DE19849662A1

DE19849662A1 - Verfahren zur Beeinflussung der Raumtemperatur und Raumluftfeuchte un thermo-hygro-aktives Bauelement hierzu

Info

Publication number: DE19849662A1
Application number: DE1998149662
Authority: DE
Inventors: Burkhard Heyden
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-10-29
Filing date: 1998-10-29
Publication date: 2000-05-04

Abstract

Um ein Verfahren zur Beeinflussung der Raumtemperatur und Raumluftfeuchte und ein thermo-aktives Bauelement hierzu, welches ein wasserdichtes Röhrensystem enthält, dahingehend weiterzubilden, daß mit diesem Bauelement auch die Wasserdampfabgabe an die Raumluft und die Wasserdampfaufnahme aus der Raumluft ohne Auftreten von flüssigem Wasser an den Oberflächen des Bauelementes ermöglicht werden kann, wird vorgeschlagen, DOLLAR A a) daß zusätzlich ein wasserdurchlässiges Röhrensystem zu integrieren ist, DOLLAR A b) das das Bauteil eine Wärme- und Feuchtespeicherkapazität besitzt, die auf die Wärme- und Feuchtespitzen im Raum dämpfend wirkt, DOLLAR A c) daß die Wärmezu- oder die Wärmeabfuhr zeitversetzt zu ihrem Entstehen im Raum durch das wasserdichte Röhrensystem - durchflossen von einem Heiz- oder Kühlmittel - erfolgt, DOLLAR A d) daß die Feuchtezu- oder die Feuchteabfuhr zeitversetzt zu ihrem Entstehen im Raum durch das permeable Röhrensystem - gefüllt mit Wasser zur Befeuchtung oder mit Luft oder einem Luft-Wasser-Wasserdampf-Gemisch bei gleichzeitigem Unterdruck zur Entfeuchtung - erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Heizen oder Kühlen eines Rau mes bei gleichzeitiger Be- oder Entfeuchtung der Raumluft mittels eines thermo-hygro-aktiven Bauelementes, welches eine raumbegrenzende oder raumteilende Funktion erfüllt, bestehend aus einem wasser- und wasserdampfdurchlässigen (im weiteren porös genannt) Baustoff in wel chem ein wasserdichtes Röhrensystem durchflossen von einem Heiz- oder Kühlmittel und in welchem weiterhin ein wasserdurchlässiges Röh rensystem gefüllt mit Wasser zur Befeuchtung oder mit Luft oder einem Luft-Wasser-Wasserdampf-Gemisch bei gleichzeitigem Unterdruck zur Entfeuchtung integriert sind, und ein thermo-hygro-aktives Bauelement hierzu.

Das Heizen und Kühlen von Räumen und das Be- und Entfeuchten der Raumluft erfolgt in modernen Anlagen durch Klimaanlagen mit soge nannten Nur-Luft-Systemen oder durch Wasser-Luft-Systeme. Die Anfor derungen Heizen, Kühlen, Befeuchten und Entfeuchten können einzeln oder kombiniert entsprechend der nachfolgenden Matrix auftreten.

Moderne Nur-Luft-Systeme werden in ihren Luftvolumenströmen und Lufteintrittszuständen so bemessen und im praktischen Betrieb so gere gelt, daß die quantitativen positiven oder negativen Wärme- und Feuch telasten, welche die jeweiligen Einzel- oder Kombinationsanforderung hervorrufen, abgeführt werden. Dies ist im stationären und quasistationä ren Fall - der im allgemeinen angestrebt wird - erfüllt, wenn die Enthalpie bilanz und die Feuchtebilanz um die Zu- und Abluftströme einschließlich der Wärme- bzw. Feuchtelasten des Raumes Null ergeben. Aus den Bi lanzgleichungen können für fixierte Raumluftzustände die Eintrittspara meter Zulufttemperatur und Zuluftfeuchte berechnet werden. Bei richtiger Anlagendimensionierung folgen diese automatisch, wenn die Raumtem peratur und die Raumluftfeuchte als Sollwerte der Regelung dienen.

Moderne Wasser-Luft-Systeme führen im Grenzfall nur die hygienisch notwendigen Luftvolumenströme dem Raum zu. Diese Luftvolumenströme führen die gesamte Feuchtelast des Raumes ab, können aber nur einen sehr kleinen Anteil der maximal vorkommenden Wärmelast übernehmen. Der größte Lastanteil wird beispielsweise durch Heiz- und Kühlflächen - vornehmlich durch Heiz- und Kühldecken - kompensiert. Der Lufteintritts zustand ist so zu bemessen und im praktischen Betrieb so zu regeln, daß die Feuchtelast abgeführt wird und der Raumluftzustand bezogen auf die Feuchte auch bei niedrigen Außenluftfeuchten und geringer Feuchtelast im behaglichen Bereich liegt. Dies ist im stationären und quasistationären Fall erfüllt, wenn die Feuchtebilanz um die Zu- und Abluftströme ein schließlich der Feuchtelast des Raumes Null ergibt. Aus der Bilanzglei chung kann für fixierte Raumluftzustände die Zuluftfeuchte berechnet werden. Die Zulufttemperatur wird nach funktionstechnischen Gesichts punkten festgelegt, z. B. wird bei Quellüftung eine bestimmte Untertempe ratur am Eintritt realisiert, um die Verteilung der Zuluft über dem Fußbo den möglichst gleichmäßig zu gestalten und damit die Lüftungseffektivität zu sichern. Mit der Wahl der Zulufttemperatur ist die Größe der Wärme last, die kompensierbar ist, determiniert. Der bedeutend größere Restbe trag muß von den wasserdurchflossenen Heiz- und Kühlflächen über nommen werden. Die Auslegung erfolgt nach hinreichend bekannten Me thoden, wobei die Kühlflächenbemessung von der Randbedingung aus geht, daß die Taupunkttemperatur der Raumluft an keiner Stelle unter schritten wird. Bei richtiger Anlagendimensionierung und bei richtigem Re gelungsregime einschließlich der Sequenzen ergeben sich die Parameter Zuluftfeuchte und Wassereintrittstemperatur der Heiz- und Kühlflächen automatisch, wenn die Raumtemperatur und die Raumluftfeuchte als Sollwerte der Regelung dienen.

Die beschriebenen Verfahren können die komplexen - in der Matrix dar gestellten - Anforderungen korrekt erfüllen. Der energetische Aufwand zur Aufbereitung der Außenluft ist jedoch sehr hoch, da z. B. die Entfeuchtung in der Regel mittels Luftkühler, deren Oberflächentemperaturen unter der Taupunkttemperatur der Luft liegt, erfolgt. Die stark abgekühlte Luft muß anschließend wieder unter Energieaufwand aufgewärmt werden. Die Luft befeuchtung unter Beibehaltung der Temperatur ist ebenfalls sehr energi eintensiv, da zur Befeuchtung Wasserdampf eingesetzt werden muß. Er folgt die Befeuchtung durch versprühtes Wasser, so wird die Verdamp fungsenthalpie zunächst unter starker Abkühlung aus der Luft entnom men, die anschließend einer Erwärmung bedarf. Bezüglich des zuzufüh renden sehr hohen Enthalpiestromes sind beide genannten Verfahren gleichwertig. Es gibt deshalb zahlreiche Vorschläge die Luftaufbereitungs verfahren bezüglich des Energieaufwandes und/oder der Betriebskosten zu optimieren:
KRESLIN, A.: Automatische Steuerung von Klimaanlagen. Verlag Literatur für Bauwesen: Moskau 1972.
BORK, P.: Energieeinsparung bei Lüftungs- und Klimaanlagen mit Hilfe verbesserter Automatisierungskonzepte. atp (1986) Heft 4
BORK, P.: Verfahren zur Optimierung des Energieverbrauchs einer Luftaufbereitungsanlage. Patentschrift 34 39 288, München 1986
FEDER, U.: Grundstrukturen und Steueralgorithmen zur wirtschaftlichen Betriebsweise von Klimaanlagen und Möglichkeiten der Prozeßbewertung. Dissertation TU Dresden 1992
FEDER, U.: Patentschrift DD 295 706 A5
GLÜCK, B.: Verfahren zum Regeln von Temperatur und Feuchte von Luft in Räumen mittels einer raumlufttechnischen Anlage. Patent 43 30 646 (1993)
GLÜCK, B., SCHILLER, H.: Kombinationsverfahren zum optimalen Steuern und Regeln von Klimaanlagen. Patentanmeldung 1989.

