DE2511861A1 - Vorrichtung zur ausnutzung von sonnenenergie fuer die erwaermung von gebaeuden - Google Patents

Vorrichtung zur ausnutzung von sonnenenergie fuer die erwaermung von gebaeuden

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DE2511861A1 DE19752511861 DE2511861A DE2511861A1 DE 2511861 A1 DE2511861 A1 DE 2511861A1 DE 19752511861 DE19752511861 DE 19752511861 DE 2511861 A DE2511861 A DE 2511861A DE 2511861 A1 DE2511861 A1 DE 2511861A1
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Description

Aktiebolaget Svenska Fläktfabriken Na cka /S chweden
Vorrichtung zur Ausnutzung von Sonnenenergie für die Erwärmung von Gebäuden
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ausnutzung von Sonnenenergie für die Erwärmung eines Gebäudes, das aus einer Anzahl vorzugsweise flacher Gebäudeteile in Form von Fußboden, Außenwänden und Dach besteht und eine Anzahl Räume enthält.
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Vorrichtungen zur Ausnutzung von Sonnenenergie sind bereits bekannt. Bei einer bekannten Vorrichtung wird Sonnenenergie zuerst mittels Solarzellen des Typs, der für die Raumtechnik entwickelt wurde, in Elektrizität umgewandelt. Es hat sich Jedoch gezeigt, daß der Wirkungsgrad des Austausches niedrig ist, und solche Solarzellen auch sehr teuer in der Herstellung sind. Bei einer anderen bekannten Vorrichtung nutzt man photochemis.che Reaktionen zur Langzeitspeicherung der Sonnenenergie aus, wobei in einem bekannten Fall das Dach des Gebäudes aus Glasplatten besteht,zwischen die ein schwarzer Metallbelag eingelegt ist. Die aufgenommene Wärme wird von Wasser oder Glykol durch Rohre, die zwischen den genannten Platten liegen, zu einem Tank geleitet. Von den bekannten Vorrichtungen für Erwärmungszwecke setzen einige derart spezielle und teure Einrichtungen voraus, daß sie sich leider nicht für Serienfertigung bei gewöhnlichen Häuserfabrika-tionen eignen. Solche Vorrichtungen sind unter anderem die, die eine Wasserpumpe anwenden, und bei denen Wasser in einem Sonnenwärueempfanger erwärrrrc und durch einen Kocher rcit Butan in flüssiger Form geleitet wird, wobei das Butan verdampft, und der Dampf danach einen Motor antreibt. Eine Serienfertigung bei Häuserfabrikation wäre wünschenswert, weil dadurch eine verbreitetere Ausnutzung von zuverlässigen, preisgünstigen Vorrichtungen möglich wäre.
Ziel der Erfindung ist eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung, welche sowohl in der Montage als auch im Betrieb billig ist und eine verbreitetere Anwendung zur Erwärmung herkömmlicher Gebäude unter Ausnutzung von Sonnenenergie ermöglicht. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß Fußboden, Außenwände und Dach des Gebäudes so ausgeführt sind, daß sie gemeinsam miteinander verbunden gegenüber der
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umgebenden Atmosphäre dichte Kanalräume bilden, die in mindestens einem Querschnitt des Gebäudes ein geschlossenes Kanalsystem für einen darin zirkulierenden Luftstrom bilden, daß in einem oder mehreren Karalräumen ein vorzugsweise flacher, Sonnenwärme absorbierenden Körper so angeordnet ist, und dieser mindestens einen, im Zirkulationsweg des Luftstromes entlang dem Körper befindlichen Durchlaß bildet, daß der Kanalraum bzw. die Kanalräume oder/dessen bzw. deren Wände und/oder der Körper mit einer Schicht aus Sonnenenergie in Form von wärmestrahlendurchlassendem Material bedeckt sind, und daß das geschlossene Kana3=&rstem außerdem einen von dem Kanalraum getrennten Kanalraum enthält, in dem ein vom zirkulierenden Luftstrom durchströmter Wärmespeicher untergebracht ist.
Eine zweckmäßige Ausführungsform der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß der, den Sonnenwärme absorbierenden Körper aufnehmende Kanalraum mit einer oder mehreren Schichten eines eine Wärmerückstrahlung vom Körper verhindernden Materials bedeckt ist.
Eine andere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß in dem, den Sonnenwärme absorbierenden Körper aufnehmenden Kanalraum ein im Strömungsweg des zirkulierenden Luftstromes liegendes Rückschlagventil zur Reduzierung der Luftströmung durch den genannten Durchlaß bei ausgebliebener oder stark verminderter Sonnenwärmebestrahlung angebracht ist.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Sonnenwärme absorbierende Körper dünner als der ihn aufnehmende Kanalraum und so ausgeführt und in diesem Kanalraum im Abstand von der, den
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Kanalraum abdeckenden, luftdichten Schicht angeordnet ist, daß ein Kanal zwischen dem Körper und der Schicht und ein zweiter Kanal in Form eines sog. Nebenschlusses auf der der Schicht abgewandten Seite des Körpers gebildet werden, von welchen der erstgenannte Kanal mit dem Rückschlagventil ausgerüstet ist.
