-
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung sowie ein Verfahren zum Kühlen wenigstens einer Gebäudefläche.
-
Klimaanlagen sind heute in vielerlei Gebäuden im Einsatz und werden insbesondere in den warmen Sommermonaten verwendet. Dies gilt nicht nur für Bürogebäude von Unternehmen und Verwaltungen, sondern zunehmend auch für Privathaushalte. Immer mehr Menschen möchten insbesondere im Sommer auch in ihren privaten Wohnräumen angenehm kühle Temperaturen vorfinden. Dabei ist insbesondere bei Altbauwohnungen und hier ganz besonders bei Dachgeschosswohnungen und ausgebauten Dachböden eine veraltete und unzureichende Dämmung ein großes Problem. In diesen Wohnungen kann es im Sommer unerträglich heiß werden.
-
Herkömmliche Klimaanlagen leiten gekühlte Luft in die zu kühlenden Räume ein. Da kalte Luft weniger Feuchtigkeit aufnehmen kann als warme Luft, ist diese eingeleitete kühle Luft deutlich trockner als die Umgebungsluft. Daher kommt es insbesondere bei langer Laufzeit einer Klimaanlage in den klimatisierten Räumen zu sehr trockener Luft, wodurch bei Personen, die sich lange in diesen Räumen aufhalten, Beschwerden beispielsweise in Form von brennenden Augen auftreten können. Zudem ist der Temperaturunterschied zwischen den klimatisierten Räumen und der Außenwelt oftmals so groß, dass Personen, die für die Außenwelt passend luftig angezogen sind, in klimatisierten Räumen oftmals frieren oder sich sogar erkälten.
-
Herkömmliche Klimaanlagen sind zudem relativ kostenintensiv. Dies gilt einerseits für die Anschaffung und andererseits für die Betriebskosten, da der Stromverbrauch herkömmlicher Klimaanlagen oftmals enorm ist.
-
Aus der
DE 10 2005 051 841 A1 ist ein Vorbau für eine Außenseite eines Gebäudes bekannt, der mit einem Vorhangelement aus einer Netz- oder Gitterstruktur überdeckt wird. Diese kann mit Wasser benetzt werden. Durch die anschließende Verdunstung wird die Umgebungsluft des Vorbaus gekühlt, wodurch auch die Umgebungsluft um das Gebäude gekühlt wird. Diese Art der Kühlung ist jedoch insbesondere bei der Installation aufwändig und kostenintensiv. In der genannten Druckschrift wird beispielhaft gezeigt, wie ein mehrstöckiges Gebäude in eine Tragstruktur eingehüllt wird, die anschließend mit dem Vorhangelement behängt wird. Dies ist optisch nicht ansprechend, material- und zeitintensiv und somit unpraktisch.
-
Die
DE 197 50 236 C2 offenbart ein System, bei dem Luft in einen zu kühlenden Raum eingeleitet wird, die zuvor über eine Wasserfläche geleitet wird. Diese Wasserfläche ist dabei unterhalb des Gebäudes angeordnet, so dass das Gebäude in herkömmlicher Weise, insbesondere was Statik und Dämmung betrifft gebaut werden kann. Nachteilig ist, das dies insbesondere bei Gebäuden mit Keller aufwändig und kostenintensiv ist und zudem bereits bestehende Gebäude nicht mit dieser Technik ausgestattet werden können.
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung und ein Verfahren zum Kühlen wenigstens einer Gebäudefläche vorzuschlagen, wobei das Verfahren einfach und sicher durchzuführen ist und die Einrichtung kostengünstig und einfach auch bei bereits bestehenden Gebäuden montier- und betreibbar ist.
-
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch eine Einrichtung zum Kühlen wenigstens einer Gebäudefläche mit wenigstens einem Temperatursensor zum Messen einer Temperatur, wenigstens einer Verteilvorrichtung zum Verteilen einer Kühlflüssigkeit auf einer zu kühlenden Gebäudefläche und einer elektrischen Steuerung, die eingerichtet ist, die wenigstens eine Verteilvorrichtung zu aktivieren, wenn die von dem wenigstens einen Temperatursensor gemessene Temperatur einen vorbestimmten Wert überschreitet.
