DE3013986A1 - Luftwaerme- und sonnenkollektor in form eines energiezaunes o.dgl. - Google Patents

Description

• Luftwärme - und Sonnenkollektor
• in Form eines Energiezaunes oder dgl.
• Die Erfindung betrifft einen Kollektor zum Auffangen von natürlicher Primärenergie oder sonstiger Umgebungsenergie für eine Wärmepumpenanlage oder eine rekuperative Kühlanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
• Ein derartiger Kollektor ist in Form eines Erdkollektors aus der älteren Patentanmeldung P 29 28 893. 5 des Anmelders als vorbeschrieben anzusehen.
• Die mit einem solchen Erdkollektor erzielten Vorteile sind, wie auch schon die Praxis bewiesen hat, außerordentlich vielfältiger Natur und beruhen nicht zuletzt auf dessen Ausbildung als vorgefertigtes und damit vor Ort schnell und einfach zu verlegendes bzw. zu montierendes Gitterelement sowie auf dessen außerordentlich raumsparender Anordnung weitgehend aufrecht stehend in der Erde.
• Ausgehend hiervon, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Vorteile eines solchen Kollektors nicht nur zum Auffangen von Erdwärme, sondern auch zum Auffangen anderer natürlicher Primärenergie oder sonstiger Umgebungsenergie, insbesondere von Luftwärme und Sonnenwärme, zu nutzen,ohne daß hierdurch größere konstruktive Umgestaltungen erforderlich sind.
• Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteil hafte Weiterbildungen hiervon sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.
• Der Erfindung liegt der durch eine überraschende Erkenntnis sowie durch einen geglückten Griff gebildete ganz wesentliche Gedanke zugrunde, den gattungsgemäßen Kollektor als Luftwärme- und Sonnenkollektor in Form eines Energiezaunes oder dgl. zu verwenden, wobei dieser senkrecht stehend oberhalb des ihm zugeordneten Bodens in diesem durch mehrere im Abstand zueinander vorgesehene, über oberseitige und unterseitige Horizontalträger verbundene Vertikalstreben verankert ist.
• Die sich aus einer solchen neuartigen Verwendung des Kollektors als Luftwärme- und Sonnenkollektor in Form eines Energiezaunes oder dgl.
• ergebenden vorteilhaften Wirkungen sind u. a. darin zu sehen, daß nicht nur weitgehend sämtliche Vorteile des in der eingangs genannten älteren Patentanmeldung beschriebenen Erdkollektors, soweit diese vom speziellen Anwendungsgebiet auf das Erdreich unabhängig sind, erzielt werden, weshalb an dieser Stelle auch ausdrücklich Bezug auf diese ältere Patentanmeldung genommen sei. Darüber hinaus ergibt sich aber auch im Rahmen der Verwendung des Kollektors als Luftwärme- und Sonnenkollektor eine Vielzahl von unterschiedlichen Anwendungsmöglichkeiten, da dieser je nach Lage des Falles anstelle eines üblichen Zaunes, als Brüstungselement, vorzugsweisefür die Balkone oder Fenster einer größeren Hausanlage, beispielsweise auch einem Hochhaus, usw. zur Anwendung gelangen kann. Weitere Vorteile, insbesondere im Hinblick auf die Erhöhung des Wirkungsgrades, ergeben sich dann, wenn der erfindungsgemäße Kollektor als Doppel- oder Mehrfachregister mit in geringem parallelem Abstand zueinander angeordneten, an einem Ende durch ein Umlenkverteilerrohr verbundenen Gitterelementen ausgebildet ist. Darüber hinaus läßt sich der erfindungsgemäße Kollektor nicht nur mit Vorteil - anstelle eines üblichen Zauns - als Energiezaun verwenden, sondern auch als Energiezaun in Kombination mit einem entsprechend, d. h. weitgehend identisch ausgebildeten Erdkollektor, und zwar dann, wenn der mit seinen Vertikalstreben im Erdreich verankerte Energiezaun zusätzlich ein senkrecht im Erdreich verlaufendes, als Erdkollektor dienendes Gitterelement auf weist.
