DE3017223A1

DE3017223A1 - Klimaanlage fuer wohnhaeuser

Info

Publication number: DE3017223A1
Application number: DE19803017223
Authority: DE
Inventors: Gerd-Dieter 4250 Bottrop Behrendt
Original assignee: LUDOWIGS KG FA RICHARD
Current assignee: LUDOWIGS KG FA RICHARD
Priority date: 1980-05-06
Filing date: 1980-05-06
Publication date: 1981-11-12
Also published as: DE3017223C2

Description

- 4- "Klimaanlage für Wohnhäuser¹¹

Die Erfindung betrifft eine Klimasinlage für Wohnhäuser ,und dergleichen, bestehend aus einer Wärmepumpe und einem an diese primärseitig angeschlossenen Kollektor, sowie einer sekundärseitig angeschlossenen Verbrauchsanlage, wobei der Kollektor aus einem Leitungssystem mit einer Zu- und einer Ableitung besteht, die mit der Wärmepumpe verbunden sind und so den Kollektorkreislauf bilden, nach Patente anmeldung P 28 19 642.1-12.

Ausgehend von der Anlage der Hauptanmeldung liegt

daß

der Erfindung die Aufgabe zugrunde,/Such die Gebäudewände als Kollektor dienen können.

Dazu schlägt die Erfindung folgende Merkmalskombination vor:
a.) die Hauswände sind aus wasserundurchlässigem

Beton hergestellt;
b.) das Leitungssystem ist in den Beton der Wand

eingegossen}
c·) die Wärmedämmung ist an der Innenseite der Wand, in Bezug auf das Gebäude innenliegend angeordnet}

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da) außen vor die Wand ist mit Abstand von dieser eine z_oB_a aus Fassadenplatten bestehende Wand angeordnet, so daß ein Luftspalt zwischen beiden Wänden verbleibt, wobei die Wand als Wärmespeicher dient.

Die Wände haben üblicherweise erheblich geringere Stärke als Betondächer, so daß deren Masse nur unzureichend als Speicher dienen kann_e Durch die Vorlagerung einer zweiten Wand, die um Luftspaltstärke von der ersten distanziert ist, wird eine erheblich größere Kollektorfläche geschaffen, bezw. die bei Bauwerken häufig vorgelagerte Verkleidungswand als Speicher genutzt. Dies kann nur funktionsgerecht und bei gutem Wirkungsgrad durch die Luftspaltbildung geschehen.

Die Ausbildung der inneren Wand aus wasserundurchlässigem Beton ist bevorzugt, im das Durchtreten der Außen-Nässe ins Gebäudeinnere zu verhindern«, Die Wärmeübertragung von der Außenwand auf die Innenwand erfolgt durch Strahlung und Konvektion (Speicher an Luft, Luft an Wand). Der Speicher wird z.B. durch Sonneneinstrahlung geladen«,

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Jedoch ist der Wärmetransport von Außenwärme an die Wärmepumpe auch ohne Sonneneinstrahlung möglich. Die durch den Luftspalt z.B. infolge Kaminwirkung von unten nach oben strömende Luft enthält eine mehr oder weniger große Feuchte. Die Luftfeuchtigkeit kondensiert an der Außenfläche der inneren Wand aus, weil dieser Wand ständig Wärme entzogen wird (von der Wärmepumpe). Durch die Änderung des Aggregatzustandes wird eine erhebliche zusätzliche Energiemenge freigesetzt, die unmittelbar (durch Wärmeleitung) auf die innere Wand und die eingelagerten Leitungen, die mit Transportmedium gefüllt sind, übertragen. Je Liter Wasser ist der Energiegewinn etwa gleich dem zehnfachen Energiebetrag der zur Aufheizung dieser Wassermenge von 4-5°C auf 10O⁰C notwendig ist. Die je nach Ausbildung und Höhe des Luftspaltes erhebliche Strömungsgeschwindigkeit der Luft ist der Energiezufuhr förderlich.

Besonders vorteilhaft ist, daß die als Wärmespeicher dienende Wand dunkel, z.B. schwarz, eingefärbt ist.

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Dadurch wird die Speiciierfuiiktioii verbessert, da die Wärmeaufnähme (aus Sonneneinstrahlung) gefördert wird*

Es ist vorgesehen, daß der Luftspalt mindestens am unteren und oberen Ende der äußeren Wand nach außen mündet und das Hausdach die obere Mündung übergreift. Weiterhin ist beabsichtigt, daß zwischen Wärmepumpe und Kollektor ein Wärmepuffer eingeschaltet ist, z.B. ein erdeingelagerter, wärmegedämmter Stahltank. Damit kann eine gleichmäßigere Verteilung der Wärmeenergie über längere Zeiträume, z.B. über eine Nacht, erfolgen.

Zudem ist vorteilhaft, wenn innenliegend vor die Wärmedämmung der Wand eine Dampfsperre eingebaut ist. Auch kann es zur Vermeidung des Eindringens von seitlichen WindStrömungen vorteilhaft sein, daß an den Gebäudeecken die äußeren Wände den' Luftspalt seitlich überdeckend angeordnet sind.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.

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Es zeigt:

Fig. 1 eine Anlage schematisch} ep Fig. 2 eine Seitenwand im Schnitt im Maßstab 1:2,5.

Die Klimaanlage besteht aus einem Dach 7» gemäß P 28 19 64-2.1-13, einer Wandkonstruktxon gemäß der Erfindung, die noch näher erläutert wird, einem als Wärmepuffer dienenden Wärmespeicher 8, einer Wärmepumpe 9 und weiteren üblichen Aggregaten. Die Wandkonstruktxon ist in Fig. 2 deutlich ersichtlich.
Es bedeuten:

Wand 1: Eine möglichst massive Vorsatzschale aus Klinker, Riemchen, Fassadenplatten aus Asbestzement, Sichtbeton- Fertigteile oder dergl., insbesondere mit dunkler z.B. schwarzer Oberfläche.

