DE2728398A1 - Solar energy recovery system - having radiation absorption circuit with roof mounted panel backed by heat pump circuit to recover heat from the air - Google Patents

Solar energy recovery system - having radiation absorption circuit with roof mounted panel backed by heat pump circuit to recover heat from the air

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DE2728398A1 DE19772728398 DE2728398A DE2728398A1 DE 2728398 A1 DE2728398 A1 DE 2728398A1 DE 19772728398 DE19772728398 DE 19772728398 DE 2728398 A DE2728398 A DE 2728398A DE 2728398 A1 DE2728398 A1 DE 2728398A1
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Abstract

Heat recovery system involves a series of pipies mounted in a panel on the roof to give efficient absorption of solar radiation. The heat so picked up is then exchanged with a domestic water supply. An additional amt. of heat is then provided by abstracting heat from the ambient air using a heat pump, this heat also being transferred to the hot water storage tank. The sec. heat pump circuit uses a transfer medium which can be heated by the solar energy and the ambient air. A refrigerant is used for the heat pump circuit and a brine or similar for the prim. circuit. The ambient air is blown over the surface of heat transfer tubing. Used on domestic hot water systems and allows environmental heat to be used for water heating.

Description

Herr Peter Frieß Mr. Peter Frieß

In den Mühlwiesen 5 7104 Obersulm-Sül zbach Herr Jörgen Mattes lirschstraße 3 7066 Baltmannsweiler Verfahren und Einrichtung zur Wärmeenergiegewinnung Zusammenfassung Es werden ein Verfahren und eine Einrichtung zur Wärmeenergiegewinnung vorgeschlagen, die dazu dienen, die bisher bekannten Systeme, die beispielsweise die Solar-Globalstrahlung ausnutzen, in ihrem Wirkungsgrad zu verbessern und solche Wdrmeenergiegewinnungssysteme so auszugestalten, daß insbesondere auch in der kalten Jahreszeit die Deckung der Wärmeenergie im wesentlichen ohne die Verwendung fossiler Brennstoffe möglich ist. Zu diesem Zweck wird zusätzlich zu den von einem geeigneten Energietransportmedium durchflossenen isohlkörpern, die der Solar-Globalstrahlung ausgesetzt sind, eine der umgebenden Luft Wärme entziehende Wärmepumpe in Kombination mit dem ersten Energiegewinnungssystem verwendet, wobei beide Energiegewinnungssysteme (Solar-Globalstrahlung und Wärmegewinnung aus der Außenluft mittels Luftwärmepumpe) auf den gleichen Wärmespeicher arbeiten. In Mühlwiesen 5 7104 Obersulm-Sülzbach Mr. Jörgen Mattes lirschstrasse 3 7066 Baltmannsweiler Process and device for generating heat energy summary A method and a device for generating heat energy are proposed, which serve the previously known systems, for example the global solar radiation take advantage of improving their efficiency and such thermal energy recovery systems designed so that, especially in the cold season, the coverage of the Thermal energy is essentially possible without the use of fossil fuels. For this purpose, in addition to that of a suitable energy transport medium through which isoil bodies that are exposed to global solar radiation, a Heat pump extracting heat from the surrounding air in combination with the first energy generation system used, whereby both energy generation systems (solar global radiation and heat generation from the outside air by means of an air heat pump) work on the same heat storage tank.

Als dem äußeren Einwirkungsbereich ausgesetzten Transportelemente für das Arbeitsmedium werden Rippenrohre verwendet, die in bevorzugter Ausgestaltung die Form einstückiger Aluminiumrohre aufweisen. Beide Rohrarten, nämlich die Verdampferrohrschlange für die Luftwärmepumpe und die der Solar-Globalstrahlung unter einer transparenten Abdeckung ausgesetzten Rippenrohre sind in einer gemeinsam montierbaren Baueinheit angeordnet, wobei das die Verdampferschlange enthaltene Gehäuseabteil zusätzlich ein Gebläse/Ventilator sowie eine Ausblasjalousie aufweist.As transport elements exposed to the external impact area finned tubes are used for the working medium, which in a preferred embodiment are in the form of integral aluminum tubes. Both types of tubes, namely the evaporator coil for the air heat pump and that of the solar global radiation under a transparent one Fin tubes exposed to the cover are in a unit that can be assembled together arranged, the housing compartment containing the evaporator coil in addition has a blower / fan and an exhaust louvre.

Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem Verfahren und einer Einrichtung zur Wärmeenergiegewinnung nach der Gattung des Iiauptanspruchs. Es ist schon bekannt, Wärmeenergie dadurch zu gewinnen, daß vorzugsweise auf Hausdächern Wärmekollektoren angeordnet werden, die von der Sonneneinstrahlung erhitzt werden und als Hohlkörper ausgebildet sind, so daß sie in ihrem Inneren ein Arbeitsmedium transportieren können. Es ist üblich, als Träger für das Wärmetransportmedium bei der Wärmegewinnung aus der Solar-Globaleinstrahlung flächige Platinen, beispielsweise aus Aluminium zu verwenden, die rohrartige Hohlräume bilden und von dem zu erwärmenden Medium durchflossen sind. Die Platinen sind rückseitig von einer Isolierschicht umgeben und gegenüber der einwirkenden Strahlung durch eine möglichst das gesamte Strahlungsspektrum durchlassende transparente Abdeckung abgedeckt, so daß sich bei entsprechender langandauernder Einwirkung der solaren Globalstrahlung erhebliche Temperaturen entwickeln können.PRIOR ART The invention is based on a method and a Device for generating heat energy according to the genre of the main claim. It is already known to gain thermal energy by that preferably Heat collectors can be placed on house roofs, from the solar radiation are heated and are designed as a hollow body so that they are inside can transport a working medium. It is common as a carrier for the heat transport medium when generating heat from global solar radiation, flat plates, for example to use made of aluminum, which form tubular cavities and from which to be heated Medium flowed through. The circuit boards have an insulating layer on the back surrounded and against the acting radiation by as much as possible Radiation spectrum permeable transparent cover covered so that at corresponding long-term exposure to global solar radiation is considerable Temperatures can develop.

Bedauerlicherweise entfalten solche Wärmegewinnungssys teme ihre höchste Leistungsbreite dann, wenn diese nicht unbedingt erforderlich ist, nämlich im Sommer, während im Winter die nötige Wärmeenergie für Brauchwasser, iieizung, Schwimmbad o. dgl.Unfortunately, such heat recovery systems are at their peak Range of services when this is not absolutely necessary, namely in summer, while in winter the necessary heat energy for hot water, heating, swimming pool or the like

durch Zusatzheizungen, vorzugsweise auf fossiler Grundlage, erzeugt werden muß.generated by additional heating, preferably based on fossil fuels must become.

Es ist auch schon bekannt und versucht worden, aufgrund des Wärmepumpenprinzips der Umgebungsluft Wärme zu entziehen; hierbei bietet sich die Möglichkeit, brauchbare Nutzwärme auch noch bei Außentemperaturen zu gewinnen, die bei -5° und darunter liegen. Das Wärmepumpenprinzip beruht auf der abwechselnden Kondensation und Verdampfung eines geeigneten Arbeitsmediums, wobei bevorzugt Frigen Verwendung findet, welches in entsprechender Abstimmung bei bestimmten Temperaturbereichen verwendet werden kann.It is already known and tried, based on the heat pump principle extract heat from the ambient air; here there is the possibility of usable Useful heat can also be obtained at outside temperatures of -5 ° and below lie. The heat pump principle is based on alternating condensation and evaporation a suitable working medium, Frigen preferably being used, which can be used in appropriate coordination with certain temperature ranges can.

Vorteile der Erfindung Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Einrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs bzw. des ersten, sich auf die Einrichtung beziehenden Anspruchs hat gegenüber den herkömmlichen Energiegewinnungssystemen den Vorteil, daß der Anwendungsbereich auch in der kalten Jahreszeit erheblich erweitert wird und Zusatzheizungen auf der Basis fossiler Brennstoffe praktisch nicht mehr erforderlich sind. Besonders vorteilhaft ist aber, daß die Kosten für die erfindungsgemäße kombinierte Anlage erheblich reduziert werden können; Installations- und Anlagenarbeiten ergeben sich lediglich einmal. Als weiterer Vorteil ist anzusehen, daß die beiden, der äußeren Einwirkung ausgesetzten Bereiche beider Energiegewinnungssysteme, nämlich die Transportanordnungen für das flüssige Arbeitsmedium bezüglich der solaren Globalstrahlung und die Verdampferrohre der Wärmepumpe, in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind, welches schon herstellungsseitig fertig vormontiert werden kann.Advantages of the Invention The method according to the invention and the method according to the invention Device with the characterizing features of the main claim or the first, on the device related claim has compared to the conventional energy generation systems the advantage that the area of application is considerably extended even in the cold season and additional heating based on fossil fuels is practically no longer available required are. However, it is particularly advantageous that the cost of the inventive combined plant can be significantly reduced; Installation and plant work arise only once. Another advantage is that the two Areas of both energy generation systems exposed to external influences, namely the transport arrangements for the liquid working medium with regard to global solar radiation and the evaporator tubes of the heat pump, arranged in a common housing are, which can already be pre-assembled at the production side.

