DE10010260B4

DE10010260B4 - Verfahren zur Nutzung der Geothermik zur Beheizung von Häusern und Haus mit Keller

Info

Publication number: DE10010260B4
Application number: DE10010260.3A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-03-02
Filing date: 2000-03-02
Publication date: 2014-07-31
Anticipated expiration: 2020-03-03
Also published as: DE10010260A1

Abstract

Um die Geothermik zur Beheizung von Räumen zu nutzen, wird dem Keller bzw. dem Untergeschoss eines Hauses Außenluft (1) zugeführt. Der Boden und die Wände (3) des Kellers bestehen aus einem gut wärmeleitenden Material. Dies bewirkt, dass die dem Keller/Untergeschoss zugeführte Luft von der durch den Boden und die Wände eindringenden Erdwärme erwärmt wird. Ein Lüfter (2) bläst die erwärmte Außenluft durch in den Hauswänden ausgebildete Luftzuführungskanäle (4, 5) in die Wohnräume in den oberen Stockwerken des Hauses, um diese zu heizen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Nutzung der Geothermik zur Beheizung von Räumen in dem Stockwerk oder den Stockwerken eines einen Keller aufweisenden Hauses gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, sowie auf ein Haus das wenigstens einen Keller mit Kellerwänden und ein oder mehrere Stockwerke aufweist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 3.
Die DE 35 12 680 A1 beschreibt ein Verfahren, bei dem das Erdreich um den Keller eines Hauses durch Heizschlaufen erwärmt wird und damit als Wärmespeicher dient. Mit der gespeicherten Wärme werden die Kellerwände erwärmt, wodurch auch die Kellerluft erwärmt wird, die dann mittels Konvektion z. B. durch den Hausflur in die Räume der Stockwerke über den Keller gelangt.
Gemäß der US 2,178,176 A wird Außenluft in einen Schacht unterhalb des Kellers geleitet, wobei die dort erwärmte Luft über ein gesondertes Rohrsystem durch einen Ofen geleitet wird und dort über weitere, nicht in den Hauswänden ausgebildete Rohre in die Räume über den Keller gelangt.
Gemäß der DE 197 36 998 C1 wird bei einem kellerlosen Haus erwärmte bzw. gekühlte Luft durch einen Spalt zwischen der Fassade und der Hauswand geleitet.
Die DE 34 14 973 A1 beschreibt ein Belüftungssystem für ein Haus, bei dem Außenluft in eine im Erdreich eingebettete Luftkammer geführt wird, wo sie sich erwärmt. Die erwärmte Luft wird von dort über einen an der Außenwand des Hauses angeordneten Zuluftschacht in die Räume des Hauses verteilt.
Die Erfindung beruht auf der Aufgabe, Strom bei der Beheizung von Häusern zu sparen.
Zur Lösung der Aufgabe wird ein Verfahren zur Nutzung der Geothermik gemäß Anspruch 1 bzw. die Ausgestaltung eines Hauses, das wenigstens einen Keller mit Kellerwänden und ein oder mehrere Stockwerke aufweist, gemäß Anspruch 3, vorgeschlagen.
Mit der Nutzung der Wärme des Erdinneren kann eine Menge Strom bei der Beheizung von Häusern gespart werden. Ich habe ein Verfahren entwickelt, wie die Wärme des Erdinneren bei einzelnen Häusern/Gebäuden nutzbar gemacht werden kann. Im Prinzip funktioniert das Verfahren einfach. Voraussetzung dafür ist jedoch, dass jedes Haus/Gebäude mindestens einen/ein Keller/Untergeschoss hat.
In den/das Keller/Untergeschoss des Hauses wird die Außenluft zugeführt (1. Bild, 1). Dort erfolgt ein Temperaturaustausch der Luft mit der Wärme des Erdinneren. Damit aber dieser Temperaturaustausch schnell geschieht, müssen der Boden und die Wände des Kellers aus gut wärmeleitenden Materialien gebaut werden (3. Bild, 1). Zu diesem Zweck eignen sich Blöcke oder Platten aus Beton sehr gut. Außerdem muss die oberste Reihe der Kellerwand (3. Bild, 3) mit Ziegeln gebaut werden, um einen Temperaturaustausch zwischen der Luft im Keller und der Luft draußen zu verhindern.
Im Keller wird ein Heizlüfter installiert (1. Bild, 2); wenn das Haus in warmen Regionen gebaut wird, muss hier auch ein Luftkühler installiert werden. Hat das Haus mehr als ein Untergeschoss, wird der Heizlüfter im untersten Untergeschoss (2. Bild, 2) installiert. Der Heizlüfter bläst die in den Keller zugeführte Außenluft in die oberen Stockwerke, und wenn es nötig ist, erwärmt er die Luft zusätzlich, und das gleiche macht der Kühler. Die Luft wird durch einen Luftkanal (1. Bild; 2. Bild) auf die Räume in den oberen Stockwerken verteilt. Um möglichst wenig Strom zu verbrauchen, muss die Luftzufuhr in die Räume nach Bedarf geschehen. Ein Haus, das gut gedämmt ist, wie es bei diesem System der Fall sein wird, braucht zum Beheizen 0,50 cbm Warmluft pro Stunde pro 1 cbm Raum. Diesem Bedarf nach müssen auch die Geschwindigkeit der Luftzufuhr sowie die Durchmesser des Luftkanals und der Luftöffnungen ausgelegt werden. Durch eine langsame und kontinuierliche Luftzufuhr wird weniger Strom verbraucht, als wenn die Luft schneller und kurzer zugeführt werden würde. Wie es auch bei den traditionellen Beheizungssystemen der Fall ist, sollten auch hier die Räume, die nicht bewohnt sind, nicht beheizt werden. Das kann mechanisch geregelt werden. Die Fenster und Türen müssen ebenfalls geschlossen bleiben, wenn die Außentemperatur unter 20°C oder über 28°C liegt.
