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Energiezelle zur Erzeugung von Wärme für
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die Gebäudeheizung Die Erfindung bezieht sich auf eine Energiezelle
zur Erzeugung von Wärme für die Gebäudeheizung, mit einer Raumhülle, in der zahlreiche
Baukomponenten, einschließlich Regeleinrichtungen mit verbindenden Leitungen und
Außenanschlüssen betriebsfertig enthalten sind.
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Eine derartige Energie zelle ist durch die europäische Patentanmeldung
0019820 bekannt geworden. Diese enthält eine Raumhülle, in welcher als WärmeerzeugerJeine
Wärmepumpe mit zugeordneter Regeleinrichtung eingebaut ist, um sowohl aus Umweltwärme
eine Wärmegewinnung als auch aus Transmissionswärme eine Wärmerückgewinnung zu erreichen.
Dieser bekannten Energiezelle liegt der Gedanke zugrunde, daß es für die handwerklich
orientierten eizungsbaufirmen praktisch unmöglich ist, die große Zahl von Bauteilen
zusammenzufügen, welche für eine komplizierte Anlage zur Gewinnung von Umweltwärme
und zur Rückgewinnung von Transmissionswärme benötigt werden. Selbst für größere
Heizungsbaufirmen, die über genügend qualifiziertes Personal verfügen, ist der handswerksmäßige
Zusammenbau der zahlreichen Bauteile für eine solche Anlage derart zeitraubend,
daß zunächst die Unkosten der planerischen Vorbereitungsarbeit und dann der Zusammenbau
der Komponenten vor Ort so hoch werden, daß dadurch die Wirtschaftlichkeit
der
Anlage in Frage gestellt wird. Hinzu kommt, daß diese Schwierigkeiten nicht nur
ein erhöhtes Risiko zur Folge haben, sondern auch auf Bauherren und Architekten
psychologisch abschreckend wirken und infolgedessen die volkswirtschaftlich dringend
notwendige Massenanwendung derartiger Anlagen nicht in dem Maße fortschreitet, wie
dies vom Standpunkt der Primärenergie-Einsparung aus dringend notwendig ist. Wenn
dann eine solche Anlage mehrere unterschiedliche Wärmeerzeuger, Wärmespeicher, -Austauscher
usw. enthalten soll, vergrößern sich obige Probleme entsprechend.
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Zu diesen allgemeinen Schwierigkeiten kommt aber noch ein spezielles
Problem hinzu: Häuser aller Art, insbesondere aber Wohnhäuser, werden bekanntlich
in der Regel individuell entworfen oder zumindest individuell so gestaltet, daß
eine Vielzahl räumlicher Anordnungen zuhserücksichtigen sind. Dies bezieht sich
nicht nur auf die verschiedenartige Größe und die Anordnung der Räume innerhalb
des Gebäudes, sondern auch auf die verschiedenartigen räumlichen Anforderungen der
Heizungsanlage, im einzelnen z.B. des Abgaskamins, der Luft-Kanäle, der Wärmeerzeuger
usw.
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Hinzu kommt schließlich, daß der hohe Spezialisierungsgrad der Industrie
im allgemeinen und auf diesem Gebiet im besonderen eine weitgehende Aufsplitterung
der Fertigung zur Folge gehabt hat. Dies bedeutet, daß die zahlreichen Baukomponenten
für Heizungsanlagen, wie z.B. Heizkessel, Wärmepumpen, Wärmespeicher, Armaturen,
Rohrleitungen, Meß- und Regelgeräte usw. von einer Vielzahl unterschiedlich spezialisierter
Herstellerfirmen entwickelt, angeboten und verkauft werden.
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Der Erfindung liegt demzufolge die Aufgabe zugrunde, eine Energiezelle
zur Erzeugung von Wärme für die Gebäudeheizung zu schaffen, welche die für den jeweiligen
Anwendungsfall wichtigsten Bau-Komponenten neuzeitlicher Energieanlagen enthält
und als Fertigkonstruktion in variabler Weise, entsprechend den unterschiedlichen
örtlichen Anforderungen bzw. Gebäudegestaltungen serienmäßig hergstellt werden kann,
so daß sie als Ganzes an die einzelnen Heizungsbaufirmen geliefert und von diesen
mit äußerst geringem Arbeitsaufwand montiert werden kann.
