<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung betrifft eine Wärmetauschwand, die wenigstens ein im wesentlichen aufrecht, ring- oder wendelförmig um einen Wandkern geführtes, im Bereich der Sohle und des Scheitels Siphone bildendes, mit einer Zirkulationssperreinrichtung versehenes Gefässsystem aufweist, in dem sich ein gasförmiges Wärmeträgermedium befindet.
Eine vergleichbare Konstruktion ist aus der CH-PS Nr. 600264 bekannt, nämlich ein Fassadenelement mit einem auf der Innenseite angeordneten Heizkörper und einem auf der Aussenseite angeordneten Sonnenstrahlenkollektor, einem zwischen dem Heizkörper und dem Kollektor angeordneten Wärmespeicher, wobei zwischen dem Kollektor und dem Wärmespeicher und zwischen dem Wärmespeicher und dem Heizkörper je ein Wärmeträgerkreislauf gebildet ist und in einem oder beiden Kreisläufen ein manuell oder thermostatgesteuertes Regelventil vorgesehen ist.
Bekannt ist auch ein ringförmiges Gefässsystem mit einem Kollektor und einem Wärmespeicher, wobei ein Wärmetauscher und ein Ausgleichsbehälter im Wärmespeicher vorgesehen sind und in der Vorlaufleitung vom Kollektor zum Wärmespeicher ein Rückschlagventil angeordnet ist (DE-OS 2727176). Als Wärmeträger dient ein Gemisch aus Dampf und Flüssigkeit.
Bekannt ist ferner, dass bei einer Wandplatte ein Wärmeträger sich teilweise in gesättigter Dampfphase und teilweise in kondensierter Flüssigkeitsphase befindet (DE-OS 2728899).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Wärmetauschwand der eingangs angegebenen Art die Zirkulation des Wärmeträgermediums auf möglichst einfache und zuverlässige Weise selbsttätig zu sperren.
Diese Aufgabe wird bei einer Wärmetauschwand der in Rede stehenden Art dadurch gelöst. dass sich erfindungsgemäss in dem Gefässsystem ausser dem gasförmigen Wärmeträgermedium wenigstens ein weiteres, schwereres und/oder leichteres gasförmiges Medium befindet, wobei das Gefässsystem bei wenigstens einem Siphon in einer einerseitig der Siphonbeuge befindlichen, von dieser ausgehend sich über einen Teil der Höhe des Gefässsystems erstreckenden Zone einen Fassungsraum aufweist, der gleich gross oder grösser ist als der Fassungsraum in einer anderseitig der Siphonbeuge befindlichen Zone, die sich von der gleichen Ausgangsebene in gleicher Richtung über eine wesentlich grössere Höhe erstreckt.
Auf diese Weise schafft die Erfindung eine selbsttätige Zirkulationssperre für eines der Wärmeträgermedien, wobei ein oder das andere Wärmeträgermedium zum Sperren dient. Dabei ist wesentlich, dass das zum Sperren dienende Medium bei seiner Verdrängung von der einen Seite der Siphonbeuge zur andern Seite auf der einen Seite einen beträchtlichen, auf der andern Seite jedoch bloss einen geringfügigen Niveauunterschied erfährt, wobei der beträchtliche Niveauunterschied zum Sperren des Siphons führt, der geringfügige Niveauunterschied aber die Strömung des als Wärmeträger dienenden Mediums praktisch nicht beeinflusst.