• Im übrigen ergeben sich bei der Verwendung des Kollektors in Form eines Energiezaunes aufgrund des Umstandes, daß die das Wärmeübertragungsmedium führenden Rohre vorzugsweise aus biegsamem Kunststoff bestehen, deswegen weitere Vorteile, weil derartige Kunststoffrohre außerordentlich gut gegen Korrosion sowie gegen die durch die Sonne gegebene Ultraviolettlichtbestrahlung beständig sind, so daß ein derartiger Luftwärme- und Sonnenkollektor eine große Lebensdauer aufweist. Dieser Vorteil ermöglicht auch die außerordentlich gute Verwendung des Kollektors als sogenannter Stallkollektor, d. h. als Wärmetauscher für die üblicherweise in der Stall-Luft enthaltene große Wärmemenge, da ein solcher aus Kunststoffrohren bestehender Stallkollektor völlig unempfindlich gegenüber der relativ agressiven Stall-Luft ist.
• Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.
• Diese zeigt in: Fig. 1 schematisch perspektivisch die Anwendung des erfindungsgemäßen Kollektors bei einer Hausanlage sowohl in Form eines Energiezaunes - anstelle eines üblichen Begrenzungszaunes -als auch in Form von Brüstungselementen für die Balkone und Fenster der Hausanlage; Fig. 2 den Kollektor als im Erdreich verankerter Energie zaun in Seitenansicht und Fig. 3 in Draufsicht; Fig. 4 perspektivisch den Energiezaun vor seiner Verankerung im Erdreich sowie vor der durch einfaches Aufstecken erfolgenden Montage der einzelnen Rohre; Fig. 5 den als Doppelregister ausgebildeten Energiezaun vor seiner Verankerung im Erdreich in perspektivischer Darstellung und Fig. 6 in Draufsicht; Fig. 7 schematisch perspektivisch zwei benachbarte, über eine Verbindungslasche miteinander zu verbindende Horizontalträger und Fig. 8 im Horizontalschnitt das mit den freien Enden der Schenkel aller Federklammern einer vertikalen Distanzhalterreihe verschweißte Kunststoffband.
• Wie aus der Zeichnung, insbesondere aus Fig. 1, ersichtlich, gelangt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Luftwärme- und Sonnenkollektor sowohl als Energiezaun 1 - anstelle eines üblichen Begrenzungszaunes - als auch als Brüstungselement 2 für die Balkone bzw. Fenster einer Hausanlage 3 bzw. 3' zur Anwendung. Der Energiezaun 1 besteht hierbei, genau wie im übrigen das jeweilige, grundsätzlich identisch ausgebildete Brüstungselement 2, aus einem Gitterlement, das aus der erforderlichen Anzahl biegsamer Kunststoffrohre 4 vorgefertigt sein kann.
• Diese Kunststoffrohre 4 verlaufen übereinander parallel in geringem vertikalem Abstand zueinander und sind bei Bedarf auf vorbestimmte Längenabschnitte zugeschnitten, die bereits am Ort ihrer Herstellung oder erst am Ort ihrer Montage durch geeignete, nicht näher dargestellte Befestigungsmittel flüssigkeitsdicht verbunden sind. Die jeweiligen Rohre 4 führen ein Wärmeübertragungsmedium, beispielsweise Wasser mit einem Frostschutzmittel, und sind jeweils zu einer Vorlaufrohrgruppe bzw. zu einer Rücklaufrohrgruppe zusarnmengefaßt, die jeweils untereinander durch Distanzhalter 5 im Abstand gehalten und mit ihrem einen Ende an das jeweils zugeordnete Vorlauf- bzw. Rücklaufverteilerrohr 6 bzw. 7 sowie mit ihrem anderen Ende gemeinsam an ein Umlenkverteilerrohr 8 angeschlossen sind.
• Der Energiezaun 1 gelangt, genau wie auch die Gesamtheit der Brüstungselemente 2, in Verbindung mit einer nicht näher dargestellten Wärmepumpe zur Anwendung, die in der jeweiligen Hausanlage 3 bzw. 3' installiert ist und dazu dient, die vom Kollektor 1 bzw. 2 aufgefangene, als natürliche Primärenergie dienende Luft- und/oder Sonnenwärme mittels Zufuhr von Sekundärenergie auf ein höheres Temperaturniveau zu bringen, um damit an beispielsweise die Heizungsanlage des Hauses 3 bzw. 3' zu beschicken.
• Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, ist der Energiezaun 1 in Form eines einfach ausgebildeten Gitterelementes vorgesehen und mit mehreren im Abstand zueinander angeordneten Vertikalstreben 9 sowie mittels entsprechender Betonklötze 10 oder dgl. im Erdreich 11 verankert. Die Anordnung ist hierbei derart getroffen, daß der Energiezaun 1 - ähnlich dem klassischen Begrenzungszaun, den er hinsichtlich der Begrenzungsfunktion ersetzt - , senkrecht stehend auf dem Erdreich angeordnet ist. Gleiches g ilt in entsprechender Weise für die einzelnen Briistungselemente 2 der Hausanlage 3 bzw. 3', wobei diese Brüstungselemente 2 in diesem Fall durch entsprechende Vertikalstreben 9 im Balkonboden bzw. an der zugeordneten Wand des Hauses 3 bzw. 3' verankert sind.
• Die Vertikalstreben 9 sowohl des Energiezauns 1 als auch der Brüstungselemente 2 sind untereinander über oberseitige und unterseitige Horizontalträger 12 verbunden, die beispielsweise aus U-Profilschienen bestehen und ihrerseits, wie aus Fig. 7 ersichtlich, jeweils endseitig über eine Verbindungslasche 13 sowie entsprechende Schraubverbindungsmittel 14 verbunden sind.
• Bei dem abgewandelten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 und 6 gelangt der Energiezaun 1' in Form eines Doppelregisters zur Anwendung, das durch zwei in geringem parallelen Abstand zueinander angeordnete, an einem Ende durch das Umlenkverteilerrohr 8 verbundene Gitterelemente gebildet ist, wobei die Gitterelemente ihrerseits jeweils durch die Vielzahl der parallel horizontal zueinander verlaufenden Rohre 4 gebildet ist.
• Unabhängig davon, ob der Luftwärme- und Sonnenkollektor als Energiezaun 1 in Form eines Einfachgitterelementes, als Energiezaun 1' in Form eines Doppelregisters oder als Brüstungselement 2 zur Anwendung gelangt, sind die einzelnen Rohre 4 untereinander, wie schon beschrieben, in ihrer Lage durch die Distanzhalter 5 gehalten, die ihrerseits in regelmäßigem Abstand zueinander, beispielsweise von 50 cm und mehr, angeordnet und derart ausgebildet sind, daß sie ohne weiteres etwaige sich aufgrund von Temperaturschwankungen und Wärmedehnungen ergebende Längsbewegungen der Rohre 4 zulassen, diese jedoch gleichzeitig sicher halten. Dies beruht darauf, daß die einzelnen Distanzhalter 5 für die Rohre 4 des jeweiligen Kollektors 1 bzw. 1' bwz. 2 Federklammern 16 aufweisen, die aus biegsamem Kunststoff geformt und einsttickig mit entsprechenden Tragleisten 17 ausgebildet sind, an denen sie oberseitig mittels eines außermittig angeordneten Fußes 15 vorgesehen sind. Die einzelnen, die Federklammern 16 tragenden Tragleisten 17 weisen zweckmäßigerweise eine solche Länge auf, daß der Abstand zwischen zwei benachbarten Federklammern 16 bei aneinander gereihten Tragleisten 17 dem Abstand zwischen zwei Längsachsen benachbarter Kollektorrohre 4 entspricht. Die beiden Schenkel 18, 19 jeder Federklammer 16 sind derart geformt, daß sie jeweils ein Rohr 4 unter Dreipunktberührung umgreifen, wobei, wie aus Fig. 8 ersichtlich, die drei Berührungspunkte d, e und f einerseits an der gemeinsamen inneren Verbindungsstelle der beiden Federklammerschenkel 18, 19 und andererseits jeweils innenseitig an dem oberen freien Ende 20, 21 der Schenkel 18, 19 anliegen.
• Zur Versteifung der einzelnen biegsamen Tragleisten 17 der Distanzhalter 5 ist eine nicht näher dargestellte starre Stützschiene, beispielsweise aus Metall oder aber aus entsprechendem starren Kunststoff, vor -gesehen, die querschnittlich U-förmig mit zusätzlich nochmals abgebogenen, einander zugekehrten Schenkeln ausgebildet ist und demgemäß die einzelnen Tragleisten 17 dann, wenn diese in den Hohlquerschnitt der Stützschiene eingeschoben sind, in ausreichender Weise versteift.
• Wie weiterhin aus Fig. 8 ersichtlich, ist mit den freien Enden 20, 21 der Schenkel 18, 19 aller Federklammern 16 einer vertikalen Reihe von Distanzhaltern 5 ein Kunststoffband 22 verschweißt, das nach der erfolgten Montage der einzelnen Rohre 4 bzw. nach deren Festlegung in den Distanzhaltern 5 ein unbeabsichtigtes Herausrutschen dieser Rohre 4 aus den Distanzhaltern 5 verhindert.

Claims (7)

1. Luftwärme- und Sonnenkollektor in Form eines Energiezaunes oder dgl.

   Patentansprü che: Kollektor zum Auffangen von natürlicher Primärenergie oder sonstiger Umgebungsenergie für eine VVErmepumpenanlage oder eine rekuperative Kühlanlage mit mehreren im Abstand zueinander angeordneten, ein Wärmeübertragungsmedium, wie beispielsweise Wasser mit einem Frostschutzmittel, führenden Vorlauf- und Rücklaufrohren, die jeweils an ein Verteilerrohr angeschlossen sind, wobei der Kollektor weitgehend aufrecht stehend mit übereinander parallel in geringem vertikalem Abstand verlaufenden, insbesondere aus biegsamen Kunststoff bestehenden Rohren angeordnet ist und aus wenigstens einem vorgefertigten Gitterelement in Form gruppenweise zusammengefaßter Vorlauf- und Rücklaufrohre besteht, die jeweils untereinander durch Distanzhalter im Abstand gehalten und mit ihrem einen Ende an das jeweils zugeordnete Vorlauf-bzw. Rücklaufverteilerrohr sowie mit ihrem anderen Ende gemeinsam an ein Umlenkverteilerrohr angeschlossen sind, g e k e n n z e i c h n e t durch die Verwendung des Kollektors als Luftwärme- und Sonnenkollektor in Form eines Energiezaunes (1, 1', 2) oder dgl., der weitgehend senkrecht stehend oberhalb des ihm zugeordneten Bodens (11) in diesem durch mehrere im Abstand zueinander vorgesehene Vertikalstreben (9) verankert ist, wobei die Vertikalstreben (9) untereinander über oberseitige und unterseitige Horizontalträger (12) verbunden sind.
2. 2. Kollektor nachAnspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er als Doppelregister (1>) mit in geringem parallelen Abstand zueinander angeordneten, an einem Ende durch ein Umlenkverteilerrohr (8) verbundenen Gitterelementen ausgebildet ist.
3. 3. Kollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er zur Verringerung des auf die Wärmeleistung bezogenen Grundflächenbedarfs als Mehrfachregister- Gitterelement ausgebildet ist.
4. 4. Kollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d ad ur c h g e k e n n -zeichnet, daß der Energiezaun als Brüstungselement (2), insbesondere für einen Balkon oder ein Fenster, ausgebildet und über seine Vertikalstreben (9) im zugeordneten Balkonboden oder der Hauswand verankert ist.
5. 5. Kollektor nacheinemder Ansprüche 1 bis 3, d adur ch gekennz e ic hn et, daß der mit seinen Vertikalstreben (9) im Erdreich (11) verankerte Energiezaun (1) zusätzlich ein senkrecht im Erdreich (11) verlaufendes, als Erdkollektor dienendes Gitterelement aufweist.
6. 6. Kollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadur ch gekennz e i c h n e t daß jeweils zwei benachbarte oberseitige bzw. unterseitige Horizontalträger (12) über eine mit diesen verschraubte Verbindungslasche (13) verbunden sind.
7. 7. Kollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dessen Distanzhalter für die Rohre aus in horizontalem Abstand zueinander angeordneten versteiften Tragleisten mit hieran auf einer Breitseite in einem dem Abstand zwischen zwei Rohrlängsachsen entsprechenden Abstand vorgesehenen Federklammern bestehen, die mit den Tragleisten einstückig verbunden und derart ausgebildet sind, daß sie die Rohre mit Dreipunktberührung umgreifen, wobei die Tragleisten einschließlich ihrer Federklammern aus biegsamem Kunststoff geformt und durch starre Stützschienen versteift sind, die profilförmig, insbesondere querschnittlich U-förmig, ausgebildet sind und mit ihren Profilschenkeln die jeweiligen Tragleiste beidseits umgreifen, dadurch gekenn zeichn et, daß mit den freien Enden (20, 21) der Schenkel (18> 19) aller Federklammern (16) einer vertikalen Distanzhalterreihe (5) ein Kunststoffband (22) verschweißt ist.