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Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Baukomponenten
z.B. mindestens zwei durch unterschiedliche Energiearten zu betreibende Wärmeerzeuger
und wenigstens ein Wärmespeicher und/oder -Austauscher mit ihren zugeordneten Förder-und
Regeleinrichtungen jeweils schaltungsmäßig und räumlich zu Funktionsgruppen zusammengefaßt
sind, und diese Funktionsgruppen in Abhängigkeit von den am Gebrauchsort herrschenden
Bedingungen innerhalb der Raumhülle räumlich wandelbar positioniert werden.
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Erfindungsgemäß werden folglich eine Reihe von Baukomponenten, die
einer Aufgabe dienen, schaltungsmäßig und räumlich zu Funktionsgruppen zusammengefaBt,
und diese Funktionsgruppen können dann vorteilhaft innerhalb der Raumhülle verschieden
positioniert bzw. in verschiedener Reihenfolge kombiniert werden, und zwar alles
fabrikmäßig. Nach der Variationsrechnung ergeben sich z.B.
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bei drei Funktionsgruppen 1 x 2 x 3 =6 mögliche Reihenfolgen bzw.
Positionierungsmöglichkeiten, nämlich 1 - 2 - 3, 1 - 3 - 2, 2-3-1, 2-1-3, 3-1-2,
3-2-1. Die für die am Gebrauchsort vorllegenden
Anforderungen eingestellte
bzw. angepaßte Energiezelle wird dann funktionsbereit an die jeweilige Heizungsbaufirma
geliefert und kann von dieser einfach und kostensparend an die gebäudeseitigen Leitungen,
Schächte, Kanäle usw. für Energiezufuhr und Wärmenutzung angeschlossen werden. Die
unterschiedliche Kombination der Funktionsgruppen in der Fabrik kann vorteilhaft
unter Verwendung der EDV-Technik erfolgen, wodurch eine weitere Rationalisierung
und Erhöhung der Wirtschaftlichkeit erreicht wird. Die Energiezellen können, je
nach Zahl und Anordnung ihrer Funktionsgruppen, an verschiedenen Stellen der zu
r -fgestellt, beheizenden GebäudeJbzw.~~in In diese eingebaut werden und vor allem
auch , z.B. bei der Altbau-Modernisierung, von außem einem bestehenden Gebäude zugefügt
werden. Vorteilhaft können ferner auch die Verbindungsleitungen unter den Funktionsgruppen
standardisiert werden, wodurch die Wirtschaftlichkeit weiter erhöht wird. Die Aufstellung
der Energiezelle in einem Neubau oder auch an einem bereits bestehenden Gebäude
kann z.B. mit Hilfe eines mobilen Krans erfolgen.
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Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen
hervor.
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Wenn z.B. die Außenanschlüsse sowie die verbindenden Leitungen zwischen
den Funktionsgruppen in Abhängigkeit von der unterschiedlichen Positionierung der
Funktionsgruppen in ihrer Lage in der Raumzelle veränderbar sind, wird der Ein-
oder Anbau der Energiezelle an verschiedenen Stellen eines Gebäudes weiter erleichtert.
Die Außenanschlüsse können dann jeweils an der montagemäßig
günstigsten
Seite der Energiezelle vorgesehen sein bzw.
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die für die Wärmeversorgung des Gebäudes erforderlichen Leitungen
sowie die Leitungen für die Energiezufuhr können an verschiedenen Seiten der Energiezelle
angeschlossen werden.
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Wenn nach noch einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Funktionsgruppen
als auswechselbare Baueinheiten ausgebildet sind, wird der Austausch dieser Funktionsgruppen,
z.B. für Reparaturzwecke oder für eine Erneuerung erleichtert.
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Die räumlich verschiedene Positionierung der Funktionsgruppen wird
ferner vereinfacht, wenn nach noch einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die
Raumhülle drei horizontal übereinander und/oder nebeneinander liegende Einbauzonen
aufweist, die mittlere Einbauzone im wesentlichen die Baukomponenten für Wärmeere
zeugung, -Sp'icung, -nustausch sowie -Transport(Pumpen) aufnimmt und die obere und
untere Einbauzonen Leitungen, Schächte, Kanäle oder dgl. aufnehmen.
