DE2720319A1 - Waermekollektoranlage - Google Patents

Waermekollektoranlage

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DE2720319A1 DE19772720319 DE2720319A DE2720319A1 DE 2720319 A1 DE2720319 A1 DE 2720319A1 DE 19772720319 DE19772720319 DE 19772720319 DE 2720319 A DE2720319 A DE 2720319A DE 2720319 A1 DE2720319 A1 DE 2720319A1
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Description

Wärmekollektoranlage
Die Erfindung betrifft eine Wärmekollektoranlage mit einem der Umgebung Strahlungswärme entziehenden Wärmekollektor, der ein wärmeübertragendes Fluid enthält und dessen Auslaß mit einer Wärmepumpe verbunden ist.
Der Einsatz von Sonnenkollektoren in Verbindung mit Wärmepumpen ist zur Umsetzung der Strahlungsenergie der Sonne in Nutzwärme bekannt (Zeitschrift "Elektrizitätsverwertung" Nr. 3/1975). Der Wärmekollektor kann aus Rohren bestehen, die auf einer Dachfläche verlegt werden und in denen das Fluid zirkuliert. Das Fluid besteht vorzugsweise aus Was ser oder Sole. Es wird nach Verlassen des Kollektors der Wärmepumpe zugeführt, die ihm Wärme entzieht. Die bekann ten Kollektoranlagen nehmen Strahlungsenergie auf, geben aber andererseits durch Konvektion wieder Wärme an die Umgebung ab, weil ihre Temperatur höher liegt als die Umgebungstemperatur .
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Wärmekollek toranlage, die nicht nur Strahlungsenergie absorbiert, sondern zusätzlich durch Wärmetauscherwirkung Energie aufnimmt.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Wärmekollektor zur zusätzlichen Aufnahme von Konvektionswärme als Konvektor ausgebildet ist, der eine gute Wärmeleitung zwischen der Umgebungsluft und dem Fluid im Kollektorinneren bewirkt, und daß in die Einlaßleitung zum Kollektor eine Kühleinrichtung geschaltet ist, die derart bemessen und gesteuert ist, daß sie das dem Wärmekollek tor zuzuführende Fluid unter die Temperatur der Umgebungs-
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luft kühlt.
Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, das untere Temperaturniveau, das das Fluid beim Einfließen in den Kollektor einnimmt, niedrig zu legen, damit ein Temperaturunterschied zwischen Umgebungsluft und Fluid vorhanden ist. Bei niedriger Außentemperatur wird zweckmäßigerweise weniger stark gekühlt und statt dessen die Durchflußgeschwindigkeit im Kollektor erhöht. Dies resultiert aus der Beziehung
1n ΛT · Volumenstrom = Energie,
wobei Δ T die Temperaturdifferenz zwischen Fluideinlaß und Fluidauslaß des Kollektors darstellt. Das Fluid bzw. der Kollektor strahlt keine Wärme an die Umgebung ab, sondern nimmt noch zusätzlich Wärme aus der Umgebung auf. Diese zusätzlich zugeführte Energie übersteigt überraschenderweise bei weitem die zusätzliche Energie, die an der Wärmepumpe zur Oberwindung der größeren Temperaturdifferenz erforderlich ist. Zur Aufnahme einer möglichst großen Wärmemenge wird daher entweder die Temperatur des in den Kollektor eingeführten Fluids bewußt niedrig gehalten oder die Durchflußgeschwindigkeit des Fluids im Kollektor erhöht.
Die Kühleinrichtung kann aus einem Wärmetauscher der Wärmepumpe bestehen. Die Wärmepumpe erhöht die Temperatur des Heizmediums und entzieht dem Fluid Wärme. Die damit verbundene Kühlung des Fluids ist erfindungsgemäß so stark, daß das Fluid bis unter die Umgebungstemperatur, z.B. unter die Temperatur der Außenluft, abgekühlt wird. Während das Fluid anschließend wieder den Wärmekollektor
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durchläuft, wird es durch die Kombination von Wärmestrahlung und Wärmeleitung durch die Sonnenenergie und die Umgebungsluft gemeinsam erwärmt. Die Menge an Niedertemperaturwärme ist um so größer je kälter das Fluid in den Wärmekollektor eingegeben wird, bzw. je größer die Temperaturdifferenz zwischen der Außenluft und dem eingeführten Fluid ist.
