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TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
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Die Erfindung betrifft ein Baumodul. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Baumodul, zum Beispiel für Gebäude, Dächer, Wände, Böden und Lärmbarrieren, wo das Modul zur Wärmeübertragung verwendet werden kann.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Verschiedene Arten von Baumodulen werden heutzutage weit verbreitet beim Errichten von Bauwerken genutzt. Die Module können für einen bestimmten Zweck vorgesehen worden sein, beispielsweise um als ein Strukturelement oder eine Stützstruktur sowie als ein Schutz- und Isolationselement zu dienen. Auch sind verschiedene Arten von integrierten Modulen bekannt, wenn das Baumodul beispielsweise sowohl die Stützstruktur als auch die Isolation umfasst. Darüber hinaus ist ein Baumodul aus dem Stand der Technik bekannt, wo ein Solarenergiesammelmechanismus in dem Baumodul zum Sammeln von Wärmeenergie integriert und dadurch warmes Wasser, beispielsweise für Sanitär- oder Heizzwecke, erzeugt wurde.
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Beispielsweise offenbart das Dokument
WO 99/54671 ein Paneel zum Sammeln von Sonnenenergie, wobei das Paneel eine Frontplatte aufweist, die Sonnenstrahlung ausgesetzt ist, und eine rückseitige Platte, die an einer Isolationsschicht anliegt. Ein Leitungsnetzwerk, das aus Rohrleitungen gebildet wird, wird zwischen die Frontplatte und die Isolationsschicht eingefügt. Zusätzlich offenbart das Dokument
US 2009/0178670 ein weiteres Solarwärmesammelpaneel, das aus einem Kern und einem mit dem Kern verbundenen Außenbelag besteht, wobei Strömungsleitungen unter einem Belag aus laminierten Platten angeordnet sind. Leitungen werden in das Wärmesystem mit Hilfe von Verteilern eingesetzt.
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Ferner offenbart das Dokument
WO 99/54670 ein Baumodul für ein Dach oder eine Wand eines Gebäudes, wobei das Modul ein Solarwärmesammelsystem aufweist. Das Modul umfasst einen Abdeckteil, der aus zwei Abschnitten gebildet ist, die miteinander so verbunden sind, dass ein Raum mit Fluid zwischen den Teilen bereitgestellt wird. Zusätzlich ist ein separater Sammelmechanismus in dem Raum angeordnet, um Wärmeenergie aus dem Fluid zu sammeln.
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Es gibt jedoch einige Nachteile in Bezug auf die bekannten Lösungen aus dem Stand der Technik. Um beispielsweise ein Gebäude mit einem Wärmesammel- und/oder Übertragungssystem auszurüsten, müssen mehrere zeitintensive Schritte durchgeführt werden. Beispielsweise ist der Einsetzprozess der Wärme übertragenden Leitungen zeitraubend, weil die Leitungen zuerst begradigt und dann in der Struktur des Gebäudes, wie zum Beispiel in dem Dach oder der Wandstruktur, angeordnet und fixiert und zusätzlich durch Abdeckmittel, beispielsweise eine Glasabdeckung abgedeckt werden. Die Leitungen sollten auch, beispielsweise durch Verbindungen, miteinander verbunden sein. Je größer die Zahl von Verbindungen, desto verwundbarer ist das System im Hinblick auf Lecks. Darüber hinaus ist der Wärmesammelbereich der Elemente oder Module gemäß dem Stand der Technik, weil die Leitung nicht sehr scharf gebogen werden kann und wegen der ringförmigen Querschnittsgestalt der Leitungen typischerweise ziemlich begrenzt. Die Leitungen sollten auch abgedeckt werden, um die Leitungen gegenüber möglichen physikalischen Einflüssen zu schützen, weil die Leitungen andernfalls kaputtgehen können. Darüber hinaus können die verwundenen Leitungen beispielsweise an einer Wand oder auf einem Dach optisch störend sein. Darüber hinaus erhöhen die Leitungen auch die Masse der Struktur (insbesondere wenn sie mit Wasser oder einem anderen Wärmeübertragungsmedium gefüllt sind), woraufhin die Struktur des Gebäudes stabil genug sein sollte und beispielsweise die Spannlänge der Stützstruktur sehr kurz wird, um die zusätzliche Masse der Leitungen zu tragen.