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Eine weitere Vereinfachung in obiger Hinsicht sowie insbesondere eine
erleichterte Verlegung der Leitungen in der unteren Einbauzone erreicht man, wenn
zwei horizontale Einbauzonen durch einen aufgeständerten Boden voneinander getrennt
sind.
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Vorteilhaft ist ferner die Energiezelle mittels als Schnellkupplungen
ausgebildeten Außenanschlüssen mit den gebäudeseitigen Teilen eines Heiz- und ggf.
Wärmegewinnungssystems zu verbinden.
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Die Raumhülle kann wahlweise aus einer Kompakt-Raumzelle bestehen,
und/oder ein Teil einer Fertiggarage darstellen. Die Raumhülle kann aber auch aus
Einzelelementen zusammengesetzt sein.
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Schließlich ist die Verwendung der Energie zelle auch im Dachbereich
eines Gebäudes außerhalb oder innerhalb der Dachhaut möglich, was deren Einsatzmöglichkeit
vergrößert.
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Die Erfindung wird anschließend anhand der Zeichnungen von Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Schrägansicht einer beispielhaft drei Funktionsgruppen
enthaltenden Energie zelle mit aufgeschnittener Raumhülle; Fig. 2 eine Vorderansicht
der Energiezelle der Fig. 1, jedoch mit einem aufgeständerten Boden; Die Raumhülle
ist hier gleichfalls ohne Vorderwand gezeigt; Fig. 3 eine der Fig. 2 ähnliche Vorderansicht
einer Energiezelle, in der jedoch die drei Funktionsgruppen in einer unterschiedlichen
Reihenfolge positioniert sind und die Kompakt-Raumzelle kein Bodenelement besitzt;
Figuren 4 - 8 unterschiedliche Energie zellen in verschiedenen räumlichen Zuordnungen
zu Gebäuden und Figuren 6a - 8a die entsprechenden Grundrisse zu den Gebäudeanordnungen
der Figuren 6 - 8.
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Die Ausführungsbeispiele sind für eine Gebäutleheizung ausgelegt,
welche "bivalent" arbeitet, was bedeutet, daß die Deckung des größten Teils des
Heizenergiebedarfs mit Hilfe einer Wärmepumpe
und diejenige des
Spitzenbedarfs unter ungünstigen Außentemperaturen mittels eines Heizkessels erfolgt,
der mit öl, Gas oder festen Brennstoffen befeuert werden kann. Die Wärmepumpe soll
die Energie lediglich beispielhaft aus der Umgebungsluft entnehmen. In den dargestellten
Ausführungsbeispielen werden folglich als wesentliche Baukomponenten zwei durch
unterschiedliche Energiearten betriebene Wärmeerzeuger und außerdem ein Wärmespeicher
vorgesehen. Die Baukojnponenten sind dementsprechend in drei Funktionsgruppen schaltungsmäßig
und räumlich zusammengefaßt, nämlich in einer Funktionsgruppe 1 mit der Wärmepumpe
10, einer Funktionsgruppe 2 mit dem Heizkessel 11 und einer Funktionsgruppe 3 mit
dem Wärmespeicher 12. Bei den Ausführungsbeispielen nach den Figuren 1 und 2 sind
die Funktionsgruppen in einer ihren Bezugszahlen 1 - 2 - 3 entsprechenden Reihenfolge
angeordnet. Dietunktionsgruppe 1 umfaßt neben der Wärmepumpe 10 einen mit dieser
durch Leitungen verbundenen Wärmeaustauscher oder Verdampfer 38 sowie nicht gezeigte
Regel- und Fördereinrichtungen (Gebläse) für das Wärmetransportmedium "Luft". In
der Funktionsgruppe 2 sind im wesentlichen der Heizkessel 11 mit seinem zugeordneten
Gas- oder ölbrenner 37 zusammengefaßt, während die Funktionsgruppe 3, wie schon
oben erwähnt, als wesentliche Baukomponente den Wärmespeicher 12 enthält.
