DE2512475A1

DE2512475A1 - Solar energy radiation utilisation device - has bypass pipe with heat exchanger unit between return pipe and external air feed

Info

Publication number: DE2512475A1
Application number: DE19752512475
Authority: DE
Inventors: Dietrich Kahlich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-03-21
Filing date: 1975-03-21
Publication date: 1976-11-11

Abstract

A system for utilisation of solar energy by extraction of the useful heat energy contained in solar radiation for use in central heating units. Construction is such that a by pass pipe with a heat exchanger unit runs from the return pipe or the external air feed pipe to the heat exchanger and heat generation device. The by pass pipe or external air feed pipe itself is situated in the region of the heat liberating surfaces which are exposed to solar radiation.

Description

Heizungsanlage zur Nutzung der SonnenenergieHeating system for the use of solar energy

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Mitnutzung der Sonnenenergie bei der Gewinnung von Heizenergie in zentralen Wärmeerzeugern.The invention relates to a device for the joint use of solar energy in the production of heating energy in central heat generators.

Steigende Preise der Rohstoffe für die Wärmeenergieerzeugung und die Verknappung dieser .Rohstoffe machen es erforderlich, neben baulichen Maßnahmen (Isolierung) die natürlichen Energiequellen zu erschließen. Dabei kam die Sonnenenergie immer mehr ins Gespräch. Aber bedingt durch die klimatischen* Verhältnisse in unseren Breiten ist eine Heizung nur mit Sonnenenergie bestenfalls mit umfangreichen Speicheranlagen denkbar. Diesbezüglich wurden in der Presse bereits die verschiedensten Theorien diskutiert, wie z.B. die Anlage von Speicherseen, Sonnenkollektoren im Weltraum, Latentwärmespeicher etc. All diese Vorschläge sind derzeit zumindest nicht bei realistischen Kosten zu verwirk-Rising prices of raw materials for heat energy generation and the shortage of these raw materials make it required, in addition to structural measures (insulation) tap into natural energy sources. Thereby the solar energy came more and more into the discussion. but Due to the climatic * conditions in our latitudes, heating is only possible with solar energy at best conceivable with extensive storage facilities. Regarding this various theories have already been discussed in the press, such as the system of Storage lakes, solar panels in space, latent heat storage, etc. All of these proposals are currently underway at least not achievable at realistic costs.

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lichen. Andererseits sind die Energiekosten auf so hohem Preisniveau angelangt, daß auch Anlagen mit Teildeckung des Bedarfs aus Sonnenenergie sowie relativ teuere Wärmerückgewinnungsanlagen interessant werden.lichen. On the other hand, the energy costs have reached such a high price level that even systems with partial coverage the need for solar energy and relatively expensive heat recovery systems become interesting.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine derartige Anlage zu schaffen, die bei vertretbaren Kosten zumindest in der Übergangszeit einen wesentlichen Anteil der Heizenergie aus der Sonnenenergie und/oder aus Verlustwärme gewinnt. The object of the invention is to create such a system that at reasonable costs at least in the During the transition period, a significant proportion of the heating energy is gained from solar energy and / or from waste heat.

Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß ausgehend von einer Rücklaufleitung bzw. Außenluftzuführleitung zum Wärmeerzeuger eine By-Pass-Leitung mit Wärmetauscher in den Wirkungsbereich bei Sonneneinstrahlung wärmeabgebender Flächen geführt ist.· Das bedeutet also angewendet auf eine z.B. Warmwasserzentralheizung, daß das Warmwasser nach Durchlauf der Heizkörper über eine Ringleitung durch einen z.B. an sich von Vi/armwas serberei tern in südlichen Ländern (Zypern, Israel) bekannten Sonnenkollektor geleitet und erwärmt wieder dem Aarmwasserkreislauf der Zentralheizung zugeführt wird. Natürlich sind entsprechende temperaturgesteuerte Ventile vorgesehen, die bei ungenügender Leistung des Sonnenkollektors dessen Aufheizung durch das Warmwasser der Zentralheizung verhindern. Zur Brauchwasserbereitung im Sommer, also außerhalb der Heizperiode, ist eine Direktleitung vom Heizkessel bzw. dem Brauchwasserbereiter des Heizkessels zum Sonnenkollektor geführt.This is achieved according to the invention in that starting from a return line or outside air supply line a by-pass line to the heat generator Heat exchanger is guided into the area of action when exposed to sunlight from heat-emitting surfaces. · That means So applied to a hot water central heating system, for example, that the hot water passes through the radiator via a ring line through one e.g. of Vi / armwas serberei tern in southern countries (Cyprus, Israel) known solar collector and fed back to the warm water circuit of the central heating will. Of course, they are temperature-controlled Valves are provided which, if the solar collector has insufficient output, heats it up prevent the hot water from the central heating. For hot water preparation in summer, i.e. outside of the Heating season, is a direct line from the boiler or the domestic hot water heater of the boiler to the solar collector guided.

