DE102015002136A1 - Modular aufgebautes Heizsystem zur Anbringung im Fensterbereich zur Heizungsunterstützung mittels solarer Energie - Google Patents

Abstract

Das System ist modular aufbaubar. Dabei sind im speziellen, ohne darauf beschränkt zu sein, die Maße des Systems den vorliegenden Bedingungen wie z. B. Breite und Höhe des Fensters anpassbar

Description

• Stand der Technik
• Derzeit bekannte Solarvorsätze für Fensterscheiben sind so konzipiert, dass sie, starr verbaut mit glatten Absorber Flächen oder aneinandergefügten Röhrensystemen versehen, die UV Einstrahlung unter Zuhilfenahme der Glasscheibe zur Lufterwärmung des Rauminneren nutzen. Je nach Bauweise wird dabei die gesamte Glasfläche zur Wärmegewinnung genutzt. Dadurch wird eine Durchsicht durch das Fenster erschwert.
  > WO 2006102891 A2 // JP HO 2120125 A // WO 2005008146 A1 // US 5161519 A // DE 2011/000106
• Beschreibung
• Bei der Solarthermbox 2. handelt es sich um ein System zur Heizungsunterstützung mittels solarer Energie im Fensterbereich. Die Solarthermbox ist so aufgebaut, dass unterschiedliche Absorber zur Wärmegewinnung verwendet werden können. (A.) einzeln steckbare Absorberlamellen – (B.) fest verbaute und steckbar an der Top Box anzubringendes Absorber Module. Dadurch ist das System modular aufbaubar und kann individuell der Fensterbreite angepasst werden. (Schutzanspruch 1).
• Die unterschiedlichen Absorber wandeln bei vorliegender solarer Energie diese in Wärme um. Die Verteilung der Wärme geschieht mittels eines in der Top Box verbauten, elektrisch betriebenen Ventilators im Umluftverfahren. Im unteren Bereich der Absorber wird die kühlere Luft angesaugt, dann mittels solarer Energie erwärmt und abschließend mittels des Ventilators dem zu erwärmenden Raum zugeführt.
• Die Regelung des Ventilators übernimmt die in der Top Box verbaute Temperatursteuerung. Mittels Temperatursensoren ermittelt die Steuerung, ob eine Temperaturdifferenz zwischen Raum und Absorber vorliegt. Liegt eine erhöhte Temperatur gegenüber dem Raum an den Absorbern vor, schaltet die Regelung den Ventilator ein. Auf diese Weise entsteht in dem zu heißenden Raum eine erzwungene Konvektion. Der Ventilator bleibt in Betrieb, bis entweder a. keine solare Energie mehr vorliegt, oder b. die gewünschte Raumtemperatur erreicht ist. Liegt der Fall b. vor, geht die Steuerung in den Modus Wärmeenergieerhaltung über. Dabei wird die Drehzahl des Ventilators minimiert, somit der Luftumsatz reduziert. Bei der Verwendung der Absorberlamellen werden diese automatisch aus der direkten Sonneneinstrahlung axial herausgeschwenkt, die Wärmeerzeugung dadurch vermindert (Schutzanspruch 5). In der Temperatursteuerung ist zusätzlich ein Rauchsensor verbaut (Schutzanspruch 2). Bei vorliegender Rauchentwicklung schaltet der Sensor dabei den Ventilator aus und gibt ein akustisches Signal von sich. Durch diese Funktion wird eine weitere Rauchverbreitung durch den Ventilator ausgeschlossen.
• Die axiale Ausrichtung der Absorberlamellen kann manuell oder automatisch erfolgen. Die automatische Nachführung übernimmt dabei die über fotosensorische Elemente informierte Steuerung. Sie gibt einen entsprechenden Befehl zur Drehung der Absorberlamellen an den Schrittmotor weiter. Je nach dem sich im Tagesverlauf veränderten Sonnenstand richten sich durch diese Technik die Lamellen nachführend der direkten Sonneneinstrahlung aus. Dieser Vorgang dient zur optimalen solaren Energiebsorption der Lamellen. Liegt keine solare Energie vor, drehen sich die Lamellen in die Null Position. Dabei stehen die Lamellen quer zur Fensterscheibe und ermöglich somit eine weitgehend freie Sicht durch das Fenster (Schutzanspruch 6). Im Nachtbetrieb schließen sich die Lamellen und ermöglichen somit keine Einsicht von außen (Schutzanspruch 6).
• Die Lamellen sind mit einer absorbierenden und einer abstrahlender Beschichtung versehen und aus wärmeleitenden metallischen Material hergestellt. Zur Bündelung der solaren Einstrahlung sind die Lamellen Hohlspiegeln nachempfunden (Zeichnung Blatt 5 7) (Schutzanspruch 4). Die absorbierende Fläche befindet sich im Heizbetrieb auf der sich zur Fensterscheibe gerichteten Seite. Im Sommerbetrieb ist die abstrahlende dem Fenster zugewandt. Somit wird in den wärmeren Jahreszeiten eine direkte Sonneneinstrahlung durch das System vermindert.
• Bei der Variante B. werden fest stehende Module zur Wärmeerzeugung verwendet. Wie auch die Absorberlamellen sind sie mit einer absorbierenden und abstrahlenden Beschichtung versehen und aus wärmeleitendem metallischem Material hergestellt. Durch die spezielle Verformung der Absorberfläche wird eine größere Oberfläche gegenüber einer glatten Absorberfläche geschaffen (Schutzanspruch 3). Modular anwendendbar können sie zwar der Breite des Fensters angepasst und mit der Top Box verbunden werden, können aber nicht nachführend dem Sonnenstand ausgerichtet werden. Durch die spezielle Verformung dieser Absorberbleche ergibt sich eine größere Einstrahlungsfläche gegenüber glatt verarbeiteten Absorberflächen.
• Befestigt wird die Top Box an der Oberkante einer Fensterscheibe. Dabei können Vakuum Befestigungen an der Scheibe angebracht und die Top Box in die Befestigung eingehakt werden (Zeichnung Blatt 6 8). Unter Anwendung eines anderen Befestigungssystems wird die Top Box mittels Einhängevorrichtung oben am Fensterflügel befestigt (Zeichnung Blatt 6 9). Zur Absicherung befindet sich an der Rückseite der Top Box eine mit Haken versehende Schnur. Dieser Haken wird an der Oberseite des Fensterflügels eingehängt und verhindert ein Herunterfallen des Systems vom Fenster (Zeichnung Blatt 6 8 + 9). Die untere Lamellenführung dient der Fixierung der einzelnen an den Aufnahmen befestigten Absorberlamellen (Zeichnung Blatt 2 + 6). Des Weiteren ist die untere Aufnahme mit einem Sicherheitsschutz versehen. Befestigt wird diese Einheit mittels Vakuumbefestigung an der Fensterscheibe.
• Zeichnung Blatt 1 1: Perspektivische Gesamtansicht der modular aufbaubaren Solarthermbox 2. mit Top-Box-Erweiterungsmodul und feststehenden Absorbern
• Zeichnung Blatt 2 2: Perspektivische Gesamtansicht der modular aufbaubaren Solarthermbox 2. mit Top Box-Erweiterungsmodul-Absorberlamellen und unterer Lamellenführung.
• Zeichnung Blatt 3 3-4-5: Stellt die Top-Box mit den integrierten Bestandteilen und Seitenteil das Erweiterungsmodul mit Abdeckung sowie die Frontabdeckung dar.
• Zeichnung Blatt 4 6: In der 6 wird ein feststehendes, speziell geformtes Absorber-Panel in der Vorder- und Seitenansicht dargestellt.
• Zeichnung Blatt 5 7: Die Fig. Zeigt die gerundete Absorberlamelle in den Ansichten Front-, Rück- und Draufsicht.
• Zeichnung Blatt 6 8-9-10: perspektivisch sind in der 8 das Befestigungssystem der Top-Box an der Scheibe mittels Vakuum Befestigung und Sicherheitsleine mit Haken – 9 die Befestigung der Top-Box zum Einhängen am Fensterflügel mit Sicherheitsleine und Haken und 10 die untere Lamelle Führung mit Sicherheitsabdeckung.
• Bezugszeichenliste

