DE102023112011A1

DE102023112011A1 - System for increasing the energy efficiency of residential and office buildings

Info

Publication number: DE102023112011A1
Application number: DE102023112011.5A
Authority: DE
Inventors: gleich Anmelder Erfinder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2023-05-08
Filing date: 2023-05-08
Publication date: 2024-11-14

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Erhöhung der Energieeffizienz von Wohn- und Bürogebäuden, wobei das System eine Kombination einer Anordnung zur Wärmegewinnung mit einer Anordnung zur Wärmedämmung umfasst. Das System ist sowohl im Außen- als auch im Innenbereich von Wohn- oder Bürogebäuden einsetzbar.

The present invention relates to a system for increasing the energy efficiency of residential and office buildings, wherein the system comprises a combination of an arrangement for heat generation with an arrangement for thermal insulation. The system can be used both outside and inside residential or office buildings.

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL FIELD

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Erhöhung der Energieeffizienz von Wohn-und Bürogebäuden, wobei das System eine Kombination einer Anordnung zur Wärmerückgewinnung mit einer Anordnung zur Wärmedämmung umfasst. Das System ist sowohl für den Außen- als auch den Innenbereich eines Wohn- oder Bürogebäudes geeignet.The present invention relates to a system for increasing the energy efficiency of residential and office buildings, wherein the system comprises a combination of a heat recovery arrangement with a thermal insulation arrangement. The system is suitable for both the outside and the inside of a residential or office building.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Die Wärmerückgewinnung oder die Vermeidung von Wärmeverlusten spielt für die Energieeffizienz eines Wohn- oder Bürogebäudes eine entscheidende Rolle.Heat recovery or the prevention of heat loss plays a crucial role in the energy efficiency of a residential or office building.

Das Dokument DE 20 2006 016 294 U1 beschreibt einen Solarkollektor mit kombiniertem Luftwärmeentzug, wobei ein flüssiges Medium sowohl durch Absorption von Solarstrahlung als auch durch den Wärmetausch mit der Umgebungsluft erwärmt werden kann. Der Solarkollektor weist im unteren Bereich zwei Öffnungen auf, wobei die Luft U-förmig im Kollektor zuerst nach oben und dann wieder nach unten gelenkt wird.The document DE 20 2006 016 294 U1 describes a solar collector with combined air heat extraction, whereby a liquid medium can be heated both by absorbing solar radiation and by exchanging heat with the ambient air. The solar collector has two openings in the lower area, whereby the air is directed in a U-shape in the collector, first upwards and then downwards again.

In der Offenlegungsschrift DE 35 01 756 A1 wird eine Einrichtung zur Wärmerückgewinnung aus dem Abluftstrom von Gebäuden und zur Nutzbarmachung von solarer Strahlungsenergie beschrieben. Die Einrichtung besteht im Wesentlichen aus zwei flachen, aneinandergrenzenden Strömungskanälen, welche durch eine Wärmeübertragungsfläche gekoppelt sind. Während ein Strömungskanal mit Frischluft beaufschlagt wird, wird im Gegenstrom die Gebäudeluft abgeführt. Dabei ist die obere Begrenzung des oberen Strömungskanals gleichzeitig der Absorber für Solarstrahlung.In the disclosure document DE 35 01 756 A1 A device for recovering heat from the exhaust air flow of buildings and for making use of solar radiation energy is described. The device essentially consists of two flat, adjacent flow channels which are coupled by a heat transfer surface. While one flow channel is supplied with fresh air, the building air is discharged in countercurrent. The upper boundary of the upper flow channel is also the absorber for solar radiation.

Gegenstand der DE 20 2014 002 553 U1 ist ein System zum dezentralen Wärmeaustausch an Gebäuden, welches dort angewendet werden soll, wo ein bestimmtes Temperaturniveau als Wärme abgeführt und Frischluft zugeführt werden kann. Dabei erfolgt die gleichzeitige Rückgewinnung der Wärme über einen Lamellenwärmeüberträger. Durch den Einsatz eines Lüfters wird die zur Verfügung stehende Luftmenge unter Zufuhr von Außenluft in einen definierten Massenstrom gewandelt, der an erwärmten Bauteilen vorbeigeführt wird, was zur Kühlung der Bauteile und Erwärmung der Luft führt, die dann über einen Lamellenwärmeüberträger strömt.Subject of the DE 20 2014 002 553 U1 is a system for decentralized heat exchange in buildings, which is intended to be used where a certain temperature level can be dissipated as heat and fresh air can be supplied. The heat is simultaneously recovered via a finned heat exchanger. By using a fan, the available air volume is converted into a defined mass flow with the addition of outside air, which is passed past heated components, which leads to the cooling of the components and the heating of the air, which then flows through a finned heat exchanger.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein System anzubieten, bei dem die Energieausbeuten verbessert und die Wärmeverluste weiter reduziert werden, indem bisher ungenutztes Wärmepotential einer Wiederverwendung zugeführt wird.The object of the present invention is to provide a system in which energy yields are improved and heat losses are further reduced by reusing previously unused heat potential.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNGPRESENTATION OF THE INVENTION

Gelöst wird die Aufgabe durch ein System zur Erhöhung der Energieeffizienz von Wohn- und Bürogebäuden, wobei das System eine Kombination einer Anordnung zur Aufnahme und Verwertung von Wärme mit einer Anordnung zur Wärmedämmung umfasst, wobei die Anordnung zur Wärmedämmung mindestens ein verfahr- oder verschiebbares Wärmedämmelement umfasst. Die Idee dahinter basiert darauf, auch Bereiche eines Gebäudes mit einer Wärmedämmung auszustatten, die üblicherweise nicht gedämmt sind, weil eine Dämmung in diesen Bereichen nur temporär unter bestimmten Bedingungen sinnvoll wäre und sich über den restlichen Zeitraum kontraproduktiv auswirken und möglicherweise sogar zu Energieverlusten führen würde.The task is solved by a system for increasing the energy efficiency of residential and office buildings, whereby the system comprises a combination of an arrangement for absorbing and utilizing heat with an arrangement for thermal insulation, whereby the arrangement for thermal insulation comprises at least one movable or shiftable thermal insulation element. The idea behind this is to also equip areas of a building with thermal insulation that are not usually insulated, because insulation in these areas would only make sense temporarily under certain conditions and would have a counterproductive effect over the rest of the period and could even lead to energy losses.

Dabei kann es sich beispielsweise um Teile eines Gebäudes oder der Peripherie eines Gebäudes handeln, wo Lichtenergie aufgenommen und zur direkten oder indirekten Erwärmung des Gebäudes oder auch zur Gewinnung von Warmwasser genutzt wird. Die optimale Nutzung des Sonnenlichtes setzt voraus, dass das Licht möglichst ungehindert auf den Bereich trifft, wo die Energie des Lichtes absorbiert und in Wärmeenergie umgewandelt wird. Das heißt, dass dieser Bereich üblicherweise nach außen hin frei ist und nicht gedämmt wird, so dass beispielsweise die Wärme des Gebäudes, die in diesem Bereich nach außen abgestrahlt wird, wenn keine Sonneneinstrahlung vorhanden ist, verloren geht. Die Erfindungsidee besteht nun darin, durch den Einsatz eines verfahr- oder verschiebbaren Wärmedämmelements dieses Wärmepotential zu nutzen und die Wärme zurückzugewinnen.This can, for example, be parts of a building or the periphery of a building where light energy is absorbed and used to directly or indirectly heat the building or to generate hot water. The optimal use of sunlight requires that the light hits the area where the light energy is absorbed and converted into heat energy as unhindered as possible. This means that this area is usually open to the outside and is not insulated, so that, for example, the heat of the building that is radiated outwards in this area when there is no sunlight is lost. The idea behind the invention is to use this heat potential and recover the heat by using a movable or sliding thermal insulation element.

