DE102004052936A1

DE102004052936A1 - Vorrichtung zur Kühlung von Dachräumen in Gebäuden mit geneigter Dachfläche

Info

Publication number: DE102004052936A1
Application number: DE102004052936A
Authority: DE
Inventors: Dieter Heitzler; Manfred Kettermann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-10-29
Filing date: 2004-10-29
Publication date: 2006-05-04

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Kühlen von Dachräumen in Gebäuden mit geneigter Dachfläche vorgeschlagen, welche in einem Gehäuse (1) angeordnet ist. Das Gehäuse (1) wird an einem oder mehreren Dachsparren (9) befestigt und ragt über die Dachsparren nach außen hinaus. In dem Gehäuse (1) ist eine Kühleinrichtung vorgesehen, welche auf Kompression, Absorption oder auf dem Peltier-Effekt beruht.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Kühlen von Dachräumen in Gebäuden mit einem geneigten Dach. Hierzu zählen beispielsweise Satteldächer, Walmdächer, Zeltdächer, Mansardendächer oder Pultdächer.
Die unmittelbar unter einem geneigtem Dach befindlichen Räume in Gebäuden erwärmen sich bei hohen Außentemperaturen sehr stark. Dies liegt zum einen an der häufig schlechten Isolierung des Daches und zum anderen an den meist kleinen oder wenigen Fenstern, welche eine Belüftung während der kühleren Nacht ermöglichen. Die aus dem Stand der Technik bekannten Klimageräte für einzelne Räume können häufig bei Dachräumen nicht eingesetzt werden, da kein Platz für deren Anbringung zur Verfügung steht. Bekannte Klimageräte werden an der Wand, unter der Decke, zwischen Deckenelementen oder am Boden angeordnet. Der Einbau in der Decke oder an der Wand setzt voraus, dass das Klimagerät horizontal oder vertikal ausgerichtet werden kann. Dies ist jedoch in einem Dachraum häufig nicht möglich, da eine horizontal verlaufende Decke und vertikal verlaufende Wände nicht oder nur in gering Umfang vorhanden sind.

Aus dem Stand der Technik der DE 101 23 603 A1 ist eine Vorrichtung bekannt, welche die Dachfläche mit Wasser besprüht. Bei der Verdunstung des Wassers auf dem Dach wird der Umgebung und damit dem Dach Wärme entzogen. Dies soll zu einer Abkühlung des Daches und des Dachraumes führen. In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, dass das Ausmaß der Kühlung nicht ausreicht, um in dem Dachraum ein angenehmes Raumklima zu schaffen. Darüber hinaus ist der Aufbau und die Installation einer entsprechenden Anlage mit großem Aufwand verbunden. Außerdem ist in Zeiten großer Hitze das Wasser häufig knapp, weshalb der Betrieb der Anlage insbesondere dann, wenn er benötigt wird, fraglich ist.

Das Prinzip der Abkühlung des Daches durch Verdunstung von Wasser auf dem Dach wird außerdem in der DE 698 01 095 T2 ausgenutzt. Die Nachteile dieser Vorrichtung entsprechen denjenigen der oben genannten Vorrichtung.

Die Erfindung und ihre Vorteile

Demgegenüber hat die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 den Vorteil, dass sie an den Dachsparren des Daches befestigt werden kann und im montierten Zustand im Inneren des Dachraums weder Platz beansprucht noch das Aussehen des Dachraums beeinflusst. Eine zusätzliche Stellfläche für die Vorrichtung an der Außenseite des Gebäudes wie beispielsweise ein Balkon ist nicht notwendig. Das Gehäuse der Vorrichtung zum Kühlen ragt über die Dachfläche nach außen hinaus. Da es dem Wetter ausgesetzt ist, sind die Gehäusewände witterungsbeständig ausgebildet. Zur Befestigung und zur Erleichterung des Einbaus an dem Dachsparren kann an dem Gehäuse ein Rahmen vorgesehen sein.

Zum Einbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in ein Dach kann entweder eine bereits für ein Fenster vorhandene Aussparung in der Dachfläche genutzt werden oder extra ein Teil des Daches freigelegt werden. Da das Gerät nicht sehr groß ist, kann ein bereits vorhandenes Fenster durch eine Kombination aus einem kleineren Fenster und einer Vorrichtung zur Kühlung ersetzt werden.

Die zu kühlende Luft wird entweder aus dem Dachraum oder an der Außenseite des Daches angesaugt, von einem Filter gereinigt, abgekühlt, entfeuchtet und anschließend dem Dachraum zugeführt. Die Temperatur und die Strömungsgeschwindigkeit der Luft können durch manuelle Bedienung eingestellt werden. Wahlweise kann die Kühlvorrichtung auch ausgeschaltet werden, so dass dem Dachraum lediglich Frischluft von außen zugeführt wird. Bei Bedarf kann die Luft auch erwärmt werden.

