DE10004180A1 - Wärmeaustauschzelle - Google Patents

Abstract

Eine Wärmeaustauschzelle (10a) umfasst einen wenigstens auf einem Teil eines Wegverlaufs der Sonneneinstrahlung aussetzbaren Flüssigkeitsströmungsweg (15a) einer Wärmetransportflüssigkeit für die Wärmezufuhr zur Verdampferseite einer mit gesondertem Kreislaufmedium betriebenen Wärmepumpe, wobei der Flüssigkeitsströmungsweg (15a) der Wärmeaustauschzelle (10a) in ein Luftdurchströmungsgehäuse (11a) baulich integriert ist, welches einen durchflussveränderbaren Luftströmungsweg der Wärmeaustauschzelle (10a) in Wärmeaustauschzuordnung zu dem Flüssigkeitsströmungsweg (15a) der Wärmeaustauschzelle (10a) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Wärmeaustauschzelle mit einem wenigstens auf einem Teil seines Wegverlaufs der Sonneneinstrahlung aussetzbaren Flüssigkeitsströmungsweg, insbesondere einer Wärmetransportflüssigkeit für die Wärmezufuhr zur Verdampferseite einer mit gesondertem Kreis­ laufmedium betriebenen Wärmepumpe, wobei der Flüssigkeitsströmungs­ weg der Wärmeaustauschzelle in ein Luftdurchströmungsgehäuse baulich integriert ist, welches einen durchflussveränderbaren Luftströmungsweg der Wärmeaustauschzelle in Wärmeaustauschzuordnung zu dem Flüssig­ keitsströmungsweg der Wärmeaustauschzelle aufweist.

Aus der DE 24 11 308 C2 ist es bekannt, eine Gebäudeinstallation für Wärmebereitstellung so auszubilden, dass ein am Dach des Gebäudes angebrachter Teil einer Wärmepumpe, nämlich eine Verdampferspirale des Wärmepumpenkreisprozesses, auch von der Fortluft des Gebäude­ innenraums aufgewärmt werden kann. Wie die dazu einzusetzende Anlage im einzelnen ausgebildet werden soll, ist in dieser Patentschrift nicht gesagt.

Durch die eingangs definierte erfindungsgemäße Ausgestaltung einer Wärmeaustauschzelle werden eine Bauform und Schaltungsmöglichkeiten erzielt, welche eine vereinfachte Installation der Wärmeversorgung eines Gebäudes und die Anpassung dieser Installation an unterschiedliche Temperaturbedingungen im Umgebungsraum und im Gebäude und an unterschiedliche Sonneneinstrahlungsverhältnisse erlauben.

Die Wärmetransportflüssigkeit kann z. B. eine Sole sein, die den Betrieb der Wärmeaustauschzelle auch bei Frost gestattet. Diese Wärmetrans­ portflüssigkeit ist zu unterscheiden von dem im Kreislauf umgeleiteten Betriebsmedium der Wärmepumpe, das z. B. von Ammoniak oder haloge­ nierten Kohlenwasserstoffen, wie Frigen®, gebildet ist. Die Wärmetrans­ portflüssigkeit kann z. B. eine Chlorid-Sole, eine Carbonat-Sole oder eine Wasser-Glykol-Mischung sein.

Durch die erfindungsgemäße Gestaltung der Wärmeaustauschzelle wird erreicht, dass wenigstens ein Teil der Konstruktionselemente der Wärme­ austauschzelle sowohl für die Strahlungserwärmung der Flüssigkeit als auch für den Wärmeaustausch zwischen Flüssigkeit und Luft herangezo­ gen werden können.

Es ist möglich, dass der gesamte Flüssigkeitsströmungsweg, welcher der Sonneneinstrahlung ausgesetzt ist, auch zum Wärmeaustausch mit der Luft verfügbar ist. Daneben ist es möglich, dass der Flüssigkeitsströ­ mungsweg auf einem sonneneinstrahlungsaktiven Teil seines Strömungs­ wegs vorwiegend für Wärmeaufnahme durch Sonneneinstrahlung und auf einem wärmeaustauschaktiven Teil seines Strömungswegs vorwiegend zum Wärmeaustausch mit dem Luftströmungsweg ausgebildet ist.

Der Flüssigkeitsströmungsweg kann wenigstens auf einem Teil seiner Länge in einer luftbeströmten Sonneneinstrahlungsabsorberplatte gebildet sein. Diese kann zur verstärkten Strahlungswärmeaufnahme mit zusätzli­ chen sonneneinstrahlungsbeaufschlagten Wärmeaustauscherelementen versehen sein. Sie kann aber auch im Hinblick auf den Wärmeaustausch mit der Luft mit zusätzlichen luftbeströmten Wärmeaustauscherelementen besetzt sein, beispielsweise in Form von Rippen oder Blechen.

Der Flüssigkeitsströmungsweg innerhalb der Sonneneinstrahlungsabsor­ berplatte kann im Hinblick auf vergrößerte Temperaturerhöhung beim Durchgang der Flüssigkeitsströmung durch wegverlängernde Leitflächen verlängert sein, z. B. so, dass der Flüssigkeitsströmungsweg innerhalb der Sonneneinstrahlungsabsorberplatte mäanderförmig verläuft.

Es ist auch denkbar, dass der Flüssigkeitsströmungsweg innerhalb des Luftdurchströmungsgehäuses wenigstens auf einem Teil seiner Länge von flüssigkeitsführenden Rohren gebildet ist. In diesem Fall kann man einen Teil des Flüssigkeitsströmungswegs optimal an die Funktion der Strahlungswärmeaufnahme durch die Sonneneinstrahlung anpassen und einen weiteren Teil optimal an den Wärmeaustausch mit der die Wärme­ austauschzelle durchströmenden Luft anpassen. Die flüssigkeitsführenden Rohre können dabei wiederum in Schlangenlinie verlaufen; auf solche Weise lässt sich die Temperaturveränderung beim Durchlauf der Flüssig­ keit vom Eintritt in das schlangenlinienförmig verlaufende Rohr bis zum Austritt aus diesem Rohr vergrößern. Auch die flüssigkeitsführenden Rohre können mit zusätzlichen, dem Luftströmungsweg ausgesetzten Wärmeaustauschelementen besetzt sein, die nicht notwendig auch der erhöhten Strahlungswärmeaufnahme dienen, sondern nur dem Tempera­ turaustausch mit der Luft dienen.

Das Luftdurchströmungsgehäuse kann als ein Flachgehäuse ausgebildet sein, wobei der Flüssigkeitsströmungsweg des Flachgehäuses der Son­ neneinstrahlung ausgesetzt ist und im übrigen innerhalb des Flachgehäu­ ses Luftströmungsräume gebildet sind, die in Wärmeaustausch mit dem Flüssigkeitsströmungsweg, insbesondere dem Flüssigkeitsströmungsweg innerhalb einer Sonneneinstrahlungsabsorberplatte oder innerhalb von Rohrschlangen, stehen.

Dabei ist es möglich, dass mindestens eine Hauptseite des Flachgehäuses aus sonneneinstrahlungsdurchlässigem, insbesondere transparentem, Material, wie Glas, hergestellt ist, so dass die Sonneneinstrahlung nach Durchtritt durch die strahlungsdurchlässige Schicht auf den Flüssigkeits­ durchströmungsweg etwa innerhalb einer Sonneneinstrahlungsabsorber­ platte oder innerhalb von flüssigkeitsführenden Rohren trifft. In diesem Fall ist es möglich, die Sonneneinstrahlungsabsorberplatte bzw. die flüssigkeitsführenden Rohre allseitig in Kontakt mit der das Luftdurch­ strömungsgehäuse durchströmenden Luft zu halten. Es ist aber alternativ auch denkbar, dass der Flüssigkeitsströmungsweg, also wiederum insbesondere die Sonneneinstrahlungsabsorberplatte oder die Rohrschlan­ gen, einerseits unmittelbar der Sonneneinstrahlung ausgesetzt sind und andererseits einen Teil der Wandung für einen luftdurchströmten Innen­ raum des Luftdurchströmungsgehäuses bilden.

Zur Erhöhung des Wirkungsgrads sowohl bei der Flüssigkeitsaufwärmung durch Sonneneinstrahlung als auch bei dem Wärmeaustausch der Flüssig­ keit mit der Luft wird empfohlen, dass das Luftdurchströmungsgehäuse zumindest im Bereich seiner von der unmittelbaren Sonneneinstrahlung abgewandten Wandung wärmeisoliert ist.

Um die Effektivität des Wärmeaustauschs zwischen Luftströmung und Flüssigkeitsströmung zu erhöhen, ist es möglich, dass das Luftdurch­ strömungsgehäuse an mindestens einem seiner Luftanschlussenden: Lufteinlassende und Luftauslassende, mit Luftverteilermitteln, wie Loch­ blechen, versehen ist. Auf diese Weise können über verhältnismäßig große Strömungsquerschnitte gleichmäßige Strömungsprofile erzeugt werden.

Um die Verschmutzung der Anlage durch Staubeintrag zu minimieren, wird empfohlen, dass das Luftdurchströmungsgehäuse an mindestens einem seiner Luftanschlussenden: Lufteinlassende und Luftauslassende, vorzugsweise an seinem Lufteinlassende, mit einem Luftfilter versehen ist. Auf diese Weise können die Strahlungsabsorptionsverhältnisse über längere Zeit optimal gehalten werden. Das Luftfilter kann die Doppelfunk­ tion von Staubfernhaltung und Luftverteilung übernehmen.

Für eine installationstechnisch günstige Raumform der Wärmeaustausch­ zelle wird vorgeschlagen, dass von den beiden Luftanschlussenden: Lufteinlassende und Luftauslassende, des Luftdurchströmungsgehäuses mindestens eines als ein im wesentlichen quer zur allgemeinen Luftdurch­ strömungsrichtung verlaufender Anschlusskanal gebildet ist.