Um beim Beispiel des Sonnenkollektors zu bleiben, wird dazu beispielsweise ein Wärmedämmelement eingesetzt, das einzelne, kettenförmig miteinander verbundene, in Reihe angeordnete Wärmedämmplatten umfasst, wobei die Wärmedämmplatten wie ein Rollladenpanzer in seitlichen Führungsschienen verschiebbar gelagert sind und bei Sonneneinstrahlung auf die zum Gebäude gewandte Rückseite des Sonnenkollektors zwischen Gebäudewand oder Gebäudedach und Sonnenkollektor verschoben werden und damit die vom Absorber abgestrahlte Wärme dämmen. Wenn kein Licht einstrahlt, wird das Wärmedämmelement über Umlenkrollen vor den Solarkollektor gefahren und kann dann die vom beheizten Gebäude abgegebene Wärme auffangen, wobei die Wärme vorteilhaft über den Absorber zurückgeführt wird. Damit das Verfahren oder Verschieben des Dämmelements möglichst reibungslos funktioniert, können die einzelnen Wärmedämmplatten an Rollen gelagert sein, die in Führungsschienen laufen und damit das Verschieben des Dämmelements erleichtern, wobei der gesamte Prozess mit Hilfe eines Elektromotors und eines licht- und/oder temperaturempfindlichen Reglers gesteuert wird.To stay with the example of the solar collector, a thermal insulation element is used, for example, which comprises individual thermal insulation panels connected to one another in a chain and arranged in a row. The thermal insulation panels are mounted in a sliding manner in lateral guide rails like a roller shutter and are moved when the sun shines on the rear side of the solar collector facing the building between the building wall or roof and the solar collector, thus insulating the heat radiated by the absorber. When there is no light, the thermal insulation element is moved in front of the solar collector via deflection rollers and can then absorb the heat emitted by the heated building, with the heat being advantageously returned via the absorber. In order for the movement or displacement of the insulation element to work as smoothly as possible, the individual thermal insulation panels can be mounted on rollers that are guided in guide rails. guide rails and thus facilitate the movement of the insulation element, with the entire process being controlled by means of an electric motor and a light and/or temperature-sensitive controller.

Der Sonnenkollektor ist vorzugsweise ein an dem Gebäude angeordneter Flachkollektor mit einer zur Sonne gerichteten Vorderseite und einer zu dem Gebäude gerichteten Rückseite. Das System umfasst vorteilhaft zusätzlich mindestens einen Solarabsorber, eine Abdeckung aus Solarglas, eine benachbart zu dem mindestens einen Solarabsorber angeordnete Wärmedämmung und eine Wärmepumpe. Die bei der Sonneneinstrahlung auf der Rückseite des Solarkollektors, zwischen Gebäude und Absorber angeordnete Wärmedämmung ist je nach Bedarf in Abhängigkeit von den Licht- und Temperaturverhältnissen wahlweise auf die Vorderseite des Solarkollektors und wieder zurück auf die Rückseite verschiebbar.The solar collector is preferably a flat collector arranged on the building with a front facing the sun and a back facing the building. The system advantageously also comprises at least one solar absorber, a cover made of solar glass, thermal insulation arranged adjacent to the at least one solar absorber and a heat pump. The thermal insulation arranged on the back of the solar collector, between the building and the absorber, when the sun shines, can be moved to the front of the solar collector and back to the back as required, depending on the light and temperature conditions.

Gegenstand einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Solarkollektor mit einem multifunktionalen Solarabsorber, der für flüssige und gasförmige Wärmeübertragungsmedien eingesetzt werden kann. Dazu besitzt der Solarabsorber zusätzlich zum Fluidkreislauf Lüftungskanäle und Lüftungsrippen, die zusammen mit einem Warmluftkreislauf in Kombination mit einem Wärmetauscher und einer Wärmepumpe die Raumheizung mit Wärme versorgt. Parallel dazu beliefert der Kollektor über einen getrennten Fluid-Kreislauf einen Niedertemperatur-Wärmespeicher, der wiederum mit einer Wärmepumpe und einen Hochtemperatur-Wärmespeicher kombiniert ist, von dem aus dann ebenfalls die Raumheizung versorgt werden kann. Der Warmluftkreislauf wird mit Hilfe von Ventilatoren aufrechterhalten, während der Fluid-Kreislauf über eine Pumpe gesteuert wird. Um bei starker Sonneneinstrahlung eine Überhitzung zu vermeiden, sind in dem Warmluftkreislauf nach außen führende Luftklappen vorgesehen, mit denen die Temperatur über einen Stellmotor reguliert werden kann.The subject of a particularly preferred embodiment of the present invention is a solar collector with a multifunctional solar absorber that can be used for liquid and gaseous heat transfer media. In addition to the fluid circuit, the solar absorber has ventilation ducts and ventilation fins, which together with a warm air circuit in combination with a heat exchanger and a heat pump supply heat to the room heating. In parallel, the collector supplies a low-temperature heat storage unit via a separate fluid circuit, which in turn is combined with a heat pump and a high-temperature heat storage unit, from which the room heating can then also be supplied. The warm air circuit is maintained with the help of fans, while the fluid circuit is controlled by a pump. In order to avoid overheating in strong sunlight, air flaps leading to the outside are provided in the warm air circuit, with which the temperature can be regulated via a servomotor.

Die Wärmedämmung selber kann unterschiedlich ausgeführt werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Wärmedämmung aus einzelnen, kettenförmig miteinander verbundenen, in Reihe angeordneten Wärmedämmplatten, deren Menge ausreicht, um bei Sonneneinstrahlung die Rückseite und die Seitenbereiche des Solarkollektors abzudecken, wobei die Wärmedämmplatten mit Hilfe von mindestens einer seitlich von dem Absorber angeordneten, drehbaren Umlenkvorrichtung wie ein Rollladenpanzer von der Rückseite auf die Vorderseite des Solarkollektors und wieder zurück verschiebbar sind. So verhindert die Wärmedämmung bei Sonneneinstrahlung den rückseitigen Wärmeverlust und kann in der Nacht oder bei mangelndem Sonnenschein vor den Solarabsorber geschoben oder gefahren werden und verhindert damit ein Auskühlen des Solarabsorbers. In der kalten Jahreszeit wird der Solarabsorber zur Wärmerückgewinnung herangezogen, indem die von einem beheizten Gebäude abgestrahlte Wärme von dem Solarabsorber aufgefangen wird, während gleichzeitig die Wärmedämmplatten die Vorderseite und die Seitenbereiche des Solarkollektors abdecken und abschirmen. Die so gewonnene Wärme kann beispielsweise über eine Wärmepumpe als Heizungswärme genutzt werden.The thermal insulation itself can be designed in different ways. In a preferred embodiment, the thermal insulation consists of individual thermal insulation panels connected in a chain and arranged in a row, the number of which is sufficient to cover the back and side areas of the solar collector when the sun shines, whereby the thermal insulation panels can be moved from the back to the front of the solar collector and back again with the help of at least one rotating deflection device arranged to the side of the absorber like a roller shutter. In this way, the thermal insulation prevents heat loss from the back when the sun shines and can be pushed or driven in front of the solar absorber at night or when there is not enough sunshine, thus preventing the solar absorber from cooling down. In the cold season, the solar absorber is used for heat recovery by capturing the heat radiated from a heated building by the solar absorber, while at the same time the thermal insulation panels cover and shield the front and side areas of the solar collector. The heat gained in this way can be used as heating heat, for example, via a heat pump.

Wenn die Wärmedämmung in Form von Wärmedämmplatten ausgeführt ist, liegen die Umlenkvorrichtungen bei einer vorteilhaften Ausführungsform als zylinderförmige, gleichmäßige, um die Zylinderachse drehbare Vielecke vor, wobei die Wärmedämmplatten bei der Verschiebung von der Rückseite zur Vorderseite oder umgekehrt jeweils an den flachen Seiten der Vielecke anliegen.If the thermal insulation is designed in the form of thermal insulation panels, the deflection devices are, in an advantageous embodiment, cylindrical, uniform polygons that can be rotated about the cylinder axis, wherein the thermal insulation panels rest on the flat sides of the polygons when they are moved from the back to the front or vice versa.