Da die Temperatur des Kollektors niedriger ist als diejenige der Umgebungsluft, kann sich an der Oberfläche des Kollektors Kondenswasser bilden. Durch die Kondensationswärme wird die Temperatur des Fluids zusätzlich erhöht. Die Kondenswassertropfen sollten nach ihrer Entstehung sofort abgeführt werden, damit sie nicht unter Wärmeentzug an der Kollektoberfläche verdampfen. Zu diesem Zweck ist vorteilhafterweise die Außenfläche des Wärmekollektors mit einem Material beschichtet, das die Oberflächenspannung der sich bildenden Wassertropfen erhöht, so daß die Wassertropfen leicht abrollen.
Die Regelung der Wärmepumpe erfolgt zweckmäßigerweise durch eine Regeleinrichtung, die die Temperaturdifferenz zwischen der Umgebungsluft und der Kühltemperatur des Fluids regelt. Beispielsweise kann diese Temperaturdifferenz in Abhängigkeit von der Temperatur der Umgebungsluft konstant gehalten werden oder sie kann kleiner werden, je höher die Temperatur der Umgebungsluft ansteigt, weil bei wärmerer Umgebungsluft in der Regel weniger Heizleistung verlangt wird. Wenn das Fluid bei der Einführung in die Wärmepumpe vorgewärmt wird, kann die Wärmepumpe mit günstigerer Leistungsziffer betrieben werden.
Während bei starker Sonneneinstrahlung evtl. schon die
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Strahlungsenergie ausreicht, um die benötigte Wärmemenge zu erzeugen, ist bei Bewölkung oder diffusem Licht die zusätzliche Ausnutzung von Wärmekonvektion notwendig. Zu diesem Zweck kann der Wärmekollektor aus zwei übereinanderliegenden Kammern bestehen, von denen die untere strahlungsabsorbierend ausgebildet ist, während die obere eine gut wärmeleitende Oberfläche aufweist. Falls direkte Sonnenstrahlung zur Versorgung des Wärmeverbrauchers ausreicht, wird lediglich die untere - strahlungsabsorbierende - Kammer von dem Fluid durchströmt. Die obere Kammer ist in diesem Betriebszustand mit einer isolierenden Luftschicht gefüllt, um die Wärmeverluste durch Konvektion und Wärmestrahlung möglichst klein zu halten. Wenn die direkte Sonneneinstrahlung zur Versorgung des Wärmeverbrauchers nicht ausreicht, wird auch die obere Kammer vom Fluid durchströmt. In dieser Schaltvariante wird der Zweikammerkonvektor zum Wärmetauscher für Umgebungsluft und Sonnenstrahlung. Die Wärmestrahlung durchdringt die obere Kammer und wird in der Flüssigkeit der unteren Kammer oder an den Wänden der unteren Kammer absorbiert. Die obere Kammer weist dagegen eine gut wärmeleitende Oberfläche auf, die evtl. auch gewellt oder durch eine entsprechende andere Strukturierung vergrößert sein kann. Um möglichst viel Umgebungsluft an die Oberfläche heranzubringen, können besondere Lüfter und/oder Windleitbleche vorgesehen sein. Die obere Kollektorkammer wirkt daher vorwiegend als Wärmetauscher, während die untere Kollektorkammer vorwiegend als Absorber wirkt.
