DE102008009553A9 - Integrated external wall heating - a method of using the solid exterior wall as a thermal storage integrated into a building heating and cooling system and as a Murokausten heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung beschreibt die "integrierte außenliegende Wandheizung", ein Verfahren bei dem eine außenliegende Wandheizung (aWH) 32 die massive Außenwand 31 als Außenwandspeicher 3 für die Wärme (oder auch Kälte) in ein umfassenderes Heizsystem (oder Kühlsystem) eines Gebäudes einbindet und auch dafür eingesetzt werden kann, Umluft oder Frischluft 9 zu erwärmen (oder zu kühlen), die in einer Murokausten 35 zwischen Außenwand 31 und Wärmedämmung 33 geführt wird. Die Außenwand 31 kann durch eine außenliegende Wandheizung (aWH) 32 thermisch nicht nur zur Beladung sondern auch zur Entladung erschlossen werden, indem die Entladung des Außenwandspeichers nicht nur passiv und zeitlich verzögert in das Innere des Gebäudes erfolgt sondern aktiv und kontrolliert durch die Ankopplung an externe Wärmeübertrager 4 und/oder an die in der Murokausten 35 fließende Frischluft 9 betrieben wird. Die Murokauste 35 kann bei der Anbringung der Wärmedämmung 33 eingerichtet werden, indem durch geeignete Ausrichtung des Klebemörtels für die Wärmedämmplatten ein abgegrenzter aber zwischen einem Lufteinlass und einem Luftauslass durchgängiger Hohlraum geschaffen wird. Die Murokauste 35 kann auch als Wärmesenke für einen solaren Luftkollektor genutzt werden, wobei die Luft ihre Wärme sowohl an die Außenwand 31 als auch an die aWH 32 abgibt. Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann die aWH 32 mit einem hohen Deckungsanteil zur Gebäudeheizung mit Niedertemperatur-Wärme beitragen. Die ...The invention describes the "integrated external wall heating", a method in which an external wall heating (aWH) 32 the massive outer wall 31 as outer wall storage 3 for the heat (or cold) in a comprehensive heating system (or cooling system) of a building and also binds can be used to heat (or cool) circulating air or fresh air 9, which is guided in a Murokausten 35 between outer wall 31 and insulation 33. The outer wall 31 can be thermally opened not only for loading but also for discharging by an external wall heating (aWH) 32, in that the discharge of the outer wall storage not only takes place passively and with a time delay into the interior of the building but is actively and controlled by the coupling to external Heat exchanger 4 and / or to the flowing in the Murokausten 35 fresh air 9 is operated. The Murokauste 35 can be set up in the attachment of the thermal insulation 33 by a delimited but between an air inlet and an air outlet continuous cavity is created by suitable alignment of the adhesive mortar for the thermal insulation panels. The Muro plug 35 can also be used as a heat sink for a solar air collector, wherein the air gives off its heat both to the outer wall 31 and to the aWH 32. By the method according to the invention, the aWH 32 can contribute with a high proportion of cover for building heating with low-temperature heat. The ...
Description
Die
Erfindung beschreibt die „integrierte
außenliegende
Wandheizung", ein
Verfahren bei dem eine außenliegende
Wandheizung (aWH)
Um der sprachlichen Einfachheit willen wird im folgenden vornehmlich der Heizbetrieb angeführt und eine Übertragung auf den Kühlbetrieb nur dann expressis verbis angesprochen, wenn sich hierfür wichtige Besonderheiten ergeben.Around For the sake of linguistic simplicity, the following becomes primary the heating operation is listed and a transmission to the cooling mode only expressis verbis addressed if important for this Particularities result.
1.1 Stand der Technik1.1 State of the art
Zur Ausnutzung von Niedertemperaturwärmequellen sind Flächenheizsysteme Stand der Technik. Diese umfassen Fußboden-, Decken und Wandheizungen. In den letzten Jahren wurde auch eine Anbringung eines Niedertemperaturheizsystems innerhalb der Außenhülle eines Gebäudes beschrieben (/1/ bis /6/) und theoretisch untersucht (/6/). In gewisser Weise kann man auch aus einem Bezug auf „tragende Massivgebäudeteile" (Anspruch 8 von /7/) einen Hinweis auf eine Außenwandheizung herauslesen. Auch das seit langem bekannte Verfahren der „dynamischen Isolierung" bezieht die Temperierung der Außenwand durch die Nutzung von Wärme niedriger Temperatur, z. B. Abluft, in die Überlegungen zur Energieeinsparung ein (zusammenfassende Darstellung e. g. /8/).to Utilization of low-temperature heat sources are surface heating systems State of the art. These include floor, ceiling and wall heaters. In recent years, also a mounting of a low temperature heating system inside the outer shell of a building (/ 1 / to / 6 /) and theoretically examined (/ 6 /). In a certain way Way can also be a reference to "solid building parts" (claim 8 of / 7 /) an indication of an external wall heating read out. Also the long known method of "dynamic Insulation "refers the temperature of the outer wall through the use of heat low temperature, z. B. exhaust air, in the considerations of energy conservation a (summary of g. / 8 /).
Eine
für die
Sanierung von Altbauten wichtige Sonderform der Außenwandheizung
stellt die außenliegende
Wandheizung (aWH)
- • Möglichst weitgehende Ausnutzung des NT-Wärmeinhaltes der Heizquellen, und zwar sowohl bei den gegenwärtig vorherrschenden fossilen Brennstoffen als auch bei solarer oder geothermischer Zusatzheizung
- • geringer Zusatzaufwand, einfach und preisgünstig
- • gute Eignung zur Nachrüstung bestehender Gebäude, und zwar sowohl technisch als auch im Hinblick auf eine Bewohnerfreundliche Installation
- • To make the most possible use of the NT heat content of the heating sources, both in the currently prevailing fossil fuels and in solar or geothermal additional heating
- • low extra effort, simple and inexpensive
- • good suitability to retrofit existing buildings, both technically and in terms of residential-friendly installation
Die aWH wird bisher nur als Wandheizsystem betrachtet. So nutzt Krecke /1/ beispielsweise in seinem „Terrasol Verfahren" die aWH, die er als „Temperaturbarriere" bezeichnet, zur Einkopplung der in einem gesonderten Bodenspeicher vorgehaltenen Wärme in das Gebäude. Hierbei wird das Heizmedium in einer Bodenplatte, die an den Bodenspeicher ankoppelt, erwärmt und gibt seine Wärme dann über die aWH („Temperaturbarriere") an das Gebäude ab. Diese Verfahren ist als Saisonaler Wärmespeicher konzipiert /2/.The aWH has hitherto only been considered as a wall heating system. So use Krecke / 1 / for example in his "Terrasol Procedure "the aWH, which he calls "temperature barrier" to Coupling of held in a separate floor storage Heat in the building. Here, the heating medium in a bottom plate, which is connected to the bottom storage coupled, heated and gives his warmth then over the aWH ("temperature barrier") to the building. This procedure is designed as seasonal heat storage / 2 /.