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DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es, die mit dem bekannten Stand der Technik verbundenen Problemen zu lindern und zu lösen. Insbesondere ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Baumodul bereitzustellen, das als ein thermischer Kollektor in Bauwerken verwendet werden kann, und das leicht, schnell und preiswert herzustellen und auch leicht und schnell zu installieren ist. Darüber hinaus ist es eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Baumodul bereitzustellen, das Wärmeenergie sehr effizient sammelt oder abgibt und überträgt. Zusätzlich ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Baumodul bereitzustellen, das fest, haltbar und widerstandsfähig, beispielsweise gegenüber veränderlichen und anspruchsvollen Wetterbedingungen, ist und das als ein herkömmliches Baumodul verwendet werden kann, sodass keine zusätzlichen strukturellen Veränderungen, wie zum Beispiel Verstärkungen, nötig werden.
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Die Aufgabe der Erfindung kann durch die Merkmale der angehängten unabhängigen Ansprüche gelöst werden.
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Die Erfindung betrifft ein Baumodul gemäß Anspruch 1.
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Gemäß einer ersten Ausführungsform umfasst ein Baumodul ein Abdeckelement, das ein Wärmeübertragungselement umfasst, oder bevorzugt ist das Abdeckelement selbst ein Wärmeübertragungselement. Das Wärmeübertragungselement umfasst bevorzugt zwei Lagen, die miteinander durch mehrere Verbindungsnähte, beispielsweise Schweißnähte, verbunden sind. Der Raum zwischen zumindest zwei Nähten wird manipuliert, um eine Leitung zwischen den Nähten zu bilden, sodass das Wärmeübertragungsmedium in die Leitung übertragen werden kann. Mit anderen Worten wird die Leitung durch die obere und untere Lage und die Nähte definiert. Das Ausdehnen wird bevorzugt durch Anlegen von hohem Druck, wie zum Beispiel Hydraulikdruck, in den Raum zwischen den Verbindungsnähten, sodass der Druck zumindest eine der Lagen dazu bringt, sich zu deformieren, zum Beispiel zu dehnen oder zu biegen, und dadurch den Raum und die Form der Leitung mit einem Volumen zwischen den Verbindungsnähten und den Lagen zu vergrößern, umgesetzt. Dies ermöglicht es, beispielsweise eine beliebige Form für die Leitung sehr schnell und auf leichte Weise bereitzustellen. Die Form der Nähte und daher auch der Leitung kann beispielsweise in eine automatische Laserschweißmaschine programmiert werden, die zum automatischen Schweißen der Form der programmierten Form verwendet werden kann.
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Die Lagen sind bevorzugt Metalllagen, wodurch sie miteinander vorteilhaft durch Laserstrahlschweißen verbunden werden können. Gemäß einer weiteren Ausführungsform können die Lagen Kunststofflagen sein, wodurch sie vorteilhaft durch Heißschweißen miteinander verbunden werden. Es ist zu bemerken, dass die Erfindung jedoch nicht auf diese Materialien beschränkt ist, sondern auch andere formbare Materialen verwendet werden können, insbesondere Materialien, die unter hohem Druck geformt werden können und die gute Wärmeleiter und wetterfest sind.
