DE2245153B2

DE2245153B2 - Vorrichtung fuer gebaeudewandungen o.dgl. zur regulierbaren aufnahme von sonnenenergie und/oder zur abstrahlung von waerme

Info

Publication number: DE2245153B2
Application number: DE19722245153
Authority: DE
Inventors: Nikolaus 7141 Aldingen Laing
Original assignee: Ausscheidung in: 22 65 239 Ausscheidung in: 22 65 240 Beteiligungs-AG für Haustechnik, Genf (Schweiz)
Priority date: 1971-09-17
Filing date: 1972-09-14
Publication date: 1977-06-02
Also published as: DE2245152B2; FR2153119B1; DE2265239A1; DE2242581A1; GB1388937A; IL40322A0; US3893506A; ES406765A1; FR2153119A1; AU4642572A; BR7206430D0; FR2166905A5; AU473500B2; IT967535B; GB1413675A; IT967534B; FR2153118B1; ZA726309B; DE2265240A1; DE2245153A1

Description

9. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens das dem freien Raum ^ zugewandte Element als Hohlkörper ausgebildet ist, dessen Hohlraum mit den Rohrabschnitten (7; 23) in direkter Verbindung steht (F i g. 1 und 2).

10. Vorrichtung nach Anspruchs dadurch gekennzeichnet, daß das dem freien Raum zugewandte Element als Dachplatte (1) ausgebildet ist

11 Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Element als Blechhohlkörper ausgebildet ist und daß die gegenseitige Abstützung der Wandungen (4,5) dieses Elementes durch warzenartige Erhebungen (6,6') erfolgt

12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Wärmeträger im wesentlichen aus einem Fluorchlorkohlenwasserstoff besteht

13. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeträger im wesentlichen aus einem Kettenkohlenwasserstoff besteht.

14. Wärmeträger für Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeträger im wesentlichen aus einem Keton besteht.

15. Wärmeträger für Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeträger im wesentlichen aus einem azeotropen Gemisch aus Wasser und in Wasser löslichen Kohlenwasserstoffen besteht.

It. Wärmeträger für Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeträger im wesentlichen aus Trifluortrichloräthan besteht.

17. Wärmeträger für Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeträger im wesentlichen aus Tetrafluordiehloräthan besteht.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für Gebäudewandungen od. dgl. zur regulierbaren Aufnahme von Sonnenenergie und/oder zur Abstrahlung von Wärme in den freien Raum, bei der ein g-oßflächiges Element dem freien Raum zugewandt und ein zweites großflächiges Element dem freien Raum abgewandt ist, wobei die beiden Elemente über einen zu beheizenden und/oder zu kühlenden Wärmeträger in Wärmetausch stehen, so daß ein Element als wärmeaufnehmende Senke und das andere Element als wärmeabgebende Quelle wirkt.

Es sind Bauplatten mit Hohlräumen bekannt, in denen ein Wärmeträger in gasförmiger und flüssiger Form eingeschlossen ist, so daß die Wärme durch diese Bauplatten in einer Richtung entgegengesetzt der des Kondensatflusses geleitet wird.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Warme, die unter Ausnutzung einer Wärmequelle von einem großflächigen Element aufgenommen wird, einem zweiten großflächigen Element, das räumlich von dem ersten entfernt ist, zuzuleiten.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß jedem der großflächigen Elemente mindestens eine Gruppe von über praktisch in gesamter Länge mit dem entsprechenden Element wärmeleitend verbundenen Rohrabschnitten zugeordnet ist und die Rohrabschnitte einer Gruppe des einen Elementes mit den entsprechenden Rohrabschnitten einer Gruppe des anderen Elementes über Verbindungsrohrabschnitte verbunden sind, wobei der im aus den Rohrabschnitten gebildeten Rohr befindliche Wärmeträger sowohl in gasförmiger als auch in flüssiger Form vorliegt. Mit dieser V01 richtung wird eine verlustarme schnelle Wärmeleitung zwischen zwei großflächigen Elementen,

lämlich einer Wärmequelle und einer Wärmesenke, ;rreicht, die durch herkömmliche Wärmeleitung nicht lerstellbar ist