Bei gut wärmegedämmten Gebäuden wird der Wärmeanteil, der zur Temperierung der Frischluft erforderlich ist, immer größer. Beim Passivhaus /9/ kann sogar die gesamte noch erforderliche Heizleistung über eine Temperierung der Zuluft erfolgen. Hierzu ist jedoch ein gesondertes Heizsystem erforderlich.at well-insulated buildings will be the Heat portion, which is required for tempering the fresh air, getting bigger. At the Passive house / 9 / can even the entire required heating power over one Temperature control of the supply air done. However, this is a separate Heating system required.
1.2 Problemstellung und Lösungsansatz1.2 Problem definition and solution approach
Problemstellungproblem
Die an der Außenseite der massiven Wand eingespeiste Wärme wird wegen der thermischen Trägheit zeitlich verzögert an der Innenseite der Außenwand an das Gebäude abgegeben. Dies stellt lediglich eine passive Form der Speicherung und Entladung dar. Die thermische Trägheit so wie die passive Form der Wärmeabgabe erschweren die bedarfsgerechte Übertragung der in die Außenwand eingekoppelten Wärme an den Innenraum. Außerdem ist die maximale Größe des Nutzwärmestromes durch den thermischen Widerstand der massiven Außenwand stark eingeschränkt.The on the outside the massive wall fed heat is due to thermal inertia delayed in time on the inside of the outside wall to the building issued. This merely represents a passive form of storage and discharge. The thermal inertia as well as the passive form the heat output complicate the needs-based transmission in the outer wall coupled heat to the interior. Furthermore is the maximum size of the useful heat flow severely limited by the thermal resistance of the massive outer wall.
Es wird daher ein Verfahren gesucht, den Wärmestrom aus dem Wärmespeicher „Außenwand" aktiv zu regeln und deutlich zu vergrößern.It Therefore, a method is sought to actively regulate the heat flow from the heat storage "outer wall" and significantly increase.
Die aWH erfordert eine erhebliche Investition und man wäre froh, wenn man zumindest bei einem auf Passivhaus-Standard saniertem Hause ohne weitere Heizeinrichtungen auskäme. Bei einem Passivhaus kann mit der aWH zwar der gesamte Wärmebedarf gedeckt werden, allerdings erfordert dies eine entsprechende Erhöhung der Temperatur des Heizmediums. Die aWH wird dann nicht nur zur Kompensation des Wärmeverlustes durch die Wand eingesetzt sondern muss im „übergreifenden Mode” die Oberflächentemperatur der Innenseite der Außenwand so weit anheben, dass u. a. auch die zur Erwärmung der Frischluft erforderliche Wärmemenge bereitgestellt wird. Andererseits wird bei einer verfügbaren aWH die Frischluft als Heizträger zum Ausgleich sonstiger Wärmeverluste entlastet. Es wird daher ein Verfahren gesucht, die aWH direkt zur Erwärmung von Frischluft einzusetzen.The aWH requires a significant investment and you would be glad if you at least at a house refurbished to passive house standard without further heating devices would come. In a passive house can with the aWH, the entire heat requirement covered, but this requires a corresponding increase in Temperature of the heating medium. The aWH will then not only compensate the heat loss used through the wall but must in the "overall mode" the surface temperature the inside of the outside wall raise so far that u. a. also required for heating the fresh air heat provided. On the other hand, with an available aWH the fresh air as a heating carrier to compensate for other heat losses relieved. Therefore, a method is sought, the aWH directly to Warming of Use fresh air.
Der Deckungsgrad einer solaren Heizung kann wesentlich erhöht werden, wenn ein solarer Luftkollektor seine Wärme auf möglichst niedrigem Temperaturniveau direkt abgeben kann. Bisher kann dies nur bei der solaren Erwärmung von Frischluft erreicht werde. Es ist jedoch anzustreben, mehr Luft als zur Frischluftversorgung notwendig ist solar zu erwärmen und auf niedrigem Temperaturniveau zu nutzen.Of the Degree of coverage of a solar heating system can be significantly increased if a solar air collector its heat at the lowest possible temperature level can deliver directly. So far, this can only be done by solar heating Fresh air is achieved. However, it is desirable to have more air is necessary to heat solar and as fresh air supply to use at a low temperature level.
Lösungsansatzapproach
Hauptziel der aktuellen Erfindung ist es, die Außenwand als Kurz- und auch als Mittelzeitspeicher für den Stunden- und Einige-Tage-Bereich in ein umfassenderes Gebäudeheizsystem zu integrieren. Durch die Ausbildung eines Hohlraumes zwischen massiver Außenwand und Wärmedämmung als Murokauste können die aWH und die äußere Oberfläche der massiven Außenwand auch als Luft Wärmeübertrager im Rahmen des Gebäudeheizsystems genutzt werden. Eine Außenwandheizung wirkt für sich genommen bereits durch seine Trägheit als passiver Wärmespeicher. Die Außenwand lässt sich jedoch nicht nur als passiver Wärmewiderstand mit Speicherfähigkeit auffassen: eine installierte aWH kann nämlich auch dazu eingesetzt werden, eine erwärmte Außenwand aktiv thermisch zu entladen und die Wärme durch das Heizwasser einer rascher und besser steuerbaren Heizvorrichtung zuzuführen. Dort muss jedoch die Temperaturabsenkung groß genug sein, damit dieser aktive Entlademodus effektiv betrieben werden kann. Als Heizvorrichtungen zur Abführung der in der Außenwand vorgehaltenen Heizwärme sind geeignet:
- • ein vom Heizmedium der aWH versorgter Wasser-Luft-Wärmeübertrager zur Erwärmung von Umluft und – besonders günstig – Frischluft
- • innen liegende Flächenheizsysteme (Fußbodenheizung, Wandheizung, Deckenheizung) zur Niedertemperaturanwendung
- • eine direkte Erwärmung der Frischluft an der durch die aWH beheizten Oberfläche der massiven Außenwand; hierzu muss die Frischluft durch eine Murokauste zwischen der massiven Außenwand und dem Wärmedämmverbundsystems (WDV) geführt werden.
- • A water-to-air heat exchanger supplied by the aWH heating medium for heating recirculated air and - especially favorable - fresh air
- • internal surface heating systems (underfloor heating, wall heating, ceiling heating) for low temperature application
- • a direct heating of the fresh air at the aWH heated surface of the massive outer wall; For this purpose, the fresh air must be passed through a Muro plug between the massive outer wall and the thermal insulation composite system (ETICS).
Diese Heizvorrichtungen können auch kombiniert werden, wobei bei Gegenstrom die Frischlufterwärmung am kalten Ende eine möglichst niedrige Rücklauftemperatur bewirkt.These Heating devices can be combined, with countercurrent, the fresh air heating on cold end one as possible low return temperature causes.
