DE7702040U1

DE7702040U1 - Waermeaustauschvorrichtung fuer gebaeude

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Publication number: DE7702040U1
Application number: DE7702040U
Authority: DE
Original assignee: Pantherm 8411 Waldetzenberg GmbH
Current assignee: Pantherm 8411 Waldetzenberg GmbH
Priority date: 1977-01-25
Filing date: 1977-01-25
Publication date: 1977-07-14

Description

Patentanwälte München 22 · Steinsdorfstraße 21-22 Telefon 089 / 29 84 62

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PANTHERM GMBH., Eibenweg 16, 8411 WALDETZENBERG

Wärmeaustauschvorrichtung für Gebäude

Die Neuerung betrifft eine Wärmeaustauschvorrichtung für Gebäude, bestehend ausgeformten Blechstreifen oder Blechtafeln.

Es sind Wärmeaustauschvorrichtungen bekannt, die von einem Wärmeaustauschmedium durchströmt werden und die im Grundwasser, im Flußwasser, in Seen oder im Erdboden angeordnet werden, wobei mittels einer Wärmepumpe die zur Raumheizung, zur Aufheizung des Gebrauchswassers oder von Schwimmbeckenwasser erforderliche Wärme gewonnen wird. Wärmeaustaus.chvorrichtungen, die im Wasser

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angeordnet sind, vereisen Leicht; außerdem besteht die Gefahr einer Verschmutzung des Grundwassers oder einer Verschmutzung oder Beschädigung der Wärmeaustauscheinrichtung, z.B. durch das strömende Flußwasser und angeschwemmte Gegenstände. Der Wärmeentzug aus Seewasser ist ebenfalls problematisch, da die Wärmeaustauschvorrichtung in erheblichen Tiefen angeordnet werden muß und ebenfalls leicht von Schiffen oder dgl. beschädigt wird. Beim Wärmeentzug aus dem Erdboden tritt der Nachteil auf, daß das Erdreich schlecht wärmeleitend ist und daß dementsprechend die Wärme mehrere Monate braucht, um beispielsweise aus Entfernungen von einigen Metern nachzuströmen.

Bei der Wärmeaustauschvorrichtung gemäß der Neuerung soll die Sonnenenergie bzw. die Wärme der strömenden Luft ausgenützt werden. Die Wärmeaustauschvorrichtung soll dementsprechend in Form einer sehr großen Blechfläche gehalten sein, die von einem Wärmeaustauschmedium durchströmt wird und die gleichzeitig als Dachabdeckung, als Fassade oder dgl. dienen kann.

Aus der DT-OS 25 46 619 ist ein Plattensammler zum Absorbieren von Sonnenwärme bekannt, der aus zwei Blechwandungen besteht, zwischer denen Wasser oder ein anderes diathermisches Strömungsmittel so hindurchleitbar ist, daß die der Sonnenstrahlung ausgesetzte obere Platte im wesentlichen über ihre gesamte Innenfläche mit dem Strömungsmittel in wärmeübertragender Berührung ist. Derartige Plattensammler eignen sich jedoch nicht dazu, große Flächen, ζ Β von

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über 100 m oder über 1000 m oder mehr, aufzubauen. Derartige Konstruktionen würden einerseits zu teuer werden, andererseits sind die mechanischen Stabilitätsprobleme nicht zu lösen. Die beiden Blechwandungen müssen in einem Abstand von einigen Millimetern voneinander gehalten werden. Sie müßten andererseits so stabil sein, daß ^: sie selbsttragend sind, daß sie die auf das Gebäude fallende Schnee -

last aufnehmen können und daß in Ausbildung einer Dachabdeckung sie mindestens von einer Person betreten werden könnten.

Aus der DT-OS 26 OO 973 ist weiterhin eine Empfängervorrichtung einer Sonnenenergieanlage bekannt, die im wesentlichen aus einer Metallplatte besteht, an deren Unterseite mittels Rohrscheien ein Rohr befestigt ist, das von einem Wärmeaustauschmedium durchströmt wird. Die Praxis zeigt nun, daß der Abstand der Rohräste voneinander etwa in der Größenordnung von 15 cm liegen muß, damit eine entsprechende Wärmeübertragung von der Blechplatte auf das das Rohr durchströmende Medium gewährleistet ist. Es ist verständlich, daß keine Dachabdeckungen oder Fassaden unter tragbaren Preisvorstellungen zu realisieren sind, bei denen über Flächen von hunderten oder lausenden von Quadratmetern Rohre im Abstand von 15 cm mit Rohrschellen an Blechplatten befestigt werden müssen.

Der Neuerung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Wärmeaustauschvorrichtung für Gebäude der in Rede stehenden Art so auszubilden, daß die das Wärmeaustauschmedium führenden Rohre gleichzeitig die Trag- oder Spannelemente für die die Wärmeaustauschvorrichtung bildenden Blechstreifen oder Blechtafeln bilden. Diese neuartige Aufgabe wurde durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die beiliegende Zeichnung dient der weiteren Erläuterung des Gegenstandes der Neuerung.