Bei der Anwendung der Erfindung bei einer Luftheizung wird anstelle des Wassers der Rücklaufleitung Luft durch den Sonnenkollektor geleitet. Sinngemäß zur Warmwasserheizung wäre eine By-Pass-Leitung von derWhen the invention is used for air heating, the return line is replaced by air instead of the water passed through the solar panel. A by-pass line from the would be analogous to hot water heating

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Umluftleitung vorzusehen. Kostengünstiger und den Möglichkeiten des Lufttransportes eher gerecht werdend ist eine zweite Außenluftzufuhrleitung, die durch den Sonnenkollektor geführt ist und in die Außenluftzufuhrleitung einmündet, angeordnet.Provide air circulation. Cheaper and the possibilities A second outside air supply line that runs through the Solar collector is guided and into the outside air supply line opens, arranged.

In Ausgestaltung der Erfindung, speziell der Wärme abgebenden Flächen, sind diese Bestandteil einer zumindest zweischalig ausgeführten Anordnung, wobei die äußere Schale den Wärmetauscher bildet oder dieser in einer Alternativlösung zwischen beiden Schalen angeordnet ist. Die Anordnung besteht im wesentlichen einmal aus einer wetterschützenden Dacheindeckung und zum anderen einer zweiten, die Dachkonstruktion abdeckenden, die Dacheindeckung über Abstandsmittel tragenden Zwischenplatte.In an embodiment of the invention, especially the heat-emitting surfaces, these are part of at least one double-shell arrangement, the outer shell forming the heat exchanger or this in one Alternative solution is arranged between the two shells. The arrangement consists essentially of one weather-protecting roof covering and on the other hand a second, the roof structure covering, the roof covering via spacer bearing intermediate plate.

In weiterer Ausgestaltung ersetzt der Wärmetauscher die Abstandsmittel.In a further embodiment, the heat exchanger replaces the spacing means.

Ebenso kann der Wärmetauscher als Verdampfer bzw. Kondensator einer Mr eine pumpe oder als, wie bereits erwähnt, flüssigkeitsführender Sonnenkollektor ausgebildet werden.The heat exchanger can also be used as an evaporator or condenser a Mr a pump or, as already mentioned, designed as a liquid-carrying solar collector will.

Schließlich kann der Wärmetauscher in Form von Luftführungskanälen, die durch die Abstandsmit.tel (Dachlatten) für die DacheindecKung gebildet werden, ausgeführt sein. Die Dacheindeckung besteht dab'ei aus einem tief schwarzen, plattenförmigen Material, um eine große Wärmeaufnahme zu gewährleisten. Zur Steigerung des wirKungsgrades ist die Dacheindeckung zusätzlich mit einer die Wärmerückstrahlung verhindernden Schicht versehen.Finally, the heat exchanger can be in the form of air ducts, through the spacers (roof battens) be formed for the roofing. The roof covering consists of a deep black, plate-shaped material to absorb a large amount of heat to ensure. To increase the efficiency the roof covering additionally with a heat reflection preventive layer.

Besonders die im letzten Absatz angedeutete Ausführungsform ist im Zusammenhang mit einer Luftheizung, die In particular, the embodiment indicated in the last paragraph is in connection with an air heater that

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immer größere Bedeutung gewinnt, nur mit minimalen Mehrkosten verbunden. Bedingt durch die zunehmend bei der EindecKung geneigter Dächer verwendeten ebenen Asbest-Zement-Schindeln oder ähnlichen plattenförmigen Materialien, wodurch eine natürliche Belüftung der Dachkonstruktion nicht mehr gegeben ist, ist es erforderlich, bewußt hinterlüftete, also zweischalige Dachkonstruktionen zu verwenden. Diese an die Erfordernisse von Luftführungskanälen anzupassen, erfordert bei rechtzeitiger Planung so gut wie keine Mehrkosten. Zudem wird durch die Decke abgeleitete Wärms. zumindest teilweise in den Heizkreislauf zurückgeführt.is becoming more and more important, with only minimal additional costs. Due to the increasing at Flat asbestos-cement shingles or similar plate-shaped shingles were used to cover sloping roofs Materials that no longer allow natural ventilation of the roof structure, it is necessary to deliberately ventilated, i.e. double-shell roof structures to use. Adapting these to the requirements of air ducts requires timely Planning almost no additional costs. In addition, heat is dissipated through the ceiling. at least partially returned to the heating circuit.

In konsequenter Weiterführung der Erfindung mit zusätzlicher Nutzung der LüftungsVerluste mittels einer bereits angesprochenen Wärmepumpe ist diese dem zentralen Wärmeerzeuger beigeschaltet, wobei der Verdampfer wahlweise in Fortluft und/oder Außenluft schaltbar ist. Es versteht sich von selbst, daß der Verdampfer bei Umschaltung der Wärmepumpe als Kondensator arbeitet.In a consistent continuation of the invention with additional use of the ventilation losses by means of an already addressed heat pump, this is connected to the central heat generator, with the evaporator optionally is switchable in exhaust air and / or outside air. It goes without saying that the evaporator when switching the heat pump works as a condenser.

