DE8001844U1 - Fertigdach fuer ein solarbeheiztes haus - Google Patents

Description

Die Neuerung betrifft ein Fertigdach der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.

Es ist bekannt, auf dem Dach eines Hauses einen Sonnenkollektor anzubringen, der von Flüssigkeit durchströmt ist, die in ihm durch Strahlungsabsorption erwärmt wird. Nachteilig ist dabei, daß diese Sonnenkollektoren stets sichtbar auf der Dachfläche angebracht werden müssen, was von manchen Baubehörden nicht genehmigt wird.

Weiter sind Häuser, die mit Umluft beheizt werden, wobei die Umluft in dem Haus umgewälzt wird und über Wärmetauscher die

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in das HäUö einströmende Frisöhlurt eryärmt/ bekannt *

Sähließlidh igt ein Öadh bekannt (DE-OS,28 09 442)/ bei Welchem die Dädheindeökung zwischen einem Abdiöhtbelag und eineif Wärmeisöliersdhidht angeordnete Zwischenräume aufweist/ in denen eine Luftzirkulation ZWisdhen einer in das Innere des Gebäudes weisenden ersten öffnung und einer nach außerhalb des Gebäudes Weisenden zweiten öffnung stattfindet* Die Sonnenenergie Wird bei diesem bekannten Dadh nur im Winter ausgenutzt,. Wobei dann noch weitere Heizvorrichtungen erforderlich sind/ Um die von außen durch die Zwischenräume in das Haus geleitete Luft aufzuwärmen* Im Sommer wird die Luft aus dem Inneren des Hauses durch die Zwischenräume hindurch nach außen geleitet und es soll verhindert werden, daß die Sonneneinstrahlung auf der Dacheindeckung sich durch einen Wärmeaustausch in das Innere des Hauses überträgt* Damit geht Wärme aus dem Inneren des Hauses ungenutzt verloren.

Aufgabe der Neuerung ist es, ein als eine transportable Einheit ausgebildetes Fertigdach zu schaffen, das so mit einem Sonnenkollektor versehen ist,daß dieser die äußere Erscheinung des Hauses nicht beeinträchtigt, und das keinerlei in dem Haus . erzeugte Wärme verloren gehen läßt.

.Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Schutzanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Bei dem Dach nach der Neuerung wird die Luft in dem Luftsammelraum unterhalb der Formplatten durch die eingestrahlte Sonnenenergie nach dem Glashauseffekt aufgeheizt. Jeder Rohrkollektor des Rohrkollektorsystems arbeitet für sich ebenfalls nach dem Glashauseffekt, um eine in einem geschlossenen Kreislauf strömende Flüssigkeit zu erwärmen, und Luft aus dem Inneren des Hauses, die im Haus Wärme aufgenommen hat, sei es durch Körperwärme, Fernsehgeräte, Kühlschränke od.dgl., wird über Zu- und Abluftkanäle durch den Luftsammeiraum geleitet und darin erwärmt.

Damit ergeben sieh folgende Verteile!' Wä'rme aus dem Innere".! des HäUsös geht niöht Verlöreft/ sondern Wird ail deii Flüssig« keitskre.tsiäuf in dem LUf^sämmelräum abgegeben/ Wo die Uni" luft außerdem dureh Absorption von von außerhalb des HäUseä eingestrahlter Energie Wieder erwärmt wel?d\en kann* Das aus speziellen Röhrköliektören (insbesondere gemäß den Änsprüöh'an 11 und 12) aufgebaute Köllektörsystem ist voll in das Innere des Daches integriert/ so daß die äußere Gesamterscheinung des Hauses durch das Kollektorsystem in keiner Weise beeinträchtigt wird«

Weiterbildungen und zweckmäßige Ausgestaltungen der Neuerung bilden den Gegenstand der Ünteransprüche«

Ein Ausführungsbeispiel der Neuerung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch das Dach und einen Iteil des darunter befind-^

liehen Hauses,
Fig. 2 in perspektivischer Darstellung einen aufgeschnittenen Übhrkol-

lektor und
Fig. 3 eine Seitenansicht eines Rohrkollektors·

Das in Fig. 1 gezeigte Dach wird in der Fabrik montiert 'and als Fertigdach mit allen in Fig. mit allen in Fig. 1 gezeigten Finrichtungen einfach auf einen Rohbau aufgesetzt. Es sind dann lediglich noch an den Stellen X und Y Luftkanalverbindungen sowie Anschlüsse für Wasserrohre 1S, 19 herzustellen, was aus dem folgenden noch deutlicher werden wird.