Vielfach versuchte man, die Luftaufbereitung zu umgehen und die notwen dige Außenluftzufuhr durch Fensterlüftung zu realisieren. Der Einsatz von Kühldecken mit Fensterlüftung hat sich jedoch nicht bewährt, da gerade an schwülwarmen Sommertagen aufgrund des hohen Taupunktes der Außenluft die Kaltwassertemperatur angehoben werden muß, um Kon densation an den Rohrleitungen und den Paneelen zu vermeiden, wo durch die Leistung der Kühldecke stark sinkt.

In neuerer Zeit gab es Vorschläge die Kühlung und Entfeuchtung der Raumluft im Raum mittels Membranabsorption unter Verwendung wäßri ger Salzlösungen in Hohlmembranen zu lösen:
EWERT, M., GLÜCK, B., SCHILLER, H., ALBRECHT, W., HILKE, R., WEIGEL, TH.: Verfahren zur Kühlung oder Heizung eines Raumes bei gleichzeitiger Entfeuchtung und Kühl- bzw. Heizelement hierzu. Patentanmeldung 1998.

Es wird der Einsatz einer LiCl-Lösung in hydrophoben, hochporösen Hohlmembranen vorgeschlagen, die den Wärme- und Stofftransport aus dem Raum übernimmt. Der Absorbensflüssigkeitsstrom muß außerhalb des Raumes - beispielsweise in einer Zentrale - durch energieintensive Kühlung des Stoffstromes und Aufkonzentrierung - beispielsweise durch Membrandestillation eines Teilstromes - auf die ursprünglichen Zustands größen, die am Eintritt in das im Raum befindliche Bauelement galten, gebracht werden, so daß ein stationärer Kreislauf entsteht.

Alle genannten Verfahren haben den Nachteil, daß die Energieaufwen dungen durch erhebliche Primärenergieanteile geprägt sind. Umweltener gie kann wegen üblicherweise niedriger Temperaturen und/oder nicht zeitgleicher Bereitstellung nur in engen Teilbereichen eingesetzt werden.

Zukunftsträchtig erscheint deshalb der Einsatz und das bewußte Einbe ziehen von Wärme- und Feuchtigkeitsspeicherkapazitäten im Raum, die die komplexen Aufgaben der Raumtemperatur- und Raumluftfeuchtebe einflussung - gemäß der dargestellten Matrix - über längere Zeiträume strecken, d. h. bewußt in instationäre Vorgänge überführen, um Umwelte nergiedargebote maximal nutzen zu können.

Die Größe der Wärme- und Feuchtespeicherpotentiale und ihre Nutzbar keit verdeutlicht die nachfolgende Überschlagsrechnung.

Wärmespeicherung in den Raumumfassungen aus Beton:

q = δ a ρ c Δt = 1 800 000 J/m²g_Bodenfläche

mit
δ = 0,05 m Speicherdicke des Bauteils (Teil der Gesamtdicke)
a = 3 Verhältnis der raumseitigen Oberfläche der spei chernden Bauteile zur Bodenfläche
ρ = 2400 kg/m³ Dichte des Bauteils (Beton)
c = 1000 J/(kg K) spezifische Wärmespeicherkapazität
Δt = 5K Temperaturschwankung im Bauteil (z. B. zwischen der Temperatur nach Vorkühlung des Bauteils und der Temperatur nach vollständiger Aufheizung).

Bei einer Wärmelast in einem Büro von q = 50 W/m² _Bodenfläche ist damit der Wärmeeintrag über

τ = q/q = 36 000 s = 10 h

speicherbar.

Feuchtespeicherung in den Umfassungen (z. B. offenporiger Kalkzement putz):
Bei einem Anstieg der relativen Raumluftfeuchte von 40% auf 80% sind in 10 h etwa 50 g_Wasser/m² _Oberfläche aufnehmbar [RECKNAGEL, SPRENGER, SCHRA-MEK: Taschenbuch für Heizung + Klimatechnik, 68. Auflage, Seite 187. München: Oldenbourg 1997]. Bei a = 3 sind dies 150 g_Wasser/m² _Bodenfläche. Demgegenüber steht die innere Last bei Büronutzung (1 Per son pro 10 m² _Bodenfläche mit einer Wasserabgabe von 60 g_Wasser/h) von etwa 6 g_Wasser/(m² _Bodenfläche h).

Derartige Überlegungen sind teilweise im thermischen Bereich mit der bekannten, zur Zeit mehrfach angewandten Methode der Bauteilheizung und Bauteilkühlung realisiert. Beim sogenannten BATISO®-Verfahren werden durch im Beton eingegossene, wasserdurchflossene Rohrregister die raumbegrenzenden Bauteile - in der Regel die Decken - auf einer be stimmten Temperatur - beispielsweise 20°C bis 22°C - gehalten, wobei der Wasserstrom außerhalb des Raumes in Abhängigkeit der thermischen Raumlast gekühlt oder geheizt werden muß. Den Feuchtetransport (sen sible Raumlast) übernimmt in gewohnter, vorher beschriebener Weise die Lüftung.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der ein gangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß mit einem raum begrenzenden oder raumteilenden Bauelement die Wärmezu- oder -ab fuhr kombiniert mit einer Feuchtezu- oder -abfuhr ohne Entstehen von Kondenswasser auf der Oberfläche ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Der Kerngedanke für das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß erkannt worden ist, daß das thermo-hygro-aktive Bauteil - bestehend aus einer Wärme- und Feuchtespeicherkapazität - auf die Wärme- und Feuchtespitzen dämpfend wirkt und daß die Wärmezu- oder die Wär meabfuhr zeitversetzt zu ihrem Entstehen im Raum durch ein wasser dichtes Röhrensystem - durchflossen von einem Heiz- oder Kühlmittel - erfolgen kann, und daß die Feuchtezu- oder die Feuchteabfuhr zeitver setzt zu ihrem Entstehen im Raum durch ein wasser- und wasserdampf durchlässiges (permeables) Röhrensystem - gefüllt mit Wasser zur Be feuchtung oder gefüllt mit Luft oder einem Luft-Wasser-Wasserdampf- Gemisch bei gleichzeitigem Unterdruck zur Entfeuchtung - erfolgen kann, wobei die Wärmequellen bzw. -senken außerhalb des Raumes im ge schlossenen Wärmeträgerkreislauf integriert sind und ihre Wirkungen steuerbar nach Bedarf und Anfall der Wärmeenergie unter Auswertung individuell gestaltbarer Zielfunktionen optimiert werden können, und wobei außerdem die Aktivierung des Be- bzw. Entfeuchtungssystems durch Wasserzufuhr nahezu drucklos oder durch Erzeugung und Aufrechterhal tung eines Vordruckes, beispielsweise durch eine Förder- und Druckhal tepumpe, bzw. durch Absaugen des Wassers und Unterdruckbildung so wie deren Aufrechterhaltung, beispielsweise durch eine saugseitig ange schlossene Luftpumpe oder eines Gebläses, nach Bedarf gesteuert wird. Durch gezielte Überlagerung (Kombination) der beschriebenen Aktivitäten kann eine Vielzahl von Klimatisierungsaufgaben gelöst werden.