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Fig. 1 zeigt im einzelnen eine Energiezelle mit den Funktionsgruppen
1, 2, 3 innerhalb einer als Kompakt-Raumzelle 14 ausgeführten Raumhülle, die beispielsweise
aus drei einstückig miteinander verbundenen Wandelementen 14a - 14c, je einem einstückig
mit letzterem verbundenen Bodenelement 14d und Deckenelement 14e
besteht
und auf der sechsten Seite (im abgebildeten Ausführungsbeispiel nach vorn) durch
eine abnehmbare Verkleidungsplatte 14f abgeschlossen ist. Diese Verkleidungsplatte
14f weist Ausschnitte für Bedienungselemente 30 der Funktionsgruppen 1, 2, 3 auf
und kann durch wenige Handgriffe, z.B. im Falle einer notwendigen Revision oder
Reparatur, abgenommen werden. An Stelle einer solchen Verkleidungsplatte kann auch
z.B. eine Tür mit zwei Flügeln vorgesehen sein. Diese Ausführungsform der Kompakt-Raumzelle
14 ist speziell von Vorteil in der Kombination mit einer Fertiggarage 18 nach den
Figuren 6 - 8. Der hintere Teil dieses Bauwerks wird dabei für die Energiezelle,
der vordere Teil als eigentliche Garage genutzt. Dabei kann der hintere, die Energiezelle
darstellende Teil als Anbauteil oder alternativ auch einstückig mit dem Garagen-Körper
ausgeführt sein.
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Ein weiteres, für den praktischen Erfolg entscheidendes Merkmal der
hier beschriebenen Ausführungsbeispiele von Energiezellen besteht in der Bildung
von drei horizontal übereinander liegenden Einbauzonen in der Raumhülle bzw. Kompakt-Raumzelle
14, wobei die mittlere Einbauzone 34b im wesentlichen die Wärmepumpe 10, den Verdampfer
38, Heizkessel 11 und Wärmespeicher 12 aufnimmt, die untere Einbauzone 34c oberhalb
des Bodenelements 14d die zur Verbindung der Baukomponenten untereinander und für
den Anschluß am Gebrauchsort notwendigen Leitungen und die obere Einbauzone 34a
(unterhalb des Deckenelements der Kompakt-Raumzelle gelegen) im vorliegenden Fall
die aus standadisierten Fertigteilen zusammengesetzten Luftkanäle.
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Die Wärmepumpe 10, der Heizkessel 11 und der Wärmespeicher 12
sind
im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 auf gleichhohen Füßen 31 abgestützt, wodurch man
die untere Einbauzone 34c erhält. Im einzelnen sind in dieser Einbauzone 34c (vergl.
Fig. 2 !) Leitungen 33a und 33b - 33e geführt, die für die Koppelung der Wärmepumpe,
des Heizkessels und Wärmespeichers untereinander bzw. für den Anschluß an die gebäudeseitigen
Leitungen für die Energiezufuhr erforderlich sind. Die obere Einbauzone 34a gestattet
im Ausführungsbeispiel der Figuren 1 und 2 einen Luftkanal 35a anzuordnen.
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Fig. 2 zeigt in weitgehender Ubereinstimmung mit Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel
mit der gleichen Anordnung der Funktionsgruppen 1, 2, 3, jedoch mit einigen zusätzlichen,
für den praktischen Erfolg wesentlichen Merkmalen. Im Ausführungsbeispiel nach Fig.
2 (und auch bei demjenigen nach Fig. 3) ist die unterste Einbauzone ,33di 34c für
die Leitungen 33a, 33b, 33i Gnd 33e gebildet durch einen aufgeständerten Boden 36
(Doppelboden). Dieser in den Figuren 2 und 3 vereinfacht dargestellte aufgeständerte
Boden 36 trägt die Funktionsgruppen 1, 2, 3. Der Vorteil dieser Ausführung besteht
unter anderem darin, daß die Baukomponenten der Funktionsgruppen 1, 2, 3 zunächst
außerhalb der Kompakt-Raumzelle 14 auf dem aufgeständerten Boden 36 aufgestellt
und die Verlegung der verbindenden Leitungen und Anschluß-Leitungen 33a - 33e unterhalb
des Bodens 36 durchgeführt werden kann, wobei dann anschließend das komplette Gebilde
von vorne bei abgenommener Verkleidungsplate in die Kompakt-Raumzelle 14 z.B. mittels
Rollen eingebracht werden kann. Man braucht dann nur noch die Luft-Kanäle 35a und
35b und den Abgaskamin 21 anzuordnen und die Anschluß-Leitungen narh außen zu führen.
