Figur 1 grundsätzlich dargestellten Prinzips auf ein Gebäude der Bauart der Figur 2. Hier ist wiederum auf der linken Seite eine lichtdurchlässige Bautafel 18a, auf der rechten Seite eine lichtundurchlässige Bautafel 17a dargestellt und links eine Bautafel in Form einer Wand 19a, wobei alle drei Bautafeln nach dem Prinzip der vorliegenden Erfindung ausgebildet sind, und zwar im einzelnen wie folgt: alle Bautafeln sind typisiert, wie im Zusammenhang mit Figur 1 beschrieben, also mit einer im äußeren Bereich angeordneten Luftkammer 4 ausgerüstet, die nach außen durch eine Außenwand 5 abgedeckt ist und die Transmissionswärme aufnimmt, die aus dem Gebäude inneren über die Rückwand 2a, die Wärmedämmung 3 und die Mittelwand 2b nach außen zu fließen bestrebt ist. Im Falle der Figur 3 ist die lichtdurchlässige Bautafel 18a zur Erzielung einer hohen Lichtdurchlässigkeit einerseits, einer möglichst guten Wärmedämmung andererseits und im Interesse der hier erfindungsgemäß angewandten Wärmerückgewinnung als Drei-Scheiben-Konstruktion ausgebildet, die im einzelnen dann nochmals in Figur 4 dargestellt ist. Hier ist der Rahmen 1 derart ausgebildet, daß die beiden inneren Scheiben 2a und 2b einen abgeschlossenen inneren Luftraum 3b umschließen, der die Lichtdurchlässigkeit sicherstellt.aber bereits eine hohe Wärmedämmung verursacht. Zwischen der äußeren Scheibe 5 und der mittleren Scheibe 2b ist die Luftkammer 4 ausgebildet, die jedoch nicht mit ruhender Luft gefüllt ist, sondern von der als Wärmetranspoetmittel dienenden Zirkulationsluft durchströmt wird, die durch die Zuleitung 6 eintritt und durch die Ableitung 7 austritt, wie in Figur 4 durch die Pfeile angedeutet ist.FIG. 3 shows the application of what has already been shown in principle in FIG Principle on a building of the type of figure 2. Here is again on the left Side a translucent building panel 18a, on the right side an opaque one Building board 17a shown and on the left a building board in the form of a wall 19a, with all three building panels are formed according to the principle of the present invention, and in detail as follows: all building boards are typified, as in the context described with Figure 1, that is, with an air chamber arranged in the outer area 4 equipped, which is covered to the outside by an outer wall 5 and the transmission heat receives the interior of the building on the rear wall 2a, the insulation 3 and the middle wall 2b tends to flow outwards. In the case of Figure 3 is the translucent construction panel 18a to achieve a high level of light permeability on the one hand, the best possible thermal insulation on the other hand and in the interests of the invention here applied heat recovery designed as a three-pane construction, which in the individual is then shown again in Figure 4. Here the frame 1 is like this formed that the two inner discs 2a and 2b a closed inner Enclose air space 3b, which ensures light permeability. But already causes a high level of thermal insulation. Between the outer disk 5 and the middle one Disc 2b, the air chamber 4 is formed, but not with still air is filled, but by the circulation air serving as a heat transport medium is flowed through, which enters through the supply line 6 and through the discharge 7 emerges, as indicated in Figure 4 by the arrows.

Die Bautafel 17a der Figur 3 ist im Prinzip genauso aufgebaut wie dies bisher insbesondere in Zusammenhang mit Figur 1 beschrieben wurde.The construction panel 17a of FIG. 3 is constructed in the same way as in principle this has so far been described in particular in connection with FIG.