Welche der möglichen Kombinationen im praktischen Fall konstruktiv rea lisiert werden, ist im Interesse der Wirtschaftlichkeit von der Häufigkeit des Auftretens abhängig zu gestalten. Um die Anforderungshäufigkeit beur teilen zu können, wird die eingangs dargestellte Matrix mit Jahresstunden gefüllt.

Der zulässige Behaglichkeitsbereich für Wohn- und Büroräume wird nach den anerkannten Regeln (z. B. DIN 4701, DIN 1946/02) überschlägig durch die Isothermen t = 20°C und t = 26°C, die Isohygre x = 11,5 g_w/kg_tL (Schwülegrenze) und die relativen Feuchten ϕ = 30% und p 65% begrenzt. Dieser Bereich ist in Fig. 1 nach [GLÜCK, B.: Vergleichspro zesse der Klimatechnik. Heidelberg: C. F. Müller Verlag 1998] dargestellt:

Fig. 1 Mollier-h,x-Diagramm für feuchte Luft mit eingetragenem Behag lichkeitsbereich für Menschen in Wohn- und Bürogebäuden und näherungsweise Kennzeichnung der Außenluftzustände, die ei nen energieintensiven Betrieb der Heizungs- und RLT-Anlage er fordern.

Läßt man gewisse Toleranzen zu und beachtet die üblichen Effekte wie innere Wärmequellen, Sonneneinstrahlung, Speichervermögen, individu eile Lüftungs- und Verschattungsgewohnheiten usw., so kann um diesen zulässigen Behaglichkeitsbereich ein "vergrößertes Energienullgebiet" abgesteckt werden. Dies bedeutet, daß in diesem Gebiet von Außenluft zuständen bei geringen, vertretbaren Komforteinbußen nicht unbedingt die Heizung, Kühlung, Befeuchtung oder Entfeuchtung betrieben werden muß. Außerhalb der durch die Begrenzungen gebildeten Außenluftberei che sind jedoch einzelne oder kombinierte Aktionen erforderlich. Folgende stark vereinfachten Annahmen werden getroffen:

Die durch diese Begrenzung entstandenen Bereiche sind ebenfalls in Fig. 1 eingetragen. Selbstverständlich handelt es sich dabei um Grobannah men. Die im Einzelfall festzulegenden Grenzkurven werden z. B. von den inneren Lasten beeinflußt.

Unabhängig von der speziellen technischen Realisierung sind die in Fig. 1 charakterisierten Gebiete allgemein als Außenluftbereiche zu verstehen, die einen energieintensiven Betrieb der Anlage erfordern. Die meteorolo gischen Daten - Lufttemperatur und Luftfeuchte - sollten in den gekenn zeichneten Bereichen deshalb möglichst genau der langjährigen statisti schen Verteilung entsprechen. Im nachfolgenden Beispiel wird die in der DIN 4710 für Berlin angegebene 30jährige Häufigkeitsverteilung ausge wertet. Es ergibt sich die eingangs vorgestellte Matrix mit den jährlichen Stundenzahlen für die jeweiligen Einzel- bzw. Kombinationsanforderun gen:

Diese Anforderungsmatrix kann durch das erfindungsgemäße Verfahren unter Einsatz des thermo-hygro-aktiven Bauteils nach Anspruch 6 lüc kenlos erfüllt werden.

Erfindungsgemäß löst das thermo-hygro-aktive Bauelement die unter schiedlichen Aufgaben dadurch, daß einerseits der durch natürliche Kon vektion und/oder Strahlung übertragene positive oder negative Wär mestrom vom Raum an die Bauteiloberfläche - beispielsweise einer Wand und/oder Decke - durch Wärmeleitung in das Bauteilinnere gelangt und verstärkt oder abgeschwächt durch Wärmespeichervorgänge im Material des Bauteils in den Wärmeaustausch mit dem wärmeträgerdurchflosse nen Rohrsystem (Fig. 2) tritt, wobei sich die Temperatur des Wärmeträ gers - vorwiegend handelt es sich um Wasser - im Kühlfall erhöht und im Heizfall erniedrigt, und daß andererseits der durch das Partialdruckgefälle des Wasserdampfes in der Raumluft und im Bauteilinneren bewirkte posi tive oder negative Wasserdampfstrom von der Raumluft in das poröse Bauteil gelangt und verstärkt oder abgeschwächt durch Feuchtespeicher vorgänge unterschiedlicher physikalischer Form im Material des Bauteils in den Feuchteaustausch mit dem wasseraufnehmenden oder wasserab gebenden, permeablen Rohrsystem (Fig. 2) tritt, wobei die Wasserauf nahme durch Unterdruck im Rohrsystem, welches mit Luft oder mit einem Wasser-Wasserdampf-Luftgemisch gefüllt ist, erfolgt, und die Wasserab gabe durch die Wasservoll- oder Wasserteilfüllung des permeablen Rohr systems realisiert wird. Die Strömungsrichtung im permeablen Röhrensy stem kann wechselnd, gleichgerichtet intermittierend oder zirkulierend sein. Die Regelung oder/und Steuerung der Wärmeaufnahme oder der Wärmeabgabe des wärmeträgerdurchflossenen Rohrsystems erfolgt durch die Vorlauftemperatur des Wärmeträgers am Eintritt in das Bauteil, wobei außerhalb des Bauteils ein oder mehrere miteinander verbundene, geschlossene Wärmeträgerkeisläufe zur Kompensation des im Bauteil aufgenommenen Wärmestromes dienen. Zur geringstmöglichen Umwelt belastung sind Heiz- und Kühlvorgänge in jeweils separaten Kreisläufen und Apparaten so vorzunehmen, daß Umweltenergie einsetzbar ist. Die Regelung oder/und Steuerung der Feuchteaufnahme oder Feuchteab gabe des permeablen Rohrsystems erfolgt durch den Füllgrad der Rohre mit Wasser und durch die Größe des Unterdruckes oder Überdruckes im System sowie der Wahl der Strömungsrichtung im Röhrensystem, wobei das Einstellen der Parameter, das Entsorgen der aufgenommenen Feuchte und das Befüllen des Systems mit Wasser durch Apparaturen außerhalb des Bauteils, die zur Minimierung des technischen Aufwandes miteinander verbunden sein können, erfolgt. Zur geringstmöglichen Um weltbelastung ist die natürliche Bereitstellung des Befeuchtungswassers zu bevorzugen.

Das erfindungsgemäße thermo-hygro-aktive Bauteil kann die vorgestellten Anforderungen auf rein physikalischer Grundlage erfüllen. Die Wärme- und Feuchtetransportvorgänge sind hinreichend bekannt und mathema tisch beschreibbar. Die treibenden Potentialunterschiede sind jedoch mit einander gekoppelt, da der Partialdruck des Wasserdampfes und der Sät tigungsdruck von der Temperatur abhängig sind. Phänomenologisch ist im Anwendungsfall der Raumkühlung und -heizung bekannt, daß die Feuch tigkeit stets in Richtung des Wärmestromes also von der höheren Tempe ratur zur niedrigeren Temperatur fließt.