Mit einer derartigen Wärmepumpe ist eine Luftheizung mit relativ geringen Kosten, besonders in Anbetracht der möglichen Wärmerückgewinnung, zur Vollklimaanlage auszubauen. With such a heat pump, air heating is relatively inexpensive, especially in view of the possible heat recovery to expand to a full air conditioning system.

Um teuere Regelungsanlagen für die Wärmepumpe einzusparen, ist diese auf einen Speicher, der lediglich die Energiemenge für einige Stunden speichern muß, geschaltet, von dem aus der Vorwärmer bzw. der Kühler der Klimaanlage beaufschlagt ist. Ein derartiger Speicher ist besonders bei Kühlbetrieb interessant, weil dieser einmal mit preiswertem Nachtstrom aufgeladen werden kann und zum anderen die Abfuhr der Wärme über den Kondensator durch die kühlere Nachtluft begünstigt ist. Schließlich kannIn order to save expensive control systems for the heat pump, this is on a memory that only the Must store amount of energy for a few hours, switched from the preheater or cooler of the air conditioning system is applied. Such a memory is of particular interest in cooling operation because it is once can be charged with inexpensive night-time electricity and, on the other hand, the dissipation of heat via the condenser the cooler night air is favored. Finally can

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die Wärmepumpe in der Leistungsaufnahme kleiner dimensioniert werden. Ein Anschluß über eine B,y-Pass-Leitung an den Brauchwasserbereiter des Wärmeerzeugers ist möglich.the heat pump can be dimensioned smaller in terms of power consumption. A connection via a B, y-pass line to the domestic water heater of the heat generator is possible.

In weiterer Ausführung des Erfindungsgedankens ist die Außenluft über einen Außenluftüanal von einer Sonnenkollektorflache (hinterlüftete, schwarze Dacheindeckung) dem Verdampfer zugeführt und weiter ins Freie abgeführt. Der Verdampfer ist geteilt, wobei ein Teil im Fortluftkanal und der andere Teil im Außenluftkanal liegt. Die beiden Teile sind über temperaturgesteuerte Ventile schatlbar. Der Fortluftkanal (klappengesteuert) zweigt in üblicher Weise vom Umluftkanal ab. Der Außenluft- und der Umluftkanal sind über einen By-Pass-Kanal verbunden und über Klappen in der Luftführung steuerbar. Dabei liegt die Außenluftklappe in Strömungsrichtung nach einem Abzweig des By-Pass-Kanals, wechselseitig beide Kanäle verschließend und die Fortluftklappe in Strömungsrichtung nach dem Abzweig Umluftkanal - Fortluftkanal, diese wechselseitig verschließend; der By-Pass-Kanal mündet danach in den Umluftkanal. Ein Schlechtluftkanal (Küchenwrasen, Toilette etc.) mündet in Strömungsrichtung hinter der Außenluftklappe in den Außenluftkanal. Dadurch kann die Schlechtluft nie in den Umluftkanal gelangen. Durch entsprechende Steuerung (temperaturabhängig) der Klappen ist bei optimalen Raumluftverhältnissen eine enorm kostengünstige Vvarmlufterzeugung möglich. Zumindest in der Übergangszeit ist eine Vollheizung an den meisten Tagen mit Sonnenenergie möglich.. In a further embodiment of the inventive concept is Outside air via an outside air duct from a solar collector surface (rear-ventilated, black roof covering) fed to the evaporator and discharged further into the open. The evaporator is divided, with one part in the exhaust air duct and the other part in the outside air duct. the both parts can be controlled via temperature-controlled valves. The exhaust air duct (flap-controlled) branches off in the usual way from the circulating air duct. The outside air and the circulating air duct are connected via a by-pass duct and can be controlled via flaps in the air duct. The outside air flap is located alternately in the flow direction after a branch of the by-pass channel closing both ducts and closing the exhaust air damper Direction of flow after the branch air circulation duct - exhaust air duct, this alternately closing; the by-pass channel then opens into the circulating air duct. A bad air duct (kitchen vapors, toilet, etc.) opens in the direction of flow behind the outside air flap into the Outside air duct. This means that the bad air can never get into the Get circulating air duct. Through appropriate control (depending on temperature) of the flaps is an extremely cost-effective way of generating warm air when the room air conditions are optimal possible. At least in the transition period, full heating with solar energy is possible on most days.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:Some exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the drawings. It demonstrate:

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Fig. 1 eine Gesamtansicht einer Luftheizung mit Warmwassergewinnungsanlage in schematischer Darstellung,1 shows an overall view of an air heater with hot water production system in a schematic representation,

Fig. 2 eine Ausführungsmöglichkeit der Luftkanalführungen im Bereich der Außenluftzufuhr vom Sonnenkollektor,2 shows an embodiment of the air duct guides in the area of the outside air supply from the solar collector,

Fig. 3 eine Gesamtansicht einer Yi/armwasserheizung undFig. 3 is an overall view of a Yi / poor water heater and

Fig. 4 einen kombinierten Luft-Wasser-Sonnenkollektor. 4 shows a combined air-water solar collector.

