EP4549673A1 - Heatable air gap insulation for house walls - Google Patents
Heatable air gap insulation for house walls Download PDFInfo
- Publication number
- EP4549673A1 EP4549673A1 EP23207881.6A EP23207881A EP4549673A1 EP 4549673 A1 EP4549673 A1 EP 4549673A1 EP 23207881 A EP23207881 A EP 23207881A EP 4549673 A1 EP4549673 A1 EP 4549673A1
- Authority
- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- wall
- air gap
- liquid medium
- insulation
- walls
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
- E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
- E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
- E04B1/74—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls
- E04B1/76—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls specifically with respect to heat only
- E04B1/7675—Insulating linings for the interior face of exterior walls
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
- E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
- E04B1/0023—Building characterised by incorporated canalisations
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
- E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
- E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
- E04B1/70—Drying or keeping dry, e.g. by air vents
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D3/00—Hot-water central heating systems
- F24D3/12—Tube and panel arrangements for ceiling, wall, or underfloor heating
- F24D3/14—Tube and panel arrangements for ceiling, wall, or underfloor heating incorporated in a ceiling, wall or floor
- F24D3/145—Convecting elements concealed in wall or floor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D3/00—Hot-water central heating systems
- F24D3/12—Tube and panel arrangements for ceiling, wall, or underfloor heating
- F24D3/14—Tube and panel arrangements for ceiling, wall, or underfloor heating incorporated in a ceiling, wall or floor
- F24D3/147—Tube and panel arrangements for ceiling, wall, or underfloor heating incorporated in a ceiling, wall or floor arranged in facades
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D5/00—Hot-air central heating systems; Exhaust gas central heating systems
- F24D5/06—Hot-air central heating systems; Exhaust gas central heating systems operating without discharge of hot air into the space or area to be heated
- F24D5/10—Hot-air central heating systems; Exhaust gas central heating systems operating without discharge of hot air into the space or area to be heated with hot air led through heat-exchange ducts in the walls, floor or ceiling
Definitions
- the present invention relates to air gap insulation for house walls, comprising a first wall and a second wall.
- the two walls extend parallel to one another in their wall surface, i.e. in the longitudinal and vertical directions.
- the first wall and the second wall are delimited in the longitudinal and vertical directions by adjacent surfaces such as ceilings, floors and/or walls and/or are connected to further walls.
- the first wall and the second wall are spaced apart in the depth direction, i.e. perpendicular to the wall surface, by a distance which defines an air gap between the first wall and the second wall and the adjacent surfaces.
- the distance also includes a pipe in the floor and/or at the lower end of the air gap, through which a heated, first liquid medium flows and heat can be transferred between the first liquid medium and the air in the air gap.
- Thermal insulation usually consists of additional layers of heat-insulating material that is attached to the house wall. This material is often applied to the exterior facade This has the advantage that the living space is not restricted by the additional insulation material. Furthermore, the warm/cold interface is located on the outside of the house, so any condensation or dew that may form only forms on the outside of the house and can drain away easily.
- the state-of-the-art thermal insulation for interior use usually consists of insulation mats or insulation boards made of, for example, plasterboard or calcium silicate.
- the water vapor diffusion resistance of such insulation materials for interior insulation can vary considerably. Since interior insulation creates a cold/warm interface inside the house between the wall and the insulation material, condensation of the moisture contained in the air can occur here. The condensate that forms at the cold/warm interface can then lead to rot and/or fungal growth. Both are harmful to the occupants and the structure of the house.
- the various materials used either attempt to shield this cold/warm interface as effectively as possible or to enable the liquid to transport through the insulating wall. Experience shows that both variants are nevertheless prone to moisture formation – with the consequences described for occupants and masonry; moreover, the insulation materials reduce the living space due to their thickness.
- air gap insulation for house walls which comprises a first wall and a second wall.
- the two walls extend parallel to each other in their wall surfaces, i.e., in the longitudinal and vertical directions.
- the first wall and the second wall are bounded longitudinally and vertically by adjacent surfaces such as ceilings, floors, and/or walls, and/or are connected to other walls.
- the first wall and the second wall They are spaced apart in the depth direction, i.e., perpendicular to the wall surface, by an air gap between the first wall and the second wall and the adjacent surfaces.
- the gap also includes a tube in the floor and/or at the lower end of the air gap, through which a heated, first liquid medium flows, and heat can be transferred between the first liquid medium and the air in the air gap.
- the first wall is the exterior wall of the old building, which, for aesthetic reasons or for reasons of historical preservation, should not be visibly insulated from the outside.
- a second wall is built behind this wall on the interior.
- This second wall can be made of various materials.
- the wall could be constructed from sand-lime bricks. It is also conceivable that the wall could be made of other stones or sand-lime brick slabs.
- Sand-lime brick has the advantage of being moisture-diffusive, thus creating a pleasant indoor climate. Other materials that allow moisture diffusion can also be used.
- Mats that act as vapor barriers or vapor retarders can be attached to the second wall or can be part of the second wall. These mats can also have the property of allowing water to diffuse in only one direction.
- the second wall runs parallel to the first wall both lengthwise and vertically. Since walls in older buildings are sometimes not exactly plumb, there may be deviations in the parallelism between the first and second walls. If the first wall is crooked, the second wall is built as straight as possible so that it covers the crooked wall and is no longer visible to the residents. However, a minimum distance between the first and second walls is maintained, ensuring an air gap between the first and second walls.
- the second wall can extend to an adjacent surface, such as a ceiling, a floor, or even adjacent walls.
- a second wall can be installed parallel to each of the two exterior walls. If the two exterior walls meet at an angle, the respective parallel second walls can meet at the same angle.
- a gap in the depth direction of the walls is always present between the first and second walls. This allows air to circulate between the first and second walls.
- the air gap between the first and second wall is limited by the adjacent surfaces, such as ceilings, floors and walls.
- a pipe is installed in the floor or, alternatively, at the lower end of the air gap.
- a warm, first liquid medium flows through this pipe.
- This first liquid medium can be water, for example. However, it can also be mixed with glycol or other substances that, for example, reduce deposits in the circuit or prevent the first liquid medium from freezing when the heatable air gap insulation is switched off at sub-zero temperatures.
- the pipe is designed to transfer heat to the environment—in this case, to the air in the air gap.
- This transfer of heat from the first liquid medium to the air in the air gap causes the air to circulate in the air gap.
- the air warmed by the first liquid medium rises, as heating the air causes its density to decrease.
- Cold, denser air sinks and is heated by the first liquid medium, or rather the pipe through which it flows. This creates a circulation of air in the air gap between the first and second walls.
- the pipe is preferably made of a material with good thermal conductivity.
- Examples of pipes for this application include those also used for underfloor heating.
- Such pipes can be multilayer composite pipes or pipes made of cross-linked plastic. Pipes made of copper, aluminum, or stainless steel are also advantageous, as they also ensure good heat transfer. In general, any material with a low heat transfer coefficient, robustness, and impermeability to the first liquid medium is possible.
- the pipes can also be PEX pipes (cross-linked polyethylene).
- the air gap insulation for house walls has a distance between the first wall and the second wall in a range of 10 mm to 300 mm inclusive, preferably in a range of 15 mm to 150 mm and particularly preferably between 25 mm and 40 mm.
- the space created by the depth difference between the first and second walls forms an air gap.
- This air gap serves as insulation between the first and second walls, thus indirectly between the interior and exterior of the house.
- the distance between the two walls is in the range of 10 mm to 300 mm. Since the air in the gap needs to be heated, it is advantageous to limit the amount of air. A distance between the first and second walls of 15 mm to 150 mm is therefore advantageous. A distance of 25 mm and 40 mm is particularly advantageous. At this distance, the volume of the air gap is large enough to create an insulating layer between the first and second walls, in which air circulation is established through the constant heating of the air by the first liquid medium in the tube and its cooling.
- the second wall has a wall thickness in the depth direction which is in a range of 10 mm to 250 mm inclusive, preferably in a range of 30 mm to 150 mm and particularly preferably between 50 and 70 mm.
- the second wall is advantageously made of sand-lime blocks, which have a high heat storage capacity. Furthermore, a tongue-and-groove system on the ends of the blocks facilitates wall construction. This is particularly advantageous for thin walls. The surface of such a wall is smooth and joints are minimized. Sand-lime blocks with a width of 60 mm have proven to be optimal.