Die zu steuernden Potentialunterschiede in Abhängigkeit der Anforde rungsmatrix zeigen die ganzjährige Anwendbarkeit der Erfindung zur Be einflussung der Raumtemperatur und der Raumluftfeuchte mit dem Ziel den nach DIN 1946, Teil 2 definierten Behaglichkeitsbereich zu sichern:

Feld 1: keine Aktivität erforderlich, da Behaglichkeit durch die äußeren Bedingungen gewährleistet ist;
Feld 2: wärmeträgerdurchflossenes Rohrsystem mit Vorlauftemperatur größer Raumtemperatur betreiben, wodurch ein Wärmestrom in den Raum bewirkt wird (Wärmeabgabe des Rohrsystems); für permeables Rohrsystem keine Aktivität erforderlich;
Feld 3: wärmeträgerdurchflossenes Rohrsystem mit Vorlauftemperatur kleiner Raumtemperatur betreiben, wodurch ein Wärmestrom aus dem Raum bewirkt wird (Wärmeaufnahme des Rohrsystems); für permeables Rohrsystem keine Aktivität erforderlich;
Feld 4: für wärmeträgerdurchflossenes Rohrsystem aus der Sicht der thermischen Raumbelastung keine Aktivität erforderlich; permea bles Rohrsystem mit Wasserfüllung und ggf. unter Überdruck set zen, wodurch ein Feuchtestrom in das Bauteil und von dort in den Raum durch einen Trocknungsvorgang des Bauteils bewirkt wird (Wasserabgabe des Rohrsystems); um den Trocknungsvorgang und damit die Feuchtezufuhr in den Raum zu verstärken kann das wärmeträgerdurchflossene Rohrsystem beheizt werden, wodurch einerseits die Verdampfungswärme des Befeuchtungswassers er bracht wird und gleichzeitig der Partialdruck des Wasserdampfes im Bauteilinneren angehoben und somit die positive Partialdruck differenz zum Raum vergrößert wird;
Feld 5: wärmeträgerdurchflossenes Rohrsystem mit Vorlauftemperatur größer Raumtemperatur, wodurch ein Wärmestrom in den Raum bewirkt wird (Wärmeabgabe des Rohrsystems); permeables Rohrsystem mit Wasserfüllung und ggf. unter Überdruck setzen, wodurch ein Feuchtestrom in den Raum bewirkt wird (Wasserab gabe des Rohrsystems); Wärmestrom und Feuchtestrom sind gleichgerichtet; um den Trocknungsvorgang und damit die Feuchtezufuhr in den Raum zu verstärken, kann die Vorlauftem peratur des wärmeträgerdurchflossenen Rohrsystems erhöht wer den, wodurch der Partialdruck des Wasserdampfes im Bauteilin neren zusätzlich angehoben und somit die Partialdruckdifferenz zum Raum vergrößert wird;
Feld 6: keine Aktivität erforderlich, da kein Bedarf;
Feld 7: für wärmeträgerdurchflossenes Rohrsystem aus der Sicht der thermischen Raumbelastung keine Aktivität erforderlich; permea bles Rohrsystem unter Unterdruck setzen, wodurch ein Feuch testrom aus dem Bauteilkern bewirkt wird (Wasser- bzw. Wasser dampfaufnahme des Rohrsystems, je nach vorliegendem Aggre gatzustand des Wassers an der Rohroberfläche); um den Ent feuchtungsvorgang und damit die Feuchteabfuhr aus dem Raum zu verstärken ist das wärmeträgerdurchflossene Rohrsystem mit einer so niedrigen Temperatur zu beaufschlagen, die an der Oberfläche des Rohrsystems Kondensation bewirkt, wodurch ei nerseits die Verdampfungswärme des Entfeuchtungswassers auf genommen wird und gleichzeitig der Partialdruck des Wasser dampfes im Bauteilinneren abgesenkt und somit die Partialdruck differenz vom Raum ins Bauteilinnere vergrößert wird;
Feld 8: keine Aktivität erforderlich, da kein Bedarf;
Feld 9: wärmeträgerdurchflossenes Rohrsystem mit Vorlauftemperatur kleiner Raumtemperatur, wodurch ein Wärmestrom aus dem Raum bewirkt wird (Wärmeaufnahme des Rohrsystems); permea bles Rohrsystem unter Unterdruck setzen, wodurch ein Feuch testrom aus dem Raum bewirkt wird (Wasseraufnahme des Rohr systems); Wärmestrom und Feuchtestrom sind gleichgerichtet; um die Feuchteabfuhr aus dem Raum zu verstärken, kann die Vorlauftemperatur des wärmeträgerdurchflossenen Rohrsystems erniedrigt werden, wodurch der Partialdruck des Wasserdampfes im Bauteilinneren zusätzlich abgesenkt und somit die Par tialdruckdifferenz zum Bauteilinneren vergrößert wird.

Ein Ausführungsbeispiel eines thermo-hygro-aktiven Bauteils, das eine Raumbegrenzung oder einen Raumteiler darstellt, ist in den Schema zeichnungen dargestellt:

Fig. 2 Querschnitt eines thermo-hygro-aktiven Bauteils mit einem was serdichten und einem permeablen Röhrensystem

Fig. 3 Querschnitt eines thermo-hygro-aktiven Bauteils mit einem was serdichten und einem permeablen Röhrensystem, deren Röhren systeme sich linienförmig berühren

Fig. 4 Querschnitt eines thermo-hygro-aktiven Bauteils mit einem was serdichten und einem permeablen Röhrensystem, deren Röhren systeme beispielhaft in Doppelröhrenform ausgebildet sind

Fig. 5 Längsschnitt durch ein thermo-hygro-aktives Bauteil mit einem wasserdichten und einem permeablen Röhrensystem jeweils in Registerform

Fig. 6 Längsschnitt durch ein thermo-hygro-aktives Bauteil mit einem wasserdichten und einem permeablen Röhrensystem jeweils in Mäanderform

Fig. 7 Längsschnitt durch ein thermo-hygro-aktives Bauteil mit einem wasserdichten und einem permeablen Röhrensystem, wobei das permeable Röhrensystem ebenfalls zirkulierend arbeitet

Fig. 8 Querschnitt durch ein thermo-hygro-aktives Bauteil mit einer Kon densatsperre an der untersten permeablen Röhre

Fig. 9 Querschnitt durch ein thermo-hygro-aktives Bauteil, das beispiel haft aus poröser Keramik mit eingeformten gesinterten, glasierten oder lackierten Kondensatwannen besteht und die Kondensat wannen die permeablen Röhren teilweise umschließen

Fig. 10 Längsschnitt durch ein thermo-hygro-aktives Bauteil mit einem wasserdichten und einem permeablen Röhrensystem jeweils in Registerform, wobei die Enden der permeablen Röhren zum Zwecke einer gemeinsamen Belüftung mittels eines Belüftungs ventils mit einer zusätzlichen Röhre verbunden sind

In Fig. 2 sind die beiden Röhrensysteme in einem vertikalen Abstand zu einander angeordnet. Das an dem wasserdichten System bei Kühlung kondensierende Wasser wird nach dem Passieren des Abstandes zum permeablen Röhrensystem von diesem bei Unterdruck aufgenommen.

Um diesen Vorgang zu unterstützen, kann das poröse und feuchtespei chernde Massivbauteil auch mit unterschiedlicher Struktur gestaltet sein, was ebenfalls erfindungsgemäß ist. So könnte zwischen den Röhrensy stemen eine bevorzugt vertikale, sonst eine bevorzugt horizontale Struktur realisiert sein.

In Fig. 3 wird gezeigt wie sich das wasserdichte und das permeable Röh rensystem paarweise, linienförmig berührt, wodurch die kombinierte Wir kung, die erfindungsgemäß Aufgabe des Bauteils ist, in enger Verknüp fung miteinander erreicht wird. Andere geometrische Anordnungen der Röhrensysteme im Bauteil oder auch an dessen Oberfläche - als die in Fig. 2 und Fig. 3 dargestellten Varianten - sind auch erfindungsgemäß. Gleiches gilt für die Form der Röhren und deren Querschnittsgrößen. Die Röhrensysteme können auch als Doppelröhrensystem - wie in Fig. 4 bei spielhaft gezeigt - ausgebildet sein, wobei die Verbindung zwischen bei den Röhren durch einen festen Steg ebenfalls erfindungsgemäß ist.