Lediglich ist hier vorgesehen, daß auch die äußere Scheibe 5 eine gute Lichtdurchlässigkeit besitzt, so daß hinter der äußeren Scheibe 5 ein Sonnenkollektor 20 beispielsweise in Form eines Rohrsystems angeordnet werden kann, der bei Sonnenstrahlung Wärme aufnimmt, die in an sich bekannter Weise für Aufgaben der Raumheizung oder Warmwasserbereitung nutzbar gemacht werden kann. Die Figur 3 veranschaulicht nun in Übereinstimmung mit dem Prinzip der Figur 1, wie die drei verschiedenen Bautafeln für die Wärmerückgewinnung durch eine gemeinsame Wärmepumpe nutzbar gemacht werden. Alle drei Wärmefangelemente bzw. Bautafeln 17a, 18a, 19a sind nämlich durch Zuleitungen 9 und Ableitungen 8 an den äußeren Kreislauf der Wärmepumpe 10 angeschlossen, die in bekannter Weise mit einer Stromversorgung 21 betrieben wird. Durch Regelorgane 22, 23 können die einzelnen Strömungskreise der Wärmefangelemente bzw.It is only provided here that the outer disk 5 also has a has good light transmission, so that behind the outer pane 5 is a solar collector 20 can be arranged, for example, in the form of a pipe system which, when exposed to solar radiation Absorbs heat in a manner known per se for space heating or tasks Water heating can be made usable. Figure 3 now illustrates in accordance with the principle of Figure 1, like the three different building boards can be used for heat recovery through a shared heat pump. All three heat collecting elements or building panels 17a, 18a, 19a are namely through leads 9 and discharges 8 connected to the external circuit of the heat pump 10, the is operated in a known manner with a power supply 21. By regulatory bodies 22, 23, the individual flow circuits of the heat trapping elements or

Bautafeln 17a, 1Ba, 19a einreguliert oder auch abgeschaltet werden.Construction panels 17a, 1Ba, 19a can be adjusted or switched off.

Wesentlich ist, daß die Wärmefangelemente bzw. Bautafeln 17a, 18a, 19a zusammen mit den Leitungen 8 und 9, den Regelorganen 22 und 23 und der Pumpe 24 einen geschlossenen Kreislauf bilden, durch den die von den e Wärmefangelemnten bzw. Bautafeln aufgefangene Transmissionswärme über die Wärmepumpe 10 nutzbar gemacht wird. Diese Nutbarmachung erfolgt in der Weise, daß beispielsweise Raumluft t1 aus dem Gebäudeinneren angesaugt, in der Wärmepumpe 10 mit Hilfe der rückgewonnenen Wärme erwärmt und dann mit höherer Temperatur bei 12 wiederum dem Gebäudeinneren zugeführt wird. Wesentlich ist, daß die Luft, die im Primärkreislauf genutzt wird, um in den Wärmefangelementent Wärme aufzunehmen, in einem geschlossenen System derart zirkuliert, daß sie jeweils mit einer optimalen niedrigen Temperatur in den Luftkammern 4 Transmissionswärme aufnimmt, und daß durch einen Entfeuchter 13 dafür gesorgt wird, daß innerhalb der "Wärmefangelemente" bzw. Bautafeln und Leitungen 8 und 9 keine unerwünschte Kondensation, Luftfeuchtigkeit oder sogar Eisbildung eintreten kann.It is essential that the heat collection elements or panels 17a, 18a, 19a together with the lines 8 and 9, the control elements 22 and 23 and the pump 24 form a closed circuit through which the heat deprived by the e or construction panels collected transmission heat via the heat pump 10 made usable will. This utilization takes place in such a way that, for example, room air t1 from sucked inside the building, in the heat pump 10 with the help of the recovered Heat is heated and then with a higher temperature at 12 in turn the interior of the building is fed. It is essential that the air that is used in the primary circuit, to absorb heat in the heat trapping elements, in a closed System circulates so that they are each at an optimal low temperature 4 absorbs transmission heat in the air chambers, and that through a dehumidifier 13 ensures that within the "heat trapping elements" or building panels and Lines 8 and 9 have no unwanted condensation, humidity or even ice formation can occur.

Liegt die Außentemperatur der Umgebung über der Temperatur der zirkulierenden Luft in den Luftkammern 4, so kann auch von außen Wärme aufgenommen werden. Damit wird die Möglichkeit eröffnet, einerseits die Sonnenkollektoren 20 in der Bautafel 17a dann zur Wärmegewinnung aus Sonnenenergie zu benutzen, wenn Sonnenstrahlung von genügender Stärke vorhanden ist und andererseits die Bautafel zu benutzen, um einen1,Wärmefang" zu betreiben, wenn keine Sonnenstrahlung vorhanden ist, also bei bedecktem Himmel und insbesondere bei Nacht.Is the outside temperature of the environment above the temperature of the circulating Air in the air chambers 4, so heat can also be absorbed from the outside. In order to the possibility is opened up, on the one hand, the solar panels 20 in the construction panel 17a then to be used to generate heat from solar energy when solar radiation of sufficient strength and on the other hand to use the construction board to to operate a1 "heat trap" when there is no solar radiation, i.e. at overcast skies and especially at night.