- Embodiments in which the second wall is formed by means of panels that are optionally attached to a substructure made of metal and/or wood or to the adjacent walls and ceilings are also conceivable.
- the second wall reduces the living space, it is advantageous to make it as thin as possible.
- the insulating effect of the second wall itself is not the only decisive factor, as the insulating effect is primarily achieved through the air gap between the first and second walls and the heated first liquid medium.
- the air gap insulation for house walls has a tube with an outer diameter of 5 mm to 30 mm, preferably 10 mm to 25 mm, particularly preferably 15 mm to 20 mm.
- the pipe for the air gap insulation must contain the heated first liquid medium. It must be leak-proof for decades and require no maintenance, as it is housed inaccessibly between the first and second walls.
- An example of this pipe is a PEX pipe, as used in underfloor heating systems.
- the air gap insulation can even be connected to the same circuit as the underfloor heating and/or the radiators for heating the rooms.
- the first liquid medium that heats the air in the air gap insulation between the first and second walls is thus the same as the liquid medium in the heating circuit for heating the rooms.
- the pipe has ribs and/or a surface that enlarges the pipe surface to optimize heat transfer.
- the heat transfer between the first liquid medium and the air in the air gap occurs via the pipe.
- the first liquid medium heats the pipe, and the pipe transfers the heat to the air.
- the heat transfer from the first liquid medium to the air thus occurs indirectly via the pipe. Due to the high heat transfer coefficient from water to pipe, which is approximately 100 times higher than that from pipe to air, it can be assumed, as a first approximation, that the temperature of the pipe corresponds to that of the first liquid medium; optimization of this heat transfer can be neglected.
- the heat flow between two media is determined by the product of the heat transfer coefficient, the surface area, and the temperature difference between the media.
- the heat transfer coefficient is determined by the type of transfer and the flow velocity (of the air through the pipe). It is therefore fixed and cannot be optimized for the heat transfer described.
- the temperature in the air gap must be increased and is therefore the target variable to be optimized.
- the only variables are the temperature of the first liquid medium (and thus also of the pipe) and the surface area of the pipe. Increasing the temperature of the first liquid medium (and of the pipe) therefore also increases the temperature of the air in the air gap, all other conditions being equal. If the temperature of the first liquid medium also remains constant, the only way to increase the temperature of the air in the air gap is to increase the surface area of the pipe. This can be achieved, for example, by ribbing the outside of the pipe.
- the surface area can also be increased by coiling the pipe.
- the pipe with the first liquid medium is connected to a waste heat user by means of at least one inlet line and at least one return line, wherein the waste heat user comprises a volume and a heat exchanger, wherein the volume comprises a chimney, a jacket pipe and surfaces, wherein the volume can be filled with a second liquid medium, wherein the second medium in the volume can be heated by the exhaust gas flowing through the chimney, whereby heat can be transferred from the second liquid medium to the first liquid medium in the heat exchanger.
- the otherwise unused waste heat from the exhaust gases can be further utilized for heating in the chimney.
- This waste heat utilization consists of a casing around the chimney pipe or chimney through which the exhaust gases flow.
- Flue gas is the product of fuel such as gas, petroleum, wood, wood pellets, or similar, combined with air. This product is created by combustion in a burner/combustion chamber.
- the hot flue gas is discharged into the atmosphere through the chimney pipe.
- the heating pipe is surrounded by a casing pipe. Surfaces between the chimney and the casing pipe seal off a volume.
- This volume is filled with a second liquid medium.
- the second liquid medium can contain other components that prevent calcification or corrosion of adjacent components.
- the second liquid medium To further utilize the heat stored in the second liquid medium, it is equipped with a heat exchanger. In the heat exchanger, the heat is transferred from the second liquid medium to the first liquid medium.
- the volume has the shape of a hollow cylinder and/or the jacket pipe has a circular cross-section.
- the casing pipe has a round cross-section for optimal heat utilization. This minimizes the surface area, ensuring that as little heat as possible is lost unused to the surroundings of the casing pipe.
- Insulating material which in another embodiment is attached around the casing pipe to minimize heat loss, is also smaller due to this shape with minimized surface than, for example, in a square embodiment.
- the heat exchanger consists of a pipe arranged spirally in the volume, wherein the pipe carries the first liquid medium on the inside and is surrounded by the second liquid medium on the outside.
- the second liquid medium To further utilize the heat stored in the second liquid medium, it is equipped with a heat exchanger.
- the first liquid medium flows through this heat exchanger; thus, the heat is transferred from the second liquid medium to the first liquid medium.
- the first liquid medium is pumped in a circuit from the heat exchanger through the pipes in the air gap and back into the heat exchanger. This can be accomplished with the help of a circulation pump.
- This circulation pump is ideally installed upstream of the circuit, in the upper section of the exhaust gas heat recovery unit. It is located in the flow direction of the first liquid medium, thus downstream of the heat exchanger and upstream of the piping in the air gaps.
- the circulation pump is mounted in the return line of the circuit.
- the heat exchanger line has fins and/or a surface-enlarging shape to optimize heat transfer.
- the heat exchanger can be designed as a simple tube that is wound or coiled into the volume between the chimney pipe and the casing pipe. To further improve heat transfer, the heat exchanger can have a larger surface area.
- the second wall has a closable gap at the upper ceiling adjacent thereto.
- the gap can be used for maintenance purposes and/or for ventilation.
- the gap can be present across the entire length of the second wall or only in certain areas of the second wall.
- Figure 1 shows, as an example, a schematic side view of a heatable air gap insulation system for house walls.
- the ceilings 5 are connected to the first wall 1.
- Thermal insulation 6 is applied to the ceiling 5 according to the current state of the art.
- a second wall 2 is mounted at a distance 9 from the first wall 1. This wall runs parallel in the vertical direction h and in the longitudinal direction I of the wall surface.
- a pipe 3 containing the first liquid medium 12 is mounted in the air gap 4 between the first wall 1 and the second wall 2.
- the pipe 3 can rest either on the ceiling 5 (upper ceiling 5) or on the floor 7 (lower ceiling 5). It is also conceivable for the pipe to be mounted on the screed 6.
- the insulation provided by the air gap 4 between the first wall 1, which represents the outer wall, and the second wall 2 does not affect the external appearance of the first wall 1.
- ornaments 8 or similar elements can remain clearly visible from the outside while still providing insulation.
- Figure 2 shows the schematic three-dimensional view of first wall 1 and second wall 2.
- the facing wall surfaces 11 of first wall 1 and second wall 2 are arranged parallel to each other at a distance 9, so that an air gap 4 is created between first wall 1 and second wall 2.
- the first wall 1 and second wall 2 are spaced 9 apart in the depth direction t.
- Figure 3 shows a schematic top view of a corner with air gap insulation.
- the first wall 1 is the outer wall, and the second wall 2 is the inner wall.
- the pipe 3 for the first liquid medium 12 is mounted in the air gap 4.
- the first wall 1 is connected to a second wall 1.
- the second wall 2 is also connected to a second wall 2.
- Figure 4 shows a schematic top view of a corner with air gap insulation.
- the first wall 1 is connected to another wall 10.
- Wall 10 is generally an interior wall, meaning it is located inside the house on both sides, so no insulation is required for wall 10.
- the second wall 2 therefore ends at wall 10.
- Figure 5 shows a schematic side view of a waste heat user.
- a casing pipe 13 is mounted around the chimney pipe 14.
- Surfaces 16 create a fluid-tight volume 15 containing the second liquid medium 21.
- the surfaces 16 are mounted horizontally at the top and bottom ends of the casing pipe and connect the casing pipe 13 to the chimney pipe 14.
- the surfaces 16 are welded and/or glued to the casing pipe 13 and the chimney pipe 14.
- the volume 15 has an inlet 24 for the second liquid medium 21 and an outlet 25 for the second liquid medium 21.
- the heat exchanger line 23 is coiled within the volume 15. This line carries the first liquid medium 12, which is connected to the pipe 3 via the supply line 19 and the return line 20. The flow of the first liquid medium 12 through these lines can be adjusted via a circulation pump 18.
- the chimney 14 has a maintenance shaft 26 through which cleaning work can be carried out, for example.