Installationstechnisch ist es weiter günstig, wenn dem Luftdurchströ­ mungsgehäuse an mindestens einem seiner Luftanschlussenden: Luftein­ lassende und Luftauslassende, ein Absperr- oder Drosselungsorgan zugeordnet ist. Die Arbeit des Installateurs beschränkt sich dann auf den Einbau einer oder mehrerer kompakter Baueinheiten, beispielsweise am Dach eines Gebäudes. Ein ähnlicher installationsmäßiger Vorteil lässt sich auch oder zusätzlich dadurch erreichen, dass dem Luftdurchströmungs­ gehäuse nahe mindestens einem seiner Luftanschlussenden: Luftein­ lassende und Luftauslassende, mindestens ein Gebläse zugeordnet ist.

Der Forderung nach Anpassung des Betriebs der Wärmeaustauschzelle an unterschiedliche Temperaturverhältnisse im Außenraum und im Innen­ raum eines Gebäudes und der Anpassung an unterschiedliche Sonnenein­ strahlungsverhältnisse kann weiterhin dadurch Rechnung getragen werden, dass zumindest dem der Sonneneinstrahlung aussetzbaren Teil des Wegverlaufs des Flüssigkeitsströmungswegs Sonneneinstrahlungs­ abdeckmittel zugeordnet sind, beispielsweise in Form einer Jalousie mit schwenkbaren Jalousie-Elementen. Bei einer derartigen Gestaltung mit Sonneneinstrahlungsabdeckmitteln wird es möglich, eine Überhitzung der Flüssigkeit durch Sonneneinstrahlung zu vermeiden, die beispielsweise im Hinblick auf die Einhaltung eines Optimaltemperaturbereichs für eine nachgeschaltete Wärmepumpe vermieden werden sollte; weiterhin ist es möglich, etwa im Nachtbetrieb, wenn die Wärmeaustauschzelle durch Sonneneinstrahlung gar nicht aufgeheizt werden kann und die Wärme­ austauschzelle demgemäß nur dem Wärmeaustausch zwischen Flüssig­ keit und Luft dient, eine Abkühlung der Wärmeaustauschzelle zum Außenraum hin zu vermeiden; anders ausgedrückt: es können Strah­ lungsverluste vermieden werden.

Zur Anpassung an unterschiedliche Installationen, etwa in Anpassung an unterschiedliche Gebäudeverhältnisse, kann es vorteilhaft sein, eine Wärmeaustauschzelle relativ klein auszubilden und eine Mehrzahl von Wärmeaustauschzellen zu einer Gruppe von Wärmeaustauschzellen zu verbinden. Deshalb empfiehlt es sich, dass eine Wärmeaustauschzelle zum einfachen installationsmäßigen Zusammenschluss mit mindestens einer weiteren Wärmeaustauschzelle einer Zellengruppe ausgebildet wird. Handelt es sich um Installationsaufgaben an größeren Gebäuden, so können mehrere Wärmeaustauschzellen zu einer Zellengruppe parallel geschaltet werden. Demgemäß ist es insbesondere wünschenswert, wenn eine Wärmeaustauschzelle durch entsprechende Lage der Flüssig­ keits- und Luftanschlüsse zur Parallelschaltung mit mindestens einer weiteren Wärmeaustauschzelle ausgebildet wird. Die Verbindung mehre­ rer Wärmeaustauschzellen zu einer Gruppe von Wärmeaustauschzellen kann in herkömmlicher Weise beispielsweise durch Schraubverbindungen bewerkstelligt werden. Im Hinblick auf geringstmöglichen Installations­ aufwand wird vorgeschlagen, dass eine Wärmeaustauschzelle mit Steck­ verbindungsteilen zum Zusammenschluss mit mindestens einer weiteren Wärmeaustauschzelle ausgebildet ist. Die Steckverbindungsteile können dann so gestaltet werden, dass an einer Wärmeaustauschzelle kom­ plementäre Steckverbindungsteile gruppenweise angeordnet sind, wobei eine Gruppe von Steckverbindungsteilen zum Zusammenschluss mit einer ersten benachbarten Wärmeaustauschzelle bestimmt ist und eine zweite Gruppe von Steckverbindungsteilen zum Zusammenschluss mit Steckver­ bindungsteilen einer zweiten Wärmeaustauschzelle oder zur Verbindung mit Anschlussleitungen ausgebildet ist.

Die erfindungsgemäßen Wärmeaustauschzellen sind insbesondere zur Verwendung in Gebäudeinstallationen vorgesehen. Dabei kann die Luftströmung zur Anpassung an verschiedene Temperaturverhältnisse in der Umgebung und im Gebäude und zur Anpassung an verschiedene Sonneneinstrahlungsverhältnisse geöffnet, gedrosselt oder vollständig geschlossen werden. Bei einer solchen Bauart ist es möglich, dass die Luftströmung durch das Luftdurchströmungsgehäuse wahlweise in einem geschlossenen Umwälzkreislauf durch den Gebäudeinnenraum gehen soll, etwa dann, wenn ohne wesentlichen Luftverbrauch im Gebäudeinnen­ raum eine Temperierung des Innenraums mit geringstem Energieaufwand aufrechterhalten werden soll. Es ist aber auch denkbar, die Luftströmung durch einen teilgeöffneten Umwälzkreislauf strömen zu lassen, der durch den Innenraum des Gebäudes geht, und diesen Umwälzkreislauf soweit zu öffnen, dass Frischluft aus der Umgebungsatmosphäre zugeführt und verbrauchte Luft in die Umgebungsatmosphäre entlassen werden kann. Schließlich ist es auch denkbar, etwa bei Geruchsbelastung der Luft im Gebäudeinnenraum oder bei starkem Sauerstoffverbrauch aus der das Gebäude durchströmenden Luft die Luftströmung in einem offenen Luftpfad durch das Gebäude strömen zu lassen, mit Luftzuführung aus der Atmosphäre vor dem Eintritt in den Gebäudeinnenraum und Luft­ ablass in die Atmosphäre nach dem Austritt der Luft aus dem Gebäude­ innenraum. Dabei kann die die Wärmeaustauschzelle durchströmende Luft in der Wärmeaustauschzelle je nach Sonneneinstrahlungsverhält­ nissen sowie Temperaturverhältnissen im Umgebungsraum und im Gebäudeinnenraum gewärmt oder gekühlt werden.

Der Strömungsweg der Wärmetransportflüssigkeit kann in einem Kreis­ lauf liegen, an den die Verdampferseite einer Wärmepumpe oder/und ein Wärmespeicher, z. B. Erdwärmespeicher, für die Verdampferseite der Wärmepumpe oder/und ein Warmwasserbereiter für Verbrauchs- oder/und Heizzwecke durch Wärmeaustauschmittel ankuppelbar ist.

Die verschiedenen Schaltungszustände der Wärmeaustauschzelle bzw. -zellen können durch Wärmesensoren in Anpassung an unterschiedliche Temperatur- und Sonneneinstrahlungsverhältnisse automatisch schaltbar sein.

Während bei starker Sonneneinstrahlung und/oder hoher Umgebungs­ temperatur der umgebenden Atmosphäre die in der erfindungsgemäßen Wärmeaustauschzelle erhitzte Flüssigkeit ohne weitere Temperatur­ steigerung zur Aufheizung von Verbrauchs- oder Heizflüssigkeit her­ angezogen werden kann, besteht andererseits auch die Möglichkeit, die in der erfindungsgemäßen Wärmeaustauschzelle vorgeheizte Flüssigkeit der Verdampferseite der Wärmepumpe zur Wärmeabgabe an diese zuzu­ führen.

Die beiliegenden Figuren erläutern die Erfindung anhand von Ausfüh­ rungsbeispielen. Es stellen dar:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Wär­ meaustauschzelle;

Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-II der Fig. 1;

Fig. 3-6 verschiedene Betriebszustände einer Gruppe von Wärme­ austauschzellen nach Fig. 1 und 2 in Parallelschaltung als Teil einer Gebäudeinstallation;

Fig. 7 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Wärmeaustauschzelle;

Fig. 8 einen Schnitt nach Linie VIII-VIII der Fig. 7;

Fig. 9-13 verschiedene Betriebszustände einer Gruppe von Wärme­ austauschzellen nach Fig. 7 und 8 in Parallelschaltung als Teil einer Gebäudeinstallation.

In Fig. 1 und 2 (der Index a dient zur Bezeichnung der Vorrichtungsteile bzw. der Gebäudeinstallationsbauteile der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2) ist die Wärmeaustauschzelle 10a mit einem Flachgehäuse 11a ausgeführt. Dieses Flachgehäuse 11a weist eine transparente, der Sonneneinstrahlung zugekehrte Hauptwand 12a aus Glas auf. Die übri­ gen Wände, sind wie an der Rückwand 13a angedeutet, als Isolierwände ausgebildet. Innerhalb des Flachgehäuses 11a ist eine Sonneneinstrah­ lungsabsorberplatte 14a untergebracht, innerhalb welcher ein mäander­ förmiger Flüssigkeitsströmungsweg 15a durch Leitplatten 16a gebildet ist. Es ist angenommen, dass die Wärmeaustauschzelle gegen die Hori­ zontale geneigt beispielsweise auf einem Dach angeordnet ist, so dass ein unteres Lufteinlassende 17a und ein oberes Luftauslassende 18a bestehen. Am unteren Lufteinlassende 17a ist eine Filterplatte 19a angeordnet, die als Luftverteiler dient; am oberen Auslassende 18a ist ein Lochblech 20a angeordnet, das ebenfalls als Luftverteiler dient, so dass die am unteren Lufteinlassende 17a einströmende und am oberen Luft­ auslassende 18a abströmende Luft das Flachgehäuse 11a mit einem im wesentlichen gleichmäßigen Strömungsprofil von unten nach oben durchströmt und dabei an den Begrenzungswänden der Sonneneinstrah­ lungsabsorberplatte 14a vorbei strömt.