Vorteilhaft ist weiterhin, daß für den Transport des Arbeitsmediums Rippenrohre, bevorzugt aus Aluminium verwendet werden, die eine besonders große Wärmeabsorptionsfähigkeit aufweisen und nicht nur lediglich flächig in einer Ebene die lsarmeeinwir kung der Solar-Glohal-Strahlung ibernehmen.It is also advantageous that for the transport of the working medium Finned tubes, preferably made of aluminum, are used, which are particularly large Have heat absorption capacity and not just flat in one plane take over the low-noise effect of the Solar-Glohal-Radiation.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung möglich. Besonders vorteilhaft ist hierbei noch, daß im Inneren der das Arbeitsmedium für die Energiegewinnung aus solarer Globalstrahlung transportierenden Rippenrohren weitere Kernrohre angeordnet sind, die dann ihrerseits das Arbeitsmedium für die Wärmepumpe transportieren. Man erzielt auf diese Weise in kompakter, kostensparender und technisch günstiger Form eine Kombination beider Möglichkeiten zur Wärmeenergiegewinnung aus der direkten Sonneneinstrahlung bzw. aus der Umgebungsluft nach dem Wärmepumpenprinzip, wobei lediglich ein einziges gemeinsames Gehäuse erforderlich ist.The measures listed in the subclaims are advantageous Further developments and improvements of the invention are possible. Particularly beneficial is here still that inside the the working medium for energy generation further core tubes arranged from finned tubes transporting global solar radiation which in turn transport the working medium for the heat pump. Man achieved this way in a more compact, cost-saving and technical way a combination of both possibilities for heat energy generation direct sunlight or from the ambient air according to the heat pump principle, only a single common housing is required.

In weiterer Ausgestaltung ist dieses Gehäuse in Form eines umgekehrten Y ausgebildet und sitzt mit seinen beiden Schenkeln rittlings auf der üblicherweise als Trägerfläche verwendeten Hausdachform auf.In a further embodiment, this housing is in the form of an inverted one Y trained and sits with his two thighs astride the usual house roof shape used as a support surface.

Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine Querschnittdarstellung von in einem gemeinsam montierbaren Gehäuse angeordneten, äußeren Einwirkungsmöglichkeiten ausgesetzten Systembereichen für die Wärmegewinnung aus der solaren Globalstrahlung bzw. nach dem Wärmepumpenprinzip, Fig. 2 die Darstellung der Fig. 1 in Draufsicht, Fig. 3 eine weitere bevorzugte Ausgestaltung vorliegender Erfindung im Ouerschnitt,*lobe. komhinierte,riit Kernrohren versehene Rippenrohre zum Transport beider Arbeitsmedien der heiden Wärmegewinnungssvsteme vorgesehen sind, Fig. 4 einen orizontalschnitt durch einen Absorber entsprechend der Darstellung der Fig. 3 und Fig. 5 als schematisches Blockschalt-Flußbild die Zuordnung der äuReren Teilhereiche zum Wärmespelchersvstem.Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing and are explained in more detail in the following description. Show it Fig. 1 is a cross-sectional view of arranged in a jointly mountable housing, System areas exposed to external influences for heat recovery from global solar radiation or according to the heat pump principle, FIG. 2 shows the representation 1 in plan view, FIG. 3 shows a further preferred embodiment of the present invention Invention in cross section, * praise. Combined finned tubes provided with core tubes intended for the transport of both working media of the two heat recovery systems Fig. 4 is an orizontal section through an absorber according to the representation 3 and 5 show the assignment of the outer ones as a schematic block diagram Partial to the Wärmespelchersvstem.

Beschreibung der Erfindungsbeispiele Der Darstellung der Fig. 1 in Verbindung mit der Draufsicht der Fig. 2 läßt sich ein erstes mögliches Ausführungsbeispiel der Erfindung entnehmen. Auf einer geeigneten Unterlage, die bevorzugt das Dach 1 eines Hauses sein kann, jedoch auch aus jeder anderen geeigneten Unterstützungsfläche bestehen kann, sind die Wärmegewinnungseinrichtung 2 für die Verwertung der Solarwärme (unter Ausnutzung der solaren Globalstrahlung) sowie mindestens der Verdampferbereich 3 eines zweiten Wärmegewinnungssystems angeordnet, welches nach dem Prinzip der Wärmepumpe arbeitet und bei der Darstellung der Fig. 1 darauf abstellt, daß der Wärmeinhalt der Umgebungs- bzw. Außenluft ausqenutzt wird.Description of the Examples of the Invention The representation of FIG. 1 in In connection with the top view of FIG. 2, a first possible exemplary embodiment can be found inferred from the invention. On a suitable surface, which prefers the roof 1 of a house can be, but also of everyone other suitable Support surface can exist, are the heat recovery device 2 for the Utilization of solar heat (using global solar radiation) and at least the evaporator area 3 of a second heat recovery system is arranged, which works on the principle of the heat pump and in the illustration of FIG. 1 on it prevents the heat content of the ambient or outside air from being used.

Beide zu den jeweiligen Wärmegewinnungssystemen (Verwertung Solarwärme und Ausnutzung von Umgebungswärme durch Wärmepumpe) sind in einer gemeinsam auf der Unterstützungsanordnung (Dach 1) zu montierenden baueinheit 4 angeordnet, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel zwei getrennte Abteile 5 und 6 bildet mit einer Trennwand 7 zwischen den beiden Teilen. Beide einer äußeren Einwirkung (solarer Globalstrahlung bzw. Umgebungswärme) ausgesetzten Teilbereiche der beiden Wärmegewinnungssysteme führen die durch ihr jeweiliges System gewonnene 1 flr Wärmeenergie einem gemeinsamen Wärmespeicher/zu, bevorzugt mittels Wärmetauschung, wie das Prinzipschaltbild der Fig. 5 schematisch darstellt. Der Wärmespeicher kann als gegenüber seiner Umgebung entsprechend gut isolierter Warmwasserspeicher ausgebildet sein, in dessen Innerem sich die zu dem jeweiligen Wärmegewinnungssystem gehörenden Tauscherrohre oder allgemein Tauschereinrichtungen befinden. Es versteht sich, daß zur Zuführung der von dem jeweiligen Wärmegewinnungssystem erzeugten Wärmeenergie zum gemeinsamen Speicher 10 Pumpen erforderlich sind, die in den Mediumskreislauf eingeschaltet sind. Bei dem ersten, auf die Ausnutzung der solaren Globalstrahlung ausgerichteten Wärmegewinnungssystem, welches mit der Sonneneinstrahlung ausgesetzten Absorberflächen arbeitet, wird eine einfache Umwälzpumpe103 verwendet, während das nach dem Prinzip der Wärmepumpe arbeitende zweite Wärmegewinnungssystem die grundsätzliche Wirkungsweise insofern unterschiedlich ist, als die Wärmeenergiegewinnung nicht auf der Ausnutzung eines vorhandenen Temperaturgefälles zwischen dem der äußeren Einwirkung ausgesetzten Teil und dem Speicher1w,Sberuht, sondern ein geeignetes Medium, beim Ausführungsbeispiel üblicherweise Frigen einer abwechselnden Verdampfung und Kondensation ausgesetzt wird.Both to the respective heat recovery systems (utilization of solar heat and utilization of ambient heat by heat pump) are in one together the support arrangement (roof 1) to be assembled structural unit 4 arranged, the in the illustrated embodiment, two separate compartments 5 and 6 forms with a partition 7 between the two parts. Both of an external influence (solar Subareas of the two heat recovery systems exposed to global radiation or ambient heat lead the 1 for thermal energy gained by their respective system to a common Heat storage / to, preferably by means of heat exchange, like the schematic diagram of Fig. 5 shows schematically. The heat accumulator can be compared to its surroundings accordingly well-insulated hot water storage tank inside the exchanger tubes belonging to the respective heat recovery system or in general Exchange facilities are located. It goes without saying that for the supply of the heat energy generated by each heat recovery system for the common storage 10 pumps are required that are switched on in the medium circuit. at the first heat recovery system aimed at utilizing global solar radiation, which works with absorber surfaces exposed to solar radiation becomes a simple circulation pump 103 is used, while the one that works on the principle of the heat pump second heat recovery system the fundamental Mode of action is different in that the heat energy generation is not based on the utilization an existing temperature gradient between that exposed to the external influence Part and the memory 1w, Sberuht, but a suitable medium, in the embodiment usually exposed to alternating evaporation and condensation will.