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Alternativ ist es aber auch möglich, die Raumzelle ohne Bodenelement
14d auszuführen (Fig. 3) oder mit einem abnehmbaren Bodenelement unterhalb des aufgeständerten
Bodens 36 zu versehen, um die Verlegung der Leitungen unterhalb des aufgeständerten
Bodens 36 sowie das Einbringen des Gesamt-Gebildes in die Raumzelle zu vereinfachen.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 kann die Raumzelle 14 von oben über die auf
dem Boden 36 ruhenden Funktionsgruppen 3, 1, 2 auf einem Rohboden(oder nicht gezeigten
individuellen Bodenelementen) aufgesetzt werden.
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Oberhalb der Wärmepumpe 10 ist, wie bereits erwähnt, in der mittleren
Einbauzone 34b der Verdampfer 38 der Fuiiktionsgruppe 1 dargestellt, an den je ein
Luftkanal 35a und 35b angeschlossen sind und der durch Verdampfungsflüssigkeit führenden
Leitungen 60 mit der Wärmepumpe 10 verbunden ist. Der Luftkanal 35a dient im Ausführungsbeispiel
der Zuleitung von Außenluft zwecks Entnahme von Energie, während über den Luftkanal
35b die im Verdampfer 38 abgekühlte Luft als Abluft wieder zurück in die Außenatmosphäre
geleitet wird. Es ist auch möglich, in der oberen Einbauzone 34a über der Funktionsgruppe
3 bzw. dem Wärmespeicher 12 einen abzweigenden Luftkanal (nicht gezeigt) anzuordnen,
der beispielsweise im Sommer bei hohen Temperaturen die im Verdampfer 38 abgekühlte
Luft einem gebäudeseitigen Leitungssystem zur Raumklimatisierung zuführt. Mit anderen
Worten, beim Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 und 2 können in der oberen Einbauzone
34a weitere, vorzugsweise baukastenförmige Kanal- oder Schachtelemente zur Erweiterung
der Energie zelle für die Ausnutzung der in der Wärmepumpe 10 anfallenden Kälteleistung
angeordnet werden. Es ist ferner möglich, zur Einsparung der Luft-Kanäle den Verdampfer
in
einer entsprechenden Freiluftausführung auch auf dem Deckenelement
14e aufzusetzen und die Leitungen 60 durch das Deckenelement 14e zu führen.
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In den Figuren 1 und 2 ist, wie schon erwähnt, mit der Bezugszahl
21 ein Abgaskamin für den Heizkessel 11 angedeutet, der sich durch einen Durchbruch
im Deckenelement 14e nach oben erstreckt, wobei die Achse des Abgaskamins 21 mit
der Achse der Funktionsgruppe 2 zusammenfällt. Diese Anordnung ist beispielsweise
geeignet für einen Gebäude-Grundriß entsprechend den Figuren 8 und 8a.
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Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 zeigt eine Energiezelle, welche
als Raumhülle die Kompakt-Raumzelle 14 ohne Bodenelement 14d, jedoch die gleichen
Funktionsgruppen des Ausführungsbeispiels nach Fig. 2 enthält. Der Unterschied liegt
darin,daß bei diesem Ausführungsbeispiel die Funktionsgruppe 2 mit zugehörigem Abgaskamin
21 nach rechts und die Funktionsgruppe 3 nach links verlegt ist, während die Funktionsgruppe
1 im wesentlichen mittig angeordnet ist, um beispielsweise diese Energiezelle für
einen Gebäudegrundriß nach Fig. 6 anwendbar zu machen, bei dem die Kompakt-Raumzelle
14 und der Abgaskamin 21 an der linken Giebelseite des Gebäudes 27 angeordnet sind.
Die Funktionsgruppen nehmen folglich in der Kompakt-Raumzelle 14 die Reihenfolge
3 - 1 - 2 ein.
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Ein weiterer Unterschied gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach Fig.
