DE202008014015U1 - Energy supply for freestanding buildings - Google Patents

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Abstract

Energieversorgung zur Gebäudeheizung und Brauchwassererwärmung, mit regenerativen Energien, dadurch gekennzeichnet, dass in einem von dem Haupt- bzw. Wohngebäude getrennten Nebengebäude, welches zusätzlich beispielsweise als Laube (1), Carport (2) oder ähnliches zu nutzen ist, sämtliche technische Einrichtungen, welche erforderlich sind, um mit regenerativen Energien ein Wärmeträgermedium zu erwärmen, zu speichern und für die Deckung des Wärmebedarfes des Gebäudes brauchbar zu machen, angeordnet sind, wobei die Energieversorgung über mindestens ein Leitungssystem und mindestens einen Wärmetauscher (5) an die Hausheizung des Wohngebäudes (3) angeschlossen ist.power supply for building heating and domestic water heating, with regenerative energies, characterized in that in one separate from the main building or residential building, which in addition, for example, as a bower (1), carport (2) or the like to use is, all technical facilities, which are required to regenerative energies a heat transfer medium to heat, store and cover to make usable the heat demand of the building, are arranged, wherein the power supply via at least a conduit system and at least one heat exchanger (5) is connected to the house heating of the residential building (3).

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die erfindungsgemäße Lösung betrifft ein Anlagenkonzept für die Energieversorgung von bestehenden Gebäuden, besonders Einfamilienhäusern, mit regenerativen Energien. Sie dient der Erhöhung des Anteils regenerativer Energien am Energiebedarf des Gebäudebestandes für die Raumheizung und Warmwasserbereitung.The Solution according to the invention relates to a system concept for the energy supply of existing buildings, especially single-family homes, with renewable energy. It serves to increase the share of renewable energies the energy demand of the building stock for the Space heating and water heating.

Gemäß des Standes der Technik steht im Zentrum der üblichen Lösungen die Raumheizung von Gebäuden mit fossilen Energieträgern zu betreiben.According to the Prior art is at the center of the usual solutions the space heating of buildings with fossil fuels to operate.

Üblicherweise wird hierzu ein Heizungskessel mit Öl, Gas oder Festbrennstoffen befeuert. Neben einem zum Teil schlechten Wirkungsgrad, wenn der Kessel im Sommer nur für die Warmwasserbereitung genutzt wird, haben solche Wärmesysteme ihre Schwachpunkte vor allem in der mangelnden Flexibilität und der Abhängigkeit von Preisentwicklungen, da sie auf eine Energieform festgelegt sind.Usually this is a boiler with oil, gas or solid fuels fired. In addition to a partly poor efficiency, if the Boiler used in the summer only for hot water such heat systems have their weak points all in the lack of flexibility and dependency of price developments, since they are fixed on an energy form.

Mittlerweile ist es auch bekannt und üblich, eine solarunterstützte Wärmeversorgung einzusetzen.meanwhile It is also known and customary to have a solar assisted Use heat supply.

„Das größte und wirtschaftlich interessanteste Potential der solaren Energienutzung liegt in der Erzeugung von Wärme für den Niedertemperaturbereich, wie er typischerweise in Gebäuden für Beheizungs- und Warmwasserzwecke benötigt wird." ( Marko, Armin; Braun, Peter (Hrsg.): Thermische Solarenergienutzung an Gebäuden. Für Ingenieure und Architekten, Berlin Heidelberg 1997, S. V. )"The biggest and economically most interesting potential of solar energy use is the generation of low temperature heat typically needed in buildings for heating and hot water purposes." ( Marko, Armin; Braun, Peter (ed.): Thermal solar energy use on buildings. For engineers and architects, Berlin Heidelberg 1997, SV )

Sollen Systeme zur Wärmeversorgung mit fossilen Energieträgern also mit Solarenergienutzung nachgerüstet werden, sind größere Umbaumaßnahmen am Gebäude nötig und damit ein relativ hoher finanzieller Aufwand aufzubringen. Auch sind kostenträchtige Kompromisse bei der Anlagenplanung und beim Betrieb der Wärmeversorgung dann die Regel.Should Systems for heat supply with fossil fuels So be retrofitted with solar energy use, are major alterations to the building necessary and thus a relatively high financial cost applied. There are also costly compromises the plant planning and the operation of the heat supply then the rule.