Bei der Darstellung der Fig. 1 ist das auf dem Prinzip der Wärmepumpe beruhende zweite Wärmegewinnungssystem als Luftwärmepumpe ausgebildet und in einem gesonderten Abteil 5 der gleichen Baueinheit 4 angeordnet. In diesem Abteil 5 befinden sich eine Vielzahl von Rohren 11, die ein Rohrschlangensystem bilden und vom Arbeitsmedium durchflossen sind. Das Rohrschlangensystem bildet den Verdampfer der Luftwarmepumpe, d.h., daß das Arbeitsmedium je nach Wunsch einen solchen Siedepunkt aufweist, daß auch bei Minustemperaturen im Grad-Celsius-Bereich, beispielsweise bis hinab zu -5°C, gegebenenfalls aber auch noch bei weit tieferen Temperaturen (bis zu -300) eine Wärmegewinnung aus der Umgebungsluft dadurch möglich ist, daß man die Luft mittels eines geeigneten Ventilators 12 durch den Verdampfer 5 drückt, so daß das Arbeitsmedium in den Rohren 11 verdampft.In the illustration of FIG. 1, this is based on the principle of the heat pump based second heat recovery system designed as an air heat pump and in one separate compartment 5 of the same structural unit 4 is arranged. In this compartment 5 are located a plurality of tubes 11, which form a coil system, and from the working medium are flowed through. The pipe coil system forms the evaporator of the air heat pump, i.e. that the working medium has a boiling point such that even at sub-zero temperatures in the degree Celsius range, for example down to -5 ° C, but possibly also at far lower temperatures (up to -300) a heat recovery from the ambient air is possible by the fact that the air by means of a suitable fan 12 through the evaporator 5, so that the Working medium evaporates in the tubes 11.

In bekannter Weise wird durch die Verdampfung der Umgebung Wärme entzogen, die bei der Kondensation des Arbeitsmediums Frigen an anderer Stelle wieder frei wird und über die erwähnte Wärmetauschung mit Wärmetauscher 122 innerhalb des Speichers 105 zur Erwärmung des sich in diesem befindenden Brauchwassers beiträgt oder diese Erwärmung auch allein übernimmt.In a known way, heat is extracted from the environment by evaporation, which, when the working medium condenses, is released again elsewhere is and via the mentioned heat exchange with heat exchanger 122 within the memory 105 contributes to the heating of the domestic water located in this or this Warming also takes over on its own.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bestehen die das Arbeitsmedium der Luftwärmepumpe im Verdampferbereich transportierenden Rohre aus Rippenrohren, bevorzugt aus dem Werkstoff Aluminium bestehende Rippenrohre, so daß eine große Angriffsfläche für die die Verdampfung des Arbeitsmediums bewirkende Umgebungsluft vorliegt. Es versteht sich, daß die bauliche Ausführungsform des Verdampferbereichs des zweiten, auf dem Wärmepumpenprinzip beruhenden Wärmegewinnungssystems an sich beliebig ist; so kann anstelle eines üblichen Radialventilators 12 auch ein axiales Gebläse vorgesehen sein. Das Gebläse kann an geeigneter Position angebracht sein und kann sowohl als Saug- als auch als Druckgebläse ausgebildet sein.In the illustrated embodiment of FIG. 1, there are The pipes transporting the working medium of the air source heat pump in the evaporator area made of finned tubes, preferably finned tubes made of aluminum, so that a large attack surface for the evaporation of the working medium Ambient air is present. It goes without saying that the structural embodiment of the evaporator area of the second heat recovery system based on the heat pump principle is arbitrary; instead of a conventional radial fan 12, an axial fan can also be used Fan may be provided. The fan can be attached in a suitable position and can be designed as both a suction and a pressure fan.

Beim Ausführungsbeispiel befindet sich das Gebläse auf der Druckseite und drückt die von den Ventilatorflügeln 14 angesaugte Umgebungsluft durch die Rohre 11 in Richtung auf eine Ausblasjalousie 15, die sich unter dem Druck der strömenden Umgebungsluft öffnen kann. Eine solche Ausbalsjalousie kann in geeigneter Form aus sich im geschlossenen Zustand überlappenden und gelenkig gelagerten Lamellen gebildet sein.In the exemplary embodiment, the fan is on the pressure side and pushes the ambient air sucked in by the fan blades 14 through the pipes 11 in the direction of a discharge louvre 15, which is under the pressure of the flowing Ambient air can open. Such a blowout blind can be made in a suitable shape In the closed state, overlapping and articulated slats are formed be.

Nach oben ist das Gehäuseabteil 5 des Verdampfers von einem transparenten Material, beispielsweise Glas oder Plexiglas 16 abgedeckt; die Abdeckung ist in einem Lagerrahmen 17 gehalten.At the top, the housing section 5 of the evaporator is transparent Material, for example glass or plexiglass 16 covered; the cover is in a bearing frame 17 held.

In alternativer Ausgestaltung ist es auch möglich, die über der schrägen Dachfläche lagernde und ggf. dort stärker erwärmte Luft entsprechend der Richtung der Pfeile A von einem geeigneten, dann an anderer Stelle angebrachten Gebläse anzusaugen und durch die Trennwand 7 den Verdampferrohren 11 zuzuführen. In diesem Fall kann bei 7' eine Trennwand gegenüber der Wärmegewinnungseinrichtung 2 des Solarsystems angeordnet sein. Auf das grundsätzliche Wirkungsprinzip der Wärmepumpe braucht, da bekannt, nicht weiter eingegangen zu werden, wesentlich ist aber, daß die Erfindung die kombinierte Anwendung der Ausnutzung der solaren Globalstrahlung und des Wärmepumpensystems zur Erzeugung von entsprechend warmem Brauchwasser vorschlägt, da sich herausgestellt hat, daß in unseren Breiten die alleinige Anwendung des Solarprinzips, insbesondere in den sonnenärmeren Wintermonaten, nicht den Brauchwasserwärmeverbrauch deckt, während in den Sommermonaten, wo der Solarbetrieb an sich ausreichende Wärmemengen zurVerfügung stellen würde, der Wärmebedarf wegen der entfallenden Heizung verhältnismäßig gering ist.In an alternative embodiment, it is also possible to use the sloping surface Air stored on the roof area and possibly more heated there according to the direction the arrows A to suck in by a suitable blower, which is then installed at a different location and to be fed through the partition 7 to the evaporator tubes 11. In this case it can at 7 'a partition opposite the heat recovery device 2 of the solar system be arranged. On the basic operating principle of the heat pump, since it is known not to be discussed further, it is essential that the invention the combined application of the utilization of global solar radiation and the heat pump system proposes for the production of correspondingly warm domestic water, as it turned out has that in our latitudes the sole application of the solar principle, in particular in the weaker winter months, not the domestic water heat consumption covers, while in the summer months, when the solar operation in itself sufficient amounts of heat would make available, the heat requirement due to the lack of heating is low.

Andererseits ist aber das zweite bei vorliegender Erfindung angewendete Wärmegewinnungssystem, welches auf der Wärmepumpe beruht, in der Lage, auch bei fehlender Sonneneinstrahlung Wärmeenergie, auch aus verhältnismäßig kalter Umgebungsluft, noch zu gewinnen, so daß die in Fig. 1 gezeigte kombinatorische Anwendung beider, auf einen gemeinsamen Warmwasserspeicher arbeitenden Systeme geeignet ist, die bisher bei der Wärmeenergiegewinnung noch stets vorhandenen Probleme im wesentlichen zu lösen.On the other hand, the second is used in the present invention Heat recovery system, which is based on the heat pump, able to work with lack of solar radiation heat energy, also from relatively cold ambient air, still to be won, so that the combinatorial application of both on a common hot water tank working systems is suitable that so far in the generation of heat energy still existing problems essentially increase to solve.

