DE3030743A1

DE3030743A1 - Waermeaustauscher

Info

Publication number: DE3030743A1
Application number: DE19803030743
Authority: DE
Inventors: Roland Dipl.-Ing. Dr.-Ing. 6940 Weinheim Bieselt; Wolfgang Dipl.-Phys. Dr.rer.nat. 5120 Herzogenrath Thiele; Wilfried Ing.(grad.) 5014 Kerpen Wolf
Original assignee: SOPTIM INGENIEURBUERO GmbH
Current assignee: SOPTIM INGENIEURBUERO GmbH
Priority date: 1980-08-14
Filing date: 1980-08-14
Publication date: 1982-03-25

Description

Wärme austaus cher
Die Erfindung betrifft einen neuen wärmeaustauscher.
Es ist bereits bekannt, ein Fluid mit Hilfe von Sonnenstrahlen oder Lufternergie aufzuwärmen und ihm die aufgenommene Wärme wieder zu entziehen, um diese wirtschaftlich zu nutzen, z. B. zur Warmwasserbereitung mit Hilfe einer Wärmepumpe. Hierzu sind bereits Wärmeaustauschtafeln bekannt, die auf Dächern montiert werden (vgl. DE-OS 2.817.921). Das Fluid wird durch Röhren geführt, die in diesen Tafeln angebracht sind, und anschließend über Sammelrohre in ein Sammelgefäß geleitet, wo die Wärme entzogen und nutzbar gemacht wird. Danach wird das Fluid erneut in die Röhren geleitet.
Dieses bekannte System hat insofern Nachteile, als es nur schwierig individuellen Dachformen und Dachgrößen angepaßt werden kann. Außerdem werden optische Veränderungen der Dächer häufig von Verwaltungsbehörden abgelehnt.
Es wurde nun ein Weg gefunden, Sonnen- und Luftenergie auf sehr einfache und unauffällige Weise nutzbar zu machen.
Gegenstand der Erfindung ist ein Wärmeaustauscher bestehend aus einer Platte mit einem Röhrensystem, durch das das Fluid hindurchgeleitet wird, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß die Röhren (2), die das Fluid erwärmen, in Dachziegel (1) eingearbeitet sind.
Die Dachziegeln(1) können aus den üblichen Materialien hergestellt sein, wie Beton, Ton, Keramik, Kunststoff oder Verbundwerkstoffen dieser Materialien mit Metall. Die in den Dachziegeln liegenden Röhren (2) bestehen aus Metall oder vorzugsweise Kunststoff. Die Röhren (2) brauchen nicht vollständig in den Dachziegeln (1) zu liegen, sondern können auch in Rillen auf der Unterseite der Dachziegel (1) liegen oder an dem Teil der Unterseite, der nach dem Aufbringen der Dachziegel (1) auf das Dach freibleibt, befestigt sein.
Die Dachziegeln(1) können auch röhrenförmige Hohlkörper enthalten, die an der Oberfläche versiegelt oder beschichtet sind, um sie für das Fluid undurchlässige zu machen.
Die Röhren (2) sind so in die Dachziegel integriert, daß sie von außen nicht sichtbar sind. Lediglich die Röhrenenden bzw. die Anschlußstücke (45) zu den Röhren ragen an der Oberkante oder einer anderen von der Dachinnenseite zugänglichen Stelle aus den Dachziegeln (1) heraus.
Die Dachziegeln (1) können in den bekannten Formen vorliegen, z. B. als Römer-Pfanne, Doppel-S-Pfanne, Tegalit-Pfanne, Biber-Dachstein. Bevorzugt ist die Form der am meisten verwendeten "Frankfurter Pfanne.
Die Röhren (2) lassen sich beispielsweise so in den Dachziegeln anbringen, daß man die Dachziegel (1) aus zwei Schichten herstellt, an deren Oberfläche die Röhren (2) jeweils zur Hälfte vorgeformt sind. Vor dem Zusammenpressen der Schichten kann ein Schlauch in die Röhren (2) gelegt werden.
Die in die Dachziegel (1) eingelassenen Röhren (2) werden mit den Zu- (4) und Ablaufrohren (5) verbunden, durch die das Fluid in die Dachziegel (1) geführt und von diesen wieder abgeleitet wird. Man kann aber auch zumindest teilweise die in die Dachziegel (1) eingelassenen Röhren (2) an ihren Enden mit den Zu- und Ablaufröhren (4,5,12) der jeweils nebenan oder darüber liegenden Dachziegel (1) verbinden und so einen Teil der Zu- (4) und Ablaufrohre (5) einsparen bzw. durch das strömungstechnische Hintereinanderschalten mehrerer Dachziegeln eine stärkere Aufheizung des Fluids erreichen.
In einer speziellen Ausführungsform der Erfindung werden die Dachziegel (1) auf Dachlatten (10) befestigt, die ein Zu- (6) und Ablaufsammelrohr (7) für das durch die Dachzieyel (1) fließende Fluid enthalten. Zu-(6)und Ablaufsammelrohr (7) müssen selbstverständlich besonders gegeneinander wärmeisoliert sein.