• a.

  Gehäuseunterteil Top Box

  b.

  Frontabdeckung Top Box

  c.

  Linke und rechte Abdeckung

  d.

  Erweiterungsmodul mit Frontabdeckung

  e.

  Öffnung Lüfter mit Schutzabdeckung

  f.

  Öffnung Display

  g.

  Nicht nachgeführtes Absorber Modul, modular erweiterbar

  h.

  Absorber-Lamellen

  i.

  Untere Lamellenführung mit Sicherheitsabdeckung

  j.

  Elektronische Steuerung mit Anzeige

  k.

  Schrittmotor zur Lamellen-Nachführung

  l.

  Ventilator

  m.

  Verstellbare Aufnahmen der Absorber-Lamellen

  n.

  Vakuum Befestigung für Befestigung Top-Box

  o.

  Befestigung Top Box zum Einhängen am Fensterflügel

  p.

  Befestigung Top Box Für Vakuumaufhängung

  q.

  Sicherheitsleine der Befestigung Top-Box mit Haken

  r.

  Vakuum-Sauger untere Lamellenführung

  s.

  Reflektierende Seite der Absorber (g, h)

  t.

  Absorbierende Seite der Absorber (g, h)

  u.

  Anschlussbuchse

  v.

  Schalter

• 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
• WO 2006102891 A2 [0001]
• JP 2120125 A [0001]
• WO 2005008146 A1 [0001]
• US 5161519 A [0001]
• DE 2011/000106 [0001]

Claims (6)

1. Das System ist modular aufbaubar. Dabei sind im speziellen, ohne darauf beschränkt zu sein, die Maße des Systems den vorliegenden Bedingungen wie z. B. Breite und Höhe des Fensters anpassbar
2. In der Temperatursteuerung ist ein Rauchmelder inbegriffen, der den Lüfter bei Rauchentwicklung automatisch ausschaltet.
3. Das Absorbermodul (g) ist zur Vergrößerung der absorbierenden Modulfläche speziell verformt.
4. Die Absorberlamellen sind zur optimalen Bündelung der einfallenden Strahlung speziell verformt.
5. Bei Nutzung der Absorberlamellen werden diese dem Sonnenstand mittels Solarsteuerung nachgeführt.
6. Bei Nutzung der Absorbelamellen kann das System manuell oder automatisch in verschiedene Betriebszustände geschaltet werden.

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