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise erläutert Und zwar zeigt

Fig. 1 eine Platte, die sich für den Aufbau eines großflächigen Dachelementes für eine Vorrichtung nach der Erfindung, eignet,

Fig.2 eine Platte, die sich für den Aufbau eines großflächigen, einem Innenraum zugekehrten Elementes einer Vorrichtung nach der Erfindung eignet,

F i g- 3 schematisch die Anordnung der großflächigen Elemente in einem Wohnhaus,

F i g. 4 einen Ausschnitt aus einer erfindungsgemäßen Bauplatte,

Fig.5 die in Fig.4 dargestellte Bauplatte in kleinerem Maßstab,

F i g. 6 den Ausschnitt einer Bauplatte mit mäanderförmigem Wärmerohr,

F i g. 7 einen Schnitt durch einen Ausschnitt einer Wandplatte, die ähnlich wie die in F i g. 6 dargestellte Dachplatte ausgebildet ist,

F i g. 8 eine Regelvorrichtung für Wärmerohre nach der Erfindung,

Fig.9 eine Abwandlung der in Fig. 8 dargestellten Regeleinrichtung,

Fig. 10 eine Vorrichtung nach der Erfindung mit mehreren Wärmeleitkreisen im Ausschnitt und

F i g. 11 ein Regelventil für eine Vorrichtung nach der Erfindung.

Die F i g. 1 zeigt eine vorzugsweise als Dachauflage verwendete Platte für ein großflächiges Element einer Vorrichtung nach der Erfindung. Auf einer als Dachplatte 1 ausgebildeten Betonunterlage wird die Platte mit Laschen 2 so montiert, daß sie die in F i g. 3 gezeigte Lage einnimmt. Zwischen der Betondecke und der Platte befindet sich eine Isolierschicht 3. Die Platte selbst ist doppelwandig ausgebildet und aus einem Blechstreifen aufgebaut, dessen nach oben weisende Wandung 4 glatt ist. Zwischen den Wandungen 4 und 5 sind eine Vielzahl von Erhebungen 6 vorgesehen, die der Abstandhaltung dienen. Die beiden Wandungen 4 und 5 schließen an einem Ende zwischen sich einen Rohrabschnitt 7 ein. Am anderen Ende sind die Wandungen 4 und 5 bügeiförmig gekröpft und längs der Naht 8 rollnahtverschweißt. Der bügelförmig gekröpfte Abschnitt 8a greift über den Rohrabschnitt 7' der nächsten Platte. Zwischen den Wandungen 4 und 5 ist eine Bahn 9 aus saugfähigem Papier angeordnet, die zwischen benachbarten Erhebungen 6 und 6' durchhängt, so daß sie sowohl die obere Wandung 4 als auch die untere Wandung 5 zwischen den Erhebungen 6,6' berührt. Als Werkstoff für die Platte sieht die Erfindung vorzugsweise Metallblech, insbesondere Stahlblech vor, welches nach außen hin eine Oberfläche erhält, die im Bereich der Wärmestrahlung von 9 μ eine möglichst hohe Emission aufweist. Im Bereich von etwa 0,5 μ soll die Emission bei Anwendungen, bei denen im wesentlichen gekühlt werden soll, klein sein, was z. B. mit einer Auflage aus Titandioxid-Emaille erreicht werden kann, während bei Anwendungen, bei denen Wärme gewonnen werden soll, die Emission bis 0,5 μ betragen soll, was z. B. durch rußhaltige Anstriche erreicht werden kann. Grundsätzlich eignet sich jedoch auch eine Kunststoffolie als Werkstoff für die Platte, insbesondere wenn diese durch Beschichtung mit einer Aluminiumfolie vakuumdicht gemacht wurde. Schließlich lassen sich prfinriiineseemäße Platten auch extrudieren, wobei Hie