- Figure 6 shows a schematic top view of a waste heat user.
- the casing pipe 13 is round.
- the chimney 14 is arranged inside, through which the exhaust gas 22 flows, heating the second liquid medium 21 in volume 15.
- the pipe 23 for the first liquid medium 12 is arranged in this volume 15.
- Figure 7 shows the schematic representation of a tube 3 with an enlarged surface.
- the tube 3 has ribbing with ribs 27 on the tube surface.
- These ribs 27 are arranged in the longitudinal direction I of the tube 3.
- Any other number of ribs is also conceivable.
- the width and the The height of the ribs can be varied depending on the manufacturing, material and requirements for increasing the surface area.
- Figure 8 shows a schematic representation of a tube 3 with an enlarged surface.
- the tube 3 has ribs 27 on its surface. These ribs 27 are arranged in the transverse direction q to the tube. The width and height of the ribs can be varied depending on the manufacturing process, material, and surface enlargement requirements.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Architecture (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Building Environments (AREA)
Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Luftspaltisolierung für Hauswände, die eine erste Wand und eine zweite Wand umfasst. Hierbei erstrecken sich die beiden Wände in ihrer Wandfläche, also in Längsrichtung und Höhenrichtung, zueinander parallel. Die erste Wand und die zweite Wand sind in Längsrichtung und in Höhenrichtung durch hierzu angrenzende Flächen wie Decken, Böden und/oder Wände begrenzt und/oder sind mit weiteren Wänden verbunden. Die erste Wand und die zweite Wand weisen in Tiefenrichtung, also senkrecht zur Wandfläche, einen Abstand zueinander auf, der einen Luftspalt zwischen der ersten Wand und der zweiten Wand und den angrenzenden Flächen umfasst. Der Abstand umfasst ebenso ein Rohr im Boden und/oder am unteren Ende des Luftspaltes, wobei durch das Rohr ein erwärmtes, flüssiges Medium strömt und Wärme zwischen flüssigem Medium und Luft im Luftspalt übertragbar ist. The present invention relates to air gap insulation for house walls, comprising a first wall and a second wall. The two walls extend parallel to one another in their wall surfaces, i.e. in the longitudinal and vertical directions. The first wall and the second wall are delimited in the longitudinal and vertical directions by adjacent surfaces such as ceilings, floors and/or walls and/or are connected to further walls. The first wall and the second wall are spaced apart in the depth direction, i.e. perpendicular to the wall surface, by a distance which defines an air gap between the first wall and the second wall and the adjacent surfaces. The distance also includes a pipe in the floor and/or at the lower end of the air gap, through which a heated liquid medium flows and heat can be transferred between the liquid medium and the air in the air gap.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Luftspaltisolierung für Hauswände, die eine erste Wand und eine zweite Wand umfasst. Hierbei erstrecken sich die beiden Wände in ihrer Wandfläche, also in Längsrichtung und Höhenrichtung, zueinander parallel. Die erste Wand und die zweite Wand sind in Längsrichtung und in Höhenrichtung durch hierzu angrenzende Flächen wie Decken, Böden und/oder Wände begrenzt und/oder sind mit weiteren Wänden verbunden. Die erste Wand und die zweite Wand weisen in Tiefenrichtung, also senkrecht zur Wandfläche, einen Abstand zueinander auf, der einen Luftspalt zwischen der ersten Wand und der zweiten Wand und den angrenzenden Flächen umfasst. Der Abstand umfasst ebenso ein Rohr im Boden und/oder am unteren Ende des Luftspaltes, wobei durch das Rohr ein erwärmtes, erstes flüssiges Medium strömt und Wärme zwischen erstem flüssigem Medium und Luft im Luftspalt übertragbar ist.The present invention relates to air gap insulation for house walls, comprising a first wall and a second wall. The two walls extend parallel to one another in their wall surface, i.e. in the longitudinal and vertical directions. The first wall and the second wall are delimited in the longitudinal and vertical directions by adjacent surfaces such as ceilings, floors and/or walls and/or are connected to further walls. The first wall and the second wall are spaced apart in the depth direction, i.e. perpendicular to the wall surface, by a distance which defines an air gap between the first wall and the second wall and the adjacent surfaces. The distance also includes a pipe in the floor and/or at the lower end of the air gap, through which a heated, first liquid medium flows and heat can be transferred between the first liquid medium and the air in the air gap.
Häuser benötigen eine gute Wärmedämmung, um mit möglichst geringer Heizleistung die Wohnräume bei kalten Außentemperaturen warm zu halten. Während bei Neubauten auf eine entsprechende Wärmeisolierung geachtet wird, ist es bei Altbauten meist notwendig, eine zusätzliche Wärmedämmung vorzunehmen. Aufgrund der immer weiter ansteigenden Energiekosten ist das Nachrüsten einer guten Wärmedämmung an bestehenden Häusern sinnvoll und trägt zu einer Kostenersparnis beim Heizen und zur Ressourcenschonung von Energie, bzw. Brenn- und Rohstoffen bei.Houses require good thermal insulation to keep living spaces warm in cold outside temperatures with the lowest possible heating output. While appropriate thermal insulation is taken into account in new buildings, additional thermal insulation is usually necessary in older buildings. Due to ever-increasing energy costs, retrofitting good thermal insulation in existing houses makes sense and contributes to heating costs and the conservation of energy, fuel, and raw materials.
Wärmedämmungen bestehen meist aus zusätzlichen Schichten von wärmeisolierendem Material, das an der Hauswand angebracht wird. Oftmals wird dieses Material an der Außenfassade angebracht. Dies hat den Vorteil, dass der Wohnraum durch das zusätzliche Dämmmaterial nicht eingeschränkt wird. Zudem liegt die Grenzfläche warm/kalt an der Außenseite des Hauses, so dass sich eventuell bildendes Kondens-, bzw. Tauwasser nur an der Außenseite des Hauses bildet und dort leicht abfließen kann.Thermal insulation usually consists of additional layers of heat-insulating material that is attached to the house wall. This material is often applied to the exterior facade This has the advantage that the living space is not restricted by the additional insulation material. Furthermore, the warm/cold interface is located on the outside of the house, so any condensation or dew that may form only forms on the outside of the house and can drain away easily.
Aufgrund der Fassade von Altbauten, ist es teilweise nicht möglich, eine Außendämmung anzubringen. Steht das Haus beispielsweise unter Denkmalschutz, muss die äußere Gestalt des Hauses bewahrt bleiben. Auch wenn ein Haus nicht unter Denkmalschutz steht, kann es aus optischen Gründen sinnvoll sein, keine Außendämmung vorzunehmen. Ornamente, Fachwerkstrukturen oder ähnliches prägen oftmals den Charakter von alten Häusern und sind daher erhaltenswürdig. In diesen beschriebenen Fällen ist eine Wärmedämmung von innen notwendig und/oder sinnvoll.Due to the facade of old buildings, it is sometimes impossible to install exterior insulation. For example, if the building is a listed monument, the exterior appearance of the house must be preserved. Even if a building is not listed, it may be advisable not to install exterior insulation for aesthetic reasons. Ornaments, half-timbered structures, or similar features often characterize old houses and are therefore worth preserving. In these cases, interior thermal insulation is necessary and/or advisable.
Der Stand der Technik solcher Wärmedämmungen für Innenanwendung besteht meist aus Dämmmatten oder Dämmplatten aus beispielsweise Gipskarton oder Kalziumsilikat. Bei solchen Dämmstoffen für Innendämmung unterscheidet sich der Wasserdampfdiffusionswiderstand teils massiv. Da bei einer Innendämmung die Grenzfläche kalt/warm im Inneren des Hauses zwischen Wand und Dämmstoff entsteht, kann es hier zu einer Kondensation der in der Luft enthaltenen Feuchte kommen. Das Kondensat, welches sich an der Trennschicht kalt/warm bildet kann dann im Folgenden zu einer Fäulnis und/oder Pilzbefall führen. Beides ist schädlich für die Bewohner und die Substanz des Hauses. Durch die verschiedenen verwendeten Materialien wird entweder versucht, diese Trennschicht kalt/warm möglichst gut abzuschirmen, oder einen Transport der Flüssigkeit durch die Dämmwand zu ermöglichen. Die Erfahrung zeigt, dass beide Varianten dennoch zu einer Feuchtebildung neigen - mit den beschriebenen Folgen für Bewohner und Mauerwerk; zudem verkleinern die Dämmstoffe durch ihre Dicke den Wohnraum.The state-of-the-art thermal insulation for interior use usually consists of insulation mats or insulation boards made of, for example, plasterboard or calcium silicate. The water vapor diffusion resistance of such insulation materials for interior insulation can vary considerably. Since interior insulation creates a cold/warm interface inside the house between the wall and the insulation material, condensation of the moisture contained in the air can occur here. The condensate that forms at the cold/warm interface can then lead to rot and/or fungal growth. Both are harmful to the occupants and the structure of the house. The various materials used either attempt to shield this cold/warm interface as effectively as possible or to enable the liquid to transport through the insulating wall. Experience shows that both variants are nevertheless prone to moisture formation – with the consequences described for occupants and masonry; moreover, the insulation materials reduce the living space due to their thickness.