Die Wärmegewinnungseinrichtung bzw. der Absorber 2 für den Solarbetrieb ist in der Darstellung der Fig. 1 in einem getrennten Gehäuseabteil 6 innerhalb der gemeinsamen Baueinheit 4 angeordnet und umfaßt eine untere Isolierschicht 20 sowie eine vom Rahmenaufbau 21 getragene transparente Abdeckung 22, die aus Glas, Plexiglas o. dgl. bestehen kann. In die Isolierschicht 20, die aus einem geeigneten isolierenden Kunststoffschaummaterial bestehen kann, sind entsprechend einem Merkmal vorliegender Erfindung zueinander getrennte Rippenrohre 25 eingebettet, arso Rohre, die wie die Draufsicht der Fig. 2 zeigt, aus einem vom wärmetransportierenden Medium durchflossenen Rohr 26 sowie auf diesem Rohr angebrachte ringförmige Scheiben 27 besteh en.The heat recovery device or the absorber 2 for solar operation is in the representation of FIG. 1 in a separate housing compartment 6 inside of the common structural unit 4 and comprises a lower insulating layer 20 and a transparent cover 22 carried by the frame structure 21 and made of glass, Plexiglass or the like. Can exist. In the insulating layer 20, which is made of a suitable insulating plastic foam material can be made according to a feature In the present invention, finned tubes 25 that are separate from one another are embedded, arso tubes, which, like the top view of FIG. 2, shows from a heat-transporting medium pipe 26 through which it flows and annular disks 27 attached to this pipe exist.

Die Scheiben 27 können einstückig mit dem der 26 ausgebildet sein und sind dies auch normalerweise, denn die Rohre 25 sind bevorzugt Aluminiumrippenrohre, die nach einem geeigneten Gießverfahren hergestellt sind. Jedes Aluminiumrippenrohr 25 erstreckt sich über die gesamte Breite des Gehäuseabteils 6 im vorgegebenen Abstand zu den parallel laufenden anderen Rohren; endseitig munden die Rohre dann in ein gemeinsames Sammler-bzw. Verteilerrohr 28, 29. Oberhalb des Rohres 29 kann noch eine geeignete entlüftung 30 angeordnet sein. Die Darstellung der Fig. 2 zeigt in der Zeichenebene links die Draufsicht auf die beiden einer äußeren Einwirkung ausgesetzten Wärmegewinnungseinrichtungen 2 und 3 bei weggelassener Abdeckung (transparente Abdeckung 22 bzw. Jalousie 15), während sich auf der Darstellung rechts in der Zeichenebene Jalousie 15 und Abdekkung 22 an ihrem Platz befinden. Die Verdampferrippenrohre 11 der Wärmepumpe sind, wie die Figur zeigt, nach Art einer Rohrschlange verlegt, während die Rippenrohre 25 für den Solarbetrieb ein paralleles, der Sonneneinstrahlung ausgesetztes Rohrbündel bilden. Da innerhalb des Gehäuseabteils 6 für die Rippenrohre 25 der unterhalb der Abdeckung 22 liegende Raum insgesamt erwärmt wird, ist die Verwendung von Rippenrohren (im Gegensatz zu vom zu erwärmenden Medium durchflossenen flächigen und Hohlräume aufweisenden Platinen) besonders vorteilhaft, denn die einzelnen Rippen jedes Rippenrohres schaffen eine wesentlich größere Wärmeaufnahmefläche, die nicht nur in einer Ebene wie bei einer flachen Platine angeordnet ist, sondern sich auch in Tiefenrichtung des Gehäuseabteils von der Isolierschicht bis nahe zur Abdeckung erstreckt. Auf diese Weise ist ein besonders guter Wirkungsgrad im Solarbetrieb zu erreichen.The disks 27 can be formed in one piece with that of FIG and usually are, because the tubes 25 are preferably aluminum finned tubes, which are manufactured using a suitable casting process. Any aluminum finned tube 25 extends extends over the entire width of the housing section 6 at the specified distance from the other parallel pipes; mouth at the end the pipes then in a common collector or. Distribution pipe 28, 29. Above the A suitable vent 30 can also be arranged in the pipe 29. The representation 2 shows in the plane of the drawing on the left the top view of the two outer ones Heat recovery devices 2 and 3 exposed to the action with the cover omitted (transparent cover 22 or blind 15), while on the right of the illustration in the plane of the drawing blind 15 and cover 22 are in place. The evaporator finned tubes 11 of the heat pump are, as the figure shows, laid in the manner of a pipe coil, while the finned tubes 25 for solar operation a parallel, the solar radiation Form exposed tube bundle. As within the housing section 6 for the finned tubes 25 the space below the cover 22 is heated as a whole, is the Use of finned tubes (as opposed to the medium to be heated through flat and hollow blanks) particularly advantageous, because the individual Ribs of each finned tube create a much larger heat absorption surface, which is not only arranged in one plane like a flat board, but also extends in the depth direction of the housing section from the insulating layer to close to Cover extends. In this way, there is a particularly good level of efficiency in solar operation to reach.

Der Betrieb beider Wärmegewinnungssysteme kann gleichzeitig oder zeitlich getrennt je nach Bedarf erfolgen, wobei geeignete Re-Rr^ra ellorl sind gel- und Steuerschaltungen die die Temperatur des im Speicher enthaltenen Wassers mit der Temperatur vergleichen, die das Wärmetransportmedium in den Rippenrohren 25 aufweist. Die Wärmepumpe mit Verdampfer 5 wird zweckmäßigerweise dann eingesetzt, wenn der reine Solarbetrieb mit Hilfe der Rippenrohre 25 keine ausreichende Wärmeenergie mehr zu liefern imstande ist.The operation of both heat recovery systems can be simultaneous or timed be carried out separately as required, suitable Re-Rr ^ ra ellorl are gel and Control circuits that the temperature of the water contained in the memory with the Compare the temperature exhibited by the heat transport medium in the finned tubes 25. The heat pump with evaporator 5 is expediently used when the pure solar operation with the help of the finned tubes 25 none sufficient Is able to deliver more thermal energy.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung vorliegender Erfindung ist es auch möglich, die Rohrschlange 11 des Verdampferbereichs der Luftwärmepumpe innerhalb bzw. im Bereich der Rippenrohre 25 anzubringen, so daß die Gehäuseabteile innerhalb der gemeinsamen Baueinheit 4 wegfallen. So ist es möglich, wie bei 30 angedeutet, die Rippenrohrschlange 11' des Verdampfers in die zwischen den Rippenrohren 25 gebildeten Freiräume oberhalb der Isolierung anzuordnen. Es läßt sich so eine erhebliche Einsparung an erforderlichen Lager- und Bauelementen erzielen, wobei ein oder zwei Gebläse bei 31 und bei 30 im Trägerrahmen 21 eine Lufteinlaßöffnung anzuordnen ist, die bei nicht in Betrieb genommenem Gebläse von einer sich zweckmäßigerweise automatisch öffnenden und schließenden Jalousie verschlossen ist. Sobald daher der Solarbetrieb wegen mangelnder Sonneneinstrahlung nicht mehr möglich bzw. das Temperaturgefälle zur Erzielung eines ausreichend warmen nrauchwassers nicht mehr ausreichend hoch ist, kann von Hand oder bevorzugt durch automatische Sensoren auf Wärmepumpenbetrieb umgeschaltet werden, wobei dann das Gehäuse 6 für die Rippenrohre 25 des Solarbetriebs gleichzeitig bei entsprechender Durchlüftung mittels Ventilatoren oder Gebläsen als Gehäuse zur Aufnahme und Betrieb der Vcrdarnuferschlangen 11 der IJirmenunne dient.In an advantageous embodiment of the present invention, it is also possible, the coil 11 of the evaporator area of the air heat pump within or to be attached in the region of the finned tubes 25, so that the housing compartments within the common structural unit 4 can be omitted. So it is possible, as indicated at 30, the finned tube coil 11 ′ of the evaporator into the one formed between the finned tubes 25 To arrange clearances above the insulation. There can be a considerable saving on required bearings and components, with one or two blowers at 31 and at 30 in the support frame 21 an air inlet opening is to be arranged, which if the fan is not in operation, it is expediently automatic opening and closing blind is locked. As soon as the solar operation No longer possible due to insufficient solar radiation or the temperature gradient no longer high enough to achieve sufficiently warm domestic hot water can be operated manually or preferably by automatic sensors on the heat pump are switched, in which case the housing 6 for the finned tubes 25 of the solar power at the same time with appropriate ventilation by means of fans or blowers as a housing for accommodating and operating the Vcrdarnuferschlangen 11 of the IJirmunne serves.