In Fig. 5 und Fig. 6 sind unterschiedliche Röhrenformen im Längsschnitt durch ein thermo-hygro-aktives Bauteil für das wasserdichte und das per meablen Röhrensystem jeweils gezeigt. Die dargestellten Varianten - Re gisterform und Mäanderform - können auch kombiniert auftreten, ebenso sind Einzelröhren konstruktiv möglich und erfindungsgemäß. Gleiches gilt auch für die Lage der Röhren im Bauteil, die in der dargestellten Bilde bene um einen beliebigen Winkel gedreht sein können und auch nicht parallel zu den Bauteiloberflächen verlaufen müssen. Es ist weiterhin er findungsgemäß, daß das feuchteregulierende System in Form zweier Ein zelsysteme - nach der jeweiligen Funktion getrennt - konstruktiv gelöst wird, so könnte beispielsweise die Befeuchtung durch ein Einzelrohr mit Perforation und die Kondenswasseraufnahme durch ein permeables Röh rensystem erfolgen. Ebenso ist die zirkulierende Durchströmung des per meablen Röhrensystems - wie in Fig. 7 beispielhaft dargestellt - erfin dungsgemäß, wobei die Zirkulation auch intermittierend arbeiten kann.

Nach Fig. 8 schließt die Erfindung auch die Anordnung einer Kondensats perre in vertikalen oder unter einem Winkel geneigten Bauteilen, die die unterste permeable Röhre tangiert oder teilweise umschließt, ein. Diese Anwendung ist mitunter auch unterhalb jeder permeablen Röhre in hori zontalen oder schwach geneigten Bauteilen sinnvoll, wenn die wärmeträ gerdurchflossenen Röhren jeweils senkrecht über den permeablen Röh ren angeordnet sind. Diese Form ist in Fig. 9 dargestellt, wobei dort als Ausgestaltungsbeispiel ein poröser Keramikkörper mit Kondensatwannen, die durch Sinterung, Glasierung oder Lackierung wasserdicht oder nahezu wasserdicht entstehen, gewählt wird. Die Form der Kondensatwanne und ihre seitliche Höhe kann vorwiegend herstellungsbedingt und/oder funkti onsbedingt gestaltet werden. Eingelegte Kondensatwannen, beispiels weise aus Metall oder Kunststoff, sind ebenfalls erfindungsgemäß.

In Fig. 10 sind die Enden der permeablen Röhren durch eine zusätzliche Röhre zum Zwecke einer gemeinsamen Belüftung des nichtzirkulierend arbeitenden permeablen Systems beispielhaft verbunden. Die intermittie rende Durchlüftung des permeablen Röhrensystems dient im Entfeuch tungsfall der instationären Herabsetzung des Wasserdampfpartialdruckes in den Röhren und damit zur Verstärkung des Entfeuchtungsvorganges, und ist ebenfalls erfindungsgemäß. Die Richtung der Luftdurchströmung ist hierbei grundsätzlich beliebig, wobei der gleichgerichteten Strömung zum Entfeuchtungsvorgang der Vorzug gilt. Der Luftzustrom erfolgt beim mäanderförmigen Röhrensystem (Fig. 6) durch Öffnen der Röhre an de ren Ende bzw. beim registerförmigen System (Fig. 5) durch Öffnen der Röhren an deren Enden oder bei der Variante nach Fig. 10 durch Belüf tung der zusätzlich angeordneten Verbindungsröhre mittels eines Belüf tungsventils, das in Abhängigkeit der geforderten Entfeuchtungsleistung und/oder zeitabhängig gesteuert wird. Die Betätigung des Belüftungsven tils erfolgt beispielsweise durch elektrische Fremdenergie oder vorzugs weise durch einen Druckimpuls, der durch einen verstärkten Unterdruck bewirkt wird. Die beschriebene Art der Steuerung und Aktivierung der Be lüftungsarmatur auch bei zirkulierend arbeitenden, permeablen Systemen anzuwenden, gilt ebenfalls als erfindungsgemäß.

Die im Ausnahmefall auftretende kombinierte Klimatisierungsaufgabe Kühlen und Befeuchten kann durch die Anordnung und den Betrieb von zwei thermo-hygro-aktiven Bauteilen in der Raumumfassung oder im Raum gelöst werden, indem ein Bauteil die Funktion Heizen und Be feuchten und das andere Bauteil die Funktion Kühlen übernimmt, wobei die Leistung der Heizung vorzugsweise so geregelt wird, daß diese nur die Verdampfungswärme des Befeuchtungswassers deckt.

Die im Ausnahmefall auftretende kombinierte Klimatisierungsaufgabe Hei zen und Entfeuchten kann durch die Anordnung und den Betrieb von zwei thermo-hygro-aktiven Bauteilen in der Raumumfassung oder im Raum gelöst werden, indem ein Bauteil die Funktion Kühlen und Befeuchten und das andere Bauteil die Funktion Heizen übernimmt, wobei die Leistung der Kühlung vorzugsweise so geregelt wird, daß diese nur die Verdamp fungswärme des Entfeuchtungswassers (Kondensationswärme) deckt.

Die Realisierung der beiden vorgenannten Ausnahmefälle gelten auch als erfindungsgemäß.

Der Wärmeträgerkreislauf oder die Wärmeträgerkreisläufe zur Bereitstel lung des jeweils benötigten Vorlaufwassers zur Bauteilheizung oder -küh lung soll erfindungsgemäß unter weitgehender Nutzung von thermischer Umweltenergie erfolgen.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 18 gekennzeichneten Merkmale gelöst:

Der Kerngedanke für das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß erkannt worden ist, daß zur Realisierung das thermo-hygro-aktive Bauteil ohne Entfeuchtungsfunktion als Gebäudeaußenelement eingesetzt wer den kann.

Fall A (Heizfall): Der geschlossene Wärmeträgerkreislauf nimmt im Au ßenelement die diesem zufließende und in ihm gespeicherte Umweltener gie auf und führt diese den Raumumfassungen oder Raumteilerelementen zu.

Fall B (Kühlfall): Der geschlossene Wärmeträgerkreislauf gibt in den Raumumfassungen oder Raumteilerelementen aufgenommene Wärme im Außenelement ab, die direkt oder durch Speichervorgänge verzögert an die Umwelt fließt. Zur Erhöhung der äußeren Kühlleistung wird das Außenelement durch ein permeables oder perforiertes Röhrensystem mit Wasser be- bzw. durchfeuchtet, wodurch einerseits die Wärmeleitung des porösen Bauteils erhöht wird, und andererseits die an die Außenatmo sphäre grenzende Oberfläche durch die Verdunstung des zugeführten Befeuchtungswassers eine Erniedrigung der Temperatur (die physikali sche Grenztemperatur ist die Feuchtkugeltemperatur) erfährt.

Der Einsatz von anorganischen, von mineralisierten organischen, von or ganischen Baustoffen allein oder in Verbindung mit Schutzschichten oder sogenannten Wetterschalen - auch mit geringer Wärmespeicherkapazität - gelten als erfindungsgemäß.

Das erfindungsgemäße Verfahren bedingt weder das Einbeziehen des Außenelementes noch die direkte hydraulische Kopplung von Raumele ment und Außenelement. Wärme- und Kältebereitsteller können ergän zend oder allein die Bereitstellung der kalorischen Energie für das Rau melement übernehmen, ebenso sind kalorische Speicher unterschiedli cher Konstruktion und Wirkprinzipien in die wärmetechnische und hydrau lische Schaltung integrierbar.