Nach der Erfindung können die beiden Kammern eines Zweikammerkollektors durch eine isolierende Luftschicht voneinander getrennt und in separate Fluidkreisläufe geschal-
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tet sein. Bei diesem Kollektortyp übernimmt die obere Kammer,die transparent und ständig mit Fluid gefüllt ist, den Wärmetausch mit der Umgebung durch Anbindung ihres Fluidstromes an den Verdampfer einer Wärmepumpe. Die untere, mit einer Absorptionsschicht für Wärmestrahlung versehene Kammer ist in einen separaten Fluidstrom integriert, welcher entweder direkt oder über einen Wärmetauscher mit dem Verbraucher gekoppelt ist. Bei hinreichendem Energieangebot aus Strahlungswärme wird der Fluidstrom in der oberen Kammer nicht umgewälzt. Lediglich der Fluidstrom der unte ren Kammer wird bewegt. Bei unzureichendem Angebot an Strahlungsenergie oder bei großem Energiebedarf wird der Fluidstrom der oberen Kammer zugeschaltet und entweder direkt dem Verdampfer einer Wärmepumpe zugeführt oder wahlweise auch erst nach Durchlaufen des Wärmetauschers für den Fluidstrom der unteren Kammer. Diese Betriebsweise erlaubt das Nachheizen des Fluidstromes aus der oberen Kammer durch denjenigen der unteren Kammer, welcher bei ausreichendem Strahlungsenergieangebot wärmer ist.
Die Erfindung bietet zahlreiche Realisierungsmöglichkeiten. So kann der Wärmekollektor, der in üblicher weise auf einem Dach angebracht werden kann, zusätzlich die Gebäudeverlustwärme aufnehmen und wieder einfangen. Bekanntlich werden bei Gebäuden große Wärmemengen durch Lüftungs- und Heizungsanlagen ins Freie abgeleitet. Der erfindungsgemäße Wärmekollektor kann beispielsweise in Verbindung mit einem Abluftrohr oder Schornstein derart angebracht werden, daß die ausströmenden Gase an ihm entlangstreichen und dadurch eine Erwärmung des Fluids bewirken. Auf diese Weise läßt sich ein großer Anteil der sonst entweichenden Wärmeenergie wieder zurückgewinnen.
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Die Wärmekollektoranlage kann im Sommer auch zur Kühlung verwandt werden. Ist der Wärmekollektor auf dem Dach montiert, dann bewirkt er zur Nachtzeit eine Kühlung, d.h. er gibt Wärme an die Umgebungsluft ab. Es ist daher möglich, zur Nachtzeit Kälte in dem Wärmekollektor zu speichern und diese Kälte im Verlauf des Tages dosiert abzugeben. Umgekehrt kann während des Tages Wärmeenergie aufgenommen werden, die während der Abend- oder Nachtstunden im Gebäude zur Verfügung steht.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Energie in dem Wärmekollektor speicherbar ist, wenn zur Zeit nicht die volle Energiemenge abgenommen wird.
Die Wirkung des Wärmekollektors kann unter Umständen noch erhöht werden, indem in der Nähe des Kollektors schrägstehende Spiegel aufgestellt werden, die die einfallende Sonnenstrahlung auf den Kollektor reflektieren und zusätzlich als Windleitflächen wirken können.
Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnung zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.
Fig. 1 zeigt das Schema einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wärmekollektoranlage,
Fig. 2 zeigt zwei konstruktive Möglichkeiten der Realisierung einer Abdeckung für den erfindungsgemäßen Wärmekollektor,
Fig. 3 und 4 zeigen den Anschluß eines Zweikammerkollektors bei zwei verschiedenen Betriebsarten, und
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Fig. 5 zeigt das Schema eines Zweikammerkollektors, bei dem die beiden Kammern durch eine strahlungsdurchlässige Isolationsschicht voneinander getrennt sind.