Nachstehend wird die Erfindung an Hand verschiedener Ausführungsbeispiele erläutert, die in den Zeichnungen schematisch dargestellt sind ; es zeigen Fig. 1 eine erfindungsgemässe Wärmetauchwand im Lotschnitt, Fig. 2 und 3 im Prinzip die gleiche Wärmetauschwand, im freien bzw. gesperrten Zustand, Fig. 4 im Lotschnitt eine Wärmetauschwand, deren Gefässsystem mit zwei Wärmespeichern gekoppelt ist, Fig. 5 im Lotschnitt eine Wärmetauschwand, deren Gefässsystem mit einem aussen befindlichen Wärmespeicher gekoppelt ist, Fig. 6 im Lotschnitt eine Wärmetauschwand, deren Gefässsystem mit einem innen befindlichen Wärmespeicher gekoppelt ist, Fig. 7 eine Wärmetauschwand im Lotschnitt sowie in Schrägansicht, Fig. 8 ein Haus mit erfindungsgemässen Wärmetauschwänden, Fig. 9 eine Variante der Wärmetauschwand im Lotschnitt, Fig.
10 einen Lotschnitt durch eine weitere Variante der Wärmetauschwand nach der Linie X-X in Fig. 11 bzw. 12, Fig. 11 diese Wärmetauschwand im Lotschnitt nach der Linie XI-XI in Fig. 10 und Fig. 12 die Wärmetauschwand im Lotschnitt nach der Linie XII-XII in Fig. 10.
In den Zeichnungen ist mit --1-- ein Gefässsystem bezeichnet, in dem sich ein gasförmiges
EMI1.1
einen Siphon bildet. Das Gefässsystem --1-- weist beim unteren Siphon in einer einerseitig (in den Zeichnungen links) der Siphonbeuge befindlichen, von dieser ausgehend sich über einen Teil der Höhe des Gefässsystems --1-- erstreckenden Zone einen Fassungsraum auf, der gleich gross
<Desc/Clms Page number 2>
oder grösser ist als der Fassungsraum in einer anderseitig (in den Zeichnungen rechts) der Siphonbeuge befindlichen Zone, die sich von der gleichen Ausgangsebene in gleicher Richtung über eine wesentlich grössere Höhe erstreckt. Mit --5-- ist ein Wärmespeicher bzw. eine Wärmespeichermasse bezeichnet.
Die gesamte Wärmetauschwand, die das Gefä#system --1-- aufweist, ist mit dem Bezugszeichen--6--versehen.
Gemäss dem in den Fig. l bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das gasförmige Wärme- trägermedium --3-- leichter als das weitere gasförmige Medium --4--. Das Wärmeträgermedium --3-kann beispielsweise Luft sein. Wird das Wärmeträgermedium --3-- auf jener Seite des Wandkernes --2-- erwärmt, auf der im Bereich der Sohle das Gefä#system --1-- dieses den grösseren Fassungsraum aufweist, so dehnt sich die betreffende Mediensäule aus und wird in Relation zu ihrem Volumen leichter. Gleichzeitig wird die auf der andern Seite des Wandkernes --2-- befindliche Mediensäule relativ schwerer. Dieses Ungleichgewicht bringt das Wärmeträgermedium --3-- in eine Kreislaufbewegung, die durch Wärmeaufnahme einerseitig und Wärmeabgabe anderseitig des Wandkernes - in Gang gehalten wird.
Tritt jedoch der Fall ein, dass das Wärmeträgermedium --3-- auf
EMI2.1
--2-- erwärmtdium --4-- zu einer relativ hohen Säule an, wie Fig. 3 zeigt. In diesem Fall schafft der relativ grosse Anteil des schwereren Mediums --4-- bei der warmen Mediensäule ein Gleichgewicht zur kälte-
EMI2.2
wünschte Wärmeverluste vermieden. Beispielsweise kann dadurch aus einem warmen Innenraum keine Wärme nach aussen dringen, auch wenn die Aussentemperatur wesentlich niedriger ist. Dieser Effekt ist natürlich nur dann erwünscht, wenn es darum geht, Wärme in einen Innenraum zu bringen und sie dort zu halten. In heissen Gebieten soll jedoch der umgekehrte Effekt erzielt werden. In
EMI2.3
geben wird.
Auf Grund der beschriebenen Funktion der erfindungsgemässen Wärmetauschwand --6-- kann in diesem Fall keine Wärme selbsttätig von aussen nach innen dringen.
Die Wärmetauschwand --6-- kann auch so ausgebildet sein, dass die Sperre der Zirkulation wahlweise für die eine oder andere Richtung bestimmt wird.
Eine solche Änderung kann durch Verstellen des Wandkernes --2-- bewirkt werden. Dazu wird wenigstens im Bereich der Sohle bzw. des Scheitels des Gefässsystems --1-- der Wandkern --2--
EMI2.4
Der Wandkern --2-- der Wärmetauschwand --6-- ist vorzugsweise wärmedämmend ausgebildet.
Das Gefä#system --1-- kann mit einem Wärmespeicher --5-- gekoppelt sein, wie die Fig. 4 bis 6 zeigen.
Zur Übertragung der Wärme ist die Umwandlung des Gefä#systems --1-- wenigstens teilweise als Wärmetauscher ausgebildet.
Wie die Fig. 4 bis 6 zeigen, steht der als Wärmetauscher ausgebildete Teil der Umwandlung des Gefä#systems --1-- vorzugsweise in direktem Wärmetauschkontakt mit dem Wärmespeicher
EMI2.5
Der Wärmespeicher --5-- kann als sensibler Speicher oder als Latentspeicher ausgebildet sein.
Latentspeicher können sowohl zum Heizen als auch zum Kühlen von Innenräumen eingesetzt werden.
EMI2.6
<Desc/Clms Page number 3>
nommen. Vom Latentspeicher --5-- wird Wärme an den zu beheizenden Innenraum abgegeben.
Bei zur Kühlung bestimmten Anordnungen wird beispielsweise dem Latentspeicher --5--- Wärme entzogen, selbsttätig nach aussen transportiert und in die Atmosphäre abgeführt.
Die solchermassen abgekühlte und erstarrte Latentspeichermasse entzieht in der Folge ihrerseits dem Innenraum Wärme und kühlt diesen, wobei die Latentspeichermasse schmilzt.
Die Wärmetauschwand --6-- kann einerseits des Wandkernes --2-- im wesentlichen als Sonnen-
EMI3.1
--6-- kann- kann einerseits im wesentlichen durch den Wandkern --2--, gegebenenfalls durch den Wärmespeicher --5--, anderseits durch eine mit Abstand um den Wandkern --2-- bzw. den Wärmespei- cher --5-- geführte Umwandung gebildet sein.
Das Gefä#system --1-- kann auch aus wenigstens einem ringförmig geführten, in sich geschlossenen Rohr oder Schlauch bestehen.
Bei solchen Ausführungen werden bei einer Wärmetauschwand --6-- gegebenenfalls mehrere ringförmig geführte, in sich geschlossene Rohre oder Schläuche angeordnet sein, die das Gefäss- system --1-- bilden. Die das Gefä#system --1-- bildenden Rohre oder Schläuche können auch wendelförmig geführt sein.
Die Enden einer solchen Wendel können durch wenigstens ein im wesentlichen gerade geführtes Rohr oder einen Schlauch miteinander verbunden sein.
Das Gefä#system --1-- kann im Material einer Wand, eines Wandelementes, Ziegels od. dgl. eingebettet sein.
Solche Wände, Ziegel od. dgl. können einen wärmedämmenden Wandkern --2-- und beiderseits desselben befindliche wärmeleitende Schichten aufweisen, in die das Gefässsystem--l-wenigstens teilweise eingebettet ist.
Solcherart angeordnete Gefä#systeme --1-- werden vorzugsweise durch Rohre oder Schläuche gebildet.
Bauelemente oder Ziegel dieser Art können in grossen Stückzahlen vorfabriziert und entweder zum Heizen oder zum Kühlen von Innenräumen eingesetzt werden.
Gemäss den Fig. 2 und 3 befinden sich in dem Gefä#system --1-- ein leichteres gasförmiges Wärmeträgermedium --3-- und ein schwereres gasförmiges Medium --4--.
Das gasförmige Wärmeträgermedium --3-- kann jedoch auch schwerer sein als das zum Sperren des Kreislaufes dienende andere gasförmige Medium --4--.
In diesem Fall muss das Gefä#system --1-- im Bereich des Scheitels entsprechend ausgebildet sein.
In einem Gefä#system --1-- können sich auch drei unterschiedlich schwere gasförmige Medien befinden.
In Fig. 9 ist ein dazu entsprechend ausgebildetes Gefä#system --1-- dargestellt.
Enthält das Gefä#system --1-- einer zur Heizung von Innenräumen bestimmten Wärmetauschwand --6-- drei unterschiedlich schwere gasförmige Medien, muss sich, wie Fig. 9 zeigt, der grö- ssere Fassungsraum des Gefä#systems --1-- im Bereich der Sohle auf der nach aussen gerichteten Seite, im Bereich des Scheitels auf der nach innen gerichteten Seite des Wandkernes --2-- befinden.
In den Fig. 10 bis 12 ist eine Wärmetauschwand --6-- dargestellt, deren Gefä#system --1-- im wesentlichen aus beiderseits des Wandkernes --2-- befindlichen Gefässzonen besteht, die im Bereich der Sohle und im Bereich des Scheitels durch je einen Kanal miteinander verbunden sind.
Die betreffenden Gefässzonen können aber auch sowohl im Bereich der Sohle als auch im Bereich des Scheitels durch mehrere Kanäle verbunden sein.
Auch sonst ist die Erfindung nicht auf die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Beispielsweise kann die wärmetauschwand --6-- nicht nur senkrecht, sondern auch geneigt angeordnet sein. Es können zusätzlich Absperreinrichtungen vorgesehen sein, mittels derer die Zirkulation des Wärmeträgermediums --3-- in jeder Richtung unterbunden werden kann.
Das Einbringen der gasförmigen Medien in das gefä#system --1-- erfolgt durch Öffnungen,
<Desc/Clms Page number 4>
Ventile od. dgl., die sich gegebenenfalls in einer Höhenlage befinden, die der Grenze zweier unterschiedlich schwerer gasförmiger Medien entspricht. Dadurch kann das Mengenverhältnis der unterschiedlich schweren Medien leicht bemessen werden.
EMI4.1
Jahreszeit, ausgebildet ist.
Auf diese Art können ganze Fassaden von sowohl neuen als auch von bereits bestehenden Häusern verkleidet werden.
In heissen Gebieten können die Aussenwände von Häusern aus erfindungsgemässen Wärmetauschwänden --6-- hergestellt werden.
<Desc / Clms Page number 1>
The invention relates to a heat exchange wall which has at least one vessel system which is essentially upright, ring-shaped or helical around a wall core and forms siphons in the region of the sole and the apex, provided with a circulation blocking device and in which there is a gaseous heat transfer medium.
A comparable construction is known from CH-PS No. 600264, namely a facade element with a radiator arranged on the inside and a solar radiation collector arranged on the outside, a heat accumulator arranged between the radiator and the collector, whereby between the collector and the heat accumulator and A heat transfer circuit is formed between the heat accumulator and the radiator and a manually or thermostatically controlled control valve is provided in one or both circuits.
A ring-shaped vessel system with a collector and a heat accumulator is also known, a heat exchanger and an expansion tank being provided in the heat accumulator and a check valve being arranged in the flow line from the collector to the heat accumulator (DE-OS 2727176). A mixture of steam and liquid serves as the heat transfer medium.
It is also known that in the case of a wall plate, a heat transfer medium is partly in the saturated vapor phase and partly in the condensed liquid phase (DE-OS 2728899).
The invention is based, to block the circulation of the heat transfer medium automatically in a simple and reliable manner in a heat exchange wall of the type specified in the task.