Claims

1. Verfahren zum Heizen oder Kühlen eines Raumes bei gleichzeitiger Be- oder Entfeuchtung der im Raum befindlichen Raumluft mittels ei nes thermo-hygro-aktiven Bauelementes, welches eine raumbegren zende oder raumteilende Funktion erfüllt, bestehend aus einem was ser- und wasserdampfdurchlässigen (im weiteren porös genannt) Baustoff, in welchem ein wasserdichtes Röhrensystem durchflossen von einem Heiz- oder Kühlmittel und in welchem weiterhin eine Ein richtung zur Befeuchtung oder zur Entfeuchtung integriert sind, dadurch gekennzeichnet,

a) daß das thermo-hygro-aktive Bauteil, das eine Wärme- und Feuchte speicherkapazität besitzt, auf die Wärme- und Feuchtespitzen, die im Raum belastungsabhängig auftreten, dämpfend wirkt und
daß die Wärmezu- oder die Wärmeabfuhr zeitversetzt zu ihrem Ent stehen im Raum durch ein wasserdichtes Röhrensystem - durchflos sen von einem Heiz- oder Kühlmittel - erfolgt, und
daß die Feuchtezu- oder die Feuchteabfuhr zeitversetzt zu ihrem Ent stehen im Raum durch ein permeables wasser- und wasserdampf durchlässiges (im weiteren permeabel genannt) Röhrensystem - ge füllt mit Wasser zur Befeuchtung oder gefüllt mit Luft oder einem Luft- Wasser-Wasserdampf-Gemisch bei gleichzeitigem Unterdruck zur Entfeuchtung - erfolgt,
b) daß das im Bauteil befindliche wasserdichte Röhrensystem, durch flossen von einem Wärmeträger, außerhalb des Bauteils durch Ver rohrungen und Apparaturen zu einem geschlossenen Kreislauf aus gebildet ist, in dem sich mindestens eine Wärmequelle und eine Wärmesenke, die apparatetechnisch auch umschaltbar gestaltbar ist, befindet,
c) daß die Wärmequellen bzw. -senken, die außerhalb des Raumes im Wärmeträgerkreislauf integriert sind, nach Bedarf der Wärme- oder Kühllast unter Auswertung individuell gestaltbarer Zielfunktionen akti viert werden,
d) daß das im Bauteil befindliche permeable Röhrensystem durch Appa raturen außerhalb des Bauteils aktiviert wird,
indem das Befeuchten durch Wasserzufuhr sowie durch Erzeugung und Aufrechterhaltung eines Vordruckes, beispielsweise durch eine Förder- und Druckhaltepumpe, erfolgt, und
das Entfeuchten durch Absaugen des Wassers und Unterdruckbil dung sowie deren Aufrechterhaltung, beispielsweise durch eine saug seitig angeschlossene Luftpumpe oder ein Gebläse, realisiert wird, wobei die Strömungsrichtung im permeablen Röhrensystem wech selnd, gleichgerichtet intermittierend oder zirkulierend sein kann,
e) daß die Feuchtequellen bzw. -senken, die außerhalb des Raumes im apparativen Be- und Entfeuchtungssystem integriert sind, nach Bedarf der Feuchtelast unter Auswertung individuell gestaltbarer Zielfunktio nen aktiviert werden,
f) daß durch die mit dem wasserdichten Röhrensystem und dem per meablen Röhrensystem technisch möglichen Einzelaktivitäten oder durch gezielte Kombinationen der Aktivitäten die Klimatisierungsauf gaben Heizen, Kühlen, Befeuchten, Entfeuchten, Heizen und Be feuchten, Kühlen und Entfeuchten gelöst werden,
g) daß das getrennte Durchführen von Heizen oder Kühlen und Be- oder Entfeuchten, soweit diese Vorgänge durch physikalisch bedingte Transport- und Speichervorgänge im porösen Bauteil nicht miteinan der verknüpft sind, mittels zweier Systeme unter Ausnutzung der Dämpfung der Lastanforderungen durch eine Verkleinerung der ma ximalen Bedarfsamplituden und durch die zeitliche Phasenverschie bung der Bedarfswerte die Voraussetzung für eine optimale Steue rung des Verfahrens im Sinne der Primärenergieeinsparung impliziert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im thermo-hygro-aktiven Bauteil eingebrachten Röhrensy steme für den getrennten Wärme- und Feuchtetransport nicht durch gehend und zeitgleich arbeiten müssen, sondern bedarfsabhängig ge steuert werden, was auch eine bewußte zeitweise Außerbetriebnahme eines oder beider Systeme einschließt, wobei die Außerbetriebnahme auf eine gesamte Witterungsperiode oder aber auf einen jahreszeiti chen Raum ausdehnbar ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivierung der im thermo-hygro-aktiven Bauteil eingebrach ten Röhrensysteme für den getrennten Wärme- und Feuchtetransport so erfolgt, daß ein möglichst großer Anteil der benötigten Energie durch den Einsatz von Umweltenergie realisiert wird, indem entspre chende Zielfunktionen für die Einzelsysteme und/oder deren Kombi nation vorgegeben werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivierung der im thermo-hygro-aktiven Bauteil eingebrach ten Röhrensysteme für den getrennten Wärme- und Feuchtetransport so erfolgt, daß die Umsetzung der Zielfunktionen durch eine Steue rung, die adaptive Elemente, Fuzzy-Regelungen oder Neuronale Netze einschließt, realisiert wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das in dem thermo-hygro-aktiven Bauteil eingebrachte permeable Röhrensystem, wenn es zirkulierend angeschlossen ist bei geringer zu kompensierender thermischer Last auch die Wärmezu- oder Wär meabfuhr übernimmt.

6. Thermo-hygro-aktives Bauteil als raumbegrenzendes oder raumtei lendes Element, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bestehend aus einem wasser- und was serdampfdurchlässigen (im weiteren porös genannt) Baustoff in dem ein System zur Heizung und/oder Kühlung eines Raumes, welches durch ein wasserdichtes Röhrensystem - durchflossen von einem Heiz- oder Kühlmittel - gebildet wird, und in dem weiterhin eine Ein richtung zur Be- und/oder Entfeuchtung der in dem Raum befindlichen Raumluft integriert sind, dadurch gekennzeichnet,

a) daß das poröse Bauelement, bestehend aus anorganischen, minerali sierten organischen oder organischen Baustoffen, in die auch Kunst stoffe eingeschlossen sind, allein oder aber aus Kombinationen dieser Stoffe, wärme- und/oder feuchtespeichernde Eigenschaften besitzt, wobei sich die Feuchtespeicherung auf Wasser, Wasserdampf oder auf ein Gemisch der beiden Aggregatzustände bezieht,
b) daß das poröse Bauelement zur zeitweisen Wärme- und/oder Feuch tespeicherung herangezogen wird,
c) daß in dem porösen Bauelement ein wasserdichtes Röhrensystem unverrückbar und mit gutem Wärmeschluß, d. h. mit kleinem Wär meleitwiderstand zwischen äußerer Röhrenoberfläche und dem um hüllenden porösen Bauelement, integriert ist, durch das ein Wärme trägermedium, vorzugsweise Wasser oder Sole fließt, und daß dieses Röhrensystem durch außerhalb des Bauteils angeordnete Verrohrun gen und Apparaturen zu einem geschlossenen Kreislauf ausgebildet ist, wobei die Vorlauftemperatur des Wärmeträgers steuer- und/oder regelbar ist und im Kühlfall unterhalb der Raumtemperatur sowie im Heizfall oberhalb der Raumtemperatur realisiert wird,
d) daß weiterhin in dem porösen Bauelement ein wasser- und wasser dampfdurchlässiges (im weiteren permeabel genannt) Röhrensystem - gefüllt mit Wasser zur Befeuchtung oder mit Luft oder einem Luft- Wasser-Wasserdampf-Gemisch bei gleichzeitigem Unterdruck zur Entfeuchtung - unverrückbar und mit an der Oberfläche fest anliegen der Verbindung zum porösen Bauteil, wodurch ein intensiver Feuch teaustausch realisiert wird, angeordnet ist,
durch das im Befeuchtungsfall Wasser eingebracht wird und zur Ver stärkung der Befeuchtungswirkung mit einem Auflastdruck versehen werden kann, wobei die Wassereinbringung und Druckbeaufschla gung durch außerhalb des Bauteils angeordnete Apparaturen erfolgt, und die Steuerung und/oder Regelung der Befeuchtung durch den Füllgrad des Wassers in den permeablen Röhren und den Vordruck erfolgt, und
durch das im Entfeuchtungsfall dampfförmiges, flüssiges oder ein Gemisch aus beiden Aggregatzuständen bestehendes Wasser unter Einwirken eines Unterdruckes, der zur Verstärkung des Vorganges zu erhöhen ist, abgezogen wird, wobei die Unterdruckerzeugung und die Wasserabfuhr durch außerhalb des Bauteils angeordnete Apparatu ren erfolgt, und die Steuerung und/oder Regelung der Entfeuchtung durch den Unterdruck in den permeablen Röhren erfolgt,
e) daß das geschlossene Röhrensystem und das permeable Röhrensy stem in der Symmetrieachse des Bauteils liegen, und die Röhren be vorzugt kreisförmigen oder ovalen Querschnitt besitzen, wobei sich die Röhren nicht berühren.