Eine weiterentwickelte Ausführungsform der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl, an ein Gebläse, eine Luftpumpe oder einen Kompressor angeschlossene, in einem oder mehreren der miteinander verbundenen Kanalräume angebrachte Strahldüsen mit entgegengesetzt gerichteten Austrittsöffnungen für die Zuführung sog. Düsenstrahlen in alternativen, einander entgegengesetzten Richtungen zwecks Steuerung des zirkulierenden Luftstromes und Verstärkung des geschlossenen Kreislaufes durch die Kanalräume und den Wärmespeicher vorgesehen ist. In dem den Wärmespeicher enthaltenden Kanalraum, können zwecksmäßig elektrische Heizkabel angeordnet sein, vorzugsweise am Einlaufende des zirkulierenden Luftstromes in den Wärmespeicher. Die Erfindung umfaßt auch eine Ausführungsform der Vorrichtung an einem Gebäude, das mit Mitteln für mechanische Ventilation ausgerüstet ist. Diese Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß die Gebläse für die Zu- und Abführung der Ventilationsluft vorzugsweise in einem getrennten und an die Außenluft angeschlossenen Schacht angeordnet sind, der die Zuluft über den Wärmespeicher durch eine Zuluftöffnung zum Inneren des Raumes bzw. der Räume leitet, während die Mittel für die Abluft vom Inneren des Raumes bzw. der Räume aus einem entsprechenden, mit einem Abluftgebläse ausgerüsteten Abluftschacht in Verbindung mit der umgebenden Außenluft bestehen.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahem auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 das Gebäude in einem Querschnitt desselben und mit der
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prinzipiellen Gestaltung mit dem geschlossenen Kanalsystem, dem Sonnenwärme absorbierenden Körper und dem Wärmepeicher, und
Fig. 2 einen entsprechenden Querschnitt, wo das Gebäude mit Mitteln für mechanische Ventilation ausgerüstet ist, und Strahldüsen an eine Druckluftquelle zwecks Steuerung und Verstärkung der Zirkulation in dem geschlossenen Kreislauf angeschlossen sind.
In der Zeichnung bezeichnen 1 das Gebäude, 2 dessen Fußboden, und 3a» 3d die Außenwände. Das nach Süden bzw. Norden weisende Dach des Gebäudes ist mit 4a, 4b bezeichnet. Die Kanalräume in den Außenwänden haben die Bezeichnung ;5af und Jib1, und die entsprechenden Räume im Dach die Bezeichnung 4a' und 4b!. 5 bezeichnet einen Wärmespeicher, d. h. einen Kanalraum unter dem Fußboden 2 und in einem Teil des geschlossenen Kanalsystems liegend, der strömungstechnisch im wesentlichen 4a' direkt gegenüberliegt. 6 bezeichnet einen Sonnenwärme absorbierenden Körper, und 7 ist eine Schicht, die den Kanalraum 4a' luftdicht abdeckt und in dem gezeigten Beispiel einen Teil der Dachfläche 4a bildet« 8 bezeichnet einen Kanal vor dem Körper 6, d. h. zwischen dem Körper und der Schicht 7> während 9 einen entsprechenden, hinter dem Körper liegenden Kanal bezeichnet, der einen sog. Nebenschluß bildet. 10 ist ein Rückschlagventil, das nach der Erfindung vorgesehen ist, die Luftströmung durch den Kanal 8 bei ausgebliebener oder stark verminderter Wärmebestrahlung des Körpers 6 wesentlich zu reduzieren und zu bremsen. Bei einer solchen Gelegenheit vermindert sich die Temperatur der vorderen Fläche des Körpers 6, während die hintere Fläche erst dann eine niedrigere Temperatur aufweist, wenn Sonnenwärmebestrahlung längere Zeit ausgeblieben ist. Nach der Erfindung wird die Eigenzirkulation durch den Kanal 8 mit Hilfe
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des Rückschlagventiles 10 nahezu zum Aufhören gebracht, und anstelle dessen der selbstzirkulierende Luftstrom veranlaßt, durch den genannten Nebenschluß zu strömen. 11 bezeichnet eine Zuluftöffnung für Ventilationsluft zum Inneren des Kanalraumes bzw. der Kanalräume von der Atmosphäre. 12 ist ein Schacht, und I3 ein Gebläse für die Zuluft, die durch eine Zuluftöffnung 14 in das Innere des Kanalraumes bzw. der Kanalräume eingeführt wird. Ein entsprechender Abluftschacht hat die Bezeichnung 18, und das Abluftgebläse die Bezeichnung I9. Der Abluftschacht kann natürlich auf bekannte Weise mit einem Wärmetauscher, der mit 20 bezeichnet ist, ausgerüstet sein. 15 bezeichnet elektrische Heizkabel, die vorzugsweise für Betrieb während der Perioden niedriger Belastung des Stromnetzes (mit Nachttarif) vorgesehen sind. 16 bezeichnet Strahldüsen, die an ein Gebläse, eine Luftpumpe oder einen Kompressor I7 angeschlossen sind. Durch die von den genannten Strahldüsen zugeführten sog. Düsensträhle können mit einfachen Mitteln sowohl die Steuerung de;? zirkulierenden bzw. bei besonderen Betri ebcfallen umgesteuerten Luftstromes sichergestellt sowie eine optimale Verstärkung des geschlossenen Kreislaufes durch die verschiedenen Kanalräume und den Wärmespeicher 5 erreicht werden.
