DE102009052904A1

DE102009052904A1 - Vorrichtung und Verfahren, Sonnenenergie im Winter direkt und ohne Umwege zum Heizen von Räumen zu nutzen, mit dem gleichen Verfahren aber im Sommer unerwünschte Sonneneinstrahlung zu vermeiden

Info

Publication number: DE102009052904A1
Application number: DE102009052904A
Authority: DE
Inventors: Werner Baumann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-11-12
Filing date: 2009-11-12
Publication date: 2011-05-19

Abstract

Die Erfindung befasst sich mit einer Vorrichtung, die es ermöglicht, im Winter Sonnenenergie direkt und verlustfrei für die Raumheizung zu nutzen, ohne Umwege über Kollektoren, Regelungs- und Umwälzungssysteme. Die gleiche Vorrichtung erlaubt es auch, im Sommer Sonneneinstrahlung zu reflektieren und unerwünschte Raumaufheizung zu vermeiden. Die hierzu benötigte Vorrichtung besteht aus einem horizontal oder vertikal angeordnetem Lamellenvorhang aus dünnen Metallstreifen, die auf einer Seite mit einer Absorbtionsbeschichtung, auf der anderen Seite mit einer Reflexionsbeschichtung versehen sind und mindestens um 180°C drehbar angeordnet sind. Auf eine Zeichnung kann verzichtet werden, da allgemein bekannte vertikal oder horizontal angeordnete Innenjalousien ein Ausführungsbeispiel darstellen, jedoch ohne die erfindungsgemäße Besonderheit einer Absorbtionsseite und Reflexionsseite.

Description

Die Erfindung hat das Ziel, bewohnte Räume oder Arbeitsräume mit vorwiegend südlicher Ausrichtung, bei Sonneneinstrahlung im Winter zu heizen oder ein vohandenes Heizsystem zu unterstützen, im Sommer jedoch vor unerwünschter Sonneneinstrahlung zu schützen.
Für diese beiden Aufgabenstellungen sind bisher getrennte Systeme erforderlich, die sich nur einer der genannten Aufgabenstellungen widmen können.
Für Heizung oder Heizungsunterstützung mit Sonnenenergie sind bisher Sonnenkollektoren im Einsatz, die entweder auf Dächern, an Fasaden oder im Gelände montiert sind. Sie arbeiten nach dem Prinzip, daß die Wärmestrahlung der Sonne durch schwarze Metallhohlkörper absorbiert wird, in denen eine Transportflüssigkeit erwärmt wird. Über Rohre, Umwälzpumpen und Regelsysteme wird es aufwendig dem Raumheizungssystem zugeführt oder zugemischt. Da die Kollektoren außen im kalten Bereich angebracht sind, ist ein erheblicher Isolieraufwand zu betreiben, z. B. Vakuumglasröhren, schaumummantelte Rohre etc. Zudem entsteht ein Nutzen für die Raumheizung erst dann, wenn die Temperatur aus dem Kollektor deutlich höher ist als die Temperatur des Raumes bzw. die erforderliche Vorlauftemperatur des Heizsystems. Ein Regelsystem ist dazu erforderlich.
Für die zweite Aufgabenstellung, im Sommer Räume gegen unerwünschte Sonneneinstrahlung zu schützen, sind eine Reihe von Systemen und Vorrichtungen bekannt. Dies sind Vorhänge, Rolladen, Außenjalousien und Innenjalousien vertikal oder horzontal angeordnet, Rollos, Plissees und ähnliches. Keines dieser Systeme kann im Winter Sonnenenergie zum Heizen nutzen und im Sommer die Sonnenenergie abschirmen. In der Übergangszeit oder wenn die Sonne nicht scheint wäre es vorteilhaft, wenn das System nicht störend wirken würde.
Die Erfindung sieht vor, die Wirkungsweise eines Sonnenkollektors in den zu beheizenden Raum zu verlegen. Sie bedient sich dazu einfacher Metalllamellen, vorzugsweise aus Aluminium- oder Edelstahl-Blech mit sehr geringer Dicke, die an einer oder mehreren Schienen auf der Raumseite des Fensters beweglich und drehbar angebracht sind. Dies kann senkrecht, ähnlich Vertikaljalousien oder waagrecht ähnlich Horizontaljalousien geschehen. Entscheidend ist, daß eine Seite der Lamellen als Absorber ausgeführt ist, also beispielsweise matt schwarz, die Rückseite jedoch blank poliert oder verspiegelt ist und daß die Lamellen in der Längsachse um mindestens 180° drehbar sind.
Falls das System nicht gebraucht wird muß die Schienenanordnung es ermöglichen, es nach oben, unten oder seitlich wegzuschieben. Rein technisch sind diese Lösungen von herkömmlichen Vertikal- und Horizontaljalousien bekannt.
Jede Infrarot-Einstrahlung durch die Sonne, auch bei teilverdeckter Sonne führt augenblicklich zu einer Erwärmung des Metalles und zu einer Übertragung der Energie an die Raumluft, da die Lamellen vor der Einstrahlung schon Raumtemperatur haben. Damit ist dieses System erheblich effektiver als außenliegende Kollektoren, die erst dann Nutzen abgeben, wenn die Transportflüssigkeit im Kollektor die Vorlauftemperatur des Heizungssystems überschritten hat. Damit liegt der Nutzen höher als bei Außenkollektoren bei einem vielfach geringeren Anschaffungs- und Installationsaufwand.
Das erfindungsgemäße System hat zudem den Vorteil, daß es sich direkt am Fenster befindet, das meist die größte Kältebrücke eines Raumes ist. Damit wird die sich am Fenster abkühlende Luft unmittelbar wieder erwärmt.
Ein weiterer erheblicher Vorteil des Systems gegenüber außenliegenden Kollektoren ist, daß es auch vom Mieter angebracht und beim Wechsel der Wohnung mitgenommen werden kann. Auf außenliegende Kollektoren haben Mieter in der Regel keinen Einfluß.
Um den Vorteil der Erfindung im Sommer zu nutzen müssen die Lamellen auf der Rückseite mit einer spiegelnden Oberfläche ausgerüstet werden und im Schienensystem in der Längsachse um 180° gedreht werden können. Im Sommer wird die verspiegelte Seite, im Winter die absorbierende Seite der Lamellen zur Sonne gerichtet, als Sichtschutz kann jede Zwischenstellung gewählt werden.
Damit das Fenster durch die Vorrichtung nicht verdunkelt wird gibt es mehrere Möglichkeiten. Man kann den gewünschten Lichteinfall dadurch erreichen, indem ein variabler Abstand zwischen den Lamellen ermöglicht wird oder man stellt die Lamellen auf eine Zwischenstellung von 0–180°. Eine weitere Variante wäre, dekorativ gelochte Lamellen zu verwenden oder die genannten Möglichkeiten zu kombinieren. Reduzierter Lichteinfall bei voller Sonne ist auch erwünscht, um empfindliche Pflanzen zu schützen oder Textilien oder Möbel vor dem Ausbleichen zu bewahren.
Die Erfindung läßt sich ohne zusätzlichen Entwicklungsaufwand automatisieren. Elektrische Antriebe und Steuerungen, die Vorhänge bewegen oder Rolladen sonnenabhängig steuern, sind auf dem Markt und lassen sich für diesen Einsatz direkt verwenden.

