DE102007025103A1

DE102007025103A1 - Method e.g. for using heat from surface collector on building, involves having surface and collector in area of building with temperature differential between heat transfer fluid and base

Info

Publication number: DE102007025103A1
Application number: DE102007025103A
Authority: DE
Inventors: Reinhold Blank; Kay Gafert; Sebastian Klare
Original assignee: VIEBROCKHAUS AG
Current assignee: VIEBROCKHAUS AG
Priority date: 2007-05-24
Filing date: 2007-05-24
Publication date: 2008-11-27

Abstract

The method involves having a surface and a collector in an area of a building. A temperature differential between the temperature of the heat transfer fluid in the forward direction and the base beneath a floor slab of the building with the heat transfer medium of the base is heated beneath the floor. An independent claim is included for a solar part.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Nutzung von Wärme, die durch einen Flächenkollektor an einer Fläche eines Gebäudes erzeugt wird nach Patentanspruch 1.The The invention relates to a method of utilizing heat that through a surface collector on a surface a building is produced according to claim 1.

Bei der solarthermischen Nutzung von sogenannten Flächenkollektoren, die zumeist auf Dächern von Gebäuden angeordnet sind, wird ein flüssiges Wärmeübertragungsmedium verwendet, das mittels einer Pumpe einer Wärmenutzungsvorrichtung zugeführt wird. Die Wärmenutzungsvorrichtung kann im einfachsten Fall ein Wärmespeicher sein, beispielsweise ein mit Speicherflüssigkeit gefüllter wärmeisolierter Behälter, wobei die Speicherflüssigkeit von dem Wärmeüber tragungsmedium durch einen Wärmetauscher getrennt ist. Auf der Seite des Wärmespeichers ist üblicherweise ebenfalls eine Pumpe vorgesehen.at the solar thermal use of so-called surface collectors, mostly on roofs of buildings are arranged, becomes a liquid Heat transfer medium used, which is supplied by means of a pump of a heat utilization device. The heat utilization device can in the simplest case, a heat storage be, for example, a filled with storage liquid heat insulated Container, the storage liquid from the heat transfer medium through a heat exchanger is disconnected. On the side of the heat accumulator is common also provided a pump.

Bei konventionellen solarthermischen Anlagen ist die Nutzung in der Regel auf Sommermonate oder sonnenreiche Wintermonate begrenzt. Die Nutzbarkeit hängt von der Differenz zwischen der Temperatur der Wärmeübertragungsflüssigkeit und der Temperatur im Wärmespeicher ab. Eine Erwärmung der Wärmeübertragungsflüssigkeit von zum Beispiel 20 bis 30°C, wie sie in den Wintermonaten stattfindet, ist nicht mehr nutzbar, weil die Warmwassertemperatur im Wärmespeicher aus Komfortgründen immer mehr als 30°C beträgt.at Conventional solar thermal systems is the use in the Usually limited to summer months or sunny winter months. The usability hangs from the difference between the temperature of the heat transfer fluid and the temperature in the heat storage from. A warming the heat transfer fluid from, for example, 20 to 30 ° C, as it takes place in the winter months, is no longer usable because the hot water temperature in the heat storage for comfort always more than 30 ° C is.

Der Wirkungsgrad von konventionellen Flachkollektoren ist zu gering, um bei diffusem Licht oder bei geringen Außentemperaturen und tiefem Sonnenstand für Warmwasserbereitung und zur Unterstützung der Heizung nutzbare Temperaturen zu erzielen. Für eine Unterstützung der Heizung eines Gebäudes auch in den Wintermonaten sind für Flächenkollektoren Vakuum-Röhren erforderlich, um auf Vorlauftemperaturen zu kommen, die für das Heizsystem nutzbar sind. Der apparative und sonstige Aufwand hierfür ist sehr hoch.Of the Efficiency of conventional flat plate collectors is too low in diffused light or with low outside temperatures and low sun for water heating and for support the heating usable temperatures to achieve. For a support of Heating a building even in the winter months are for area collectors Vacuum tubes required to come to flow temperatures for the heating system are usable. The equipment and other effort for this is very high.