Erhebungen 6 geformt werden, solange das extrudierte Materia!, noch nicht erstarrt ist

F i g. 2 zeigt die innerhalb des Gebäudes zur Bildung von Decke oder Wand anzubringenden Platten für das zweite großflächige Element einer Vorrichtung nach der Erfindung. Der Aufbau ist prinzipiell gleich wie der der Platten nach Fig. 1. Durch einen gefalteten Blechoder Folienstreifen wird ein Hohlkörper der dargestellten Art gebildet Diesmal ist die nach unten weisende Wandung 20 glatt während die nach oben weisende Wandung 21 die Erhebungen 22 trägt Der Rohrabschnitt 23 hat ein Profil mit rinnenförmiger Vertiefung 25. Nach unten ist eine Rinne 26 ausgeformt, in der sich das Kondensat des Wärmeträgers bei horizontaler Anordnung der Platte sammelt Der gefaltete Blechstreifen ist längs einer Naht 27 verschweißt

Die Falzstelle 28 ist als Vorsprung ausgebildet der in die rinnenförmige Vertiefung 25a des benachbarten Plattenteils hineinragt ösen 29 dienen zur Aufhängung der Platte an der Decke eines Raumes. Zwischen den Erhebungen 22' und 22", die im Ausschnitt sichtbar sind. ist wiederum eine gewellte Bahn 30 aus saugfähigem Papier eingeschlossen, deren Wellung sowohl die obere Wandung 21 als die untere Wandung 20 berührt. Mit der oberen Wandung 2t sind Folienschläuche 31 sowie 32 verklebt. Die an den Enden geschlossenen Folienschläuche 31 sind mit einer Speichermasse gefüllt, die eine Kristallisationslemperatur hat, die bei normaler Luftfeuchte oberhalb des Taupunktes liegen muß. Als geeignetste Kristallisationstemperaturen zur Raumkühlung haben sich Temperaturen zwischen \7^J und 19°C erwiesen. Der Folienschlauch 32, der in drei Streifen 32a die Wandung 21 berührt, enthält eine wärmespeichernde Latentspeichermasse, deren Kristallisationstemperatur vorteilhaft zwischen 27 und 33° liegt.

F i g. 3 zeigt einen Querschnitt durch ein Gebäude, in welchem eine Vorrichtung nach der Erfindung, bestehend aus großflächigen Elementen 35, 35', die in zwei Stockwerken angeordnet und aus Platten nach F i g. 2 aufgebaut sind, sowie aus dem großflächigen Element 36, das die Dachhaut bildet und aus Platten nach F i g. 1 aufgebaut ist. Über Rohre 37 sind die Rohrabschnitte 7 und 23 zugeordneter Platten miteinander verbunden. Die Rinne 26 ist über eine dünne Rohrleitung 38, in der eine als Kondensatpumpe ausgebildete Fördereinrichtung 39 angeordnet ist, mit dem Inneren des Elementes 36 verbunden. Ein Kondensatgefäß 33 ist über einn Drosseleinrichtung 34 mit dem Inneren des Elementes 35 verbunden. Wird ein Wärmeentzug aus dem Raum R gewünscht, so wird die gegebenenfalls thermostatisch gesteuerte Drosseleinrichtung 34 geöffnet. Die Raumwärme erwärmt die Platten der Elemente 35 und 35', die die Wärme an die in den Folienschläuchen 31 enthaltene Speichermasse abgeben. Der Vorrat an Speichermasse wird so bemessen, daß erst die abzuführende Wärmemenge mehrerer Tage die gesamte Speichermasse schmelzen läßt. Während der Nacht strahlt das zum freien Raum gerichtete, aus den Platten nach F i g. 1 bestehende Element 36 der Dachhaut Energie ab wodurch sich dieses Element stark abkühlt. Das Innere der Platten und der Rohre 37 sowie der Rohrleitung 31* ist mit dem Sattdampf einer Flüssigkeit, vorzugsweise einem azeotropen Gemisch mit Methanol gefüllt. In dei Rinne 26 befindet sich überschüssiges Kondensat. Durd die Abkühlung in den Platten des Elementes 36 erfolg Kondensation; die hierdurch bedingte Sattdampfdruck Absenkung führt zur Verdampfung in den hohlci Platten der Elemente 35 und 35', wodurch dlii

