DE29700936U1 - Außenwand-Solairkollektor - Google Patents

Description

Lösung:

Außenwand - Solairkollektor, welcher in die Fassadenverkleidung 2 mit einem hinterlüfteten Vollwärmeschutz 3 eingelassen, die auftriebsbedingte Luft im Luftspalt 9 mit den flachen Sonnenstrahlen zwischen einem geschwärzten Deckblech 17 und Bodenblech 14 durch Wärmestau ansaugt, erhitzt und in den Luftspalt 9 wieder einleitet, um den Wärmeenergiegehalt aus Wärmeverluste und Raumentlüftung aus der Wärmerückgewinnung,mithilfe der Sonnenenergie (alternativ Erdwärmenutzung) ohne biologische Folgeschäden wesentlich zu erhöhen, damit der Wärmeausgleich für Raumheizung und sicheren ganzjahres Wärmepumpenbetrieb ohne Fremdbeheizung mit fossilen Brennstoffen gesichert ist.

Außenwand - Solairkollektor

Die Erfindung betrifft einen Luftkollektor, welcher nach dem Schwerkraftprinzip arbeitet, wobei der Sonnenstand unabhängig der Jahreszeit die Umsetzung der Sonenenergie in Wärmeenergie durch Aufheizung der Raumabluft und gesammelter Wärmeverluste innerhalb einer Fassadenverkleidung mit hinterlüfteten Vollwärmeschutz ( 5 cm Luftspalt und Io cm dicken Wärmedämmung mit K-Wert gesamt ca. 0,4 W/qmh°), im Luftkollektor erreichen läßt und die Wärmerückgewinnung aus dem Heizungskreislauf und deren Wiederverwendung mittels einer Wärmepumpe unterstützt und ergänzt, als eine Einheit der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung,

Es ist bekannt, das Verfahren; Solaranlage = Solarkollektor + Feststoffspeicher + Wärmepumpe = EINS, DE-P 41 34 749, eigene Erfindung.

Was den"regenerativen Energiekreislauf' darstellt und die Grundbedingung für eine wirtschaftliche Sonnenenergienutzung ist. Dies setzt voraus, daß alle Energieverbrauchsmengen einer möglichen Sonnenenergieleistung angepaßt werden. Um dies zu erreichen sind Energiesparmaßnahmen, welche zur Senkung der Wärmeverluste geeignet sind vorzusehen. So auch eine „Fassadenverkleidung mit hinterlüfteten Vollwärmeschutz", DE- 92 12 218 eigene Erfindung, deren Luftspalt von 5 cm Breite, durch eine Wärmeschutzisolierung von Io cm Dicke, eine 8 &ogr; %tige Wärmerückgewinnung der genutzten Heizenergie aus Wohnraum und Raumabluft bewirkt,wobei mittels einer Wärmepumpe die Wiederverwertung für den Heizkreislauf erfolgt ,indem durch Aufheizung oder Kühlung der nachströmenden Frischluftversorgung die Klimatisierung der Wohn-und Nutzräume entsprechend der Jahreszeit geregelt wird. Desweiteren sollte das Außenmauerwerk als Feststoffspeicher aus Beton oder Bausteine mit hoher Rohdichte hergestellt, eine gute Speicherkapazität zur besseren Wärmeverteilung aufweisen. Zur Deckung der fehlenden Wärmeenergie in der Winterzeit (2o %) wurde der Außenwand-Solairkollektor entwickelt.

Es ist nicht bekannt, daß Außenwand- solarbeheizte Luftkollektore irgendwo in dieserart im Einsatz sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde fehlende Wärmeenergie im Heizkreislauf zur Sicherung eines Wärmepumpenbetriebes insbesondere in der kalten Winterzeit durch die Nutzung der Sonnenenergie auszugleichen.

Das wesentliche der Erfindung ist die Integrierung des Wand-solairkollektors in die Fassadenverkleidung mit hinterlüftetem Vollwärmeschutz, wobei die Aufheizung der gesammelten Wärmeverluste (die zurückgewonnene Wärmeenergie) im Luftspalt unmittelbar mit jedem wirksamen Sonnenstrahl bei relativ niedrigen Sonnenstand zugleich die Luftbewegung im Luftspalt durch den sich bildenden Staudruck im Solairkollektor beschleunigt, und bei Bewölkung keinerlei Einfluß auf die im Luftspalt zirkulierende Abluft nimmt, und bei hochstehender Sonne durch die Reflexion der Sonnenstrahlung erreicht wird.