Eine alternative Ausführungsform sieht vor, dass die Wärmedämmung als flexible, ausreichend große Folie ausgebildet ist, um bei Sonneneinstrahlung die Rückseite und die beiden Seitenbereiche des Solarkollektors abzudecken, wobei die Wärmedämmfolie mit Hilfe von mindestens einer seitlich von dem Absorber angeordneten zylindrischen Umlenkrolle von der Rückseite auf die Vorderseite des Solarkollektors und wieder zurück verschiebbar ist.An alternative embodiment provides that the thermal insulation is designed as a flexible, sufficiently large film to cover the rear side and the two side areas of the solar collector when exposed to sunlight, wherein the thermal insulation film can be moved from the rear side to the front side of the solar collector and back again with the aid of at least one cylindrical deflection roller arranged laterally from the absorber.

Auf der Vorderseite weist der Solarkollektor üblicherweise eine Abdeckung aus Solarglas auf, um die Wärmeabstrahlung des Solarabsorbers während der Sonneneinstrahlung zurückzuhalten und zu minimieren. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst das Solarglas darüber hinaus photovoltaische Zellen, so dass die Abdeckung gleichzeitig zur direkten Gewinnung von elektrischer Energie aus dem Sonnenlicht herangezogen werden kann.The solar collector usually has a cover made of solar glass on the front to retain and minimize the heat radiation from the solar absorber during solar radiation. In an advantageous embodiment of the present invention, the solar glass also includes photovoltaic cells, so that the cover can simultaneously be used to directly generate electrical energy from sunlight.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des vorliegenden Systems sind der Solarabsorber und die Wärmedämmung lichtdurchlässig, wodurch auch der Einsatz im Bereich von Fenstern oder Glaswänden ermöglicht wird. Dies ist besonders interessant für Bürohochhäuser oder andere Gebäude mit Glasfassaden, wo ausgewählte Bereiche der Glasfassade beispielsweise zusätzlich mit Solarkollektoren bestückt werden können, um damit die Heizung des Gebäudes und die Gewinnung von Warmwasser zu unterstützen.In a further advantageous embodiment of the present system, the solar absorber and the thermal insulation are translucent, which also enables use in the area of windows or glass walls. This is particularly interesting for office towers or other buildings with glass facades, where selected areas of the glass facade can, for example, be additionally equipped with solar collectors to support the heating of the building and the production of hot water.

Dieses für den Außenbereich von Gebäuden vorgesehene System zur Erhöhung der Energieeffizienz wurde im Rahmen der Entwicklungsarbeiten auch für Bereiche im Gebäude weiterentwickelt. Die Weiterentwicklung basiert darauf, dass die Fenster- oder Türbereiche im Innern eines Wohn- oder Bürogebäudes üblicherweise ebenfalls nicht gedämmt sind. Bei Einfall von Licht oder Solarstrahlung wird tagsüber das Innere des Gebäudes aufgeheizt, während bei Nacht über die Fenster oder auch die Türen Wärme verloren geht. Diese Wärmeverluste können durch die Installation des erfindungsgemäßen Wärmedämmsystems mit einem verfahr- oder verschiebbaren Wärmedämmelement vor den Fenstern oder Türen im Innern des Gebäudes reduziert werden. Hierzu muss allerdings angemerkt werden, dass die Installation des erfindungsgemäßen Systems im Innern eines Gebäudes bauliche Gegebenheiten voraussetzt, die üblicherweise in Altbauten nicht gegeben sind. Dazu gehört, dass der Fenster- oder Türbereich ein Außenfenster und ein Innenfenster bzw. eine Außentür und eine Innentür umfasst und der Bereich zwischen Außen- und Innenfenster bzw. Außen- und Innentür mit einem Lüftungssystem kombiniert ist, das die erwärmte Luft mit Hilfe von Ventilatoren zu einem Wärmetauscher transportiert, wobei der Wärmetauscher vorzugsweise mit einer Wärmepumpe kombiniert ist, die dann das Heizungssystem versorgt. Dabei ist vorgesehen, das Wärmedämmelement beispielsweise wie einen Rollladen bei Nacht vor dem Außenfenster herunterzulassen und damit die gesamte innere Fensterfront abzudecken. Tagsüber, wenn eine ungehinderte Sicht nach draußen gewünscht ist, wird das Wärmedämmelement, das vorteilhaft ebenfalls in horizontalen oder vertikalen Führungsschienen geführt wird, hochgezogen oder seitlich verschoben und kann beispielsweise in einem dafür vorgesehenen Bereich in der Decke oder der Wand bis zum nächsten Einsatz geparkt werden. Dieser Bereich ist vorteilhaft so gestaltet sein, dass das Wärmedämmelement tagsüber nicht zu sehen ist und damit die Raumwahrnehmung und die Raumästhetik nicht stört. Wenn die Raumheizung bei dieser Anordnung zusätzlich mit einem Wärmetauscher und einer Wärmepumpe kombiniert ist, kann mit Hilfe der verschiebbaren Wärmedämmung die Energieeffizienz des Gebäudes spürbar erhöht werden. Wie bereits oben angedeutet, kann alternativ zu der Rollladenvariante das Dämmelement auch als Schiebeladen vorgesehen sein, der ebenfalls über eine Führungsleiste und Rollen in eine entsprechende Aussparung in der Wand verschiebbar ist.This system, designed for the exterior of buildings to increase energy efficiency, was also further developed for areas inside the building as part of the development work. Further development is based on the fact that the window or door areas inside a residential or office building are usually not insulated either. When light or solar radiation enters, the interior of the building is heated during the day, while at night heat is lost through the windows or doors. These heat losses can be reduced by installing the thermal insulation system according to the invention with a movable or sliding thermal insulation element in front of the windows or doors inside the building. However, it must be noted that the installation of the system according to the invention inside a building requires structural conditions that are not usually present in old buildings. This includes the window or door area comprising an outside window and an inside window or an outside door and an inside door and the area between the outside and inside window or outside and inside door being combined with a ventilation system that transports the heated air to a heat exchanger using fans, the heat exchanger preferably being combined with a heat pump that then supplies the heating system. The thermal insulation element is designed to be lowered in front of the outside window at night, for example like a roller shutter, thus covering the entire inner window front. During the day, when an unobstructed view to the outside is desired, the thermal insulation element, which is also advantageously guided in horizontal or vertical guide rails, is pulled up or moved sideways and can be parked in a designated area in the ceiling or wall until the next use, for example. This area is advantageously designed so that the thermal insulation element is not visible during the day and thus does not disturb the perception of the room and the aesthetics of the room. If the room heating in this arrangement is also combined with a heat exchanger and a heat pump, the energy efficiency of the building can be noticeably increased with the help of the movable thermal insulation. As already indicated above, as an alternative to the roller shutter variant, the insulation element can also be provided as a sliding shutter, which can also be moved into a corresponding recess in the wall using a guide rail and rollers.

BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENDESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Im Folgenden wird das vorgeschlagene System anhand von ausgesuchten Beispielen mit Hilfe von Zeichnungen ausführlich erläutert. Es ist selbstverständlich, dass diese Beispiele keinesfalls als Einschränkung zu sehen sind, sondern lediglich dazu dienen, das Grundprinzip der vorliegenden Erfindung zu erklären. Dabei zeigen

1 eine schematische Schnittdarstellung einer Seitenansicht eines Systems zur Erhöhung der Energieeffizienz von Gebäuden mit einem multifunktionalen Solarkollektor bei Solarstrahlung,
2 einen partiellen Horizontalschnitt (parallel zum Grundriss) entlang der Ebene A-A aus 1,
3 eine Vorderansicht auf das System zur Erhöhung der Energieeffizienz von Gebäuden aus 1,
4 eine schematische Schnittdarstellung einer Seitenansicht eines Systems zur Erhöhung der Energieeffizienz von Gebäuden mir einem multifunktionalen Solarkollektor im Nachtbetrieb,
5 einen partiellen Horizontalschnitt (parallel zum Grundriss) entlang der Ebene B-B aus 4,
6 eine Vorderansicht auf das System zur Erhöhung der Energieeffizienz von Gebäuden aus 4 und
7 eine schematische Schnittdarstellung eines Fensterbereichs einer Seitenansicht eines alternativen Systems zur Erhöhung der Energieeffizienz von Gebäuden unter Nutzung von Solarwärme durch ein Warmluftsystem.

