DE102007047693A1 - Façade or roof element for attachment to a building and use thereof - Google Patents
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Abstract
Gegenstand der Erfindung ist ein Fassaden- oder Dachelement zur Anbringung an einem Gebäude, mit einer Außenwand, mit einer Innenwand (10) und mit einem zwischen der Außen- und der Innenwand (10) angeordneten, thermischen Latentspeicher (14), wobei die Außenwand als transparente Wärmedämmung (TWD) ausgebildet ist und wobei im Latentspeicher eine fluidführende Leitung (26) angeordnet ist. Ein Fassaden- oder Dachelement mit einem geringen Temperaturgefälle im Latentspeicher zu schaffen, wird dadurch erreicht, dass der Latentspeicher mindestens eine wärmeleitfähige, offenporige Leichtbauplatte (24) umfasst, in der ein Speichermedium (28), vorzugsweise ein Phase Change Material (PCM), gehalten ist und dass die Leichtbauplatte (24) thermischen Kontakt mit der fluidführenden Leitung (26) hat.The invention relates to a facade or roof element for attachment to a building, with an outer wall, with an inner wall (10) and with a between the outer and the inner wall (10) arranged, thermal latent memory (14), wherein the outer wall as transparent thermal insulation (TWD) is formed and wherein in the latent memory, a fluid-carrying line (26) is arranged. To create a facade or roof element with a low temperature gradient in the latent memory, is achieved in that the latent memory at least one thermally conductive, open-cell lightweight board (24), in which a storage medium (28), preferably a phase change material (PCM) held is and that the lightweight board (24) has thermal contact with the fluid-carrying line (26).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fassaden- oder Dachelement gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und eine Verwendung hierfür gemäß dem Anspruch 8.The The present invention relates to a facade or roof element according to the The preamble of claim 1 and a use thereof according to claim 8.
Aus
dem
Mit
dem Fassadenelement gemäß
Im Inneren des Latentspeichers ist ein fluidführendes Rohr vorgesehen, das an eine Heizung angeschlossen ist, damit der Latentspeicher im Winter mit zusätzlicher Wärmeenergie versorgt werden kann, falls die Sonnenenergie zum Erwärmen des Fassadenelementes auf Raumtemperatur nicht ausreichen sollte. Im Latentspeicher liegt ein Teil des Speichermediums PCM unmittelbar an den Rohren an, so dass die vom Fluid mitgeführte Wärme über die Rohre an das in unmittelbarer Nähe der Rohre gelegene Speichermedium abgegeben werden kann und erst danach in entferntere Bereiche des Latentspeichers wandert. PCM hat eine schlechte Wärmeleitfähigkeit was zur Folge hat, dass im Latentspeicher ein Temperaturgefälle entsteht und dass im Bereiches des Rohres eine höhere Temperatur herrscht, als in entfernteren Bereichen, so dass der Wärmeübergang vom Rohr auf das Speichermedium erschwert ist. Dies führt zu einem hohen Energieeinsatz, um an der dem Raum zugewandten Seite des Fassadenelementes eine ausreichende Temperatur bereit zu stellen.in the Inside the latent memory is a fluid-carrying pipe provided, which is connected to a heater, so that the latent memory supplied with additional heat energy in winter can, if the solar energy for heating the facade element should not be sufficient at room temperature. In latent memory is located a part of the storage medium PCM directly to the pipes, so that the heat carried by the fluid over the Pipes to the storage medium located in the immediate vicinity of the pipes can be discharged and only then in more remote areas of the Latent storage wanders. PCM has a poor thermal conductivity which has the consequence that in the latent memory a temperature gradient arises and that in the area of the tube a higher temperature prevails, as in more remote areas, allowing the heat transfer from the tube to the storage medium is difficult. this leads to to a high energy input, on the side facing the room the facade element to provide a sufficient temperature.
Davon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Fassaden- oder Dachelement der eingangs genannten Art mit einem geringen Temperaturgefälle im Latentspeicher zu schaffen.From that The present invention is based on the object, a façade or roof element of the type mentioned with a small To create temperature gradient in the latent memory.
Als technische Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß ein Fassaden- oder Dachelement mit den Merkmalen des Anspruches 1. Vorteilhafte Weiterbildungen dieses Fassaden- oder Dachelementes sind den Unteransprüchen zu entnehmen.When technical solution to this problem is inventively a Façade or roof element with the features of claim 1. Advantageous developments this façade or roof element are the dependent claims refer to.