Sinngemäß besteht die Möglichkeit, Bautafeln der hier beschriebenen Bauart auch nachträglich auf der Außenwand von bestehenden Gebäuden, beispielsweise an Ziegelwänden so anzubringen, daß die durch die Außenwand hindurchtretende Transmissionswärme abgefangen und in einer Wärmesey pumpe verwertet werden kann. Dabei wird durch die Bautafeln gleichzeitig eine zusätzliche Wärmedämmung an der betreffenden Außenwand erreicht.Analogously, there is the possibility of building panels of the ones described here Design can also be retrofitted on the outer wall of existing buildings, for example to be attached to brick walls in such a way that the transmission heat passing through the outer wall intercepted and recycled in a heat pump. The Construction panels also provide additional thermal insulation on the relevant outer wall achieved.

Einzelne Teil-Kreisläufe der Gesamtanlage können ferner mit individuellen, automatiscswirksamen Temperatur-Reglern ausgsrüstet werden, derart, daß optimale Temperatur-Verhältnisse sowohl für jeden einzelnen Tei-Hreislauf wie auch für die Gesamtanlage erzielt werden.Individual sub-circuits of the overall system can also be equipped with individual, automatically effective temperature controllers are equipped in such a way that optimal Temperature ratios for each individual part of the circuit as well as for the Overall system can be achieved.

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Claims (11)