Bisher finden Systeme zur solarunterstützten Nahwärmeversorgung daher vor allem Anwendung als Großanlagen im Neubau und für mehrere Gebäude bzw. Wohneinheiten. Häufig beinhalten solche Systeme eine Heizzentrale, mit der einzelne Gebäude mittels eines Nahwärmenetzes und die Hausübergabestationen mit Heizwärme versorgt werden.So far find systems for solar-assisted district heating supply therefore mainly used as large systems in new buildings and for several buildings or residential units. Often Such systems include a heating center, with which individual buildings by means of a district heating network and the house transfer stations be supplied with heating heat.

Nachteilig bei den bekannten Heizzentralen ist es, dass diese nur mit hohem Aufwand umzurüsten sind beziehungsweise eine Kombination verschiedener Wärmeerzeugungssysteme kaum möglich ist.adversely with the known heating centers it is that these only with high To convert effort or a combination different heat generation systems hardly possible is.

Aufgabe der erfindungsgemäßen Lösung ist es, eine Lösung vorzuschlagen, welche es ermöglicht, das Wärmesystem schnell an effizientere Wärmeerzeuger und an eine umweltfreundlichere Brennstoffwahl anzupassen bzw. regenerative Energien kostengünstig einzusetzen.task the solution according to the invention is to propose a solution that makes it possible the heating system quickly to more efficient heat generators and adapt to a more environmentally friendly fuel choice or regenerative Use energy at low cost.

Die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen der Ansprüche in Zusammenhang mit den Merkmalen des Oberbegriffes.The Solution of the problem of the invention arises from the characterizing features of the claims in connection with the characteristics of the generic term.

Nachfolgend soll die erfindungsgemäße Anlage anhand der 1 bis 3 näher erläutert werdenSubsequently, the plant according to the invention based on the 1 to 3 be explained in more detail

1 zeigt dabei das Schaubild einer erfindungsgemäßen Anlage, welche die Anordnung der Energieversorgung sowie deren Anbindung an das zu versorgende Gebäude verdeutlicht. 1 shows the diagram of a system according to the invention, which illustrates the arrangement of the power supply and their connection to the building to be supplied.

Die 2 und 3 zeigen die erfindungsgemäße Lösung in Ausführungen einer Laube 1 beziehungsweise eines Carports 2.The 2 and 3 show the solution according to the invention in embodiments of a gazebo 1 or a carport 2 ,

Diese Art von Anlagen kann beispielsweise zum Einsatz kommen als alleinige oder auch unterstützende Energieversorgung in Bereichen mit Heizungsbedarf und/oder Brauchwassererwärmung und Elektroenergieversorgung.These Type of equipment can be used, for example, as sole or also supporting energy supply in areas with heating demand and / or domestic water heating and electrical energy supply.

Die erfindungsgemäße Lösung greift die Flexibilität einer Heizzentrale auf und macht sie für die Anwendung im Gebäudebestand und für die Wärmeversorgung von Einzelheizungen in Einfamilienhäusern interessant.The Solution according to the invention takes the flexibility a heating center and makes them for the application in the building stock and for the heat supply of single heaters in family houses interesting.

Im Sinne eines Nebengebäudes, welches beispielsweise zusätzlich als Laube 1, Carport 2 oder ähnliches zu nutzen ist, wird dabei ein von dem Haupt- bzw. Wohngebäude 3 getrenntes Nebengebäude 1 oder 2 auf dem Grundstück errichtet, das sämtliche technische Einrichtungen zusammenfasst, um mit regenerativen Energien ein Wärmeträgermedium zu erwärmen, zu speichern und für die Heizungsunterstützung des Wohngebäudes 3 brauchbar zu machen. Somit verschiebt sich der Fokus vom Wohngebäude 3 auf die Positionierung, Errichtung und Ausstattung eines Nebengebäudes 1 oder 2, das optimal auf die Nutzung eines Mix von regenerativen Energien ausgerichtet ist.In the sense of an outbuilding, which for example additionally as a bower 1 , Carport 2 or the like is to use one of the main or residential building 3 separate outbuilding 1 or 2 built on the site, which summarizes all the technical facilities to heat with regenerative energies, a heat transfer medium, store and for the heating support of the residential building 3 useful. Thus, the focus shifts from the residential building 3 on the positioning, construction and equipment of an outbuilding 1 or 2 Optimally geared towards the use of a mix of regenerative energies.