Wandungen der Platten abgekühlt werden. Hierdurch wird der Speichermasse in den Folienschläuchen 31 die gespeicherte Kristallisationswärme entzogen. Das im Element 36 gebildete Kondensat läuft durch die Drosseleinrichtung 34 hindurch in die Elemente 35 und 35' zurück, so daß der thermodynamische Kreis geschlossen ist. Das System wirkt als Wärmegleichrichter mit wählbarer Durchtrittsrichtung, indem die während des Tages durch die Speichermasse gespeicherte Wärme nachts in den freien Raum abgestrahlt ,₀ wird, während die Wärme der Tageseinstrahlung durch die Isolationsschicht 3 und gegebenenfalls weitere Isolationsschichten abgehalten wird, in die Innenräume einzutreten.

Am Ende des Sommers werden die Drosseleinrich- ,_s tungen 34 geschlossen. Durch die Fördereinrichtung 39 oder abquetschbare Dochte wird das Kondensat aus den Rinnen 26 der Platten der Elemente 35 und 35' in die Platten des Elementes 36 gefördert. Durch die Sonnenwärme verdampft dieses Kondensat und strömt durch die Rohre 37 und die Rohrabschnitte 23 in die Elemente 35 und 35'. Dort erfolgt Kondensation unter Wärmefreisetzung. Durch die Sonnenwärme wird dadurch die in Folienschläuchen 32 enthaltene Speichermasse aufgeladen und gleichmäßig über die Wandung ₂s 20 in den Raum gestrahlt. Das sich bildende Kondensat wird durch die Fördereinrichtung 39 bzw. durch Dochte wieder nach oben gefördert, so daß der Kreislauf geschlossen ist.

Wenn die Drosseleinrichtung 34 geschlossen ist und die Fördereinrichtung 39 nicht eingeschaltet ist, bleibt das System wirkungslos. Es gelangt weder Wärme in den Raum, noch wird dem Raum Wärme entzogen.

F i g. 4 zeigt schematisiert einen Querschnitt durch einen Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die Dachhaut wird durch eine Blechtafel 40 aus Stahi oder vorzugsweise Aluminiumblech gebildet. Mit dieser Blechtafel sind in regelmäßigem Abstand voneinander parallel zum Dachgefälle mit Sattdampf gefüllte verlaufende Rohrabschnitte 41 gut wärmeleitend verbunden. Die Blechtafel-Oberseite ist mit einer Kunststoffauflage 42 eines thermoplastischen Kunststoffes versehen. Darüber befindet sich ein Element 43. das senkrecht zu den Rohrabschnitten 41 verlaufende Kanäle 44 aufweist Die Stege 45 sind mit der Kunststoffauflage 42 dampfdicht und unlösbar verbunden.