Das bei der Kühlung der Luft anfallende kondensierte Wasser kann über das Dach abgeführt oder in einer Kondensatwanne gesammelt werden.

Die Vorrichtung zum Kühlen enthält eine Kühleinrichtung, welche entweder auf Kompression, Absorption oder dem Peltier-Effekt basiert. Sie kann beispielsweise durch Strom, Gas oder thermisch betrieben werden. Im letzten Fall ist auf dem Dach ein Absorber vorgesehen, in welchem ein Wärmeträger strömt, der sich bei Sonneneinstrahlung erwärmt.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine Kompressionskühleinrichtung vorgesehen. Diese besteht aus einem Kältemittelverflüssiger, einem Kältemittelverdampfer und einem Kältemittelverdichter. Das Kältemittel durchläuft dabei einen Kreislauf aus den genannten Komponenten. Die eigentliche Kälteerzeugung findet im Kältemittelverdampfer statt, wo das Kältemittel bei niedrigem Druck verdampft und dadurch der Umgebung Energie entzieht. Hat das dampfförmige Kältemittel seine Aufgabe verrichtet, gelangt es in den Kältemittelkompressor, der es verdichtet und dadurch wieder verflüssigt und abkühlt. Die freigesetzte Wärme wird an die Umgebung abgegeben. Das verflüssigte Kältemittel kann anschließend erneut verdampfen.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Kältemittelverflüssiger in dem Richtung Dachfrist weisenden Teil des Gehäuses angeordnet. Außerdem ist der Kältemittelverdichter horizontal und damit liegend angeordnet. Eine Kondensatwanne zum Auffangen von kondensierter Flüssigkeit befindet sich in dem der Dachtraufe zugewandten Teil des Gehäuses. Die Kondensatwanne ist so ausgerichtet, dass sie trotz der Neigung des Daches und damit auch der Neigung der Vorrichtung das Kondensat auffangen kann. Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Kondensatwanne horizontal ausgerichtet.

Anstelle der Kühlung durch Kompression kann die Kühlung auch durch Absorption oder thermoelektrisch durch den Pettier-Effekt erfolgen. Bei der Absorptionskühlung wird durch Erhitzen von stark ammoniakhaltigem Wasser ein Druck erzeugt. Beim Erhitzen dampft das Ammoniak aus. Dabei steigt der Druck im Verflüssiger solange an, bis der Ammoniakdampf kondensiert und die aufgenommene Wärme abgibt. Durch ein Drosselorgan fließt das Ammoniak in den Verdampfer, wobei es bei niedrigem Druck Wärme aufnimmt. Das noch warme und Ammoniakreste enthaltende Wasser läuft indessen aus dem Kocher über einen Wärmeaustauscher in den Absorber, wo es den aus dem Verdampfer zurückkehrenden Ammoniak wieder aufnimmt und sich damit sättigt. Anschließend wird das ammoniakhaltige Wasser erneut erhitzt und der Zyklus beginnt von vorne. Der Kreislauf hat den Vorteil, dass er nicht in zwingender Weise mit Strom betrieben werden muss. Das Erhitzen des ammoniakhaltigen Wassers kann auch durch andere Art und Weise erfolgen.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ein Absorber vorgesehen, in welchem ein Wärmeträger strömt, der sich bei Sonneneinstrahlung erwärmt. Bei dem Wärmeträger kann es sich beispielsweise um Wasser handeln. Das erwärmte Wasser dient zum Betreiben einer Absorptionskühlein richtung. In diesem Fall kann die Vorrichtung zur Kühlung des Dachraumes ohne Strom betrieben werden. Dabei wird ausgenutzt, dass eine Kühlung insbesondere benötigt wird, wenn aufgrund von Sonneneinstrahlung das Dach besonders stark aufgeheizt wird.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Vorrichtung mit einem Dachflächenfenster kombiniert. Dabei kann die Vorrichtung zusammen mit dem Dachfenster in eine bereits vorhandene Öffnung im Dach eingesetzt werden. Der Rahmen des Dachfensters kann eine Aussparung enthalten, welche zunächst verkleidet wird. Zu einem beliebigen späteren Zeitpunkt kann in diese Aussparung eine Vorrichtung zur Kühlung eingesetzt werden.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ein Sensor für eine Infrarotfernbedienung vorgesehen.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen zu entnehmen.
Zeichnung
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Dieses Ausführungsbeispiel ist im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
1 Seitenansicht einer Vorrichtung zum Kühlen von Dachräumen mit Teilschnitten,
2 Draufsicht auf ein Dach mit einer Vorrichtung gemäß 1,
3 Ansicht der Vorrichtung gemäß 1 und 2 von einem Dachraum aus.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
1 und 2 zeigen eine Vorrichtung zum Kühlen von Dachräumen, welche zusammen mit einem Dachfenster an einem Dachsparren montiert ist. In dem Gehäuse 1 der Vorrichtung sind im oberen Teil der Kältemittelverflüssiger beziehungsweise Kondensator 2 und ein Verflüssigerventilator 3 angeordnet. Unmittelbar neben dem Kältemittelverflüssiger 2 befindet sich der Kältemittelverdichter 4. Im unteren Teil des Gehäuses sind der Kältermittelverdampfer 5 und der Verdampferlüfter 6 angeordnet. In diesem Teil befindet sich außerdem die Kondensatwanne 7 zum Auffangen von kondensierter Flüssigkeit. Kältemittelverflüssiger 2, Kältemittelverdichter 4 und Kältemittelverdampfer 5 sind über Kältemittelleitungen 8 miteinander verbunden. Das Gehäuse 1 ist auf einem Dachsparren 9 befestigt. Zur Stabilisierung des Gehäuses und zum Einbau dient ein Rahmen 10. Unmittelbar unterhalb der Vorrichtung befindet sich ein Dachfenster 11. Das Dach ist mit Dachziegeln 12 eingedeckt. An der dem Dachraum 13 zugewandten Seite des Gehäuses sind in dem Gehäuse 1 Ansaugöffnungen 14 zum Ansaugen der Raumluft und Ausblasöffnungen 15 zum Ausblasen der gekühlten Luft in dem Dachraum vorgesehen. An den Ansaugöffnungen 14 ist ein Luftansaugfilter 16 angeordnet.
3 zeigt die ein Dach eingebaute Vorrichtung in einer Ansicht vom Dachraum 13 aus. In dieser Darstellung ist ein Infrarot-Sensor 17 für eine Infrarot-Fernbedienung erkennbar. Letztere ist in der Zeichnung nicht dargestellt.
Sämtliche Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