1.3 Die integrierte außenliegende Wandheizung1.3 The integrated external wall heating
Mit
ihren an die Außenwand
thermisch ankoppelnden Rohren kann die aWH
Im
Bild 2 ist eine Schaltung zur Integration des Außenwandspeichers
Die
Grundschaltung nach Bild 2 kann noch auf verschiene Arten variiert
werden. Beispielsweise sind in Bild 3 Flächenheizung
Steht
Frischluft
1.4 Weitere Ausgestaltung und Eigenschaften1.4 Further design and properties
1.41 Außenwandspeicher und NT-Quellen.1.41 External wall storage and NT sources.
Wenn ein Heizsystem durch hochwertige Energiequellen wie Heizöl- oder Erdgas angetrieben wird und die installierte Leistung der Feuerungsanlage ausreichend bemessen oder gar überdimensioniert ist, braucht man sich um Speichermöglichkeiten zunächst nicht zu kümmern. Eine Möglichkeit zur Wärmeabgabe bei niedriger Temperatur ermöglicht jedoch einen Heizbetrieb mit niedriger Abgastemperatur, was insbesondere dann zum Tragen kommt, wenn die Kondensationswärme des Abgases in einem gesonderten NT-Heizkreis oder auch NT-Speicherkreis abgegeben werden kann.If a heating system through high-quality energy sources such as fuel oil or Natural gas is powered and the installed capacity of the furnace adequately sized or even oversized is, you do not need to storage options at first take care of. A possibility for heat dissipation however, at low temperature allows a heating operation with low exhaust gas temperature, which in particular then comes into play when the heat of condensation of the exhaust gas in a separate NT heating circuit or NT storage circuit can be discharged.
Von großer Bedeutung sind NT-Wärmespeicher bei der Nutzung fluktuierender Heizquellen wie Solarwärme oder bei der Kostenoptimierung beim Bezug von leitungsgebundenen Energieträgern – wie beispielsweise Elektrizität für Wärmepumpenanwendung. Die dezentralen NT-Wärmespeicher dienen zum Ausgleich der Tageskurve der Stromnachfrage und sollen es dem Anlagenbetreiber ermöglichen, bei zeitlich variablen Tarifen günstige Strompreise zu erhalten.From greater Significance are NT heat storage when using fluctuating heat sources such as solar heat or in the cost optimization of the supply of grid-bound energy sources - such as electricity for heat pump application. The decentralized NT heat storage serve to balance the daily curve of electricity demand and should enable the plant operator to favorable with temporally variable tariffs To get electricity prices.
Außerdem sollte es möglich sein, den schwankenden Wärmebedarf eines Gebäudes durch Integration eines großvolumigen Wärmespeichers zeitlich auszugleichen.In addition, should it possible be, the fluctuating heat demand a building through integration of a large volume Heat storage time compensate.
1.42 Die Außenwand- als Wärmespeicher betrachtet1.42 The outer wall as heat storage considered
Die
Außenwand
als Wärmespeicher,
also der Außenwandspeicher
(1) Große Wärmekapazität.(1) Great heat capacity.
Bei
einer Steinwand mit einer Dicke von d = 300 [mm] ergibt sich pro
m2 eine spezifische Wärmekapazität WS in der Größenordnung
von knapp 0,2 [kWh/K/m2], wie man leicht
abschätzen
kann:
(2) Niedrige Speichertemperatur(2) Low tank temperature
Der Außenwandspeicher kann wohl nur NT-Wärme speichern. Allzu zimperlich muss man jedoch auch nicht sein, da auslegungsgemäß ja für die ungedämmte Außenwand durch die Sonneneinstrahlung und den Temperaturgang der Außenluft nicht unbeträchtliche Schwankungen der Wandtemperatur hingenommen werden mussten.Of the Outer wall storage probably only NT heat to save. However, you do not have to be too squeamish, because according to the design yes for the uninsulated outer wall by the sunlight and the temperature variation of the outside air not inconsiderable Fluctuations in the wall temperature had to be accepted.
Ohne Wandheizung und im thermischen Fließgleichgewicht zwischen Innen- und Außentemperatur stellt sich längs der Ortskoordinate z, die in der Wand von innen nach außen verlaufen möge, ein charakteristischer Temperaturverlauf ein, der durch die Wärmewiderstände der einzelnen Wandschichten und der Wärmedämmung gegeben ist. Diese Temperatur bezeichnen wir als „Ruhetemperatur" T0(z) /6/. Bei Beladung des Außenwandspeichers durch die aWH entsteht in dem Wandmaterial „Speicherwärme" und zwar ist dies genau diejenige Wärmemenge, die sich aus der örtliche Temperaturerhöhung gegenüber der Ruhetemperatur T0(z) ergibt. Die Ruhetemperatur T0(z) kann daher auch als die (ortsabhängige) Temperatur des Speichers bei vollständiger Entladung angesehen werden.Without wall heating and in the thermal equilibrium between indoor and outdoor temperature along the spatial coordinate z, which may run in the wall from the inside out, sets a characteristic temperature profile, which is given by the thermal resistance of the individual wall layers and the thermal insulation. This temperature is referred to as the "quiescent temperature" T 0 (z) / 6 / When the exterior wall storage tank is loaded by the aWH, "storage heat" is generated in the wall material, and this is exactly the amount of heat resulting from the local temperature increase compared to the quiescent temperature T 0 (z) yields. The quiescent temperature T 0 (z) can therefore also be considered as the (location-dependent) temperature of the store when fully discharged.
(3) Geringe Verlustströme.(3) Low leakage currents.
Als wirklicher Verluststrom ist meist nur der zusätzliche Wärmestrom über die Außenwanddämmung zu rechnen, der bei „sowieso" anzustrebenden großen Dämmstoffstärken nicht sehr hoch ist. Der Wärmestrom nach innen, der über die Innenseite der Außenwand in den Raum gelangt, ist hingegen in der Regel als Nutzwärme aufzufassen, da auch in der Einspeise- oder Haltezeit der Wärmebedarf des Hauses nicht auf Null absinken wird. Eine etwaige Erhöhung der Innentemperatur führt darüber hinaus zur Aktivierung der Innenwände als zusätzliche Wärmespeicher.When Real leakage current is usually only the additional heat flow over the outer wall insulation to be expected, the "anyway anyway" aspired to large insulation thicknesses is very high. The heat flow inside, over the inside of the outside wall in the room, however, is usually regarded as useful heat, because even in the Einspeise- or holding time of the heat demand of the house will fall to zero. A possible increase in the internal temperature leads beyond for activating the interior walls as additional Heat storage.
(4) Nur „Sowieso schon dagewesen"-Kosten(4) Only "Anything else" costs
Der eigentliche Speicher kostet eigentlich gar nichts. Die seinerzeitigen Kosten für die Außenwand kann man eigentlich noch nicht einmal als „Sowieso"-Kosten auffassen. Man könnte sie höchsten als „Sowieso schon dagewesen"-Kosten bezeichnen, da sie bereits beim Bau des Hauses getätigt wurden.Of the Actual storage actually costs nothing. The former ones costs for the outer wall You can not even consider them as "any-way" costs, you could highest than "Anyway already existed "costs designate as they were already made during the construction of the house.
(5) Be- und Entladung.(5) loading and unloading.
Der Außenwandspeicher entlädt sich natürlich bereits passiv in das Gebäudeinnere. Diese passive Entladung ist jedoch sehr träge und kaum steuerbar. Daher ist zusätzlich eine aktive Entladung anzustreben, die über die Kapillarrohre, Rohre oder Kanäle der aWH an den Speicher ankoppelt.Of the Exterior wall storage discharges of course already passive in the building interior. However, this passive discharge is very sluggish and hardly controllable. Therefore is additional to strive for an active discharge, via the capillary tubes, tubes or channels the aWH is docking to the store.