Der besondere Vorteil der Erfindung ist die Unabhängigkeit von fossilen Brennstoffen für die Raumheizung in der kalten Jahreszeit, durch die Nutzung der umweltfreundlichen Sonnenenergie.

Ein weiterer Vorteil ist die Trennung Heizung-Warmwasserbereitung,in der jede Wärmepumpe leistungsbezogen ausgelegt ihre jeweilige Aufgabe erfüllt,letztere im Sommer aus der Außenluft und im Winter aus der Wärmerückgewinnung.(Energieeinsparung).

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert: diese zeigt in

Figur 1 in Ansicht den montierten Außenwand-Solairkollektor in der Fassadenverkleigung eingelassen im funktionsfähigen Zustand gemäß der Erfindung.

Figur 2 im Schnitt den montierten Solairkollektor in der Fassadenverkleidung eingelassen mit eingezeichneter Heißluftströmung bei Sonneneinwirkung gemäß der Erfindung.

Figur 3 in Draufsicht den Umfassungsrahmen mit Befestigungsleiste für Mauerwerksbefestigung mit Aufhahmeleiste für Isolierplatte,Bodenblech, geschwärzte profilierte Deckplatte und Halterung für Glasabdeckung gemäß der Erfindung.

Figur 4 im Halbschnitt den Umfassungsrahmen für sich gemäß der Erfindung. Figur 5 im Halbschnitt das Bodenblech für sich gemäß der Erfindung. Figur 6 im Halbschnitt das profilierte geschwärzte Deckblech.

Bei dem in Figur 1 wiedergegebenen Ausführungsbeispiel ist der Außenwand - Solairkollektor 1 in die Fassadenverkleidung 2 mit hinterlüftetem Vollwärmeschutz 3 eingelassen und mit Dübel 4, Befestigungsschrauben 5 , Distanzleiste 6 in der Dicke der Rückwandisolierplatte an der Außenwand 8 mit Anschluß an den Luftspalt 9 über Lufteintritt Io und Luftaustritt am Umfassungsrahmen 12 befestigt. Ausreichend angeordnete Profilleisten 13 nehmen das Bodenblech 14 bei entsprechenden Bodenabstand 15 zur Staniol 16 beschichteten Rückwandisolierplatte 7, das geschwärzte profilierte Deckblech 17 und die Glasabdeckung 18 zu einer geschlossenen Einheit werdend auf und bilden den Außenwand-Solairkollektor 1. Die Außenwand-Solairkollektore 1 sollen die Fassadenverkleidung 2 in Verbindung mit den üblichen Außenfenster beleben und sind wenn möglich wechselnd mit diesen auf dem geschlossenen Mauerwerkskörper für Sonnenaufgang auf die Ostseite, für die Mittagssonne auf die Südseite, und für die Abendsonne auf die Westseite des Nutzgebäudes anzuordnen. Der Neigungswinkel der Glasabdeckung 18 ist dem Winterlauf der Sonne angepaßt ca. 2o° Neigung, sodaß nur die Morgensonne und die Abendsonne in der Sommerzeit wirksam werden kann, wobei die Mittagssonne durch starke Reflexion der Sonnenstrahlung kaum eine Aufheizung der geschwärzten Deckbleche 17 erreichen läßt.

Im Winter dagegen, wenn jeder Sonnenstrahl Heizenergie spart, steht auch die Sonne ziemlich tief am Himmel und erreicht fast vollflächig und direkt die Glasabdeckung 17 mit sehr geringen reflexionsverlusten und erhitzt bei niedrigsten Temperaturen und klarem Himmel die profilierten Deckbleche bis zu 5o°C, wobei die eingeschlossenen Wärmeverluste im Luftspalt 9 die aufgenommenen Ablüfte aus dem Wohnraum durch den sich im Solairkollektor 1 bildenden Wärmestau angesaugt und in Bewegung gesetzt werden, wobei die vorbeigleitende aufgeheizte Luftspaltluft die Außenwandteile erwärmt und den Wärmebedarf für die Wärmepumpe 19 ausgleicht. Die Außenwand 8 ist der Wohnheizkörper und der Wärmspeicher, wobei die Natur auch im sehr kalten Winter reichlich Sonnenenergie für die Wohnraumbeheizung gratis an jedem Ort der Welt liefert.