Eine weitere, besonders bevorzugte Ausgestaltung vorliegender Erfindung liegt darin, daß das Wärmepumpenprinzip indirekt über ein Zwischenmedium betrieben wird, welches durch Solarwärme und/oder Umgebungsluft erwärmbar ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel, welches in einer möglichen Anwendungsform in der Darstellung der Fig. 3 gezeigt ist, werden für den Solarbetrieb Rippenrohre 40 verwendet, die in ihrem Inneren, vorzugsweise konzentrisch weitere Kernrohre 41 aufweisen, durch welche das Arbeitsmedium, Frigen, der Wärmepumpe fließt. Das Arbeitsmedium für den Solarbetrieb fließt dann in dem freien Ringraum zwischen dem inneren, Frigenführenden Kernrohr und dem Mantel des Außenrohrs. Diese kombinierte Verwendung von gemeinsamen, beide Arbeitsmedien transportierenden Rippenrohren, wiederum bevorzugt aus Aluminium, ist besonders vorteilhaft und erlaubt auch die Anwendung des Wärmepumpenprinzips bis zu sehr tiefen Minusgraden, denn das für den Solarbetrieb innerhalb der Rippenrohre 25 bzw. 40 fließende Arbeitsmittel ist nicht normales Wasser, sondern eine speziell auf der Basis von Wasser aufbereitete Sole, die einen sehr niedrigen Gefrierpunkt hat. Daher ist diese Sole auch bei erheblichen Minusgraden noch flüssig und erlaubt den Wärmeentzug durch das in den Kernrohren verdampfende Frigen, wobei die Wärmeenergie über die Sole in den Rippenrohren 40 für den Solarbetrieb zum verdampfenden Frigen gelangt.Another, particularly preferred embodiment of the present invention lies in the fact that the heat pump principle is operated indirectly via an intermediate medium which can be heated by solar heat and / or ambient air. With this one Embodiment, which in one possible application form in the representation 3 is shown, finned tubes 40 are used for the solar operation, the have further core tubes 41 in their interior, preferably concentrically which that Working medium, Frigen, flows through the heat pump. The working medium for solar operation then flows in the free annular space between the inner, Frigenleitenden Core tube and the jacket of the outer tube. This combined use of common, Finned tubes transporting both working media, again preferably made of aluminum, is particularly advantageous and also allows the use of the heat pump principle down to very low temperatures, because that for solar operation inside the finned tubes 25 or 40 fluent working fluid is not normal water, but a special one on the basis of water treated brine, which has a very low freezing point Has. Therefore, this brine is still liquid and permitted even at significantly below zero temperatures the extraction of heat by the vapor evaporating in the core tubes, whereby the thermal energy Via the brine in the finned tubes 40 for solar operation for evaporating Frigen got.

Die Rippenrohre 40 und die in ihnen fließende Sole werden dann ihrerseits erwärmt entweder durch Sonneneinstrahlung bzw. die vorhandene solare Globalstrahlung,-wenn auch im Winter gegebenenfalls nur zu einem geringeren Teil-und andererseits durch die Umgebungsluft, die durch die Rippenrohre und längs der Rippenrohre strömt.The finned tubes 40 and the brine flowing in them are then in turn heated either by solar radiation or the existing global solar radiation, if also in winter possibly only to a lesser extent and on the other hand through the ambient air flowing through the finned tubes and along the finned tubes.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ist eine besondere Form der gemeinsamen Baueinheit für die beiden der Außeneinwirkung ausgesetzten Systembereiche, Rippenrohre 40 für Solarbetrieb einerseits und Kernrohre 41 für Wärmepumpenbetrieb andererseits, vorgesehen, nämlich eine einem umgekehrten Y ähnelnde Gehäuseform, die mit der V-förmigen öffnung auf den Dachfirst 42 des Gebäudedaches 43 aufgesetzt sein kann. Die die kombinierten Rippenrohre mit Kernrohr aufnehmenden Gehäuseteile können dann beidseitig von den Y-Schenkeln 44a, 44b gebildet sein; es ist aber auch möglich, lediglich den der Sonneneinstrahlungsseite (Süd- oder Westseite) zugewandten Schenkel 44a der Gehäusekonstruktion mit kombinierten Rippenrohren anzufüllen und uen anderen Schenkel als Lagerung auszubilden. Beide Schenkel, ob diese nun Rippenrohre enthalten oder nicht, laufen in einem gemeinsamen Oberteil 46 zusammen, in welchem ein von einer Haube 47 abgedecktes Gebläse 48 angeordnet ist. Das Gebläse kann die Form eines Sauggebläses haben und saugt durch eine sich jalousieartig öffnende und schließende Klappe5D es vorgang dann, wenn die Saugwirkung des Gebläses ausbleibt) Umgebungsluft über die Dachfläche an und treibt diese durch die Rippenrohre. Dieser auf einen Entzug von Wärmeenergie aus der Umgebungsluft basierende Betrieb setzt dann ein, wenn der Wärmeenergiegewinnungsprozeß durch Verwertung von Solarwärme allein nicht mehr ausreicht bzw. die Sonneneinstrahlung zu gering ist.In the embodiment of FIG. 3, a particular form of the common structural unit for the two system areas exposed to external influences, Finned tubes 40 for solar operation on the one hand and core tubes 41 for heat pump operation on the other hand, provided, namely a housing shape resembling an inverted Y, which is placed with the V-shaped opening on the roof ridge 42 of the building roof 43 can be. The housing parts accommodating the combined finned tubes with core tube can then be formed on both sides by the Y-legs 44a, 44b; It is also possible, only the one facing the solar radiation side (south or west side) Leg 44a of the housing structure with combined finned tubes to be filled and to train the other leg as a storage. Both legs whether these now contain finned tubes or not, run in a common upper part 46 together, in which a fan 48 covered by a hood 47 is arranged is. The fan can be in the form of a suction fan and sucks through one Flap 5D that opens and closes like a louvre It happens when the suction effect the fan fails) ambient air over the roof surface and drives it through the finned tubes. This is based on the extraction of thermal energy from the ambient air based operation begins when the heat energy generation process is achieved through recovery solar heat alone is no longer sufficient or the solar radiation is too low is.

Arbeitet man lediglich mit dem ersten Wärmegewinnungssystem (Verwertung Solarwärme), dann ist die Jalousie 50 im unteren Teil geschlossen, desgleichen eine weitere Abdeckklappe 51 vor dem Gebläse 48, so daß nicht durch eine Art Kaminwirkung der Wärmeinhalt des Gehäuseschenkels 44a verlorengeht. Sobald die Verwertung der Solarwärme nicht mehr ausreicht, d.h. keine ausreichende Wärmeenergie mehr liefert, wird auf das Wärmepumpensystem umgeschaltet, die Jalousieklappen 50, 51 öffnen sich automatisch entweder unter der Saugwirkung des Gebläses 48 oder gesteuert durch Relais oder Motorbetätigung bei Umschaltung und die Wärmepumpe wird in Betrieb genommen. Zwar handelt es sich in diesem Fall dann ebenfalls im wesentlichen um eine Luftwärmepumpe, da es die einströmende Umgebungsluft ist, die die Rippenrohre und die in ihnen zunächst befindliche Sole erwärmt, die dann ihrerseits die Wärme (praktisch ohne jeden Verlust) an das Verdampfungsmedium Frigen der Luftwärmepumpe abgibt, es ist aber möglich, daß auch gelegentlich einfallende Sonnenstrahlen zur Erwärmung der Rippenrohre 40 und damit des in den Kernrohren 41 fließenden Arbeitsmediums beitragen.If you only work with the first heat recovery system (recovery Solar heat), then the blind 50 in the lower part is closed, likewise one further cover flap 51 in front of the fan 48, so that not by a kind of chimney effect the heat content of the housing leg 44a is lost. As soon as the recovery of the Solar heat is no longer sufficient, i.e. no longer supplies sufficient thermal energy, is switched to the heat pump system, the louvre flaps 50, 51 open automatically either under the suction of the fan 48 or controlled by Relay or motor actuation when switching over and the heat pump is put into operation. In this case, it is also essentially an air heat pump, since it is the incoming ambient air that affects the finned tubes and that in them first located brine is heated, which then in turn dissipates the heat (practically without any loss) gives off to the evaporation medium Frigen of the air source heat pump, but it is possible that occasionally incident sun rays to heat the finned tubes 40 and thus contribute to the working medium flowing in the core tubes 41.