Im Flüssigkeitsstrom sind der Sonneneinstrahlungsabsorberplatte 14a obere und untere Rohrschlangengruppen 21a bzw. 22a serienmäßig zugeschaltet. Während bei dem Aufbau der Sonneneinstrahlungsabsor­ berplatte 14a auf optimale Strahlungsabsorptionverhältnisse geachtet wird, sind die Rohrschlangengruppen 22a und 21a auf optimalen Wärme­ austausch mit der das Flachgehäuse 11a durchströmenden Luft hin ausgebildet. Dazu sind die Rohrschlangengruppen 21a und 22a mit Wärmeaustauschrippen 55a bzw. 56a versehen. Das Flachgehäuse 11a wird durch einen Luftzuführkanal 23a innerhalb des Flachgehäuses 11a mit Luft beschickt. Am Eingang dieses Luftzuführkanals 23a befindet sich eine Klappen-Gebläse-Baugruppe 25a mit einer Frischluftzuführklappe 26a, einer Fortluftklappe 27a und einem Gebläse 28a. Die durch das Flachgehäuse 11a hindurch getretene Luft wird in einem Luftabführkanal 24a innerhalb des Flachgehäuses 11a gesammelt und über ein Gebläse 29a abgeführt. An dem Luftabführkanal 24a ist ferner eine Umgehungs­ klappe 30a angeordnet, die eine Luftzufuhr aus der Atmosphäre unter Umgehung des Flachgehäuses 11a gestattet.

Die Installation der Wärmeaustauschzelle wird anhand der nachfolgend beschriebenen Betriebszustände anhand der Fig. 3-6 verdeutlicht.

Gemäß Fig. 3 (Sommer, Tagbetrieb = Zustand III, dieser so benannt entsprechend der Nummerierung der zugeordneten Figur, hier Fig. 3) strömt eine Wasser-Glykol-Mischung als Wärmetransportflüssigkeit in einem geschlossenen Kreislauf, entlang der den Hauptströmungsweg der Flüssigkeit durch die Gebäudeinstallation bezeichnenden Pfeile FaIII1, durch eine Mehrzahl von parallel geschalteten Wärmeaustauschzellen 10a über einen in Strömungsrichtung hinter den Wärmeaustauschzellen 10a liegenden Entlüftungstopf 31a zu einem Wegeventil 50a. Von dort strömt die Flüssigkeit entlang der Pfeile FaIII1 durch eine Rohrschlange 32a in einem Warmwasserbereiter 33a weiter zu einem Wegeventil 51a. Von dem Wegeventil 51a strömt die Flüssigkeit entlang der Pfeile FaIII3 weiter durch einen Erdwärmespeicher 34a, weiter entlang der Pfeile FaIII1 durch eine Umwälzpumpe 35a, weiter durch ein Rückschlagventil 36a, weiter durch einen Wärmetauscher 37a zur verdampferseitigen Aufwärmung des Kreisprozessmediums einer Wärmepumpe 38a, zurück zu den Wärmeaus­ tauschzellen 10a. Innerhalb der Wärmeaustauschzellen 10a strömt die Flüssigkeit durch die Rohrschlangengruppe 22a, von dieser durch die Sonneneinstrahlungsabsorberplatte 14a und weiter zur Rohrschlangen­ gruppe 21a (siehe Fig. 1) und von dort zum Flüssigkeitsaustritt aus den Wärmeaustauschzellen 10a.

Ein Luftstrom, gekennzeichnet durch den Pfeil LaIII2, tritt durch die Umgehungsklappe 30a in den Luftabführungskanal 24a ein, strömt entlang der den Hauptströmungsweg der Luft durch die Gebäudein­ stallation bezeichnenden Pfeile LaIII1 durch eine außer Betrieb befindliche Luftnachheizungseinheit 39a zu Raumeinlassklappen 40a eines Gebäude­ innenraums 41a, tritt durch Raumauslassklappen 42a aus dem Gebäude­ innenraum 41a wieder aus und wird durch das Gebläse 28a über die Fortluftklappe 27a als durch den Pfeil LaIII3 gekennzeichneter Fortluft­ strom in die Umgebungsatmosphäre entlassen.

Man kann sich diesen Betriebszustand als den Betriebszustand an einem Sommertag vorstellen, bei dem durch die Sonneneinstrahlungsabsorber­ platte 14a Sonnenstrahlung absorbiert wird, die Flüssigkeit beim Durch­ gang durch die Sonneneinstrahlungsabsorberplatte 14a erwärmt wird und die erwärmte Flüssigkeit in der Rohrschlange 32a des Warmwasser­ bereiters 33a unter Abkühlung zur Aufwärmung von Warmwasser in dem Warmwasserbereiter 33a benutzt wird, so dass an einer Dusche 43a Warmwasser zur Verfügung steht. Der Durchfluss der Wärmetransport­ flüssigkeit durch den Erdwärmespeicher 34a bewirkt eine Aufwärmung des Erdreichs, so dass auch im Nachtbetrieb, wenn keine Sonnenein­ strahlung stattfindet, eine relativ warme Flüssigkeit in dem Wärmeaustau­ scher 37a für die Verdampferseite der Wärmepumpe 38a zur Verfügung steht.

In Fig. 4 ist die gleiche Gebäudeinstallation wie in Fig. 3 dargestellt, jedoch befindet sie sich in einem anderen Betriebszustand. Gemäß Fig. 4 (Sommer, Nachtbetrieb) strömt die Wasser-Glykol-Mischung, gekenn­ zeichnet durch die Pfeile FaIV1, durch die Mehrzahl von parallel geschal­ teten Wärmeaustauschzellen 10a weiter durch den Entlüftungstopf 31a zu dem Wegeventil 50a. Von dort strömt die Flüssigkeit unter Umgehung des Warmwasserbereiters 33a zu dem Wegeventil 51a. Von diesem strömt die Flüssigkeit unter Umgehung des Erdwärmespeichers 34a zur Umwälzpumpe 35a, weiter durch das Rückschlagventil 36a, durch den verdampferseitigen Wärmeaustauscher 37a der in Betrieb befindlichen Wärmepumpe 38a, zurück zu den Wärmeaustauschzellen 10a.

Ein Frischluftzustrom, gekennzeichnet durch den Pfeil LaIV4 wird von dem Gebläse 28a in der Klappen-Gebläse-Baugruppe 25a durch die Frischluftzuführklappe 26a angesaugt und mit dem Hauptluftstrom LaIV1 (Umluft) vermischt. Ein Teil dieses Luftgemisches wird von dem Gebläse 28a durch die Fortluftklappe 27a als Fortluftstrom LaIV3 in die Umge­ bungsatmosphäre entlassen. Das in dem Luftleitungssystem verbleibende Luftgemisch wird als Hauptluftstrom, gekennzeichnet durch die Pfeile LaIV1, in den Luftzuführkanal 23a, und von dort durch die Mehrzahl von parallel geschalteten Wärmeaustauschzellen 10a in den gemeinsamen Luftabführkanal 24a der Wärmeaustauschzellen 10a gefördert. Von dort strömt die Luft, angetrieben durch das Gebläse 29a, durch die ausser Betrieb befindliche Luftnachheizungseinheit 39a zu den Raumeinlass­ klappen 40a, tritt von dort in den Gebäudeinnenraum 41a ein und über die Raumauslassklappen 42a aus diesem wieder aus und gelangt schließ­ lich, angetrieben durch das Gebläse 28a, wieder in die Klappen-Gebläse- Baugruppe 25a.

Ein Hochtemperatur-Kreislaufmedium strömt, gekennzeichnet durch die Pfeile HaIV1, durch einen kondensatorseitigen Wärmeaustauscher 44a der Wärmepumpe 38a zu einer Rohrschlange 45a in dem Warmwas­ serbereiter 33a. Von dort strömt das Hochtemperatur-Kreislaufmedium unter Umgehung einer außer Betrieb befindlichen Heizung 46a zu einem Wegeventil 52a und von dort zurück zum kondensatorseitigen Wärme­ austauscher 44a der Wärmepumpe 38a.

Der in Fig. 4 gezeigte Betriebszustand stellt beispielhaft einen Betriebs­ zustand in einer Sommernacht dar, bei dem Wärme im Bereich der Rohr­ schlangengruppen 21a, 22a und der Sonneneinstrahlungsabsorberplatte 14a der Wärmeaustauschzellen 10a von der die Wärmeaustauschzelle 10a durchströmenden Luft an die Wasser-Glykol-Mischung übertragen wird. Die Wärmetransportflüssigkeit wird dem verdampferseitigen Wär­ meaustauscher 37a der Wärmepumpe 38a zugeführt, wo der Flüssigkeit von der Wärmepumpe 38a Wärme entzogen und vermittels des Kreis­ prozessmediums der Wärmepumpe 38a im kondensatorseitigen Wärme­ austauscher 44a an das Hochtemperatur-Kreislaufmedium des Hoch­ temperatur-Kreislaufs der Wärmepumpe 38a übertragen wird. Das Hochtemperatur-Kreislaufmedium wird in der Rohrschlange 45a unter Abkühlung zur Aufwärmung von Warmwasser in dem Warmwasser­ bereiter 33a benutzt, so dass im Gebäude Warmwasser zur Verfügung steht.

Fig. 5 zeigt die Gebäudeinstallation in einem Winter-Tagbetrieb.

Die Wasser-Glykol-Mischung strömt, gekennzeichnet durch die Pfeile FaV1, durch die Mehrzahl von parallel geschalteten Wärmeaustausch­ zellen 10a und weiter durch den Entlüftungstopf 31a zum Wegeventil 50a. Von dort strömt die Flüssigkeit durch die Rohrschlange 32a im Warmwasserbereiter 33a und weiter zum Wegeventil 51a. Vom Wege­ ventil 51a strömt die Flüssigkeit durch den Erdwärmespeicher 34a, von dort weiter durch die Umwälzpumpe 35a, weiter durch das Rückschlag­ ventil 36a, weiter durch den verdampferseitigen Wärmeaustauscher 37a der in Betrieb befindlichen Wärmepumpe 38a, zurück zu den Wärme­ austauschzellen 10a.