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Bevorzugt ist die Lage und insbesondere die äußere Lage, die in dem Element verwendet wird, schwarz gestrichen, da die schwarze Oberfläche Wärmestrahlung sehr effizient absorbiert (und auch abstrahlt). Zusätzlich werden die Lagen bevorzugt so dünn wie möglich ausgebildet, sodass das Formen der Leitung durch niedrigen Druck umgesetzt werden kann. Der Druck, der zum Dehnen der Räume und daher zum Bilden der Leitungen verwendet wird, kann beispielsweise etwa 10–20 bar sein, wobei der Druck von dem Material und der Dicke des verwendeten Materials der Lagen abhängt. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist die Dicke der Metalllage etwa 0,5 mm, wodurch sie Wärme viel schneller als eine dickere Lage leitet. Auch das Gewicht des Saumoduls kann minimal gehalten werden, wenn so dünne Lagen wie möglich als Abdeckelemente verwendet werden.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die Oberflächenfläche der Leitung auf der Oberfläche des Wärmeübertragungselements mindestens 60%, bevorzugt mindestens 75% und noch weiter bevorzugt mindestens 90% der Oberflächenfläche des Wärmeübertragungselements. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Abdeckelement selbst ein Wärmeübertragungselement, wodurch die Oberflächenfläche der Leitung auf der Oberfläche des Abdeckelements mindestens 60%, bevorzugt mindestens 75% und noch weiter bevorzugt mindestens 90% der Oberflächenfläche des Abdeckelements ist.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Leitungen benachbart zueinander und voneinander nur durch die Verbindungsnähte getrennt. Es ist insbesondere zu bemerken, dass gemäß einer sehr bevorzugten Ausführungsform zwei benachbarte Leitungen eine gemeinsame Naht oder Verschweißung aufweisen. Dies ermöglicht große Vorteile, wie zum Beispiel, dass die Herstellung leicht, schnell und effektiv ist, da eine Naht eine Grenze gleichzeitig für zwei Leitungen bereitstellen kann. Zusätzlich wird der benötigte Raum minimiert, da es keinen ungenutzten Raum zwischen den Leitungen oder Nähten gibt, wodurch die Sammeloberflächenfläche maximal ist, was das Element sehr effizient für Wärmesammlung oder Emission macht.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Wärmeübertragungselement einen Einlass und einen Auslass für das Wärmeübertragungsmedium, wobei der Einlass dazu ausgestaltet ist, mit dem Auslass des Wärmeübertragungselements eines anderen Moduls oder eines Wärmeübertragungskreislaufs eines größeren Systems verbunden zu sein, und wobei der Ausgang dazu ausgestaltet ist, mit dem Eingang des Wärmeübertragungselements eines anderen Moduls oder dem Wärmeübertragungsmediumskreislauf verbunden zu sein. Dies ermöglicht klare Vorteile, weil die Gesamtfläche der Wärmesammeloberfläche, zum Beispiel des Bauwerks wie etwa eines Gebäudes, das mehrere Module aufweist, leicht vergrößert werden kann, indem die Module einfach miteinander verbunden werden oder separat mit dem Wärmekreislaufsystem des Gebäudes verbunden werden.
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Wenn die Module miteinander verbunden sind, kann auch die Strömungsrate des Wärmeübertragungsmediums in den Leitungen erhöht werden, weil die gesamte wärme sammelnde Fläche, die durch die mehreren verbundenen Module bereitgestellt wird, so breit ist, dass andernfalls das Wärmeübertragungsmedium seine Maximaltemperatur zu früh, das heißt vor dem Ende des Kreislaufs oder vor dem letzten Modul, das zu dem Kreislauf gehört, erreichen kann.
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Es ist zu bemerken, dass das Baumodul gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zwei Abdeckelemente aufweisen kann, jedoch auch eine thermisch isolierende Schicht zwischen den Abdeckelementen (zweiseitiges Modul). Die Isolationsschicht kann beispielsweise PUR (Polyurethane), PIR (Polyisocyanurat), EPS (expandiertes Polystyren) oder Mineralwolle (umfassend Steinwolle und Glaswolle) umfassen, jedoch können auch andere bevorzugt extrudierbare Isolationsmaterialien verwendet werden, wie zum Beispiel XPS (extrudiertes Polystyren). In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Isolationsschicht sowohl zur thermischen Isolation als auch zur Anbringung, wie zum Beispiel einem Verbinden oder Ankleben der Abdeckelemente miteinander, verwendet werden und daher das Baumodul bilden. Das Isolationsmaterial (wie zum Beispiel EPS und Wolle) sollte entweder an die Abdeckelemente geklebt sein oder sie (beispielsweise PIR und PUR) können die Fähigkeit haben, die Abdeckelemente zu binden, wenn sie zwischen den Elementen angebracht (beispielsweise eingespritzt oder spritzgegossen) werden. Zusätzlich ist auch zu bemerken, dass eines oder beide Abdeckelement das Wärmeübertragungselement gemäß der Erfindung aufweisen können.