Claims

Vorrichtung und Verfahren, um zu ermöglichen, daß im Winter Sonnenenergie direkt ohne Umwege zum Heizen von Räumen genutzt wird, mit dem gleichen Verfahren aber im Sommer unerwünschte Sonneneinstrahlung vermieden wird, dadurch gekennzeichnet, daß beide Funktionen in einer Vorrichtung vereinigt sind.
Vorrichtung und Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung aus einer Absorbtionsfläche auf der Vorderseite und einer Reflexionsfläche auf der Rückseite eines vorzugsweise aus dünnen Metalllamellen hergestellten Vorhanges besteht, der auf der Raumseite eines Fensters, Schrägdachfensters oder einer Glastüre montiert ist.
Vorrichtung und Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorhang aus waagrecht oder senkrecht angeordneten Blechstreifen besteht, die auf einer oder mehreren Schienen beweglich angeordnet sind, damit sie im Sinne des Verfahrens aktiviert werden können oder auch patzsparend seitlich oder auch nach unten oder oben verschoben werden können.
Vorrichtung und Verfahren nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechstreifen oder Lamellen in ihrer Längsachse um 180° gedreht werden können, damit im Heizbetrieb die Absorbtionsseite und im Sommer die Reflexionsseite zur Sonne gedreht werden kann.
Vorrichtung und Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizwirkung der Vorrichtung ohne Übertragungsmedien, ohne Isolierungen und ohne Regelsysteme arbeiten kann.
Vorrichtung und Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizwirkung der Sonne maximal genutzt werden kann, da keine Übertragungsverluste entstehen.
Vorrichtung und Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizwirkung sofort bei Einstrahlung der Sonnenenergie entsteht, ohne daß ein Übertragungsmedium auf eine Temperatur gebracht werden muß, die über der Raumtemperatur liegt.
Vorrichtung und Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizwirkung und die Reflexionswirkung durch Verwendung von mehr oder weniger gelochten Blechstreifen oder durch Vorsehen eines Abstandes zwischen den Blechstreifen individuell angepaßt werden kann und damit ebenso der Lichteinfall in den Raum.