Gemäß Fig. 1 besteht der Wärmekollektor 10 aus einem flachen Behälter, der mit dem Fluid, z.B. Wasser oder Sole, gefüllt ist. Es kann sich auch um Rohre oder Schläuche handeln, die entsprechend in einer der Sonnenbestrahlung ausgesetzten Ebene verlegt sind. Die Auslaßleitung 11 des Wärmekollektors ist an eine Wärmepumpe 12 angeschlossen, in der das den Wärmekollektor verlassende Fluid gekühlt wird,um mit einer Temperatur, die unter
derjenigen der Umgebungsluft des Wärmekollektors liegt, wieder über die Einlaßleitung 13 in den Wärmekollektor eingeführt zu werden. Der Anschluß der Einlaßleitung 13 befindet sich an demjenigen Ende des Wärmekollektors, der dem Anschluß der Auslaßleitung 11 gegenüberliegt, so daß das Fluid den ganzen Wärmekollektor durchströmen muß. Der Antrieb erfolgt über eine Umlaufpumpe 14, die in die Leitung eingeschaltet ist.
Die Wärmepumpe 12 besitzt zwei Wärmetauscher 15, 16, die durch einen geschlossenen Kältemittelkreislauf 17 miteinander verbunden sind. Das die Kühlschlange des Wärmetauschers 15 verlassende gasförmige Kältemittel wird in einem Verdichter 16' komprimiert und erwärmt sich dabei.
Es gelangt in die Heizschlange des Wärmetauschers 16, an dessen Sekundärkreis 18 der Wärmeverbraucher 19 angeschlossen ist. Nach dem Verlassen der Heizschlange gelangt das Kältemittel in die Entspannungsdüse 20, wo es sich entspannt und abkühlt. Auf diese Weise wird von dem Kältemittel der Wärmetauscher 15 gekühlt und der Wärme-
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tauscher 16 erwärmt. Das Maß der Kühlung bzw. Erwärmung hängt wesentlich von dem Verdichtungsverhältnis des Verdichters 16 ab. Dieses ist so gewählt, daß die Abkühlung des Fluids auf eine Temperatur erfolgt, die unter der Umgebungstemperatur des Wärmekollektors liegt.
Ein Temperaturfühler 21 befindet sich am Auslaßende des Wärmekollektors und ein weiterer Temperaturfühler 22 befindet sich in der Einlaßleitung 13. Die an diesen Temperaturfühlern gemessenen Werte können zur Regelung der Einlaßtemperatur des Fluids bzw. zur Regelung des Verdichters 16 verwendet werden.
Der Kollektor 10, der nur eine einzige Fluidschicht aufweist, bewirkt die Erwärmung des Fluids durch Absorption einfallender Sonnenstrahlung und durch Konvektion an der Kollektoraußenfläche. Der Kollektor kann beispielsweise auf einem Dach angebracht sein und dabei die Verlustwärme des Daches absorbieren. Zur Erhöhung der Strahlungsabsorptionsfähigkeit kann das Fluid mit Farbzusätzen oder dgl. versehen werden. Die Oberseite des Wärmekollektors muß gut wärmeleitend sein.
In den Fig. 2a und 2b ist der Kollektor 10 jeweils mit einer Abdeckung dargestellt. Gemäß Fig. 2a besteht die Abdeckung aus einer parallel mit Abstand über dem Kollektor 10 angeordneten strahlungsdurchlässigen Platte 9, an deren Rändern schwenkbare Klappflügel 8 gelenkig angebracht sind. Bei heruntergeklappten Klappflügeln 8 wird der Kollektor nur durch die Sonneneinstrahlung erwärmt, nicht aber durch Umweltwärme. Bei hochgeklappten Klappflügeln 8 kann dagegen Warmluft zwischen dem Kollektor 10 und der Platte 9 entlangstreichen und den Kollektor zusätzlich durch Kon-
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vektion erwärmen.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2b ist über dem Kollektor 10 mit Abstand eine Rolladenabdeckung 7 angebracht, die in bekannter Weise eingezogen werden kann. Zwischen dem Kollektor 10 und der Rolladenabdeckung 7 entsteht ein Luftpolster 6.