Ein typisches Wohngebäude steht normalerweise auf einer sogenannten Bodenplatte, das heißt einer aus Beton gegossenen Platte, die auf einem Planum des Untergrunds gelegt wird. Über eine solche Bodenplatte entsteht ein Transmissionswärmeverlust, der bei der Aufstellung einer energetischen Bilanz etwa eines Einfamilienhauses mit 10 bis 15% zu Buche schlägt.One typical residential building is usually on a so-called bottom plate, that is one Concrete cast plate resting on a subgrade of the ground is placed. about such a bottom plate creates a transmission heat loss, the in the preparation of an energetic balance of about a detached house with 10 to 15% beats.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Nutzung von Wärme durch einen Flächenkollektor an einer Fläche eines Gebäudes anzugeben, das bzw. die auch in Wintermonaten eingesetzt werden kann und die Möglichkeit eröffnet, Transmissionswärmeverluste über die Bodenplatte des Gebäudes zu reduzieren.Of the Invention is based on the object, a method and an apparatus for the use of heat through a surface collector on a surface of a building which are also used in winter months can and the possibility opened, Transmission heat losses over the Floor plate of the building to reduce.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren nach Anspruch 1 und die Anlage nach Anspruch 9 gelöst.These The object is achieved by the method according to claim 1 and the appendix solved according to claim 9.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird bei einem Gefälle der Temperatur vom Wärmeübertragungsmedium in der Vorlaufleitung und vom Erdreich unterhalb einer Bodenplatte eines Gebäudes das Erdreich mit dem Wärmeübertragungsmedium erwärmt.at the method according to the invention is at a slope the temperature of the heat transfer medium in the supply line and the soil below a base plate a building that Soil heated with the heat transfer medium.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Wärmestrom in das Erdreich unterhalb der Bodenplatte geleitet. Durch den vom Erdreich gebildeten Wärmespeicher entsteht eine transmissionshemmende Wirkung. Mit der Erfindung kann das Erdreich auf einen Wert von zum Beispiel 20°C erwärmt werden. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sind somit auch vergleichsweise geringe Temperaturen im Vorlauf des Flächenkollektors von zum Beispiel 30°C nutzbar. Wird ein Zielwert von 20°C unterhalb der Bodenplatte erreicht, besteht nahezu keine Temperaturdifferenz zwischen der Raumtemperatur im Gebäude von zum Beispiel 20°C und der Temperatur unterhalb der Bodenplatte. Ein Transmissionswärmeverlust über die Bodenplatte tritt aufgrund der nicht mehr vorhandenen Temperaturdifferenz dann nicht mehr ein. Wird der Zielwert von 20°C überschritten, herrscht ein negatives Temperaturgefälle gegenüber der Raumtemperatur, und das Heizungssystem des Gebäudes wird unterstützt. Wird der genannte Zielwert nicht erreicht, jedoch die normale Erdtemperatur von 10°C überschritten, wirkt die abgespeicherte Solarwärme im Erdreich unterhalb der Bodenplatte im Hinblick auf die Wärmetransmission verlustreduzierend.at the method according to the invention becomes a heat flow led into the soil below the bottom plate. By the of Soil formed heat storage creates a transmission-inhibiting effect. With the invention can the soil is heated to a value of, for example, 20 ° C. With the method according to the invention are thus also comparatively low temperatures in the flow of the surface collector of for example 30 ° C usable. Will be a target of 20 ° C reached below the bottom plate, there is almost no temperature difference between the room temperature in the building of for example 20 ° C and the Temperature below the bottom plate. A transmission heat loss over the Bottom plate occurs due to the no longer present temperature difference then not more. If the target value of 20 ° C is exceeded, it is true negative temperature gradient across from the room temperature, and the heating system of the building becomes supported. If the stated target value is not reached, but the normal earth temperature exceeded 10 ° C, acts the stored solar heat in the soil below the bottom plate with regard to the heat transmission loss reducing.

Die Speicherung einer großen Menge Energie wird unter anderem dadurch möglich, daß im Außenbereich der Betonbodenplatte ringförmig eine vertikal in das Erdreich abgesenkte Wärmedämmung als Frostschürze angeordnet wird.The Storing a big one Amount of energy is possible, among other things, that in the outdoor area of the concrete floor slab annular a vertically lowered into the ground thermal insulation arranged as a frost apron becomes.

