DE102009006247A1

DE102009006247A1 - Wärmegewinnung durch dynamische Thermoisolierung

Info

Publication number: DE102009006247A1
Application number: DE102009006247A
Authority: DE
Inventors: Adrienn Sipos; Janos Sipos
Original assignee: Sipos Janos Dipl-Ing
Current assignee: Sipos Janos Dipl-Ing
Priority date: 2009-01-27
Filing date: 2009-01-27
Publication date: 2010-07-29

Abstract

Die natürlichen Teile des Hauses wie Mauerwerk und Dach fungieren als Sonnenkollektoren, Wärmespeicher und Heizkörper. Eine maximale natürliche Wärmegewinnung wird durch eine statische und dynamische Thermoisolierung und durch die nach der Sonnenstrahlung ausgerichteten Kollektorflächen des Hauses erzielt.

Description

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Solarenergie mit einer möglichst einfachen, natürlichen Art, mittels einer unkomplizierten Technik mit großer Effektivität zu realisieren, das heißt Sonnenenergie zu sammeln, zu speichern und als Wärmeenergie zu nutzen.
Bei den stets steigenden Energiekosten, und nicht zuletzt den wiederholten Energieversorgungsproblemen, ist die umweltfreundliche Benutzung von erneuerbaren Energien wie der Sonnenenergie zurzeit von großer Bedeutung.
Um Heizkosten zu sparen, werden die Häuser europaweit mit einer thermisch isolierten Umkleidung umhüllt. Diese Maßnahme allein bringt aber nicht die Nutzung der Sonnenenergie als Gebäudeheizung oder als Warmwassergewinnung mit sich. Dafür wird eine separate, auch meist kostspielige Hightech-Solar-Heizungsanlage benötigt.
Im Sinne der Erfindung wird ein Haus so gebaut, dass seine Wände und seine (massiv gebaute) Bedachung oder deren Segmente als natürliche Sonnenkollektoren, Wärmespeicher und gleichzeitig auch als Heizungskörper funktionieren.
Vor allem die Elemente des Hauses, welche als Sonnenkollektoren fungieren, sind auf eine maximale Sonnenstrahlenaufnahme ausgerichtet. Die Wände und die Bedachungen müssen gute Wärme absorbierende Eigenschaften besitzen und durch ihre Masse möglichst große Wärmespeicherkapazitäten aufweisen.
Für die Wärmegewinnung durch dynamische Thermoisolierung wird der Glashauseffekt genutzt: Entweder das komplette Haus mit einem Glashaus umhüllt (Haus-in-Haus-Prinzip) oder zumindest seine als Sonnenkollektoren fungierenden Teile werden mit Glasflächen witterungsfest abgedeckt.
Die nicht als Sonnenkollektoren funktionierenden Teile des Hauses werden von außen durch eine permanente (nach innen) wärmereflektierende und -isolierende Schutzhülle umgeben. Das Haus ist auch durch eine weitere Isolierung vom Boden thermisch weitgehend entkoppelt.
Die wesentliche, sehr wichtige Komponente ist die dynamische Thermoisolierung. Die als Sonnenkollektoren funktionierenden Mauerwerk-, Flachdach-, Bedachungsteile haben eine leicht bewegliche, entfernbare (nach innen) wärmereflektierende und -isolierende äußere Thermo-Abdeckung.
Diese wird bei Sonnenstrahlung geöffnet, um die Sonnenenergie aufzunehmen, und bei sonnenloser Zeit geschlossen, damit die gewonnene Sonnenenergie als Wärme für möglichst lange Zeit innerhalb des Hauses bleibt.
Die Regulierung der Thermo-Abdeckung wird manuell oder elektronisch so gesteuert (geöffnet oder geschlossen), dass die Wärmeenergie nur von außen nach innen gelangen kann. Demzufolge hat das Haus mit seiner als Solaranlage funktionierenden Wänden und Bedachung eine positive Wärmebilanz.
Die Gestaltungsmöglichkeiten dieser hauseigenen Solaranlage sind sehr vielfältig.
Das komplette Maurerwerk kann durch die direkte Wärmekupplung mittels seiner hauptsächlich als Sonnenkollektoren funktionierenden Segmente gewärmt werden, sodass das komplette Mauerwerk des Hauses für mehrere sonnenlose Tage fast gleichmäßig Wärme nach innen liefern kann.
Durch eine Wärmeisolierung zwischen dem restlichen Mauerwerk und den als Sonnenkollektoren, Wärmespeicher und Wärmestrahler funktionierenden Teilen erreicht man eine schnellere Aufwärmehase, aber auch die Wärmekapazität reduziert sich auf diese Segmente des Mauerwerkes.
Das Mauerwerk mit thermischisolierten Segmenten bilden einzelne, unabhängige Thermospeicher.
Durch die Integrierung eines Wärmetauschers innerhalb der Kollektoren entsteht eine weitere Möglichkeit die gewonnene Wärme zu nutzen, da zudem Wärmespeicher, Heizkörper (Bodenheizung) usw. sinnvoll gespeichert und betätigt werden können.
Die Wärmeabgabe des Mauerwerkes in das Innere des Gebäudes kann durch einen dynamischen Wärme-Reflektor-Isolierer reguliert werden. Dafür ist eine an der Wand integrierte thermoisolierende Rollläden-Technik am Besten geeignet.

Claims

Die Wärmegewinnung durch dynamische Thermoisolierung zeichnet sich dadurch aus, dass die in Richtung der Sonnenstrahlung ausgerichteten natürlichen Teile des Hauses wie Mauerwerk oder massives Dachwerk (Flachdach) usw. als Sonnenkollektoren (aber auch als Wärmespeicher, Wärmetauscher und Heizkörper) genutzt werden. Entweder wird das komplette Haus mit einem Glashaus umhüllt (Haus-in-Haus Prinzip) oder zumindest seine als Sonnenkollektoren fungierenden Teile werden mit Glasflächen witterungsfest abgedeckt. Die nicht als Sonnenkollektoren funktionierenden Teile des Hauses werden von außen (auch am Boden) durch eine permanente (nach innen Wärme reflektierende) Wärme isolierende Schutzhülle umgeben. Die als Sonnenkollektoren funktionierenden Teile des Hauses haben eine dynamisch, leicht bewegliche, (nach innen Wärme reflektierende) thermoisolierende Abdeckung. Diese wird bei Sonnenstrahlung geöffnet, um die Sonnenenergie aufzunehmen, und bei sonnenloser Zeit geschlossen, damit die gewonnene Sonnenenergie als Wärme für möglichst lange Zeit innerhalb des Hauses bleibt.
Die Sonnenkollektoren sitzen nicht nur in einer mit einem Glasfenster versehenen Thermoisolierwanne, sondern haben zudem eine dynamische, thermoisolierende Abdeckung. Diese wird bei Sonnenstrahlung geöffnet, um die Sonnenenergie aufzunehmen, und bei sonnenloser Zeit oder bei geringer Sonnenstrahlung geschlossen, um die gewonnene Sonnenenergie als Wärmeenergie zu bewahren.
Die natürlichen Teile des Hauses wie sein Mauerwerk und Dachwerk und/oder deren Segmente fungieren durch äußere und innere sowie Segment trennende Isolierungen als Wärmespeicher.