Nachdem die frische Luft in die Räume strömt, verlässt die verbrauchte Luft durch die am oberen Rand der Wände eingebauten Öffnungen (1. Bild, 6, 7, 8) die Räume und verlässt durch eine Öffnung, die am Dach des Hauses gebaut wird, das Haus (1. Bild, 8; 2. Bild, 8).
Um die teueren Luftschächte, die auch viel Platz einnehmen, zu vermeiden, wird die frische und die verbrauchte Luft, wie schon oben erwähnt, durch zwei Luftkanäle den Räumen zugeführt und aus den Räumen abgeführt. Die Luftkanäle werden in die Wandziegel (5. Bild, 3, 4, 5) oder in die Wandplatte (6. Bild, 4, 5) eingebaut. Es wird jeweils die unterste und die oberste Reihe der Wände (4. Bild) aus solchen mit einem Luftkanal versehenen Ziegeln gebaut. Durch den unteren Kanal (4. Bild, 5) erreicht die frische Luft aus dem Keller die Räume, und durch den oberen Kanal (4. Bild, 6) verlässt die verbrauchte Luft die Räume. Des Weiteren wird in jeder Reihe der Wände nur ein Ziegel am Rand der Wand eine senkrechte Öffnung haben (1. Bild, 3, 6), durch welche die Luft zwischen den Stockwerken, von unten nach oben, strömt; in den anderen Ziegeln (4. Bild) werden Luftkanäle nicht gebraucht. Der Ziegel hat auch eine Rasterstelle (5. Bild, 9), um richtig zu sitzen. Die Stelle hat zwei Bereiche. Der obere Bereich (5. Bild, 10) ist zum Rasten des Rasterkopfes, der sich auf der anderen Seite des Ziegels befindet (5. Bild, 16), ausgebildet. Der untere Bereich (5. Bild, 11) ist für Bindestoffe, wie Zement ausgebildet. Der Ziegel ist auch mit einer seitlichen Vertiefung (5. Bild, 17) zum Heben versehen, auch hohl (5. Bild, 12) und hat zusätzlich noch einen Stromkanal (5. Bild, 13, 14, 15).
Auch bei diesem Beheizungs-/Kühlungssystem kann auf wärmedämmende Materialien nicht verzichtet werden. Deshalb müssen für die Wände, Dach, Türen und Fenster wärmedämmende Materialien verwendet werden.
Für die Wände eignen sich Brandziegel sehr gut; es können sicherlich auch andere Baustoffe verwendet werden, die die gleichen Eigenschaften haben oder noch besser sind als Brandziegel. Da aber der Brandziegel Feuchtigkeit schnell aufnimmt und sie auch schnell verliert, wodurch auch Kälte und Wärme mit transportiert werden, müssen die Wände von außen mit einem feuchtigkeitsdämmenden Material (3. Bild, 5) verputzt werden. Außerdem muss die oberste Reihe der Kellerwand, die aus Betonblock gebaut wird (2. Bild, 1), aus Brandziegel sein (3. Bild, 3) und mit einer weiteren, darunter liegenden Reihe (3. Bild, 2) mit einer wärme- und feuchtigkeitsdämmenden Schicht verputzt werden. Dies verhindert, dass Kälte/Hitze, die die Erdoberfläche erreicht, nicht in den/das Keller/Untergeschoss gelangt und verhindert auch, dass die Ziegelreihe des oberen Bereiches der Kellerwand (3. Bild, 3) mit Feuchtigkeit des Bodens in Berührung kommt. Als Material dafür eignet sich Porenbeton sehr gut.
Um nicht unnötig Energie zu verbrauchen, müssen auch die Fenster und die Türen zum einen luftdicht und zum anderen aus wärmedämmenden Materialien sein. Ich habe hier die Wandränder der Fenster und Türen (7. Bild, 1) so konstruiert, dass sie luftdicht bleiben. Hier rastet der Fenster- bzw. Türrahmen (7. Bild, 3) in den Wandrand hinein. Der Fenster- bzw. Türrahmen wird dann durch Schrauben von innen befestigt (7. Bild, 2). Eine dünne Schicht aus Steinwolle/Kunststoff oder aus sonstigen Materialien, die sich ebenfalls gut eignen, soll zwischen dem Wandrand (7. Bild, 1) und dem Fensterrahmen (7. Bild, 3) verlegt werden, um eine Luftbewegung zu verhindern. Als Fensterscheibe soll man auf Glas verzichten. Wegen seiner großen Leitfähigkeit ist das Glas ungeeignet. Es sind mittlerweile Fensterscheiben entwickelt worden, die wärmedämmend sind und Glas ersetzen können.
Der Vorteil dieses Beheizungssystems gegenüber den konventionellen Beheizungssystemen liegt darin, dass bei diesem System:

a) durch die Nutzung der Wärme des Erdinneren der Stromverbrauch bei der Beheizung bzw. Kühlung des Hauses um mehr als 50% reduziert wird. Und das bringt nicht nur einen finanziellen Vorteil, sondern vor allem einen großen Beitrag zur Entlastung des durch den Verbrauch der fossilen Energie bedrohten Erdklimas;
b) das Haus ständig mit frischer Luft versorgt wird, was für die Gesundheit der Hausbewohner notwendig ist;
c) die Heizungen, Leitungsröhre und Luftschächte fehlen und damit auch die Kosten für deren Anschauung, Installationen, Wartungen und Reparaturen.

Claims

Verfahren zur Nutzung der Geothermik zur Beheizung von Räumen in dem Stockwerk oder den Stockwerken eines einen Keller aufweisenden Hauses, wobei die Kellerluft mittels eines durch die Kellerwände sich vollziehenden Wärmetausches erwärmt wird und die erwärmte Luft aus dem Keller in die Räume des/der Stockwerks/Stockwerke oberhalb des Kellers geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass Außenluft in den Kellerraum geleitet wird, dass die Erwärmung der Kellerluft durch die Erdwärme erfolgt und dass die erwärmte Kellerluft durch in den Hauswänden vorhandene Luftzuführkanäle in die Räume geleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass verbrauchte Luft aus den Räumen über ebenfalls in den Hauswänden vorhandene Luftabführkanäle aus den Räumen abgeführt wird.
Haus, das wenigstens einen Keller mit Kellerwänden und ein oder mehrere Stockwerke aufweist, wobei die Kellerwände einen Wärmetausch zwischen dem den Keller umgebenden Erdreich und der Luft im Keller ermöglichen, und das Luftzuführkanäle aufweist, um die erwärmte Kellerluft in die Räume des/der Stockwerks/Stockwerke zu führen, dadurch gekennzeichnet, dass das Haus mit Luftzufuhröffnungen zum Einströmen von Außenluft in den Keller versehen ist und dass die Luftzuführkanäle in Ziegeln oder Wandplatten ausgebildet sind, die einen Teil der Hauswände bilden.
Haus nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftzuführkanäle der einzelnen Stockwerke sich im unteren Teil der das jeweilige Stockwerk bildenden Hauswand befinden.
Haus nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass Luftabführkanäle zum Abführen von verbrauchter Luft aus den Räumen in Ziegeln oder Wandplatten ausgebildet sind, die einen Teil der Hauswände bilden.
Haus nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Luftabführkanäle der einzelnen Stockwerke im oberen Teil der das jeweilige Stockwerk bildenden Hauswand befinden.
Haus nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Luftzuführ- als auch die Luftabführkanäle über senkrecht verlaufende Steigleitungen von Stockwerk zu Stockwerk miteinander verbunden sind.