Die Ankoppelung an den Außenwandspeicher über die Außenseite besitzt gegenüber einer ja ebenfalls denkbaren Ankoppelung über die Innenseite mehrere technische Vorteile:
- • die beim Einkoppeln „heiße Seite" des Speichers trägt nur mit starker Zeitverzögerung zur direkten Heizung des Raumes bei. Dies ist erwünscht, da während der Einspeisezeit der Wärmebedarf des Raumes naturgemäß eher gering ist, -sonst würde man ja nicht über überschüssige Wärme zum Abspeichern verfügen.
- • Beim Auskoppeln der Wärme darf man auch mit einer Temperatur des Heizmediums arbeiten, die unterhalb der Raumtemperatur liegt. Also beispielsweise direkt mit Frischluft oder mit durch Frischluft abgekühlten Heizwasser. Würde man dies an der Innenseite der Außenwand durchführen, müsste man „ungemütliche" Wandtemperaturen oder gar ausfallende Feuchte besorgen.
- • the "hot side" of the storage tank when coupled in contributes to the direct heating of the room only with a considerable time delay, which is desirable because the heat requirement of the room is naturally rather low during the feed-in time - otherwise you would not be storing excess heat for storage feature.
- • When decoupling the heat, you may also work with a temperature of the heating medium that is below the room temperature. For example, directly with fresh air or with fresh air cooled heating water. If you would do this on the inside of the outer wall, you would have to get "uncomfortable" wall temperatures or even precipitating moisture.
Zahlenbeispiel:Numerical example:
Die
Bedeutung der Aussagen (1), große Wärmekapazität, und (3),
geringe Verlustwärme,
ergeben sich aus der folgenden Beispielrechnung. Wir betrachten
einen Außenwandspeicher
von 1 m2 Wandfläche mit den folgenden Eigenschaften:
Sei
angenommen:
Innentemperatur = 20 [°C]; Außentemperatur = 0 [°C] Wandfläche: 1 [m2]
XaWH = 0,1
= Anteil der Wand-Wärmeverluste
am Gesamt-Wärmebedarf
Steinwand
mit Wanddicke d = 0,3 [m]
mittlere Temperatur des beladenen
Speichers: 10 [K] über
der mittleren Ruhetemperatur
mittlere Temperatur in der Ebene
zw (siehe Bild 1) der aWH: 20 [K] über Ruhetemperatur
T0(zw)
Außenisolierung
mit einem Wärmeleitwert
von der Heizebene bis zur Außenluft
von Ua = 0,3 [W/m2/K].
Dann
ergeben sich
mit dem Zahlenwert von Gl. (1) während der
Haltezeit die folgenden Werte für
den Außenwandspeicher:
Suppose:
Internal temperature = 20 [° C]; Outside temperature = 0 [° C] wall area: 1 [m 2 ]
X aWH = 0.1 = proportion of wall heat losses in the total heat demand
Stone wall with wall thickness d = 0.3 [m]
mean temperature of loaded storage: 10 [K] above mean resting temperature
mean temperature in the plane z w (see Fig. 1) of the aWH: 20 [K] above quiescent temperature T 0 (z w )
External insulation with a thermal conductivity from the heating level to the outside air of U a = 0.3 [W / m 2 / K].
Then arise
with the numerical value of Eq. (1) During the hold time, the following values for the outer wall storage:
Anders ausgedrückt: Um den Speicher unverändert in seinem Haltezustand mit einem Speicherinhalt von QQS = 2 [kWh/m2] zu halten, muss man einen Verlustwärmestrom Qa von nur 6 [W/m2] aufbringen; also erst nach 2000/6 = 367 [h] = ca. 15 Tagen wäre der ursprüngliche Speicherinhalt durch den Verlustwärmestrom ersetzt.In other words, in order to keep the memory unchanged in its hold state with a memory content of QQS = 2 [kWh / m 2 ], it is necessary to apply a loss heat flux Q a of only 6 [W / m 2 ]; So only after 2000/6 = 367 [h] = about 15 days, the original memory content would be replaced by the waste heat stream.
Mit
dem angenommenen Faktor X_aWH = 0,1 und
vollständiger
Erschließung
der Außenwand durch
die aWH ergibt sich bei 20 [K] Temperaturdifferenz zwischen Innen
und Außen
ein auf die Außenwandfläche bezogener
gesamter Wärmebedarf
von Qa/X_aWH, also
etwa 60 [W/m2]. Der Außenwandspeicher versorgt daher
das gesamte Gebäude
wegen:
Zu dieser oben erwähnten Pufferzeit durch die Entladung des Außenwandspeichers kommt die normale Trägheit des Gebäudes, die sich durch eine Temperaturabsenkung des Innern des Gebäudes und eine Auskühlung der Außenwand unterhalb der Ruhetemperatur ergibt, natürlich noch unverändert hinzu.To this above mentioned Buffering time through the discharge of the outer wall storage comes the normal inertia of the building, characterized by a lowering of the temperature of the interior of the building and a cold the outer wall below the rest temperature results, of course, still unchanged.
1.43 Integrierte aWH: Optimierung im Hinblick auf ihre Speicherfunktion1.43 Integrated aWH: Optimization in terms of on their memory function
Die integrierte aWH kann in manchen Anwendungsfällen vor allem wegen ihrer Speicherfunktion von Interesse sein. Dann muss man sich fragen: Wie konstruiere ich die aWH und wie optimiere ich noch nachträglich die Außenwand, um diese Funktionalität zu stärken? Hierzu einige Ideen:
- • die Rohre der aWH werden enger verlegt als zur reinen Funktion als Flächenheizung notwendig. Dadurch ergeben sich kürzere Beladungszeiten und der Speicher kann auch schneller wieder entladen werden.
- • auf der Innenseite der Außenwand wird eine Innendämmung angebracht. Das verringert zwar den passiven Entladestrom, erhöht aber die Speicherkapazität wg. der niedrigeren Ruhetemperatur und wg. des Temperaturabfalles in der inneren Dämmschicht.
- • auf der Innenseite der Außenwand wird eine Schicht mit einem Phasenwechselmaterial (= Phase Change Material, PCM) angebracht. Dies erhöht die thermische Zeitkonstante der Wand.
- • the pipes of the aWH are laid more narrowly than necessary for the pure function as underfloor heating. This results in shorter loading times and the storage can be unloaded faster.
- • Inner insulation is applied to the inside of the outer wall. Although this reduces the passive discharge current, but increases the storage capacity wg. the lower resting temperature and wg. the temperature drop in the inner insulation layer.
- • On the inside of the outer wall, a layer with a phase change material (= Phase Change Material, PCM) is attached. This increases the thermal time constant of the wall.