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Das Baumodul, wie es in diesem Dokument beschrieben wird, kann bevorzugt als ein herkömmliches Baumodul in verschiedenen Anordnungen verwendet werden, wie zum Beispiel in Gebäuden, Dächern, Wänden, Böden oder Lärmbarrieren, jedoch auch in Bodenstrukturen von Straßen, Wegen und Höfen usw., Flächen, wo die Fläche gekühlt oder erwärmt werden soll. Das Baumodul kann beispielsweise unter Fundamentsand einer Pflasterung, Asphalt oder einem anderen Deckwerk verwendet werden, wenn das Modul mit dem Wärmetransferelement nur in einer Seite verwendet werden kann.
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Vorteilhaft können die Module mit einem Wärmeübertragungskreislaufsystem der Anordnung verbunden sein, worauf ein Steuerungsmittel dazu verwendet werden kann, zumindest die Strömungsrate in den Leitungen des Wärmeübertragungselements zu steuern. Die Module können auch mit einem Wärmeübertragungskreislaufsystem einer anderen Anordnung verbunden sein, wie beispielsweise die Module unter den Bodenstrukturen der Straßen oder Wege mit den Modulen von Wänden oder Lärmbarrieren verbunden sein können, die Sonneneinstrahlung ausgesetzt sind, um Wärmeenergie aufzusammeln und diese beispielsweise zum Erwärmen der Straßen oder Wege zu verwenden. Wiederum ist zu bemerken, dass die Module gemäß der vorliegenden Erfindung sowohl zum Heizen als auch zum Kühlen verwendet werden können. Beispielsweise können tagsüber die Abdeckelemente, die Sonneneinstrahlung ausgesetzt sind, zum Sammeln von Wärmeenergie (Absorbieren von Sonnenwärmestrahlung) und daher zum Heizen beispielsweise von Wasser eines Warmwasserboilers verwendet werden und dieselben Elemente können nachts zum Kühlen zum Beispiel eines Kaltwasserspeichers verwendet werden, worauf die Elemente Wärmestrahlung an den Umgebungsraum abgeben.
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Wenn das Baumodul das Wärmeübertragungselement auf der anderen Seite, das heißt innerhalb des Gebäudes, umfasst, kann das Innenelement tagsüber beispielsweise für Kühlzwecke durch zirkulieren von kaltem Wasser aus dem Kaltwasserspeicher in den Leitungen der inneren Elemente verwendet werden. Wiederum können die Innenelemente, beispielsweise nachts durch Zirkulieren von Wasser aus dem Heißwasserspeicher in den Leitungen des Innenelements, für Heizzwecke verwendet werden. Natürlich können auch zwei oder mehr getrennte Kreislaufsysteme vorliegen und ein Wärmetauscher zwischen diesen vorgesehen sein. Zusätzlich kann der Kühl- oder Heizmodus durch das Steuerungsmittel durch Manipulieren der Kreislaufrichtung zwischen den inneren/äußeren Elementen und dem Kalt-/Warmwasserspeicher gesteuert werden. Darüber hinaus kann auch die Kühl- und/oder Heizeffizienz durch das Steuerungsmittel durch Einstellen der Strömungsrate des Wärmeübertragungsmediums in den Leitungen gesteuert werden. Das Steuerungsmittel kann ein Teil eines breiteren Systems zum Steuern beispielsweise des Zustands des intelligenten Gebäudes, wie zum Beispiel von Temperaturen verschiedener Räume usw. sein.
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Zusätzlich zu den oben genannten Vorteilen bietet das Baumodul gemäß der vorliegenden Erfindung auch weitere Vorteile, denn das Baumodul mit einem oder sogar zwei Abdeckelementen der Wärmeübertragungselemente macht das Baumodul sehr fest und widerstandsfähig wegen der einheitlichen Lagen, die für die Wärmeübertragungselemente verwendet werden, und insbesondere wenn die Leitungen mit im Wesentlichen inkompressiblem Medium oder Fluid, wie zum Beispiel einer Flüssigkeit wie Glykol oder Wasser oder einer Mischung hieraus gefüllt ist. Die Festigkeit kann zusätzlich beispielsweise durch Erhöhen des Drucks des Mediums oder Fluids innerhalb der Leitungen erhöht werden. Die Module sind fest, aber zur selben Zeit ziemlich leicht, da keine zusätzlichen Röhren benötigt werden. Wegen der Festigkeit oder Steifheit der Baumodule kann die Spannlänge der Struktur der Anordnung, wo die Module verwendet werden, sehr lang gemacht werden. In einer sehr vorteilhaften Ausführungsform können die Module als selbsttragende Module verwendet werden, wodurch überhaupt keine zusätzlichen Stützstrukturen notwendig sind.