Hieraus ergibt sich das Erfordernis einer Wärmedämmung für Altbauten, die das äußere Erscheinungsbild der Fassade nicht verändert, somit innen angebracht werden kann, hierbei eine gute Wärmedämmung bietet, möglichst platzsparend ist und zudem Fäulnis und/oder Pilzbefall verhindert.This results in the need for thermal insulation for old buildings that does not change the external appearance of the facade, can therefore be installed inside, offers good thermal insulation, is as space-saving as possible and also prevents rot and/or fungal infestation.
Es hat sich gezeigt, dass diese Aufgabenstellung durch eine Luftspaltisolierung für Hauswände gelöst werden kann, die eine erste Wand und eine zweite Wand umfasst. Hierbei erstrecken sich die beiden Wände in ihrer Wandfläche, also in Längsrichtung und Höhenrichtung, zueinander parallel. Die erste Wand und die zweite Wand sind in Längsrichtung und in Höhenrichtung durch hierzu angrenzende Flächen wie Decken, Böden und/oder Wände begrenzt und/oder sind mit weiteren Wänden verbunden. Die erste Wand und die zweite Wand weisen in Tiefenrichtung, also senkrecht zur Wandfläche, einen Abstand zueinander auf, der einen Luftspalt zwischen der ersten Wand und der zweiten Wand und den angrenzenden Flächen umfasst. Der Abstand umfasst ebenso ein Rohr im Boden und/oder am unteren Ende des Luftspaltes, wobei durch das Rohr ein erwärmtes, erstes flüssiges Medium strömt und Wärme zwischen ersten flüssigen Medium und Luft im Luftspalt übertragbar ist.It has been shown that this problem can be solved by air gap insulation for house walls, which comprises a first wall and a second wall. The two walls extend parallel to each other in their wall surfaces, i.e., in the longitudinal and vertical directions. The first wall and the second wall are bounded longitudinally and vertically by adjacent surfaces such as ceilings, floors, and/or walls, and/or are connected to other walls. The first wall and the second wall They are spaced apart in the depth direction, i.e., perpendicular to the wall surface, by an air gap between the first wall and the second wall and the adjacent surfaces. The gap also includes a tube in the floor and/or at the lower end of the air gap, through which a heated, first liquid medium flows, and heat can be transferred between the first liquid medium and the air in the air gap.
Die erste Wand ist hierbei die Außenwand des Altbaus, welche aus optischen Gründen, oder auch aus Gründen des Denkmalschutzes nicht von außen sichtbar gedämmt werden soll. Im Innenraum wird hinter diese Wand eine zweite Wand gezogen. Diese zweite Wand kann aus verschieden Materialien bestehen. Beispielhaft kann die Wand aus Kalksandstein Plansteinen gemauert sein. Es ist denkbar, dass die Wand aus anderen Steinen oder Platten aus Kalksandstein besteht. Das Material Kalksandstein besitzt den Vorteil, dass es feuchte-diffusiv ist und somit auch ein angenehmes Raumklima bereitstellt. Es können auch andere Materialien verwendet werden, die eine Diffusion von Feuchte zulassen.The first wall is the exterior wall of the old building, which, for aesthetic reasons or for reasons of historical preservation, should not be visibly insulated from the outside. A second wall is built behind this wall on the interior. This second wall can be made of various materials. For example, the wall could be constructed from sand-lime bricks. It is also conceivable that the wall could be made of other stones or sand-lime brick slabs. Sand-lime brick has the advantage of being moisture-diffusive, thus creating a pleasant indoor climate. Other materials that allow moisture diffusion can also be used.
Denkbar ist auch die Verwendung eines Materials, welches keine Diffusion von Wasser zulässt. Ebenso ist es denkbar, dass eine Kombination von diffusiven und nicht diffusiven Materialien Verwendung findet.It is also conceivable to use a material that does not allow water to diffuse. It is also conceivable to use a combination of diffusive and non-diffusion materials.
Matten, die als Dampfsperren oder auch als Dampfbremsen wirken, können an der zweiten Wand angebracht, bzw. können Teil der zweiten Wand sein. Diese Matten können auch die Eigenschaft aufweisen, nur in eine Richtung eine Diffusion von Wasser zu ermöglichen.Mats that act as vapor barriers or vapor retarders can be attached to the second wall or can be part of the second wall. These mats can also have the property of allowing water to diffuse in only one direction.
Die zweite Wand verläuft in Längsrichtung und in Höhenrichtung parallel zur ersten Wand. Da in Altbauten die Wände teilweise nicht exakt im Lot verlaufen, kann es zwischen erster und zweiter Wand zu Abweichungen in der Parallelität kommen. Die Zweite Wand wird, falls die erste Wand schief ist, möglichst gerade gemauert, so dass diese schiefe Wand überdeckt und für die Bewohner nicht mehr sichtbar ist. Hierbei wird allerdings ein Mindestabstand der ersten zur zweiten Mauer eingehalten, so dass ein Luftspalt zwischen erster und zweiter Wand besteht.The second wall runs parallel to the first wall both lengthwise and vertically. Since walls in older buildings are sometimes not exactly plumb, there may be deviations in the parallelism between the first and second walls. If the first wall is crooked, the second wall is built as straight as possible so that it covers the crooked wall and is no longer visible to the residents. However, a minimum distance between the first and second walls is maintained, ensuring an air gap between the first and second walls.
Die zweite Wand kann bis zu einer angrenzenden Fläche, wie eine Decke, einen Boden, aber auch angrenzende Wände gezogen sein. Handelt es sich um ein Eckzimmer im Haus, das beispielhaft aus zwei Außenwänden und zwei Wänden, die das Zimmer zu anderen Zimmern abtrennen, besteht, so können parallel zu den beiden Außenwänden je eine zweite Wand angebracht werden. Wenn die beiden Außenwende in einem Winkel aufeinandertreffen, so können die jeweiligen parallel verlaufenden zweiten Wände in dem gleichen Winkel aufeinandertreffen.The second wall can extend to an adjacent surface, such as a ceiling, a floor, or even adjacent walls. For example, if the room in a corner consists of two exterior walls and two walls separating it from other rooms, a second wall can be installed parallel to each of the two exterior walls. If the two exterior walls meet at an angle, the respective parallel second walls can meet at the same angle.
Ein Abstand in Tiefenrichtung der Wände ist immer zwischen erster und zweiter Wand vorhanden. Dieser ermöglicht die Zirkulation von Luft zwischen erster und zweiter Wand.A gap in the depth direction of the walls is always present between the first and second walls. This allows air to circulate between the first and second walls.
Der Luftspalt zwischen erster und zweiter Wand ist begrenzt durch die angrenzenden Flächen, wie Decken, Böden und Wände.The air gap between the first and second wall is limited by the adjacent surfaces, such as ceilings, floors and walls.
Im Boden oder alternativ am unteren Ende des Luftspalts ist ein Rohr angebracht. Dieses Rohr wird von einem warmen, ersten flüssigen Medium durchflossen. Dieses erste flüssige Medium kann beispielhaft Wasser sein. Es kann aber auch mit Glykol oder anderen Stoffen versetzt sein, die beispielsweise Ablagerungen im Kreislauf verringern oder bei einer Abschaltung der heizbaren Luftspaltisolierung bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt ein Einfrieren des ersten flüssigen Mediums verhindern.A pipe is installed in the floor or, alternatively, at the lower end of the air gap. A warm, first liquid medium flows through this pipe. This first liquid medium can be water, for example. However, it can also be mixed with glycol or other substances that, for example, reduce deposits in the circuit or prevent the first liquid medium from freezing when the heatable air gap insulation is switched off at sub-zero temperatures.