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Figur 2 zeigt den Außenwand-Solairkollektor 1 im Schnitt, wobei der eingeengte Lufteintritt

10 und der Luftaustritt 11 über eine jeweilige Luftumlenkung mit dem Luftspalt 9 verbunden ist, und der erzeugte Luftwiderstand durch die Einschnürung des Luftweges im Außenwand-Solairkollektor 1, eine kurzzeitige intensive Aufheizung durch dieSonneneinstrahlung erreichen läßt, welche allein durch den Aufheizvorgang sich bildenden Wärmestaudruck im Umlauf gebracht werden kann. Am sonnenlosen Himmel läßt der Luftwiderstand keine Luftbewegung im Solairkollektor zu. Eine leichte reduzierte Luftbewegung bei indirekter Sonneneinstrahlung in der Mitsommerzeit ohne lästige Aufheizung des Wohnraumes ist möglich.

Figur 3 zeigt den Umfassungsrahmen 12 ,deren nach außen geneigte Randzonen 19 mit einem Filzstreifen 2o hinterrlegt auf der Außenwand 8 mit Dübel 4 und Befestigungsschrauben 5 angeschraubt werden. Die eingelegte Isolierplatte 7 mit auflegter Reflexionsfläche 16 nimmt die profilierte Heizfläche bestehend aus Bodenblechl4 und Deckblech 17 auf,deren Randzone durch Abkantung 21 und Klemmpfalz 22 stabilisiert eine Einheit bilden, deren Durchflußzonen 23 konstante Abstände aufweisen und sehr kurze Aufheizzeiten zulassen. Am Kopf und am Fuß des Bodenbleches 14 sind im Auflagebereich für den Lufteintritt Io und den Luftaustritt

11 jeweils Rohranschlüsse 24 mit Anschluß an den Luftspalt 9 angeordnet.Durch einfache angenietete Blechwinkel 25 im Umfassungsrahmen 12 wird die Einheit Bodenblech 14 und Deck-blech 17 mit der Isolierplatte gesichert. Die obere Randzone 19 des Umfassungsrahmens

12 ist unten mit einem Neigungswinkel von ca. 2o Winkelgrade nach außen überhängend U-förmig zur Aufnahme der Glasabdeckung 18 abgekantet, wobei eine umlaufende Regenschutzleiste 27 das Eindringen von Regenwasser verhindert.

Die Figuren 4, 5 und 6 zeigen jeweils den Umfassungsrahmen 12, das Bodenblech 14 und das Deckblech 17 für sich als Fertigungsvorlage.

Die dargestellten und beschriebenen Figuren 1 bis 6 machen deutlich, mit welchem geringen Aufwand die Sonnenenergie besonders in der kalten Jahreszeit wirtschaftlich nutzbar gemacht werden kann. In Verbindung einer Fassadenverkleidung mit hinterlüftetem Vollwärmeschutz ist ausreichend Wärmeenergie durch 8o %tige Wärmerückgewinnung plus Direktgewinnung über Außenwand-Solairkollektore, (deren Leistungsfähigkeit mit den Kältetemperaturen bei klarem Himmel und erhöhter Sonneneinstrahlung über den Tag naturbedingt steigt), vorhanden, um einen sicheren Wärmepumpenbetrieb über die gesamte Heizperiode sicherzustellen. Die alternative Erdwärmenutzung ist kostenintensiver und biologisch wachstumshemmend im Vergleich zur Fassadenverkleidung mit hinterlüftetem Vollwärmeschutz plus Außenwand-Solairkollektore, welche im Winter wohlige Wärme bei kontinuierlicher Frischluftversorgung und stetiger Raumentlüftung auch noch schallgedämmten Wohnraum erreichen läßt,während im Sommer die lästigen Ventilatore und Klimageräte in Wohnräume eingespart den gesamtenergiebedarf und Kosteneinsparung auch wirtschaftlich erkennen läßt, denn die sommerlichen Stromkosten für Kühlschränke, Ventilatore und Klimageräte entsprechen dem Stromverbrauchs kosten einer Wärmepumpe über das ganze Jahr für die Warmwasserversorgung und Heizungsaufwand im Winter, bei absoluter umweltfreundlichkeit verringert es die Umweltverschmutzung und gesundheitsschädliche Schadstofibelastung der Atemluft für alles Leben. Die Außentemperaturen von Frühling,Sommer und Herbst reichen ebenso für den sicheren Wärmepumpenbetrieb über die drei Jahreszeiten und arbeiten wirtschaftlicher als Dachkollektore ,die auf ihre Einsatzzeit der Sonnenberührung warten müssen.