-
Eine derartige Einrichtung kann beispielsweise auf einem Dach eines Hauses, beispielsweise dem schrägen Dach eines Altbaus, angeordnet werden. Der Temperatursensor wird dabei so angeordnet, dass er eine relevante Temperatur misst. Diese kann beispielsweise die Temperatur direkt über dem Dach oder die Temperatur des Daches selbst sein. Alternativ oder zusätzlich dazu kann auch ein Temperatursensor vorgesehen sein, der die Temperatur innerhalb eines Raumes unterhalb des Daches misst. Dabei wird der Temperatursensor vorzugsweise in dem wärmsten Raum angeordnet.
-
Sobald die gemessene Temperatur einen vorbestimmten Wert, der besonders vorteilhafterweise individuell einstellbar ist, überschreitet, aktiviert die elektrische Steuerung die Verteilvorrichtung, die eine Kühlflüssigkeit auf der zu kühlenden Gebäudefläche verteilt. Eine derartige Verteilvorrichtung umfasst vorteilhafterweise wenigstens ein mit Austrittslöchern versehenes Rohr und/oder wenigstens einen mit Austrittslöchern versehenen Schlauch. Das Rohr oder der Schlauch können beispielsweise direkt am First des Daches angebracht werden. Alternativ können beispielsweise auch eine Mehrzahl von Verteildüsen vorgesehen sein.
-
Wird nun aufgrund der hohen gemessenen Temperatur die Verteilvorrichtung durch die elektrische Steuerung aktiviert, tritt eine Kühlflüssigkeit, die beispielsweise Wasser, insbesondere Regenwasser sein kann, aus der Verteilvorrichtung aus. Dadurch wird die zu kühlende Gebäudefläche, beispielsweise das Dach, mit der Kühlflüssigkeit, beispielsweise dem Wasser, benetzt. Aufgrund der hohen Temperaturen, die auf der Gebäudefläche herrschen, verdunstet zumindest ein Teil der Kühlflüssigkeit. Durch die dazu benötigte Verdunstungswärme, wird der Umgebung, also insbesondere der zu kühlenden Gebäudefläche, Wärme entzogen. Auf diese Weise kann effektiv, einfach und ohne grollen Kostenaufwand die zu kühlende Gebäudefläche gekühlt werden.
-
Vorzugsweise umfasst die Einrichtung wenigstens einen Feuchtigkeitssensor zum Messen einer Feuchtigkeit, wobei die elektrische Steuerung eingerichtet ist, die wenigstens eine Verteilvorrichtung zu deaktivieren, wenn die von dem Feuchtigkeitssensor gemessene Feuchtigkeit einen bestimmten Wert überschreitet. Die Kühlflüssigkeit, die aus der Verteilvorrichtung, die beispielsweise am First oder zumindest in einem höher gelegenen Teil der zu kühlenden Gebäudefläche angeordnet ist, austritt, läuft der Schwerkraft folgend an der Gebäudefläche entlang. Beispielsweise läuft sie vom First eines Daches entlang einer schrägen Dachfläche in Richtung Regenrinne. Der wenigstens eine Feuchtigkeitssensor ist nun vorteilhafterweise im unteren Bereich der schrägen Dachfläche, beispielsweise direkt vor der Regenrinne angeordnet. Sobald der Feuchtigkeitssensor feststellt, dass die aus der Verteilvorrichtung austretende Kühlflüssigkeit den Feuchtigkeitssensor erreicht hat, schaltet die elektrische Steuerung die Verteilvorrichtung ab. Sobald nämlich die Kühlflüssigkeit die an dem der Verteilvorrichtung entgegengesetzten Ende der Gebäudefläche angeordneten Feuchtigkeitssensoren erreicht hat, ist sichergestellt, dass ein möglichst großer Teil der zu kühlenden Gebäudefläche, vorzugsweise die gesamte Gebäudefläche, mit Kühlflüssigkeit benetzt ist. Die sich nun auf der Gebäudefläche befindende Kühlflüssigkeit soll jedoch auf der Gebäudefläche lediglich verdunsten und nicht über sie hinweglaufen. Daher kann nachdem die Gebäudefläche großflächig benetzt wurde, die Verteilvorrichtung deaktiviert werden. Sobald die Kühlflüssigkeit auf der zu kühlenden Gebäudefläche soweit verdunstet ist, dass der Feuchtigkeitssensor einen Wert misst, der unterhalb eines vorbestimmten Feuchtigkeitswertes liegt, wird die Verteilvorrichtung wieder aktiviert, sofern die relevante Temperatur noch oberhalb des vorbestimmten Wertes liegt. Dann wird neue Kühlflüssigkeit auf die zu kühlende Gebäudefläche verteilt, so dass durch das Verdunsten dieser neuerlich aufgebrachten Kühlflüssigkeit weitere Kühlung eintritt.