7. Thermo-hygro-aktives Bauteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Bauteil zwischen den Röhren und außerhalb der Rohrlagen zur Oberfläche des Bauteils hin unterschiedliche Poren strukturen aufweist, um den Wasserdampftransport zwischen den raumseitigen Bauteiloberflächen und der Rohrlagenebene sowie den möglichen Wassertransport in der Rohrlagenebene unter Beachtung der Schwerkraftwirkung zu optimieren.

8. Thermo-hygro-aktives Bauteil nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die wasserdichten und permeablen Röhrensysteme bewußt au ßermittig im Bauteil angeordnet werden, um dadurch eine verbesserte Einzel- oder Kombinationsfunktion bezogen auf Heizen, Kühlen, Be feuchten, Entfeuchten, Heizen und Befeuchten, Kühlen und Ent feuchten zu erreichen, und
daß auch mehrere Röhrensysteme beider Arten in ein Bauteil einge baut werden können, um umschaltbar bevorzugt die Speicherwärme oder bevorzugt die momentan ins Bauteil eingetragene Wärme zu entnehmen, wobei die Speicherwärme und die Wärme positiv oder negativ bewertet sein kann, und
daß auch voneinander getrennte wasserdichte Röhrensysteme in un terschiedliche Wärmequellen- oder Wärmesenkenkreisläufe, deren Betrieb temperatur- und/oder zeitabhängig gesteuert wird, einspeisen können.

9. Thermo-hygro-aktives Bauteil nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die bevorzugte kreisförmige oder ovale Querschnittsform der Röhren beider Systeme bewußt verändert wird oder auch Kapillar rohre eingesetzt werden, um materialbedingte Vorteile und/oder Ko stenvorteile zu nutzen und Leistungssteigerungen zu erreichen.

10. Thermo-hygro-aktives Bauteil nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhren beider Systeme sich berühren und die Achse des per meable Rohres im Gleichsinn zur Schwerkraftrichtung jeweils unter der des wasserdichten Rohres angeordnet ist.

11. Thermo-hygro-aktives Bauteil nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Röhrensysteme in Form eines Doppelrohres oder Doppelröhrensystems gefertigt sind, wobei diese auch durch einen Steg verbunden sein können, und
daß die jeweiligen Teilquerschnitte angepaßt an die unterschiedlichen Funktionen verschieden geformt sind.

12. Thermo-hygro-aktives Bauteil nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhrensysteme im Bauteil vorzugsweise in Register- und Mä anderbauart einzusetzen sind, wobei die Anordnung im Bauteil hin sichtlich der Anschlüsse nach außen als auch bezüglich der Lage der Verteilleitungen beliebig ist.

13. Thermo-hygro-aktives Bauteil nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Reduzierung der Anforderungen um die Entfeuch tungsfunktion das permeable Röhrensystem im Bauteil durch ein perforiertes Röhrensystem, falls dieses kostengünstiger ist, ersetzt wird.

14. Thermo-hygro-aktives Bauteil nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die im Bauteil integrierten Röhrensysteme bei geringer Lei stungsanforderung durch Einzelröhren zu ersetzen sind, wobei dieses nicht zwangsweise für beide Systeme gleichzeitig gilt.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das in dem thermo-hygro-aktiven Bauteil eingebrachte permeable Röhrensystem bei geringer vorhandener oder bei reduzierter Ent feuchtungslast oder bei begrenzten Anforderungen an die Entfeuch tung zirkulierend angeschlossen wird und bei geringer vorhandener oder bei reduzierter thermischer Last oder bei begrenzten Anforde rungen an die thermische Lastabfuhr auch die Wärmezu- oder Wär meabfuhr mit übernimmt.

16. Thermo-hygro-aktives Bauteil nach einem der Ansprüche 6 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß im porösen Bauteil in Schwerkraftrichtung betrachtet unter einer permeablen Röhre oder unter mehreren permeablen Röhren eine oder mehrere rinnenartige Kondensatsperren angeordnet sind, die die Unterseiten der Röhren tangieren oder teilweise umschließen.

17. Thermo-hygro-aktives Bauteil nach einem der Ansprüche 6 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufgabe des permeablen Röhrensystems im Bauteil die Be- und Entfeuchtung zu übernehmen, in die zwei Grundaufgaben zerlegt und und durch zwei voneinander getrennte Systeme realisiert wird, derart daß die Entfeuchtung in beschriebener Weise erfolgt und daß die Befeuchtung durch zusätzlich ins Bauteil integrierte perforierte Röhren, die mit Befeuchtungswasser beaufschlagt werden, erfolgt.

18. Thermo-hygro-aktives Bauteil nach einem der Ansprüch 6 bis 17 ein gesetzt als an die Außenatmosphäre grenzendes Gebäudeau ßenelement, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach ei nem der Ansprüche 1 bis 5 mit dem Ziel der verstärkten Nutzung von Umweltenergie, dadurch gekennzeichnet,