An den axialen Enden sind die Kanäle 44 geschlossen. Das Innere der Kanäle 44 ist mit einer saugfähigen Schicht 52 ausgekleidet und mit Sattdampf und einer geringen Menge Kondensates eines Wärmeträgermediums gefüllt Die Rohrabschnitte 41 sind aus Blech gefaltet und längs der Naht 46 verschweißt Der Nahtbereich bildet einen Hinterschnitt in der eigentlichen Betonplatte 47. Zwischen der Blechtafel 40 und der Betonplatte 47 befindet sich eine Isolierplatte 48. Die zum Raum hin gewandte Fläche ist in wesentlichen Teilen in gleicher Weise aufgebaut Der Rohrabschnitt 41', dessen Inneres Ober das Verbindungsrohr 41 a mit dem Rohrabschnitt 41 kommuniziert ist mit der ^o Blechtafel 40' gut wärmeleitend verbunden. Die Blechtafel ist mit einer Kunststoffauflage 42' versehen. Mit diesem ist wiederum ein Element 43' unlösbar verbunden, dessen Kanäle 44' in gleicher Weise aufgebaut sind, wie bereits beschrieben, und die *,<, ebenfalls innen eine saugfähige Schicht 52* aufweisen. Mit dem Element 43' ist eine profilierte Folie 49 längs der Streifen 50 unlösbar verbunden. In den entstehenden trapezförmigen Kanälen ist Latentspeichermasse 51 mit einer Kristallisationstemperatur von vorzugsweise 17 bis 19° eingebracht. Die Rohrabschnitte 41,41'und das Verbindungsrohr 41a sind zu einer Vielzahl nicht dargesteller Rohre gleichen Aufbaus parallel geschaltet.

F i g. 5 dient zur Erläuterung der Vorrichtung gemäß F i g. 4 und zeigt im Schnitt und Draufsicht ein Dachelement gemäß F i g. 4. Die Rohrabschnitte 41 sind über Rohrbogen 41a mit den Rohrabschnitten 41' verbunden. Während der Tagesstunden wird die Latentspeichermasse 51 (Wärmesenke) durch die Raumtemperatur geladen und entzieht damit dem abgedeckten Raum Wärme. Während der Nachtstunden strahlt das Element 43 (Wärmequelle), die gleichzeitig die Dachhaut bildet, aufgrund ihrer physikalischen Schwärze im 9p-Bereich Energie ab, wodurch in den Kanälen 44 der Wärmeträger kondensiert Das Kondensat in den Kanälen 44' verdampft, sobald ein Wärmegefälle zwischen dem Rohrabschnitt 41' und der Latentspeichermasse 51 entsteht und kondensiert wieder unmittelbar unterhalb der Rohrabschnitte 41' Die Rückführung des Kondensates erfolgt über die saugfähige Schicht 52'. Von den Rohrabschnitten 41'. 4! erfolgt im Rohrabschnitt 41' Verdampfung (Wärmesenke) und im Rohrabschnitt 41 Kondensation (Wärme quelle). Das Kondensat läuft in den Rohrabschnitt 41 zurück. Die Menge der Latentspeichermasse 51 wird se groß gewählt, daß eine für mehrere Tage ausreichende Wärmemenge gespeichert werden kann, damit auch be ungünstigen meteorologischen Bedingungen, z. B. be völlig bedecktem Himmel, der Kühleffekt mehl unterbrochen wird.

F1 g. 6 zeigt eine andere Ausbildungsform nach dei Erfindung, bei der U-förmig gebogene, mit Sattdampl gefüllte Rohre mit Rohrabschnitten 62, 63, 63' unc Verbindungsrohrabschnitten 61 für die Wärmeleitung eingesetzt sind, wobei eine Betonplatte von mehrerer Rohrabschnitten durchzogen ist, die durch die waagrechten Rohrabschnitte 62 miteinander verbunden sind Mit den horizontal verlaufenden Rohrabschnitten 63 und 63' sind vorzugsweise wärmestromverteilendc Elemente 65, 65' gut wärmeleitend verbunden. Da' Innere der Rohre ist wiederum evakuiert und mi Sattdampf und Kondensat einer Wärmeträgersubstan; gefüllt Auch diese Anordnung führt zu einen Wärmeieiteffekt von unten (Wärmesenke) nach ober (Wärmequelle) und damit in der Regel von innen nad außen, während die Wärme durch das Rohrsystem ir umgekehrter Richtung nicht geleitet wird. Die Rohn können gleichzeitig die Funktion von Verbindungsele menten der Betonplatte 64 und der Betonplatte 64' at Stelle von Bewehrungsstahl übernehmen.