Die Nutzung regenerativer Energien soll die bestehende Nutzung fossiler Energieträger im Wohngebäude 3 so ergänzen oder ersetzen, dass eine kontinuierliche Versorgung mit Warmwasser gewährleistet ist.The use of renewable energies should be the existing use of fossil fuels in residential buildings 3 supplement or replace so as to ensure a continuous supply of hot water.

Dafür müssen die konventionellen Heizgeräte eine modulierbare Heizleistung bieten und es sind Steuergeräte 15 erforderlich, die Heizung, Brauchwasser und Solaranlage 7 gemeinsam steuern. Die Hauptkomponenten der erfindungsgemäßen dezentralen Energieversorgung sind damit die Regelungstechnik und ein Wärmespeicher 6 mit Wasser als Speichermedium.For this, the conventional heaters must offer a modulated heating power and it is control devices 15 required, the heating, custom water and solar system 7 control together. The main components of the decentralized power supply according to the invention are thus the control technology and a heat storage 6 with water as storage medium.

Die Wärmeversorgung ist mit Hilfe der erfindungsgemäßen dezentralen Energieversorgung nicht nur solar zu unterstützen.The Heat supply is using the inventive decentralized energy supply not only solar support.

Als bedeutender Energieträger sind jedoch Größe, Standort und Gestalt der erfindungsgemäßen dezentralen Energieversorgung hinsichtlich der Solarenergienutzung optimiert.When However, major sources of energy are size, Location and shape of the decentralized invention Energy supply optimized with regard to the use of solar energy.

Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße dezentrale Energieversorgung mit einem nach Süden orientiertem asymmetrischem Satteldach ausgeführt, auf das großmodulige Flachkollektoren 7 und/oder 11 installiert sind bzw. ein ebenso ausgerichtetes Kollektordach (mehr Dachfläche nutzbar).Preferably, the decentralized power supply according to the invention is designed with a south-oriented asymmetric saddle roof, on the large-modulated flat plate collectors 7 and or 11 are installed or a likewise aligned collector roof (more roof area usable).

Die Neigung des Daches ist für die ganzjährige Kollektornutzung optimiert, d. h. etwa 30–45°. Die Kollektorfelder 7 und/oder 11 sind mit einem Solarwärme-Sammelnetz an den Wärmespeicher 6 angeschlossen.The slope of the roof is optimized for year-round collector use, ie about 30-45 °. The collector fields 7 and or 11 are with a solar heat collecting network to the heat storage 6 connected.

In besonderen Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Lösung ist außerdem die Nutzung von Windenergie, Biomasse, Geothermie und Muskelkraft vorgesehen und durch Einsatz entsprechender Komponenten möglich.In particular embodiments of the invention Solution is also the use of wind energy, Biomass, geothermal and muscle power provided and by use corresponding components possible.

In den sonnenarmen Zeiten des Jahres kommt in der Regel verstärkt Wind auf. Außerdem weht der Wind auch nachts.In The sunless times of the year usually comes reinforced Wind up. In addition, the wind blows at night.

In der erfindungsgemäßen dezentralen Energieversorgung kann deshalb eine kleine Windkraftanlage 10 zum Einsatz kommen. Sie dient in Kombination mit Stromgeneratoren oder mit einer Wärmepumpe 9 zur Unterstützung des Energiebedarfs des Wohngebäudes 3.In the decentralized power supply according to the invention, therefore, a small wind turbine 10 be used. It is used in combination with power generators or with a heat pump 9 to support the energy needs of the residential building 3 ,

Ein weiterer wesentlicher Baustein in der erfindungsgemäßen dezentralen Energieversorgung ist ein effizienter Holzkessel 8. Die konkrete Dimensionierung und Art des Kessels werden auf die auf dem Grundstück bzw. in der Umgebung anfallende Art der Biomasse ausgerichtet.Another essential component in the decentralized energy supply according to the invention is an efficient wood boiler 8th , The concrete dimensioning and type of boiler are aligned with the type of biomass occurring on the property or in the surrounding area.

Bei großen Grundstücken ist in diesem Zusammenhang der Anbau bestimmter Pflanzen zur Nutzung der Biomasse möglich.at big land is in this context the cultivation of certain plants for the use of biomass possible.