Der erfindungsgemäße Wärmeaustauscher besitzt folgende Vorteile: 1. Er kann in ein Dach eingebaut werden, ohne daß es von außen erkennbar ist, da die Dachziegeln, die die Röhren enthalten, in Form und Farbe vollständig den normalen bzw. vorhandenen Dachziegeln angepaßt werden können.
Dadurch ergeben sich bei teilweiser oder auch vollständiger Dacheindeckung mit den neuen Dachziegeln keine architektonischen Einschränkungen bezüglich Dachgestaltung oder Dachaußenansicht gegenüber der herkömmlichen Bauweise von Dächern.
2. In schon erstellten Bauten ist ein teilweiser oder vollständiger Austausch von vorhandenen herkömmlichen gegen die neuen Dachziegeln zu jeder Zeit auf einfache Weise möglich. Falls normale Zu- und Ablaufsammelrohre verlegt werden, kann die vorhandene Dachlattenkonstruktion beibehalten werden 3. Der Anschluß der neuen Dachzieyeln an die Zu- und Ablaufsammelrohre kann zu jedem Zeitpunkt nach der teilweisen oder vollständigen Dacheindeckung mit den neuen Dachziegeln erfolgen.
4. Falls die Kapazität des Wärmeaustauschers vergrößert werden soll, so ist das jederzeit ohne größeren Aufwand möglich, sofern noch herkömmliche Dachziegeln oder nicht genutzte neue Dachziegeln bereits auf dem Dach verlegt worcen sind.
Die Fig. 1 - 8 sollen die Erfindung näher erläutern.
Fig. 1 und 2 zeigen Dachziegeln (1) mit Röhren (2), durch die das Fluid fließen kann. Die Röhren (2) können beliebig durch die Dachziegel (1) führen, z. B. so wie in Fig. 1 und 2 dargestellt. Sie dürfen aber nicht so dicht nebeneinander liegen, daß die Stabilität der Dachziegel (1) darunter leidet. Legt man Wert darauf, die Röhren (2) sehr eng zu verlegen, muß die Dachziegel (1) durch ein eingelassenes Netz aus Kunststoff oder Draht verstärkt werden. In diesem Netz sind dann die Röhren eingebettet.
Fig. 3 und 4 zeigen, daß die Röhren (2) beliebig unter der Oberfläche angebracht sein können, z. B. in der Mitte oder am unteren Rand der Dachziegel (1).
Gemäß Fig. 5 können die Röhren (2) auch in oder an einer gut wärmeleitenden Schicht (3),z. B. aus Metall'angebracht sein. Diese Schicht (3) muß ihrerseits engen Kontakt mit der Dachziegel (1),z. B. durch Verwendung eines Klebers, haben.
Der Querschnitt der Röhren (2) ist beliebig. Allerdings sind Dachziegeln (1) mit Röhren (2), die einen runden (vgl. Fig. 1 + 2), ovalen, rechteckigen (Fig. 3) oder quadratischen (Fig. 4) besitzen, am leichtesten herzustellen.
Fig. 6 zeigt einen Dachausschnitt. (1) ist eine Dachziegel, in der Röhren angebracht sind. Die Röhren sind über ein Zulaufrohr (4) mit dem Zulaufsammelrohr (6) für das Fluid verbunden. Nach dem Erwärmen fließt das Fluid über ein Ablaufrohr (5) in das Ablaufsammelrohr (7), welches das Fluid zu einem Wärmeaustauscher führt, von dem es nach der Wärmeabgabe durch (6) zurückgeführt wird. Die Dachziegeln (1) liegen auf üblichen Dachlatten (8), welche ihrerseits an Dachbalken (9) befestigt sind. Zu- (6) und Ablaufsammelrohr (7) für das Fluid verlaufen vorzugsweise parallel zu den Dachlatten (8), so wie es Fig. 6 zeigt. Ste können jedoch auch parallel zu den Dachbalken (9) laufen.
Die Zu- (6) und Ablaufsammelrohre (7) bestehen vorzugsweise aus Kunststoff. Sie können aber auch aus Metall hergestellt sein. Die Rohre (6,7) werden über Dichtungskupplungen mit den in die Dachziegeln eingelassenen Röhren (2) über die Zu- (4) und Ablaufrohre (5) verbunden.
Fig. 7 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung.
Die Dachziegel (1) mit den Röhren (2) liegt auf einer Dachlatte (10), in die das Zu- (6) und Ablaufsammelrohr (7) eingelassen ist. Die Dachlatte (10) ist an Dachbalken (9) mit Schrauben oder Nägeln (11) befestigt.
In Fig. 8 sind die Röhren in den Dachziegeln, bevorzugt als Frankfurter Pfannen (1) ausgeführt, direkt über Schlauchkupplungen (12) der Zu- und Ablaufrohre (4,5) so verbunden, daß das Fluid nacheinander durch einige Dachziegeln fließt.

Claims

Patent ansprüche Wärmeaustauscher bestehend aus einer Platte mit einem Röhrensystem, durch das das Fluid hindurch geleitet wird, dadurch gekennzeichent, daß die Röhren (2), die das Fluid erwärmen, in Dachziegel (1) eingebettet sind.
2. Wärmeaustauscher gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dachziegel (1) auf Dachlatten (10) liegen, die ein Zu- (6) und Ablaufrohr (7) für das durch die Dachziegel (1) fließende Fluid enthalten.