Diese Frostschürze verhindert das Abfließen der eingespeicherten Wärme nach außen, insbesondere wenn in kalten Jahreszeiten im Außenbereich des Gebäudes Minustemperaturen anliegen.These ice wall prevents the drainage of the stored heat outward, especially when in cold seasons in the outdoor area of the building minus temperatures issue.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist in jedem Fall ein energetischer Gewinn aus der solarthermischen Nutzung ganzjährlich gewährleistet. Dieser Vorteil wird mit geringen technischen und wirtschaftlichen Mitteln sowie geringem bautechnischen Aufwand erreicht.at the method according to the invention is in any case an energetic gain from the solar thermal Use all year round guaranteed. This Advantage comes with low technical and economic means As well as low construction costs.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann ein vorhandener Wärmespeicher kleiner als üblich ausgelegt werden, da als zusätzliches Speichermedium das Erdreich zur Verfügung steht und ein wärmetechnischer Nutzungsbeitrag zur Gebäudebeheizung durch Minimierung der Transmissionswärmeverluste über die Bodenplatte im Gebäude geleistet wird. Somit muß nicht unnötig viel Speichermedium im Wärmespeicher bevorratet werden.In the method according to the invention, an existing heat storage can be made smaller than usual, since as an additional storage medium, the soil is available and heat technical contribution to building heating by minimizing transmission heat losses through the floor slab in the building. Thus, not unnecessarily much storage medium must be stored in the heat storage.

Sollte die Kapazität des Speichermediumvorrats erschöpft sein, kann die Vorlauftemperatur aus dem Solarkollektor nicht zur Warmwasserbereitung eingesetzt werden. Für diesen Fall muß eine zusätzliche Wärmeerzeugung eingesetzt werden, beispielsweise eine sogenannte Brennwerttherme, eine Abluftwärmepumpe, eine elektrische Heizvorrichtung oder dergleichen.Should the capacity of the storage medium supply exhausted be, the flow temperature from the solar collector can not Hot water preparation can be used. In this case, an additional heat generation be used, for example, a so-called condensing boiler, an exhaust air heat pump, an electric heater or the like.

Bei üblichen solarthermischen Anlagen ist die Nutzung des Wärmeübertragungsmediums aus dem Flächenkollektor für die Warmwasserbereitung nicht mehr möglich, wenn die Vorlauftemperatur 30°C oder kleiner ist. In diesem Fall wird die Wärmeenergie des Flächenkollektors ausschließlich zur Erwärmung des Erdreichs eingesetzt. Besteht sowohl zwischen der Temperatur im Vorlauf des Flächenkollektors und des Erdreichs einerseits und der Temperatur im Verlauf und im Wärmespeicher der Wärmenutzungsvorrichtung andererseits ein Gefälle, ist auch denkbar, daß die Steuervorrichtung eine Aufteilung des vom Flächenkollektor kommenden Wärmestroms vornimmt, wodurch eine Erwärmung des Wärmespeichers und des Erdreichs gleichermaßen erzielt wird.At usual Solar thermal systems is the use of the heat transfer medium from the area collector for the Hot water production no longer possible, when the flow temperature is 30 ° C or smaller. In this case, the heat energy of the surface collector exclusively for warming used for the soil. Consists both between the temperature in the flow of the area collector and the soil on the one hand and the temperature in the course and in the heat storage the heat utilization device on the other hand a gradient, is also conceivable that the Control device, a division of the coming of the surface collector heat flow makes, causing a warming the heat storage and the soil alike is achieved.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auch das an die Außenseite des Gebäudes angrenzende Erdreich erwärmt werden. In diesem Fall bildet das erwärmte Erdreich einen wirksamen Frostschutz. Die Erwärmung erfolgt zweckmäßigerweise in der Form, daß zunächst das Erdreich unterhalb der Bodenplatte erwärmt und anschließend mit dem abgekühlten Wärmeübertragungsmedium das Erdreich außerhalb des Gebäudes erwärmt wird.To An embodiment of the invention can in the method according to the invention also on the outside of the building heated adjacent soil become. In this case, the heated soil forms an effective Antifreeze. The warming conveniently takes place in the form that first the Soil heated below the bottom plate and then with the cooled heat transfer medium the soil outside of the building heated becomes.