In the following, the proposed system is explained in detail using selected examples with the help of drawings. It goes without saying that these examples are in no way to be seen as a limitation, but merely serve to explain the basic principle of the present invention.

1 a schematic sectional view of a side view of a system for increasing the energy efficiency of buildings with a multifunctional solar collector in solar radiation,
2 a partial horizontal section (parallel to the ground plan) along the plane AA 1 ,
3 a front view of the system for increasing the energy efficiency of buildings from 1 ,
4 a schematic sectional view of a side view of a system for increasing the energy efficiency of buildings with a multifunctional solar collector in night operation,
5 a partial horizontal section (parallel to the ground plan) along the plane BB 4 ,
6 a front view of the system for increasing the energy efficiency of buildings from 4 and
7 a schematic sectional view of a window area of a side view of an alternative system for increasing the energy efficiency of buildings by utilizing solar heat through a warm air system.

Die 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Systems zur Erhöhung der Energieeffizienz von Gebäuden, wobei das System einen im Außenbereich eines Gebäudes angeordneten, mit einem Absorber 2 als Einrichtung zur Wärmegewinnung kombinierten multifunktionalen Solarkollektor 1 umfasst, der vor einer Gebäudewand 5 angeordnet ist. Die Multifunktionalität des Solarkollektors besteht darin, dass Solarenergie parallel über die Erwärmung von Luft als auch über die Erwärmung eines flüssigen Mediums genutzt werden kann. Dazu weist der Solarkollektor 1 zwei Wärmekreisläufe auf, wobei der Warmluftkreislauf 19 ein Lüftungssystem umfasst, das über den mit Lüftungsrippen 28 ausgestatteten Absorber 2 sowie direkt über die Sonneneinstrahlung erwärmt wird und über einen Wärmetauscher 20 und eine Wärmepumpe 13 mit der Raumheizung 22 in Wirkverbindung steht. Der zweite Wärmekreislauf ist ein konventioneller Fluid-Kreislauf, wobei der flüssige Wärmeträger 15 vom Absorber 2 mittels einer Pumpe 26 zu einem Niedertemperaturspeicher 12 transportiert wird, wobei der Niedertemperaturspeicher 12 mit einer Wärmepumpe 13 und einem Hochtemperaturspeicher 14 kombiniert ist. Des Weiteren umfasst der Solarkollektor 1 ein verschiebbares Wärmedämmelement 3, das aus einzelnen, kettenförmig miteinander verbundenen Dämmplatten 4 aufgebaut ist, wobei das Wärmedämmelement 3 in einer seitlichen Führungsschiene 6 verschiebbar gelagert ist. Die Führungsschienen 6 selber sind umlaufend vor dem Absorber 2 so angeordnet, dass das Wärmedämmelement 3 wie ein Rollladen von der Rückseite 7 auf die Vorderseite 8 des Absorbers 2 verfahren werden kann. Dazu weist die Anordnung zur Wärmedämmung oberhalb und unterhalb des Absorbers 2 jeweils eine Umlenkvorrichtung 9 auf, wobei die Umlenkvorrichtung 9 im vorliegenden Fall ein zylinderförmiges, gleichmäßiges um eine Zylinderachse 10 drehbares Sechseck ist. Bei der Verschiebung des Wärmedämmelements 3 von der Rückseite 7 auf die Vorderseite 8 liegen die Wärmedämmplatten 4 an den flachen Seiten des Vielecks an, werden vereinzelt und dabei gleichzeitig umgelenkt. Zur Erhöhung der Effizienz der Wärmedämmung umfasst das System Bleche 27, mit denen der nicht von dem Wärmedämmelement 3 abgedeckte Bereich des Solarkollektors 1 abgeschirmt wird und somit unnötige Wärmeverluste in diesen Bereichen verhindert werden. Teil des Solarkollektors 1 ist auch eine Abdeckung 11 aus Solarglas zum Schutz des Solarkollektors 1 und zur Reduzierung der Wärmeverluste während der Energieaufnahme. Bei Sonneneinstrahlung absorbiert der Absorber 2 die Strahlung und wandelt sie in Wärmeenergie um, wobei die Wärme teilweise an einen den Absorber 2 durchfließenden Wärmeträger 15 abgegeben und im vorliegenden Fall zu dem Niedertemperaturwärmespeicher 12 transportiert wird, von wo aus die Wärme über eine Wärmepumpe 13 zu einem Hochtemperaturwärmespeicher 14 gepumpt wird. Gleichzeitig heizt die Sonne direkt und der Absorber 2 indirekt über die Lüftungsrippen 28 den Warmluftkreislauf 19 auf, wobei die erwärmte Luft mittels Ventilatoren 25 zu einem Wärmetauscher 20 und von dort über eine Wärmepumpe 13 an das Heizungssystem 22 weitergegeben wird. Während der Sonneneinstrahlung ist das Wärmedämmelement 3 auf der Rückseite 7 des Solarkollektors 1 zwischen Gebäudewand 5 und Solarabsorber 2 positioniert und reduziert den Wärmeverlust des Absorbers 2 während des Solarbetriebs der Anlage. Um einer Überhitzung des Systems bei starker Sonneneinstrahlung vorzubeugen, sind mit einem Stellmotor gesteuerte Luftklappen 29 vorgesehen, über die gegebenenfalls die erwärmte Luft nach außen abgegebenen werden kann, während gleichzeitig der Warmluftkreislauf 19 mit Frischluft gespeist wird.The 1 shows a schematic representation of a system for increasing the energy efficiency of buildings, wherein the system comprises a multifunctional solar collector 1 arranged outside a building, combined with an absorber 2 as a device for generating heat, which is arranged in front of a building wall 5. The multifunctionality of the solar collector consists in the fact that solar energy can be used in parallel by heating air and by heating a liquid medium. For this purpose, the solar collector 1 has two heat circuits, wherein the warm air circuit 19 comprises a ventilation system which is heated via the absorber 2 equipped with ventilation fins 28 and directly via solar radiation and is operatively connected to the room heating 22 via a heat exchanger 20 and a heat pump 13. The second heat circuit is a conventional fluid circuit, wherein the liquid heat carrier 15 is transported from the absorber 2 by means of a pump 26 to a low-temperature storage tank 12, wherein the low-temperature storage tank 12 is combined with a heat pump 13 and a high-temperature storage tank 14. Furthermore, the solar collector 1 comprises a movable thermal insulation element 3, which is constructed from individual insulation panels 4 connected to one another in a chain-like manner, wherein the thermal insulation element 3 is guided in a lateral guide rail 6 is movably mounted. The guide rails 6 themselves are arranged all the way around in front of the absorber 2 so that the thermal insulation element 3 can be moved like a roller shutter from the back 7 to the front 8 of the absorber 2. For this purpose, the thermal insulation arrangement has a deflection device 9 above and below the absorber 2, the deflection device 9 in the present case being a cylindrical, uniform hexagon that can be rotated about a cylinder axis 10. When the thermal insulation element 3 is moved from the back 7 to the front 8, the thermal insulation panels 4 lie on the flat sides of the polygon, are separated and at the same time deflected. To increase the efficiency of the thermal insulation, the system includes sheets 27 with which the area of the solar collector 1 not covered by the thermal insulation element 3 is shielded, thus preventing unnecessary heat loss in these areas. Part of the solar collector 1 is also a cover 11 made of solar glass to protect the solar collector 1 and to reduce heat losses during energy absorption. When exposed to sunlight, the absorber 2 absorbs the radiation and converts it into thermal energy, with the heat being partially released to a heat carrier 15 flowing through the absorber 2 and, in this case, transported to the low-temperature heat storage unit 12, from where the heat is pumped to a high-temperature heat storage unit 14 via a heat pump 13. At the same time, the sun heats the warm air circuit 19 directly and the absorber 2 heats it indirectly via the ventilation fins 28, with the heated air being passed on to a heat exchanger 20 by means of fans 25 and from there to the heating system 22 via a heat pump 13. During solar radiation, the thermal insulation element 3 is positioned on the back 7 of the solar collector 1 between the building wall 5 and the solar absorber 2 and reduces the heat loss of the absorber 2 during solar operation of the system. To prevent the system from overheating in strong solar radiation, air flaps 29 controlled by a servomotor are provided, through which the heated air can be released to the outside if necessary, while at the same time the warm air circuit 19 is fed with fresh air.