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Claims (7)

Patentansprüche
1.) Vorrichtung zur Ausnutzung von Sonnenenergie ir die Erwärmung eines Gebäudes, das aus einer Anzahl vorzugsweise flacher Gebäudeteile in Form von Fußboden, Außenwänden und Dach besteht und eine Anzahl Räume enthält, dadurch gekennzei c h n e t, daß Fußboden (2), Außenwände (3a, 3b) und Dach (4a, 4b) des Gebäudes (1) so ausgeführt sind, daß sie gemeinsam miteinander verbunden gegenüber der umgebenden Atmosphäre dichte Kanalräume bilden, die in mindestens einem Querschnitt des Gebäudes ein geschlossenes Kanalsystem für einen darin zirkulierenden Luftstrom bilden, dass in einem oder mehreren Kanalräumen (4a1) ein vorzugsweise flacher, Sonnenwärme absorbierender Körper (6) so angeordnet ist und dieser mindestens einen, im Zirkulationsweg des Luftstromes entlang dem Körper befindlichen Durchlaß bildet, daß der Kanalraum bzw. die Kanalräume oder/dessen bzw. deren Wände und/oder der Körper (6) mil einer- Schicht aus Sonnenenergie in Form von wärmestrahlendurchlassendem Material bedeckt sind, und daß das geschlossene Kanalsystem außerdem einen von dem Kanalraum (4a!) getrennten Kanalraum enthält, in dem ein vom zirkulierenden Luftstrom durchströmter Wärmespeicher (5) untergebracht ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der, den Sonnenwärme absorbierenden Körper (6) aufnehmende Kanalraum (4a1) mit einer oder mehreren Schichten eines eine Wärmerückstrahlung vom Körper verhindernden Materials bedeckt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem, den Sonnenwärme absorbierenden Körper (6) aufnehmenden Kanalraum (4a1) ein im g
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Strömungsweg des zirkulierenden Luftstromes liegendes Rückschlagventil (10) zur Reduzierung der Luftströmung durch den genannten Durchlaß bei ausgebliebener oder stark verminderter Sonnenwärmebestrahlung angebracht ist.
4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3* dadurch gekennzeichnet, daß der Sonnenwärme absorbierende Körper (6) dünner als der ihn aufnehmende Kanalraum (4a1) und so ausgeführt und in diesem Kanalraum im Abstand von der, den Kanalraum abdeckenden, luftdichten Schicht (7) angeordnet ist, daß ein Kanal(8) zwischen dem Körper (6) und der Schicht (7) und ein zweiter Kanal in Form eines sog. Nebenschlusses (9) auf der der Schicht (7) abgewandten Seite des Körpers gebildet werden, von welchen der erstgenannte Kanal mit dem Rückschlagventil (10) ausgerüstet ist.
5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl, an ein Gebläse, eine Luftpumpe oder einen Kompressor (17) angeschlossene, in einem oder mehreren der miteinander verbundenen Kanalräume angebrachte Strahldüsen (16) mit entgegengesetzt gerichteten Austrittsöffnungen für die Zuführung sog. Düsenstrahlen in alternativen, einander entgegengesetzten Richtungen zwecks Steuerung des zirkulierenden Luftstromes und Verstärkung des geschlossenen Kreislaufes durch die Kanalräume und den Wärmespeicher (4a', 4b', 3bfi 5j J5a') vorgesehen ist.
6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 5, dadurch gekennzei chnet, daß elektrische Heizkabel (I5) in dem den Wärmespeicher (5) enthaltenden Kanalraum vorzugsweise am Einlaufende des zirkulierenden Luftstromes in den Wärmespeicher, angeordnet sind.
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7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6 an einem Gebäude, das mit Gebläsen für mechanische Ventilation ausgerüstet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Gebläse (Ij5) für die Zu- und Abführung der Ventilationsluft vorzugsweise in einem getrennten und an die Außenluft angeschlossenen Schacht (12) angeordnet sind, der die Zuluft über den Wärmespeicher (5) durch eine Zuluftöffnung (14) zum Inneren des Raumes bzw. der Räume leitet, während die Mittel für die Abluft vom Inneren des Raumes bzw. der Räume aus einem entsprechenden, mit einem Abluftgebläse (I9) ausgerüsteten Abluftschacht (18) in Verbindung mit der umgebenden Außenluft bestehen.
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