Bezugzeichenliste

1 Außenwand-Solairkollektor

2 Fassadenverkleidung

3 hinterlüfteter Vollwärmeschutz

4 Dübel

5 Befestigungsschrauben

6 Distanzleiste

7 Isolierplatte

8 Außenwand

9 Luftspalt

1 &ogr; Lufteintritt

11 Luftaustritt

12 Umfassungsrahmen

13 Profilleiste

14 Bodenblech

15 Bodenabstand

16 Reflexionsfläche

17 Deckblech

18 Glasabdeckung

19 Randzone

2 &ogr; Filzstreifen 21 Abkantung

22 Klemmpfalz

23 Durchflußzone

24 Rohranschluß

25 Blechwinkel

26 Glasabdeckung

Claims (1)

1. ftrten^nspriiche

   Außenwand-Solairkollektor 1 welcher in eine Fassadenverkleidung 2 mit hinterlüfteten Vollwärmeschutz 3 montiert, die zurückgewonnene Wärmeenergie aus Heizung und Raumentlüftung im Luftspalt 9 durch Einstrahlung der Sonne und dem sich bildenden Wärmestau zum Durchfluß zwischen geschwärztes Deckblech 17 und Bodenblech 14 gezwungen, mit reichlicher Wärmeenergie auflädt, um einen wirtschaftlichen ganzjährigen Wärmepumpenbetrieb für Heizung, Warmwasserversorgung ,Kältebedarf fur Kühlräume und Klimatisierung der Wohnräume zu erreichen, dadurch gekennzeichnet,

   daß der Umfassungsrahmen 12 an der Außenwand 8 befestigt, durch eine eingelegte Isolierplatte 7 mit Reflexionsfläche 16 den Luftspalt 9 begrenzt, wobei die eingeschlossene Wärmerückgewinnung aus üblicher Wärmeverluste und Raumentlüftung durch die sie tragende Luftschicht am Lufteintritt Io durch den bei Sonneneinstrahlung sich bildenden Wärmestau angesaugt , erhitzt, und am Luftaustritt 11 dem Luftspalt 9 mit erhöhter Temperatur zurückgegeben wird.

   Außenwand-Solairkollektor nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Umfassungsrahmen 12 zur Aufnahme aller Einbauteile entsprechende Abkantungen 21, Profilleisten 13, Schlitze für Lufteintritt Io und Luftaustritt 11, Blechwinkel 25 und Klemmpfalz 22 zur Aufnahme der entspiegelten Glasabdeckung aufweist, welche ca. 15 Winkelgrade nach außen am Lufteintritt geneigt angeordnet sind.

   Außenwand-Solairkollektor nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Bodenblech 14 und das Deckblech 17 Oberflächenprofiliert mit Einlegscheibe distanziert und vernietet das Aufheizteil bildet,wobei die seitlichen Randzonen 19 mittels Klemmpfalz 22 verpreßt sind und die Kopf- und Fußseiten über einen Schacht- oder Rohranschluß 24 mit dem Luftspalt 9 verbunden sind.

   Außenwand-Solairkollektor nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß beidseitige Isolierstreifen am Umfassungsrahmen 12 die Abkühlung oder unkontrollierte Aufheizung von Außen verhindern.

   Außenwand-Solairkollektor nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die winkelförmige Abkantung 21 am Außenrand des Umfassungsrahmen 12 die Glasabdeckung 18 mit Abdichtung aufnimmt, und eine Blechwinkel 25 Leiste am Umfassungsrahmen 12 mit Blechschrauben befestigt die Glasabdekung spannen läßt..