Die oben geschilderte Ausführungsform mit einem multifunktionalen Solarkollektor 1 ist ein Sonderfall, der dafür ausgelegt ist, ein Maximum an Wärme zu verwerten und die Wärmeverluste weitgehend zu reduzieren. Für den Fachmann ist es selbstverständlich, dass das erfindungsgemäße System zur Erhöhung der Energieeffizienz von Gebäuden auch mit einem konventionellen, mit einem flüssigen Medium durchströmten Flachkollektor praktiziert werden kann. In diesem Fall fällt lediglich der Warmluftkreislauf 19 weg und es wird ausschließlich die über den Absorber 2 gewonnene, mit dem Wärmeträger 15 transportierte Wärme über einen Niedertemperaturwärmespeicher 12, eine Wärmepumpe 13 und einen Hochtemperaturwärmespeicher 14 genutzt.The embodiment described above with a multifunctional solar collector 1 is a special case that is designed to utilize a maximum amount of heat and to reduce heat losses as much as possible. It is obvious to those skilled in the art that the system according to the invention for increasing the energy efficiency of buildings can also be implemented with a conventional flat collector through which a liquid medium flows. In this case, only the warm air circuit 19 is omitted and only the heat obtained via the absorber 2 and transported with the heat carrier 15 is used via a low-temperature heat storage unit 12, a heat pump 13 and a high-temperature heat storage unit 14.

Gegenstand der 2 ist ein partieller Horizontalschnitt (Grundriss) entlang der Ebene A-A aus 1. Mit dieser Darstellung soll die Anordnung des Solarkollektors 1 an der Hauswand 5 zusätzlich verdeutlicht werden, wobei insbesondere die am Absorber 2 angeordneten Lüftungsrippen 28 hervorgehoben sind. Das Wärmedämmelement 3 ist zwischen Hauswand und der Rückseite 7 des Absorbers 2 angeordnet, was dem Tagbetrieb gemäß 1 entspricht. Dabei ist das Wärmedämmelement 3 mit einem Schnitt durch eine Wärmedämmplatte 4 wiedergegeben. Darüber hinaus ist in der 2 die Solarglasabdeckung 11 zusehen, die zusammen mit dem Solarkollektor 1 und dem Wärmedämmelement 3 mit Hilfe einer Halterung 32 und den Seitenwänden 33 für den Solarkollektor 1 an der Hauswand 5 befestigt ist. Bei dieser Darstellung ist lediglich der Fluid-Kreislauf 15 zu sehen, der als Wärmeträger-Leitung 15 wiedergegeben ist.Subject of the 2 is a partial horizontal section (ground plan) along the plane AA from 1 . This illustration is intended to further clarify the arrangement of the solar collector 1 on the house wall 5, with particular emphasis on the ventilation ribs 28 arranged on the absorber 2. The thermal insulation element 3 is arranged between the house wall and the back 7 of the absorber 2, which is in accordance with daytime operation 1 The thermal insulation element 3 is shown with a section through a thermal insulation panel 4. In addition, the 2 the solar glass cover 11 can be seen, which is attached to the house wall 5 together with the solar collector 1 and the thermal insulation element 3 using a bracket 32 and the side walls 33 for the solar collector 1. In this illustration, only the fluid circuit 15 can be seen, which is shown as a heat transfer line 15.

Die 3 ist eine Draufsicht auf das System zur Erhöhung der Energieeffizienz von Gebäuden aus 1, wobei der Betrachter direkt auf den vor der Hauswand 5 angeordneten Solarkollektor 1 blickt, der einen multifunktionalen Absorber 2 mit einer Wärmeträger-Leitung 15 und Lüftungsrippen 28 umfasst. Die Lüftungsrippen 28 sind in einen Warmluftkreislauf 19 integriert, der mit einem Wärmetauscher 20, einer Wärmepumpe 13 und einem Heizungssystem 22 kombiniert ist, wobei die drei letztgenannten Bauteile im Gebäude selber angeordnet sind und daher bei der gewählten Darstellung nicht zu sehen sind. Zwischen der Hauswand 5 und dem Solarabsorber 2 ist eine verschiebbare Wärmedämmung mit einem aus einzelnen Wärmedämmplatten 4 aufgebauten Wärmedämmelement 3 angeordnet. Das Wärmedämmelement 3 wird über Führungsschienen 6 beispielsweise mittels Führungsrollen verschoben, wobei die Wärmedämmplatten 4 wie ein Rollladen über elektrisch angetriebene Umlenkvorrichtungen 9 geführt werden. Bei der gewählten Perspektive sind oben und unten mit einem Stellmotor ausgerüstete Luftklappen 29 zu erkennen, die bei extremer Sonneneinstrahlung für eine Belüftung des Systems vorgesehen sind, um eine Überhitzung zu vermeiden.The 3 is a top view of the system for increasing the energy efficiency of buildings from 1 , whereby the viewer looks directly at the solar collector 1 arranged in front of the house wall 5, which comprises a multifunctional absorber 2 with a heat transfer line 15 and ventilation ribs 28. The ventilation ribs 28 are integrated into a warm air circuit 19, which is combined with a heat exchanger 20, a heat pump 13 and a heating system 22, whereby the last three components are arranged in the building itself and are therefore not visible in the selected representation. Between the house wall 5 and the solar absorber 2 there is a movable thermal insulation with a thermal insulation element 3 made up of individual thermal insulation panels 4. The thermal insulation element 3 is moved over guide rails 6, for example by means of guide rollers, whereby the thermal insulation panels 4 are guided like a roller shutter over electrically driven deflection devices 9. In the selected perspective, air flaps 29 equipped with a servomotor can be seen at the top and bottom, which are intended to ventilate the system in the event of extreme sunlight in order to avoid overheating.