a) daß das Bauteil ohne Entfeuchtungsfunktion ausgebildet ist und als Wärmequelle oder Wärmesenke im geschlossenen Wärmeträger kreislauf dient, an dem das wasserdichte Röhrensystem des raumsei tig angeordneten thermo-hygro-aktiven Bauteils nach einem der An sprüche 6 bis 17 angeschlossen ist,
b) daß das poröse Bauelement, bestehend aus anorganischen, minerali sierten organischen oder organischen Baustoffen, in die auch Kunst stoffe eingeschlossen sind, allein oder aber aus Kombinationen dieser Stoffe, die gegebenenfalls außenluftseitig durch eine Wetterschale geschützt sein können, wärme- und/oder feuchtespeichernde Eigen schaften besitzt, wobei sich die Feuchtespeicherung auf Wasser be zieht,
c) daß das poröse Bauelement zur zeitweisen Wärme- und/oder Feuch tespeicherung herangezogen wird,
d) daß in dem porösen Bauelement ein wasserdichtes Röhrensystem unverrückbar und mit gutem Wärmeschluß, d. h. mit kleinem Wär meleitwiderstand zwischen äußerer Röhrenoberfläche und dem um hüllenden porösen Bauelement, verbunden ist, durch das ein Wärme trägermedium, vorzugsweise Wasser oder Sole fließt,
daß weiterhin in dem porösen Bauelement ein wasserpermeables oder perforiertes Röhrensystem unverrückbar zur Befeuchtung des porösen Bauteils, angeordnet ist, wobei die Befeuchtung zur Verbes serung der Wärmeleitfähigkeit im Bauteil und somit zum vergrößerten Wärmeaustausch mit der Außenluft, bei der Nutzung als Wärmesenke zusätzlich zur Herabsetzung der Bauteiltemperatur in Richtung der Feuchtkugeltemperatur, gesteuert und/oder geregelt vorgenommen wird, und im Befeuchtungsfall Wasser unter Druck in das Röhrensy stem eingebracht wird,
e) daß das geschlossene Röhrensystem und das permeable oder perfo rierte Röhrensystem in der Symmetrieachse des Bauteils liegen, und die Röhren bevorzugt kreisförmigen oder ovalen Querschnitt besitzen, wobei sich die Röhren nicht berühren,
f) daß durch die Lage der perforierten Röhren und durch die gesteuerte Beaufschlagung der Röhren mit Wasser in Abhängigkeit der Schwer kraftwirkung und der Porenstruktur des porösen Bauteils eine mög lichst homogene Durchfeuchtung zur verbesserten Wärmeleitung im Bauteil und/oder zur Herabsetzung der Bauteiloberflächentemperatur eine möglichst homogene Befeuchtung der außenluftseitigen Oberflä che bewirkt wird.

19. Thermo-hygro-aktives Bauteil nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Bauteil als ein Geflecht, bestehend aus den im An spruch 18 genannten Stoffen, ausgebildet ist.

20. Thermo-hygro-aktives Bauteil nach einem der Ansprüche 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet,
daß die wasserdichten und/oder das permeablen oder perforierten Röhrensysteme bewußt außermittig im Bauteil angeordnet werden, um dadurch eine verbesserte Wärmequellen- oder Wärmesenkenlei stung zu erreichen, und
daß auch mehrere Röhrensysteme beider Arten in ein Bauteil einge baut werden können, um umschaltbar bevorzugt die Speicherwärme oder bevorzugt die momentan ins Bauteil eingetragene Wärme zu entnehmen, wobei die Speicherwärme und die Wärme positiv oder negativ bewertet sein kann, und
daß auch voneinander getrennte wasserdichte Röhrensysteme in un terschiedliche Verbraucherkreisläufe, deren Betrieb temperatur- und/oder zeitabhängig gesteuert wird, einspeisen können.

21. Thermo-hygro-aktives Bauteil nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die bevorzugte kreisförmige oder ovale Querschnittsform der Röhren beider Systeme bewußt verändert wird oder auch Kapillar rohre eingesetzt werden, um materialbedingte Vorteile und/oder Ko stenvorteile zu nutzen und Leistungssteigerungen zu erreichen.

22. Thermo-hygro-aktives Bauteil nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhren beider Systeme sich berühren und die Achse des per meablen oder perforierten Rohres im Gegensinn zur Schwerkraftrich tung jeweils über der des wasserdichten Rohres angeordnet ist.

23. Thermo-hygro-aktives Bauteil nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Röhrensysteme in Form eines Doppelrohres oder Doppelröhrensystems gefertigt sind, wobei diese auch durch einen Steg verbunden sein können, und daß die jeweiligen Teilquerschnitte angepaßt an die unterschiedlichen Funktionen verschieden geformt sind.

24. Thermo-hygro-aktives Bauteil nach einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhrensysteme im Bauteil vorzugsweise in Register- und Mä anderbauart einzusetzen sind, wobei die Anordnung im Bauteil hin sichtlich der Anschlüsse nach außen als auch bezüglich der Lage der Verteilleitungen beliebig ist.

25. Thermo-hygro-aktives Bauteil nach einem der Ansprüche 18 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil beidseitig an die Außenluft grenzt, wobei dies einsei tig auch als Hinterlüftung gestaltbar ist.

26. Thermo-hygro-aktives Bauteil nach einem der Ansprüche 18 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß das im Bauteil integrierte Röhrensystem zur Befeuchtung bei ver tikalen oder geneigten Wänden durch eine oben angeordnete Einzel röhre ersetzt wird, oder daß bei horizontal oder wenig geneigten Bau teilen ein im oberen Abschnitt des Bauteils liegendes Röhrensystem mit zusätzlicher Verteileinrichtung, bevorzugt als perforierte Rinne ausgebildet, angeordnet wird.

27. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß das in dem thermo-hygro-aktiven Bauteil eingebrachte permeable Röhrensystem zirkulierend ausgebildet ist und die Befeuchtung nur bei Überschreitung eines Grenzdruckes bewirkt wird, wobei das Zir kulationsmedium gleichzeitig das Wärmeträgermedium ist, so daß das permeable Röhrensystem in diesem Fall die Wärmequelle oder Wär mesenke bildet.

28. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Wärmeträgerkreislauf zwischen dem thermo-hygro-aktiven Bauteil nach einem der Ansprüche 6 bis 17 und dem thermo-hygro aktiven Gebäudeaußenbauteil nach einem der Ansprüche 18 bis 27 Wärmespeicher und/oder Kältespeicher zur zeitlichen Bedarfsver schiebung ergänzend zu konventionellen Wärme- und Kältebereit stellern installiert sind.

29. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Sonderfall die kombinierte Klimatisierungsaufgabe Kühlen und Befeuchten durch die Anordnung und den Betrieb von zwei thermo- hygro-aktiven Bauteilen in der Raumumfassung oder im Raum gelöst wird, indem ein Bauteil die Funktion Heizen und Befeuchten und das andere Bauteil die Funktion Kühlen übernimmt, wobei die Leistung der Heizung vorzugsweise so geregelt wird, daß diese nur die Verdamp fungswärme des Befeuchtungswassers deckt.

30. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Sonderfall die kombinierte Klimatisierungsaufgabe Heizen und Entfeuchten durch die Anordnung und den Betrieb von zwei thermo- hygro-aktiven Bauteilen in der Raumumfassung oder im Raum gelöst wird, indem ein Bauteil die Funktion Kühlen und Befeuchten und das andere Bauteil die Funktion Heizen übernimmt, wobei die Leistung der Kühlung vorzugsweise so geregelt wird, daß diese nur die Verdamp fungswärme des Entfeuchtungswassers (Kondensationswärme) auf nimmt.

31. Verfahren nach einer der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das permeable Röhrensystem zur Verstärkung der Entfeuch tungswirkung und wahlweise auch bei dessen Außerbetriebsetzung intermittierend durchlüftet wird, wobei die Steuerung der Belüftung in Abhängigkeit der geforderten Entfeuchtungsleistung und/oder zeitab hängig erfolgt indem durch Öffnen einer Belüftungsarmatur, bei spielsweise eines Belüftungsventils, durch Fremdenergie oder vor zugsweise durch einen Druckimpuls, der durch einen verstärkten Unterdruck im System bewirkt wird, die Luftzufuhr hergestellt wird, wobei die Belüftungsarmatur sowohl außerhalb des thermo-hygro-ak tiven Bauteils als auch innerhalb dieses angeordnet werden kann, und wobei in dem Falle, daß das permeable System nicht als zirkulieren des System ausgebildet ist, das thermo-hygro-aktive Bauteil nach ei nem der Ansprüche 6 bis 17 dahingehend konstruktiv zu ergänzen ist, daß eine Verbindung vom Endpunkt oder von den Endpunkten des permeablen Röhrensystems zur Belüftungsarmatur hergestellt wird, wobei die Endpunkte der permeablen Röhren auch durch eine zusätz lich in das Bauteil einzubringende Röhre miteinander verbunden wer den können, und an diese dann eine Belüftungsarmatur oder mehrere Belüftungsarmaturen angeschlossen werden.