Patentansprüche S Verfahren für die Wärmerückgewinnung bei Gebäuden mit Hilfe einer Wärmepumpe, bei dem in den Außenteilen (Außenwände, Dach und/oder Fenster) des Gebäudes vorgesehene großflächige Luftkammern einbezogen werden, dadurch gekennzeichnet,daß die Transmissionswärme des Gebäudes durch die Luft in den Luftkammern abgefangen und diese so erwärmte Luft in einem die Luftkammern und Wärmepumpe verbindenden Rohrsystem der Wärmepumpe zugeführt wird, um sie für die Beheizung des Gebäudes oder andere Heizzwecke nutzbar zu machen. Claims S Process for heat recovery in buildings with the help of a heat pump, in which in the outer parts (outer walls, roof and / or Windows) of the building provided large-area air chambers are included, thereby characterized in that the heat of transmission of the building through the air in the air chambers intercepted and this so heated air in a connecting the air chambers and heat pump Pipe system of the heat pump is fed to it for heating the building or to make other heating purposes usable. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der in den Lufkammern durch die Transmissionswärme des Gebäudes erwärmten Luft im Mittel so eingeregelt wird, daß durch die äußere Begrenzung der Luftkammernimöglichst wenig Wärme in die Außenatmosphäre abgegeben wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that the temperature the air heated in the air chambers by the transmission heat of the building in the Means is adjusted so that the outer boundary of the air chambers is possible little heat is released into the outside atmosphere. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle relativ höherer Außentemperaturen umgekehrt die Transeissionswärme von außen durch die Luft in den Luftkammern abgefangen und diese so erwärmte Luft der Wärmepumpe zugeführt wird. 3. The method according to claim 1, characterized in that in the event Relatively higher outside temperatures reverse the heat from the outside the air is trapped in the air chambers and this heated air from the heat pump is fed. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der aus verschiedenen Teil-Kreisläufen des Gebäudes stammenden, in den Luftkammern erwärmten Luft, die wegen der Abhängigkeit von der Himmelsrichtung und der Lage der Gebäude-Außenteile verschieden ist, jeweils für den einzelnen Teil-Kreislauf so geregelt wird, daß eine für das Gesamtsystem nutzbringende Misch-Temperatur an der Eintrittsseite der Wärmepumpe erzielt wird. 4. Process according to claims 1-3, characterized in that the temperature of those coming from different sub-circuits of the building, in the air chambers heated air because of the dependence on the direction of the compass and the position of the building's outer parts is different, each for the individual sub-cycle so regulated that a mixing temperature that is beneficial for the overall system is achieved on the inlet side of the heat pump. 5. Bautafel zur Verwendung als Gebäude-Auaenteil bei der Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 - 4, vorzugsweise statisch tragende, wärmedämmende Bautafel, dadurch gekennzeichnet, daß die Bautafel zur Ausbildung eines Wärmefangelements zwischen einer Mittelwand und ihrer Außenwand eine Luftkammer aufweist, deren Umriß etwa demjenigen der Bautafel entspricht und die mit wenigstens einer Zuleitung und Ableitung für die in dem Kreislauf zu und von der Wärmepumpe zirkulierenden Luft versehen ist.5. Construction board for use as a building exterior part during implementation of the method according to claims 1-4, preferably statically load-bearing, heat-insulating Construction panel, characterized in that the construction panel is used to form a heat-absorbing element has an air chamber between a central wall and its outer wall, the outline of which corresponds approximately to that of the construction board and with at least one supply line and Discharge for the air circulating in the circuit to and from the heat pump is provided. 6. Bautafel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bautafel an zwei gegenüberliegenden Schmalseiten mit Zu- und Ableitungen für die zirkulierende Luft versehen ist, die mit entsprechenden Zu- und Ableitungen weiterer Bautafeln kuppelbar sind, um eine Addition von Bautafeln zur Bildung entsprechend großer Gebäude flächen und eine zusammengefaßte Ableitung und Zuführung der firkulierenden Luft bzw. von der Wärmepumpe zu ermöglichen.6. Construction panel according to claim 5, characterized in that the construction panel on two opposite narrow sides with inlet and outlet lines for the circulating Air is provided with the corresponding supply and discharge lines for further building panels can be coupled in order to add building panels to form correspondingly large buildings surfaces and a combined discharge and supply of the firulating air or from the heat pump. 7. Bautafel nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zu- und Ableitungeifür die zirkulierende Luft zugleich Abstütze-lemente für die einzelnen Wände der Bautafeln bilden.7. Construction panel according to claims 5 and 6, characterized in that the inlet and outlet for the circulating air at the same time support elements for form the individual walls of the building panels. 8. Bautafel nach den Ansprüchen 5 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bautafel einen Rahmen aus oder mit Hohlprofilen aufweist, die die Zu- und Ableitungen für die zirkulierende Luft bilden, und daß die Hohlprofile mit Kupplungselementen versehen sind, um einen Anschluß an benachbarte Bautafeln und /oder an Sammel-Zu- und Ableitungen zu ermöglichen.8. Construction panel according to claims 5-7, characterized in that the construction panel has a frame made of or with hollow profiles, the inlets and outlets for the circulating air, and that the hollow profiles with coupling elements are provided to allow a connection to neighboring building panels and / or to collective supply and To enable derivations. 9. Bautafel nach den Ansprüchen 5 - 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwand, die Mittelwand und die Rückwand der Bautafel sowie die Zu- und Ableitungen für die zirkulierende Luft aus eine Verbundprofii bestehen.9. Construction board according to claims 5-8, characterized in that the outer wall, the central wall and the rear wall of the construction panel as well as the inlets and outlets consist of a composite profile for the circulating air. 10. Bautafel nach den Ansprüchen 5 - 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Mittelwand und der Rückwand der Bautafel eine Wärmedämmung angeordnet ist und oberhalb und unterhalb dieser Wärmedammung die Zu- und Ableitung für die zirkulierende Luvt angeordnet sind, die über Öffnungen (Bohrungen oder Schlitze) in der Mittelwand mit der Luftkammer kommunizieren.10. Construction board according to claims 5-9, characterized in that A thermal insulation is arranged between the central wall and the rear wall of the construction panel is and above and below this thermal insulation the inlet and outlet for the circulating windward are arranged, which via openings (holes or slots) communicate with the air chamber in the central wall. 11. Bautafel nach den Ansprüchen 5 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß in der Luftkammer hinter einer Für die Sonnenstrahlung besonders durchlässigen Außenwand ein Sonnenkollektor vorgesehen ist, wobei der Sonnenkollektor und das System zur Wärmerückgewinnung wahlweise unabhängig voneinander oder gemeinsam betrieben werden können.11. Construction board according to claims 5-10, characterized in that in the air chamber behind an outer wall that is particularly permeable to solar radiation a solar collector is provided, the solar collector and the system for Heat recovery can be operated either independently of one another or together can.
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