Der Wärmekollektor 30 nach Fig. 3 und 4 besteht aus zwei flachen übereinander angeordneten Kammern 31, 32, die durch eine Trennwand 33 voneinander getrennt sind. Die untere Kammer absorbiert die von oben einfallende und die obere Kammer 31 passierende Wärmestrahlung, während der Inhalt der oberen Kammer 31 im wesentlichen durch VJärmeleitung durch die Bedeckung der oberen Kammer hindurch erwärmt wird.
In den Zu- und Ableitungen der Kammern befinden sich verschiedene Ventile V und V. Bei der in Fig. 3 dargestellten Betriebsart sind die Ventile V geöffnet und die Ventile V geschlossen, während bei dem Betriebszustand nach Fig. 4 die Ventile V geöffnet und die Ventile V geschlossen sind.
Bei Niedriglastbetrieb,der in Fig. 3 dargestellt ist, fördert die Pumpe 34 Fluid durch das Ventil V1 zum Wärmeverbraucher 35, wo es sich abkühlt. Das Fluid strömt weiter durch die geöffneten Absperrventile 36 und V2 in die untere Kammer 32 des Wärmekollektors. Die obere Kammer 31, deren Viand transparent ist, enthält kein Fluid, sondern ist mit Luft gefüllt. Das Fluid in der unteren Kammer erwärmt sich durch Absorption der einfallenden Strahlung
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und verläßt die Kammer durch die Leitung 37, um durch das Ventil V3 zur Pumpe 34 zu strömen.
Bei dieser Betriebsart wird lediglich Strahlungswärme gewonnen, jedoch keine Umgebungswärme aus der Luft. Die untere Kammer 32 des Wärmekollektors ist zur Erhöhung der Strahlungsabsorption mit einer Absorptionsschicht ausgekleidet.
Zur Füllung und Entleerung der Kammern 31 und 32 steht ein Wasserreservoir 38 zur Verfügung, aus dem eine Pumpe 39 über eine Füll- und Entleerungsleitung 40 Wasser in jede der Kammern pumpen kann. Die Entleerung der Kammern erfolgt ebenfalls über die Leitung 40. Zum Entleeren und Füllen der Kammern wird ein Entlüftungsventil 41 geöffnet. Das Wasserreservoir 38 kann auch als Speicher für überschußwärme verwendet werden.
Um das Fluid nach dem Verlassen des Wärmeverbrauchers 35 unter die Umgebungstemperatur des Wärmekollektors 30 abzukühlen, kann es einer Kühlschlange 42 zugeführt werden, die in dem Wasserreservoir 38 angeordnet ist, indem das Ventil 43 geöffnet und das Ventil 36 geschlossen wird. Nach dem Verlassen der Kühlschlange 42 gelangt das Fluid über das Ventil V2 in die untere Kammer 32.
Bei dem in Fig.4 dargestellten Betriebszustand durchströmt das Fluid beide Kammern 31 und 32 des Wärmekollektors 30. Es gelangt mit einer unter der Umgebungstemperatur liegenden Temperatur durch das geöffnete Ventil V1 in die obere Kammer 31, erwärmt sich vorwiegend durch Konvektion und verläßt die obere Kammer durch die Leitung 44, die mit
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der in die untere Kammer 32 hineinführende Leitung 37 in Verbindung steht. Die Stromungsrichtungen in den Kammern sind durch Pfeile angedeutet. Das Fluid verläßt die untere Kammer durch Leitung 4 5 und das geöffnete Ventil V2 und gelangt zur Pumpe 34. Von dort wird das Fluid durch das geöffnete Ventil V3 zum Verdampfer 46 der Wärmepumpe geführt, wo es abkühlt, um anschließend über das Ventil V1 wieder in die obere Kammer geleitet zu werden.
Der Kondensator 4 7 der Wärmepumpe ist direkt an den Wärmeverbraucher 35 angeschlossen.