Zur Beheizung von Gebäuden ist auch bekannt, sogenannte Erdwärme-Wärmepumpen einzusetzen, welche die Erdwärme nutzen. Hierfür wird in mehr oder weniger großer Tiefe ein von einer Sole durchströmter Erdwärmekollektor in das Erdreich eingelassen, vorzugsweise außerhalb der Bodenplatte. Wird beim erfindungsgemäßen Verfahren auch das Erdreich angrenzend an die Bodenplatte erwärmt, erfolgt eine Wärmezufuhr zum Wärmeübertragungsmedium im Erdwärmekollektor. Die Temperatur im Vorlauf des Erdwärmekollektors und damit die Temperatur am Eingang der Erdwärmepumpe wird dadurch angehoben. Dadurch ist der Wirkungsgrad der Erdwärmepumpe erhöht, wodurch ein zusätzlicher Wärmeerzeuger in Fortfall kommen kann. Die im Erdreich gespeicherte Wärme dient somit einerseits als Sperrwärme zur Verminderung von Transmissionswärmeverlusten über die Bodenplatte, als Frostschutzmaßnahme im Außenbereich des Gebäudes und erhöht andererseits die Eintrittstemperatur des Übertragungsmediums aus dem Erdwärmekollektor und erhöht damit das Nutzungsvermögen der Erdwärmepumpe.to Heating of buildings is also known to use so-called geothermal heat pumps, which the geothermal energy use. Therefor will be more or less big The depth of a geothermal collector flowed through by a brine is let into the earth, preferably outside the bottom plate. Is in the process of the invention, the soil heated adjacent to the bottom plate, there is a supply of heat to the heat transfer medium in the geothermal collector. The temperature in the flow of the geothermal collector and thus the Temperature at the entrance of the geothermal heat pump is lifted by it. This is the efficiency of the geothermal heat pump elevated, whereby an additional heat generator can be omitted. The heat stored in the soil serves thus on the one hand as blocking heat for reducing transmission heat losses over the Base plate, as antifreeze measure outside of the building and increased On the other hand, the inlet temperature of the transmission medium from the geothermal collector and increased so that the use of the Geothermal heat pump.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann auf Tiefensonden verzichtet und damit deren Nachteile vermieden werden.At the inventive method can do without deep probes and thus avoid their disadvantages become.

Eine Solarthermieanlage nach der Erfindung weist einen Wärmeverteiler unterhalb einer Bodenplatte des Gebäudes auf sowie eine Ventilanordnung, die von einer Steuer- oder Regelvorrichtung gesteuert ist und die den vom Flächekollektor kommenden Wärmestrom zur Wärmenutzungsvorrichtung und/oder zum Wärmeverteiler im Erdreich hin verteilt. Wie schon erwähnt, wird die Ventilanordnung von der Steuervorrichtung über die Differenzen gesteuert, die zwischen der Vorlauftemperatur einerseits und den Temperaturen im Wärmespeicher der Wärmenutzungsvorrichtung und dem Erdreich andererseits bestehen. Zwischen der Vorlauftemperatur und der Erdreichtemperatur, welche normalerweise etwa 10°C beträgt, wird normalerweise immer ein Gefälle herrschen. Ist jedoch die Temperatur im Vorlauf ausreichend hoch, damit auch eine Temperaturdifferenz zum Wärmespeicher besteht, wird zweckmäßigerweise über ein Programm der Steuervorrichtung vorrangig der Wärmespeicher bedient. Ist jedoch zum Beispiel der Wärmespeicher auf eine Zieltemperatur erwärmt, so daß dieses Temperaturgefälle klein wird oder gegen Null geht, kann der Wärmestrom vom Flächenkollektor in das Erdreich geleitet werden. Im einzelnen hängt es von der Programmierung in der Steuervorrichtung ab, wie die Aufteilung des vom Kollektor kommenden Wärmestroms zur Wärmenutzungsvorrichtung und zum Wärmekollektor im Erdreich vorgenommen wird.A Solar thermal system according to the invention has a heat spreader below a floor slab of the building and a valve assembly, which is controlled by a control or regulating device and the that of the surface collector coming heat flow to the heat utilization device and / or to the heat spreader distributed in the ground. As already mentioned, the valve assembly of the control device over controlled the differences between the flow temperature on the one hand and the temperatures in the heat storage the heat utilization device and the soil, on the other hand. Between the flow temperature and the earth temperature, which is normally about 10 ° C, is usually always a gradient to rule. However, if the temperature in the flow is sufficiently high, so that a temperature difference exists to the heat storage is expediently via a Program of the control device primarily the heat storage operated. But it is for example, the heat storage heated to a target temperature, so that this temperature gradient becomes small or goes to zero, the heat flow from the surface collector be led into the soil. In particular it depends on the programming in the control device, as the division of the collector coming heat flow to the heat utilization device and to the heat collector in the soil.

Es ist auch denkbar, die Wärmeenergie eines Sonnenkollektors ausschließlich für die Bodenerwärmung unter der Bodenplatte eines Gebäudes zu nutzen. Die Nutzung erfolgt dann vorwiegend zu Zeiten, in denen eine Beheizung des Gebäudes stattfindet.It is also conceivable, the heat energy of a solar collector exclusively for the floor heating below the bottom plate of a building to use. The use takes place then predominantly at times, in which a heating of the building takes place.