Auch die Erdwärme soll in der erfindungsgemäßen dezentralen Energieversorgung für die Warmwasserbereitung nutzbar gemacht werden. Dies erfolgt mit einer Luft- oder Erdwärmepumpe 9.The geothermal energy is to be made usable in the decentralized energy supply according to the invention for hot water. This is done with an air or geothermal heat pump 9 ,

Zum Mix aus regenerativen Energien kann in der erfindungsgemäßen dezentralen Energieversorgung auch die Nutzung von Muskelkraft gehören. Mit Muskelkraft-Generatoren 12, z. B. als Fitnessgeräte, lässt sich eine Leistung von etwa 250 Watt erzeugen.The mix of regenerative energies may also include the use of muscle power in the decentralized energy supply according to the invention. With muscle power generators 12 , z. B. as fitness equipment, can generate a power of about 250 watts.

Welche dieser Energieträger konkret eingesetzt werden, ist nach Recherche der Klimadaten und der hydrogeologischen Daten des oberflächennahen Untergrunds und den Wünschen des Bauherren zu entscheiden. Auch die Ausführung der einzelnen Komponenten zur Energieerzeugung kann sich je nach Standort und Entwicklungsstand unterscheiden.Which this energy source is used concretely, is after Research of climate data and hydrogeological data of the surface subsurface and to decide the wishes of the client. Also the Execution of the individual components for energy production may vary depending on location and level of development.

Vorteil der erfindungsgemäßen Energieversorgung ist die Flexibilität, mit der auf künftige technische Entwicklungen bei der Nutzbarmachung regenerativer Energien reagiert werden kann.advantage the power supply according to the invention is the Flexibility with which to future technical Developments in the utilization of renewable energy reacts can be.

Mit der erfindungsgemäßen Energieversorgung als Heizzentrale kann die Hausheizung bestehender Einfamilienhäuser mit relativ geringem Aufwand durch die Nutzung regenerativer Energien ergänzt oder ersetzt werden. Am Wohngebäude selbst sind nur ein Anschluss sowie eine entsprechende Hausübergabestation zu installieren.With the power supply according to the invention as a heating center can use the house heating of existing family houses relatively little effort through the use of renewable energies be supplemented or replaced. At the residential building itself are only one connection and a corresponding house transfer station to install.

Die erfindungsgemäße Energieversorgung ermöglicht auch Eigentümern von Wohnhäusern mit ungünstigem Standort und nachteiliger Ausrichtung die Nutzung regenerativer Energien. Das Gleiche gilt für die Besitzer von Gebäuden, die als Einzeldenkmal geschützt sind. Auch bei geringer Nutzflächengröße (z. B. Nichtunterkellerung) ist die erfindungsgemäße dezentrale Energieversorgung von Vorteil.The inventive power supply allows also owners of residential houses with unfavorable Location and disadvantageous orientation the use of regenerative Energies. The same applies to the owners of buildings, which are protected as a single monument. Even at lower Usable area size (eg non-basement) is the decentralized power supply according to the invention advantageous.

Die erfindungsgemäße Energieversorgung kann in unterschiedlichen Ausstattungen ausgeführt werden, welche gestalterisch, räumlich und technisch verschiedene Ansprüche befriedigen.The Energy supply according to the invention can be in different Equipment to be executed, which, in terms of design, spatially and technically different claims to satisfy.

Sie kann neben ihrer Funktion als Heizzentrale alle üblichen Funktionen etwa eines Gartenhauses 1, eines Carports 2 oder einer Garage übernehmen.In addition to its function as a heating center, it can carry out all the usual functions, such as a garden shed 1 , a carport 2 or a garage.

Die erfindungsgemäße Energieversorgung ist ein modellhaftes System, das die Ergänzung und Ersatz konventioneller Heizsysteme für den Hausbesitzer erheblich vereinfacht.The Energy supply according to the invention is a model System that complements and replaces conventional heating systems considerably simplified for the homeowner.

Die erfindungsgemäße Lösung ist für eine breite Anwendung geeignet und auch unter marktwirtschaftlichen Gesichtspunkten Erfolg versprechend.The inventive solution is for a wide application suitable and also under market economy Viewpoints promising.