Bevor auf den Nachtbetrieb eingegangen wird, der in der 4 wiedergegeben ist, soll an dieser Stelle noch einmal nachdrücklich darauf hingewiesen werden, dass die Zeichnungen lediglich dazu gedacht sind, das Prinzip des Systems zur Erhöhung der Energieeffizienz von Wohn- und Bürogebäuden zu erläutern, das darauf beruht auch Bereiche mit einer Wärmedämmung auszustatten, die aufgrund ihrer Beschaffenheit üblicherweise nicht dafür in Betracht gezogen werden. Das System basiert darauf, dass ein verfahr- oder verschiebbares Wärmedämmelement 3 eingesetzt wird, das in Abhängigkeit von den vorliegenden Bedingungen temporär zum Einsatz kommt. In Bezug auf die 1 heißt das auch, dass es für den Fachmann selbstverständlich ist, dass die entsprechend gedämmten Solarkollektoren 1 im Außenbereich sowohl für Wände 5 als auch für Dächer, aber auch für Fensterbereiche eingesetzt werden können, wenn beispielsweise das Dämmmaterial durchsichtig bzw. lichtdurchlässig ist. Es ist auch selbstverständlich, dass mehrere Solarkollektoren 1 miteinander kombiniert und in Reihe geschaltet sein können. Das gleiche gilt für das Dämmmaterial selber. Alternativ zu den Wärmedämmplatten 4 kann auch eine flexible Dämmfolie genutzt werden.Before discussing the night operation, which is 4 It should be emphasized once again that the drawings are intended only to explain the principle of the system for increasing the energy efficiency of residential and office buildings, which is also based on To provide thermal insulation to areas that are not normally considered for this purpose due to their nature. The system is based on the use of a movable or sliding thermal insulation element 3, which is used temporarily depending on the existing conditions. With regard to the 1 This also means that it is self-evident to the expert that the appropriately insulated solar collectors 1 can be used outdoors for walls 5 as well as roofs, but also for window areas, if, for example, the insulation material is transparent or translucent. It is also self-evident that several solar collectors 1 can be combined with one another and connected in series. The same applies to the insulation material itself. As an alternative to the thermal insulation panels 4, a flexible insulation film can also be used.

In der 4 ist der Nachtbetrieb des Systems zur Erhöhung der Energieeffizienz aus 1 dargestellt. Das Wärmedämmelement 3 ist nun vor dem Absorber 2 positioniert. Dadurch wird die vom beheizten Gebäude durch die Wand 5 abgestrahlte Wärme in dem Zwischenraum zwischen Wand 5 und Wärmedämmelement 3 gespeichert und kann über den Warmluftkreislauf 19 mit Hilfe der Ventilatoren 25 zum Wärmetauscher 20 und von dort über eine Wärmepumpe 13 dem Heizungssystem 22 zugeführt werden. Die Verschiebung des Wärmedämmelements 3 erfolgt zweckmäßig mit Hilfe eines Elektromotors, wobei die Verschiebungsintervalle über einen thermischen Regler oder Lichtsensoren gesteuert werden.In the 4 The night operation of the system to increase energy efficiency is 1 shown. The thermal insulation element 3 is now positioned in front of the absorber 2. As a result, the heat radiated from the heated building through the wall 5 is stored in the space between the wall 5 and the thermal insulation element 3 and can be fed via the warm air circuit 19 with the help of the fans 25 to the heat exchanger 20 and from there via a heat pump 13 to the heating system 22. The thermal insulation element 3 is expediently moved using an electric motor, with the displacement intervals being controlled by a thermal controller or light sensors.

Für den Fall eines konventionellen Solarkollektors 1 ohne zusätzlichen Warmluftkreislauf 19 würde im Nachtbetrieb die zwischen Wand 5 und Wärmedämmelement 3 gespeicherte Wärme vom Absorber 2 aufgenommen und mit dem Wärmeträger 15 mittels einer Pumpe 26 zum Niedertemperaturspeicher 12 transportiert, um von dort über eine Wärmepumpe 13 an einen Hochtemperaturspeicher 14 für die weitere Verwertung weitergegeben zu werden.In the case of a conventional solar collector 1 without an additional warm air circuit 19, the heat stored between the wall 5 and the thermal insulation element 3 would be absorbed by the absorber 2 during night operation and transported with the heat transfer medium 15 by means of a pump 26 to the low-temperature storage tank 12, from where it would be passed on via a heat pump 13 to a high-temperature storage tank 14 for further utilization.

Die 5 ist das Pendant zur 2 für den Nachtbetrieb. Es handelt sich um einen partiellen Horizontalschnitt (Grundriss) entlang der Ebene B-B aus 4. Das Wärmedämmelement 3 ist zwischen der Solarglasabdeckung 11 und der Vorderseite 8 des Absorbers 2 angeordnet, was dem Nachtbetrieb gemäß 4 entspricht. Auch hier ist das Wärmedämmelement 3 mit einem Schnitt durch eine Wärmedämmplatte 4 wiedergegeben. Die zwischen der Hauswand 5 und dem Wärmedämmelement 3 aufgefangene Wärme wird über den Warmluftkreislauf 19 und die Wärmeträger-Leitung 15 an den Wärmetauscher 20 bzw. den Niedertemperaturwärmespeicher 12 aus 4 weitergegeben.The 5 is the counterpart to 2 for night operation. This is a partial horizontal section (floor plan) along the plane BB from 4 The thermal insulation element 3 is arranged between the solar glass cover 11 and the front side 8 of the absorber 2, which allows night operation according to 4 Here, too, the thermal insulation element 3 is shown with a section through a thermal insulation panel 4. The heat collected between the house wall 5 and the thermal insulation element 3 is transferred via the warm air circuit 19 and the heat transfer pipe 15 to the heat exchanger 20 or the low-temperature heat storage tank 12 from 4 passed on.

In der 6 ist eine Draufsicht auf das System zur Erhöhung der Energieeffizienz von Gebäuden aus 4 wiedergegeben, wobei der Betrachter direkt auf die Wand 5 und das vor dem Solarkollektor 1 angeordnete, aus Wärmedämmplatten 4 aufgebaute Wärmedämmelement 3 blickt. Der Solarkollektor 1 wird bei dieser Perspektive im Nachtbetrieb vollständig durch das Wärmedämmelement 3 verdeckt. Es sind darüber hinaus Ausschnitte des Fluid-Kreislaufes 15 und des Warmluftkreislaufes 19 zu sehen, die mit einem Niedertemperaturspeicher 12, einer Wärmepumpe 13, und einem Hochtemperaturspeicher 14 bzw. einem Wärmetauscher 20, einer Wärmepumpe 13 und einem Heizungssystem 22 kombiniert sind, wobei die letztgenannten Systemelemente im Gebäude selber angeordnet sind und daher bei der gewählten Darstellung nicht zu sehen sind. Das Wärmedämmelement 3 wird über Führungsschienen 6 vorteilhaft mittels Führungsrollen verschoben, wobei die Wärmedämmplatten 4 wie ein Rollladen über elektrisch angetriebene Umlenkvorrichtungen 9 geführt werden. Die Umlenkvorrichtung 9 selber wird im vorliegenden Fall von den Wärmedämmplatten 4 verdeckt. Bei der gewählten Perspektive sind oben und unten Luftklappen 29 zu erkennen, die bei extremer Sonneneinstrahlung für eine Belüftung des Systems vorgesehen sind.In the 6 is a top view of the system for increasing the energy efficiency of buildings from 4 reproduced, with the viewer looking directly at the wall 5 and the thermal insulation element 3 arranged in front of the solar collector 1 and constructed from thermal insulation panels 4. In this perspective, the solar collector 1 is completely covered by the thermal insulation element 3 during night operation. In addition, sections of the fluid circuit 15 and the warm air circuit 19 can be seen, which are combined with a low-temperature storage tank 12, a heat pump 13, and a high-temperature storage tank 14 or a heat exchanger 20, a heat pump 13 and a heating system 22, with the latter system elements being arranged in the building itself and therefore not visible in the selected representation. The thermal insulation element 3 is advantageously moved over guide rails 6 by means of guide rollers, with the thermal insulation panels 4 being guided like a roller shutter over electrically driven deflection devices 9. The deflection device 9 itself is covered by the thermal insulation panels 4 in the present case. In the selected perspective, air flaps 29 can be seen at the top and bottom, which are intended to ventilate the system in the event of extreme sunlight.