Ein Frischluftzustrom LaV4 wird von dem Gebläse 28a durch die Frisch­ luftzuführklappe 26a in die Klappen-Gebläse-Baugruppe 25a gesaugt und dort mit dem Hauptluftstrom LaV1 (Umluft) vermischt. Ein Teil des in der Klappen-Gebläse-Baugruppe 25a vorhandenen Luftgemischs wird als Fortluftstrom LaV3 durch die Fortluftklappe 27a in die Umgebungsatmo­ sphäre ausgelassen. Das verbleibende Luftgemisch wird als Hauptluft­ strom LaV1 vom Gebläse 28a in den gemeinsamen Luftzuführkanal 23a der parallel geschalteten Wärmeaustauschzellen 10a, weiter durch die Wärmeaustauschzellen 10a hindurch in den Luftabführkanal 24a geför­ dert. Von dort strömt der Hauptluftstrom LaV1, angetrieben von dem Gebläse 29a, durch die in Betrieb befindliche Luftnachheizungseinheit 39a, weiter durch die Raumeinlassklappen 40a in den Gebäudeinnenraum 41a und von dort durch die Raumauslassklappen 42a zurück zur Klappen- Gebläse-Baugruppe 25a.

Das Hochtemperatur-Kreislaufmedium strömt, gekennzeichnet durch die Pfeile HaV1, durch den kondensatorseitigen Wärmeaustauscher 44a der Wärmepumpe 38a zur Rohrschlange 45a im Warmwasserbereiter 33a, von dort weiter in Richtung der Heizung 46a. Ein Teilstrom des Hoch­ temperatur-Kreislaufmediums, gekennzeichnet durch den Pfeil HaV2, strömt durch die in Betrieb befindliche Heizung 46a, und ein weiterer Teilstrom des Hochtemperatur-Kreislaufmediums, gekennzeichnet durch die Pfeile HaV3, strömt durch das Wegeventil 52a zur Luftnachheizungs­ einheit 39a und von dort wieder zurück zum Wegeventil 52a. Nach dem Wegeventil 52a vereinigen sich der von der Heizung kommende Teilstrom HaV2 und der von der Luftnachheizungseinheit 39a kommende Teilstrom HaV3 zum Hochtemperatur-Kreislaufmedium-Hauptstrom HaV1, welcher zurück zum kondensatorseitigen Wärmeaustauscher 44a strömt.

Fig. 5 zeigt beispielhaft einen Betriebszustand an einem Wintertag, bei dem durch die Sonneneinstrahlungsabsorberplatte 14a Sonnenstrahlung absorbiert wird. Die Flüssigkeit wird beim Durchgang durch die Sonnen­ einstrahlungsabsorberplatte 14a erwärmt, gibt jedoch einen Teil der aufgenommenen Wärme an die die Wärmeaustauschzelle 10a durch­ strömende Luft wieder ab. Die erwärmte Flüssigkeit wird in der Rohr­ schlange 32a des Warmwasserbereiters 33a unter Abkühlung zur Vor­ wärmung von Warmwasser in dem Warmwasserbereiter 33a benutzt. Der Durchfluss der Wärmetransportflüssigkeit durch den Erdwärmespeicher 34a bewirkt eine Aufwärmung des Erdreichs für den Nachtbetrieb, wenn keine Sonneneinstrahlung stattfindet. Durch den verdampferseitigen Wärmeaustauscher 37a der Wärmepumpe 38a wird der Flüssigkeit Wärme entzogen und an das Hochtemperatur-Kreislaufmedium im kon­ densatorseitigen Wärmeaustauscher 44a übertragen.

Durch die Beimischung von kalter Außenluft zur warmen Gebäudeluft in der Klappen-Gebläse-Baugruppe 25a wird ein vergleichsweise kaltes Luftgemisch im Lufthauptströmungsweg LaV1 erhalten. Dieses Luftge­ misch wird beim Durchgang durch die Wärmeaustauschzellen von der durch Sonneneinstrahlung erhitzten Wasser-Glykol-Mischung an den Rohrschlangengruppen 21a, 22a sowie an der Sonneneinstrahlungs­ absorberplatte 14a erwärmt. Beim Durchgang durch die Luftnachhei­ zungseinheit 39a wird die Luft auf die gewünschte Raumlufttemperatur nachgeheizt, so dass die Luft dem Gebäudeinnenraum 41a mit einer gewünschten Raumtagestemperatur, beispielsweise im Bereich von 20°C bis 22°C, zugeführt wird.

Das Hochtemperatur-Kreislaufmedium nimmt im kondensatorseitigen Wärmeaustauscher 44a Wärme vom Kreisprozessmedium der Wärme­ pumpe 38a auf und wird im Folgenden in der Rohrschlange 45a zur Aufwärmung von Warmwasser im Warmwasserbereiter 33a, in der Heizung 46a zur Aufwärmung des Gebäudeinnenraums 41a sowie in der Luftnachheizeinrichtung 39a zum Aufwärmen der Raumzuluft abgekühlt.

Fig. 6 zeigt die Gebäudeinstallation der Fig. 3-5 im Winter-Nachtbetrieb.

Die Wärmetransportflüssigkeit strömt, gekennzeichnet durch die Pfeile FaVI1, durch die Mehrzahl von parallel geschalteten Wärmeaustausch­ zellen 10a, weiter durch den Entlüftungstopf 31a, weiter zum Wegeventil 50a. Von dort strömt die Wärmetransportflüssigkeit unter Umgehung des Warmwasserbereiters 33a durch das Wegeventil 51a hindurch weiter zum Erdwärmespeicher 34a, weiter zur Umwälzpumpe 35a, weiter durch das Rückschlagventil 36a, weiter durch den verdampferseitigen Wärme­ austauscher 37a der in Betrieb befindlichen Wärmepumpe 38a und zurück zu den Wärmeaustauschzellen 10a.

Ein Frischluftzustrom LaVI4 wird von dem Gebläse 28a durch die Frisch­ luftzuführklappe 26a in die Klappen-Gebläse-Baugruppe 25a gesaugt und dort mit dem Hauptluftstrom LaVI1 (Umluft) vermischt. Ein Teil des in der Klappen-Gebläse-Baugruppe 25a vorhandenen Luftgemischs wird als Fortluftstrom LaVI3 durch die Fortluftklappe 27a in die Umgebungs­ atmosphäre ausgelassen. Das verbleibende Luftgemisch wird als Haupt­ luftstrom LaVI1 vom Gebläse 28a in den gemeinsamen Luftzuführkanal 23a der parallel geschalteten Wärmeaustauschzellen 10a, weiter durch die Wärmeaustauschzellen 10a hindurch in den Luftabführkanal 24a gefördert. Von dort strömt der Hauptluftstrom LaVI1, angetrieben von dem Gebläse 29a, durch die in Betrieb befindliche Luftnachheizungs­ einheit 39a, weiter durch die Raumeinlassklappen 40a in den Gebäud­ einnenraum 41a und von dort durch die Raumauslassklappen 42a zurück zur Klappen-Gebläse-Baugruppe 25a.

Das Hochtemperatur-Kreislaufmedium strömt, gekennzeichnet durch die Pfeile HaVI1 durch den kondensatorseitigen Wärmeaustauscher 44a der Wärmepumpe 38a zur Rohrschlange 45a im Warmwasserbereiter 33a, von dort weiter in Richtung der Heizung 46a. Ein Teilstrom des Hoch­ temperatur-Kreislaufmediums, gekennzeichnet durch den Pfeil HaVI2, strömt durch die Heizung 46a, und ein weiterer Teilstrom des Hoch­ temperatur-Kreislaufmediums, gekennzeichnet durch die Pfeile HaVI3, strömt durch das Wegeventil 52a zur Luftnachheizungseinheit 39a und von dort wieder zurück zum Wegeventil 52a. Nach dem Wegeventil 52a vereinigen sich der von der Heizung kommende Teilstrom HaVI2 und der von der Luftnachheizungseinheit 39a kommende Teilstrom HaVI3 zum Hochtemperatur-Kreislaufmedium-Hauptstrom HaVI1, welcher zurück zum kondensatorseitigen Wärmeaustauscher 44a strömt.

Der in Fig. 6 gezeigte Betriebszustand zeigt beispielhaft den Betriebs­ zustand der Gebäudeinstallation in einer Winternacht. In der Wärme­ austauschzelle 10a wird die Flüssigkeit beim Durchgang durch die Rohrschlangengruppen 21a, 22a sowie durch Sonneneinstrahlungsplatte 14a hindurch durch Wärmeabgabe an die die Wärmeaustauschzelle 10a durchströmende Luft abgekühlt und beim Durchgang durch den Erdwär­ mespeicher durch Wärmeaufnahme aus dem tagsüber aufgeheizten Erdreich aufgewärmt, so dass in dem verdampferseitigen Wasseraustau­ scher 37a eine relativ warme Flüssigkeit zur Verfügung steht. In dem verdampferseitigen Wasseraustauscher 37a wird der Wärmetransport­ flüssigkeit Wärme entzogen und über den Kreisprozess der Wärmepumpe 38a dem Hochtemperatur-Kreislaufmedium im kondensatorseitigen Wärmeaustauscher 44a übertragen.

Die relativ warme Gebäudeinnenluft wird in der Klappen-Gebläse-Bau­ gruppe 25a mit sehr kalter Umgebungsluft vermischt. Das so erhaltene sehr kalte Luftgemisch wird beim Durchströmen durch die Wärmeaus­ tauschzellen 10a an den Rohrschlangengruppen 21a, 22a sowie an der Sonneneinstrahlungsabsorberplatte 14a vorgewärmt und in der Luftnach­ heizungseinheit 39a auf die gewünschte Nachtinnentemperatur, beispiels­ weise 15°C bis 17°C, erwärmt.

Das Hochtemperatur-Kreislaufmedium wird im kondensatorseitigen Wärmeaustauscher 44a der Wärmepumpe 38a aufgewärmt und in der Rohrschlange 45a des Warmwasserbereiters 33a zur Aufwärmung von Warmwasser, in der Heizung 46a zur Aufwärmung des Gebäudeinnen­ raums sowie in der Luftnachheizungseinheit 39a zur Aufwärmung der Raumzuluft abgekühlt.