Die Isolation 1 eines geneigten Daches 2 (natürlich auch Flachdach oder beliebige andere brauchbare Fläche) ist durch eine Zwischenplatte 3, auf der Abstandsmittel 4 (z.B. Dachlatten) in Richtung der Dachneigung angebracht sind, abgedeckt. Die Abstandsmittel 4 tragen die Dacheindeckung 5 in Form von tiefschwarzen Platten und bilden Luftführungskanäle 7» die in einem Außenluftkanal 6 zusammengefaßt sind. Die DacheindecKung 5 kann auch eine Glasplatte sein, während die Zwischenplatte tiefschwarz eingefärbt oder mit einer schwarzen Al-Blechplatte belegt ist. Der Außenluftkanal 6 mündet in einen im Erdreich zugeführten weiteren Außenluftkanal 40 und dieser zusammen mit einem Umluftkanal 8 in einer Mischkammer 9· Die Klappen 10 bis '14 steuern die Luftzusammensetzung in der Mischkammer 9· Dabei öffnet das Klappenpaar 13 und 14 in wechselseitiger Auf-Zu-Schaltung Jeweils den Außenluft-ttanal (6 oder 40) mit der für den jeweiligen Betrieb (Heizen oder Kühlen) günstigeren Temperatur.The insulation 1 of a sloping roof 2 (of course also flat roof or any other usable surface) is through an intermediate plate 3, on the spacer means 4 (e.g. roof battens) are attached in the direction of the roof pitch. The spacing means 4 carry the Roof covering 5 in the form of deep black panels and form air ducts 7 »in an outside air duct 6 are summarized. The roof covering 5 can also be a glass plate, while the intermediate plate is colored deep black or covered with a black aluminum sheet plate. The outside air duct 6 opens into one further outside air duct 40 supplied in the ground and this together with a circulating air duct 8 in a mixing chamber 9 · The flaps 10 to 14 control the air composition in the mixing chamber 9 · The pair of flaps opens 13 and 14 in alternating open-close circuit Connect the outside air duct (6 or 40) with the one for the the respective operation (heating or cooling) more favorable temperature.

Die weitere Anlage setzt sich, je nach dem Komfortbedürf-The other system is set, depending on the comfort requirement

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nis aus einem Ablüfter 15i Filter 16, Vorwärmer 17, Kühler 18, Befeuchter 19, Nachwärmer 20, Zulüfter 21 und einem zu dem zu beheizenden Raum 22 führenden Zuluftkanal 23 zusammen. Der Vorwärmer 17 und der Kühler 18 werden, abhängig von einem Feuchtefühler 24 im Raum 22 durch einen Regler 25, der auf die Ventile 26 und 27 (gegebenenfalls auch Rücklaufbeimischventile) wirkt, mit heißem oder kaltem Arbeitsmedium (z.B. Wasser, Sole) je nach Sommer- oder Winterbetrieb aus dem Speicher 26 versorgt. In dem Speicher 26 ist ein kältemitteldurchflossener Wärmetauscher 27, Je nach Betrieb Kondensator oder Verdampfer, der Wärmepumpe 28 angeordnet. Da besonders bei kleineren Häusern ohnehin kein Mischbetrieb gefahren wird, kann aus Kostengründen als Vorwärmer und Kühler nur ein Wärmetauscher vorgesehen sein.nis from an exhaust fan 15i filter 16, preheater 17, cooler 18, humidifier 19, reheater 20, supply fan 21 and a supply air duct leading to the room 22 to be heated 23 together. The preheater 17 and the cooler 18 are dependent on a humidity sensor 24 in the room 22 by a controller 25 that operates on the valves 26 and 27 (possibly also return mixing valves) works with hot or cold working medium (e.g. water, brine) from memory 26, depending on summer or winter operation provided. In the memory 26 there is a refrigerant through which there is a flow of refrigerant Heat exchanger 27, depending on the operation, condenser or evaporator, arranged in the heat pump 28. Especially there If there is no mixed operation in smaller houses anyway, it can be used as a preheater and for cost reasons Only one heat exchanger can be provided for the cooler.