Das Rohr ist so beschaffen, dass es Wärme an die Umgebung abgeben kann. In diesem Fall an die Luft im Luftspalt. Diese Übertragung der Wärme vom ersten flüssigen Medium an die Luft im Luftspalt führt zu einer Zirkulationsbewegung der Luft im Luftspalt. Die vom ersten flüssigen Medium aufgewärmte Luft steigt nach oben, da die Erwärmung der Luft eine Dichtereduktion dieser zur Folg hat. Kalte Luft mit einer höheren Dichte wiederum sinkt nach unten und wird von dem ersten flüssigen Medium, bzw. dem Rohr, durch das dieses fließt, erwärmt. Somit entsteht ein Kreislauf der Luft im Luftspalt zwischen der ersten und der zweiten Wand.The pipe is designed to transfer heat to the environment—in this case, to the air in the air gap. This transfer of heat from the first liquid medium to the air in the air gap causes the air to circulate in the air gap. The air warmed by the first liquid medium rises, as heating the air causes its density to decrease. Cold, denser air, in turn, sinks and is heated by the first liquid medium, or rather the pipe through which it flows. This creates a circulation of air in the air gap between the first and second walls.
Das Rohr ist vorteilhaft aus einem Material, dass eine gute Wärmeleitfähigkeit besitzt. Rohre für diesen Zwick sind beispielhaft Rohre, die auch für Fußbodenheizungen Verwendung finden. Solche Rohre können beispielhaft Mehrschichtverbundrohre oder Rohre aus vernetztem Kunststoff sein. Ebenfalls vorteilhalft sind Rohre aus Kuper, Aluminium oder Edelstahl, da diese ebenfalls einen gute Wärmeübertragung gewährleisten. Generell sind jegliche Materialien möglich, die einen geringen Wärmeübergangskoeffizienten aufweisen, robust sind und dicht gegenüber dem ersten flüssigen Medium sind. Bei den Rohren kann es sich auch um PEX-Rohre (Polyethylen crosslinked) handeln.The pipe is preferably made of a material with good thermal conductivity. Examples of pipes for this application include those also used for underfloor heating. Such pipes can be multilayer composite pipes or pipes made of cross-linked plastic. Pipes made of copper, aluminum, or stainless steel are also advantageous, as they also ensure good heat transfer. In general, any material with a low heat transfer coefficient, robustness, and impermeability to the first liquid medium is possible. The pipes can also be PEX pipes (cross-linked polyethylene).
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform hat die Luftspaltisolierung für Hauswände einen Abstand zwischen erster Wand und zweiter Wand in einem Bereich von einschließlich 10 mm bis 300 mm, bevorzugt in einem Bereich von 15 mm bis 150 mm und besonders bevorzugt zwischen 25 mm und 40 mm.According to a preferred embodiment, the air gap insulation for house walls has a distance between the first wall and the second wall in a range of 10 mm to 300 mm inclusive, preferably in a range of 15 mm to 150 mm and particularly preferably between 25 mm and 40 mm.
Der Bereich, der sich durch den Abstand von erster und zweiter Wand in ihrer Tiefenrichtung ergibt, bildet einen Luftspalt. Dieser Luftspalt dient als Luftspaltisolierung zwischen erster und zweiter Wand, somit indirekt zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Hauses.The space created by the depth difference between the first and second walls forms an air gap. This air gap serves as insulation between the first and second walls, thus indirectly between the interior and exterior of the house.
Um eine Zirkulation der Luft im Luftspalt zu gewährleisten, ist der Abstand der beiden Wände im Beriech von einschließlich 10 mm bis 300 mm. Da die Luft im Spalt aufgeheizt werden muss, ist es vorteilhaft, die Luftmenge zu begrenzen. Vorteilhaft ist daher ein Abstand von erster zu zweiter Wand von 15 mm bis 150 mm. Besonders vorteilhaft ist ein Abstand von 25 mm und 40 mm. Bei diesem Abstand ist das Volumen des Luftspaltes groß genug, um eine Isolationsschicht zwischen erster und zweiter Wand aufzubauen, bei der eine Zirkulation der Luft durch das stetige Erwärmen der Luft durch das erste flüssige Medium im Rohr und dem Abkühlen einstellt.To ensure air circulation in the air gap, the distance between the two walls is in the range of 10 mm to 300 mm. Since the air in the gap needs to be heated, it is advantageous to limit the amount of air. A distance between the first and second walls of 15 mm to 150 mm is therefore advantageous. A distance of 25 mm and 40 mm is particularly advantageous. At this distance, the volume of the air gap is large enough to create an insulating layer between the first and second walls, in which air circulation is established through the constant heating of the air by the first liquid medium in the tube and its cooling.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Luftspaltisolierung für Hauswände weist die zweite Wand eine Wandstärke in Tiefenrichtung auf, die in einem Bereich von einschließlich 10 mm bis 250 mm liegt, bevorzugt in einem Bereich von 30 mm bis 150 mm und besonders bevorzugt zwischen 50 und 70 mm.According to a preferred embodiment of the air gap insulation for house walls, the second wall has a wall thickness in the depth direction which is in a range of 10 mm to 250 mm inclusive, preferably in a range of 30 mm to 150 mm and particularly preferably between 50 and 70 mm.
Die zweite Wand besteht vorteilhaft aus Kalksand Plansteinen, diese weisen ein hohes Wärmespeichervermögen auf. Zudem erleichtert ein Feder-Nut Systems an den Stirnseiten der Steine den Bau einer Wand. Dies ist gerade bei dünnen Wänden von Vorteil. Die Oberfläche einer solchen Wand ist glatt und Fugen werden auf ein Minimum reduziert. Kalksand Plansteine mit einer Breite von 60 mm habe sich als optimal erwiesen.The second wall is advantageously made of sand-lime blocks, which have a high heat storage capacity. Furthermore, a tongue-and-groove system on the ends of the blocks facilitates wall construction. This is particularly advantageous for thin walls. The surface of such a wall is smooth and joints are minimized. Sand-lime blocks with a width of 60 mm have proven to be optimal.
Ausführungsformen, bei denen die zweite Wand mit Hilfe von Platten gebildet wird, die wahlweise mit einem Unterbau aus Metall und/oder Holz oder an den angrenzenden Wänden und Decken befestigt sind, sind ebenfalls denkbar.Embodiments in which the second wall is formed by means of panels that are optionally attached to a substructure made of metal and/or wood or to the adjacent walls and ceilings are also conceivable.
Ebenfalls denkbar sind unterschiedliche Materialien wie Ziegel, Porenbeton, Holz, Stahlbeton, Rigips, oder Verbundwerkstoffe.Different materials such as brick, aerated concrete, wood, reinforced concrete, plasterboard, or composite materials are also conceivable.
Da die zweite Wand den Wohnraum verkleinert, es vorteilhaft, diese möglichst dünn auszuführen. Die Isolierwirkung der zweiten Wand selbst ist hierbei nicht alleine entscheidend, da die isolierende Wirkung hauptsächlich durch den Luftspalt zwischen erster und zweiter Wand und dem erwärmten ersten flüssigen Medium erfolgt.Since the second wall reduces the living space, it is advantageous to make it as thin as possible. The insulating effect of the second wall itself is not the only decisive factor, as the insulating effect is primarily achieved through the air gap between the first and second walls and the heated first liquid medium.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besitzt die Luftspaltisolierung für Hauswände ein Rohr mit einem Außendurchmesser von einschließlich 5 mm bis 30 mm, bevorzugt von 10 mm bis 25 mm, besonders bevorzugt von 15 mm bis 20 mm.According to a preferred embodiment, the air gap insulation for house walls has a tube with an outer diameter of 5 mm to 30 mm, preferably 10 mm to 25 mm, particularly preferably 15 mm to 20 mm.