2 besteht darin, daß der Verdampfer 38 der in der Mitte angeordneten Funktionsgruppe
1 etwas nach rechts versetzt ist, m die auch in diesem Fall vorzugsweise aus standardisierten
nauelementen
zusammengesetzten Luft-Kanäle 35c und 35d unterbringen
zu können. Dem Verdampfer 38 kann wahlweise gemäß Fig. 3 von links her Außenluft
über den Luft-Kanal 35c oder Umluft aus einem gebäudeseitigen Umluftsystem über
den Kanal 35d zugeleitet werden. Die im Verdampfer 38 abgekühlte Luft kann wahlweise
über den Luft-Kanal 35f ins Freie ausgeblasen oder über den Luft-Kanal 35e wieder
dem gebäudeseitigen Umluftsystem zugeführt werden. Es ist somit ersichtlich, daß
die Wärmepumpe 10 wahlweise mit reiner Außenluft oder mit reiner Umluft, z.B. in
Verbindung mit einem Energiedach 25 und/oder einer Energiefassade 26 (Fig. 5) oder
sogar im Mischbetrieb betrieben werden kann.
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Derartige Energiedächer und -Fassaden sind bekannt und bilden kein
Teil der Erfindung.
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Es wird bemerkt, daß bei den Ausführungsbeispielen nach den Figuren
2 und 3 die die Raumhülle der Energiezelle darstellende Kompakt-Raumzelle 14 für
die Durchführung der Luft-Kanäle 35a -35f passende öffnungen 50, 51, 52, 53 und
54 in den Wandelelementen 14a, 14c aufweist. Diese fünf öffnungen werden entsprechend
den am Gebrauchsort herrschenden Verhältnissen entweder zur Durchführung der Luft-Kanäle
benutzt oder durch Blindstücke (aus standardisierten Fertigteilen) 55, 56 (Fig.
2) bzw. 57 (Fig. 3) abgeschlossen. Ähnlich weist der in den Figuren 2 und 3 schematisch
gezeigte aufgeständerte Boden 36 zahlreiche Durchbrüche für die Leitungen 33a -
33e auf, die je nach Anordnung der Funktionsgruppen freigelegt oder durch Stöpsel
(nicht gezeigt) verschlossen werden. Damit werden größere handwerkliche Arbeiten
auch für die Durchführung der Leitungen durch den Boden 36 vermieden,
d.h.,
daß die Energiezelle als funktionsbereites Fertigteil zur Montage am Gebrauchsort
angeliefert werden kann.
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Die Figuren 2 und 3 veranschaulichen auch die Variabilität der Energiezelle
im Bezug auf die Energieversorgung. So ist z.B. bei der Funktionsgruppe 2 jederzeit,
ohne Änderung der restlichen Gesamtanlage die Umrüstung von Gas- auf ölbetrieb oder
umgekehrt möglich, indem lediglich die Leitung 33b für die Brennstoffzufuhr und
der Brenner 37 ausgetauscht werden.
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An Stelle eines Heizkessels zur Verbrennung fossiler Energie kann
auch ein solcher mit einer Elektroheizung eingesetzt werden, der den Wärmespeicher
12 der Funktionsgruppe 3 speist, und zwar zum Ausgleich von Spitzenbelastungen für
die Fälle, in denen die Leistung der Funktionsgruppe 1 mit der Wärmepumpe 10 nicht
ausreicht.
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Zur Vereinfachung sind in den Ausführungsbeispielen der Figuren 1
- 3 gewisse Einzelheiten fortgelassen, die jedoch für den Betrieb der Energiezelle
gleichwohl Bedeutung haben. So ist beispielsweise die automatische Temperaturregelung
nicht dargestellt, die in Abhängigkeit von der Außentemperatur und den Temperaturverhältnissen
in dem zu beheizenden Gebäude oder in Abhängigkeit vom Verbrauch an erwärmtem Gebrauchswasser
die Wärmepumpe 10 und den Brenner 37 am Heizkessel 11 einerseits und den Wärmespeicher
12 andererseits schaltet. In Fig. 1 ist nur schematisch dargestellt, wie die zur
Uberwachung der Energiezelle und zur Schaltung von Hand notwendigen Bedienungselemente
30 an den einzelnen Funktionsgruppen 1, 2, 3 angeordnet und durch die Verkleidungsplatte
14f
hindurchgeführt sind.