Der zweite Wärmetauscher 29 der Wärmepumpe 28 liegt im Fortluftkanal 30.The second heat exchanger 29 of the heat pump 28 is located in the exhaust air duct 30.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Kanalanordnung mit Wärmetauschern (Kondensator bzw. Verdampfer) für die Wärmepumpe zeigt Fig. 2. Ein Abluftkanal 31 geht in den Fortluftkanal 30' über, von dem ein klappengesteuerter (Fortluftklappe 33) Umluftkanal 32 abzweigt. Dieser Umluftkanal 32 ist über einen By-Pass-Kanal 34- mit dem Außenluftkanal 6' verbunden; eine Außenluft klappe 35 gibt je nach Stellung den weg in den By-Pass-Kanal 34- oder in einen ins Freie führenden Außeniuftzweigkanal frei. In diesen mündet ein Schlechtluftkanal 37· Der Außenluftzweigkanal 36 und der Fortluftkanal 30' sind nebeneinander verlegt und nehmen jeweils einen Teil 29' und 29" des Wärmetauschers der Wärmepumpe 28 auf. Besonders bei größeren Anlagen ist es natürlich auch möglich mehrere Kompressoren zu verwenden, so daß eine Teilung der wärmetauscher nicht erforderlich ist.Another embodiment of the channel arrangement with Heat exchangers (condenser or evaporator) for the Heat pump shows Fig. 2. An exhaust duct 31 goes into the Exhaust air duct 30 'over, of which a flap-controlled (Exhaust air flap 33) Circulating air duct 32 branches off. This air circulation channel 32 is via a by-pass channel 34 with the Outside air duct 6 'connected; an outside air damper 35 depending on the position gives the way to the by-pass channel 34- or in an outdoor branch duct leading to the outside free. A bad air duct 37 · Der opens into this Outside air branch duct 36 and exhaust air duct 30 'are laid next to one another and each take a part 29 'and 29 "of the heat exchanger of the heat pump 28. Particularly With larger systems it is of course also possible to use several compressors, so that one Division of the heat exchanger is not required.

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Die Regelung dieser Kanalanordnung kann z.B. wie folgt aussehen: Steigt die Temperatur am Außenluft-Fühler 38 über die Ablufttemperatur, gemessen am Abluft-Fühler 39» so wird die Fortluftklappe 33 geöffnet - gleichzeitig damit der Umluftkanal geschlossen - und die Außenluft&lappe 35 geschlossen - somit der By-Pass-Kanal 34- geöffnet. Die Luftaufbereitungsanlage 15 bis 21 erhält nur Frischluft.This duct arrangement can be regulated as follows, for example: If the temperature at the outside air sensor 38 rises via the extract air temperature, measured on the extract air sensor 39 »so the exhaust air flap 33 is opened - at the same time the circulating air duct is closed - and the Outside air & valve 35 closed - thus the by-pass channel 34- open. The air handling unit 15 to 21 only receives fresh air.

Die mit der For.tluft abgeführte Abwärme wird mit der 'Wärmepumpe zurückgewonnen. Die Wärmepumpe läuft, gesteuert vom Außenluft-Fühler 38, z.B. bei + 15° G an. Dadurch kann der Gleichgewichtspunkt hoch gelegt werden, wodurch eine entsprechend hohe Leistungsziffer erreicht wird. Weiter läuft die Wärmepumpe grundsätzlich an, wenn durch hohen Frischluftbedarf in den Wohnräumen (starke Raucher) ein definierter Fortluftanteil erreicht wird, wenn in der Küche die Dunstabzugshaube angeschaltet wird und wenn bei starker Belastung der Toiletten (Besuch) deren Abluftventilatoren geschaltet werden. Abgesehen von den eben aufgezählten Sonderfällen wird zunächst bis zu einer Temperatur von +20° C hauptsächlich der Verdampferteil 29" und bei Temperaturen ab + 20° G der Verdampferteil 29' beaufschlagt. Steigt die Temperatur im Außenluftkanal 6¹ soweit an, daß allein ,mit dieser Luft geheizt werden kann, so schaltet die Wärmepumpe nach Aufheizung des Speichers 26 ab. Ist kein derartiger Speicher vorhanden," so daß die Wärmepumpe direkt auf einen Vorwärmer arbeitet, schaltet sie sofort ab.The waste heat dissipated with the forest air is recovered with the 'heat pump. The heat pump starts up, controlled by the outside air sensor 38, for example at + 15 ° G. As a result, the point of equilibrium can be set high, whereby a correspondingly high performance figure is achieved. The heat pump also always starts up when a defined proportion of exhaust air is achieved due to a high demand for fresh air in the living rooms (heavy smokers), when the extractor hood is switched on in the kitchen and when the exhaust air fans are switched on when the toilets are heavily used (visitors). Apart from the just enumerated special cases 20 ° C is applied mainly to the evaporator part 29 ", and at temperatures from + 20 ° G, the evaporator part 29 ', first to a temperature of +. If the temperature in the outdoor air passage 6 ¹ extent that alone, with this air can be heated, the heat pump switches off after the storage tank has been heated up. If there is no storage tank of this type, "so that the heat pump works directly on a preheater, it switches off immediately.

Im Sommerbetrieb, also bei Kühlung, wird der Außenluftkänal 6¹ geschlossen und die heiße Luft direkt ins Freie abgeführt. Die Frischluftzuführung erfolgt von der Nordseite oder, wie bereits erwähnt, über den AußenluftkanalIn summer operation, i.e. when cooling, the outside air duct 6 ^{1 is} closed and the hot air is discharged directly into the open. Fresh air is supplied from the north side or, as already mentioned, via the outside air duct

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4-0 im Erdreich. Die Fort luft klappe 33 ist geöffnet, so daß der Kondensator 29' von der relativ kühlen Abluft beaufschlagt wird.4-0 in the ground. The exhaust air flap 33 is open, so that the condenser 29 'is acted upon by the relatively cool exhaust air.