Es zeigen:

Fig 1 eine Draufsicht auf eine noch nicht fertiggestellte Wärmeaustauschvorrichtung gemäß der Neuerung;

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Fig. 2 einen Schnitt einer als Dachabdeckung dienenden Ausführungsform .

Die Wärmeaustauschvorrichtung besteht aus zwei Serien von Blechtafeln 1 und 2 und aus parallel zueinander verlaufenden Rohren 3. Die Blechtafeln 1 besitzen parallel au ihren Seitenkanten verlaufende Hochwölbungen 4 und 5. Diese entstehen dadurch, daß im Herstellerwerk ein entsprechender Blechstreifen im Durchlauf durch Werkzeuge geführt wird, in denen der Blechstreifen an zwei im Abstand voneinander liegenden Stellen rinnenförmig hochgebogen wird. Anschließend wird die Rinne oder Sicke zusammengepreßt und halbrundförmig umgebogen. Der Biegeradius der Hochwölbungen 4 und 5 entspricht etwa dem Außendurchmesser der Rohre 3. Die Krümmung der Hochwölbungen 4 und 5 sind gegeneinander gerichtet. Der außerhalb der Hochwölbungen 4 und 5 liegende Randbereich der Blechtafeln 1 ist je bei 6 umgebördelt oder eingeschlagen.

Die Blechtafeln 2 der zweiten Serie sind im wesentlichen eben. Sie sind lediglich in ihren Randbereichen 7 gegensinnig nach unten umgebogen

Wenn die Wärmeaustauschvorrichtung gleichzeitig als Dachabdeckung dienen soll, wird diese wie folgt aufgebaut:

Auf Grundbalken 8, die vorzugsweise horizontal verlaufen, werden Streben 9 befestigt, die schräg verlaufen können, also eine entspre-

^: chende Neigung besitzen. Auf die Querstrebe 9 kann eine Schalung oder

■ eine Isolations matte 10 aufgebracht werden. Nunmehr werden zwei

Bleche 1 im Abstand voneinander angeordnet. In die Hochwölbung 4

\ der einen Blechplatte, d h im Sinne der Figuren der rechten Blech- _:

platte, und in die Hochwölbung 4 der anderen Blechplatte 1, d.h. im Sinne der Figuren der linken Blechplatte 1 wird je ein Rohr 3 eingelegt.

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Der korrekte Abstand der Blechstreifen 1 wird durch hakenförmige Elemente 11 definiert, die in den Umschlag β der Blech tafeln 1 eingreifen Die hakenförmigen Elemente werden beispielsweise durch Nägel an den Quersparren 9 befestigt. Nunmehr wird eine Blechtafel 2 auf difc Rohre 3 so aufgelegt, daß deren Randkrümmungen 7 die Rohre umschließen. Nunmehr werden die Blechtafeln 1 auseinander -gezogen bis die hakenförmigen Elemente 11 voll in den Umschlag β eingedrungen sind und gleichzeitig die gekrümmten Randbereiche 7 der Blechtafel 2 sich satt an die Rohre 3 angelegt haben. Die entsprechende Lage wird durch weitere in die im Sinne der Zeichnung außen liegende Umschläge 6 eingreifende hakenförmige Elemente H gesichert

Zur besseren Wärmeisolation kann auf die Unterseite der Blechtafel 2 je eine Kunstharzschicht, insbesondere eine Schaumstoffschicht 12, aufgeschäumt sein. Durch abwechselnd kettenförmiges Aneinanderreihen von Blechtafeln 1 und 2 und Verspannen der Blechtafeln in der angegebenen Weise können dementsprechend Dachabdeckungen oder Fassadenabdeckungen beliebiger Breite hergestellt werden. Die Blechtafeln 1 und 2 können eine relativ große Länge, z.B. bis zu 30 m haben, die Breite der Blechstreifen 2 beträgt vorzugsweise 15 cm. Die Blechstreifen 1 sind etwas breiter, der Abstand zwischen den Hochwölbungen 4 und 5 beträgt jedoch wiederum 15 cm. Während sich für Fabrikgebäude, Hallen oder dgl. relativ lange Blechstreifen 1 und 2 besser eignen, kann ζ B. für Wohngebäude eine schindelartige Anordnung gewählt werden. Dabei haben dann die Blechstreifen 1 und 2 beispielsweise eine Länge von 1 m. Der Aufbau erfolgt dann so, daß die Blechstreifen 1 und 2 der Länge nach versetzt angeordnet werden

E ins in der angegebenen Art und Weise hergestellte Dachabdeckung ist absolut wasserdicht, da der Bereich der Blechtafeln 1 zwischen

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den Hochwölbungen 4 und β Als Regenrinne wirkt und da« auf die Blechtafel 2 auftreffende Regenwasser entweder auf denselben nach unten abläuft oder in den als Regenrinnen wirkenden Bereich der Blechtafeln 1 einläuft.