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Die Figuren 4 - 8 und 6a - 8a zeigen unterschiedliche Energiezellen
in unterschiedlicher Zuordnung zu einem Gebäude 27 bzw.
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27'. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist die Energiezelle als
"Dachzentrale" auf einem Flachdach 22 des Gebäudes 271 und beim Ausführungsbeispiel
nach Fig.5 unter einem Satteldach aufgestellt, das ein Energiedach 25 sein kann.
Bei den Ausführungsbeispielen nach den Figuren 6 und 7 ist die Energiezelle an der
einen oder anderen Giebelseite des Gebäudes 27 bei verschiedener Anordnung des Abgaskamins
21 vorgesehen, während bei der Ausführungsform nach Fig. 8 und 8a die Energiezelle
als "Kellerzentrale" mit einem durch das Gebäude 27 geführten Abgaskamin 21 und
angebauter Garage 18 vorgesehen ist.
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In vielen Fällen ist es mit Vorteil möglich, die Raumhülle für die
Funktionsgruppen 1, 2 und 3 als "Kompakt-Raumzelle" 14 im Sinne der Ausführungsform
nach den Figuren 1 - 2 auszuführen und die gesamte Energiezelle als einstückige
Konstruktion auf die Baustelle zu bringen und dort z.B. mit Hilfe eines Autokrans
aufzustellen und anzuschließen. In bestimmten Anwendungsfällen kann es jedoch erforderlich
sein, die Raumhülle erst am Gebrauchsort aus Einzelelementen zusammenzusetzen. Die
Funktionsgruppen können in diesem Fall betriebsfertig z.B. auf dem Boden 36 oder
einem individuellen Bodenelement 14d montiert sein, der bzw. das als Palette benutzt
werden kann, auf welcher die Funktionsgruppen zur Baustelle transportiert und dort
aufgestellt werden können.
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In den Figuren 4 und 5 ist die Möglichkeit angedeutet, die Energiezelle
mit
einem Energiedach 25 und/oder einer Energiefassade 26 zu kombinieren. Solche Energiedächer
bzw. Energiefassaden enthalten bekanntlich sogenannte Wärmefangelemente, die sowohl
Energie aus der Umgebungsluft als auch Transmissionswärme aus dem Gebäude auffangen
können, wobei diese aufgefangene Wärme durch die Wärmepumpe der Energiezelle hochtransformiert
werden kann. Wie schon erwähnt, ist beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 die Energiezelle
als sogenannte "Dachzentrale" auf dem Flachdach 22 des Gebäudes 27' aufgesetzt,
und sie weist eine Kompakt-Raumzelle 14 auf, welche in Ubereinstimmung mit dem Ausführungsbeispiel
nach Fig. 2 öffnungen 50 und 51 zum Ansaugen von Frischluft und zur Abgabe von Abluft
enthält. Damit wird Energie aus der Atmosphäre gewonnen, andererseits besitzt diese
Energiezelle aber auch den mit Gas oder öl befeuerten Heizkessel 11 der Funktionsgruppe
2, dessen Abgase über den Abgaskamin 21 nach außen abgeleitet werden.
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Auch in diesem Fall besteht die Möglichkeit, das Flachdach 22 als
sogenanntes Energiedach auszuführen und mit der Energiezelle bzw. der Funktionsgruppe
1 zu koppeln.
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Fig. 5 zeigt eine unter dem sattelförmigen Energiedach 25 des Gebäudes
27 angeordnete Energie zelle entsprechend im wesentlichen der Ausführungsform nach
Fig. 2 mit Abgaskamin 21 und zwei Luft-Kanälen 23 und 24, die nur schematisch angedeutet
an der öffnung 50 der Kompakt-Raumzelle 14 angeschlossen sind und von denen der
eine der Einführung von Umgebungsluft zur Energiegewinnung dient und der andere
mit den Wärmefangelementen des Energiedaches 25 zusammenwirkt.