Man könnte einwenden, dass durch die letztgenannten zusätzlichen Optionen an der Innenseite der Außenwand ein wichtiger Vorteil der aWH, nämlich die Bewohner-Freundlichkeit bei nachträglicher Installation (siehe Abschnitt 1.1), wieder verloren geht. Dies ist zum Teil richtig, aber andererseits werden hierbei in der Wohnung nur Arbeiten gemacht, die nicht mehr als die üblichen "Maler- und Renovierungsarbeiten" belasten: es müssen keine Steinarbeiten wie bei der Verlegung von Heizungsrohren und Wanddurchbrüchen etc. gemacht werden. Und auch mit der Verlegung einer Fußbodenheizung ist es nicht zu vergleichen.you could object that by the latter additional options on the inside of the outer wall an important advantage of the aWH, namely the resident friendliness with subsequent installation (see Section 1.1), lost again. This is partly correct, but on the other hand, only works are done in the apartment, the no more than the usual "painting and renovation work" burden: there is no need Stone work as in the laying of heating pipes and wall breakthroughs etc. be made. And also with the laying of underfloor heating it is not comparable.
1.44 Integrierte aWH: Einbindung einer Murokauste1.44 Integrated aWH: Integration of a Murokauste
Aus exergetischer Sicht ist es angezeigt, die Temperaturdifferenz zwischen den Medien eines Wärmetauschers möglichst klein zu halten. Dazu sind große Wärmetauscherflächen erforderlich; – die sind jedoch bei einer aWH, die ja als Flächenheizung konzipiert ist, bereits vorhanden. Also kann man daran denken, die im Abschnitt 1.3 betrachteten außerhalb der aWH liegenden Wärmeübertrager, seien sie kompakt oder als im Innern des Gebäudes liegende Flächenheizung konzipiert, direkt mit der aWH zu vereinen.From an exergetic point of view, it is advisable to keep the temperature difference between the media of a heat exchanger as small as possible. For this purpose, large heat exchanger surfaces are required; - However, these are already available for an aWH, which is designed as surface heating. So you can think of it, the out of the aWH considered in section 1.3 heat exchangers, they are compact or designed as surface heating inside the building designed to be combined directly with the aWH.
Hierzu muss dann die Wärme aufnehmende oder auch Wärme abgebende Luft direkt an die aWH herangeführt werden. Um dies zu ermöglichen wird bei der Installation der aWH und der Anbringung der Wärmedämmung im Bereich zwischen aWH und Dämmschicht ein Luftkanal (oder mehre kleinere Luftkanäle) angebracht. Diese dem Luftdurchfluss dienenden Vorrichtung im Innern der Wand bezeichnen wir als Murokauste.For this then the heat has to be receiving or heat supplying air directly to the aWH. In order to make this possible is when installing the aWH and installing the thermal insulation in the Area between aWH and insulation layer an air duct (or several smaller air ducts) attached. These air flow serving The device inside the wall is called the Muro plug.
Nun ergeben sich drei Gesichtspunkte:
- 1. Bei der Anbringung von aWH und Wärmedämmverbundsystem kann durch leichte Modifizierung oder Ergänzung der „sowieso" durchzuführenden Arbeitsschritte eine geeignete Murokauste und die dazu gehörigen Einlass und Auslassvorrichtungen geschaffen werden.
- 2. Gleichzeitig können hierbei stellenweise besondere Vorrichtungen und „Einbauten" erstellt werden, die den Wärmeübergang von der strömenden Luft an die massive Außenwand und an die aWH verbessern und dabei den Druckabfall in der Murokauste klein halten.
- 3. Sind die Vorrichtungen einmal installiert, können sie in vielfältiger Weise betrieben werden (Heizung und Kühlung, Wärmerückgewinnung aus Abluft, Heizung mit solar erwärmter Luft u. a.).
- 1. When installing the aWH and thermal insulation composite system, by modifying or supplementing the "work to be done anyway", a suitable Muro plug and the associated inlet and outlet devices can be created.
- 2. At the same time, in places, special devices and "internals" can be created, which improve the heat transfer from the flowing air to the massive outer wall and to the aWH while keeping the pressure drop in the Murokauste small.
- 3. Once the devices have been installed, they can be operated in a variety of ways (heating and cooling, heat recovery from exhaust air, heating with solar heated air, etc.).
1.441 Eine Murokauste zwischen massiver Außenwand und Dämmplatten1.441 A Muroto bush between massive outer wall and insulation boards
Eine
Murokauste ist ein System von in der Wand verlaufenden breitflächigen Luftkanälen, die schon
im Altertum von den Römer
zur Beheizung ihrer Wohnstätten
in den nördlicheren
Teilen ihres Imperiums (also bei uns in Deutschland in den frühzeitig zivilisierten
linksrheinischen Gebieten) benutzt wurden. Im Zusammenhang mit der
Anbringung eines Wärmedämmverbundsystems
und der Erschließung der
Speicherfunktion der massiven Außenwand durch eine aWH lässt sich
nun mit wenig Aufwand eine Murokauste an der äußeren Oberfläche der massiven
Außenwand
erzeugen:
Bei der Außendämmung werden
die Wärmedämmplatten
meistens durch Klebemörtel,
der als „Batzen" oder als Streifen
(„Wülste") geformt ist, an
der massiven und meist nicht ganz ebenen Außenwand angebracht und durch
zusätzliche
Dübel gesichert.
Da diese Verbindungsmaterialien (schon aus Kostengründen und
wegen der Unebenheit der Wand) nicht flächendeckend aufgetragen werden,
ergibt sich ein Hohlraum zwischen der Außenseite der massiven Außenwand
und der Wärmedämmung. Die
Dicke dieses Hohlraumes kann man in einem gewissen Bereich, je nach
Untergrund zwischen vielleicht einem halben cm und 2 bis 3 cm wählen. Bei
einer auf Schienen verlegten Wärmedämmung besteht
sogar eine noch größere Freiheit
bei der Gestaltung von Hohlräumen
oder Luftkanälen.
Bild 5 zeigt eine derartige Murokauste: Im thermischen Einwirkungsbereich
der außenliegenden
Wandheizung (aWH)
In external insulation, the thermal insulation panels are usually by adhesive mortar, which is shaped as a "bunch" or as a strip ("beads"), attached to the solid and usually not very flat outer wall and secured by additional dowels. Since these connection materials (for reasons of cost and because of the unevenness of the wall) are not applied area-covering, there is a cavity between the outside of the solid outer wall and the thermal insulation. The thickness of this cavity can be chosen in a certain range, depending on the substrate between perhaps half a cm and 2 to 3 cm. In thermal insulation laid on rails, there is even greater freedom in the design of cavities or air ducts. Figure 5 shows such a Muro plug: In the thermal impact area of the external wall heating (aWH)
Bisher
wird der Verklebungsmörtel
jedoch bewusst so aufgetragen, dass keine durchgehenden Kanäle zwischen
den Hohlräumen
unter den einzelnen Dammplatten entstehen (/10/). Man will damit Wärmeverluste
durch eine großräumige Hinterlüftung der
Außendämmung verhindern.
Diese berechtigte Vorsichtsmaßnahme
muss jedoch nicht zwingend kleinräumig oder gar auf eine einzelne
Dammplatte angewendete werden. Sie kann ohne Funktionseinbuße durch
eine großräumigere
Gestaltung des Klebemörtelmusters
ersetzt werden (Bild 6). Dann lassen sich für bestimmte Bereiche der Fassade
oder auch für
die gesamte Außenwandseite
die Hohlräume
unter den Dammplatten bewusst und großflächig miteinander verbinden.