Besonders vorteilhaft ist ein solches System,abgesehen von dem erheblich verringerten Bauaufwand, der sonst bei zwei unterschiedlichen Wärmegewinnungssystemen erforderlich ist, auch deshalb, weil bei einer reinen Luftwärmepumpe durch die erhebliche Abkühlung infolge Verdampfung des Arbeitsmediums Kondensationserscheinungen an der Außenfläche der Rippenrohre 11 auftreten, so daß diese vereisen und der Wirkungsgrad merklich schlechter bzw. der Betrieb der Luftwärmepumpe ganz unmöglicn wird. Sind jedoch die Kernrohre 41 mit dem Frigen innerhalb der die Sole für den Solarbetrieb führenden Rippenrohre 40 angeordnet, dann taut die Vereisung an den Rippenrohren 40 allein schon durch die solare Globalstrahlung bei Tagesanbruch ab und das ganze System wird wieder betriebsbereit, auch wenn in der Nacht eine Vereisung aufgetreten sein sollte.Such a system is particularly advantageous, apart from that, considerable reduced construction costs, which would otherwise be the case with two different heat recovery systems is necessary, also because with a pure air heat pump by the considerable Cooling due to evaporation of the working medium Outer surface of the finned tubes 11 occur, so that they freeze and the efficiency noticeably worse or the operation of the air source heat pump becomes completely impossible. Are however, the core tubes 41 with the Frigen within which the brine for solar operation arranged leading finned tubes 40, then the icing thaws on the finned tubes 40 by the global solar radiation alone at daybreak and the whole thing The system is ready for operation again, even if icing occurred during the night should be.

Besonders vorteilhaft ist bei dem Ausführungsbeispiel der Fig.3 noch, daß eine praktisch vollständig vormontierte Baueinheit in Form eines einem umgedrehten Y ähnelnden Gehäuses mit entsprechend dem Dachwinkel angepaßten öffnungswinkel verwendet werden kann, die unter Weglassung und damit Einsparung der obersten Dachziegel und des Dachfirstes auf das Hausdach aufgesetzt wird; es schließen sich dann, wie bei 55 gezeigt, die Dachziegel erst ab einer bestimmten Bauhöhe an. Die Gehäuseschenkel 44a und 44b verfügen endseitig über Erstreckungen 56a, 56b, die die erste, sich anschließende Dachziegelreihe zumindest teilweise übergreifen, so daß ein einwandfreier Ubergang zusammen mit einer regendichten Abdichtung erzielt wird.It is particularly advantageous in the embodiment of FIG. that a practically completely pre-assembled unit in the form of an upside down Housing similar to Y is used with an opening angle adapted to the angle of the roof can be that by omitting and thus saving the top roof tiles and the ridge of the roof is placed on the roof of the house; they then close, as with 55 shown, the roof tiles only start at a certain height. The legs of the case 44a and 44b have extensions 56a, 56b at the end, which the first one subsequent row of roof tiles at least partially overlap, so that a flawless Transition is achieved together with a rainproof seal.

Die Rippenrohre 40 mit Kernrohren 41 beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 können in Form einer durchlaufenden Rohrschlange verlegt und gelagert sein; es ist aber auch möglich,an beiden Endseiten ebenfalls bevorzugt koaxial ineinandergeschachtelte Verteiler- und Sammlerrohre anzuordnen. Selbstverständlich ist jeder Gehäuseschenkel 44a, 44b zumindest in seinem unteren Teil ausreichend isoliert, so daß bei Solarbetrieb kein Wärmeverlust auftritt; die Abdeckung 58 der Schenkel ist auf jeden Fall wieder transparent und läßt solare Strahlungsenergie passieren.The finned tubes 40 with core tubes 41 in the embodiment of FIG 3 can be laid and stored in the form of a continuous pipe coil; but it is also possible, likewise preferably coaxially nested on both end sides Arrange distribution and collector pipes. It goes without saying everyone Housing legs 44a, 44b sufficiently insulated at least in its lower part, so that no heat loss occurs in solar operation; the cover 58 of the legs is in any case transparent again and allows solar radiation energy to pass through.

Eine besonders vorteilhafte, mit den einer äußeren Einwirkung ausgesetzten Teilsystemen verbundenen Speichereinrichtung kann so ausgebildet sein, daß für das die Einstrahlung der Sonnenenergie unmittelbar zur Wärmegewinnung ausnutzende Solarsystem ein Großraumspeicher für lediglich auf eine verhältnismäßig geringe Temperatur, beispielsweise 400, aufzuheizende Speichermedium vorgesehen ist. Aus diesem Großraumspeicher (Speicherinhalt beispielsweise 50 bis 80 m3) entnimmt ein Speicher für höhere Temperatur, beispielsweise 600 C, über eine Warmwasser-Wärmepumpe Wärmeenergie; eine weitere Wärmepumpe, der der Verdampfer 3 bzw. die Kernrohre 41 beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 zugeordnet sein können, arbeitet unmittelbar auf den Hochtemperatur-Zwischenspeicher. Dies wäre eine beispielhafte Möglichkeit, wie das Kombinationssystem aus solarer Wärmeabsorption und Wärmeabsorption aus der Umgebungsluft mittels Wärmepumpe gemeinsam auf den Verbraucherbereich arbeiten können.A particularly advantageous one, with those exposed to external influences Storage device connected to subsystems can be designed so that for the Solar system utilizing the radiation of solar energy directly to generate heat a large storage tank for only a relatively low temperature, for example 400, storage medium to be heated is provided. From this large storage area (Storage capacity 50 to 80 m3, for example) is taken from a storage tank for a higher temperature, for example 600 C, heat energy via a hot water heat pump; another Heat pump, which the evaporator 3 or the core tubes 41 in the embodiment the Fig. 3 can be assigned, works directly on the high-temperature buffer. This would be an exemplary possibility, like the combination system from solar Heat absorption and heat absorption from the ambient air by means of a heat pump together can work on the consumer sector.

Wird in der heißen Jahreszeit ausschließlich nach dem Prinzip der Wärmegewinnung aus der solaren Globalstrahlung gearbeitet, dann kann es sich als zweckmäßig erweisen, bei den Kombinations-Rippenrohren aus den Kernrohren das Arbeitsmittel für den Wärmepumpenbereich abzuziehen, was durch geeignete Systeme ohne weiteres möglich ist.Is used in the hot season exclusively according to the principle of Heat recovery from global solar radiation worked, then it can turn out to be In the case of the combination finned tubes from the core tubes, the working fluid proves to be useful for the heat pump area can be deducted, which can easily be done using suitable systems is possible.

Fig. 4 zeigt ein Ausffihrungsheisniel eines Yernrohre in umgebenen Ripnenrohren aufweisenden Absorbers in einer norizontalen Schnittdarstellunq; der Absorber der wiq. 4 kann daher auch die lloriæontalschnittdarstellunq des Gehiuseflfiqels 44a der Fiq. 3 sein, jedoch mit der Ausnahme, daß ganz oder teilweise auf die spezielle Y-Gehäuseform auch verzichtet werden kann. Das Gehause bzw. der Gehäuseschenkel 70 der Fig. 5 ist kastenförmig ausgebildet und enthält in paralleler Anordnung Rippenrohre 71, die endseitig mit Zulauf 72 und Ablauf 73 verbunden sind. Durch die Rippenrohre und damit jeweils auch teilweise in den Zulauf und Ablaufbereich eindringend, erstreckt sich eine geschlossene Rohrschlange 41 als Kernrohr innerhalb der Rippenrohre für den Solarbetrieb; die Rohrschlange 41 ist für den Wärmepumpenbereich bestimmt und führt das als bevorzugtes Arheitsmittel verwendete Frigen. Der Zustrom der Umgebungsluft erfolgt bei 75 durch eine bei Wärmepumpenbetrieb geöffnete Jalousie 76. Es sind beim vorliegenden Ausführungsbeispiel zwei C,ehl.;se 77 vorgesehen, die Umgebungsluft durch den Ahsorber ansaugen und durch eine ausgangsseitige Jalousie 78 wieder ausstoßen. Der Zufluß der Sole für den Solarbetrieb erfolgt am Eingangsanschluß 79, der Abfluß am Auslaß 80, während das Frigen am Einlaß 81 der Rohrschlange 41 zugeführt und bei 82 wieder abgeführt wird. In einer zweckmäßigen Ausgestaltung können im übrigen die eigentlichen Rohre im Absorberbereich, alsn die Kernrohre und die diese umgebenden Rippenrohre aus Kupfer bestehen, während die Lamellen auf den Rippenrohren aus einem anderen, bevorzugt gut wärmeleitenden Material wie beispielsweise Aluminium, hergestellt und auf die diese Lamellen tragenden Kupferrohre aufgeschoben und beispielsweise eingelötet sind.Fig. 4 shows an embodiment of a Yernrohre in surrounding Corrugated tubes having absorber in a horizontal sectional view; the Absorber from wiq. 4 can therefore also show the horizontal sectional view of the housing 44a of Fiq. 3 be, however, with the exception that in whole or in part the special Y-housing shape can also be dispensed with. The housing or the Housing leg 70 of FIG. 5 is box-shaped and contains in parallel Arrangement of finned tubes 71, which are connected at the end with inlet 72 and outlet 73. Through the finned pipes and thus also partially in the inlet and outlet area penetrating, a closed pipe coil 41 extends as a core pipe inside the finned tubes for solar operation; the pipe coil 41 is for the heat pump area determines and maintains the Frigen used as the preferred health remedy. The influx the ambient air takes place at 75 through a blind that is open when the heat pump is in operation 76. In the present exemplary embodiment, two C, ehl.; Se 77 are provided, suck in the ambient air through the absorber and through a blind on the outlet side 78 eject again. The inflow of brine for solar operation takes place at the inlet connection 79, the drain at outlet 80, while the frig at inlet 81 of coil 41 is supplied and discharged again at 82. In an expedient embodiment In addition, the actual tubes in the absorber area can be used as the core tubes and the finned tubes surrounding these are made of copper, while the fins are on the finned tubes made of another, preferably highly thermally conductive material such as Aluminum, made and pushed onto the copper tubes that support these fins and are soldered, for example.