Die Rohre 3 wirken dementsprechend als konstruktive Verspann- oder Verbindungselemente zwischen den Blechtafeln 1 und 2. Die Dachabdeckung kann nun entweder unmittelbar oder zu einem späteren Zeitpunkt als Wärmeaustauschvorrichtung für beliebige Zwecke benutzt werden. Wird lediglich eine Kühlung des Wohngebäudes oder beispielsweise der Fabrikhalle gewünscht, dann läßt man Im Umwälzverfauren beispielsweise das Wasser eines Schwimmbeckens durch die Rohre 3 strömen. Damit Ist sichergestellt, daß z.B. auch bei starker Sonneneinstrahlung In tropischen Gegenden der abgedeckte Raum ständig ge kühlt bleibt. In unseren Breiten, In denen eine Wärmegewinnung erwünscht Ist, ergibt sich nun die Möglichkeit, daß mittels einer Wärme pumpenanlage aus einer Dachabdeckung oder einer Fassade, die gemäß der Erfindung hergestellt wurde, eine sehr große Wärmemenge entnommen werden kann. Die gesamte Dachabdeckung bleibtauch bei starker Wärmeentnahme im wesentlichen auf der Umgebungstemperatur, da bereits leichte Windströmungen für eine sofortige "Nachheizung¹¹ sorgen. Da die Rohre 3 von den Blechstrelfen oder Blechtafeln 1 und 2 satt umschlossen werden, ergibt sich ein sehr guter Wärmeübergang. Da die Wärmeaustauschvorrichtung nicht teurer ist als übliche Blechdachabdeckungen, können großflächige Lösungen in Betracht gezogen werden. Auch ohne eine Wärmepumpenanlage kann beispielsweise im Sommer die auf das Blechdach einfallende Sonnenstrahlung ausgenützt werden um beispielsweise ein Schwimmbad aufzuheizen. Es ist in diesem Fall empfehlenswert, die Oberflächender Blechtafeln 1 und 2 möglichst reflektionsfrei zu gestalten. ^:

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Im allgemeinen werden Rohre 3 mit rundem Querschnitt verwendet,
es ist jedoch ebenfalls möglich, Rohre mit polygonalem, quadratischem oder rechteckigem oder dreieckförmigem Querschnitt zu verwenden Die Hochwölbungen 4 und 5 der Blechtafeln 1 sowie die Randbereiche 7 der Blechtafeln 2 werden dann dem entsprechenden Querschnitt des Rohres angepaßt.

Claims

Schutzansprüche

1. Wärmeaustauschvorrichtung für Gebäude, bestehend aus Blechstrelfen oder Blechtafeln, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechstreifen oder Blechtafeln (1, 2) mit Auswölbungen (4,5) oder mit Ihren umgebogenen Randbereichen (7) in parallel zueinander angeordnete Rohre (3) eingreifen und daß eine aus den Blechstreifen oder Blechtafeln (1, 2) und den Rohren (3) gebildete Kette durch Befestlgungs- und Verspannelemente (11) quer zur Achse der Rohre (3) verspannt und an einem Dachstuhl (8, 9),an einer Fassade oder einer anderen Tragkonstruktion befestigt 1st.

2. Wärmeaustauschvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Serien von Blechtafeln (1, 2) und parallel zueinander verlaufende Rohre (3) vorgesehen sind und daß die Blechtafeln (1) der einen Serie zwei im Abstand voneinander angeordnete und parallel zu den Seitenkanten der Blechtafeln (1) verlaufende, nach oben abstehende und gegensinnig auf elnanderzuger Ichtete Hochwölbungen (4, 5) besitzen, die dem Querschnitt der Rohre (3) entsprechen und einen Teil des Umfangs derselben umgreifen, während die Blechtafeln (2) der anderen Serie mit Ihren Randbereichen (7) nach unten abgebogen sind und mit diesen ebenfalls in die Rohre (3) und gegebenenfalls in die Hochwölbungen (4, 5) der Blechtafeln (1) der anderen Serie eingreifen, ferner daß eine abwechselnd aus einer Blechtafel (1) der einen Serie und einer Blechtafel (2) der anderen Serie gebildete Kette in Abstützung an den Rohren (3) verspannt und an einer Halteeinrichtung wie einem Dachstuhl, einer Schalung oder einer Fassade befestigt ist.

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3. Wärmeaustauschvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ränder (6) der Blechtafeln (1) der ersten Serie umgeschlagen sind und daß hakenförmige Befeatlgungs- und Verspannelemente (11) In den Umschlag (6) eingreifen.

4. Wärmeaustauschvorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Insbesondere die Blechtafeln (1) der ersten Serie an Ihrer Unterseite eine Isolierschicht (12) besitzen.

5. Wärmeaustauschvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschicht (12) aus aufgeschäumtem Kunstharzmaterial besteht.

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