Die Erfindung ermöglicht auch einen Schutz bei Übertemperaturen im Kollektor, die für die Wärmenutzungsvorrichtung nicht eingesetzt werden können. In diesem Fall wird das Übertragungsmedium in den Wärmeverteiler geleitet und vom Erdreich gekühlt. Ein separater Übertemperaturschutz ist nicht erforderlich.The Invention allows also a protection at over-temperatures in the collector, the for the heat utilization device can not be used. In this case, the transmission medium in the heat spreader directed and cooled by the soil. A separate over-temperature protection not necessary.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung erläutert.One embodiment The invention will be explained below with reference to a drawing.

Die einzige Figur zeigt schematisch einen Schnitt durch ein Wohngebäude mit einer Solarthermieanlage nach der Erfindung.The single figure shows schematically a Section through a residential building with a solar thermal system according to the invention.

Die einzige Figur zeigt ein Wohngebäude mit einem Satteldach 30, das auf einer Dachfläche einen Sonnenkollektor 24 aufweist. Nachfolgend sollen nur ein paar Einzelheiten des Gebäudes erläutert werden, das ansonsten keine unmittelbare Beziehung zur nachfolgend beschriebenen Solarthermieanlage aufweist.The only figure shows a residential building with a pitched roof 30 On a roof surface a solar panel 24 having. Below, only a few details of the building will be explained, which otherwise has no direct relationship to the solar thermal system described below.

Das erwähnte Gebäude weist eine Bodenplatte 32 aus Beton auf, auf der über eine Trittschalldämmung 34 eine Estrichschicht 36 aufgebracht ist, die den Boden der unteren Räume bildet. Die Betonplatte ist über eine untere Dämmschicht 38 auf einem Planum des Erdreichs 40 verlegt. Angrenzend an die Bodenplatte 32 ist eine Frostschürze 42 aus Wärmedämmstoff annähernd senkrecht in den Boden eingelassen.The mentioned building has a floor slab 32 made of concrete, on which a footfall sound insulation 34 a screed layer 36 is applied, which forms the bottom of the lower spaces. The concrete slab is over a lower insulating layer 38 on a planum of the earth 40 laid. Adjacent to the bottom plate 32 is a frost apron 42 made of thermal insulation embedded almost vertically in the ground.

Innerhalb des Gebäudes ist eine Abluftwärmepumpe 14 mit innen liegendem Warmwasserspeicher angeordnet. Als Zusatzmodul ist ein Sole-Wasser-Wärmepumpenmodul 16 vorgesehen. Letzteres ist über zwei Leitungen 44 mit einem Erdwärmekollektor 28 verbunden. Der Erdwärmekollektor 28 umgibt das Gebäude außerhalb der Frostschutzschürze 42. Die Sole-Wasser-Wärmepumpe arbeitet in bekannter Art und Weise. Die Abluftwärmepumpe 14 ist einerseits mit einem Anschluß 18 für ein nicht weiter gezeigtes Lüftungssystem des Gebäudes und andererseits mit einem Fortluftrohr 12 für die Beheizung des Gebäudes verbunden. Über Leitungen 46 ist die Wärmepumpe 14 mit einem Wärmetauscher 22 verbunden, wobei in der Rücklaufleitung eine Pumpe 48 angeordnet ist. Der Wärmetauscher 22 ist außerdem mit einer Vorlaufleitung 50 und einer Rücklaufleitung 52 für den Flächenkollektor 24 verbunden, wobei in die Rücklaufleitung 52 eine Pumpe 54 geschaltet ist. Über eine Ventilanordnung 56 sind Vor- und Rücklaufleitung 50, 52 mit dem Wärmetauscher 22 verbunden. Ein anderer Ausgang der Ventilanordnung 56 geht zu einer Vorlaufleitung 58 bzw. eine Rücklaufleitung 60, welche mit einem Wärmeteiler 26 verbunden sind. Der Wärmeteiler besteht aus einer Anzahl von Leitungsstrecken in Form eines Gitters, eines Netzes oder dergleichen, welche in einer Ebene unterhalb der Bodenplatte 32 im Erdreich 40 verlegt ist. Der Rücklauf aus dem Wärmeverteiler 26 liegt außerhalb der Frostschutzschürze 42. Diese zusätzliche mit dem Wärmeverteiler 26 verbundene Leitung umgibt das Gebäude im Erdreich 40 außerhalb der Frostschürze 42 in der Nähe des Erdwärmekollektors 28.Inside the building is an exhaust air heat pump 14 arranged with internal hot water tank. As an additional module is a brine-water heat pump module 16 intended. The latter is over two lines 44 with a geothermal collector 28 connected. The geothermal collector 28 surrounds the building outside the frost protection apron 42 , The brine-to-water heat pump operates in a known manner. The exhaust air heat pump 14 is on the one hand with a connection 18 for a not shown ventilation system of the building and on the other hand with an exhaust duct 12 connected to the heating of the building. Via cables 46 is the heat pump 14 with a heat exchanger 22 connected, wherein in the return line, a pump 48 is arranged. The heat exchanger 22 is also with a flow line 50 and a return line 52 for the area collector 24 connected, wherein in the return line 52 a pump 54 is switched. Via a valve arrangement 56 are supply and return line 50 . 52 with the heat exchanger 22 connected. Another outlet of the valve assembly 56 goes to a supply line 58 or a return line 60 , which with a heat divider 26 are connected. The heat divider consists of a number of pipe sections in the form of a grid, a net or the like, which in a plane below the bottom plate 32 in the soil 40 is relocated. The return from the heat spreader 26 is outside the frost protection apron 42 , This extra with the heat spreader 26 Connected pipe surrounds the building in the ground 40 outside the frost apron 42 near the geothermal collector 28 ,