Luftschicht 2: Luftschicht, die mit der Außenluft in

Verbindung steht und einen offenen Kreislauf zum Transport der Wärmeenergie bildet.

Wand 5: Tragende Betonwand (z.B. B25) mit

statischer Mindestbreite von 12 cm, in

die Kunststoffrohre von 2cm Stärke mäander-

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förmig verlegt und eingegossen sind. Der Ronrabstand beträgt ca. 8 bis 12 cm. Die Rohre sind mit Soleflüssigkeit gefüllt, z.B, Wasser mit Frostschutzmittel und bilden eiien geschlossenen Kreislauf dessen Zu- und Ablauf über eine Förderpumpe mit dem Wärmepuffer 8 verbunden sind.

Wärmedämmung 4:

Mindestens 5 cm starke Wärmedämmung aus nichtbrennbarem Material (A 1) wie Steinwolle oder derglc

Dampfsperre 5 s

Dampfsperre ist z.B. Aluminiumfolie.

Innenwand 6s

Ca. 12,5 mm starke Gipskartonplatte oder Mauerwerksschale und Putz«, Die Elemente 4,5 und 6 können als Verbund= platte fabrikationsmäßig in einem Arbeitsgang montiert werden,,

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• - 10 -

Wie aus iig. 1 ersichtlich, erfolgt die Beheizung des Hauses mittels lußbodenheizung 10, die niedrige Vorlauftemperaturen ermöglicht.

Der wesentliche Effekt dieser Wandkonstruktion ist folgender:

Die äußere Wand 1 nimmt durch Sonneneinstrahlung 11 Wärme auf, speichert sie und gibt sie verzögert an die innere Wand 3 unä- damit an die Sole ab. Die Luftfeuchte der durch den Luftspalt 2 strömenden-Luft, die wärmer als die Wand 3 ist, kondensiert auf der Wand 3 aus und führt dieser zusätzliche Wärmeenergie zu.

Die Wand 3 dient im übrigen gleichzeitig als Speicher und Energietransportträger.

Zudem ist durch die Einbettung der Rohrleitungen in die Wand 3 sichergestellt, daß sie nicht zufrieren können.

Als Wärmepuffer 8 kann z.B. ein Wärmespeicher der Pa. Thyssen, Prospekt Nr. 0501-0379 Verwendung finden. Die !Funktion der Klimaanlage beruht auf dem Prinzip, daß die Wand 3 durch ständigem Wärmeentzug vom Wärmespeicher 8 bezw. von Wärmepumpe 9 kalter als die Umgebungstemperatur gehalten wird, was sie zum Tag und Nacht-Betrieb befähigt und von Sonneneinstrahlung unabhängig macht.

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- 11 -

Selbst die Luftfeuchte oder auch Eis werden als Energielieferant benutzt.

Die besonders häufige nasse Kälte ist sehr günstig für den Betrieb der Klimaanlage.

Bei sehr heißem Wetter mit hoher Sonneneinstrahlung wird durch die Speicherwirkung der Wände 1 und 3 eine Überhitzung des Systems verhindert, weil die überschüssige Wärme wieder an die Außenluft abgegeben

Alle neuen in der Beschreibung und/oder Zeichnungen offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.

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Claims

Patentansprüche s

Elimaanlage für Wohnhäuser und dergleichen, bestehend aus einer Wärmepumpe und einem an diese primärseitig angeschlossenen Eollektor, sowie einer sekundärseitig angeschlossenen Verbrauchsanlage, wobei der Eollektor aus einem Leitungssystem mit einer Zu— und einer iAb— leitung besteht, die mit der Wärmepumpe verbunden sind und so den Kollektorkreislauf bilden, nach Patentanmeldung P 28 19 642.1-13, gekennzeichnet durch die Eombination folgender Merkmale: a.) die Hauswände (3) sind aus wasserundurchlässigem

Beton hergestellt!
b„) das Leitungssystem ist in den Beton der Wand (3)

eingegossen;

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c.) die Wärmedämmung (4·) ist an der Innenseite der Wand (3), in Bezug auf das Gebäude innenliegend angeordnet;

d.) außen vor die Wand (3) ist mit Abstand von dieser eine z.B. aus Fassadenplatten bestehende Wand (1) angeordnet, so daß ein Luftspalt (2) zwischen beiden Wänden (1,3) verbleibt, wobei die Wand (1) als Wärmespeicher dient.
2. Klimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die als Wärmespeicher dienende Wand (1) dunkel, z.B. schwarz, eingefärbt ist.
3. Klimaanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftspalt (2) mindestens am unteren und oberen Ende der äußeren Wand (1) nach außen mündet und das Hausdach (7) die obere Mündung übergreift.
4.) Klimaanlage nach einem der Ansprüche Λ bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Wärmepumpe (9) und Kollektor ein Wärmepuffer (8) eingeschaltet ist, z.B. ein erdeingelagerter, wärmegedämmter Stahltank.

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5. Klimaanlage nach, einem der Ansprüche 1 bis 4-, dadurch, gekennzeichnet, daß innenliegend vor die Wärmedämmung (4·) der Wand (3) eine Dampfsperre (5) eingebaut ist.
6. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an den Gebäudeecken die äußeren Wände (1) den Luftspalt (2) seitlich überdeckend angeordnet sind.

DIPL-ING. CONRAD

PATE :j τ λ r/ -J

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