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KURZE FIGURENBESCHREIBUNG
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Im Folgenden wird die Erfindung detaillierter mit Bezug auf die beispielhaften Ausführungsformen gemäß den beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
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1A–C ein Prinzip eines beispielhaften Herstellungsverfahrens einer Abdeckung oder von Wärmeübertragungselementen gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung illustrieren,
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2A–C eine weitere beispielhafte Abdeckung oder Wärmeübertragungselemente gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung illustrieren,
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3 ein beispielhaftes Baumodul gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung illustriert,
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4 ein weiteres beispielhaftes Baumodul gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung illustriert und
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5A–B beispielhafte Anordnungen illustrieren, die das Baumodul gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung einsetzen.
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DETAILBESCHREIBUNG
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1A–C illustrieren ein Prinzip eines beispielhaften Wärmeübertragungselements 100 (das als solches auch als ein Abdeckelement funktionieren kann) und ein Verfahren, um es gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung herzustellen. Bei dem Verfahren werden zwei Lagen 101, 102 miteinander verbunden, indem Nähte 103 verbunden werden, die beispielsweise durch Laserschweißen bereitgestellt werden. 1A illustriert eine Draufsicht der Lagen (die untere Lage 102 ist unterhalb der oberen 101) und Linien 103 illustrieren die Verbindungsnähte, entlang derer die Lagen zusammengeschweißt sind, wie in 1B zu sehen ist (Schnittansicht des Elements entlang der Linie B-C).
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Die kleinen Räume 104 werden zwischen den benachbarten Nähten ausgebildet, wenn die Lagen durch mehrere Verbindungsnähte miteinander verbunden sind. Wenn hoher Druck in den Raum zwischen zwei Nähten angelegt wird, erweitert sich zumindest eine der Lagen 101, 102 vorteilhaft oder bläht sich auf, wie in 1C gezeigt ist, wodurch der vergrößerte Raum 104 zwischen den Nähten eine Leitung 104 bildet, die sowohl durch die Nähte 103 als auch die Lagen 101, 102 begrenzt ist. Wie in 1A–1C zu sehen ist, sind die benachbarten Leitungen vorteilhaft nur durch eine Naht 103 voneinander getrennt.
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1C ist auch eine Querschnittsansicht des Elements 100 entlang der Line B-C.
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Das Wärmeübertragungselement 100 kann eine geformte (zum Beispiel gewundene oder gedrehte) Leitung 104, wie in 1A–1C abgebildet ist, aufweisen, aber auch mehrere separate Leitungen 1041, 1042, 1043 können in dem einen Wärmeübertragungselement 100 vorgesehen sein, wie in 2A–2C illustriert ist. Zusätzlich ist zu bemerken, dass die Form des Verlaufs der Nähte 103 beliebig sein kann, inklusive beispielsweise gerader und gekrümmter Linien, wodurch auch die Form der Leitungen beliebig sein kann. Abhängig von der Gestaltung der Leitungen kann das Element 100 entweder einen Einlass 105 und einen Auslass 106 des Wärmeübertragungsmediums aufweisen (wie in 1A) oder mehrere Einlässe 105 und Auslässe 106. Zusätzlich kann das Wärmeübertragungselement 100 mehrere separate Leitungen 1041, 1042, 1043 aufweisen, die eine gemeinsame Verbindungsleitung 104a zwischen dem Einlass und den Leitungen sowie eine gemeinsame Verbindungsleitung 104b zwischen dem Auslass und den Leitungen aufweisen können, wie in 2C illustriert ist. Ferner kann Hochdruck, der zum Formen der Leitungen verwendet wird, über den Einlass und/oder Auslass gelegt werden. Gemäß einer Ausführungsform kann auch eine zusätzliche hohle Düse oder dergleichen zwischen den Lagen 101, 102 und den Nähten 103 verbindend angebracht werden, sodass Hochdruck mit der Düse in den Raum 104 angelegt werden kann.