F i g. 7 zeigt schematisch eine ähnliche Vorrichtuni nach der Erfindung wie Fig.6, jedoch mit vertikale! Wänden, bei der jedoch die Verbindungsrohrabschnitt» 70 des U-förmig gebogenen Rohres nicht senkrechi sondern in dem spitzen Winkel 75 zu den Wandflächei verlaufen. Der Wärmestrom ffieBt in Richtung de Pfeiles 76 zum jeweils höher gelegenen Rohrabschnit 63. Durch die schräg verlaufenden Rohrabschnitte fließ das Kondensat zum Element 65' zurück.

Die Verteilung des Wärmestromes auf den Oberflä chen kann entweder durch Elemente 65,65'wie auch be der Ausfuhrungsform nach F i g. 1 oder durch Element» 43, wie in F ig. 4 gezeigt erfolgen.

Fig.8 zeigt schematich eine Platte mit Wandung« 81,82, die über ein Rohr 89 mit einem Kondensatgefäl 90 in Verbindung steht Die Temperatur des Kondensat

gefäßes wird durch ein Peltierelement geregelt, dessen eine Elektrodengruppe 91 mit dem Kondensatgefäß in gut wärmeleitendem Kontakt steht, während die andere Elektrodengruppe 92 mit einer Kühleinrichtung 93 in gut wärmeleitendem Kontakt stehen. Durch einen Polumschalter 94 ist die Stromrichtung wählbar. Wenn die Elektrodengruppe 91 als Wärmesenke geschaltet ist, kondensiert der in der Wandung 81, 82 befindliche Wärmeträger, bis der gesamte Wärmeträger als Kondensat 95 im Kondensatgefäß 90 verflüssigt ist. Damit ist die Wärmeleitfähigkeit der Wandung 81, 82 stark herabgesetzt. Durch Umschaltung des Polumschalters 94 kann eine beliebige Teilmenge oder auch das gesamte Kondensat wieder in den Kreislauf zurückverdampft werden, so daß jeder Zwischenwert an Wärmeleitfähigkeit bis zur maximalen Wärmeleitung erzielbar ist. Die anhand von F i g. 8 erläuterte Regelung der Wärmeleitfähigkeit von mit Sattdampf gefüllten Hohlräumen ist auf alle Vorrichtungen der Erfindung anwendbar.

F i g. 9 zeigt ein verändertes Kondensatgefäß, bei dem die Kondensatmengen und damit die Wärmeleitfähigkeit der Wandung 81,82 dadurch geregelt werden kann, daß zwischen zwei Bereichen 100 und 101 des Kondensatgefäßes ein Wärmestrom erzeugt wird. Das Kondensat wird in einer Vielzahl von Einzelgefäßen 102 aufgefangen Eine Kühleinrichtung 103 kühlt ein Ende des Kondensatgefäßes, während das andere Ende durch eine Heizeinrichtung 104 beheizt werden kann. Je stärker diese Einrichtung heizt, desto mehr Einzelgefäße 102 werden völlig entleert. Diese Anordnung eignet sich bevorzugt für Analogreglerthermostate, durch die beispielsweise die Umlufttemperatur erfaßt wird. Die Einrichtungen gemäß F i g. 8 und 9 lassen sich auch zur Regelung des Wärmestromes zwischen Speichermassen und Raumdecke oder Raumwand einsetzen.