Aus dem angeführten Beispiel sind die vielseitigen Möglichkeiten zur Anpassung an unterschiedliche Betriebserfordernisse leicht ersichtlich. Die Wärmepumpe kann äußerst wirtschaftlich arbeiten. Der Speicher 26 erleichtert als Dämpfungsglied die Regelung der Wärmepumpe und gestattet besonders bei Kühlbetrieb eine weitere Senkung der Betriebskosten.The example given shows the wide range of options for adapting to different operating requirements easily seen. The heat pump can work extremely economically. The memory 26 As a damping element, it facilitates the control of the heat pump and allows a further reduction in operating costs, especially in cooling mode.

Bei der Beschreibung wurde von einer relativ umfangreichen Anlage ausgegangen. Es ist natürlich auch im Wesen der Erfindung, lediglich eine Lüftungsanlage mit teilweiser Nutzung der Merkmale auszuführen.A relatively extensive system was assumed in the description. It is of course also in the Essence of the invention to run only a ventilation system with partial use of the features.

Der Nachwärmer 20 wird von einem Zentralheizungskessel 41 über ein von einem Raumthermostat 42 beeinflußtes Rücklaufbe imis chvent il 43 gereist. Zur Erzeugung von Brauchwasser ist ein an sich bekannter, von einem Sonnenkollektor 44 beaufschlagter Warmwasserboiler 45 vorgesehen. Als erfinderisch wird aber die Kopplung des Boilers 45 mit dem Heizungskessel 41 sowie die Versorgung einzelner Heizkörper 46, 47 mit Thermos tatventilen (z.B. Badezimmer) durch eine die Zapfstellen 48, 49, speisende Ringleitung 51 angesehen. Dadurch ist es möglich, an kühlen Sommerabenden, an denen die Zentralheizungsanlage noch nicht in Betrieb ist, das Badezimmer zu heizen. Das gleiche kann für Wohnräume auf der Nordseite zutreffen. Die notwendige Wärmeenergie kann ohne Schwierigkeiten aus dem Boiler 45 zur Verfügung gestellt werden, da er, bedingt durch die Unregelmäßigkeit der Sonnenscheindauer, ohnehin auf Reserven ausgelegt ist.The reheater 20 is influenced by a central heating boiler 41 via a room thermostat 42 Rücklaufbe imis chvent il 43 traveled. To generate A hot water boiler 45, which is known per se and is acted upon by a solar collector 44, is provided for domestic water. However, the coupling of the boiler 45 to the heating boiler 41 and the supply are considered inventive individual radiators 46, 47 with thermostatic valves (e.g. bathroom) viewed through a ring line 51 feeding the taps 48, 49. This is how it is possible on cool summer evenings when the central heating system is not yet in operation to heat the bathroom. The same can be done for living spaces on the north side hold true. The necessary thermal energy can be made available from the boiler 45 without difficulty because it is designed for reserves anyway, due to the irregularity of the sunshine duration.

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Der Boiler 45 steht unter üblichem ■Wasserleitungsdruck und ist mit den erforderlichen, in Symbolen dargestellten Armaturen ausgestattet. Die Zuleitung 52 des Kaltwassers sowie die Ableitung 53 zum Sonnenkollektor 44 enden unter einem Prallblech 54, während die anderen Leitungen, wie Ringleitung 51₅ Zuführleitung 55 vom Sonnenkollektor und Überdruckleitung 56, über einem weiteren Prallblech 57 enden. Der Sonnenkollektoricreis ist drucklos oder als Niederdruckkreis ausgeführt und wird von einer Pumpe 58, die über die Temperaturfühler 59 und 60 gesteuert ist, betrieben. Mit dieser Steuerung, die an sich bekannt ist, wird verhindert, daß bei ungünstiger Witterung der Boiler 45 den Sonnenkollektor aufheizt.The boiler 45 is under the usual ■ water line pressure and is equipped with the necessary fittings shown in symbols. The supply line 52 of the cold water and the discharge line 53 to the solar collector 44 end under a baffle plate 54, while the other lines, such as ring line 51 _5, supply line 55 from the solar collector and overpressure line 56, end above a further baffle plate 57. The solar collector circuit is depressurized or designed as a low-pressure circuit and is operated by a pump 58 which is controlled by temperature sensors 59 and 60. This control, which is known per se, prevents the boiler 45 from heating up the solar collector in adverse weather conditions.