Es entsteht ein zusammenhängendes
System von Hohlräumen
und Kleber-Stützen
aus Klebemörtel-Batzen
Die
Lufteinlässe
Je
nach Anwendungsfall kann man eine einzelne Murokauste
Bei
der übersichtlicheren
kleinräumigen
Auslegung einer Murokauste
Um
diesen Effekt besser auszunutzen belässt man einen großen Flächenanteil
der Murokauste ohne besondere Einbauten und konzentriert – falls erforderlich – Einbauten
zur Verbesserung des Wärmeüberganges
in die Nachbarschaft des Luftauslass
Eine
etwas einfachere Lösung
ist in Bild 8 dargestellt: Die „Eingebetteten Wärmeübertragungskörper"
Es
sollte verhindert werden, das z. B. aufgrund zeitlich variierenden
Winddruckes bereits vorgewärmte
Luft am Lufteinlass
1.442 Eingebetteter Wärmeübertrager zur Erhöhung des Wärmeüberganges1.442 Embedded heat exchanger to increase the Heat transfer
Wegen
der breitflächigen
Anströmung
der Luft und bei einer Höhe
der Murokauste von etwa ein bis zwei Zentimeter ergeben sich eine
geringe Luftgeschwindigkeit und in der Regel laminare Strömungsverhältnisse.
Da die Frischluftmenge vorgegeben ist, lässt sich dies betriebsmäßig auch
nicht beeinflussen. Also muss gegebenenfalls die Murokauste so gestaltet
werden, dass sich höhere
Wärmeübergangswerte
zwischen Luft und Wand ergeben. Da die Wärmeleitung in der massiven
Außenwand
einen Temperaturausgleich bewirkt und außerdem auch die aWH für einen
Wärmeabtransport
sorgt, reicht es aus, wenn die Einbauten zur Verbesserung des Wärmeüberganges
sich nur über
streifenförmige
Teilbereiche der Murokauste erstrecken. Da die Luft jedoch keine
Möglichkeit
zur Umgehung dieser Streifen erhöhten
Wärmeüberganges
finden darf, müssen
diese Streifen entweder als Quer-Riegel den gesamten Querschnitt
eines Murokausten Kanales ausfüllen oder
zumindest den Zufluss zu einem Luftauslass
Für diesen
Zweck eignet sich u. a. ein „Eingebetteter
Wärmeübertragungskörper"
Für unsere
Anwendung werden nun alle Röhrchen
Man
kann auch die Rohre der aWH
Einige
Ausgestaltungen des Eingebetteten Wärmeübertragungskörpers
Im einfachsten Fall, Bild
11, werden die Rohre der aWH
In the simplest case, Figure 11, the pipes are the aWH
Aber
auch bei den handelsüblichen
Kapillarrohrmatten, bei denen der Durchmesser der Rohre der aWH
Bei
großen
Rohren der aWH
Führt man
das Wärmeleitblech
Und
schließlich
kann man noch einen Schritt weitergehen und von vorneherein die
Rohre der aWH
Insbesondere
bei Kapillarrohrmatten als aWH
Das
oben erwähnte
Wärmeleitblech
Der
Verbundkörper
1.443 Betriebsweisen der Murokauste1,443 operations of the Muro pepper
Wir
betrachten nun ein System bestehend aus speichernder Außenwand
(1) Frischlufterwärmung(1) fresh air heating
Die
Frischluft
(2) Wärmerückgewinnung aus Abluft(2) heat recovery from exhaust air
Andererseits
kann ein durch Frischluft abgekühlter
Murokausten-Kanal auch durch eine Umdrehung der Betriebsrichtung
auf Abluftbetrieb umgesteuert werden. Dann trifft die zunächst warme
Abluft auf in Fließrichtung
immer kältere
Bereiche der Oberfläche
der massiven Außenwand
(3) Senke für solare Luftkollektoren(3) sink for solar air collectors
Ein
thermischer Solarkollektor kann natürlich Wasser erwärmen und
diese Wärme
kann über
die aWH auf niedrigem Temperaturniveau an die Außenwand abgegeben werden. Bei
einem solaren Luftkollektor kann aber auch der Ausgang des Kollektors
direkt in die Murokauste geführt
werden, wo er seine Wärme
an die Wand und damit auch an den Wärmeträger der aWH abgibt. Dadurch
wird die aWH breitflächig
mit der erwärmten
Luft des solaren Luftkollektors verkoppelt und kann dann ihrerseits
die Wärme in
Wandbereichen wieder abgeben, die an den solaren Luftkollektor nicht
angeschlossen sind. Die Murokauste wirkt dann also nicht nur als
Senke für
den Solarkollektor sondern auch als nachgeschalteter Luft-Wasser-Wärmeübertrager.
Wird die Luft anschließend über einen
Luftauslass
Ein
solarer Luftkollektor kann über
eine Murokauste auch mit „Umluft" betrieben werden,
wenn sowohl sein Rücklauf
aus der Murokausten gespeist wird als auch sein Vorlauf in die Murokauste
einmündet.
Natürlich
muss man durch entsprechende Klebemörtel-Wülste als Leitplanken
Auch ein kombinierter Betrieb ist möglich, bei dem der solare Luftkollektor einerseits direkt die benötigte Frischluft liefert und andererseits die überschüssige Frischluft durch die Murokauste im Umluftbetrieb geführt wird.Also a combined operation is possible where the solar air collector on the one hand directly the required fresh air supplies and on the other hand, the excess fresh air through the Murokauste in recirculation mode is performed.
Zu
guter letzt kann ein solarer Luftkollektor auch im Auspuffbetrieb
geführt
werden, indem die überschüssige Frischluft
durch den Lufteinlass
(4) Umluftbetrieb(4) Recirculation mode
Je
nach Schaltung der Klappen lassen sich weitere Betriebsweisen wie
ein Umluftbetrieb bezüglich
der Raumluft einrichten. Dieser Umluftbetrieb kann beispielsweise
dann von Interesse sein, wenn die aWH
(5) Kühlung(5) cooling
Durch
die Murokauste
(6) Bemerkung zum Wirkungsgrad(6) Comment on the efficiency
Es
sei noch darauf hingewiesen, dass die Wärmeverluste von der aWH an
die Außenluft
nur von dem Temperaturabfall über
die Wärmedämmung
1.5 Vorteile und Bedeutung der integrierten aWH1.5 Benefits and Importance of Integrated AWH
1.51 Ein Systemvergleich mit der Transparenten Wärmedämmung (TWD).1.51 A system comparison with Transparent Thermal Insulation (TWD).