Gemäß Fig. 1 ist das Dach mit den üblichen Dachziegeln 1 gedeckt, die bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiei

etwa 1 m unterhalb des Firstes

2 enden. Der verbleibende Teil des Daches ist beiderseits des Firstes 2 jeweils mit einer Formplatte 3 aus transparentem Kunststoff bedeckt. Die Formplatten 3 können so pigmentiert werden, daß sie Wärmestrahlung durchlassen, aber in der Farbgestaltung von den Dachziegeln 1 nicht zu unterscheiden sind, so daß die Dachfläche ein einheitliches Aussehen erhält.

Etwa auf der Höhe der unteren horizontalen Kanten 4 der Formplatten 3 ist in dem Dachinnenraum 23 eine Zwischendecke 5 eingezogen, so daß oberhalb derselben ein Luftsammeiraum 6 gebildet ist. Die Zwischendecke 5 ist gut wärmeisoliert und auf ihrer dem Luftsammeiraum 6 zugewandten Seite mit einer Thermoref lexionsfolie 7 belegt. Zwischen den Dachsparren 8 sind beiderseits des Firstes 2 Zuluftkanäle 9 gebildet,die alle unten über einen Umluftkanal 10 mit den Räumen des Hauses und oben im Bereich der Formplatten 3 mit dem Inneren des Luftsammelraums 6 in Verbindung stehen.

In dem Luftsammeiraum 6 befindet sich ein Sonnenkollektor aus mehreren sich über die Länge des Daches erstreckenden und auf Lücke angeordneten Rohrkollektoren 11, wie es in Fig. 1 im Schnitt gezeigt ist. Die Aufhängung der Rohrkollektoren 11 befindet sich zwischen den Dachsparren 8 und besteht aus Knotenstücken (nicht gezeigt), die mit Aussparungen versehen sind, in die die Rohrkollektoren eingeschoben sind.

Gemäß den Fig. 2 ind 3 besteht jeder Rohrkollektor aus einem transparenten Glas- odpr Kunststoffrohr 12, durch welches ein zentrales, außen geschwärztes und von Wasser durchströmtes Metall-, insbesondere Kupferrohr 13 hindurchgeführt ist, das durch zwei das Kunststoffrohr an beiden Enden verschließende Kappen 14 in dem Kunststoffrohr in koaxialer Lage gehalten wird. In ihrem dem First 2 zugewandten oberen Bereich sind die Kunststoff rohre 12 mit einer Thermoreflexionsfolie 15 belegt, die die durch die Formplatten 3 hindurchgetretene und an der Thermoref lexionsfolie 7 reflektierte Lichtstrahlung (infrarotes, ultrarotes und ultraviolettes Licht) als Strahlenfalle auffängt, um den Innenraum der Kunststoffrohre 12 zusätzlich aufzuheizen. Dadurch wird die Erwärmung des Innenraums der Kunststoffrohre 12 auch bei diffusem Licht gewährleistet/ indem die Lichtstrahlung mehrfach, das heißt an den Formplatten 3, an der Thermo-

7 und an dem Kupfeiiifohif 13 sowie an der Thermo-15 gebrOöhen wiJfd. Die Kappen 14 bestehen bei

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dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel ebenfalls aus Kunststoff.

Der Luftsammelraum 6 ist im Eereich der Zwischendecke 5 mit einem Abluftkanal 16 verbunden, der über einen Wärmetauscher 17 wieder in das Innere des Hauses führt. Die innere.ι Kupferrohre 13 der Rohrkollektoren 11 sind zu einem geschlossenen Wasserkreislaufsystem zusammengeschlossen. Der Wärmetauscher 17 ist über Rohre 18, 19 direkt an den Wasserkreislauf des Hauses, beispielsweise an das Warmwasserheizsystem, angeschlossen. Ein zwischen die beiden Kreislaufsysteme der Rohrkollektoren 11 und des Wärmetauschers 1 7 geschaltetes Mischventil 20 gestattet, die Wasserkreisläufe in den Rohrkollektoren 11 und in dem Wärmetauscher 17 nach Wahl miteinander zu verbinden oder voneinander zu trennen.