F i g. 10 zeigt schematisch eine Vorrichtung nach der Erfindung, bei der vier Kreisläufe unabhängig voneinan der schaltbar sind, um die nach außen weisende Wandung 111, die nach innen weisende Wandung 112, und einen Speichermassenbehälter 114 wahlweise miteinander in gut wärmeleitende Verbindung zu bringen. Die Wandung 111 besteht aus wärmeleitendem Material, vorteilhaft aus einem Aufbau wie in Fig.4 gezeigt, wobei die mit Sattdampf gefüllten Kanäle 115 den Transport der Wärmeströme zu den Rohren 123 hin übernehmen. In gleicher Weise ist die Wandung 112 aufgebaut Zwischen diesen Wänden befindet sich eine Isolierung 116, welche einerseits die Wandungen 111 und 112 voneinander und andererseits zu den Speicher massenbehältern 113 und 114 hin isoliert Die Wärmeleitrohre verlaufen mäanderförmig in zwei Ebenen. Das Rohr 117 ist an einem Ende mit dem Kondensatgefäß 118, welches dem Kondensatgefäß 90 nach Fig.8 entspricht verbunden und am anderen Ende (nicht zu sehen) geschlossea Im Inneren des Rohres 117 befindet sich ein Docht Der Bereich 120 (mit gestrichelten Linien angedeutet) ist mit der Unterseite des Speichermassenbehälters 113 verbundea Wenn durch Erhitzen des Kondensatgefäßes 118 das Dampfrohr mit Sattdampf gefüllt wird, entsteht innerhalb des Dochtes, der auch die Form einer saugfähigen Wandauskleidung haben kann. Kondensat Dieses verdampft im Bereich 121. der mit der Wandung 111 gut wärmeleitend verbunden ist Durch das Kondensieren des Wärmeträgers im Bereich 120 wird die Speichermasse mit einer Kristallisationstemperatur von z. B. 36° aufgeladen.

Wird Wärme im Haus gewünscht, so wird das Rohr 123 aus dem Kondensatgefäß 124 mit Sattdampf gefüllt Das Rohr 123 verbindet die Oberseite des Speichergefäßes 113 mit der inneren Wandung 112, wo die Wärme durch sattdampfgefüllte Kanäle 125 gleichmäßig verteilt wird.

Im Sommer wird am Tage der Niedertemperatur-Speichermasse im Behälter 114, die eine Kristallisationstemperatur von vorzugsweise 17° hat, längs des Rohrabschnittes 127 Wärme zugeführt, die der dem Innenraum zugewandten Wandung 112 entzogen wird. Dies setzt voraus, daß das Kondensatgefäß 128 erwärmt wurde. Nachts wird das Kondensatgefäß 129 erwärmt, so daß das Rohr 130, welches mit der Oberseite des Speichermassenbehälters 114 und der Wandung 111 in Kontakt steht, mit Sattdampf und Kondensat gefüllt wird, wodurch die am Tage gespeicherte Wärme im Speichermassenbehälter 114 der Wandung 111 zugeführt und von dieser abgestrahlt wird. Die Rohrabschnitte 127 und 130 benötigen keine innere Auskleidung, da das Kondensat durch das natürliche Gefälle jeweils zur Wärmequelle zurückströmt.

Mittels dieser Vorrichtung kann die Heizung und Kühlung eines Gebäudes durch Ausnutzung von Sonnenenergie und Strahlungssenke erfolgen. Die Regelung kann über ein- und ausschaltende Thermostate mit einer Vorrichtung ähnlich Fig.8 oder über modulierende Thermostate gemäß F i g. 9 vollautomatisch gesteuert werden.

Erfindungsgemäß kann an die Stelle des Dochtes oder der saugfähigen Rohrauskleidung auch eine Pumpe gemäß 39 in F i g. 3 und anstelle der Kondensation in Kondensatgefäßen 118, 124, 128, 129 eine Drosseleinrichtung 34 gemäß Fig. 3 treten und auch umgekehrt Auch können von außen betätigbare oder durch Bi-Metalle gesteuerte Ventile zur Unterbrechung des Dampfstrumes im Dampfrohr eingesetzt werden.