This object is achieved with a heat exchange wall of the type in question. that, according to the invention, there is at least one other, heavier and / or lighter gaseous medium in the vascular system in addition to the gaseous heat transfer medium, the vascular system in at least one siphon being in a zone on one side of the siphon bend and extending from it over part of the height of the vascular system has a holding space which is the same size or larger than the holding space in a zone on the other side of the siphon bend, which extends from the same starting level in the same direction over a much greater height.
In this way, the invention creates an automatic circulation lock for one of the heat transfer media, one or the other heat transfer medium being used for locking. It is essential that the locking medium, when displaced from one side of the siphon bend to the other side, experiences a considerable level difference on the one hand, but only a slight level difference on the other side, the considerable difference in level leading to the siphon being locked, the slight difference in level practically does not influence the flow of the medium serving as heat transfer medium.
The invention is explained below with reference to various exemplary embodiments, which are shown schematically in the drawings; 1 shows a heat-immersion wall according to the invention in a perpendicular section, FIGS. 2 and 3 in principle the same heat exchange wall, in the free or locked state, FIG. 4 in a perpendicular section a heat exchange wall, the vascular system of which is coupled with two heat stores, FIG. 5 in a perpendicular section 6 shows a heat exchange wall, the vascular system of which is coupled to an external heat accumulator, Fig. 6 shows a heat exchange wall, the vascular system of which is coupled to an internal heat store, Fig. 7 shows a heat exchange wall in a vertical section and in an oblique view, Fig. 8 shows a house with heat exchange walls according to the invention 9 shows a variant of the heat exchange wall in vertical section,
10 is a solder section through a further variant of the heat exchange wall along the line XX in FIGS. 11 and 12, FIG. 11 shows this heat exchange wall in the solder section along the line XI-XI in FIG. 10 and FIG. 12 shows the heat exchange wall in the solder section along the line XII -XII in Fig. 10.
In the drawings, --1-- denotes a vascular system in which there is a gaseous one
EMI1.1
forms a siphon. The vascular system --1-- has a holding space in the lower siphon in a zone on one side (left in the drawings) of the siphon bend, which extends over part of the height of the vascular system --1-- and is of the same size
<Desc / Clms Page number 2>
or is larger than the capacity in a zone on the other side (in the drawings on the right) of the siphon bend, which extends from the same exit level in the same direction over a much greater height. With --5-- a heat storage or a heat storage mass is designated.
The entire heat exchange wall, which the vascular system --1-- has, is provided with the reference symbol - 6 -.
According to the embodiment shown in FIGS. 1 to 3, the gaseous heat transfer medium --3-- is lighter than the other gaseous medium --4--. The heat transfer medium can be air, for example. If the heat transfer medium --3-- is heated on the side of the wall core --2-- on which the vascular system --1-- in the area of the sole has the larger capacity, the media column in question expands and becomes lighter in relation to their volume. At the same time, the media column on the other side of the wall core --2-- becomes relatively heavier. This imbalance brings the heat transfer medium --3-- into a circular movement, which is kept in motion by heat absorption on one side and heat emission on the other side of the wall core.
However, if the heat transfer medium occurs --3--
EMI2.1
--2-- warmeddium --4-- to a relatively high column, as Fig. 3 shows. In this case, the relatively large proportion of the heavier medium --4-- creates a balance with the warm -
EMI2.2
desired heat losses avoided. For example, no heat can escape from a warm interior, even if the outside temperature is significantly lower. This effect is of course only desirable when it comes to bringing heat into an interior and keeping it there. In hot areas, however, the opposite effect is to be achieved. In
EMI2.3
will give.
Due to the described function of the heat exchange wall according to the invention, in this case no heat can automatically penetrate from the outside to the inside.
The heat exchange wall --6-- can also be designed so that the blockage of the circulation is optionally determined for one or the other direction.
Such a change can be effected by adjusting the wall core --2--. For this, at least in the area of the sole or the apex of the vascular system --1-- the wall core --2--
EMI2.4
The wall core --2-- of the heat exchange wall --6-- is preferably designed to be heat-insulating.
The vascular system --1-- can be coupled to a heat store --5--, as shown in FIGS. 4 to 6.
To transfer the heat, the conversion of the vascular system --1-- is at least partially designed as a heat exchanger.
As shown in FIGS. 4 to 6, the part of the conversion of the vessel system --1-- designed as a heat exchanger is preferably in direct heat exchange contact with the heat accumulator
EMI2.5
The heat store --5-- can be designed as a sensitive store or as a latent store.
Latent storage can be used for both heating and cooling indoor spaces.
EMI2.6
<Desc / Clms Page number 3>
taken. Heat is released from the latent storage device --5-- to the interior to be heated.
In the case of arrangements intended for cooling, for example, heat is extracted from the latent store --5 ---, automatically transported outside and dissipated into the atmosphere.
The latent storage mass cooled and solidified in this way in turn subsequently draws heat from the interior and cools it, the latent storage mass melting.
The heat exchange wall --6-- can on the one hand of the wall core --2-- essentially as a solar
EMI3.1
--6-- can- can on the one hand essentially through the wall core --2--, if necessary through the heat store --5--, on the other hand through one at a distance around the wall core --2-- or the heat store - -5-- led conversion.
The vascular system --1-- can also consist of at least one ring-shaped, self-contained tube or hose.
In such designs, a heat exchange wall --6-- may have several ring-shaped, self-contained pipes or hoses that form the vascular system --1--. The tubes or hoses forming the vascular system --1-- can also be helical.
The ends of such a helix can be connected to one another by at least one essentially straight pipe or hose.
The vascular system --1-- can be embedded in the material of a wall, a wall element, brick or the like.
Such walls, bricks or the like can have a heat-insulating wall core - 2 - and heat-conducting layers located on both sides of the same, in which the vascular system is at least partially embedded.
Vascular systems --1-- arranged in this way are preferably formed by pipes or hoses.
Components or bricks of this type can be prefabricated in large quantities and used either for heating or for cooling interiors.
2 and 3 there is a lighter gaseous heat transfer medium --3-- and a heavier gaseous medium --4-- in the vascular system --1--.
However, the gaseous heat transfer medium --3-- can also be heavier than the other gaseous medium --4-- used to block the circuit.
In this case, the vascular system --1-- in the area of the apex must be designed accordingly.
A vascular system --1-- can also contain three gaseous media of different weights.
FIG. 9 shows a vessel system --1-- that is designed accordingly.
If the vascular system --1-- contains a heat exchange wall --6-- intended for the heating of interior spaces, three gaseous media of different weights, as shown in Fig. 9, the larger volume of the vascular system --1- - in the area of the sole on the outward side, in the area of the apex on the inward side of the wall core --2--.
10 to 12 a heat exchange wall --6-- is shown, the vascular system --1-- of which essentially consists of vascular zones located on both sides of the wall core --2--, which in the area of the sole and in the area of the Vertices are connected by a channel.
The relevant vascular zones can also be connected by several channels both in the area of the sole and in the area of the apex.
The invention is also not otherwise restricted to the exemplary embodiments illustrated in the drawings. For example, the heat exchange wall --6-- can be arranged not only vertically, but also inclined. Shut-off devices can also be provided, by means of which the circulation of the heat transfer medium can be prevented in any direction.
The gaseous media are introduced into the vascular system --1-- through openings,
<Desc / Clms Page number 4>
Valves or the like, which may be at an altitude corresponding to the boundary of two gaseous media of different weights. This makes it easy to measure the proportions of the media of different weights.
EMI4.1
Season, is trained.
In this way, entire facades of both new and existing houses can be clad.
In hot areas, the outer walls of houses can be made from heat exchange walls according to the invention.