Zwischen den Prallblechen 54 und 57 ist ein mit der' Vor- und Rücklaufleitung 61 und 62 des Heizungskessels 41 in Verbindung stehender Wärmetauscher 63 angeordnet. Dieser hat zwei Funktionen. Er heizt bei nicht ausreichender Sonnenenergie, gesteuert über den mit dem Heizungskessel 41 gekoppelten Fühler 64, den Boiler auf und stellt andererseits bei Kühlbetrieb der Klimaanlage Wärmeenergie für den Nachwärmer 20 zur Verfugung. Zu diesem Zweck ist die als Beispiel gezeigte Kopplung besonders zweckmäßig. Ausgehend vom Heizungskessel 41 ist in der Vorlaufleitung 61 eine Umwälzpumpe 65 angeordnet. Nach dieser zweigt eine Speiseleitung 66, in der auch das Druckausdehnungsgefaß 67 angeordnet ist, ab. Die Abgangsleitung 68 des Wärmetauschers 63 mündet hinter einem Rückschlagventil 69 in die Rücklaufleitung 62. Der Anlauf der Umwälzpumpe 65 erfolgt, sobald das Rücklaufbeimischventil 43 in Richtung Nachwärmer 20 öffnet oder sobald über einen Impuls des Fühlers 64 der Brenner des Heizungskessels 41 anläuft.Between the baffle plates 54 and 57 is a with the ' Flow and return lines 61 and 62 of the boiler 41 connected heat exchanger 63 is arranged. This has two functions. It heats when there is insufficient solar energy, controlled by the The sensor 64 coupled to the heating boiler 41, opens the boiler and, on the other hand, sets the air conditioning system during cooling operation Thermal energy for the reheater 20 is available. For this purpose is the one shown as an example Coupling particularly useful. Starting from the heating boiler 41, there is a circulation pump in the flow line 61 65 arranged. After this, a feed line 66 branches off, in which the pressure expansion vessel 67 is arranged from. The outlet line 68 of the heat exchanger 63 opens behind a check valve 69 into the return line 62. The start of the circulation pump 65 takes place as soon as the return admixing valve 43 in In the direction of the reheater 20 or as soon as the burner of the heating boiler opens via a pulse from the sensor 64 41 starts up.

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Sparsamste Brau.ch.wassergewinnung sowie Versorgung des Nachwärmers ist bei dieser Schaltung gewährleistet. Der Heizungskessel 41 dient zusätzlich als Speicher.Most economical Brau.ch.water production and supply of Reheater is guaranteed with this circuit. The heating boiler 41 also serves as a memory.

In Fig. 3 ist eine Warmwasserzentralheizung schematisch dargestellt. Ausgehend von einem Heizungskessel 41· mit Rücklaufbeimischventil 43', einer Umwälzpumpe 65'» einer Vor- und Rücklaufleitung 61' und 62' werden Heizkörper 70 beaufschlagt. Von der Rücklaufleitung 61 führt eine By-Pass-Leitung 71 über einen Wärmetauscher 72 in einem Sonnenkollektor 44' zurück in die Rücklaufleitung 62'. Ein von einem Temperaturfühler 74 am heißen Ende 75 des Sonnenkollektors 44· gesteuertes Zweiwegeventil 76 leitet das Rücklaufwasser je nach den Temperaturverhältnissen direkt in den Heizungskessel zurück oder über den Sonnenkollektor 44'.In Fig. 3, a hot water central heating is schematically shown. Starting from a heating boiler 41 · with Return mixing valve 43 ', a circulation pump 65' » a supply and return line 61 'and 62' are radiators 70 applied. From the return line 61 leads a by-pass line 71 via a heat exchanger 72 in a solar collector 44 'back into the return line 62 '. One of a temperature sensor 74 am hot end 75 of the solar panel 44 · controlled Two-way valve 76 directs the return water depending on the Temperature conditions directly back into the boiler or via the solar collector 44 '.

Es soll nochmals betont werden, daß auch jedwede Kombination der einzelnen Merkmale als Erfindung angesehen und unter Schutz gestellt werden soll. So kann gemäß der Ausführung nach Fig. 4 ein Sonnenkollektor zur Erwärmung der Luft mit einem zur Erwärmung einer Flüssigkeit kombiniert werden. Auf einer Grundplatte 73» vorteilhafterweise mit günstiger Reflexionszahl, oder direkt auf einem schwarzen Plachheizkörper 77 ist über Abstandsmittel 78 eine die Sonnenstrahlung durchlassende Abdeckung 79 angeordnet. Diese Abdeckung besteht aus Ein- oder Mehrschichtenglas oder auch aus einer sogenannten Acryl-Steg-Doppelplatte. Wegen Witterungseinflüsse, besonders bei der gezeigten Anbringung auf einem Dach, ist auf der kalten Seite 80 eine Schutzjalousie 81 angebracht. Die Klappen 82 auf der heißen Seite 83 sind steuerbar und dienen dazu, bei Nicht-It should be emphasized again that any combination of the individual features is also regarded as an invention and should be placed under protection. Thus, according to the embodiment according to FIG. 4, a solar collector can be used for heating the air can be combined with one for heating a liquid. Advantageously on a base plate 73 ' with a favorable reflection number, or directly On a black flat heating element 77, via spacer means 78, is a solar radiation transmitting element Cover 79 arranged. This cover consists of Single or multilayer glass or from a so-called acrylic double-walled sheet. Due to the weather, especially with the installation shown on a roof, there is a protective blind on the cold side 80 81 attached. The flaps 82 on the hot side 83 are controllable and serve to