F1 g. 11 zeigt ein erfindungsgemäßes Ventil in einem mit Sattdampf gefüllten Rohr 140, welches durch einen Bi-Metallstreifen 141 betätigt wird. Bei einer Wärmegleichrichteranordnung soll nur während der heißen Jahreszeit Wärme, z. B. aus den Räumen eines Gebäudes an die Dachhaut geleitet werden. Damit dieser Effekt im Winter unterbrochen wird, ist der Bi-Metallstreifen 141 so eingestellt daß bei einer Temperatur, die unterhalb der gewünschten Raumtem peratur liegt die Ventilklappe 142 geschlossen wird Damit jedoch die Schließung nicht bei einer kurzzeitigen Unterschreitung auch erfolgt sieht die Erfindung vor. den als Mäanderband geformten Bi-MetaUstreifen in einem Doppelwandrohr anzuordnen, welches an der Wandungen 143 und 144 besteht und im verbleibender Hohlraum mit einer Speichermasse 145 gefüllt ist, deren Kristallisationstemperatur in der Nähe der gewünsch ten Temperatur des Gebäudeinneren liegt Die Mengt an Speichennasse ist so bemessen, daß Unterkühlung* Perioden von weniger als 12 Stunden keine SchheBunj der Ventiklappe 142 bewirken, so daß erst bein Kälterwerden im Herbst eine Unterbrechung des sons automatischen Kreislaufes erfolgt Die Leitung 144 dient der Rückführung des Kondensates und ist so en] bemessen, daß kein Dampfstrom von schädlichen Wärmegehalt am Ventil vorbeiströmt

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung für Gebäudewandungen od. dgl. zur regulierbaren Aufnahme von Sonnenenergie und/oder zur Abstrahlung von Wärme in den freien Raum, bei der ein großflächiges Element dem freien Raum zugewandt und ein zweites großflächiges Element dem freien Raum abgewandt ist, wobei die beiden Elemente über einen zu beheizenden und/oder zu kühlenden Wärmeträger in Wärme- _!0 tausch stehen, so daß ein Element als wärmeaufnehmende Senke und das andere Element als wärmeabgebende Quelle wirkt, dadurch gekennzeichnet, daß jedem der großflächigen Elemente (43, 43'; 65, 65') mindestens eine Gruppe von über _]5 praktisch in gesamter Länge mit dem entsprechenden Element wärmeleitend verbundenen Rohrabtchnitten (41, 41'; 63, 63') zugeordnet ist und die Rohrabschnitte (41; 63) einer Gruppe des einen Elementes (43; 65) mit den entsprechenden Rohrabschnitten (41'; 63') einer Gruppe des anderen Elementes (43'; 65') über Verbindungsrohrabschnit-Ie (41a; 61) verbunden sind, wobei der im aus den Rohrabschnitten gebildeten Rohr befindliche Wärmeirager sowohl in gasförmiger als auch in flussiger Form vorliegt.

2. Vorrichtung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrabschnitte (63, 63') von zwei einander zugeordneten Gruppen der beiden großflächigen Elemente (65,65') mit den entsprechenden Verbindungsrohrabschnitten (61) ein an beiden Enden geschlossenes, mäanderartig verlaufendes Rohr bilden (F ig. 5).

3 Vorrichtung nach Anspnxh 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrabschnitte, die mit der wärmeabgebenden Quelle in gut wärmeleitendem Kontakt stehen, unterhalb der Rohrabschnitte angeordnet sind, die mit der wärmeaufnehmenden Senke in gut wärmeleitendem Kontakt stehen, und daß zur Rückführung des Kondensats von der wärmeabgebenden Quelle zur wärmeaufnehmenden Senke eine Fordereinrichtung (39) vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Rohr eine verstellbare Drosseleinrichtung (34) vorgesehen ist, die den Wärmeträgerdurchsatz regelt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosseleinrichtung (34) durch ein temperaturgesteuertes Stellglied betätigt wird.

b. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das temperaturgesteuerte Stellglied von einem Gehäuse, mit einer hohen Wärmekapazität umgeben ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Änderung des Wärmeträgerdurchsatzes jedes Rohr mit einem Kondensatgefäß (90) in Verbindung steht, dessen Temperatur mit einer Kühleinrichtung (93) absenkbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Änderung des Wärmeträgerdurch- ^₀ satzes das Kondensatgefäß neben einer Kühleinrich lung (103) auch eine Heizeinrichtung (104) aufweist