Das Rohr für die Luftspaltisolierung muss das erwärmte erste flüssige Medium aufnehmen. Es muss über Jahrzehnte dicht sein und keine Wartung benötigen, da es zwischen der ersten und zweiten Wand unzugänglich untergebracht ist. Beispielhaft ist das Rohr ein PEX-Rohr, wie es bei Fußbodenheizungen Anwendung findet.The pipe for the air gap insulation must contain the heated first liquid medium. It must be leak-proof for decades and require no maintenance, as it is housed inaccessibly between the first and second walls. An example of this pipe is a PEX pipe, as used in underfloor heating systems.
Die Luftspaltisolierung kann in einer beispielhaften Ausführungsform sogar an den gleichen Kreislauf angeschlossen sein, wie die Fußbodenheizung und/oder die Heizkörper zum Heizen der Zimmer. In dieser beispielhaften Ausführungsform ist somit das erste flüssige Medium, das die Luft in der Luftspaltisolierung zwischen erster und zweiter Wand erwärmt gleich dem flüssigen Medium im Heizungskreislauf zum Wärmen der Zimmer.In one exemplary embodiment, the air gap insulation can even be connected to the same circuit as the underfloor heating and/or the radiators for heating the rooms. In this exemplary embodiment, the first liquid medium that heats the air in the air gap insulation between the first and second walls is thus the same as the liquid medium in the heating circuit for heating the rooms.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Luftspaltisolierung für Hauswände weist das Rohr Rippen und/oder eine die Rohroberfläche vergrößernde Oberfläche zur Optimierung der Wärmeübertragung auf.According to a further preferred embodiment of the air gap insulation for house walls, the pipe has ribs and/or a surface that enlarges the pipe surface to optimize heat transfer.
Der Wärmeübergang zwischen dem ersten flüssigen Medium und der Luft im Luftspalt erfolgt über das Rohr. Somit heizt das erste flüssige Medium das Rohr auf und das Rohr überträgt die Wärme an die Luft. Die Wärmeübertragung von dem ersten flüssigen Medium an die Luft erfolgt somit indirekt über das Rohr. Aufgrund des hohen Wärmeübergangskoeffizienten von Wasser zu Rohr, der um etwa das Hundertfache höher ist als der von Rohr zur Luft, kann in erster Näherung davon ausgegangen werden, dass die Temperatur des Rohres der des ersten flüssigen Mediums entspricht, eine Optimierung dieses Wärmeübergangs kann vernachlässigt werden.The heat transfer between the first liquid medium and the air in the air gap occurs via the pipe. Thus, the first liquid medium heats the pipe, and the pipe transfers the heat to the air. The heat transfer from the first liquid medium to the air thus occurs indirectly via the pipe. Due to the high heat transfer coefficient from water to pipe, which is approximately 100 times higher than that from pipe to air, it can be assumed, as a first approximation, that the temperature of the pipe corresponds to that of the first liquid medium; optimization of this heat transfer can be neglected.
Der Wärmefluss zwischen zwei Medien wird bestimmt durch das Produkt aus Wärmeübergangskoeffizienten, der Oberfläche und der Temperaturdifferenz zwischen den Medien. Der Wärmeübergangskoeffizient ist gegeben durch die Art des Übergangs und die Strömungsgeschwindigkeit (der Luft am Rohr). Er ist somit bei dem beschriebenen Wärmeübergang fest und nicht optimierbar. Die Temperatur im Luftspalt ist zu erhöhen und somit die Zielgröße, die es zu optimieren gilt. Variabel sind nur die Temperatur des ersten flüssigen Mediums (und damit auch des Rohres) und die Oberfläche des Rohres. Die Erhöhung der Temperatur des ersten flüssigen Mediums (und des Rohres) erhöht somit auch die Temperatur der Luft im Luftspalt bei ansonsten gleichen Randbedingungen. Bei ebenfalls konstanter Temperatur des ersten flüssigen Mediums ist die einzige Möglichkeit, die Temperatur der Luft im Luftspalt zu erhöhen, eine Vergrößerung der Oberfläche des Rohres. Dies kann beispielhaft durch eine Verrippung des Rohres an der Außenseite erfolgen. Ebenso kann durch ein Aufwendeln des Rohres die Oberfläche vergrößert werden.The heat flow between two media is determined by the product of the heat transfer coefficient, the surface area, and the temperature difference between the media. The heat transfer coefficient is determined by the type of transfer and the flow velocity (of the air through the pipe). It is therefore fixed and cannot be optimized for the heat transfer described. The temperature in the air gap must be increased and is therefore the target variable to be optimized. The only variables are the temperature of the first liquid medium (and thus also of the pipe) and the surface area of the pipe. Increasing the temperature of the first liquid medium (and of the pipe) therefore also increases the temperature of the air in the air gap, all other conditions being equal. If the temperature of the first liquid medium also remains constant, the only way to increase the temperature of the air in the air gap is to increase the surface area of the pipe. This can be achieved, for example, by ribbing the outside of the pipe. The surface area can also be increased by coiling the pipe.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Luftspaltisolierung ist das Rohr mit erstem flüssigen Medium mit mindestens einer Zulaufleitung und mindestens einer Rücklaufleitung mit einem Abwärme-Nutzer verbunden, wobei der Abwärme-Nutzer ein Volumen und einen Wärmetauscher umfasst, wobei das Volumen einen Kamin, ein Mantelrohr und Flächen umfass, wobei das Volumen mit einem zweiten flüssigen Medium befüllbar ist, wobei das zweite Medium im Volumen durch das den Kamin durchströmende Abgas erwärmbar ist,
wobei im Wärmetauscher Wärme von zweitem flüssigen Medium zu erstem flüssigen Medium übertragbar ist.According to a preferred embodiment of the air gap insulation, the pipe with the first liquid medium is connected to a waste heat user by means of at least one inlet line and at least one return line, wherein the waste heat user comprises a volume and a heat exchanger, wherein the volume comprises a chimney, a jacket pipe and surfaces, wherein the volume can be filled with a second liquid medium, wherein the second medium in the volume can be heated by the exhaust gas flowing through the chimney,
whereby heat can be transferred from the second liquid medium to the first liquid medium in the heat exchanger.
Für eine besonders effektive Ausnutzung der Energie- bzw. des Brennstoffs der Heizung kann die ansonsten ungenutzte Abwärme des Abgases im Kamin weiter zum Heizen genutzt werden. Dieser Abwärme-Nutzer besteht aus einer Ummantelung des Kaminrohres, bzw. des Kamins, durch das die Abgase strömen.For particularly effective utilization of the heating system's energy or fuel, the otherwise unused waste heat from the exhaust gases can be further utilized for heating in the chimney. This waste heat utilization consists of a casing around the chimney pipe or chimney through which the exhaust gases flow.
Das Abgas ist das Produkt von Brennstoff, wie etwa Gas, Erdöl, Holz, Holzpellets oder ähnlichem mit Luft. Dieses Produkt entsteht durch Verbrennung im Brenner / einer Brennkammer. Das heiße Abgas wird durch das Kaminrohr in die Umgebung abgeleitet. Möglichst nah nach dem Brenner wird das Heizungsrohr mit einem Mantelrohr umgeben. Flächen zwischen Kamin und Mantelrohr dichten ein Volumen ab. Dieses Volumen ist mit einem zweiten flüssigen Medium befüllt. Dieses kann Wasser sein, aber auch eine Mischung aus Wasser und Glycol. Das zweite flüssige Medium kann weitere Bestandteile aufweisen, die etwa das Verkalken oder Korrodieren der angrenzenden Bauteile verhindern.Flue gas is the product of fuel such as gas, petroleum, wood, wood pellets, or similar, combined with air. This product is created by combustion in a burner/combustion chamber. The hot flue gas is discharged into the atmosphere through the chimney pipe. As close as possible to the burner, the heating pipe is surrounded by a casing pipe. Surfaces between the chimney and the casing pipe seal off a volume. This volume is filled with a second liquid medium. This can be water, but also a mixture of water and glycol. The second liquid medium can contain other components that prevent calcification or corrosion of adjacent components.
Das durch das Kaminrohr strömende Abgas erwärmt das Kaminrohr und das zweite flüssige Medium, dass sich in dem beschriebenen Volumen befindet. Die Wärme, die an das zweite flüssige Medium vom Abgas übertragen wird, wäre ohne diese Vorrichtung ungenutzt an die Außenluft / Atmosphäre abgegeben worden.The exhaust gas flowing through the chimney pipe heats the chimney pipe and the second liquid medium located in the described volume. Without this device, the heat transferred from the exhaust gas to the second liquid medium would have been released unused into the outside air/atmosphere.
