DE19850289A1

DE19850289A1 - Heating installation for a room has a solar panel in a vertical wall connecting to a heat source above an interior wall of the room

Info

Publication number: DE19850289A1
Application number: DE19850289A
Authority: DE
Original assignee: Enerlyt Potsdam GmbH Energie Umwelt Planung und Analytik
Current assignee: Enerlyt Potsdam GmbH Energie Umwelt Planung und Analytik
Priority date: 1998-10-30
Filing date: 1998-10-30
Publication date: 2000-05-11
Anticipated expiration: 2018-10-31
Also published as: DE19850289C2

Abstract

The outside wall (6) of a building has a transparent section (4) in a frame (10) behind which is a tubular circuit (3) with solar heat transfer fins (5) and an insulated rear (11). Tubes (7,8) connect to a radiator (2) inside the room. A thermostat (9) controls the room temperature.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Temperieren der Innenräume von Gebäuden, bestehend aus einem Heizkörper, der mit einem Speicherkollektor über Rohrleitungen verbunden ist und an den Wandflächen der Gebäude angeordnet, deren Innenraumtem peratur beeinflußt.The invention relates to a device for tempering the interior of buildings, Consisting of a radiator with a storage collector over piping is connected and arranged on the wall surfaces of the buildings, their interior temperature affected.

Es ist bekannt, Gebäude zu beheizen und dazu die durch die Solarstrahlung übertragene Wärme mit Kollektoren in Verbindung zu bringen, damit das Medium zu erwärmen und das erwärmte Medium Heizkörpern zuzuführen, die ihre Temperatur den Innenräumen der Gebäude übertragen.It is known to heat buildings and, in addition, the ones transmitted by solar radiation Bring heat to collectors to allow the medium to heat up and the heated medium to supply radiators that their temperature to the interior of the Building transferred.

Die DE 32 26 782 C2 offenbart eine Heiz- und/oder Kochvorrichtung mit einem Solarkollektor zur Wärmeaufnahme, einem Speicherblock zur Wärmespeicherung und mindestens einem den Solarkollektor mit dem Speicherblock verbindenden Wärmerohr und einer Heiz- und/oder Kocheinrichtung, wobei der Speicherkollektor zum Austausch des Heizmediums mit Rohren verbunden ist. Gemäß der Ausbildung der erfindungsge mäßen Lösung der DE C2 ist die Heiz- und/oder Kocheinrichtung mit dem Speicherblock verbunden. Der Kollektor übernimmt die Wärme aus der Umgebung in einer weitest gehend horizontalen Lage und überträgt das gewärmte Medium über horizontale Zuführungsrohre an den Speicherblock.DE 32 26 782 C2 discloses a heating and / or cooking device with one Solar collector for heat absorption, a storage block for heat storage and at least one heat pipe connecting the solar collector to the storage block and a heating and / or cooking device, the storage collector for exchange of the heating medium is connected to pipes. According to the formation of the fiction The solution of DE C2 is the heating and / or cooking device with the memory block connected. The collector takes the heat from the environment in the broadest horizontal position and transfers the heated medium over horizontal Feed pipes to the storage block.

Die Erfindung hat den Nachteil, daß die Einrichtung einen erheblichen Platzbedarf in Anspruch nimmt und ihre Einordnung in Gebäuden den allgemeinen Bauvorschriften nicht genügen kann.The invention has the disadvantage that the device takes up a considerable amount of space Claims and their classification in buildings does not comply with the general building regulations can suffice.

Die DE 35 44 039 A1 offenbart eine Heiz- und/oder Kochvorrichtung mit einem Wärme speicherblock, wobei ein Heizelement in den Block mit mindestens einem Wärmever braucher eingeordnet ist, der eine Isolierung aufweist und der Wärmetransport mit minde stens einem Steuerorgan regelbar ist. Gemäß dem Vorzug der erfindungsgemäßen Lösung ist die Steuerbarkeit der Heizvorrichtung dadurch vereinfacht, daß das Wärmetransport element ein Wärmerohr ist, das zum Wärmeverbraucher hin ansteigend geführt ist und das Steuerorgan die Wärmemenge bzw. gewärmte Flüssigkeitsmenge mittels des Steuerorgans dem Wärmespeicherblock mitteilt. Entsprechend der Konzeption der Vorrichtung ist die Kollektorfläche des Solarkollektors annähernd horizontal an den Wärmeblock angeschlos sen. Die Vorrichtung eignet sich nicht zur Beheizung von Gebäuden, da sie sich unter dem Gesichtspunkt der Raumordnung solcher Vorrichtungen nur unzureichend einordnen läßt. DE 35 44 039 A1 discloses a heating and / or cooking device with a heat memory block, with a heating element in the block with at least one heat ver is classified as user, which has insulation and the heat transport with mind at least one tax body can be regulated. According to the preference of the solution according to the invention the controllability of the heating device is simplified in that the heat transport element is a heat pipe that leads to the heat consumer and that Control member the amount of heat or heated amount of liquid by means of the control member notifies the heat storage block. According to the design of the device Collector surface of the solar collector connected approximately horizontally to the heat block sen. The device is not suitable for heating buildings, since it is under the Aspect of spatial planning of such devices can be classified insufficiently.

Die DE 35 33 565 A1 stellt einen passiven Sonnenenergie-Warmwasserbereiter vor, der aus einem Warmwasserspeicher besteht, der in einem geschlossenen, Lichtfenster aufweisenden Isoliergehäuse eingepaßt ist und mit einem, in dem Strahlbereich eines Lichtfensters liegenden Teil selbst als Absorber dient. Das Isoliergehäuse bildet einen Speicher, der im Absorberteil des Speichers durch Kanäle unterbrochen ist.DE 35 33 565 A1 presents a passive solar energy water heater that consists of a hot water tank, which is in a closed, light window having insulating housing is fitted and with one, in the beam area Light window lying part itself serves as an absorber. The insulating housing forms one Memory that is interrupted by channels in the absorber part of the memory.

Die erfindungsgemäße Lösung DE A1 erfüllt die Aufgabe, Energieverluste bei der Herstel lung von warmem Wasser zu minimieren, den Kollektor mit dem Verbraucher unmittelbar zu Koppeln und einen vergleichbar hohen Wirkungsgrad der Einrichtung zu gewährleisten. Die Lösung hat jedoch den Nachteil, daß die Wärmeabgabefläche für eine Temperierung von Innenräumen nicht in ausreichender Größe vorhanden ist.The solution DE A1 according to the invention fulfills the task of energy losses in the manufacture to minimize warm water, the collector with the consumer immediately to couple and to ensure a comparable high efficiency of the facility. However, the solution has the disadvantage that the heat release surface for temperature control of the interior is not large enough.

Die DE 37 06 196 A1 offenbart einen Warmwasserbereiter in Form eines Solarkollektors. Der so gestaltete Warmwasserbereiter ist mit einer integrierten Speichermasse aus Phasenwechselmaterial in Berührung gebracht, dessen Absorber unmittelbar von dem zu erwärmenden Wasser durchströmt und ohne Zwischenschaltung eines Schaltmediums im wesentlichen unmittelbar durch die Solarheizung aufgeheizt wird. Die dabei nicht abgeführte Wärme wird direkt mit dem Absorber in Verbindung stehenden Speicher massen zugeführt.DE 37 06 196 A1 discloses a water heater in the form of a solar collector. The water heater designed in this way has an integrated storage mass Phase change material brought into contact, its absorber directly from that to flows through warming water and without the interposition of a switching medium in the is essentially heated directly by the solar heating. Not that dissipated heat is directly connected to the absorber-related storage masses fed.

Die DE 41 21 670 A1 zeigt einen Sonnenkollektor als Gebäudebauelement, der vorwie gend als senkrecht gelagerter Sonnenkollektor an Gebäudewänden angeordnet ist, wobei der Kollektor aus rohrförmigen Absorberteilen ausgebildet, seine Wärme an Heizkörper abgibt, die im Gebäude angeordnet sind. Der Transport des Wärmemediums erfolgt über horizontale und vertikale Rohrstrecken unter Zuhilfenahme von Umlaufbeschleunigern. Die vorstehend genannten Vorrichtungen sind geeignet, Solarenergie mittels Absorbervor richtungen und Kollektoren an Wärmespeicher abzugeben und damit die in dieser Form vorliegende Energie nutzbringend für die Beheizung von Gegenständen sowie Innen räumen einzusetzen. Sie sind nicht geeignet, die aus der Solarstrahlung gewonnene Wärme über kurze Wege mit der Kollektorlage gleichgerichtet, den Heizkörpern zuzuleiten.DE 41 21 670 A1 shows a solar collector as a building component, which as above is arranged as a vertically mounted solar collector on building walls, whereby the collector formed from tubular absorber parts, its heat to radiators issues that are arranged in the building. The heat medium is transported via horizontal and vertical pipe sections with the help of circulation accelerators. The above devices are suitable for absorbing solar energy to give directions and collectors to heat accumulators and thus in this form existing energy is useful for heating objects and inside clear spaces. They are not suitable for the heat obtained from solar radiation aligned with the collector position via short paths to feed the radiators.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Heizvorrichtung zum Temperieren von Gebäuden, bestehend aus einem Heizkörper, der mit einem Kollektor über Rohrleitungen verbunden ist und an den Wandflächen der Gebäude angeordnet, deren Innentemperatur beeinflußt, zu schaffen, die es gestattet, die im Kollektor erzeugte Wärmeenergie mit kurzen Wegen, ohne den Einsatz von Zusatzeinrichtungen für die Medienzirkulation, den vertikalen Gebäudeflächen angepaßt, zu übertragen. The invention has for its object a heater for tempering Buildings consisting of a radiator with a collector over piping is connected and arranged on the wall surfaces of the buildings, their internal temperature influenced to create, which allows the thermal energy generated in the collector with short distances, without the use of additional devices for media circulation, the vertical building surfaces adapted to transfer.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß über einem vertikalen Speicherkol lektor ein Heizkörper angeordnet, mit Rohrleitungen zu einer Kompaktheizanlage für einen Naturumlauf des Heizmediums verbunden ist und die aktiven Flächen des Speicher kollektors zur Aufnahme diffuser und direkter Solarstrahlungen dienen sowie mit der äußeren Umgebung des Gebäudes reagieren.According to the invention the object is achieved in that over a vertical storage column Lector arranged a radiator, with pipes to a compact heating system for a natural circulation of the heating medium is connected and the active areas of the storage are used to collect diffuse and direct solar radiation as well as with the react outside of the building.

Die Erfindung ist sinnvoll ausgebildet, wenn der Speicherkollektor in einem Wand ausschnitt unter dem an der Innenwand befestigten Heizkörper angeordnet und der Wand ausschnitt nach der Außenseite des Gebäudes geöffnet ist. Ausgeformt ist die Erfindung damit, daß der Speicherkollektor, der äußeren Wandlage des Gebäudes folgend, eine vertikale Funktionslage einnimmt. Eine sinnvolle Ausbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist darin zu sehen, daß der Speicherkollektor eine von der vertikalen Wandlage des Gebäudes abweichende Funktionslage einnimmt.The invention is useful if the storage collector in a wall Cutout arranged under the radiator attached to the inner wall and the wall cutout to the outside of the building is open. The invention is shaped so that the storage collector, following the outer wall of the building, has a occupies vertical functional position. A useful training of the invention Solution can be seen in the fact that the storage collector is one of the vertical wall position occupies a different functional position in the building.

Eine weitere Ausbildung erhält die Erfindung dadurch, daß der hintere Bereich des Spei chers als zusätzlicher Behälter zur Aufnahme von Phasenumwandlungsmaterial genutzt und dazu für eine Erhöhung der Speicherkapazität des Kollektors ausgebildet ist. Eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung stellt sich damit dar, daß der hintere Bereich des Speichers als zusätzlicher Behälter zur Aufnahme und zur Temperierung von Flüssigkeiten, wie Trink- und Brauchwasser, ausgebildet ist.The invention receives a further training in that the rear area of the Spei chers used as an additional container for receiving phase change material and is designed to increase the storage capacity of the collector. A Another embodiment of the solution according to the invention is that the rear Area of the store as an additional container for receiving and tempering Liquids, such as drinking and industrial water, is formed.