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3 illustriert ein beispielhaftes Baumodul 110 gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung, wobei das Baumodul 110 ein Abdeckelement 111, 112 umfasst und wobei das erste ein Wärmeübertragungselement 100 ist. Zwischen den Abdeckelementen 111, 112 ist eine Isolationsschicht 113 angeordnet, die beispielsweise durch Extrudieren von Isolationsmaterial, beispielsweise Polyurethan- oder EPS(expandiertes Polystyren)-Schaum zwischen den Abdeckelementen bereitgestellt werden kann. Gemäß einer Ausführungsform kann das Isolationsmaterial zum Anbringen, beispielsweise Kleben der Abdeckelemente aneinander über das Isolationsmaterial zum Bereitstellen des Baumoduls 110 verwendet werden.
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4 illustriert ein weiteres beispielhaftes Baumodul 110 gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung, wobei beide Abdeckelemente 111, 112 des Baumoduls als solche die Wärmeübertragungselemente 1011, 1012 sind (oder zwei aufweisen), wodurch beispielsweise eines der Wärmeübertragungselemente 1011 nach außen gerichtet ist und das andere Wärmeübertragungselement 1012 in das Innere des Gebäudes gerichtet ist (in 5 illustriert).
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5A illustriert eine beispielhafte Anordnung, beispielsweise ein Gebäude 120, das die Baumodule 110 gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung verwendet. Die Anordnung kann Bauelemente 110 umfassen, die das Wärmeübertragungselement 100 auf nur einer Seite 1001 und/oder beiden Seiten 1001, 1002 des Elements 100 aufweisen. Die Elemente sind bevorzugt mit einem Steuerungsmittel 121 über Rohrleitungen 1231, 1232 verbunden. Es ist zu bemerken, dass die erste Röhre 1231 zwischen dem Steuerungsmittel 121 und dem Wärmeübertragungsmodul 100 beispielsweise mit dem Einlass 105 des Wärmeübertragungsmoduls 100 verbunden ist, wodurch die zweite Röhre 1232 zwischen dem Steuerungsmittel 121 und dem Wärmeübertragungsmodul 100 mit dem Auslass 106 des Wärmeübertragungsmoduls 100 verbunden ist. Zusätzlich können die Einlässe 105 und Auslässe 106 der Wärmeübertragungsmodule 100 des Baumoduls 110 miteinander durch Zwischenröhren 1233 verbunden sein, wodurch mehrere Module in Reihe verbunden sein können, um eine größere Wärmesammel- oder Abstrahlfläche zu bilden.
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Gemäß einer Ausführungsform kann der Wärmeübertragungsmediumskreislauf (zumindest teilweise) auf der Grundlage von Schwerkraft umgesetzt sein. Das Steuerungsmittel 121 kann jedoch beispielsweise eine einstellbare Pumpe 122 umfassen, durch die die Strömungsrate des Wärmeübertragungsmediums innerhalb der Leitungen der Wärmeübertragungselemente gehandhabt werden kann. Zusätzlich kann das Steuerungsmittel 121 dazu angepasst sein, die Strömung zwischen dem äußeren 1001 und dem inneren 1002 Wärmeübertragungselement und dem Warm- 124 und dem Kalt- 124 Wasserboiler oder Reservoir zu steuern, beispielsweise auf der Grundlage der Tageszeit und ob der Kühl- oder Heizmodus im Gebäude 120 gewünscht wird oder ob das Wasser in dem Warmwasserboiler 124 durch die Solarwärmeenergie geheizt werden sollte (durch Zirkulieren des Wärmeübertragungsmediums zwischen dem Warmwasserboiler 124 und dem äußeren Wärmeübertragungselement 1001) oder ob die Innentemperatur des Gebäudes 120 durch das kalte Wasser des Reservoirs 125 (durch Zirkulation des Wärmeübertragungsmediums zwischen dem Kaltwasserreservoir 125 und dem inneren Wärmeübertragungselement 1002) gekühlt werden sollte. Es sollte bemerkt werden, dass die Warm-/Kaltwasserspeicher 124, 125 mit Wärmetauschern 126 versehen sein können.