In der in den Fig. 3-6 gezeigten Gebäudeinstallation sind die folgenden Temperatursensoren angeordnet (Bezugszeichen nur in Fig. 6):

• - Temperatursensor 70a zur Erfassung der Temperatur der Wärme­ transportflüssigkeit unmittelbar nach den Wärmeaustauschzellen 10a,
• - Temperatursensor 71a zur Erfassung der Temperatur des Warm­ wassers im Warmwasserbereiter 33a,
• - Temperatursensor 72a zur Erfassung der Temperatur der Wärme­ transportflüssigkeit unmittelbar vor dem Wegeventil 51a,
• - Temperatursensor 73a zur Erfassung der Temperatur der Wärme­ transportflüssigkeit unmittelbar nach dem Erdwärmespeicher 34a,
• - Temperatursensor 74a zur Erfassung der Temperatur der Raumzu­ luft unmittelbar nach der Luftnachheizeinrichtung 39a,
• - Temperatursensor 75a zur Erfassung der Temperatur der Luft im Gebäudeinnenraum 41a, sowie
• - Temperatursensor 76a zur Erfassung der Temperatur der Umge­ bungsluft.

In den Fig. 3-6 sind die Verbindungsleitungen der Temperatursensoren 70a, 71a, 72a, 73a, 74a, 75a, 76a (s. Fig. 6) mit einer zentralen Steuer­ einheit 90a gestrichelt eingezeichnet und beispielsweise mit 91a bezeich­ net. Von der zentralen Steuereinheit 90a führen nicht eingezeichnete Steuerleitungen zu den Wegeventilen, Luftklappen und Gebläsen.

Darüber hinaus ist der Wärmetransportflüssigkeitskreislauf mit einer Sicherheitseinrichtung versehen, umfassend einen Druckbehälter 80a, einen Überströmbehälter 81a, ein federbelastetes Sicherheitsventil 82a sowie ein Manometer 83a (s. Fig. 6).

Der Übergang zwischen verschiedenen Betriebszuständen der in den Fig. 3-6 gezeigten Gebäudeinstallation kann durch Zeitschaltung oder/und nach Maßgabe des Erfassungsergebnisses eines oder mehrerer der Temperatursensoren 70a-76a oder/und willkürlich durch Bedienereingabe erfolgen.

In den Fig. 7 und 8 ist eine zweite Ausführungsform einer erfindungs­ gemäßen Wärmeaustauschzelle dargestellt. Gleiche Vorrichtungsteile in der ersten und zweiten Ausführungsform sind mit gleichen Bezugszahlen versehen, jedoch sind die Bezugszahlen der in den Fig. 7 und 8 darge­ stellten zweiten Ausführungsform mit dem Index b gekennzeichnet. Im Folgenden wird die in Fig. 7 und 8 dargestellte zweite Ausführungsform nur insofern erläutert, als sie sich von der in den Fig. 1 und 2 dargestell­ ten ersten Ausführungsform unterscheidet, auf deren Beschreibung an dieser Stelle ausdrücklich verwiesen sei.

In dem Flachgehäuse 11b der Wärmeaustauschzelle 10b ist eine Sonnen­ einstrahlungsabsorberplatte 14b untergebracht. Innerhalb der Sonnenein­ strahlungsabsorberplatte 14b ist, wie auch in der ersten Ausführungs­ form, ein mäanderförmiger Flüssigkeitsströmungsweg 15b durch Leit­ platten 16b gebildet. Zusätzlich ist die Sonneneinstrahlungsabsorber­ platte 14b an ihrer der Hauptwand 12b des Flachgehäuses 11b zuge­ wandten Vorderseite sowie an ihrer der Rückwand 13b des Flachgehäu­ ses 11b zugewandten Rückseite mit Wärmeaustauschflächen 60b versehen. Die Wärmeaustauschflächen 60b sind senkrecht zur Vorder- bzw. Rückseite der Sonneneinstrahlungsabsorberplatte 14b angeordnet und verlaufen vom lufteinlassseitigen Ende der Sonneneinstrahlungs­ absorberplatte 14b geradlinig zum luftauslassseitigen Ende der Sonnen­ einstrahlungsabsorberplatte 14b. Die Wärmeaustauschflächen 60b dienen der Verbesserung des Wärmeaustausches zwischen der das Flachge­ häuse 11b durchströmenden Luft und der in dem mäanderförmigen Flüssigkeitsströmungsweg 15b strömenden Wärmetransportflüssigkeit.

Ein Luftfilter 19b ist in einem am Luftzuführkanal 23b angeordneten und der Wärmeaustauschzelle 10b in Luftströmungsrichtung vorgelagerten Luftfilterkasten 57b untergebracht. Dies hat den Vorteil, dass der Luftfil­ ter auf einfache Art und Weise ausgetauscht werden kann. Am Luftein­ lassende 17b ist ein Lochblech 58b angeordnet, um eine gleichmäßige Strömung von Luft durch das Flachgehäuse 11b hindurch sicherzustellen.

Weiterhin ist zwischen der Hauptwand 12b aus Glas und der Sonnenein­ strahlungsabsorberplatte 14b eine Jalousie 61b angeordnet, umfassend eine Mehrzahl von um ihre Längsachse schwenkbaren Jalousie-Lamellen 62b. Durch ein Verschwenken der Jalousie-Lamellen 62b kann die auf die Sonneneinstrahlungsabsorberplatte 14b einfallende Menge an Sonnen­ licht in Abhängigkeit von der Winkelstellung der Jalousie-Lamellen 62b eingestellt werden.

Eine Gebäudeinstallation der in Fig. 7 und 8 gezeigten zweiten Aus­ führungsform der Wärmeaustauschzelle wird anhand der in den Fig. 9-­ 13 dargestellten und nachfolgend beschriebenen Betriebszustände ver­ deutlicht.

Gemäß Fig. 9 (Sommer, Tagbetrieb) strömt eine Wasser-Glykol-Mischung als Wärmetransportflüssigkeit in einem geschlossenen Kreislauf, entlang der den Hauptströmungsweg der Flüssigkeit durch die Gebäudeinstalla­ tion bezeichnenden Pfeile FbIX1, durch eine Mehrzahl von parallel ge­ schalteten Wärmeaustauschzellen 10b, deren Jalousien 61b zum Licht­ einfall auf die Sonneneinstrahlungsabsorberplatte 14b geöffnet sind. Die Flüssigkeit strömt über einen Entlüftungstopf 31b zu einem Wegeventil 50b und von dort weiter durch eine Rohrschlange 32b in einem Warm­ wasserbereiter 33b. Von dort strömt die Wärmetransportflüssigkeit weiter durch eine Umwälzpumpe 35b, weiter durch ein Rückschlagventil 36b, weiter durch einen verdampferseitigen Wärmeaustauscher 37b einer ausser Betrieb befindlichen Wärmepumpe 38b, zurück zu den parallel geschalteten Wärmeaustauschzellen 10b.

Ein Luftstrom, gekennzeichnet durch den Pfeil LbIX2, tritt durch die Umgehungsklappe 30b in den Luftabführungskanal 24b ein, strömt entlang der den Hauptströmungsweg der Luft durch die Gebäudein­ stallation bezeichnenden Pfeile LbIX1 durch eine ausser Betrieb befind­ liche Luftnachheizungseinheit 39b zu Raumeinlassklappen 40b eines Gebäudeinnenraums 41b, tritt durch Raumauslassklappen 42b aus dem Gebäudeinnenraum 41b aus und wird durch das Gebläse 2% über die Fortluftklappe 27b als durch den Pfeil LbIX3 gekennzeichneter Fortluft­ strom in die Umgebungsatmosphäre entlassen.

Der Betriebszustand der Fig. 9 stellt beispielhaft den Betriebszustand an einem Sommertag dar, bei dem durch die Sonneneinstrahlungsabsorber­ platte 14b Sonneneinstrahlung absorbiert wird, die Flüssigkeit beim Durchgang durch die Sonneneinstrahlungsabsorberplatte 14b erwärmt wird und die erwärmte Flüssigkeit in der Rohrschlange 32b des Warm­ wasserbereiters 33b unter Abkühlung zur Aufwärmung von Warmwasser in dem Warmwasserbereiter 33b benutzt wird, so dass an einer Dusche 43b Warmwasser zur Verfügung steht.

In Fig. 10 ist die gleiche Gebäudeinstallation wie in Fig. 9 dargestellt, jedoch in einem anderen Betriebszustand. Gemäß Fig. 10 (Sommer, Nachtbetrieb) strömt die Wasser-Glykol-Mischung, gekennzeichnet durch die Pfeile FbX1, durch die Mehrzahl von parallel geschalteten Wärme­ austauschzellen 10b, deren Jalousien 61b geschlossen sind. Die Flüssig­ keit strömt weiter durch den Entlüftungstopf 31b zu dem Wegeventil 50b und von diesem unter Umgehung des Warmwasserbereiters 33b weiter zur Umwälzpumpe 35b, weiter durch das Rückschlagventil 36b, durch den verdampferseitigen Wärmeaustauscher 37b der in Betrieb befindli­ chen Wärmepumpe 38b, zurück zu den Wärmeaustauschzellen 10b.

Ein Frischluftzustrom, gekennzeichnet durch den Pfeil LbX4 wird von dem Gebläse 28b in der Klappen-Gebläse-Baugruppe 25b durch die Frischluftzuführklappe 26b angesaugt und mit dem Hauptluftstrom LbX1 (Umluft) vermischt. Ein Teil dieses Luftgemisches wird von dem Gebläse 28b durch die Fortluftklappe 27b als Fortluftstrom LbX3 in die Umge­ bungsatmosphäre entlassen. Das in dem Luftleitungssystem verbleibende Luftgemisch wird von dem Gebläse 28b als Hauptluftstrom, gekenn­ zeichnet durch die Pfeile LbX1, in den Luftzuführkanal 23b, und von dort weiter durch die Mehrzahl von parallel geschalteten Wärmeaustausch­ zellen 10b hindurch in den gemeinsamen Luftabführkanal 24b der Wär­ meaustauschzellen 10b gefördert. Von dort strömt die Luft, angetrieben durch das Gebläse 29b, durch die ausser Betrieb befindliche Luftnachhei­ zungseinheit 39b zu den Raumeinlassklappen 40b, tritt von dort in den Gebäudeinnenraum 41b ein und über die Raumauslassklappen 42b aus diesem wieder aus und gelangt schließlich, angetrieben durch das Ge­ bläse 28b, wieder in die Klappen-Gebläse-Baugruppe 25b.

Ein Hochtemperatur-Kreislaufmedium strömt, gekennzeichnet durch die Pfeile HbX1, durch einen kondensatorseitigen Wärmeaustauscher 44b der Wärmepumpe 38b zu einer Rohrschlange 45b in dem Warmwas­ serbereiter 33b. Von dort strömt das Hochtemperatur-Kreislaufmedium unter Umgehung einer ausser Betrieb befindlichen Heizung 46b zu einem Wegeventil 52b und von dort zurück zum kondensatorseitigen Wärme­ austauscher 44b der Wärmepumpe 38b.

Der in Fig. 10 gezeigte Betriebszustand stellt beispielhaft einen Betriebs­ zustand in einer Sommernacht dar, bei dem Wärme von der die Wärme­ austauschzelle 10b durchströmenden Luft über die Sonneneinstrahlungs­ absorberplatte 14b an die Wasser-Glykol-Mischung übertragen wird. Die Jalousien 61b der Wärmeaustauschzellen 10b sind zur Vermeidung von Strahlungswärmeverlusten der Sonneneinstrahlungsabsorberplatten 14b an die Umgebung geschlossen. Im verdampferseitigen Wärmeaustauscher 37b wird der Flüssigkeit von der Wärmepumpe 38b Wärme entzogen und vermittels des Kreisprozessmediums der Wärmepumpe 38b im kondensa­ torseitigen Wärmeaustauscher 44b an das Hochtemperatur-Kreislaufme­ dium des Hochtemperatur-Kreislaufs der Wärmepumpe 38b übertragen.

Das Hochtemperatur-Kreislaufmedium wird in der Rohrschlange 45b unter Abkühlung zur Aufwärmung von Warmwasser in dem Warmwasser­ bereiter 33b benutzt, so dass im Gebäude Warmwasser zur Verfügung steht.

Fig. 11 zeigt die Gebäudeinstallation in einem Winter-Tagbetrieb.

Die Wasser-Glykol-Mischung strömt, gekennzeichnet durch die Pfeile FbXI1, durch die Mehrzahl von parallel geschalteten Wärmeaustausch­ zellen 10b, deren Jalousien 61b zum Lichteinfall auf die Sonnenein­ strahlungsabsorberplatte 14b geöffnet sind, und weiter durch den Entlüf­ tungstopf 31b zum Wegeventil 50b. Von dort strömt die Flüssigkeit durch die Rohrschlange 32b im Warmwasserbereiter 33b und weiter durch die Umwälzpumpe 35b, weiter durch das Rückschlagventil 36b, weiter durch den verdampferseitigen Wärmeaustauscher 37b der in Betrieb befindlichen Wärmepumpe 38b, zurück zu den Wärmeaustausch­ zellen 10b.

Ein Frischluftzustrom LbXI4 wird von dem Gebläse 28b durch die Frisch­ luftzuführklappe 26b in die Klappen-Gebläse-Baugruppe 25b gesaugt und dort mit dem Hauptluftstrom LbXI1 (Umluft) vermischt. Ein Teil des in der Klappen-Gebläse-Baugruppe 25b vorhandenen Luftgemischs wird als Fortluftstrom LbXI3 durch die Fortluftklappe 27b in die Umgebungs­ atmosphäre ausgelassen. Das verbleibende Luftgemisch wird als Haupt­ luftstrom LbXI1 vom Gebläse 28b in den gemeinsamen Luftzuführkanal 23b der parallel geschalteten Wärmeaustauschzellen 10b, durch die Wärmeaustauschzellen 10b hindurch in den Luftabführkanal 24b geför­ dert. Von dort strömt der Hauptluftstrom LbXI1, angetrieben von dem Gebläse 29b, durch die in Betrieb befindliche Luftnachheizungseinheit 39b, weiter durch die Raumeinlassklappen 40b in den Gebäudeinnenraum 41b und von dort durch die Raumauslassklappen 42b, angetrieben vom Gebläse 28b, zurück zur Klappen-Gebläse-Baugruppe 25b.

Das Hochtemperatur-Kreislaufmedium strömt, gekennzeichnet durch die Pfeile HbXI1 durch den kondensatorseitigen Wärmeaustauscher 44b der Wärmepumpe 38b zur Rohrschlange 45b im Warmwasserbereiter 33b, von dort weiter in Richtung der in Betrieb befindlichen Heizung 46b.

Ein Teilstrom des Hochtemperatur-Kreislaufmediums, gekennzeichnet durch den Pfeil HbXI2, strömt durch die in Betrieb befindliche Heizung 46b, und ein weiterer Teilstrom des Hochtemperatur-Kreislaufmediums, gekennzeichnet durch die Pfeile HbXI3, strömt durch das Wegeventil 52b zur Luftnachheizungseinheit 39b und von dort wieder zurück zum Wege­ ventil 52b. Nach dem Wegeventil 52b vereinigen sich der von der Hei­ zung kommende Teilstrom HbXI2 und der von der Luftnachheizungs­ einheit 39b kommende Teilstrom HbXI3 zum Hochtemperatur-Kreislauf­ medium-Hauptstrom HbXI1, welcher zurück zum kondensatorseitigen Wärmeaustauscher 44b strömt.

Fig. 11 zeigt beispielhaft einen Betriebszustand an einem Wintertag, bei dem durch die Sonneneinstrahlungsabsorberplatte 14b Sonnenstrahlung absorbiert wird. Die Flüssigkeit wird beim Durchgang durch die Sonnen­ einstrahlungsabsorberplatte 14b erwärmt, gibt jedoch einen Teil der aufgenommenen Wärme an die die Wärmeaustauschzelle 10b durch­ strömende Luft wieder ab. Die erwärmte Flüssigkeit wird in der Rohr­ schlange 32b des Warmwasserbereiters 33b unter Abkühlung zur Vor­ wärmung von Warmwasser in dem Warmwasserbereiter 33b sowie in dem verdampferseitigen Wärmeaustauscher 37b unter Abkühlung zur Wärmeabgabe an das Wärmepumpen-Kreisprozessmedium benutzt.

Durch die Beimischung von kalter Außenluft zur warmen Gebäudeluft in der Klappen-Gebläse-Baugruppe 25b wird ein vergleichsweise kaltes Luftgemisch im Lufthauptströmungsweg LbXI1 erhalten. Dieses Luftge­ misch wird beim Durchgang durch die Wärmeaustauschzellen 10b von der durch Sonneneinstrahlung erhitzten Wasser-Glykol-Mischung an den Sonneneinstrahlungsabsorberplatten 14b erwärmt. Beim Durchgang durch die Luftnachheizungseinheit 39b wird die Luft auf die gewünschte Raumlufttemperatur nachgeheizt, so dass die Luft dem Gebäudeinnen­ raum 41b mit einer gewünschten Raumtagestemperatur, beispielsweise im Bereich von 20°C bis 22°C, zugeführt wird.

Das Hochtemperatur-Kreislaufmedium nimmt im kondensatorseitigen Wärmeaustauscher 44b Wärme vom Kreisprozessmedium der Wärme­ pumpe 38b auf und wird im Folgenden in der Rohrschlange 45b zur Aufwärmung von Warmwasser im Warmwasserbereiter 33b, in der Heizung 46b zur Aufwärmung des Gebäudeinnenraums 41b sowie in der Luftnachheizeinrichtung 39b zum Aufwärmen der Raumzuluft abgekühlt.

Fig. 12 zeigt die Gebäudeinstallation im Winter-Nachtbetrieb.

Die Wärmetransportflüssigkeit strömt, gekennzeichnet durch die Pfeile FbXII1, durch die Mehrzahl von parallel geschalteten Wärmeaustausch­ zellen 10b, deren Jalousien 61b geschlossen sind, weiter durch den Entlüftungstopf 31b, weiter zum Wegeventil 50b. Von dort strömt die Wärmetransportflüssigkeit unter Umgehung des Warmwasserbereiters 33b zur Umwälzpumpe 35b, weiter durch das Rückschlagventil 36b, weiter durch den verdampferseitigen Wärmeaustauscher 37b der in Betrieb befindlichen Wärmepumpe 38b und zurück zu den Wärmeaus­ tauschzellen 10b.

Ein im Vergleich zum Hauptluftstrom LbXII1 (Umluft) geringer Frisch­ luftzustrom LbXII4 wird von dem Gebläse 28b durch die Frischluftzuführ­ klappe 26b in die Klappen-Gebläse-Baugruppe 25b gesaugt und dort mit dem Hauptluftstrom LbXII1 vermischt. Ein Teil des in der Klappen-Ge­ bläse-Baugruppe 25b vorhandenen Luftgemischs wird als Fortluftstrom LbXII3 durch die Fortluftklappe 27b in die Umgebungsatmosphäre ausge­ lassen. Das verbleibende Luftgemisch wird als Hauptluftstrom LbXII1 vom Gebläse 28b in den gemeinsamen Luftzuführkanal 23b der parallel geschalteten Wärmeaustauschzellen 10b, weiter durch die Wärmeaus­ tauschzellen 10b hindurch in den Luftabführkanal 24b gefördert. Von dort strömt der Hauptluftstrom LbXII1, angetrieben von dem Gebläse 29b, durch die in Betrieb befindliche Luftnachheizungseinheit 39b, weiter durch die Raumeinlassklappen 40b in den Gebäudeinnenraum 41b und von dort durch die Raumauslassklappen 42b zurück zur Klappen-Gebläse- Baugruppe 25b.

Das Hochtemperatur-Kreislaufmedium strömt, gekennzeichnet durch die Pfeile HbXII1 durch den kondensatorseitigen Wärmeaustauscher 44b der Wärmepumpe 38b zur Rohrschlange 45b im Warmwasserbereiter 33b, von dort weiter in Richtung der in Betrieb befindlichen Heizung 46b. Ein Teilstrom des Hochtemperatur-Kreislaufmediums, gekennzeichnet durch den Pfeil HbXII2, strömt durch die Heizung 46b, und ein weiterer Teil­ strom des Hochtemperatur-Kreislaufmediums, gekennzeichnet durch die Pfeile HbXII3, strömt durch das Wegeventil 52b zur Luftnachheizungs­ einheit 39b und von dort wieder zurück zum Wegeventil 52b. Nach dem Wegeventil 52b vereinigen sich der von der Heizung kommende Teilstrom HbXII2 und der von der Luftnachheizungseinheit 3% kommende Teil­ strom HbXII3 zum Hochtemperatur-Kreislaufmedium-Hauptstrom HbXII1, welcher zurück zum kondensatorseitigen Wärmeaustauscher 44b strömt.