Auch bei der transparenten Wärmedämmung (TWD) wird die Außenseite der massiven Außenwand beheizt, – in diesem Falle allerdings nicht durch ein Heizmedium sondern durch die eingestrahlte Sonnenenergie. Daher kann man in gewisser Weise auch die TWD als eine „außenliegende Wandheizung" betrachten, wobei sich im direkten Vergleich mit der durch ein Heizmedium gespeisten aWH zunächst einige systembedingte Nachteile der TWD ergeben:
- 1. da die außenseitige Wärmedämmung der TWD die Sonnenstrahlung durchlassen soll, ist sie teuer und kann auch keine hohen Dämmwerte erreichen
- 2. Die in der Absorptionsschicht auftretenden Temperaturen sind relativ hoch, der „Solarkollektor" der TWD wird also mit relativ niedrigem Wirkungsgrad betrieben
- 3. Sieht man von der sommerlichen Abschirmung der Einstrahlung durch Verschattungselemente ab, so erfolgen sowohl die Einspeisung als auch die Entladung des „Wandspeichers" lokal, passiv und ungesteuert.
- 1. Since the outside insulation of the TWD is to let the solar radiation through, it is expensive and can not achieve high insulation values
- 2. The temperatures occurring in the absorption layer are relatively high, so the "solar collector" of the TWD is operated with relatively low efficiency
- 3. If one ignores the summery shielding of the radiation by means of shading elements, both the supply and the discharge of the "wall storage" take place locally, passively and uncontrolled.
Im direkten Vergleich hierzu ist die erfindungsgemäß in das Heizsystem integrierte aWH folgendermaßen gekennzeichnet.
- 1. die außenseitige Wärmedämmung kann beliebig großzügig ausgelegt werden und tritt nicht mehr als gesonderter Kostenfaktor in Erscheinung, da sie im Zuge der thermischen Sanierung des Gebäudes „sowieso" durchgeführt wird. Die gesamte Außenwand, und nicht nur ihre von der Sonne beschienenen Teile, kann aktiviert werden.
- 2. Die thermischen Solarkollektoren können unabhängig vom späteren Nutzungsort an der hierfür günstigsten Außenfläche des Gebäudes angebracht werden. Die Solarwärme kann auf niedriger Temperatur bereitgestellt werden, da sie über eine große Außenwandfläche abgespeichert wird und als NT-Flächenheizung oder NT-Lüftungswärme eingesetzt wird. Wegen dieser NT-Anwendung können auch Tage mit geringer Strahlungsleistung oder sogar ausschließlich diffuser Solarstrahlung zur solaren Wärmeversorgung genutzt werden. Es rentiert sich vermutlich, die Solaranlage für diese sonnenarmen Tage auszulegen. Hierfür ist ein Solardach mit großer Absorptionsfläche und sehr einfachen preisgünstigen Kollektoren geeignet.
- 3. Sowohl bei der Beladung als auch bei der Entladung können aktuell geeignete Abschnitte der Außenwand ausgewählt werden. Die aktive Entladung des Außenwandspeichers kann in Intensität und Zeitbereich in einem gewissen Bereich gesteuert werden. Die flächenbezogene passiven (!) Entladungs-Wärmeströme sind wegen der geringeren Einspeisetemperatur niedriger als bei der TWD. Sie lassen sich durch die Konkurrenz der aktiven Entladung indirekt beeinflussen. Durch die aktive Entladung mit der aWH und durch die zusätzliche Erwärmung von Frischluft über die Murokausten lassen sich hohe Entladungswärmeströme erreichen.
- 1. The external thermal insulation can be designed arbitrarily generous and no longer appears as a separate cost factor, as it is carried out in the course of the thermal renovation of the building "anyway." The entire outer wall, and not just their sunlit parts, can to be activated.
- 2. The solar thermal collectors can be installed independently of the later place of use on the most favorable external surface of the building. The solar heat can be provided at a low temperature, as it is stored over a large outer wall surface and used as NT surface heating or NT ventilation heat. Because of this NT application, even days with low radiation power or even exclusively diffuse solar radiation can be used for solar heat supply. It probably pays off to design the solar system for these sunny days. For this purpose, a solar roof with large absorption area and very simple budget collectors is suitable.
- 3. Both during loading and unloading, suitable sections of the outer wall can currently be selected. The active discharge of the outer wall storage can be controlled in intensity and time range in a certain range. The area-related passive (!) Discharge heat flows are lower than the TWD because of the lower feed temperature. They can be indirectly influenced by the competition of active discharge. The active discharge with the aWH and the additional heating of fresh air over the Murokausten can reach high discharge heat flows.
Für die solare (Teil-)Beheizung eines Gebäudes stellt die integrierte aWH also ein hervorragendes Speicher- und Heizsystem dar.For the solar (Partial) heating of a building Thus, the integrated aWH provides an outstanding storage and Heating system dar.
1.52 Hoher Deckungsanteil der aWH durch Murokauste1.52 High coverage of aWH by Murokauste
Die
Murokauste
Bei Passivhäusern kann der gesamte Wärmebedarf über eine deutlich über die Raumtemperatur hinaus erwärmte Frischluft gedeckt werden. Bei einer aWH mit Frischlufterwärmung über die Murokauste liegt dann die erforderliche Übertemperatur jedoch deutlich niedriger, da die aWH nicht nur den Wärmeverlust durch den Ruhestrom in der Außenwand kompensiert sondern im "übergreifenden Modus", bei dem die Temperatur der Heizebene über der Raumtemperatur liegt, noch zusätzliche Heizungsbeiträge erbringen kann. Somit besteht die Aussicht, bei der Renovierung eines Gebäudes, eine fällige Erneuerung der konventionellen Heizkörper und der Verrohrung durch die Installation einer integrierten aWH als NT-Heizsystem mit voller Deckung zu ersetzen. In der Investitionsrechnung können dann aber die durch die unterlassene Erneuerung des bestehenden Heizsystems eingesparten Kosten der integrierten aWH und einer besonders großzügigen Wärmedämmung gut geschrieben werden. Im Grunde genommen kann damit der geniale Grundgedanken des Passivhaus-Konzeptes, durch eine radikale Einsparung beim Heizsystem einen ungewöhnlich großen Wärmeschutz und eine NT-Anwendung zu finanzieren, auch auf die nachträgliche Umwandlung von Altbauten in Passivhäuser übertragen werden.For passive houses, the entire heat requirement can be covered by fresh air that has been heated well beyond the room temperature. In an aWH with fresh air heating over the Murokauste then the required overtemperature is much lower, since the aWH not only compensates for the heat loss through the quiescent current in the outer wall but in the "overarching mode", in which the temperature of the heating level is above the room temperature can provide additional heating contributions. Thus, when refurbishing a building, there is a prospect of replacing a conventional radiator and piping renovation with the installation of an integrated aWH as an NT heating system with full coverage. In the investment calculation, however, the costs saved by the failure to renew the existing heating system, the integrated aWH and particularly generous thermal insulation can then be well written. Basically, the ingenious basic idea of the Passive House Concept can thus be replaced by a radical one savings in the heating system to finance an unusually large heat protection and an NT application, also be transferred to the subsequent conversion of old buildings in passive houses.
Auch bei der Planung neuer Passivhäuser sollte man die Ausstattung mit einer integrierten aWH in Betracht ziehen.Also when planning new passive houses should to consider the equipment with an integrated aWH.