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Die Figuren 6 und 6a zeigen die Zuordnung der Energiezelle zu
einem
Gebäude 27 , wobei in diesem Fall die Kompakt-Raumzelle 14 etwa derjenigen nach
Fig. 3 entspricht und mit einer Fertiggarage 18 kombiniert ist. Im einzelnen bildet
die Kompakt-Raumzelle 14, welche die Funktionsgruppen 3, 1, 2 enthält, den hinteren
Teil der Fertiggarage 18. Aus baulichen und architektonischen Gründen ist der Abgaskamin
21 an die Giebelseite des Gebäudes 27 angelehnt und die Ableitung der in der Energie
zelle nutzbar gemachten Energie für die Beheizung des Gebäudes 27 und dessen Warmwasserversorgung
erfolgt intfeilrichtung nach rechts.
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Der Luft-Kanal 35f für die Abluft aus dem Verdampfer kann in Abweichung
von Fig. 3 in diesem Fall durch eine nicht gezeigte öffnung in dem Wandelement 14b
(rückseitiges Wandelement) nach außen geführt sein.
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Beim Ausführungsbeispiel nach den Figuren 7 und 7a ist die räumliche
Situation gerade umgekehrt. Da die Fertiggarage 18 mit der Kompakt-Raumzelle 14
hier an der rechten Giebelseite des Gebäudes 27 angebaut ist, erfolgt hier die Ableitung
der in der Energiezelle nutzbar gemachten Energie für die Beheizung des Gebäudes
und dessen Warmwasserversorgung in Pfeilrichtung nach links. In diesem Fall könnten
die Funktionsgruppen in der Reihenfolge 2, 1, 3 oder 2, 3, 1 in der Kompakt-Raumzelle
14 angeordnet sein. Weitere Varianten sind möglich. So kann z.B. bei den Grundrißlösungen
der Figuren 7a und 8a ein direkter Zugang vom Gebäude 27 zur Fertiggarage 18 und
damit auch zur Energiezelle bzw. Kompakt-Raumzelle 14 geschaffen werden, während
im Fall der Grundrißlösung nach Fig. 6a der Zugang zur Energiezelle nur von vorne
durch die Fertiggarage 18 möglich ist.
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Bei der Grundriß lösung nach den Figuren 8 und 8a befindet sich die
Energiezelle bzw. ihre Raumzelle 14 mit den einzelnen Funktionsgruppen im Keller
des Gebäudes 27, wobei der Abgaskamin 21 im Innern des Gebäudes nach oben durch
das Satteldach geführt ist. Die Raumzelle 14 für die Funktionsgruppen könnte in
diesem Fall aus Einzelelementen zusammengesetzt sein. Selbst wenn es sich bei dem
Gebäude 27 in den Figuren 8 und 8a um einen Altbau mit vorhandener Garage 18 handeln
sollte, kann die Energiezelle in der z.B. in Fig. 1 gezeigten Ausführung nachträglich
in den hinteren Teil der Garage eingebaut werden, sofern deren Bauhöhe und -Länge
hierfür ausreichend ist. Sollte der Garagenraum dann dadurch zu kurz werden, kann
die Garage in traditionellerWeise auch nach vorne erweitert werden, und es läßt
sich auf diese Weise insgesamt gesehen eine günstige Modernisierung erzielen.
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Schließlich besteht die Möglichkeit, die Energiezelle als Fertiganlage
(also ohne Kombination mit einer Garage) an oder in ein bestehendes Gebäude an-
bzw. einzubauen.
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Um den Positionswechsel der Gruppenelemente zu ermöglichen, sind die
räumlich zum Zweck der Anpassung an die Grundriß-Verhältnisse am Gebrauchsort auswechselbaren
Gruppen in ihren Baumaßen auf ein Grund-Maß (Grund-Modul) abgestimmt.
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Wenngleich bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen
eine mit Außenluft arbeitende Wärmepumpe erläutert ist, kann auch eine solche Anwendung
finden, die dem Grundwasser der dem Erdboden Wärme entzieht. Mit anderen Worten,
das erfindungsgemäße
Prinzip der "Energiezelle" mit Funktionsgruppen
in variabler Grundrißgestaltung ist nicht auf Luft-Wärmepumpen beschränkt.
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Ferner kann an Stelle eines mit öl oder Gas betriebenen Heizkessels
auch ein solcher verwendet werden, der mit festen Brennstoffen befeuert wird. Die
vordere Verkleidungsplatte 14f der Raumzelle muß in diesem Fall eine entsprechende
öffnung für die Brennstoffbeschickung des Heizkessels aufweisen.