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nutzung der Warmluft aus dem Bereich 84 zur Vermeidung einer überhitzung (siehe beschriebenen Soinmerbetrieb)use of the warm air from area 84 to avoid it overheating (see described summer operation)

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abzuführen. Mit 85 ist der Zuführungskanal zu dem Außenluftkanal 6 bzw. 6¹ bezeichnet. Bei 86 wird die vorgewärmte Luft 87 unter der Dacheindeckung, bevorzugt aus dunklen, planen Platten, abgesaugt.to dissipate. The supply channel to the outside air channel 6 or 6 ¹ is designated by 85. At 86, the preheated air 87 is sucked off under the roof covering, preferably from dark, flat panels.

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Claims

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Protection claims

device for the joint use of solar energy in the generation of heating energy in central heat generators,

characterized. that

Starting from a return line (62 ') or an outside air supply line (6, 6') to the heat generator (17, 20, 4-1 ¹ ) a by-pass line (71, 7) with heat exchanger or the outside air supply line itself in the area of action when exposed to solar radiation is guided by heat-emitting surfaces.

2. Device according to claim 1, characterized in _t that the surfaces are part of an arrangement of at least clamshell styled, said outer (5 '87) which shell the heat exchanger.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the surfaces are part of an at least two-shell arrangement, the heat exchanger (72, 77) being arranged between the two shells (79 and 3).

4-. Device according to claim 2 or 3, characterized in that the arrangement consists on the one hand of a weatherproof roof covering (5 »79» 87) and on the other hand a second intermediate plate (3) which covers the roof structure and carries the roof covering via spacers.

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5. Device according to. Claim 4, characterized in that the heat exchanger replaces the spacing means.

Device according to one of Claims 1 to 5 » characterized in that the heat exchanger is designed as an evaporator or condenser of a heat pump.

7 · Device according to one of claims 1 to 5 », characterized in that the heat exchanger is designed as a liquid-carrying solar collector (44-, 44 ·) known per se.

8. Device according to one of claims 1 to 5 » characterized in that the heat exchanger is designed in the form of air ducts (7).

9. Device according to claim 4 or 8, characterized in that the air ducts (7) are formed by the spacing means (4, 78) (fastening means) for the roof covering (5, 79).

10. Device according to one of claims 1 to 9 » characterized in that the roof covering (5» 87) consists of a deep black, plate-shaped material.

11. The device according to claim 10, characterized in that the roof covering is additionally covered with a layer (79) which prevents heat reflection.

12. Device for sharing solar energy and ventilation losses to obtain heating energy with a heat pump, characterized in that

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the heat pump (28) is connected to a central heat generator (41) and the evaporator in exhaust air and / or outside air is switchable.

13. Device according to claim 12, characterized in that the outside air is used in accordance with the arrangements according to one of claims 8 to 11.

14. The apparatus of claim 12 or 13, characterized in that the heat pump is connected with the heat generator in series.

15 · The apparatus of claim 12 or 13, characterized in that the heat pump (28) is connected as a preheater (17) and cooler (18) of an air conditioner.

16. The apparatus according to claim 15, characterized in that the same heat exchanger is used as the preheater and cooler.

Device according to one of Claims 12 to 16, characterized in that the heat pump is connected to a storage tank (26) (cold, warm) from which the preheater (17) or cooler (18) is acted upon.

18. Device according to one of the * claims 12 to 17 » characterized in that the heat pump (28) can be switched via a by-pass line to a water heater (eg 45) of the heat generator (41).

19. Device according to one of claims 12 to 18, characterized in that the outside air (ambient air) via an outside air duct (6 ¹ , 36) from one

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Solar collector pool fed to the evaporator (29 ") and is led further into the open.

20. Device according to one of claims 12 to 19 » characterized in that the evaporator (condenser in cooling mode) is divided, with one part (29) in the exhaust air duct and the other part (29") in the outside air duct.

21. The device according to claim 20, characterized in that a flap-controlled circulating air duct (32) branches off from the exhaust air duct (30 ').

22. The device according to claim 21, characterized in that the outside air and the circulating air duct are connected via a by-pass duct (3 * 0 and can be controlled via flaps in the air duct.

Device according to claim 22, characterized in that the outside air flap (35) is located in the flow direction after a branch of the by-pass duct, alternately closing both ducts, and that the exhaust air flap (33) in the flow direction after the branch circulating air duct - exhaust air duct this is mutually closing and that the by-pass channel then opens into the circulating air channel.

2Pr. Device according to Claim 23, characterized in that a bad air duct (37) opens into the outside air duct behind the outside air flap in the direction of flow.

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