Um die Wärme, die im zweiten flüssigen Medium gespeichert ist, weiter zu nutzen, ist dieser mit einem Wärmetauscher versehen. Im Wärmetauscher wird die Wärme vom zweiten flüssigen Medium an das erste flüssige Medium übertragen.To further utilize the heat stored in the second liquid medium, it is equipped with a heat exchanger. In the heat exchanger, the heat is transferred from the second liquid medium to the first liquid medium.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Luftspaltisolierung für Hauswände weist das Volumen die Form eines Hohlzylinders auf und/oder das Mantelrohr weist einen kreisförmigen Querschnitt auf.According to a preferred embodiment of the air gap insulation for house walls, the volume has the shape of a hollow cylinder and/or the jacket pipe has a circular cross-section.
Das Mantelrohr weist für eine optimale Ausnutzung der Wärme einen runden Querschnitt auf. Hierdurch ist die Oberfläche minimiert, so dass möglichst wenig Wärme ungenutzt an die Umgebung des Mantelrohrs abgegeben wird.The casing pipe has a round cross-section for optimal heat utilization. This minimizes the surface area, ensuring that as little heat as possible is lost unused to the surroundings of the casing pipe.
Auch Dämm-Material, das in einer weiteren Ausführungsform um das Mantelrohr angebracht ist, um Wärmeverluste zu minimieren, ist aufgrund dieser Form mit minimierter Oberfläche geringer als bei beispielsweise einer eckigen Ausführungsform.Insulating material, which in another embodiment is attached around the casing pipe to minimize heat loss, is also smaller due to this shape with minimized surface than, for example, in a square embodiment.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Luftspaltisolierung für Hauswände besteht der Wärmetauscher aus einer spiralförmig im Volumen angeordnete Leitung, wobei die Leitung im inneren das erste flüssige Medium führt und an der Außenseite vom zweiten flüssigen Medium umgeben ist.According to a preferred embodiment of the air gap insulation for house walls, the heat exchanger consists of a pipe arranged spirally in the volume, wherein the pipe carries the first liquid medium on the inside and is surrounded by the second liquid medium on the outside.
Um die Wärme, die im zweiten flüssigen Medium gespeichert ist, weiter zu nutzen, ist dieser mit einem Wärmetauscher versehen. Dieser Wärmetauscher wird von dem ersten flüssigen Medium durchflossen; somit wird die Wärme vom zweiten flüssigen Medium an das erste flüssige Medium übertragen.To further utilize the heat stored in the second liquid medium, it is equipped with a heat exchanger. The first liquid medium flows through this heat exchanger; thus, the heat is transferred from the second liquid medium to the first liquid medium.
Das erste flüssige Medium wird in einem Kreislauf vom Wärmetauscher über die Rohre im Luftspalt und wieder zurück in den Wärmetauscher gepumpt. Dies kann mit Hilfe einer Umwälzpumpe erfolgen. Diese Umwälzpumpe ist vorteilhaft im Vorauf der des Kreislaufes, im oberen Bereich des Abgaswärmeausnutzers angebracht. Er befindet sich in Strömungsrichtung des ersten flüssigen Mediums, somit nach dem Wärmetauscher und vor der Verrohrung in den Luftspalten.The first liquid medium is pumped in a circuit from the heat exchanger through the pipes in the air gap and back into the heat exchanger. This can be accomplished with the help of a circulation pump. This circulation pump is ideally installed upstream of the circuit, in the upper section of the exhaust gas heat recovery unit. It is located in the flow direction of the first liquid medium, thus downstream of the heat exchanger and upstream of the piping in the air gaps.
In weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist die Umwälzpumpe im Rücklauf des Kreislaufes angebracht.In further preferred embodiments, the circulation pump is mounted in the return line of the circuit.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Luftspaltisolierung für Hauswände weist die Wärmetauscherleitung Rippen und/oder eine die Oberfläche vergrößernde Form zur Optimierung der Wärmeübertragung auf.According to a preferred embodiment of the air gap insulation for house walls, the heat exchanger line has fins and/or a surface-enlarging shape to optimize heat transfer.
Der Wärmetauscher kann als einfaches Rohr ausgeführt sein, das in das Volumen zwischen Kaminrohr und Mantelrohr gewickelt, bzw. gewendelt ist. Für eine weitere Verbesserung des Wärmeübergangs kann der Wärmetauscher eine weitere Vergrößerung der Oberfläche aufweisen.The heat exchanger can be designed as a simple tube that is wound or coiled into the volume between the chimney pipe and the casing pipe. To further improve heat transfer, the heat exchanger can have a larger surface area.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Luftspaltisolierung für Hauswände weist die zweite Wand an der oberen hierzu angrenzenden Decke einen verschließbaren Spalt auf.According to a preferred embodiment of the air gap insulation for house walls, the second wall has a closable gap at the upper ceiling adjacent thereto.
Der Spalt kann für Wartungszwecke und/oder zum Lüften des Spaltes genutzt werden. Der Spalt kann über der gesamten Läge der zweiten Wand, oder nur in einzelnen Bereichen der zweiten Wand vorhanden sein.The gap can be used for maintenance purposes and/or for ventilation. The gap can be present across the entire length of the second wall or only in certain areas of the second wall.
In einer anderen Ausführungsform kann en Wartungsspalt auch an der unteren Seite der Wand angebracht sein. Dies kann beispielhaft an Knoten, bzw. Verzweigungspunkten der Verrohrung vorteilhaft sein, auch diese Spalte sind verschließbar.
-
Figur 1 : Schematische Seitenansicht einer heizbaren Luftspaltisolierung für Hauswände -
Figur 2 : Schematische dreidimensionale Ansicht von erster und zweiter Wand -
Figur 3 : Schematische Draufsicht einer Ecke -
Figur 4 : Schematische Draufsicht einer Ecke -
Figur 5 : Schematische Seitenansicht eines Abwärme-Nutzers -
Figur 6 : Schematische Draufsicht eines Abwärme-Nutzers -
Figur 7 : Schematische Darstellung eines Rohres mit vergrößerter Oberfläche -
Figur 8 : Schematische Darstellung eines Rohres mit vergrößerter Oberfläche
-
Figure 1 : Schematic side view of a heatable air gap insulation for house walls -
Figure 2 : Schematic three-dimensional view of first and second wall -
Figure 3 : Schematic top view of a corner -
Figure 4 : Schematic top view of a corner -
Figure 5 : Schematic side view of a waste heat user -
Figure 6 : Schematic top view of a waste heat user -
Figure 7 : Schematic representation of a pipe with enlarged surface -
Figure 8 : Schematic representation of a pipe with enlarged surface
Eine zweite Wand 2 ist im Abstand 9 zur ersten Wand 1 angebracht. Diese verläuft in Höhenrichtung h und in Längenrichtung I der Wandfläche parallel. Ein Rohr 3 mit erstem flüssigen Medium 12 ist im Luftspalt 4 zwischen erster Wand 1 und zweiter Wand 2 montiert. Hierbei kann das Rohr 3 entweder auf der Decke 5 aufliegen (obere Decke 5) oder auf dem Boden 7 (untere Decke 5). Es ist auch denkbar, dass das Rohr auf dem Estrich 6 montiert ist.A
Die Isolierung durch den Luftspalt 4 zwischen erster Wand 1, die die Außenwand darstellt, und der zweiten Wand 2 beeinflusst nicht das Aussehen der ersten Wand 1 von außen. So können Ornamente 8 oder ähnliches von außen frei sichtbar bleiben und es erfolgt dennoch eine Dämmung.The insulation provided by the
In dem Volumen 15 ist die Wärmetauscherleitung 23 gewendelt. Diese führt das erste flüssige Medium 12, welches durch die Zulaufleitung 19 und die Rücklaufleitung 20 mit dem Rohr 3 verbunden ist. Über eine Umwälzpumpe 18 kann der Durchfluss des ersten flüssigen Mediums 12 durch diese Leitungen eingestellt werden.The
Der Kamin 14 besitzt einen Wartungsschacht 26, durch den beispielhaft Reinigungsarbeiten durchgeführt werden können.The
- 11
- Erste WandFirst wall
- 22
- Zweite WandSecond wall
- 33
- RohrPipe
- 44
- Luftspaltair gap
- 55
- DeckeCeiling
- 66
- WärmeisolierungThermal insulation
- 77
- BodenFloor
- 88
- OrnamenteOrnaments
- 99
- AbstandDistance
- 1010
- WandWall
- 1111
- WandflächeWall surface
- 1212
- Erstes flüssiges MediumFirst liquid medium
- 1313
- Mantelrohrjacket pipe
- 1414
- KaminChimney
- 1515
- Volumenvolume
- 1616
- FlächenAreas
- 1717
- Wärmetauscherheat exchanger
- 1818
- UmwälzpumpeCirculation pump
- 1919
- ZulaufleitungInlet line
- 2020
- RücklaufleitungReturn line
- 2121
- Zweites flüssiges MediumSecond liquid medium
- 2222
- Abgasexhaust
- 2323
- WärmetauscherleitungHeat exchanger line
- 2424
- Zulauf zweites flüssiges MediumInlet second liquid medium
- 2525
- Ablauf zweites flüssiges MediumDrain second liquid medium
- 2626
- WartungsschachtMaintenance shaft
- ll
- LängenrichtungLength direction
- tt
- TiefenrichtungDepth direction
- hh
- HöhenrichtungAltitude direction
- Querrichtungtransverse direction
Claims (10)
dadurch gekennzeichnet, dass
der Abstand zwischen erster Wand (1) und zweiter Wand (2) in einem Bereich von einschließlich 10 mm bis 300 mm liegt, bevorzugt in einem Bereich von 15 mm bis 150 mm und besonders bevorzugt zwischen 25 mm und 40 mm.Air gap insulation for house walls according to claim 1
characterized in that
the distance between the first wall (1) and the second wall (2) is in a range of 10 mm to 300 mm inclusive, preferably in a range of 15 mm to 150 mm and particularly preferably between 25 mm and 40 mm.