Während bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 die beiden Kammern 31 und 32 entsprechend den eingezeichneten Pfeilen im Gegenstrom von dem Fluid durchflossen werden, kann es auch zweckmäßig sein, die Einlasse und Auslässe der Kammern so zu legen, daß beide Kammern in derselben Richtung durchströmt werden. Dies hätte den Vorteil, daß dasjenige Ende der Kammer 31, an dem das Fluid die höchste Temperatur hat, demjenigen Ende der Kammer 32 benachbart ist, an welchem das Fluid dieser Kammer ebenfalls die höchste Temperatur hat.
Eine dritte Variante der erfindungsgemäßen Wärmekollektoranlage zeigt Fig. 5. Hier besteht der Wärmekollektor aus einer unteren Kammer 51, die mit einer Absorptionsschicht für Wärmestrahlung versehen IStx und einer transparenten oberen Kammer 52. Beide Kammern sind durch eine Gasisolationsschicht 53 voneinander getrennt. Diese kann Luft oder ein Edelgas, wie Argon oder Krypton enthalten.
Bei hinreichendem Energieangebot aus Strahlungswärme wird
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der Fluidstrom in der oberen Kammer nicht umgewälzt. Das Fluid, das sich in der unteren Kammer durch Wärmestrahlung erwärmt hat, wird durch den Wärmetauscher 54 hindurchgeleitet und durch die Pumpe 55 wieder in die untere Kammer 51 hineingepumpt. Die Sekundärleitungen 56 des Wärmetauschers 54 können an einen Wärmeverbraucher angeschlossen werden.
Ist der Energiebedarf größer als das Strahlungsenergieangebot, wird ein zweiter Fluidkreislauf durch die obere Kammer 52 in Betrieb gesetzt. Eine Pumpe 57 treibt das Fluid durch die obere Kammer hindurch und anschließend über ein Ventil 58 zum Verdampfer 59 der Wärmepumpe 60 und zurück zum Pumpeneinlaß. Der Kondensator 61 der Wärmepumpe ist an den Verbraucher 62 angeschlossen.
Diese Schaltvariante bietet die Möglichkeit, Wärme aus der unteren und der oberen Kammer separat an mehrere Verbraucher oder an einen Verbraucher abzugeben. Dies kann vorteilhaft für Frischluftheizungen sein, bei denen die Aufheizung des Frischluftstromes über eine Heizkaskade erfolgt. Hierbei würde die Wärmeenergie der unteren Kammer an ein im Frischluftstrom liegendes Heizregister abgegeben, um diesen vorzuheizen. Durch ein nachgeschaltetes Heizregister, welches durch die mit der Wärmepumpe 60 aufgewertete Niedertemperaturwärme des oberen Kollektorkreislaufs beschickt wird, erfolgt die Endaufheizung des Luftstromes, falls dies erforderlich ist.
Durch Trennen der Fluidströme der beiden Kammern 51, 52 besteht außerdem die Möglichkeit, Wärme aus der unteren Kammer in einem Wärmespeicher, z.B. für die Nachtzeit oder die morgendliche Aufheizphase eines Gebäudes, zu speichern
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und den im allgemeinen geringeren Tagesenergiebedarf über den Fluidstrom der oberen Kammer zu decken.
Das System der Fig. 5 ist energiewirtschaftlich von besonde rem Vorteil, da durch direkte Nutzung der im Fluidstrom der unteren Kammer enthaltenen Wärme, die sich zumindest während der Sonnenscheinphasen auf höherem Temperaturniveau befindet als diejenige der oberen Kammer, vermieden wird, daß hochwertige Wärme durch Vermischung in minderwertige Wärme umgewandelt wird.
Eine Beeinflussung der beiden Kreisläufe kann dadurch erfolgen, daß das Ventil 58 gesperrt und das Ventil 63 geöffnet wird. Das Fluid, das die obere Kammer 52 verläßt, gelangt dadurch nicht direkt in den Verdampfer 59 der Wärmepumpe, sondern zunächst durch den Wärmetauscher 54 hindurch und dann über Leitung 64 zum Verdampfer. In dem Wärmetauscher 54 erfolgt eine Vorheizung des Fluids, bevor dieses der Wärmepumpe zugeführt wird, um die Wärmepumpe mit günstigerer Leistungsziffer betreiben zu können. Wenn das Fluid die Wärmepumpe 59 wieder verläßt und in die obere Kammer 52 einströmt, liegt seine Temperatur jedoch immer noch unter der Umgebungstemperatur des Kollektors .