Das in Fig. 5 noch zum besseren Verständnis angegebene Gesamtflußschema umfant den Ahsorher 100, der Ripsenrohre 101 fiir den Solarbetrieb und Verdampferrohre 102 fiir das Arheitsmedium der (Luft) Wärmepumpe enthält. Der Absorber 100 kann strukturell aufgebaut sein wie das Ausführungsbeispiel der Fig. 1 mit getrennten Rippenrohren für den Solarabsorber und Verdampferrohren für die Luftwärmepumpe oder wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 und 4 in kombinierter Form dargestellt, mit innerhalb der Rippenrohre angeordneten Kernrohrem Mit 103 ist die Umwälzpumpe für die Sole des Solarkreises, mit 104 das lieizhündel innerhalb des Wärmetauschers/Wärmespeichers 105 und mit 106 der Tauchfühler für die Speichertemperatur abzeichnet.The overall flow diagram given in FIG. 5 for better understanding includes the Ahsorher 100, the ribbed pipes 101 for solar operation and evaporator pipes 102 for the working medium of the (air) heat pump. The absorber 100 can be structurally constructed like the embodiment of FIG. 1 with separate Finned tubes for the solar absorber and evaporator tubes for the air heat pump or as shown in combined form in the embodiment of FIGS. 3 and 4, with core tubes arranged inside the finned tubes with 103 is the circulation pump for the brine of the solar circuit, with 104 the lizhündel within of the heat exchanger / storage tank 105 and with 106 the immersion sensor for the storage tank temperature emerging.

Die Gesamtanlage der Fig. 5 umfaßt drei voneinander unabhängige, ggf. aber in gegenseitiger Abstimmung arbeitende Regelsvsteme 110 für den Solarbetrieb, 111 für den Wärmepumpenbetrieb und 112 für den Verbraucherbereich. Dem Regelsystem 110, 111 und 112 sind diverse Fühler zugeordnet;so weistdas Reqelsvstem 110 für den Solarbereich zusätzlich noch einen Solar-Temperaturfühler 107 auf, außerdem ist eine Entlüftung 108 vorgesehen, ein Sicherheitsventil 109 und ein Membran-Ausdehnungsgefäß 115. Die genannten Bauelemente 101, 103, 104, 106, 107, 108, 104, 115 mit Regler 110 bilden den Solar-Aufladungsbereich; der Luftwärmepumpenbereich ist gebildet von dem schon erwähnten Verdampferrohr 102, einem vom zugeordneten Regler 111 gesteuerten Gebläse 120, einem Kompressor 121 für den Umlauf des Arbeitsmediums und einem Heizbündel-Kondensator 122 innerhalb des Wärmetauschers/ Wä.rmespeichers 105. Vervollständigt wird der Wärmepumpenbereich durch ein Druckreduzierventil 123 sowie einem Lufttemperaturfühler 124, der über den Regler den Wärmepumpenbetrieb einstellbar abschaltet. Mit 130 sind beliebige Verbraucher oder Abnehmer innerhalb des Bereiches vorgesehen, für welchen die Gesamtanlage arbeitet, also Heizkbrper, Boiler und dgl. Die Verbraucher werden von einer Umwälzpumpe 131 im Ahnehmerkreis gespeist. Der Verbraucherbereich umfaßt weiterhin einen Vorlauffühler 132, ein Mischventil 133, einen Witterungsfühler 134 sowie in diesem Kreis ebenfalls ein Sicherheitsventil 135 mit Membran-Ausdehnungsgefäß 136.The overall system of FIG. 5 comprises three mutually independent, possibly but control systems 110 working in mutual coordination for solar operation, 111 for heat pump operation and 112 for the consumer area. The rule system Various sensors are assigned to 110, 111 and 112; the control system 110 for the solar area also has a solar temperature sensor 107, as well a vent 108 is provided, a safety valve 109 and a membrane expansion vessel 115. The mentioned components 101, 103, 104, 106, 107, 108, 104, 115 with controller 110 constitute the solar charging area; the air heat pump area is formed from the already mentioned evaporator tube 102, one controlled by the associated controller 111 Fan 120, a compressor 121 for circulating the working medium and a heating bundle condenser 122 within the heat exchanger / heat storage tank 105. The Heat pump area through a pressure reducing valve 123 and an air temperature sensor 124, which can be set to switch off heat pump operation via the controller. At 130 Any consumers or buyers within the area are intended for which the entire system works, i.e. radiators, boilers and the like. The consumers are fed by a circulation pump 131 in the slave circuit. The consumer area further comprises a flow sensor 132, a mixing valve 133, a weather sensor 134 as well as a safety valve 135 with a diaphragm expansion vessel in this circuit 136.

Es arbeiten auf den WHrmetausoher/Wärmespeicher 105 alternativ, ggf. auch in Kombination das Solar-Aufladungssvstem oder der Luftwärmepumpenbereich, jeweils gesteuert von eigenen Regelkreisein 110 und 111. Der Regler 110 schaltet jeweils den Solekreislauf ein, wenn der Solar-Temperaturfühler 107 eine höhere Temperatur als der Tauchfühler 106 im Warmespeicher 105 anzeigt; in ähnlicher Weise arbeitet der Regler 111 für den Luftwärmepumpenbereich. Es kann sinnvoll sein, den Betrieb der jeweiligen Regler 110, 111 aufeinander ahzustimlnen, wie die nach beiden Richtungen arbeitende Signal-Verbindungsleitung 140 zwischen beiden Reglern angibt.Alternatively, the heat storage system 105 works on the heat exchanger, if necessary also in combination with the solar charging system or the air heat pump area, each controlled by their own control loops 110 and 111. The controller 110 switches the brine circuit each time the solar temperature sensor 107 has a higher temperature as the immersion sensor 106 in the hot storage tank 105 indicates; the Controller 111 for the air heat pump area. It can be useful to run the respective controllers 110, 111 to synchronize with one another, like those in both directions indicating working signal connecting line 140 between the two controllers.