Der in Fig. 12 gezeigte Betriebszustand zeigt beispielhaft den Betriebs­ zustand der Gebäudeinstallation in einer Winternacht. In der Wärme­ austauschzelle 10b wird die Flüssigkeit beim Durchgang durch die Sonneneinstrahlungsabsorberplatte 14b durch Wärmeaufnahme von der die Wärmeaustauschzelle 10b durchströmenden, im Wesentlichen aus Raumabluft bestehenden Luft aufgewärmt. Die Jalousien 61b der Wärme­ austauschzellen 10b sind geschlossen, um Strahlungswärmeverluste der Sonneneinstrahlungsabsorberplatten 14b an die Umgebung zu vermeiden. Aufgrund der nicht vorhandenen Strahlungswärmeverluste sowie aufg­ rund der lediglich geringen Frischluftbeimengung zum Umluftstrom, ver­ bunden mit der Möglichkeit, die Flüssigkeit durch den Luftstrom LbXII1 zu erwärmen, steht dem verdampferseitigen Wärmeaustauscher 37b die Wärmetransportflüssigkeit auch ohne Erdwärmespeicher mit ausreichend­ em Wärmeinhalt zur Verfügung. In dem verdampferseitigen Wärme­ austauscher 37b wird der Wärmetransportflüssigkeit Wärme entzogen und über den Kreisprozess der Wärmepumpe 38b dem Hochtemperatur- Kreislaufmedium im kondensatorseitigen Wärmeaustauscher 44b über­ tragen.

Die relativ warme Gebäudeinnenluft wird in der Klappen-Gebläse-Bau­ gruppe 25b nur mit einer geringen Menge an kalter Umgebungsluft vermischt. Das so erhaltene Luftgemisch wird beim Durchströmen durch die Wärmeaustauschzellen 10b an den Strömungsabsorberplatten 14b abgekühlt und in der Luftnachheizungseinheit 39b auf die gewünschte Nachtinnentemperatur, beispielsweise 15°C bis 17°C, erwärmt.

Das Hochtemperatur-Kreislaufmedium wird im kondensatorseitigen Wärmeaustauscher 44b der Wärmepumpe 38b aufgewärmt und in der Rohrschlange 45b des Warmwasserbereiters 33b zur Aufwärmung von Warmwasser, in der Heizung 46b zur Aufwärmung des Gebäudeinnen­ raums sowie in der Luftnachheizungseinheit 39b zur Aufwärmung der Raumzuluft abgekühlt.

In Fig. 13 ist ein alternativer Betriebszustand zu dem in Fig. 9 gezeigten Sommer-Tagbetrieb dargestellt. Gemäß Fig. 13 (Sommer, Tagbetrieb) strömt die Wasser-Glykol-Mischung, gekennzeichnet durch die Pfeile FbXIII1, durch die Mehrzahl von parallel geschalteten Wärmeaustausch­ zellen 10b, deren Jalousien 61b geschlossen sind und somit eine Son­ neneinstrahlung auf die Sonneneinstrahlungsabsorberplatte 14b verhin­ dern. Die Flüssigkeit strömt weiter durch den Entlüftungstopf 31b zu dem Wegeventil 50b und von diesem unter Umgehung des Warmwasser­ bereiters 33b weiter zur Umwälzpumpe 35b, weiter durch das Rück­ schlagventil 36b, durch den verdampferseitigen Wärmeaustauscher 37b der in Betrieb befindlichen Wärmepumpe 38b, zurück zu den Wärme­ austauschzellen 10b.

Ein Frischluftzustrom, gekennzeichnet durch den Pfeil LbXIII4 wird von dem Gebläse 28b in der Klappen-Gebläse-Baugruppe 25b durch die Frischluftzuführklappe 26b angesaugt und mit dem Hauptluftstrom LbXIII1 (Umluft) vermischt. Ein Teil dieses Luftgemisches wird von dem Gebläse 28b durch die Fortluftklappe 27b als Fortluftstrom LbXIII3 in die Umgebungsatmosphäre entlassen. Das in dem Luftleitungssystem ver­ bleibende Luftgemisch wird von dem Gebläse 28b als Hauptluftstrom, gekennzeichnet durch die Pfeile LbXIII1, in den Luftzuführkanal 23b, und von dort durch die Mehrzahl von parallel geschalteten Wärmeaustausch­ zellen 10b in den gemeinsamen Luftabführkanal 24b der parallel geschal­ teten Wärmeaustauschzellen 10b gefördert. Von dort strömt die Luft, angetrieben durch das Gebläse 29b durch die außer Betrieb befindliche Luftnachheizungseinheit 39b zu den Raumeinlassklappen 40b, tritt von dort in den Gebäudeinnenraum 41b ein und über die Raumauslassklappen 42b aus diesem wieder aus und gelangt schließlich, angetrieben durch das Gebläse 28b, wieder in die Klappen-Gebläse-Baugruppe 25b.

Ein Hochtemperatur-Kreislaufmedium strömt, gekennzeichnet durch die Pfeife HbXIII1, durch einen kondensatorseitigen Wärmeaustauscher 44b der Wärmepumpe 38b zu einer Rohrschlange 45b in dem Warmwas­ serbereiter 33b. Von dort strömt das Hochtemperatur-Kreislaufmedium unter Umgehung einer außer Betrieb befindlichen Heizung 46b zu einem Wegeventil 52b und von dort zurück zum kondensatorseitigen Wärme­ austauscher 44b der Wärmepumpe 38b. Am kondensatorseitigen Wärme­ austauscher 44b ist ein Kühlgebläse 65b angeordnet.

Der in Fig. 13 gezeigte Betriebszustand stellt beispielhaft einen Kühlbe­ trieb der Gebäudeinstallation an einem heissen Sommertag dar, bei dem die Wärmetransportflüssigkeit von der die Wärmeaustauschzelle 10b durchströmenden Luft durch Wärmeaustausch an der Sonneneinstrah­ lungsabsorberplatte 14b aufgewärmt wird. Die Jalousien 61b der Wärme­ austauschzellen 10b sind geschlossen, um eine Aufwärmung der Wärme­ transportflüssigkeit durch Sonnenwärme zu vermeiden. Die so aufge­ wärmte Wärmetransportflüssigkeit wird dem verdampferseitigen Wärme­ austauscher 37b der Wärmepumpe 38b zugeführt, wo der Flüssigkeit von der Wärmepumpe 38b Wärme entzogen und vermittels des Kreisprozess­ mediums im kondensatorseitigen Wärmeaustauscher 44b an das Hoch­ temperatur-Kreislaufmedium des Hochtemperatur-Kreislaufs der Wärme­ pumpe 38b übertragen wird. Die abgekühlte Flüssigkeit nimmt dann in den Wärmeaustauschzellen 10b wieder Wärme aus der die Zellen durch­ strömenden Luft auf.

Die Luft wird beim Durchströmen durch die Wärmeaustauschzellen 10b abgekühlt und im Gebäudeinnenraum 41b aufgewärmt, etwa durch sich darin aufhaltende Personen.

Das Hochtemperatur-Kreislaufmedium wird im kondensatorseitigen Wärmeaustauscher 44b aufgewärmt und in der Rohrschlange 45b unter Abkühlung zur Aufwärmung von Warmwasser in dem Warmwasser­ bereiter 33b benutzt, so dass im Gebäude Warmwasser zur Verfügung steht. Zusätzlich wird der kondensatorseitige Wärmeaustauscher 44b durch ein Kühlgebläse 65b gekühlt, sobald das Warmwasser im Warm­ wasserbereiter soweit aufgewärmt ist, dass eine ausreichende Wärme­ abfuhr an der Kondensatorseite der Wärmepumpe 38b nicht mehr ge­ währleistet ist.

Zur Stromversorgung des Gebäudes ist auf dem Dach desselben eine Photovoltaikanlage 77b angeordnet.

In der in den Fig. 9-13 gezeigten Gebäudeinstallation sind die folgenden Temperatursensoren angeordnet (Bezugszeichen nur in Fig. 13):

• - Temperatursensor 70b zur Erfassung der Temperatur der Wärme­ transportflüssigkeit unmittelbar nach den Wärmeaustauschzellen,
• - Temperatursensor 71b zur Erfassung der Temperatur des Warm­ wassers im Warmwasserbereiter 33a,
• - Temperatursensor 74b zur Erfassung der Temperatur der Raumzu­ luft unmittelbar nach der Luftnachheizeinrichtung 39b,
• - Temperatursensor 75b zur Erfassung der Temperatur der Luft im Gebäudeinnenraum 41b, sowie
• - Temperatursensor 76b zur Erfassung der Temperatur der Umge­ bungsluft.

In den Fig. 9-13 sind die Verbindungsleitungen der Temperatursensoren 70b, 71b, 74b, 75b, 76b (s. Fig. 13) mit einer zentralen Steuereinheit 90b gestrichelt eingezeichnet und beispielsweise mit 91b bezeichnet. Von der zentralen Steuereinheit 90b führen nicht eingezeichnete Steuer­ leitungen zu den Wegeventilen, Luftklappen, Gebläsen, und einer eben­ falls nicht dargestellten Jalousieverstelleinrichtung.

Darüber hinaus ist der Wärmetransportflüssigkeitskreislauf mit einer Sicherheitseinrichtung versehen, umfassend einen Druckbehälter 80b, einen Überströmbehälter 81b, ein federbelastetes Sicherheitsventil 82b sowie ein Manometer 83b.

Der Übergang zwischen verschiedenen Betriebszuständen der in den Fig. 9-13 gezeigten Gebäudeinstallation kann durch Zeitschaltung oder/und nach Maßgabe des Erfassungsergebnisses eines oder mehrerer Tempera­ tursensoren 70b, 71b, 74b, 75b und 76a oder/und willkürlich durch Bedienereingabe erfolgen.