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Claims (9)

  1. VON KREISLER SCHÖNWALD MEYER EISHOLD FUES VON KREISLER KELLER SELTING
    PATENTANWÄLTE
    Anmelderin Dr.-Ing. von Kreisler f 1973
    Dr.-Ing. K. Schönwald, Köln
    Max Planck Gesellschaft zur Dr.-Ing. Th. Meyer, Köln
    Förderung der Wissenschaften e. V or.-lng. K. w. Eishold, Bad Soden
    Bunsenstr. 10 η IrJ^T κ . „-.
    -\Ληη j-1-j.i. · Dipl.-Cnem. Alek von Kreisler, Köln
    Dipl.-Chem. Carola Keller, Köln Dipl.-Ing. G. Selling, Köln
    Sg-Is 5 KÖLN l 5. Mai 1977
    DEICHMANNHAUS AM HAUPTDAHNHOF
    Ansprüche
    t 1.j Wärmekollektoranlage mit einem der Umgebung Strahlungswärme entziehenden Wärmekollektor, der ein wärmeübertragendes Fluid enthält, und dessen Auslaß mit einer Wärmepumpe verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmekollektor (10, 30) zur zusätzlichen Aufnahme von Konvektionswärme als Konvektor ausgebildet ist, der eine gute Wärmeleitung zwischen der Umgebungsluft und dem Fluid im Kollektorinneren bewirkt, und daß in die Einlaßleitung zum Kollektor eine Kühleinrichtung (15, 41) geschaltet ist, die derart bemessen und gesteuert ist, daß sie das dem Wärmekollektor zuzuführende Fluid unter die Temperatur der Umgebungsluft kühlt.
  2. 2. Wärmekollektoranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtung aus einem Wärmetauscher (15, 41) der Wärmepumpe (12, 40) besteht.
  3. 3. Wärmekollektoranlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Temperaturdifferenz zwischen der Temperatur der Umgebungsluft und der Kühltemperatur regelnde Regeleinrichtung vorgesehen ist.
    809845/0425
    Teklon: !.02 21) 23 45 41 - 4 Tele«: 888 2307 dopa d Telc^omm: Dompatent Köln
  4. 4. Wärmekollektoranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmekollektor (30) aus zwei übereinanderliegenden Kammern (31, 32) besteht, von denen die untere strahlungsabsorbierend ausgebildet ist, während die obere transparent ist und eine gut wärmeleitende Oberfläche aufweist.
  5. 5. Wärmekollektoranlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Kammer (32) des Wärmekollektors (30) über Absperrventile (V1, V2, V3) mit dem Wärmeverbraucher (35) in Reihe schaltbar ist, während die obere Kammer (31) abgesperrt ist.
  6. 6. Wärmekollektoranlage nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kammern (31, 32) durch eine entsprechende Verbindungsleitung (44, 37) in Reihe schaltbar und an eine Wärmepumpe (46, 47) anschließbar sind.
  7. 7. Wärmekollektoranlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kammern (51, 52) durch eine isolierende Gasschicht (53) voneinander getrennt und in separate Fluidkreisläufe geschaltet sind.
  8. 8. Wärmekollektoranlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Kammer (52) an eine Wärmepumpe (60) angeschlossen ist, die einen Wärmeverbraucher (62) versorgt, und daß die untere Kammer (51) an einen Wärmetauscher (54) angeschlossen ist.
  9. 9. Wärmekollektoranlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsleitung der oberen Kammer (52) über ein Absperrventil (63) mit dem von dem Fluid der unteren Kammer (51) erwärmten Wärmetauscher (54) verbunden ist und in vorgewärmtem Zustand der Wärmepumpe (60) zugeführt wird.
    809845/0425
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