Die Umluft aus dem Haus, die durch alle in dem Haus befindlichen Wärmequellen (Körperwärme, Fernsehgeräte, Kühlschränke, usw.) erwärmt worden ist, strömt über den Umluftkanal 10 in die Zuluftkanäle 9. In dem Umluftkanal 10 ist ein weiterer Wärmetauscher 21 angeordnet, in welchem die dem Haus von außen zugeführte Frischluft 22 durch die aus dem Hausinneren zum Dach strömende Umluft erwärmt wird, bevor sie in das Innere des Hauses gelangt. Der Wärmetauscher 21 wird bei Bedarf oberhalb des

Anschlusses X in den Kanal 10 geschaltet und bildet dann ebenfalls einen integralen Bestandteil des Fertigdaches.

Am Eintritt des Umluftkanals 10 in die Zuluftkanäle 9 ist ein Zweigkanal 30 angeschlossen, del' den Umluftkanal 10 mit dem Abluftkanal 16 vor dem Wärmetauscher 17 verbindet. An der Verbindungsstelle zwischen dem Zweigkanal 30 und dem Umluftkanal 10 ist eine mit Hilfe eines fernsteüerbaren Stellantriebs 32 verschwenkbare Klappe 31 angeordnet, mit der der Einlaß der Zuluftkanäle 9 versperrt (in Fig. 1 gestrichelt dargestellte Klappens teilung) und der" Umluftkanal 10 über den Zweigkanal direkt mit dem Abluftkanal 16 verbunden werden kann. Der Zweck dieser Maßnahme ist weiter unten erläutert.

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Stromabwärts des Wärmetauschers¹'Π w*ird"die Luft entweder ins Haus oder über einen Austrittskanal 33 ins Freie geleitet, je nach der Stellung einer fernsteuerbaren Klappe 34, die in der mit ausgezogener Linie dargestellten Stellung den ins Haus führenden Kanal und in der gestrichelt dargestellten Stellung den Austrittskanal 33 verschließt.

Das hier beschriebene Dach arbeitet folgendermaßen:

In dem Haus erwärmte Umluft strömt über den Umluftkanal 10 nach oben und durch die Zuluftkanäle 9 in den Luftsammeiraum 6. In diesem Raum wird die Umluft durch die über die Formplatten 3 eindringende Strahlung nach dem Glashauseffekt weiter erwärmt und strömt dann durch den Abluftkanal 16 und durch den Wärmetauscher 17, in welchem sie ihre Wärme an den Wasserkreislauf desselben abgibt.Neben der Umluft heizt die in den Luftsaninelraum 6 eintretende Strahlung die um die Kupferrohre 1 3 durch die Rohre 12 und die Kappen 14 gebildeten Luftkammern der RohrJrollektoren 11 auf und erwärmt so das in den Rohrkollektoren strömende ^wasser, wobei die Strahlungsenergie zusätzlich durch die außen geschwärzten Kupferrohre direkt durch Absorption aufgenommen wird. Der Glashauseffekt und die Strahlungsabsorption im Innern der Rohrkollektoren 11 wird durch die Thermoreflexionsfolie 15 noch verstärkt. Die gleicne Wirkung wird in dem Luftsamme1raum 6 durch die Thermoreflexionsfolie 7 erzielt. Der Wasserkreislauf durch den Wärmetauscher 17 und der durch die Rohrkollektoren 11 werden, wie erwähnt, durch das Mischventil 20 miteinander gekoppelt oder voneinander getrennt.