Ein nach dieser technischen Lehre ausgebildetes Fassaden- oder Dachelement hat den Vorteil, dass die wärmeleitfähige Leichtbauplatte, die im thermischen Kontakt mit der fluidführenden Leitung steht, die im Latentspeicher vorhandene Wärme sehr schnell an die fluidführende Leitung transportiert und umgekehrt, dass die von der fluidführenden Leitung bereitgestellte Wärme sehr schnell im Latentspeicher verteilt werden kann. Noch ein Vorteil besteht darin, dass das in offenen Poren der Leichtbauplatte gehaltene Speichermedium eine große Kontaktfläche zur Leichtbauplatte besitzt, so dass über diese große Kontaktfläche in sehr kurzer Zeit Wärme übertragen werden kann. Im Ergebnis ist durch die warmleitfähige, offenporige Leichtbauplatte mit dem darin eingelagerten Speichermedium ein Latentspeicher geschaffen, der unter anderem aufgrund der guten Leitfähigkeit der Leichtbauplatte eine sehr gleichmäßige Temperaturverteilung besitzt und bei dem die im Latentspeicher vorhandene Wärme über die Leichtbauplatte sehr schnell an die fluidführende Leitung abgibt. Es versteht sich, dass auch in umgekehrter Richtung die von der fluidführenden Leitung ausgehende Wärme sehr schnell und gleichmäßig durch die Leichtbauplatte im Latentspeicher verteilt wird. Im Ergebnis führt dies zu dem Vorteil, dass das erfindungsgemäße Fassaden- oder Dachelement gespeicherte Wärme schnell und verlustarm an die fluidführende Leitung abgeben kann, beispielsweise um damit eine Wärmepumpe zu betreiben.One trained according to this technical teaching facade or roof element has the advantage that the thermally conductive lightweight board, in thermal contact with the fluid-carrying line stands, the heat stored in the latent memory very quickly transported to the fluid-carrying line and vice versa, that provided by the fluid-carrying line Heat can be distributed very quickly in the latent storage. Another advantage is that in the open pores of the lightweight board held storage medium has a large contact area to the lightweight board possesses, so that over this large contact surface Heat can be transferred in a very short time. The result is through the thermally conductive, open-pored lightweight board created with the storage medium stored therein a latent storage, due in part to the good conductivity of the Lightweight panel a very even temperature distribution owns and in which the existing latent heat over the lightweight board very quickly to the fluid-carrying line emits. It is understood that in the opposite direction the Heat emitted by the fluid-carrying line very fast and evenly through the lightweight board is distributed in the latent memory. As a result, this leads to the advantage that the façade according to the invention or roof element stored heat quickly and with low loss can deliver to the fluid-carrying line, for example in order to operate a heat pump.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die auftretende Solarwärme durch die wärmeleitfähige, offenporige Leichtbauplatte sehr schnell im gesamten Latentspeicher verteilt wird, so dass lokale Überhitzungen vermieden werden.One Another advantage is that the occurring solar heat through the thermally conductive, open-pored lightweight board is distributed very quickly throughout the entire memory, so that local overheating be avoided.
Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die offenporige Leichtbauplatte als eine Matrix aus expandiertem, vorzugsweise hochporösem Naturgraphit oder aus einem offenporigen, geschäumten Metall herzustellen. Beide Materialien haben eine hohe Wärmeleitfähigkeit, können offenporig ausgestaltet werden und stehen in ausreichender Menge und kostengünstig zur Verfügung.there It has proved to be advantageous, the open-pored lightweight panel as a matrix of expanded, preferably highly porous Natural graphite or from an open-pored, foamed metal manufacture. Both materials have a high thermal conductivity, can be designed porous and are available in sufficient Quantity and inexpensive available.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Außenwand zwei parallel angeordnete Glasscheiben, zwischen denen ein Vakuum ausgebildet ist. Durch dieses Vakuum erreicht das Fassaden- oder Dachelement eine sehr hohe Isolierwirkung, so dass die im Latentspeicher gespeicherte Wärme nur zu einem sehr geringen Prozentsatz wieder durch die Außenwand verloren geht.In a preferred embodiment, the outer wall comprises two parallel arranged Glass panes, between which a vacuum is formed. Due to this vacuum, the façade or roof element achieves a very high insulating effect, so that the heat stored in the latent storage is only lost to the outside wall again to a very small percentage.