Die erfindungsgemäße Lösung weist den Vorteil auf, daß mittels des vertikal gestellten Speicherkollektors, der mit vorwiegend einem oder auch wahlweise mehreren darüber liegenden Heizkörpern durch vertikal verlaufende Rohre verbunden ist, eine modulare Kompaktform einer solaren Heizvorrichtung geschaffen wurde, die einen Naturumlauf des Heizmediums ohne Zuhilfenahme von Fremdenergie, zu einer vielseitig einsetzbaren Kom paktform verbunden ist, die für einen vertikalen Wandeinbau in Gebäuden zur Anwendung gelangt. Durch das Übereinanderstellen der Heizkörper auf den Speicherkollektoren mit kurzen Verbindungswegen und die Einordnung des Heizkörpers, wahlweise vor oder in der Wand, ist es jetzt technisch möglich, in einem Naturumlauf dem Heizkörper ein Medium zuzuführen, das durch den Kollektor über Solareinstrahlungen temperiert worden ist. Durch die Anordnung des Kollektors außerhalb der Gebäude, aber unmittelbar vor der Gebäudewand oder in entsprechenden Wandöffnungen der Gebäude, wird eine hohe Ausnutzung der Wärmeenergie der Solarstrahlung, insbesondere in der Übergangszeit und im Winter erreicht und auf kurzen Wegen an die Heizkörper abgegeben. Die von der Solarstrahlung abgewandte Seite des Kollektors ist als Behälter ausgebildet, in dem Phasenumwandlungsmaterial, wie z. B. Glaubersalz (Na₂SO₄ × 10 H₂O) mit einer Pha senumwandlungstemperatur von 32,4°C, zur zusätzlichen Erhöhung der Speicherkapazität eingefügt ist.The solution according to the invention has the advantage that a modular compact form of a solar heating device was created by means of the vertically positioned storage collector, which is connected to predominantly one or optionally several radiators lying above it, by means of vertically running pipes, which allows natural circulation of the heating medium without the aid of External energy is connected to a versatile compact form that is used for vertical wall installation in buildings. By stacking the radiators on the storage collectors with short connection paths and arranging the radiator, either in front of or in the wall, it is now technically possible to supply the radiator with a medium in a natural circulation that has been tempered by the collector via solar radiation. By arranging the collector outside the building, but immediately in front of the building wall or in the corresponding wall openings of the building, a high utilization of the thermal energy of the solar radiation is achieved, especially in the transition period and in winter and is given to the radiators in short ways. The side of the collector facing away from the solar radiation is designed as a container in which phase change material, such as, for. B. Glauber's salt (Na ₂ SO ₄ × 10 H ₂ O) with a phase transition temperature of 32.4 ° C, is inserted to further increase the storage capacity.

Es ist ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Gestaltung der Vorrichtung, wenn der hintere Bereich des Speichers als Behälter für die Aufnahme von Flüssigkeiten benutzt wird, wobei die Flüssigkeit vorrangig Wasser ist, das mittels der im Kollektor erzeugten Wärme erwärmt oder in anderer Richtung temperiert werden kann. So läßt sich eine Sommernutzung als Trinkwassertemperierung erreichen. Über eine Beeinflussung durch den Kollektor kann die Füllung des Behälters auch gekühlt oder kühl gehalten werden. Die Kompaktform der Heizvorrichtung erlaubt ihren Einbau auch in niedrig gestalteten Gebäu den.It is a further advantage of the design of the device according to the invention if the rear area of the store used as a container for holding liquids , the liquid being primarily water, which is generated by means of those in the collector Heat can be heated or tempered in another direction. So one can Achieve summer use as drinking water temperature control. About being influenced by the collector, the filling of the container can also be cooled or kept cool. The The heater's compact design allows it to be installed even in low-rise buildings the.

Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:The invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment. In the associated drawing show:

Fig. 1 Die Heizvorrichtung in einer Gebäudewand eingeordnet als Seitenansicht im Schnitt, Fig. 1, the heater in a building wall classified as a side view in section,

Fig. 2 Eine Vorderansicht des Speichers, Fig. 2 is a front view of the accumulator,

Fig. 3 Die Vorrichtung nach Fig. 2 in einer Seitenansicht teilweise im Schnitt, Fig. 3 shows the apparatus according to Fig. 2, in a side view, partly in section

Fig. 4 Die Vorrichtung nach Fig. 3 mit einer anderen Verwendungsart des Behälters. Fig. 4 The device of Fig. 3 with a different use of the container.

Fig. 1 zeigt die Kompaktheizvorrichtung in einer Seitenansicht teilweise im Schnitt. In einem Wandausschnitt einer Gebäudewand 6 ist der Speicherkollektor 1 mit seinem Rahmen 10 eingeordnet. In der Vorderseite des Rahmens 10 eingepaßt, ist eine Kollek torabdeckung 4 hinter der in Richtung der vertikalen Achse der Gebäudewand 6 verlau fend, der Speicherkollektor 1 angeordnet ist. Der Speicherkollektor 1 ist ein aufgerichteter Rohrkollektor, dessen Kollektorrohre 3 mittels Absorberbleche 5, zu einer geschlossenen Absorberfläche 5' verbunden sind, die mit ihrer Vorderseite der Solarstrahlung entgegen gerichtet ist und an ihrer, der Strahlung abgewandten Seite einer opaken Dämmung 11 entgegengerichtet ist. Diese opake Dämmung 11 ist vertikal zur hinteren Seite des Absorbers verlaufend eingefügt und mit der Speicherkollektorrückwand 16 abgedeckt. Die Rückseite der Kollektorrohre 3 und der Absorberbleche 5, als rückseitige Kollektor fläche ausgebildet, läßt sich in Verbindung mit der Speicherrückwand 15 zu einem zweiten geschlossenen Behälter 14 im hinteren Speicherbereich ausbilden. Fig. 1 shows the compact heating device in a side view partially in section. The storage collector 1 is arranged with its frame 10 in a wall section of a building wall 6 . Fitted in the front of the frame 10 , a collector gate cover 4 behind which in the direction of the vertical axis of the building wall 6 , the storage collector 1 is arranged. The storage collector 1 is an upright tube collector, the collector tubes 3 of which are connected by means of absorber sheets 5 to a closed absorber surface 5 ', the front of which is directed towards the solar radiation and is opposed to an opaque insulation 11 on its side facing away from the radiation. This opaque insulation 11 is inserted running vertically to the rear side of the absorber and covered with the storage collector rear wall 16 . The back of the collector tubes 3 and the absorber sheets 5 , formed as a rear collector surface, can be formed in connection with the storage rear wall 15 to form a second closed container 14 in the rear storage area.

Der Speicherkollektor 1 ist mit Rohren 7; 8, die einen Naturumlauf des Heizmediums gestatten, ausgerüstet, wobei an der Oberseite des wärmeführenden Zuleitungsrohres 7 vor der Einspeisung in den Heizkörper 2 sinnvollerweise eine Regelungseinrichtung in Form eines Thermostaten 9 vorgesehen ist, um die Menge und Intensität der dem Heizkörper 2 zugeführten Wärme über das Medium regelbar zu gestalten. Die Ausbildung der vertikalen Gebäudewand 6 ist so gestaltet, daß ihre Außenflächen, d. h. die der Außentemperatur ausgesetzten Wandseiten wärmegedämmt sind, um die Speicherkapazität der Wand 6 mit auszunutzen und den Wärmeverlust nach außen zu reduzieren.The storage collector 1 is with tubes 7 ; 8 , which allow natural circulation of the heating medium, equipped, a control device in the form of a thermostat 9 is expediently provided on the top of the heat-conducting feed pipe 7 before being fed into the radiator 2 , in order to control the amount and intensity of the heat supplied to the radiator 2 via the To make the medium controllable. The design of the vertical building wall 6 is designed so that its outer surfaces, ie the wall sides exposed to the outside temperature, are thermally insulated in order to utilize the storage capacity of the wall 6 and to reduce the heat loss to the outside.