-
Vorzugsweise umfasst die Einrichtung ein Reservoir, aus dem Kühlflüssigkeit der wenigstens einen Verteilvorrichtung zuführbar ist. In einer besonders kostengünstigen und einfachen Ausführungsform einer derartigen Einrichtung ist die Kühlflüssigkeit Wasser, beispielsweise Regenwasser. Dieses kann aufgefangen und in einem Reservoir, beispielsweise einer Regentonne oder einem unterirdischen Tank, gespeichert werden. Über ein Rohrleitungssystem, das das Reservoir mit der Verteilvorrichtung verbindet, kann das Regenwasser bzw. die Kühlflüssigkeit aus dem Reservoir entnommen und der Verteilvorrichtung beispielsweise auf dem Dach des zu kühlenden Hauses, zugeleitet werden. Diese Ausgestaltung ist auch deshalb besonders vorteilhaft, weil bei vielen Gebäuden heutzutage bereits Regenwasserspeicher vorgesehen und vorhanden sind. Daher ist der Installationsaufwand zum Installieren einer derartigen Einrichtung überschaubar, wodurch auch die Anschaffungskosten gering gehalten werden können.
-
Vorzugsweise umfasst die Einrichtung zudem wenigstens eine Auffangvorrichtung zum Auffangen der Kühlflüssigkeit. Dies kann beispielsweise die Regenrinne des Hauses oder eine separat dafür angeordnete Auffangvorrichtung sein. Wird als besonders einfache Ausführungsform die Regenrinne des Hauses als derartige Auffangvorrichtung genutzt, wird das Regenwasser, das bei Regen auf das Dach des Hauses fällt, aufgefangen und dem Reservoir zugeführt und dort gespeichert. Zusätzlich kann das Reservoir an die herkömmliche Wasserversorgung angeschlossen werden, um die für den Fall, dass das aufgefangene Regenwasser zur Kühlung nicht ausreicht, Leitungswasser als Kühlflüssigkeit zur Verfügung zu stellen.
-
Wird nun die Kühlflüssigkeit durch die Verteilvorrichtung auf die zu kühlende Gebäudefläche aufgebracht, läuft die Kühlflüssigkeit vorzugsweise über die Gebäudefläche hinweg. Ist die Gebäudefläche beispielsweise eine schräge Dachfläche des Gebäudes, kommt die Kühlflüssigkeit nachdem sie die gesamte Dachfläche überquert hat in der Regenrinne des Hauses an. Um möglichst sparsam mit der Kühlflüssigkeit umzugehen, wird diese Kühlflüssigkeit, die beim Überqueren der zu kühlenden Gebäudefläche nicht verdunstet ist, aufgefangen und dem Reservoir wieder zugeführt. Diese Kühlflüssigkeit kann durch die Verteilvorrichtung ein weiteres Mal auf die zu kühlende Gebäudefläche aufgebracht werden.
-
Mit einer derartigen Einrichtung können jedoch nicht nur bereits bestehende Dächer und Gebäude aus- bzw. nachgerüstet werden. Besonders vorteilhafterweise können auch Neubauten mit einer derartigen Einrichtung versehen werden. Dabei ist es dann in einer besonders einfachen und optisch ansprechenden Ausführungsform möglich, die Verteilvorrichtung in Form von speziell dafür vorgesehenen Dachziegel vorzusehen. Insbesondere können die Firstziegel, die den Dachfirst des Hauses bilden, mit einer Rohrleitung und Austrittslöchern versehen sein, so dass keine zusätzlichen, den optischen Eindruck des Daches ggf. beeinträchtigenden, Austritts- und Verteilvorrichtungen vorgesehen sein müssen. Die Firstziegel, die in diesem Fall über einen Teil einer Rohrleitung verfügen, können bei der Montage einfach ineinander geschoben werden, so dass die verschiedenen Rohrleitungsteile eines jeden Firstziegels eine über den gesamten Dachfirst verlaufende Rohrleitung bilden, die vorteilhafterweise über die gesamte Firstlänge des Daches mit Austrittslöchern versehen sind. Ggf. können integrierte Dichtungen, beispielsweise O-Ringe, vorgesehen sein, um eine dichte Verbindung der einzelnen Firstziegel zu gewährleisten.