Claims (15)

Patentansprüche: Verfahren zur Wärmeenergiegewinnung, wobei im Einwirkungsbereich der Solar-Globalstrahlung angeordnete Hohlkörper von einer wärmetransportierenden Flüssigkeit durchströmt werden, deren Wärmeinhalt, bevorzugt mittels Wärmetauschung, der Rrauchwasserverwertung zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zur Absorption der Solarenergie der Wärmeinhalt der Außenluft mittels Luftwärmepumpe ausgenutzt und die so gewonnene Wärmeenergie durch Wärmetauschung dem gleichen, schon mit der Solarwärme beaufscAlagten Wärmespeicher für das Brauchwasser zugeführt wird. Claims: Method for generating heat energy, where in the area of action the solar global radiation arranged hollow body from a heat-transporting Liquid is flowed through, the heat content of which, preferably by means of heat exchange, the smoke water recovery is supplied, characterized in that in addition for the absorption of solar energy the heat content of the outside air by means of an air heat pump exploited and the heat energy obtained in this way by heat exchange the same, The heat storage tank already charged with the solar heat is supplied for the domestic water will. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Wärmeenergiegewinnung mittels Wärmepumpe indirekt über ein Zwischenmedium erfolgt, welches durch die Umgebungsluft und/oder durch Solarwärmeeinfluß erwärmbar ist. 2. The method according to claim 1, characterized in that the additional Heat energy is generated indirectly by means of a heat pump via an intermediate medium, which can be heated by the ambient air and / or by the influence of solar heat. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitsmedium (Frigen) für die zur zusatzlichen Wärmeenergiegewinnung eingesetzte Wärmepumpe innehalb des Arbeitsmittels (Sole) für die Fnergiegewinnung aus Solar-Globalstrahlung geführt wird und daß an dem oder den gemeinsamen Außenbehältern für beide Arbeitsmedien durch Einwirkung von Druck Umgebungsluft alternativ oder crgänzend zur Solarstrahlung entlanggeführt wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the Working medium (Frigen) for the additional heat energy used Heat pump within the working medium (brine) for generating energy from global solar radiation is performed and that on the common outer container or containers for both working media by the action of pressure ambient air as an alternative or in addition to solar radiation is guided along. 4. Einrichtung zur Wärmeenergiegewinnung mit von einer wärmetransportierenden Flüssigkeit durchströmten, der Sonnen-Globalstrahlung ausgesetzten iiohlkörpern, wobei der Wärmeinhait der Flüssigkeit, bevorzugt mittels Wärmetauschung, der ßrauchwasserverwertung zugeführt wird, vorzugsweise zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Wärmegewinnungssystem (2) auf der Basis der Sonnen-Globalstrahlung ein weiteres, auf der Basis der Luftwärmepumpe (3) beruhendes Wärmegewinnungssystem zugeordnet ist.4. Device for generating heat energy with from a heat-transporting Liquid flowing through the body exposed to global solar radiation, wherein the heat content of the liquid, preferably by means of heat exchange, the ßrauchwasservergabe is supplied, preferably to carry out the method according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the heat recovery system (2) on the basis of global solar radiation another, on the basis of the air heat pump (3) based heat recovery system is assigned. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Arbeitsmedium bei der Wärmegewinnung aus Solar-Globalstrahlung und/oder dem Wärmepumpensystem durchströmten hohlkörper als Rippenrohre, vorzugsweise als Aluminiumrippenrohre (2, 11, 40, 41) ausgebildet sind.5. Device according to claim 4, characterized in that the of the working medium in heat recovery from global solar radiation and / or the Heat pump systems flowed through hollow bodies as finned tubes, preferably as aluminum finned tubes (2, 11, 40, 41) are formed. 6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die der äußeren Einwirkung der solaren Globalstrahlung bzw. der Umgebungsluft ausgesetzten Teile (2, 3) beider Wärmegewinnungssysteme in einer gemeinsam auf einem Trägersystem (ausdach 1) zu montierenden Baueinheit (4) angeordnet sind.6. Device according to claim 4 or 5, characterized in that those exposed to the external influence of global solar radiation or the ambient air Parts (2, 3) of both heat recovery systems in one together on a carrier system (Ausdach 1) to be assembled structural unit (4) are arranged. 7. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdampferrohre (11) des Wärmepumpensystems und die Rippenrohre (25) des die Solar-Globalstrahlung ausnutzenden Systems in getrennten Gehäuseabteilen (5, 6) der gemeinsamen Baueinheit (4) angeordnet sind.7. Device according to one or more of claims 4 to 6, characterized characterized in that the evaporator tubes (11) of the heat pump system and the finned tubes (25) of the system utilizing global solar radiation in separate housing compartments (5, 6) of the common structural unit (4) are arranged. 8. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdampferrohre (11) des Wärmepumpensystems u'd die Rippenrohre (25) des Globalstrahlungs-Systems in einem gemeinsamen Gehäuseabteil, jedoch als getrennte Rohrleitungen angeordnet sind und daß dieses Gehäuseabteil bei Umschaltung auf das Wärmepumpenprinzip sich öffnende und die Umgebungsluft längs der Rohre (11') leitende Anordnungen (Jalousie 30, Gebläse 31) aufweist.8. Device according to one or more of claims 4 to 6, characterized characterized in that the evaporator tubes (11) of the heat pump system u'd the finned tubes (25) of the global radiation system in a common housing compartment, but as separate pipes are arranged and that this housing compartment when switching on the heat pump principle opening and the ambient air along the pipes (11 ') Conductive arrangements (blind 30, fan 31). 9. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippenrohre (2r) des die Solar-Globalstrahlung ausnutzenden Wärmegewinnungssystems in einer rückseitigen, isolierenden Schicht (Kunststoffschicht) angeordnet, bevorzugt in Ausnehmungen derselben einaebettet sind. 9. Device according to one or more of claims 4 to 8, characterized characterized in that the finned tubes (2r) of the solar global radiation utilizing Heat recovery system in a rear, insulating layer (plastic layer) arranged, are preferably embedded in recesses of the same. 10. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Rippenrohrsystem für die Ausnutzung der Solar-Globalstrahlung aus parallelen Einzelrohren (25) mit Zulauf (28) und Ablauf (30) besteht und daß für den Rohrverdampfer (11) eine ebenfalls Rippenrohrform aufweisende Rohrschlange verwendet ist.10. Device according to one or more of claims 4 to 9, characterized characterized in that the finned tube system for the exploitation of global solar radiation consists of parallel individual pipes (25) with inlet (28) and outlet (30) and that for the tube evaporator (11) a tube coil likewise having a finned tube shape is used. 11. einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippenrohre (40) für den Transport des den Wärmeinhalt der Solar-Globalstrahlung ausnutzenden Arbeitsmediums, vorzugsweise konzentrisch ein weiteres Kernrohr (41) aufweisen, in welchem das Arbeitsmedium (Frigen) für den Wärmepumpenbereich transportierbar ist.11. Device according to one or more of claims 4 to 10, characterized characterized in that the finned tubes (40) for the transport of the heat content of the Working medium utilizing global solar radiation, preferably concentrically have another core tube (41) in which the working medium (Frigen) for the Heat pump area is transportable. 12. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse zur Aufnahme der einer äußeren Einwirkung zur Wärmeenergiegewinnung ausgesetzten Teilbereiche die Form eines umgekehrten Y aufweist, wobei die beiden Schenkel (44a, 44b) die Rohrleitungen (40, 41) aufnehmen und rittlings in entsprechend angepaßter Form auf einem l)acllfirst aufsitzen.12. Device according to one or more of claims 4 to 11, characterized characterized in that the housing for receiving an external influence for generating heat energy exposed portions has the shape of an inverted Y, the two Legs (44a, 44b) accommodate the pipes (40, 41) and astride in accordingly Sit on a l) acllfirst in an adapted shape. 13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das die kombinierten Aluminiumrippenrohre (40) mit inneren Kernrohren (41) aufnehmende Gehause (44a, 44b) mit dem jeweils anderen Schenkel des Y in eine schalchtartige Verlängerung (46) zusammenläuft, in welchem ein Gebläse/Ventilator (48) angeordnet ist und daß das Gehäuse im unteren Bereich eine bei Gebläsebetrieb geöffnete Verschlußklappe (50) aufweist.13. Device according to claim 12, characterized in that the the combined aluminum finned tubes (40) with inner core tubes (41) receiving Housing (44a, 44b) with the other leg of the Y in a shell-like renewal (46) converges, in which a blower / fan (48) is arranged and that the housing in the lower area is a fan operation has open flap (50). 14. Einrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß das in den inneren Kernrohren (41) enthaltene Arbeitsmittel (Frigen) bei ausschließlicher Benutzung der Rippenrohre (40) zur Wärmegewinnung aus der Solar-Globalstrahlung entfernbar ist.14. Device according to claim 12 or 13, characterized in that that the working fluid (Frigen) contained in the inner core tubes (41) with exclusive Use of the finned tubes (40) to generate heat from global solar radiation is removable. 15. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseabteile (5, 6, 44a, 44b) von einer transparenten Abdeckung (Plexiglasabdeckung 22, 1G, 58) abgedeckt sind.15. Device according to one or more of claims 4 to 14, characterized characterized in that the housing compartments (5, 6, 44a, 44b) of a transparent Cover (plexiglass cover 22, 1G, 58) are covered.
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