Fig. 2 zeigt den Speicher 1 in einer Vorderansicht mit angedeuteten Absorberblechen 5, die mit den Kollektorrohren 3 eine geschlossene Absorberfläche 5' bilden und die an ihrer vorderen und hinteren Seite homogen gestalten ist. Fig. 2 shows the memory 1 in a front view with indicated absorber plates 5 , which form a closed absorber surface 5 'with the collector tubes 3 and which is homogeneous on its front and rear sides.

Fig. 3 zeigt die Ausbildung des Behälters 14 zwischen der Speicherrückwand 15 und der Rückseite der Absorberfläche 5'. In dieser Ausbildung ist der Innenraum des Behälters 14 mittels Phasenumwandlungsmaterial 12, im Ausführungsbeispiel mit Glaubersalz ausgefüllt, und erlaubt eine zusätzliche Speicherkapazität in diesem Teil der Kompaktheiz vorrichtung. Fig. 3 shows the configuration of the container 14 between the memory rear wall 15 and the back side of the absorber surface 5 '. In this embodiment, the interior of the container 14 is filled with phase change material 12 , in the exemplary embodiment with Glauber's salt, and allows an additional storage capacity in this part of the compact heating device.

Gemäß Fig. 4 ist der Behälter 14 mit einer Flüssigkeit 13, hier Trink- oder Brauchwasser, gefüllt, das durch den Temperaturübergang an der Rückseite der Absorberfläche 5' in seiner Temperatur beeinflußt und gekühlt oder erwärmt, Verbrauchern, wie Armaturen für Küchen und Bäder, zugeführt werden kann. According to Fig. 4, the container 14 with a liquid 13, in this case drinking water or industrial water, filled, the influenced by the temperature transition at the back of the absorber surface 5 'in its temperature and cooled or heated, consumers, such as fittings for kitchens and bathrooms, can be supplied.

List of the reference symbols used

11

Speicherkollektor
Storage collector

22nd

Heizkörper
radiator

33rd

Kollektorrohre
Collector pipes

44th

Abdeckung
cover

55

Absorberbleche
Absorber sheets

55

' Absorberfläche
'' Absorber surface

66

Gebäudewand
Building wall

77

; ;

88th

Rohr
pipe

99

Thermostat
thermostat

1010th

Rahmen
frame

1111

Dämmung
insulation

1212th

Phasenmaterial
Live material

1313

Flüssigkeit
liquid

1414

Behälter
container

1515

Speicherrückwand
Storage back wall

1616

Speicherkollektorrückwand
Storage collector rear wall

Claims

1. Heating device for tempering the interiors of buildings, consisting of a radiator, which is connected to a collector via pipes, arranged on the wall surfaces of the building, whose interior temperature affects, characterized in that a heating body ( 2 ) over a vertical storage collector ( 1 ) is arranged, which is connected to a compact heating system with pipes ( 7 ; 8 ) for natural circulation of the heating medium, and the active surfaces of the storage collector ( 1 ) serve to absorb diffuse and direct solar radiation.

2. Heating device according to claim 1, characterized in that the Speicherol lector ( 1 ) in a wall section below the fixed to the inner wall of the building part ( 6 ) radiator ( 2 ), and the wall section on the open side of the building on the outside is provided with a translucent cover, which has a high light transmittance and low heat transfer coefficient.

3. Heating device according to claim 1 and 2, characterized in that the storage collector ( 1 ) following the wall position of the building assumes a vertical functional position.

4. Heating device according to claim 1 and 2, characterized in that the storage collector ( 1 ) occupies a position deviating from the vertical wall position of the building.

5. Heating device according to claim 1, characterized in that the rear region of the memory ( 1 ) is designed to increase its storage capacity as a container ( 14 ) for receiving phase change material ( 12 ).

6. Heating device according to claim 1, characterized in that the rear region of the memory ( 1 ) is designed as a container ( 14 ) for receiving and tempering liquids.