-
Wird ein bereits bestehendes Dach mit einer Einrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung nachgerüstet, können Rohre und/oder Schläuche, die die Verteilvorrichtung bilden, über geeignete Halterungen nachträglich am First oder im oberen Teil eines Schrägdaches angeordnet werden. Natürlich ist es auch möglich, beispielsweise senkrechte Gebäudewände mit einer derartigen Einrichtung zum Kühlen der Gebäudeflächen auszurüsten, um so auch Wandflächen kühlen zu können. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn beispielsweise die Wandfläche nach Süden ausgerichtet ist und ggf. mit einem dunklen Material, beispielsweise Schiefer oder dunklen Klinkern, verkleidet ist.
-
Die Erfindung betrifft daher auch ein Dach mit einer Einrichtung zum Kühlen wenigstens einer Gebäudefläche.
-
Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zum Kühlen wenigstens einer Gebäudefläche, das die folgenden Schritte umfasst:
- a) Messen einer Temperatur mit wenigstens einem Temperatursensor,
- b) Vergleichen der gemessenen Temperatur mit einem vorbestimmten Wert,
- c) Verteilen einer Kühlflüssigkeit auf der wenigstens einen zu kühlenden Gebäudefläche durch wenigstens eine Verteilvorrichtung wenn die gemessene Temperatur größer ist als der vorbestimmte Wert.
-
Dabei findet das Verteilen der Kühlflüssigkeit bevorzugt in einem oberen Bereich der wenigstens einen zu kühlenden Gebäudefläche statt. Damit kann gewährleistet werden, dass die verteilte Kühlflüssigkeit der Schwerkraft folgend sich über einen möglichst großen Bereich der zu kühlenden Gebäudefläche verteilt. Dies hat einerseits den Vorteil, dass möglichst viel der zu kühlenden Gebäudefläche benetzt und damit gekühlt wird und zum anderen eine möglichst große Oberfläche mit der verteilten Kühlflüssigkeit bedeckt wird, so dass eine besonders gute Verdunstung der Kühlflüssigkeit und damit ein besonders großer Kühleffekt gewährleistet ist.
-
Vorteilhafterweise umfasst das Verfahren zudem die folgenden Schritte:
- d) Messen einer Feuchtigkeit mit wenigstens einem Feuchtigkeitssensor in einem unteren Bereich der zu kühlenden Gebäudefläche,
- e) Deaktivieren der wenigstens einen Verteilvorrichtung, wenn die von dem wenigstens einen Feuchtigkeitssensorgemessene Feuchtigkeit einen vorbestimmten Feuchtigkeitswert überschreitet.
-
Mit einem im unteren Bereich der zu kühlenden Gebäudefläche angeordneten Feuchtigkeitssensor wird dabei überwacht, ob und ggf. wann die verteilte Kühl flüssigkeit sich über einen möglichst grollen Anteil der zu kühlenden Gebäudefläche verteilt hat. Sobald dies der Fall ist wird am Feuchtigkeitssensor eine Feuchtigkeit gemessen, deren Wert den vorbestimmten Feuchtigkeitswert übersteigt. Dann wird die Verteilvorrichtung deaktiviert, so dass keine weitere Kühlflüssigkeit auf die zu kühlende Gebäudefläche verteilt wird. Erst wenn die zu kühlende Gebäudefläche soweit abgetrocknet ist, dass der von dem wenigstens einen Feuchtigkeitssensor gemessene Wert unterhalb des vorbestimmten Feuchtigkeitswertes liegt und gleichzeitig die von den wenigstens einen Temperatursensor gemessene Temperatur höher ist als der voreingestellte Wert, wird die Verteilungsvorrichtung wieder aktiviert und zusätzliche Kühlflüssigkeit auf die zu kühlende Gebäudefläche verteilt.
-
Mit Hilfe einer Zeichnung wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung näher erläutert. Es zeigt:
-
1 – eine schematische Darstellung eines Hauses mit einer Einrichtung zum Kühlen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
-
1 zeigt ein Haus 1, das über ein aus zwei schrägen Dachflächen bestehendes Dach 2 verfügt. An einem First 4 sind zwei Rohre 6 angeordnet, die über die Länge des Firstes 4 mit Austrittslöchern versehen sind.
-
Unterhalb des Daches 2 befindet sich eine Dachgeschosswohnung, in der ein Thermostat 8 angeordnet ist. Über diesem Thermostat 8 kann ein vorbestimmter Wert für eine Temperatur eingestellt werden, oberhalb der eine Verteilvorrichtung, die im gezeigten Ausführungsbeispiel aus den beiden Rohren 6 besteht, aktiviert wird.