Gegenstand der 7 ist eine alternative Ausführungsform des Systems zur Erhöhung der Energieeffizienz von Gebäuden, wobei kein Solarkollektor zum Einsatz kommt, sondern das Licht bzw. die Sonneneinstrahlung genutzt wird, die über Fenster oder Glastüren den Zwischenbereich 23 zwischen einem Außenfenster 17 oder einer Außentür und einem Innenfenster 18 oder einer Innentür erwärmt. Dieser Zwischenbereich 23, der den Raum für einen Warmluftkreislauf 19 zur Verfügung stellt, bildet in diesem Fall die Anordnung zur Aufnahme und Verwertung von Wärme, die mit einem verschiebbaren Wärmedämmelement 3 kombiniert ist. Hierzu muss angemerkt werden, dass dieser Zwischenbereich 23 in älteren Gebäuden üblicherweise nicht vorhanden ist bzw. energetisch nicht oder nur schwer genutzt werden kann, selbst wenn er vorhanden sein sollte. Der Erfindungsgedanke ist, eine zusätzliche neuartige Nutzung von Solarenergie beispielsweise für ein Solar-Ökohaus zu ermöglichen, das speziell so konstruiert ist, dass derartige Anordnungen zur Aufnahme und Verwertung von Wärme künstlich entstehen, um dann entsprechend genutzt zu werden, wobei daran gedacht ist, diese Art der Wärmeverwertung oder Nutzung von Solarenergie im Innern des Gebäudes insbesondere zusätzlich zu den oben beschriebenen Solarkollektoren einzusetzen.Subject of the 7 is an alternative embodiment of the system for increasing the energy efficiency of buildings, in which no solar collector is used, but rather the light or solar radiation is used, which heats the intermediate area 23 between an external window 17 or an external door and an internal window 18 or an internal door via windows or glass doors. This intermediate area 23, which provides the space for a warm air circuit 19, in this case forms the arrangement for absorbing and utilizing heat, which is combined with a movable thermal insulation element 3. It must be noted that this intermediate area 23 is usually not present in older buildings or cannot be used energetically or only with difficulty, even if it were present. The idea behind the invention is to enable an additional, novel use of solar energy, for example for a solar eco-house, which is specially designed in such a way that such arrangements for the absorption and utilization of heat are artificially created in order to then be used accordingly, whereby it is intended to use this type of heat utilization or use of solar energy inside the building, in particular in addition to the solar collectors described above.

Die in der 7 wiedergegebene Anordnung zur Aufnahme und Wiederverwertung von Wärme umfasst einen Zwischenbereich 23 zwischen einem Außenfenster 17 und einem Innenfenster 18 und einen Warmluftkreislauf 19 zum Transport der Wärme, wobei der Warmluftkreislauf 19 in Wirkverbindung steht mit einem Wärmetauscher 20 und einer Wärmepumpe 13. Der Warmluftkreislauf 19 wird mittels Ventilatoren 25 und Luftklappen 29 gesteuert, wobei mit Hilfe der Luftklappen 29 notfalls eine Überhitzung des Systems vermieden werden soll. Die Anordnung ist kombiniert mit einem verschiebbaren Wärmedämmelement 3, das bei der gewählten Darstellung im Zwischenbereich 23 vor dem Außenfenster 17 angeordnet ist. Die ausgewählte Darstellung gibt den Zustand wieder, wenn keine Sonneneinstrahlung einwirkt und die erwärmte Luft im Zwischenbereich 23 mit Hilfe des Warmluftkreislaufes 19 zum Wärmetauscher 20 transportiert wird. Das verschiebbare Wärmedämmelement 3 ist direkt vor dem Außenfenster 17 positioniert und verhindert, dass die Wärme, die über das Innenfenster 17 in den Zwischenbereich 23 abgegeben wird, verloren geht. Gleichzeitig ist außen vor dem Außenfenster 17 der Rollladen 21 heruntergelassen, der praktisch damit auch als zusätzliche Wärmedämmung nach außen wirkt. Die erwärmte Luft wird mit Hilfe von Ventilatoren 25 zum Wärmetauscher 20 transportiert. Die Wärme kann von dort aus über eine Wärmepumpe 13 an das Heizungssystem 22 für die Heizung des Gebäudes oder die Aufbereitung von Warmwasser genutzt werden. Ein Teil der Wärme kann auch direkt über den Wärmetauscher 20 zur Heizung des Gebäudes genutzt werden.The 7 The arrangement shown for absorbing and recycling heat comprises an intermediate region 23 between an outside window 17 and an inside window 18 and a warm air circuit 19 for transporting the heat, the warm air circuit 19 being operatively connected to a heat exchanger 20 and a heat pump 13. The warm air circuit 19 is controlled by means of fans 25 and air flaps 29, the air flaps 29 being used to prevent the system from overheating if necessary. The arrangement is combined with a movable thermal insulation element 3, which in the selected representation is arranged in the intermediate region 23 in front of the outside window 17. The selected representation shows the state when there is no solar radiation and the heated air in the intermediate region 23 is transported to the heat exchanger 20 with the help of the warm air circuit 19. The movable thermal insulation element 3 is positioned directly in front of the outer window 17 and prevents the heat that is released into the intermediate area 23 via the inner window 17 from being lost. At the same time, the roller shutter 21 is lowered outside the outer window 17, which in practice also acts as additional thermal insulation to the outside. The heated air is transported to the heat exchanger 20 with the help of fans 25. From there, the heat can be used via a heat pump 13 to the heating system 22 for heating the building or for preparing hot water. Part of the heat can also be used directly via the heat exchanger 20 to heat the building.

Tagsüber bei Sonneneinstrahlung ist der Rollladen 21 hochgezogen und die Luft im Zwischenbereich 23 wird erwärmt. Gleichzeitig ist das Wärmedämmelement 3, das ebenfalls wie ein Rollladen verschiebbar ist, in einen dafür vorgesehenen Wärmedämmelementkasten 31 in der Decke 24 eingefahren und ist dort für den Bewohner unsichtbar, so dass die Raumästhetik nicht gestört wird. Wie bei dem oben beschriebenen Solarkollektor 1 besteht das Wärmedämmelement 3 im vorliegenden Fall vorteilhaft aus einzelnen, kettenförmig miteinander verbundenen Wärmedämmplatten 4, die über eine Führungsschiene 6 in die jeweilige gewünschte Position gelenkt werden. Alternativ kann auch eine flexible Wärmedämmfolie oder ein Wärmdämmelement eingesetzt werden, das als Schiebeladen ausgebildet ist, der ebenfalls entlang einer Führungsschiene in einen entsprechend vorzusehenden Schacht in der Wand verschoben werden kann.During the day, when the sun shines, the roller shutter 21 is raised and the air in the intermediate area 23 is heated. At the same time, the thermal insulation element 3, which can also be moved like a roller shutter, is retracted into a thermal insulation element box 31 provided for this purpose in the ceiling 24 and is invisible to the resident there, so that the aesthetics of the room are not disturbed. As with the solar collector 1 described above, the thermal insulation element 3 in the present case advantageously consists of individual thermal insulation panels 4 connected to one another in a chain-like manner, which are guided into the respective desired position via a guide rail 6. Alternatively, a flexible thermal insulation film or a thermal insulation element can be used, which is designed as a sliding shutter, which can also be moved along a guide rail into a correspondingly provided shaft in the wall.

Das gleiche Prinzip kann auch für einen Zwischenbereich 23 zwischen einer verglasten Außentür und einer Innentür eingesetzt werden. Hier bietet es sich an, anstatt des Rollladenprinzips Wärmedämmelemente 3 in Form von Schiebeladen einzusetzen, die dann bei Nichtgebrauch in entsprechende Aussparungen oder Schächte in den Wänden geschoben werden können. Auch hier werden wieder vorzugsweise Laufräder eingesetzt, um das Verschieben der Wärmedämmelemente 3 zu erleichtern. Die Laufräder sind mit dem Wärmedämmelement 3 verbunden und werden in den Führungsschienen 6 geführt.The same principle can also be used for an intermediate area 23 between a glazed external door and an internal door. Here, instead of the roller shutter principle, it is advisable to use thermal insulation elements 3 in the form of sliding shutters, which can then be pushed into corresponding recesses or shafts in the walls when not in use. Here, too, running wheels are preferably used to make it easier to move the thermal insulation elements 3. The running wheels are connected to the thermal insulation element 3 and are guided in the guide rails 6.