Nicht gezeigte Temperaturfühler messen die Temperatur in der Vorlaufleitung 50, im Wärmespeicher der Wärmepumpe 14 und gegebenenfalls im Erdreich 40. Sie sind mit einer Steuer- bzw. Regelvorrichtung 20 verbunden, welche die Pumpen 48, 54 ansteuert sowie die Ventilanordnung 56.Temperature sensors, not shown, measure the temperature in the supply line 50 , in the heat storage of the heat pump 14 and optionally in the soil 40 , They are with a control device 20 connected to the pumps 48 . 54 controls as well as the valve assembly 56 ,

Die Wirkungsweise der gezeigten Anlage ist wie folgt. Besteht ein Wärmebedarf im Speicher der Wärmepumpe 14 und außerdem ein Gefälle zwischen der Temperatur in der Vorlaufleitung 50 und der Temperatur im Wärmespeicher, steuert die Steuervorrichtung 20 die Ventilanordnung 56 so an, daß der Wärmespeicher der Wärmepumpe 14 mit der Wärmeenergie des Kollektors 24 versorgt wird, und zwar über den Wärmetauscher 22. Die Pumpen 48 und 54 sind in Betrieb. Besteht zwischen der Vorlauftemperatur und der Temperatur im Erdreich 40 ebenfalls ein Gefälle, wird je nach der Anforderung seitens der Wärmepumpe 14 ein Teil des Wärmestroms über die Leitung 58 zum Wärmeverteiler 26 geführt. Die Wärmepumpe 14 wird vorzugsweise vorrangig versorgt, unter Umständen bei Bedarf auch ausschließlich. Dies ist eine Frage der Programmierung der Steuervorrichtung 20. Ist jedoch das Temperaturgefälle zwischen dem Vorlauf und dem Wärmespeicher der Wärmepumpe 14 gering oder geht gegen Null, kann die Ventilanordnung 56 den Wärmestrom ausschließlich zum Wärmeverteiler 26 leiten. Dies ist auch der Fall, wenn die Vorlauftemperatur so niedrig ist, daß eine sinnvolle Verwendung der Wärmeenergie aus dem Kollektor 24 über die Wärmepumpe 14 nicht mehr möglich ist, zum Beispiel bei einer Vorlauftemperatur von 30°C oder weniger. In diesem Fall wird über die Steuervorrichtung 20 die Ventilanordnung 56 so geschaltet, daß ausschließlich der Wärmeverteiler 26 mit dem Wärmeübertragungsmedium vom Kollektor 24 versorgt wird, während die Zuleitung zum Wärmetauscher 22 gesperrt ist. Die Pumpe 48 ist in diesem Falle ausgeschaltet.The operation of the system shown is as follows. There is a heat demand in the heat pump's storage tank 14 and also a slope between the temperature in the supply line 50 and the temperature in the heat storage, controls the control device 20 the valve assembly 56 so that the heat storage of the heat pump 14 with the heat energy of the collector 24 is supplied, via the heat exchanger 22 , The pumps 48 and 54 are in operation. Consists of the flow temperature and the temperature in the soil 40 also a gradient, depending on the request from the heat pump 14 part of the heat flow through the pipe 58 to the heat spreader 26 guided. The heat pump 14 is preferably provided with priority, possibly also exclusively if necessary. This is a matter of programming the control device 20 , However, is the temperature gradient between the flow and the heat storage of the heat pump 14 low or goes to zero, the valve assembly 56 the heat flow exclusively to the heat spreader 26 conduct. This is also the case when the flow temperature is so low that a meaningful use of heat energy from the collector 24 over the heat pump 14 is no longer possible, for example at a flow temperature of 30 ° C or less. In this case, via the control device 20 the valve assembly 56 switched so that only the heat spreader 26 with the heat transfer medium from the collector 24 is supplied while the supply line to the heat exchanger 22 Is blocked. The pump 48 is turned off in this case.

Bei der beschriebenen Energieversorgung des Wärmeverteilers 26 wird das Erdreich unterhalb der Bodenplatte 32 erwärmt, möglichst auf einen Wert von etwa 20°C. In diesem Fall besteht keine Differenz zwischen der Raumtemperatur im Gebäude und der Temperatur des Erdreichs 40. Damit entfällt jeglicher Transmissionswärmeverlust über die Bodenplatte 32, der erfahrungsgemäß zwischen 10 und 15% beträgt, wenn keine entsprechenden Gegenmaßnahmen getroffen sind. Wird im Erdreich eine Temperatur von mehr als 20°C erzielt, unterstützt diese das Heizungssystem des Gebäudes. Wird ein Zielwert von 20°C nicht erreicht, jedoch die übliche Erdtemperatur von 10°C überschritten, wirkt die im Erdreich abgespeicherte Solarwärme transmissionsverlustreduzierend.In the described power supply of the heat spreader 26 the soil is below the bottom plate 32 heated, if possible to a value of about 20 ° C. In this case, there is no difference between the room temperature in the building and the temperature of the soil 40 , This eliminates any transmission heat loss through the bottom plate 32 which, according to experience, is between 10 and 15% if no corresponding countermeasures have been taken. If a temperature of more than 20 ° C is achieved in the ground, this supports the heating system of the building. If a target value of 20 ° C is not reached but the usual earth temperature of 10 ° C is exceeded, the solar heat stored in the ground will reduce transmission losses.

Dadurch, daß eine zusätzliche Leitung im Rücklauf des Wärmeverteilers 26 im Erdreich das Gebäude mehr oder weniger umgibt, erfolgt auch eine Erwärmung dieses Bodenbereiches, wodurch ein zusätzlicher Frostschutz erzielt wird. Befindet sich, wie in der Figur gezeigt, ein Erdwärmekollektor 42 im Bereich dieser Zusatzleitung, wird die Wärme aus dem erwärmten Erdreich auf den Erdwärmekollektor übertragen, wodurch sich die Zulauftemperatur für die Sole zum Sole-Wasser-Wärmepumpenmodul 16 und damit der Wirkungsgrad erhöht. Dadurch kann unter Umständen der Einsatz eines zusätzlichen Wärmeerzeugers in Fortfall kommen.Characterized in that an additional line in the return of the heat spreader 26 If the building more or less surrounds the building in the soil, a heating of this floor area takes place, whereby an additional frost protection is achieved. Is located, as shown in the figure, a geothermal collector 42 In the area of this additional line, the heat is transferred from the heated soil to the geothermal collector, whereby the inlet temperature for the brine to the brine-water heat pump module 16 and thus the efficiency increases. As a result, the use of an additional heat generator may possibly be discontinued.

Wird ein konventioneller Wärmeerzeuger eingesetzt, wie zum Beispiel eine Brennwerttherme und fällt die Temperatur des Warmwassers im Wärmespeicher unter einen gewünschten Sollwert, entfällt eine Einspeisung über das Solarmodul 24. In diesem Fall muß die Warmwasserbereitung vom Wärmeerzeuger erfolgen. Ist als Wärmeerzeuger eine Abluftwärmepumpe mit modularer Sole-Wasser-Wärmepumpe vorgesehen, wie in der Figur dargestellt, wird die Warmwasserbereitung durch die Abluftwärmepumpe 14 generiert. Sollte der Energiegehalt aus dem Abluftsystem 18 des Gebäudes nicht ausreichen, wird automatisch das Sole-Wasser-Wärmepumpenmodul 16 aktiviert, und der Solekreislauf aus dem Erdwärmekollektor 28 nimmt die abgespeicherte thermische Energie aus dem Erdreich auf. Auf eine zusätzliche Heizvorrichtung kann unter Umständen vollständig verzichtet werden.If a conventional heat generator is used, such as a condensing boiler and the temperature of the hot water in the heat storage falls below a desired setpoint, eliminates a feed via the solar module 24 , In this case, the hot water preparation must be done by the heat generator. If an exhaust air heat pump with a modular brine-to-water heat pump is provided as the heat generator, as shown in the figure, the hot water is produced by the exhaust air heat pump 14 generated. Should the energy content from the exhaust system 18 of the building will automatically be the brine-water heat pump module 16 activated, and the brine circuit from the geothermal collector 28 absorbs the stored thermal energy from the soil. On an additional heater may be completely eliminated under certain circumstances.