Die erfindungsgemäße Energieversorgung besticht durch Praxisnähe und hervorragende Umsetzungsmöglichkeiten und kann eine weit über bestehende Konzepte hinausgehende konkrete Umweltentlastung bewirken.The power supply of the invention impresses with practicality and excellent implementation options and can be a far more than be effecting concrete concepts beyond concrete concepts.

11
Energielaubeenergy Laube
22
Energiecarportenergy carport
33
Wohnhausresidential building
44
vorhandener Heizkessel des Wohnhausesexisting Boiler of the residential house
55
Wärmetauscherheat exchangers
66
Wasser-PufferspeicherWater buffer
77
ThermosolaranlageThermal solar plant
88th
Holzheizungwood heating
99
Wasser/Luft-WärmepumpeWater / air heat pump
1010
KleinwindkraftanlageSmall wind turbine
1111
Fotovoltaikphotovoltaics
1212
Fitness- manuelle EnergieerzeugungFitness- manual power generation
1313
Elektrobatterienelectric batteries
1414
ÜbergabemoduleInterface modules
1515
Steuerungcontrol

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • - Marko, Armin; Braun, Peter (Hrsg.): Thermische Solarenergienutzung an Gebäuden. Für Ingenieure und Architekten, Berlin Heidelberg 1997, S. V. [0005] - Marko, Armin; Braun, Peter (ed.): Thermal solar energy use on buildings. For Engineers and Architects, Berlin Heidelberg 1997, SV [0005]

Claims (4)

Energieversorgung zur Gebäudeheizung und Brauchwassererwärmung, mit regenerativen Energien, dadurch gekennzeichnet, dass in einem von dem Haupt- bzw. Wohngebäude getrennten Nebengebäude, welches zusätzlich beispielsweise als Laube (1), Carport (2) oder ähnliches zu nutzen ist, sämtliche technische Einrichtungen, welche erforderlich sind, um mit regenerativen Energien ein Wärmeträgermedium zu erwärmen, zu speichern und für die Deckung des Wärmebedarfes des Gebäudes brauchbar zu machen, angeordnet sind, wobei die Energieversorgung über mindestens ein Leitungssystem und mindestens einen Wärmetauscher (5) an die Hausheizung des Wohngebäudes (3) angeschlossen ist.Energy supply for building heating and domestic water heating, with regenerative energies, characterized in that in a separate from the main building or residential building, which in addition, for example, as a bower ( 1 ), Carport ( 2 ) or the like, all the technical equipment required to heat, store and make use of regenerative energy a heat transfer medium to meet the heat demand of the building, are arranged, the energy supply via at least one line system and at least a heat exchanger ( 5 ) to the house heating of the residential building ( 3 ) connected. Energieversorgung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Hauptkomponenten die Regelungstechnik und mindestens ein Wärmespeicher mit einem Speichermedium angeordnet sind und in Modulform weitere Energieerzeugungssysteme wie beispielsweise Windenergie, Biomasse, Geothermie, Umgebungswärme und Muskelkraft zu ergänzen und in das System mittels geeigneter Mittel einzubinden sind.Power supply according to claim 1, characterized that as the main components of the control technology and at least one Heat storage are arranged with a storage medium and in module form other power generation systems such as Wind energy, biomass, geothermal energy, ambient heat and muscle power complemented and integrated into the system by appropriate means are. Energieversorgung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieerzeugungsmodule jederzeit erweiterbar beziehungsweise austauschbar sind. Power supply according to claim 1, characterized that the power generation modules expandable at any time, respectively are interchangeable. Energieversorgung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erfindungsgemäße Energielaube (1) die Möglichkeit entsprechend den örtlichen und technischen Gegebenheiten des Grundstückes und dessen Bebauung und dem Wunsch und den Intensionen des Bauherren eine Energieversorgung mit allen zur Verfügung stehenden regenerativen Energieformen modular und zeitlich unabhängig zu gestalten ist.Power supply according to claim 1, characterized in that the energy cover according to the invention ( 1 ) the possibility according to the local and technical conditions of the property and its development and the desire and the intentions of the client an energy supply with all available regenerative forms of energy is modular and time independent.
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Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Marko, Armin; Braun, Peter (Hrsg.): Thermische Solarenergienutzung an Gebäuden. Für Ingenieure und Architekten, Berlin Heidelberg 1997, S. V.

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