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Darüber hinaus kann das erhitzte Medium gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform beispielsweise dem äußeren Wärmeübertragungselement 1001 zugeführt werden, wenn Schnee oder Eis auf der Oberfläche des Baumoduls liegt, beispielsweise auf dem Modul, das auf dem Dach des Gebäudes 120 verwendet wird. Dies ist ein wichtiges und angenehmes Merkmal, insbesondere in nördlichen Ländern, weil der Schnee oder das Eis beispielsweise durch Zuführen von warmem Wasser zu den Leitungen der Module geschmolzen oder abgetropft werden kann, wodurch Unfälle, die durch herab fallenden Schnee oder Eis verursacht werden können, vermieden werden.
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5B illustriert eine weitere beispielhafte Anordnung, in der die Module der Erfindung verwendet werden können, nämlich ein Pflaster 130. Die Module 110 können vorteilhaft in Bodenstrukturen von Wegen, beispielsweise unter Bettsand 131 der Pflastersteine 132 verwendet werden. Die Pflasterfläche 130 kann daher entweder gekühlt oder geheizt werden, beispielsweise wenn das Wärmeübertragungselement mit einem anderen Wärmekreislaufsystem verbunden ist.
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Obwohl nur ein Gebäude und ein Pflaster in 5A und 5B als Beispiele des Objekts illustriert sind, in dem die Module der Erfindung verwendet werden können, ist zu verstehen, dass die Module auch in ähnlicher Weise in anderen Konstruktionen verwendet werden können, beispielsweise in Lärmbarrieren, die in der Nähe von Wohngebieten oder zu heizenden und/oder zu kühlenden Gebäuden angeordnet sind, wodurch die Wärmekreislaufrohre beispielsweise vorteilhaft zwischen dem Heiz-/Kühlsystem des Gebäudes und Modulen der Lärmbarriere an der Seite der Straßen oder Schienen angeordnet sein können.
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Darüber hinaus ist zu bemerken, dass die Module der Erfindung auch in Wänden, Dächern und/oder anderen Strukturen (wie zum Beispiel Ablagen und Regalen) von Kühl-Lagerungsräumen oder Kühlräumen verwendet werden, um die Innentemperatur des Raums auf +4°C oder sogar auf –20 bis –30°C zu kühlen. Es ist nicht einmal nötig, die Oberflächen der Elemente der Module, die in kalten Räumen verwendet werden, zu streichen, weil die Wärmeübertragungselemente bevorzugt aus Edelstahl oder säurefestem Stahl gemacht sind, der als solcher für die hygienischen Oberflächen dieser Arten von Räumen geeignet ist. Polyurethan kann als ein Beispiel des Isolationsmaterials der Module verwendet werden, die in kalten Räumen eingesetzt werden.
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Die Erfindung wurde oben mit Bezug auf die vorgenannten Ausführungsformen beschrieben und einige Vorteile der Erfindung wurden gezeigt. Es ist klar, dass die Erfindung nicht nur auf diese Ausführungsformen beschränkt ist, sondern alle möglichen Ausführungsformen innerhalb des Grundgedankens und Schutzbereichs der Erfindung durch die nachfolgenden Ansprüche umfasst. Insbesondere sollte bemerkt werden, dass die Wärme sammelnde Oberflächenfläche des Wärmeübertragungsmoduls auch als eine Abstrahloberfläche, zum Beispiel während der Nacht, und daher für ein Kühlen in Abhängigkeit von dem Wärmemediumskreislauf, der in dem System angeordnet ist, verwendet werden kann. Zusätzlich ist zu bemerken, dass das Wärmeübertragungsmedium bevorzugt inkompressibles Fluid, wie zum Beispiel Wasser oder Glykol oder eine Mischung hieraus ist, aber auch unter Druck stehendes Gas oder ein anderes Medium, das zum Übertragen von Wärmeenergie auf effiziente und bequeme Weise geeignet ist, kann verwendet werden. Ferner kann das Wärmeübertragungselement (zumindest teilweise) durch Abdeckmittel, beispielsweise Glas oder Kunststoff, abgedeckt sein, um Wärmekonvektion oder Wärmestrahlung von der Oberfläche des Wärmeübertragungselements zu minimieren, insbesondere wenn es zum Sammeln von Sonnenwärmeenergie verwendet wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 99/54671 [0003]
- US 2009/0178670 [0003]
- WO 99/54670 [0004]