1: Gehäuse
2: Kältemittelverflüssiger
3: Verflüssigerventilator
4: Kältemittelverdichter
5: Kältemittelverdampfer
6: Verdampferlüfter
7: Kondensatwanne
8: Kältemittelleitungen
9: Dachsparren
10: Rahmen
11: Dachfenster
12: Dachziegel
13: Dachraum
14: Ansaugöffnungen
15: Ausblasöffnungen
16: Luftansaugfilter
17: Infrarot-Sensor

Claims

Vorrichtung zur Kühlung von Dachräumen in Gebäuden mit geneigter Dachfläche mit einem Gehäuse (1) mit Befestigungsvorrichtungen an dem Gehäuse zum Befestigen der Vorrichtung an einem oder mehreren Dachsparren (9), wobei das Gehäuse (1) über den Dachsparren (9) nach außen ragt, mit witterungsbeständigen Gehäusewänden an dem Gehäuse (1) insbesondere an den nach außen ragenden Seiten des Gehäuses, mit einer Kühleinrichtung (2, 3, 4, 5, 6, 7) in dem Gehäuse (1), welche auf Kompression, Absorption oder dem Peltier-Effekt beruht, wobei die Elemente (2, 3, 4, 5, 6, 7) der Kühleinrichtung zumindest teilweise unter einem Winkel in das Gehäuse (1) eingebaut sind, mit Ansaugöffnungen (14) am Gehäuse (1) zum Ansaugen der Raumluft oder der Umgebungsluft und mit Ausblasöffnungen (15) an der dem Dachraum (13) zugewandten Seite des Gehäuses (1) zum Ausblasen der durch die Kühleinrichtung gekühlten Luft.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kompressions-Kühleinrichtung vorgesehen ist mit einem Kältemittelverflüssiger (2), einem Kältemittelverdampfer (5) und einem Kältemittelverdichter (4).
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kältemittelverdampfer (5) in dem dem Dachfirst zugewandten Teil des Gehäuses (1) eingebaut ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kältemittelverdichter (4) in dem Gehäuse (1) horizontal ausgerichtet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kondensatwanne (7) vorgesehen ist, welche in dem der Dachtraufe zugewandten Teil des Gehäuses (1) angeordnet und horizontal ausgerichtet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass sie in ein Rahmen für ein Dachfenster (11) integriert ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehende Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Absorber vorgesehen ist, in welchem ein Wärmeträger strömt, der sich bei Sonneneinstrahlung erwärmt.