1.53 Energiewirtschaftliche und ökologische Bewertung1.53 Energy and ecological rating
Wegen der niedrigen Heiztemperaturen und ihrer riesigen Speicherkapazität eignet sich die integrierte aWH besonders als Einsatzbereich für die Wärmepumpenheizung.Because of low heating temperatures and their huge storage capacity the integrated aWH is particularly suitable as a field of application for heat pump heating.
Eine Ausweitung des Einsatzes der elektrischen Wärmepumpe könnte einen durchschlagenden Beitrag zur Energieeinsparung und ganz besonders zur Reduktion der CO2-Emissionen bewirken. Im Gegensatz zum lokalen Einsatz von Brennstoffen kann nämlich der über das Netz herangeführte Strom dann als CO2-frei angesehen werden, wenn er entweder aus einem CO2-freien Kraftwerk (Kernenergie oder Erneuerbare Energie) oder aus einem großen zentralen Kohlekraftwerk stammt, welches – wie es für die mittlere Zukunft zu hoffen und wohl auch zu erwarten ist – unter CO2-Abscheidung und Sequestrierung (= „Carbon Capture and Storage" oder kurz: „CCS") betrieben wird.A Extending the use of the electric heat pump could be a resounding Contribution to energy saving and especially to the reduction of Cause CO2 emissions. Unlike local fuel use can namely the over brought the net up Electricity can then be considered as carbon-free if it is made from either one CO2-free power plant (nuclear or renewable energy) or from a big central Coal power plant comes, which - like it for the medium future is to be hoped for and probably expected - under CO2 capture and sequestration (= "Carbon Capture and Storage" or in short: "CCS") is operated.
Inwieweit eine CCS auch bei kleineren dezentralen Fernwärmeerzeugern wirtschaftlich möglich wird, ist derzeit noch nicht abzusehen. Falls dies zu teuer wird, verbleiben, neben der Biomasse, zur CO2-freien Bereitstellung von Heizwärme die Nutzung von Solarwärme und der Wärmepumpeneinsatz aus CO2-freiem Strom. Beide Heizquellen können durch den Heizbetrieb mit Niedertemperatur und durch den Einsatz von NT-Speichern – wie es das Konzept der integrierten aWH vorsieht – wesentlich effektiver und vermutlich preiswerter genutzt werden.To what extent a CCS even with smaller decentralized district heat producers economically possible is not yet in sight. If this gets too expensive, remain, in addition to the biomass, for the CO2-free provision of heating the use of solar heat and the heat pump insert from CO2-free electricity. Both heat sources can by the heating operation with low temperature and through the use of NT storage - like it the concept of integrated aWH provides - much more effective and probably be used cheaper.
Daher ist die erfindungsgemäße „integrierte aWH" ein wichtiger Baustein zu einer ressourcenschonenden und ökologischen Beheizung von Gebäuden.Therefore is the inventive "integrated aWH" an important building block to a resource-saving and ecological heating of buildings.
Bildunterschriftencaptions
Bild
1: Als Flächenheizung
genutzte Außenwand,
bestehend aus der massiven Außenwand
Bild
2: Integration des Außenwand-Wärmespeichers
Bild
3: Integration des Außenwand-Wärmespeichers
Bild
4: Wahlweise Serienschaltung von Heizquelle
Bild
5: Murokauste
Der
Hohlraum zwischen massiver Außenwand
Bild
6: Wandausschnitt mit Murokauste
Bild
7: Murokauste mit Eingebettetem Wärmeübertragungskörper
Bild
8: Murokauste mit Eingebettetem Wärmeübertragungskörper
Bild 9: Eingebetteter Wärmeübertrager nach /12/: Ausschnitt durch einen Querschnitt.image 9: Embedded heat exchanger to / 12 /: section through a cross section.
Dünne und
dünnwandige
Röhrchen
Bild
10: Eingebetteter Wärmeübertragungskörper
Bild
11: Murokauste
Bild
12: Zusätzliche
Verbesserung des in der Murokauste
Bild
13: Murokauste
Bild
14: Murokauste
Bild
15: Murokauste
Bild
16: Ein Verbundkörper
Bild
17: Verbundkörper
- 11
- Niedertemperatur(NT)-Wärmequelle (z. B. Solarkollektor oder -Absorber)Low temperature (NT) heat source (e.g. B. solar collector or absorber)
- 22
- Pumpe für Heizmedium (Wasser)pump for heating medium (Water)
- 33
- Außenwandspeicher, als Einheit aus massiver Wand, aWH, Wärmedämmung u. a.Outer wall storage, as a unit of solid wall, aWH, thermal insulation u. a.
- 3131
- massive Wandmassive wall
- 3232
- außenliegende Wandheizung (aWH)external Wall heating (aWH)
- 3333
- (außenliegende) Wärmedämmung(Outer) thermal insulation
- 336336
- Verbundkörper, bestehend aus Wärmedämmplatte und WärmeübertragungsplatteComposite body consisting from thermal insulation board and heat transfer plate
- 3434
- KlebemörtelKlebemörtel
- 340340
- Klebemörtel-BatzenAdhesive mortar chunk
- 341341
- Klebemörtelwulst, als Querriegel,Klebemörtelwulst, as a crossbar,
- 342342
- Klebemörtelwulst, als Längsriegel,Klebemörtelwulst, as a longitudinal bar,
- 343343
- Klebemörtelwulst, als Leitplanke,Klebemörtelwulst, as a guardrail,
- 3535
-
Murokauste,
der Hohlraum zwischen massiver Wand
31 und Wärmedämmung33 Murokauste, the cavity between massive wall31 and thermal insulation33 - 3636
- Lufteinlass, Außenluft tritt in die Murokauste einAir intake, outside air enters the Murokouse
- 3737
- Luftauslass, Luft verlässt die Murokauste und strömt in einen Innenraumair outlet, Air leaves the muroko pusher and streams in an interior
- 44
- Wasser-Luft-Wärmetauscher (Wüt)Water-air heat exchanger (Wüt)
- 55
- innere Flächenheizunginner panel heating
- 66
- Eingebetteter Wärmeübertragungskörperembedded Heat transfer body
- 6a6a
- Diffusordiffuser
- 6161
- Röhrchentube
- 6262
- Luftkanalair duct
- 63 und 63a63 and 63a
- Einbettungsmaterial, (Thermozement, oder auch Klebermörtel)Embedding material, (Thermo cement, or adhesive mortar)
- 6464
- Wärmeleitblechheat conducting
- 6565
- Zinken eines Kammförmigen Wärmeleitblechprong a comb-shaped heat conducting
- S1S1
- Absperrventil im Solarkreisshut-off valve in the solar circuit
- S3S3
- Absperrventil im Speicherkreis-Kreisshut-off valve in the memory circle circle
- S4S4
- Absperrventil im Wüt-Kreisshut-off valve in the mad circle
- S5S5
- Absperrventil im Kreis der inneren Flächenheizungshut-off valve in the circle of the inner surface heating
- 99
- Frischluft und/oder Umluftfresh air and / or circulating air
Claims (12)
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DE102008009553A DE102008009553A1 (en) | 2007-05-03 | 2008-02-16 | Outer wall heater integrating method for use in building i.e. house, involves insulating solid outer wall with respect to ambient air by thermal insulator i.e. heat absorption compound system |
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