Im Winter oder bei Nacht kann es erwünscht sein, die Zuluftkanäle 9 für Umluft aus dem Haus zu sperren, damit diese nicht Wärme an der kalten Dachfläche verliert. Es werden deshalb die Zuluftkanäle 9 durch Verschwenken der Klappe 31 in die in Fig. 1 gestrichelt dargestellte Stellung versperrt und der Zweigkanal 30 wird geöffnet, so daß die Umluft direkt über den Abiu£tkanal 16 in den Wärmetauscher 17 gelangt. In den dann durch die Klappe 31 verschlossenen Zuluftkanälen 9 befindet sich deshalb ein

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Luftisolationspolster', 'd£s bßi Sonneneinstrahlung durch Konvektion in Bewegung versetzt wird, so daß ein Luftaastausch zwischen den Zuluftkanälen 9 und dem Luftsammeiraum 6 auftreten kann. Das Verschwenken der Klappe 31 kann über eine Messung der Lufttemperatur, z.B. dem Luftsammeiraum 6, thermostatisch gesteuert werden. Bei ausreichender Sonneneinstrahlung kann auf diese Weise die Klappe 31 automatisch wieder in die in Fig. 1 Tuit ausgezogener Linie dargestellte Stellung ver schwenkt werden. In gleicher Weise wird die Klappe 34 gesteuert, um die Luft nach dem Durchströmen des Wärmetauschers 17 wahlweise ins Haus oder über den Austrittskanal 53 ins Freie zu leiten. Die Klappe 34 kann in Zwischenstellungen gehalten werden, so daß die ins Haus gehende Luft iiur Klimatisierung desselben herangezogen werden kann.

Claims (9)

Schutzansprüche :

1. Fertigdach für ein solarbeheizte.r Haus, mit einem Luftsammelraum zum Erwärmen ν/ η Luft durch Wärmeabsorption aus der auf das Dach gestrahlten Sonnenenergie,

dadurch gekennzeichnet, daß das Dach im Bereich des Firstes (2) mit transparenten, jegliche Lichtstrahlung nach innen durchlassenden, vorzugsweise aus Kunststoff bestehenden Formplatten (3) gedeckt ist,

daß der Luftsammelraum (6) ein unter dem First und im Bereich der Formplatten angeordneter, gegenüber dem übrigen Dachinnenraum (23) abgeschlossener Raum ist,

daß in dem Luftsammelraum unter den Formplatten ein als Rohrkollektorsystem (11') ausgebildeter Sonnenkollektor angeordnet ist, der ein in sich geschlossenes Flüssigkeitskreislaufsystem enthält, und

daß der Luftsammelraum mit jeweils wenigstens einem zu- und Abluftkanal (9, 16) verbunden ist.

2. Dach nach Anspruch 1/ dadurch gekennzeichnet/ daß der Luftsammeliiaum (6) durch eine wärmeisöüeEte und zum Fiifst (?) hin

mit einer Thermoreflexionsfolie (7) belegte Zwischendecke (5) von dem übrigen Dachinnenraum (23) getrennt ist.

3. Dach nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrkollektorsystem (11') mehrere sich über die Länge des Daches erstreckende und jeweils unterhalb der Formplatten (3) gegenseitig auf Lücke angeordnete Rohrkollektoren (11) mit geschwärzten zentralen Rohren, die zu dem Flüssigkeitskreislaufsystem zusammengeschlossen sind, aufweist.

4. Dach nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Rohrkollektor (11) ein beidseitig geschlossenes,, transparentes Rohr (12) aufweise., durch welches das zentrale Rohr (13) koaxial und mit radialem Abstand hindurchgeführt ist (Fig. 2).

5. Dach nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die transparenten Rohre (12) in ihrem dam First (2) zugewandten oberen Bereich mit einer Thermoreflexionsfolie (15) belegt sind.

6. Dach nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Abluftkanal (16) ein Wärmetauscher (17) angeordnet ist, in welchem die in dem Luftsammeiraum (6) erwärmte Luft ihre Wärme abgibt.

7. Dach nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Flüssigkeitssystem des Rohrkollektorsystems (11') über ein Mischventil (20) wahlweise mit dem Kreislauf des Wärmetauschers (17) verbindbar ist.

8. Dach nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch einen zwischen den Einlaß des Zuluftkanals (9) und den Abluftkanal (16) geschalteten Zweigkanal (30) und durch uin steuerbares Absperrorgan (31) zum wahlweisen Verschließen des Einlas-

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