In einer vorteilhaften Weiterbildung sind zwischen den Glasscheiben eine Anzahl von Abstandshaltern angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass durch das Vakuum auf die Glasscheiben wirkende Kräfte nicht zu einem Reißen oder Brechen der Glasscheiben führen.In An advantageous development are between the glass panes a number of spacers arranged. This has the advantage that by the vacuum on the glass panes acting forces not lead to a cracking or breaking of the glass panes.
In einer alternativen Ausführungsform ist die Außenwand als zwei oder drei Glasscheiben aufweisende Isolierverglasung ausgebildet. Solche Isolierverglasungen sind im Stand der Technik bekannt und haben ebenfalls gute Isolierwerte, so dass auch hier die im Latentspeicher vorhandene Wärme nur zu einem geringen Prozentsatz wieder verloren geht.In an alternative embodiment is the outer wall formed as two or three panes having insulating glazing. Such insulating glazings are known in the art and have also good insulation values, so that here in the latent memory existing heat only to a small percentage again get lost.
Bei
dem Fassadenelement gemäß
Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, ein Speichermedium mit einer Phasenwechseltemperatur zwischen 18°C und 26°C, vorzugsweise zwischen 21°C und 22°C einzusetzen, wobei vorteilhafterweise dem Latentspeicher soviel Wärme entzogen wird, dass diese stets eine Temperatur zwischen 18°C und 26°C, vorzugsweise zwischen 21°C und 22°C besitzt. Ein solcher Latentspeicher besitzt also die für die in dem Raum befindlichen Personen eine Ideale Temperatur, was zur Folge haben wird, dass die Raumtemperatur ebenfalls zumindest annähernd in diesem Bereich angesiedelt ist. Im Sommer bewirkt eine solche Temperatur, dass die Bewohner das Fassadenelement als eine Fläche empfinden, von der eine angenehme Kühle ausgeht. Im Winter geht von dem Fassadenelement eine als angenehm empfundene Niedertemperatur-Strahlungswärme aus. Im Ergebnis wird also durch die gewählte Phasenwechseltemperatur ganzjährig ein sehr angenehmes Raumklima geschaffen.there It has proved to be advantageous to a storage medium with a Phase change temperature between 18 ° C and 26 ° C, preferably between 21 ° C and 22 ° C, wherein advantageously the latent storage so much heat is removed, that this always a temperature between 18 ° C and 26 ° C, preferably between 21 ° C and 22 ° C has. Such a latent memory thus has the the people in the room have an ideal temperature, which As a result, the room temperature will also be at least is located almost in this area. In summer causes such a temperature that the occupants of the facade element as an area, from which a pleasant coolness emanates. In winter, the façade element is pleasant perceived low-temperature radiant heat. In the result Thus, the selected phase change temperature is year-round created a very pleasant room climate.
Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Fassaden- oder Dachelementes ergeben sich aus der beigefügten Zeichnung und den nachstehend beschriebenen Ausführungsformen. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter ausgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln oder in beliebigen Kombinationen miteinander verwendet werden. Die erwähnten Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter. Es zeigen:Further Advantages of the invention facade or Roof element will be apparent from the accompanying drawings and the embodiments described below. As well may be the ones mentioned above and the others Features according to the invention in each case individually or be used in any combination with each other. The mentioned Embodiments are not exhaustive Enumerating to understand, but rather have exemplary Character. Show it:
In
den
Die
Innenwand
Im
Latentspeicher
Das
Speichermedium
Es
versteht sich, dass das in den
Nachfolgend wird der Betrieb eines solchen Fassaden- oder Dachelementes detailliert beschrieben.following the operation of such a facade or roof element is detailed described.
Das
Fassaden- oder Dachelement wird als Ersatz für eine normale
Hauswand an einem Gebäude angebracht, wobei die Außenwand
Durch
die Sonneneinstrahlung gelangt Sonnenwärme durch die Außenwand
Durch
die Leitung
Die
Entnahme der Wärme aus dem Latentspeicher
Das
in
- 1010
- Innenwandinner wall
- 12, 11212 112
- Außenwandouter wall
- 1414
- Latentspeicherlatent storage
- 1616
- Glasscheibepane
- 1818
- Glasscheibepane
- 2020
- Abstandshalterspacer
- 2222
- Vakuumvacuum
- 2424
- Leichtbauplattelightweight panel
- 2626
- Leitungmanagement
- 2828
- Speichermediumstorage medium
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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WO2009043338A3 (en) | 2009-08-20 |
WO2009043338A2 (en) | 2009-04-09 |
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