Die gewonnene im Erdreich gespeicherte Wärme dient einerseits als Wärmepuffer, andererseits erhöht sie die Soleeintrittstemperatur in die Sole-Wasser-Wärmepumpe und erhöht damit deren Wirkungsgrad.The recovered heat stored in the soil serves as a heat buffer, on the other hand increased it increases the brine inlet temperature into the brine-to-water heat pump their efficiency.

Claims

A method of using heat generated by a surface collector on a surface of a building and is supplied via a supply and return line by means of a liquid heat transfer medium of a heat-using device in the building, characterized in that at a temperature gradient between the temperature of the heat transfer medium in the flow line and the soil below a floor slab of the building with the heat transfer medium, the soil is heated below the bottom plate.

Method according to claim 1, characterized in that that at a temperature in the supply line of 30 ° C or less the soil is heated.

Method according to claim 1 or 2, characterized that too that to the outside of the building adjacent soil with the heat transfer medium heated becomes.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized that the warming of the soil with the help of a heat spreader takes place, which heats the soil approximately uniformly below the bottom plate.

Method according to claims 3 and 4, characterized that this Soil outside of the building from which the soil below the bottom plate previously heated heat transfer medium is heated.

Method according to one of claims 1 to 5, characterized that with the heat transfer medium also a geothermal collector for one Geothermal heat pump over the it warms the surrounding soil becomes.

Method according to claim 4 or 5, characterized that the geothermal collector from which the soil under the bottom plate warming heat medium heated becomes.

Method according to one of claims 1 to 7, characterized that the Wärmenutzvorrichtung on a slope between the temperature in the supply line and the temperature a storage medium of the heat utilization device primarily with the heat transfer medium is supplied.

Solar thermal system for a building, comprising at least one surface collector on a surface of the building, in which a pump is connected to a heat-utilization device in the building via a supply line and a return line and with a valve arrangement for the supply and return line, which can be actuated by a control device, which, in turn, measures the temperature in a heat accumulator of the heat utilization device and in the supply line via temperature sensors, characterized in that below a bottom plate ( 32 ) of the building a heat spreader ( 26 ) is arranged, which via the valve assembly ( 56 ) with the flow and return line ( 50 . 52 ) of the surface collector ( 24 ) is connectable and the control device ( 20 ) a connection to the heat spreader ( 26 ) when between the temperature in the supply line ( 50 ) and the soil ( 40 ) there is a gradient.

Plant according to claim 9, characterized in that the control device ( 20 ) via the valve arrangement ( 56 ) a connection to the heat spreader ( 26 ) if the flow temperature is equal to or less than 30 ° C.

Plant according to claim 8 or 9, characterized in that the heat spreader ( 26 ) has a conduit network or the like, which in a plane below the bottom plate ( 32 ) is arranged.

Installation according to one of claims 9 to 11, characterized in that the outlet of the heat spreader ( 26 ) outside outside the ground plate ( 32 ) and with a building at least partially surrounding additional line within the soil ( 40 ) connected is.

Plant according to claim 12, characterized in that the building is at least partially covered by a geothermal collector ( 28 ) and the additional line in the region of the geothermal collector ( 28 ).

Installation according to one of Claims 9 to 13, characterized in that a heat-insulating skirt (FIG. 42 ) surrounds the building, the heat spreader ( 26 ) within the area of the apron ( 42 ) and the auxiliary line and the geothermal collector outside the apron ( 42 ).

Installation according to one of claims 9 to 14, characterized in that the flow line ( 50 ) and a heat storage of a heat utilization device ( 14 ) is assigned in each case a temperature sensor, which with the control device ( 20 ) and the control device ( 20 ) the valve arrangement ( 56 ) is controlled in accordance with a program in such a way that the heat utilization device ( 14 ) Heat energy from the heat transfer medium from the collector ( 24 ) is supplied, if there is a first drop between the flow temperature and the temperature in the memory of the heat-using device and the heat spreader ( 26 ) Receives heat transfer medium when the first gradient falls below a predetermined value and between the flow temperature and the temperature in the soil ( 40 ) there is a second gradient.

Installation according to claim 15, characterized in that a third sensor in the ground below the bottom plate ( 32 ) is arranged.

Plant for the use of heat in a solar collector on an area of a building being, being a liquid Heat transfer medium from the collector by means of a pump to a Wärmenutzvorrichtung back and is returned from this to the collector, characterized in that the Wärmenutzvorrichtung from a heat spreader is formed below a floor plate of the building.