dadurch gekennzeichnet, dass
die zweite Wand (2) eine Wandstärke in Tiefenrichtung (t) aufweist die in einem Bereich von einschließlich 10 mm bis 250 mm liegt, bevorzugt in einem Bereich von 30 mm bis 150 mm und besonders bevorzugt zwischen 50 und 70 mm.Air gap insulation for house walls according to one of the two preceding claims
characterized in that
the second wall (2) has a wall thickness in the depth direction (t) which is in a range of 10 mm to 250 mm inclusive, preferably in a range of 30 mm to 150 mm and particularly preferably between 50 and 70 mm.
dadurch gekennzeichnet, dass
das Rohr (3) einen Außendurchmesser von einschließlich 5 mm bis 30 mm aufweist, bevorzugt von 10 mm bis 25 mm, besonders bevorzugt von 15 mm bis 20 mm.Air gap insulation for house walls according to one of the preceding claims
characterized in that
the tube (3) has an outer diameter of 5 mm to 30 mm inclusive, preferably 10 mm to 25 mm, particularly preferably 15 mm to 20 mm.
dadurch gekennzeichnet, dass
das Rohr (3) Rippen und/oder eine die Rohroberfläche vergrößernde Oberfläche zur Optimierung der Wärmeübertragung aufweist.Air gap insulation for house walls according to one of the preceding claims
characterized in that
the tube (3) has fins and/or a surface that enlarges the tube surface to optimize heat transfer.
dadurch gekennzeichnet, dass
characterized in that
dadurch gekennzeichnet, dass
das Volumen (15) die Form eines Hohlzylinders aufweist und/oder das Mantelrohr (13) einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.Air gap insulation for house walls according to claim 6
characterized in that
the volume (15) has the shape of a hollow cylinder and/or the jacket tube (13) has a circular cross-section.
dadurch gekennzeichnet, dass
der Wärmetauscher (17) aus einer spiralförmig im Volumen (15) angeordnete Wärmetauscherleitung (23) besteht, wobei die Wärmetauscherleitung (23) im inneren das erste flüssige Medium (12) führt und an der Außenseite vom zweiten flüssigen Medium umgeben ist.Air gap insulation for house walls according to claim 6 or 7
characterized in that
the heat exchanger (17) consists of a heat exchanger line (23) arranged spirally in the volume (15), wherein the heat exchanger line (23) carries the first liquid medium (12) on the inside and is surrounded on the outside by the second liquid medium.
dadurch gekennzeichnet, dass
die Wärmetauscherleitungleitung (23) Rippen und/oder eine die Oberfläche vergrößernde Form zur Optimierung der Wärmeübertragung aufweist.Air gap insulation for house walls according to claim 8
characterized in that
the heat exchanger line (23) has fins and/or a surface-enlarging shape to optimize heat transfer.
dadurch gekennzeichnet, dass
die zweite Wand (2) an der oberen hierzu angrenzenden Decke einen verschließbaren Spalt aufweist.Air gap insulation for house walls according to one of the preceding claims
characterized in that
the second wall (2) has a closable gap at the upper ceiling adjacent thereto.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP23207881.6A EP4549673A1 (en) | 2023-11-06 | 2023-11-06 | Heatable air gap insulation for house walls |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP23207881.6A EP4549673A1 (en) | 2023-11-06 | 2023-11-06 | Heatable air gap insulation for house walls |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EP4549673A1 true EP4549673A1 (en) | 2025-05-07 |
Family
ID=88697787
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EP23207881.6A Pending EP4549673A1 (en) | 2023-11-06 | 2023-11-06 | Heatable air gap insulation for house walls |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP4549673A1 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60213746A (en) * | 1984-04-07 | 1985-10-26 | Uchida Seisakusho:Kk | Space heater |
| US20060242920A1 (en) * | 2002-11-11 | 2006-11-02 | Ari Griffner | Building made of wall hollow heated elements |
-
2023
- 2023-11-06 EP EP23207881.6A patent/EP4549673A1/en active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60213746A (en) * | 1984-04-07 | 1985-10-26 | Uchida Seisakusho:Kk | Space heater |
| US20060242920A1 (en) * | 2002-11-11 | 2006-11-02 | Ari Griffner | Building made of wall hollow heated elements |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1062463B1 (en) | Air conditioning method for buildings and air-conditioned building | |
| CH653760A5 (en) | AIR CONDITIONER. | |
| DE2916799C2 (en) | Component for heating or cooling the room air | |
| DE69217654T2 (en) | TEMPERATURE REGULATION OF DIFFERENT BUILDING PARTS OF THE HOUSE | |
| DE1609529A1 (en) | Heat-insulating building construction and heat generator equipped with it | |
| EP2218971B1 (en) | Tempering system | |
| DE2248228A1 (en) | ADJUSTABLE LIQUID SURFACE HEATING WITH EVEN SURFACE TEMPERATURE | |
| EP4575327A2 (en) | Component | |
| DE3843067C2 (en) | Process for heat recovery in a skeleton construction system | |
| WO2000031473A1 (en) | Device and method for heating and/or ventilating a room | |
| EP3014196B1 (en) | Components, construction parts and method for an energy-efficient transformation of renewable energy in buildings | |
| EP4549673A1 (en) | Heatable air gap insulation for house walls | |
| DE19819230C2 (en) | Space heater and method for forming a space heater | |
| EP2210996B1 (en) | Floor construction | |
| DE19608702A1 (en) | Building wall with heating pipes | |
| DE4021081A1 (en) | Hollow flat building component - comprises rigid plates held apart by distance pieces | |
| EP0150242B1 (en) | Assembly unit for the construction of a building air conditioned by its walls | |
| WO2013087224A1 (en) | Multifunction module for controlling the water supply and for controlling the air supply in a thermo-active air-handling ceiling | |
| EP0479308B1 (en) | Building | |
| DE4423137C2 (en) | Building exterior wall | |
| DE202007017185U1 (en) | Heat-bonding system and a surface heating / cooling modular system with such a heat-bonding system | |
| EP1205715A2 (en) | Heating and/or cooling system for buildings | |
| EP0028840A2 (en) | Arrangement for introducing heat into the primary circuit of the heat pump of a reverse-cycle heating installation | |
| WO1988001664A1 (en) | Multi-purpose building element | |
| DE2640539B2 (en) | Heatable sub-floor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PUAI | Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012 |
|
| STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN PUBLISHED |
|
| AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC ME MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR |