Wandteil Die Erfindung betrifft einen Wandteil, der minde stens teilweise als Fenster ausgebildet ist, mit einem Hohlraum, der raumseitig durch eine Vorder-(Innen-) und nach aussen durch eine Rück-(Aussen-)wand be grenzt ist, welche Wände mindestens teilweise aus licht durchlässigem Material bestehen, wobei in dem Hohl raum ein lichtdurchlässiges Medium als Wärmeträger zirkulieren kann und mindestens ein Wärmeübertrager angeordnet ist.
Es ist bekannt, Raumheizungen dadurch zu ver bessern, dass die bei der modernen Bauweise relativ grossen, die Behaglichkeit empfindlich störenden, kalten Fensterflächen mindestens etwa auf der Raumlufttem- peratur des zu heizenden Raumes gehalten werden. Eine bekannte Anordnung dafür ist so ausgebildet, dass zwischen der raumseitigen Vorderwand und der nach aussen liegenden Rückwand eines fensterartigen Wandteiles ein allseitig geschlossener Hohlraum vor handen ist, in dem im unteren Bereich ein Wärmeüber trager angeordnet ist.
In diesem Hohlraum ist als Wärmeträgermedium Luft eingeschlossen, die Wärme aus dem Wärmeübertrager >aufnimmt und infolge des entstehenden Auftriebes bei ihrer Erwärmung sowie infolge des Abfalls nach ihrer Abkühlung an den kälte ren Fensterflächen in dem Hohlraum in vertikaler Richtung zirkuliert.
Wegen der geringen Wärmekapazität der Luft wer den bei der bekannten Anordnung Wandteile und Hohl räume mit einer erheblichen Tiefe senkrecht zur Vorder- und Rückwand und mit erheblichen Wärmeübertrager flächen benötigt. Der Platzbedarf ist bei der bekannten Anordnung also gross. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den für einen fensterartigen Wandteil be nötigten Platz erheblich zu reduzieren. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum mit einer lichtdurchlässigen Flüssigkeit als Wärmeträger gefüllt ist.
Der erfindungsgemässe Wandteil kann sowohl zum Heizen als auch zum Kühlen eines Raumes verwendet werden, je nach Anordnung des Wärmeübertragers und der Temperierung seiner Wärmeübertragungsflächen re lativ zu der .an ihm vorbeiströmenden Flüssigkeit. Dar über hinaus bringt die Verwendung eines flüssigen Wärmeträgers den weiteren Vorteil, dass der Tempera turabfall in Richtung vom Wärmeübertrager weg - beim Heizen also in Richtung senkrecht nach oben - viel allmählicher und gleichmässiger verläuft als bei einem gasförmigen Wärmeträger. Auch dieser Vorteil ist be dingt durch die grössere Wärmekapazität einer Wärme trägerflüssigkeit.
Zweckmässigerweise wird eine Flüssigkeit verwen det, die klarsichtig, geruchlos und nicht brennbar ist. Alle diese Eigenschaften werden z. B. von Wasser erfüllt. Weiterhin können in dem flüssigen Wärme träger Zusätze gelöst werden, die sich bei Sonnen einstrahlung reversibel verändern, dadurch die Flüssig keit verfärben und einen Teil der einfallenden Sonnen energie absorbieren.
Die Zirkulation des Wärmeträgers kann verbessert werden, wenn der Hohlraum durch mindestens eine, gegebenenfalls ebenfalls lichtdurchlässige Zwischenwand in mindestens zwei vom Wärmeträger nacheinander durchströmte Strömungsabschnitte unterteilt ist. Bildet man eine zur Vorder- und Rückwand parallele Zwi schenwand mindestens bis etwa zur halben Höhe als Doppelwand aus, so entsteht ein Isolationshohlraum, der mit nicht an der Zirkulation teilnehmender Wärme trägerflüssigkeit gefüllt ist. Unter Umständen kann auch eine Fördereinrichtung, z. B. eine Pumpe, für eine zwangsweise Zirkulation vorgesehen sein.
Wird der Wandteil als allseitig geschlossener Hohl raum ausgebildet, an dem zur Aufnahme der Wärme trägerflüssigkeit bei höheren Temperaturen lediglich ein Expansionsgefäss angeschlossen ist, so kann man die parallel zur Vorder- und Rückwand verlaufende Zwi schenwand mit mindestens einem horizontal verlaufen den Schlitz versehen. Die allein durch den Auftrieb warmer und durch den Abtrieb kalter Flüssigkeits teilchen aufrechterhaltene Zirkulation des Wärmeträgers im Hohlraum wird dadurch erheblich erleichtert. Die gegenüber der Wärmeleitfähigkeit eines Gases höhere Wärmeleitfähigkeit der Flüssigkeit, durch die eine raschere Abkühlung bzw.
Erwärmung der Innen wand erfolgt, kann dadurch teilweise kompensiert wer den, dass der Hohlraum durch mindestens einen gas gefüllten Isolationshohlraum nach aussen isoliert ist, der an der Aussenseite des Wandteiles mit Hilfe minde stens einer weiteren, zur Vorder- und Rückwand paral lelen, lichtdurchlässigen Wand gebildet ist. Weiterhin können beim Vorhandensein mehrerer Isolationshohl räume in einem davon Sonnen- und/oder Sichtschutz mittel angeordnet sein, um die Wärmebelastung des Raumes durch Sonneneinstrahlung möglichst weitge hend bereits vor der inneren Vorderwand .abzufangen. Es ist jedoch auch möglich, die Sonnen- und/oder Sicht schutzmittel an der Aussenseite vor dem Wandteil an zuordnen.
Die Erfindung wird anhand einiger Ausführungs beispiele im Zusammenhang mit der Zeichnung im folgenden näher erläutert.
Fig. la-b zeigen schematisch ein erstes Ausfüh rungsbeispiel in je einem vertikalen Schnitt AA parallel bzw. BB senkrecht zur Vorder- und Rückwand.
Fig. 2 gibt in ähnlicher Darstellungsweise wie in Fig. 1b, jedoch mit übertrieben gezeichneter Tiefe zwischen Vorder- und Rückwand, eine zweite Aus führungsform wieder, bei der eine mit einem Schlitz versehene Zwischenwand vorgesehen ist.
Fig. 3 stellt ein drittes Beispiel mit einem zusätzli chen Isolationshohlraum neben dem mit Flüssigkeit gefüllten Hohlraum dar.
In allen drei Beispielen ist der Wandteil als allseitig geschlossener Hohlraum 4 ausgebildet, der lediglich über eine Steigleitung 5 mit einem Expansionsgefäss 7 in Verbindung steht.
Der Hohlraum ist auf seiner dem Innenraum zu gewandten Vorderseite durch eine - aus lichtdurch lässigem, meistens aus klarsichtigem Material, z. B. einem Glas oder einem glasartigen Kunststoff, herge stellte - Wand 1 und auf der nach aussen liegenden Rückseite durch eine gleichartige Wand 2 begrenzt. Die seitlichen sowie oberen und unteren, rahmenartigen Begrenzungen des Hohlraumes sind mit 3 bezeichnet. Selbstverständlich ist es möglich, Teile der Wände 1 und 2 mit undurchsichtigem Material abzudecken oder aus solchem herzustellen, so dass das Fenster nur einen Teil des ,erfindungsgemässen Wandteiles, bildet; die im Wandteil untergebrachten Einbauten können z.
B. auch in den oben und/oder unten und/oder seitlich ver breiterten Rahmen angeordnet sein.
Der Hohlraum 4 ist beispielsweise mit Wasser gefüllt; zu dessen Temperierung .dienen Wärmeüber trager 6, die z. B. als flache Hohlplatten ausgebildet sind und vertikal (Fig. 1) oder horizontal (Fig. 2 und 3) verlaufen können. Diese Wärmeübertrager 6 sind durch ein durch die Leitungen 8 zu- und abströmendes Zwi schenmedium, das im einfachsten Falle ebenfalls Wasser sein kann, mit einer zentralen, nicht dargestellten Wärme- und/oder Kältequelle verbunden.
Es ist jedoch auch möglich, für die Aufheizung und Abkühlung des flüssigen Wärmeträgers elektrische oder chemische Mit tel vorzusehen.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 mit einem oder mehreren vertikal angeordneten Wärmeübertragern 6 können zusätzlich mit Öffnungen versehene, annähernd horizontale Leitwände 10 und 11 und/oder eine senk- recht im Abstand vom oberen und unteren Rahmen teil 3 endende Trennwand 9 vorgesehen sein, um die vertikale und horizontale Verteilung des Wärmeträgers im Hohlraum 4 zu verbessern. Darüberhinaus ist in Fig. 1 in dem abgetrennten Hohlraum 22 für den Wärmeübertrager 6 eine Pumpe 23 vorgesehen, durch die eine zwangsweise Zirkulation des Wärmeträgers erfolgt.
Horizontale Wärmeübertrager (Fig. 2 und 3) können oben und/oder unten in der Nähe des entsprechenden Randes 3 angebracht werden, wobei der obere Wärme übertrager 6b (Fig. 3) für den Kühlbetrieb und der untere Wärmeübertrager 6a für den Heizbetrieb dient.
Werden geeignete, verschliessbare Rohrkupplungen 12 vorgesehen, so ist es auch möglich, mit einem einzi gen, horizontalen Wärmeübertrager 6 auszukommen, der je nach Betriebsart in der Nähe des oberen - beim Kühlen - oder in der Nähe des unteren Randes 3 - beim Heizen - mit Rohrkupplungen 12 an das Leitungs netz 8 für das Zwischenmedium angeschlossen wird.
Fig.2 zeigt eine solche Anordnung mit umsteck barem Wärmeübertrager 6, der in der Zeichnung für den Kühlbetrieb angeschlossen ist. Weiterhin teilt die Zwischenwand 13 den Hohlraum 4 in Fig. 2 in zwei nacheinander durchströmte Strömungsabschnitte 14 und 15.
Zur Erleichterung der Zirkulation ist die Wand 13 auf der ganzen Breite durch einen Schlitz 16 unter brochen, so dass während des Heizers im wesentlichen nur der untere Teil 13a der Wand 13 umströmt wird, während beim Kühlbetrieb eine Zirkulation vor allem um den oberen Teil 13b der Wand 13 herum erfolgt.
Weitere Wände 17, die aussen vor die Rückwand 2 davorgesetzt sind, schliessen nach aussen Isolationshohl räume 18 ab. In einem der Isolationshohlräume 18 sind als Lamellenstoren .dargestellte Sonnen- und/oder Sichtschutzmittel 19 eingebaut. Die gasgefüllten, im allgemeinen luftgefüllten Isolationshohlräume 18 dienen dazu, den für die Temperierung der Innenwand 1 un günstigen Einfluss der grösseren Wärmeleitfähigkeit einer Flüssigkeit gegenüber derjenigen eines Gases weitgehend zu kompensieren.
In Fig. 3 sind die Sonnen- und/oder Sichtschutz mittel 19 als Aussenstoren 19a ausgebildet. Weiterhin wird in diesem Beispiel, bei dem, wie erwähnt, im Hohlraum 4 oben und unten horizontale Wärmeüber trager 6a und 6b vorhanden sind, durch die halbhohe Zwischenwand 20 im unmittelbaren Aufenthaltsbereich der Rauminsassen ein Isolationshohlraum 21 geschaffen, in dem sich nicht an der Zirkulation teilnehmende Wärmeträgeiflüssigkeit befindet.
Wie ebenfalls bereits erwähnt, wird von den Wärmeübertragern 6a und 6b der untere 6a während des Heizbetriebes und der obere 6b während des Kühlbetriebes vom Zwischenmedium durchströmt.
Durch die in Fig. 3 gezeigte Anordnung jedes der Wärmeübertrager 6a und 6b symmetrisch zur Zwi schenwand 13 in beiden Strömungsabschnitten 14 und 15 wird in gewissem Umgang eine temperaturabhängige Selbstregulierung der Zirkulation im Hohlraum erreicht. Denn der Auftrieb des warmen und der Abfall des kalten Wärmeträgers und damit die Zirkulation werden immer geringer, je mehr sich die Temperaturunterschiede zwi schen der Innenwand 1 und der Aussenwand 2 aus gleichen.
Im Gleichgewicht, d. h. wenn überall sowohl an der Innenwand 1 als auch an der Aussenwand 2 etwa die gleiche Temperatur herrscht, kommt die Zirkulation zum Erliegen. Daher wird dann durch die Wärme übertrager 6b bzw. 6a keine Wärme mehr aus den Strömungsabschnitten 14 und 15 des Hohlraumes 4 weggeführt bzw. diesen Strömungsabschnitten zugeführt, unabhängig davon, auf welchem Temperaturniveau sich diese Wärmeübertrager selbst befinden.
Es sei noch erwähnt, dass im Zirkulationsweg des Wärmeträgermediums Mittel vorgesehen sein können, um durch eine Regelung der an der Wärmeübertragung teilnehmenden Mengen oder der Zirkulationsgeschwin- digkeit des Mediums eine Regulierung der Oberflächen temperatur der Innenwand des Wandteiles zu erreichen. Diese Mittel sind z. B. Drosselklappen oder Bypass- klappen, die die Strömungsmenge pro Zeiteinheit ver mindern oder einen Teil des zirkulierenden Mediums am Wärmeübertrager vorbeiführen.
Weiterhin ist es auch möglich, ,eine Fördereinrichtung mit unterschied lichen Drehzahlen zu verwenden.
Selbstverständlich kann der erfindungsgemässe Wand teil nicht nur dazu dienen, die, äusseren Klimabelastun gen vom Innenraum fernzuhalten, sondern darüber hinaus auch gleichzeitig noch als Heiz- oder Kühl fläche für den Innenraum wirken, indem seine dem Innenraum zugewandte Vorderwand zusätzlich Wärme an den Raum abgibt oder aus ihm aufnimmt.
Wall part The invention relates to a wall part, which is at least partially designed as a window, with a cavity that is bordered on the room side by a front (inner) and outwardly by a rear (outer) wall, which walls are at least partially consist of light-permeable material, wherein a light-permeable medium can circulate as a heat carrier in the cavity and at least one heat exchanger is arranged.
It is known that room heating systems can be improved by keeping the cold window surfaces, which are relatively large in modern construction and which are sensitive to comfort, at least approximately at the room air temperature of the room to be heated. A known arrangement for this is designed so that between the room-side front wall and the outward rear wall of a window-like wall part there is a cavity closed on all sides, in which a heat exchanger is arranged in the lower region.
In this cavity, air is enclosed as a heat transfer medium, which absorbs heat from the heat exchanger and circulates in the vertical direction as a result of the buoyancy that occurs when it is heated and as a result of the waste after its cooling on the cold ren window surfaces in the cavity.
Because of the low heat capacity of the air who needs in the known arrangement wall parts and hollow spaces with a considerable depth perpendicular to the front and rear walls and with considerable heat exchanger surfaces. The space requirement is large in the known arrangement. The invention is based on the object of significantly reducing the space required for a window-like wall part. The invention is characterized in that the cavity is filled with a translucent liquid as a heat carrier.
The wall part according to the invention can be used both for heating and for cooling a room, depending on the arrangement of the heat exchanger and the temperature control of its heat transfer surfaces re relative to the liquid flowing past it. In addition, the use of a liquid heat transfer medium has the further advantage that the temperature drop in the direction away from the heat exchanger - i.e. in the vertical upward direction when heating - is much more gradual and even than with a gaseous heat transfer medium. This advantage is also due to the greater heat capacity of a heat transfer fluid.
Appropriately, a liquid is used that is clear, odorless and non-flammable. All these properties are e.g. B. met by water. Furthermore, inert additives can be dissolved in the liquid heat, which change reversibly when exposed to solar radiation, thereby discoloring the liquid and absorbing part of the incident solar energy.
The circulation of the heat carrier can be improved if the cavity is divided into at least two flow sections through which the heat carrier flows in succession by at least one, optionally also translucent partition. If an intermediate wall parallel to the front and rear wall is formed at least up to about half the height as a double wall, an insulating cavity is created which is filled with heat transfer fluid that does not participate in the circulation. Under certain circumstances, a conveyor, e.g. B. a pump may be provided for forced circulation.
If the wall part is designed as an all-round closed cavity, to which only an expansion vessel is connected to absorb the heat transfer fluid at higher temperatures, the intermediate wall running parallel to the front and rear walls can be provided with at least one horizontally extending slot. The circulation of the heat transfer medium in the cavity, which is maintained solely by the buoyancy of warm and cold liquid particles, is thereby considerably facilitated. The higher thermal conductivity of the liquid compared to the thermal conductivity of a gas, through which a faster cooling or
If the inner wall heats up, this can be partially compensated for by isolating the cavity from the outside by at least one gas-filled insulating cavity, which is located on the outside of the wall part with the help of at least one other translucent wall parallel to the front and rear walls is formed. Furthermore, in the presence of several insulation cavities, sun and / or privacy screens can be arranged in one of them in order to intercept the heat load of the room from solar radiation as far as possible in front of the inner front wall. However, it is also possible to assign the sun and / or visual protection means on the outside in front of the wall part.
The invention is explained in more detail below with reference to some execution examples in connection with the drawing.
Fig. La-b show schematically a first Ausfüh approximately example in a vertical section AA parallel or BB perpendicular to the front and rear walls.
Fig. 2 shows in a similar representation as in Fig. 1b, but with exaggerated depth between the front and rear walls, a second imple mentation form, in which an intermediate wall provided with a slot is provided.
Fig. 3 shows a third example with an additional insulating cavity next to the liquid-filled cavity.
In all three examples, the wall part is designed as a cavity 4 which is closed on all sides and which is connected to an expansion vessel 7 only via a riser 5.
The cavity is on its front facing the interior by a - made of translucent, mostly made of clear material, eg. B. a glass or a glass-like plastic, Herge provided - wall 1 and limited on the outward back by a wall 2 of the same type. The lateral and upper and lower, frame-like boundaries of the cavity are denoted by 3. It is of course possible to cover parts of the walls 1 and 2 with opaque material or to manufacture them from such material, so that the window only forms part of the wall part according to the invention; the internals housed in the wall part can, for.
B. be arranged in the above and / or below and / or laterally ver wider frame.
The cavity 4 is filled with water, for example; for its temperature control .dien heat transfer carriers 6, the z. B. are designed as flat hollow plates and can run vertically (Fig. 1) or horizontally (Fig. 2 and 3). These heat exchangers 6 are connected to a central, not shown, heat and / or cold source by an inflowing and outflowing inter mediate medium, which in the simplest case can also be water.
However, it is also possible to provide electrical or chemical means for heating and cooling the liquid heat carrier.
In the embodiment according to FIG. 1 with one or more vertically arranged heat exchangers 6, approximately horizontal baffles 10 and 11 provided with openings and / or a vertical partition 9 ending at a distance from the upper and lower frame part 3 can be provided in order to to improve the vertical and horizontal distribution of the heat carrier in the cavity 4. In addition, a pump 23 is provided in the separated cavity 22 for the heat exchanger 6 in FIG. 1, by means of which a forced circulation of the heat carrier takes place.
Horizontal heat exchangers (Fig. 2 and 3) can be attached above and / or below in the vicinity of the corresponding edge 3, the upper heat exchanger 6b (Fig. 3) being used for cooling and the lower heat exchanger 6a for heating.
If suitable, lockable pipe couplings 12 are provided, it is also possible to get by with a single, horizontal heat exchanger 6, which, depending on the mode of operation, near the top - when cooling - or near the lower edge 3 - when heating - with Pipe couplings 12 is connected to the line network 8 for the intermediate medium.
Fig.2 shows such an arrangement with Umsteckbarem heat exchanger 6, which is connected in the drawing for cooling operation. Furthermore, the intermediate wall 13 divides the cavity 4 in FIG. 2 into two flow sections 14 and 15 through which flow follows one another.
To facilitate the circulation, the wall 13 is interrupted over its entire width by a slot 16, so that essentially only the lower part 13a of the wall 13 is flowed around during the heater, while during cooling operation, circulation mainly around the upper part 13b of the Wall 13 is done around.
Further walls 17, which are placed in front of the rear wall 2 on the outside, close insulating hollow spaces 18 from the outside. In one of the insulation cavities 18, sun and / or visual protection means 19 are installed as slat blinds. The gas-filled, generally air-filled insulation cavities 18 serve to largely compensate for the influence of the greater thermal conductivity of a liquid compared to that of a gas, which is un favorable for the temperature control of the inner wall 1.
In Fig. 3, the sun and / or privacy protection means 19 are designed as external blinds 19a. Furthermore, in this example, in which, as mentioned, there are horizontal heat exchangers 6a and 6b in the cavity 4 above and below, the half-height partition 20 in the immediate area of the room occupants creates an insulating cavity 21 in which those who do not participate in the circulation Heat transfer fluid is located.
As already mentioned, the heat exchangers 6a and 6b have the intermediate medium flowing through the lower 6a during heating operation and the upper 6b during cooling operation.
The arrangement shown in Fig. 3 of each of the heat exchangers 6a and 6b symmetrically to the inter mediate wall 13 in both flow sections 14 and 15 a temperature-dependent self-regulation of the circulation in the cavity is achieved in a certain way. Because the buoyancy of the warm and the waste of the cold heat carrier and thus the circulation are getting smaller, the more the temperature differences between the inner wall 1 and the outer wall 2 are equal.
In equilibrium, i.e. H. if the temperature is approximately the same on both the inner wall 1 and the outer wall 2, the circulation comes to a standstill. Therefore, no more heat is carried away from the flow sections 14 and 15 of the cavity 4 or fed to these flow sections through the heat exchangers 6b or 6a, regardless of the temperature level at which these heat exchangers themselves are located.
It should also be mentioned that means can be provided in the circulation path of the heat transfer medium in order to regulate the surface temperature of the inner wall of the wall part by regulating the quantities participating in the heat transfer or the circulation speed of the medium. These funds are e.g. B. throttle valves or bypass valves, which reduce the flow rate per unit of time or guide part of the circulating medium past the heat exchanger.
Furthermore, it is also possible to use a conveyor with different speeds.
Of course, the wall part according to the invention can not only serve to keep the external climatic loads away from the interior, but also act at the same time as a heating or cooling surface for the interior, in that its front wall facing the interior gives off additional heat to the room or absorbs from him.