-
In einem Reservoir 10 befindet sich Kühlflüssigkeit, die einerseits durch eine separate Zuleitung 12 oder durch eine Auffangvorrichtung 14, die im gezeigten Ausführungsbeispiel die Dachrinnen des Hauses 1 darstellen, in das Reservoir 10 eingeleitet wurde. Über eine Rohrleitung 16, in deren Verlauf sich eine Pumpe 18 befindet, kann die Kühlflüssigkeit, die beispielsweise Regenwasser sein kann, aus dem Reservoir 10 in die Rohre 6 direkt am First 4 des Hauses 1 gepumpt werden. Dort wird sie durch nicht gezeigte Austrittslöcher auf die Dachflächen 20 verteilt und läuft, der Schwerkraft folgend, auf diesen Dachflächen 20 nach unten.
-
Die Pumpe 18 ist über eine elektrische Steuerung 22 steuerbar. Innerhalb der Dachgeschosswohnung befindet sich ein Temperatursensor, der beispielsweise Teil des Thermostaten sein kann. Dieser ist mit der elektrischen Steuerung 22 verbunden. Sobald ein von dem Temperatursensor gemessener Temperaturwert oberhalb des am Thermostat 8 eingestellten Wertes liegt, wird die elektrische Steuerung 22 die Pumpe 18 derart ansteuern, dass Kühlflüssigkeit aus dem Reservoir 10 über die Rohrleitung 16 in die Rohre 6 gepumpt wird. Wie bereits dargelegt, tritt die Kühlflüssigkeit hier aus und läuft der Schwerkraft folgend die Dachflächen 20 herunter.
-
Im in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel sind an den Dachflächen 20 mehrere Feuchtigkeitssensoren 24 angeordnet. Auch diese sind mit der elektrischen Steuerung verbunden. Sobald die Kühlflüssigkeit aus den Rohren 6 über die Dachflächen 20 bis zu den Feuchtigkeitssensoren 24 gelaufen ist, messen die Feuchtigkeitssensoren eine Feuchtigkeit, die oberhalb eines vorbestimmten Feuchtigkeitswertes liegt. Die elektrische Steuerung 22 ist dazu eingerichtet, in diesem Fall die Pumpe 18 und damit die Verteilvorrichtung zu deaktivieren, so dass aus dem Rohr 6 keine weitere Kühlflüssigkeit auf die Dachflächen 20 verteilt wird.
-
Der Teil der Kühlflüssigkeit, der die Dachflächen 20 herunterläuft und über den Feuchtigkeitssensor 24 gelangt, wird von den Auffangvorrichtungen 14, also den Regenrinnen, aufgefangen und wieder dem Reservoir 10 zugeleitet.
-
Die gezeigten Rohre 6 mit dem Austrittslöchern können bei vorhandenen Dächern nachträglich mit geeigneten Halterungen direkt am First befestigt werden. Auch eine Befestigung an anderen Stellen der Dachflächen 20 ist natürlich möglich. Werden Dächer neu eingedeckt, können spezielle Firststeine verwendet werden, die so konstruiert sind, dass beidseitig ein Rohr 6 mit Löchern bereits integriert ist. Diese Firstziegel können bei der Montage einfach ineinander geschoben werden. Eine ggf. nötige Abdichtung kann dann über integrierte Dichtungen, beispielsweise O-Ringe erfolgen. Eine Zuleitung kann statt der gezeigten Rohrleitung 16 auch über spezielle Zuleitungsziegel erfolgen.
-
Die Vorteile einer Einrichtung zum Kühlen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung liegen darin, dass bei vielen Gebäuden Regenwassersammeltanks und Reservoirs bereits vorgesehen bzw. sogar bereits vorhanden sind. Es entstehen nur geringe Stromkosten, da der Energiebedarf der erfindungsgemäßen Einrichtung sehr niedrig ist. Damit wird eine umweltfreundliche Klimatisierung erreicht.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Haus
- 2
- Dach
- 4
- First
- 6
- Rohr mit Austrittslöchern
- 8
- Thermostat
- 10
- Reservoir
- 12
- Zuleitung
- 14
- Auffangvorrichtung
- 16
- Rohrleitung
- 18
- Pumpe
- 20
- Dachflächen
- 22
- elektrische Steuerung
- 24
- Feuchtigkeitssensoren
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102005051841 A1 [0005]
- DE 19750236 C2 [0006]