Claims (27)

1. Wärmeaustauschzelle (10a; 10b) mit einem wenigstens auf einem Teil seines Wegverlaufs der Sonneneinstrahlung aussetzbaren Flüssigkeitsströmungsweg (15a; 15b), insbesondere einer Wärme­ transportflüssigkeit für die Wärmezufuhr zur Verdampferseite (37a; 37b) einer mit gesondertem Kreislaufmedium betriebenen Wärme­ pumpe (38a; 38b), wobei der Flüssigkeitsströmungsweg (15a; 15b) der Wärmeaustauschzelle in ein Luftdurchströmungsgehäuse (11a; 11b) baulich integriert ist, welches einen durchflussveränder­ baren Luftströmungsweg der Wärmeaustauschzelle (10a; 10b) in Wärmeaustauschzuordnung zu dem Flüssigkeitsströmungsweg (15a; 15b) der Wärmeaustauschzelle (10a; 10b) aufweist.

2. Wärmeaustauschzelle (10a; 10b) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitsströmungsweg (15a; 15b) auf einem sonnen­ einstrahlungsaktiven Teil (14a; 14b) seines Strömungswegs vor­ wiegend für Wärmeaufnahme durch Sonneneinstrahlung und auf einem wärmeaustauschaktiven Teil (21a, 22a; 14b) seines Strö­ mungswegs (15b) vorwiegend zum Wärmeaustausch mit dem Luftströmungsweg ausgebildet ist.

3. Wärmeaustauschzelle (10a; 10b) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitsströmungsweg (15a; 15b) wenigstens auf einem Teil seiner Länge in einer luftbeströmten Sonneneinstrah­ lungsabsorberplatte (14a; 14b) gebildet ist.

4. Wärmeaustauschzelle (10a; 10b) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonneneinstrahlungsabsorberplatte (14b) mit zusätzlichen sonneneinstrahlungsbeaufschlagten oder/und luftbeströmten Ab­ sorber- bzw. Wärmeaustauschelementen besetzt (60b) ist.

5. Wärmeaustauschzelle (10a; 10b) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitsströmungsweg (15a; 15b) innerhalb der Sonneneinstrahlungsabsorberplatte (14a; 14b) durch wegverlän­ gernde Leitflächen (16a; 16b) verlängert ist.

6. Wärmeaustauschzelle (10a; 10b) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitsströmungsweg (15a; 15b) innerhalb der Sonneneinstrahlungsabsorberplatte (14a; 14b) mäanderförmig verläuft.

7. Wärmeaustauschzelle (10a; 10b) nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitsströmungsweg innerhalb des Luftdurchströ­ mungsgehäuses (11a; 11b) wenigstens auf einem Teil seiner Länge von flüssigkeitsführenden Rohren (21a, 22a) gebildet ist.

8. Wärmeaustauschzelle (10a; 10b) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die flüssigkeitsführenden Rohre (21a, 22a) in Schlangenlinie verlaufen.

9. Wärmeaustauschzelle (10a; 10b) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die flüssigkeitsführenden Rohre (21a; 22a) mit zusätzlichen, dem Luftströmungsweg ausgesetzten Wärmeaustauschelementen (55a, 56a) besetzt sind.

10. Wärmeaustauschzelle (10a; 10b) nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftdurchströmungsgehäuse (11a; 11b) als ein Flachge­ häuse (11a; 11b) ausgebildet ist.

11. Wärmeaustauschzelle (10a; 10b) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Hauptseite (12a; 12b) des Flachgehäuses (11a; 11b) aus sonneneinstrahlungsdurchlässigem, insbesondere transparentem, Material, wie Glas, hergestellt ist.

12. Wärmeaustauschzelle (10a; 10b) nach einem der Ansprüche 1 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftdurchströmungsgehäuse (11a; 11b) zumindest im Bereich seiner von der unmittelbaren Sonneneinstrahlung abge­ wandten Wandung (13a; 13b) wärmeisoliert ist.

13. Wärmeaustauschzelle (10a; 10b) nach einem der Ansprüche 1- 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftdurchströmungsgehäuse (11a; 11b) an mindestens einem seiner Luftanschlussenden (17a, 18a; 17b, 18b): Luftein­ lassende (17a; 17b) und Luftauslassende (18a; 18b), mit Luftver­ teilermitteln (19a, 20a; 19b, 20b, 58b), wie Lochblechen (20a; 20b, 58b), versehen ist.

14. Wärmeaustauschzelle (10a; 10b) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftdurchströmungsgehäuse (11a; 11b) an mindestens einem seiner Luftanschlussenden (17a, 18a; 17b, 18b): Luftein­ lassende (17a; 17b) und Luftauslassende (18a; 18b), vorzugs­ weise an seinem Lufteinlassende (17a; 17b), mit einem Luftfilter (19a; 19b) versehen ist.

15. Wärmeaustauschzelle (10a; 10b) nach einem der Ansprüche 1- 14, dadurch gekennzeichnet, dass von den beiden Luftanschlussenden (17a, 18a; 17b, 18b): Lufteinlassende (17a; 17b) und Luftauslassende (18a; 18b), des Luftdurchströmungsgehäuses (11a; 11b) mindestens eines als ein im wesentlichen quer zur allgemeinen Luftdurchströmungsrichtung verlaufender Anschlusskanal (23a, 24a; 23b, 24b) gebildet ist.

16. Wärmeaustauschzelle (10a; 10b) nach einem der Ansprüche 1- 15, dadurch gekennzeichnet, dass dem Luftdurchströmungsgehäuse (11a; 11b) an mindestens einem seiner Luftanschlussenden (17a, 18a; 17b, 18b): Luftein­ lassende (17a; 17b) und Luftauslassende (18a; 18b), ein Absperr- oder Drosselungsorgan (26a, 27a, 30a; 26b, 27b, 30b) zugeordnet ist.

17. Wärmeaustauschzelle (10a; 10b) nach einem der Ansprüche 1- 16, dadurch gekennzeichnet, dass dem Luftdurchströmungsgehäuse (11a; 11b) nahe minde­ stens einem seiner Luftanschlussenden (17a, 18a; 17b, 18b): Lufteinlassende (17a; 17b) und Luftauslassende (18a; 18b), mindestens ein Gebläse (28a, 29a; 28b, 29b) zugeordnet ist.

18. Wärmeaustauschzelle (10a; 10b) nach einem der Ansprüche 1- 17, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest dem der Sonneneinstrahlung aussetzbaren Teil des Wegverlaufs des Flüssigkeitsströmungswegs (15b) Sonnenein­ strahlungsabdeckmittel (61b) zugeordnet sind, beispielsweise in Form einer Jalousie (61b) mit schwenkbaren Jalousie-Elementen (62b).

19. Wärmeaustauschzelle (10a; 10b) nach einem der Ansprüche 1- 18, dadurch gekennzeichnet, dass sie zum Zusammenschluss mit mindestens einer weiteren Wärmeaustauschzelle (10a; 10b) einer Zellengruppe ausgebildet ist.

20. Wärmeaustauschzelle (10a; 10b) nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Parallelschaltung mit mindestens einer weiteren Wär­ meaustauschzelle (10a; 10b) ausgebildet ist.

21. Wärmeaustauschzelle (10a; 10b) nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit Steckverbindungsteilen zum Zusammenschluss mit mindestens einer weiteren Wärmeaustauschzelle (10a; 10b) ausge­ bildet ist.

22. Verwendung einer Wärmeaustauschzelle (10a; 10b) nach einem der Ansprüche 1-20 in einer Gebäudeinstallation.

23. Verwendung einer Wärmeaustauschzelle (10a; 10b) in einer Ge­ bäudeinstallation nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftströmung durch das Luftdurchströmungsgehäuse (11a; 11b) wahlweise zu öffnen, zu drosseln oder zu schließen ist.

24. Verwendung einer Wärmeaustauschzelle (10a; 10b) in einer Ge­ bäudeinstallation nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftströmung durch das Luftdurchströmungsgehäuse (11a; 11b) wahlweise in einem geschlossenen Umwälzkreislauf durch den Gebäudeinnenraum (41a; 41b) oder in einem teilgeöff­ neten Umwälzkreislauf durch den Gebäudeinnenraum (41a; 41b) mit Luftzufuhr aus der Atmosphäre und Luftablass in die Atmos­ phäre oder in einem offenen Luftpfad mit Luftzuführung aus der Atmosphäre und Luftablass in die Atmosphäre liegt.

25. Verwendung einer Wärmeaustauschzelle (10a; 10b) in einer Ge­ bäudeinstallation nach einem der Ansprüche 22-24, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsweg der Wärmetransportflüssigkeit in einem - vorzugsweise geschlossenen - Flüssigkeitskreislauf liegt, an den die Verdampferseite einer Wärmepumpe (38a; 38b) oder/und ein Wärmespeicher (34a), z. B. Erdwärmespeicher (34a), für die Ver­ dampferseite der Wärmepumpe (38a; 38b) oder/und ein Warm­ wasserbereiter (33a; 33b) für Verbrauchs- oder/und Heizzwecke durch Wärmeaustauschmittel (32a; 32b) ankuppelbar sind.

26. Verwendung einer Wärmeaustauschzelle (10a; 10b) in einer Ge­ bäudeinstallation nach einem der Ansprüche 22-25, dadurch gekennzeichnet, dass verschiedene Schaltungszustände durch Wärmesensoren (70a, 71a, 72a, 73a, 74a, 75a, 76a; 70b, 71b, 74b, 75b, 76b) schaltbar sind.

27. Verwendung einer Wärmeaustauschzelle (10a; 10b) in einer Ge­ bäudeinstallation nach einem der Ansprüche 22-26, dadurch gekennzeichnet, dass die Kondensatorseite der Wärmepumpe (38a; 38b) an einen Warmwasserbereiter (33a; 33b) für Verbrauchs- oder/und Heiz­ zwecke durch Wärmeaustauschmittel (45a; 45b) ankuppelbar ist.