Wie bereits oben erwähnt, ist ein Gesamtsystem vorgesehen, das eine optimale Nutzung der Wärme für ein Solar-Ökohaus ermöglicht, wobei Solarkollektoren 1 kombiniert sind mit Zwischenräumen 23 im Bereich der Fenster oder Türen, wobei die Zwischenräume 23 quasi als Wärmekollektoren genutzt werden. Um eine effiziente Nutzung auch bei geringen Temperaturdifferenzen zu erreichen, wird das Gesamtsystem vorteilhaft mit Hilfe von Licht- und Temperatursensoren automatisch gesteuert, wobei mit Hilfe der Steuerung Elektromotoren aktiviert werden, um die Wärmedämmelemente 3 in die gewünschte Positionen zu verschieben.As already mentioned above, an overall system is provided that enables optimal use of heat for a solar eco-house, with solar collectors 1 combined with gaps 23 in the area of the windows or doors, with the gaps 23 being used as heat collectors. In order to achieve efficient use even with small temperature differences, the overall system is advantageously controlled automatically with the help of light and temperature sensors, with electric motors being activated with the help of the control system in order to move the thermal insulation elements 3 into the desired positions.

Von besonderem Interesse ist das erfindungsgemäße System zur Erhöhung der Energieeffizienz beispielsweise für Bürogebäude mit Vorhangfassaden, wenn die Zwischenräume 23 zwischen der Vorhangfassade und den Innenwänden oder Innenfenstern als Wärmekollektoren genutzt werden. Auch hier wäre der in der 7 wiedergegebene Ausschnitt des Schemas zur Wärmegewinnung und -rückgewinnung anwendbar, wobei die Fassade 16 einen Teil der Konstruktion für die Vorhangfassade darstellt und der Sockel 30 einen Ausschnitt der Innenwand des Gebäudes wiedergibt. In diesem Fall kann das System selbstverständlich auch mit weiteren Maßnahmen zur Energiegewinnung, wie z.B. Sonnenkollektoren oder Photovoltaikanlagen, kombiniert werden.The system according to the invention is of particular interest for increasing energy efficiency, for example for office buildings with curtain walls, when the gaps 23 between the curtain wall and the interior walls or interior windows are used as heat collectors. Here too, the 7 The section of the diagram shown here is applicable to heat generation and recovery, with the facade 16 representing part of the construction for the curtain wall and the base 30 representing a section of the interior wall of the building. In this case, the system can of course also be combined with other measures for energy generation, such as solar panels or photovoltaic systems.

Die in den 1 bis 7 wiedergegebenen Schemata sind lediglich dazu gedacht, das Funktionsprinzip für das System zu Erhöhung der Energieeffizienz von Gebäuden aufzuzeigen, ohne dabei detailliert auf die erforderlichen baulichen Maßnahmen einzugehen, die je nach Gebäudetyp sehr unterschiedlich ausfallen können und individuell von dem Fachmann aufgrund seines Fachwissens festgelegt werden müssen.The 1 to 7 The diagrams reproduced are intended only to illustrate the operating principle of the system for increasing the energy efficiency of buildings, without going into detail about the necessary structural measures, which may vary considerably depending on the type of building and must be determined individually by the specialist on the basis of his or her specialist knowledge.

So ist die Einrichtung des Systems zur Erhöhung der Energieeffizienz auch nicht auf gerade Flächen beschränkt, sondern das System kann auch bei bautechnischen Anordnungen eingesetzt werden, die gebogene Flächen aufweisen, wie z.B. bei Kuppeldächern oder entsprechend ausgeführten Wänden mit bogenförmigen Außenflächen. Aufgrund des Rollladensystems kann das Dämmelement problemlos von dem Fachmann den architektonischen Gegebenheiten angepasst werden.The installation of the system to increase energy efficiency is not limited to straight surfaces, but the system can also be used in structural arrangements that have curved surfaces, such as dome roofs or correspondingly designed walls with curved outer surfaces. Due to the roller shutter system, the insulation element can be easily can be easily adapted to the architectural conditions by the specialist.

BEZUGSZEICHENLISTEREFERENCE SYMBOL LIST

11: Solarkollektorsolar collector
22: Absorberabsorber
33: Wärmedämmelementthermal insulation element
44: Wärmedämmplattethermal insulation board
55: Hauswandhouse wall
66: Führungsschieneguide rail
77: Rückseite (Absorber)back (absorber)
88: Vorderseite (Absorber)front (absorber)
99: Umlenkvorrichtung (mit Elektromotor)deflection device (with electric motor)
1010: Zylinderachsecylinder axis
1111: Solarglasabdeckungsolar glass cover
1212: Niedertemperaturwärmespeicherlow-temperature heat storage
1313: Wärmepumpeheat pump
1414: Hochtemperaturwärmespeicherhigh-temperature heat storage
1515: Wärmeträger-Leitung (Fluid-Kreislauf)heat transfer line (fluid circuit)
1616: Fassadenausschnittfacade section
1717: Außenfensterexterior window
1818: Innenfensterinterior window
1919: Warmluftkreislaufwarm air circuit
2020: Wärmetauscherheat exchanger
2121: Rollladenroller shutters
2222: Heizungssystemheating system
2323: Zwischenbereichintermediate area
2424: DeckeCeiling
2525: Ventilatorfan
2626: Pumpepump
2727: Blechsheet metal
2828: Lüftungsrippeventilation rib
2929: Luftklappe (mit Stellmotor)air flap (with actuator)
3030: Sockelbase
3131: Wärmedämmelementkastenthermal insulation element box
3232: Halterungbracket
3333: Seitenwand (Solarkollektor)side wall (solar collector)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 20 2006 016 294 U1 [0003]
DE 35 01 756 A1 [0004]
DE 20 2014 002 553 U1 [0005]

Claims

System for increasing the energy efficiency of residential buildings, wherein the system comprises a combination of an arrangement for absorbing and utilizing heat with an arrangement for thermal insulation, characterized in that the arrangement for thermal insulation comprises at least one movable or displaceable thermal insulation element (3).

system according to claim 1 , characterized in that the arrangement for absorbing and utilizing heat comprises a solar collector (1) with an absorber (2) as a device for heat recovery.

system according to claim 1 , characterized in that the arrangement for absorbing and utilizing heat comprises an intermediate region (23) between an outside window (17) and an inside window (18) or an outside door and an inside door and a warm air circuit (19) controlled by fans (25) and air flaps (29), wherein the warm air circuit (19) is operatively connected to a heat exchanger (20) and a heat pump (13).

System according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the thermal insulation arrangement comprises individual thermal insulation panels (4) connected to one another in a chain-like manner and arranged in series as a displaceable thermal insulation element (3), wherein the thermal insulation panels (4) are displaceably mounted in lateral guide rails (6) like a roller shutter curtain.

System according to one of the Claims 1 until 4 , characterized in that the thermal insulation panels (4) have guide rollers, with the aid of which the thermal insulation panels (4) can be displaced in the guide rails (6).

System according to one of the Claims 1 until 5 , characterized in that the thermal insulation arrangement comprises deflection devices (9) via which the individual thermal insulation panels (4) connected to one another in a chain and arranged in series can be displaced into a new position.

System according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the thermal insulation arrangement comprises a flexible thermal insulation film as a displaceable thermal insulation element (3), wherein the thermal insulation film is displaceably mounted in lateral guide rails (6) and can be displaced into a new position via deflection rollers (9).

System according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the arrangement for thermal insulation comprises a sliding shutter as a displaceable thermal insulation element (3), wherein the sliding shutter is mounted in guide rails (6) and can be displaced into a new position by means of rollers.

System according to one of the Claims 1 until 8 , characterized in that the thermal insulation elements (3) are translucent.

System according to one of the Claims 1 until 9 , characterized in that the system can be used in the exterior and interior of a residential or office building in the area of the walls, roofs and windows, wherein the system is combined with a solar collector (1) in the exterior area.