DE2819642A1

DE2819642A1 - Klimaanlage fuer wohnhaeuser

Info

Publication number: DE2819642A1
Application number: DE19782819642
Authority: DE
Inventors: Gerd-Dieter Behrendt
Original assignee: LUDOWIGS KG FA RICHARD
Current assignee: LUDOWIGS KG FA RICHARD
Priority date: 1978-05-05
Filing date: 1978-05-05
Publication date: 1979-11-08
Also published as: FR2425040A1; GB2020797A; BE876063A; GB2020797B; IT7922379A0; NL7903507A; AT377847B; ATA330279A; FR2425040B1; IT1112831B; CH636429A5

Description

Ludouiigs 6982/78

Klimaanlage für Wohnhäuser

Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage für Wohnhäuser, insbesondere Ein- oder Mehrfamilienhäuser mit Flachdach, bestehend aus einer Wärmepumpe und einem an diese primärseitig angeschlossenen Kollektor, sowie einer sekundärseitig angeschlossenen Uerbrauchsanlage.

Zur Abdeckung des notwendigen Energiebedarfes werden in jüngerer Zeit viele neue Wege ausprobiert und erprobt.

So sind Solaranlagen zur Bereitung van uiarmem Brauchwasser und zur Beheizung von Schwimmbädern und Gebäuden bekannt. Diese Anlagen weisen alle den Nachteil auf, daß in der Zeit des wesentlichen Energiebedarfes, nämlich im Herbst, Winter und Frühling, keine ausreichende Sonneneinstrahlung vorhanden ist, (Jährend in der Zeit größter Sonneneinstrahlung nur ein relativ geringer Energiebedarf besteht. Dieser Mangel ist prinzipbedingt und nicht heilbar.

Um hier Abhilfe zu schaffen wurde vorgeschlagen, den erheblichen Restenergiebedarf durch Strom, vorzugsweise Nachtstrom abzudecken. Dies geschah in Verbindung mit Fußbodenheizungen, da diese vorallem wegen der geringen Vorlauftemperatur vorteilhaft Bind. Auch diese Kombination zeigt aber keine auf Dauer brauchbare Lösung, weil die Elektrizitätswerke für diese Zusatzheizung in der kältesten Zeit, in der ohnehin der größte

β 09845/0499

Ludaiiiigs 69S2/7B

Strambedarf anfällt, nicht die erforderliche Leistung zur Verfügung stellen können.

Eine andere Lösungsmöglichkeit bietet die Wärmepumpe, die eine nach einer Umkehrung des Garnot-Prozesses arbeitende Maschinenanordnung darstellt. Hierbei wird durch Zuführung mechanischer Arbeit lilärme auf ein höheres Temperaturniveau gehaben und so wirtschaftlich weiterverwendbar gemacht. Da der Vorgang teilweise umkehrbar ist, läßt sich ein l/ielfaches der aufgewandten Arbeit als Wärme gewinnen. Warn Arbeitsprozeß einer Haltemaschine unterscheidet sich der Vorgang nur durch die Lage der Temperaturen. Praktische Anwendungen des Systems sind die sogenannten reversiblen Heizungen, bei denen die Marine zum Beispiel einem Wasserlauf oder dem Erdreich entnommen wird und die Eindampfung mit Brüdenkompression erfolgt.

Bei Entnahme aus einem Wasserlauf besteht allerdings die Gefahr einer unzulässigen Temperaturabsenkung, was zu VegetationsverMnderungen der Landschaft führen kann. Die Ausnutzung der Erdboden- und der Luftwärme stehen wegen der schlechten itiärmetauschverhältnisse technische Schwierigkeiten im biege, da die Wärmetauscher zu groß werden. Auch bei diesem System ist eine Kombination mit großflächigen Heizanlagen mit geringer Vorlauftemperatur erfolgversprechend.

909845/0499

Ludouiigs 6982/78

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Klimaanlage eingangs genannter Art zu schaffen, bei der der zur Wärmeentnahme bestimmte Kollektor unabhängig von Umuieltbedingungen ist, in ein Wohnhaus integriert werden kann und dennoch die notwendige Wärmeentnahme ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß der Kollektor aus einem Flachdach aus wasserundurchlässigem Beton mit eingebettetem Leitungssystem besteht, wobei das Leitungssystem eine Zuleitung und eine Ableitung aufweist, die mit der Wärmepumpe verbunden sind und so den Kollektorkreislauf bildet, daß das Flachdach an allen Auflagestellen uerschieblich gelagert und daß die Wärmedämmung lediglich unterseitig am Flachdach innerhalb des Gebäudes ausgeführt ist.

Die Wärmeentnahme erfolgt dabei über einen flüssigen Energieträger, der die Wärmeenergie aus der erheblichen Masse des massiven Flachdaches entnimmt. Das Betonflachdach kann die notwendige Wärmeenergie von außen durch direkte Sonneneinstrahlung, diffuse Strahlung, aus dem Regenwasser, der Luft, sowie auch aus Schnee oder Eis aufnehmen und diese speichern. Über das Leitungssystem wird die Energie abgeführt und zur Wärmepumpe geleitet.

Die Energieaufnahme des Betondaches ist nur deshalb möglich, weil letzteres nach außen hin nicht mit Dämmaterial bedeckt ist,

609845/0499

Ludowigs 6982/78

sondern wollig äffen zu Tage liegt. Diese Konstruktion ist dadurch ermöglicht, daB als Herstellungsmaterial wasserundurchlässiger Beton verwendet wird, wie er zum Beispiel in der DIN 1045 von Januar 1972 bezeichnet ist. Das Leitungssystem kann in beliebiger Form hergestellt werden, so beispielsweise durch nachträglich entfernbare Formkörper. Der Energieträger, der durch das Leitungssystem fließen soll, benötigt keine feste Verrohrung, da der Beton selbst undurchlässig ist und damit ein dichtes Leitungsnetz gewährleistet.

Um Risse an den Auflagerpunkten zu vermeiden ist die massive Dachkonstruktion in diesen Punkten verschiebbar gelagert, wie dies an sich bekannt ist.

Die für die Abschirmung des GebSudeinneren notwendige Wärmedämmung iat unterhalb des bemehrten, massiven Flachdaches befestigt; vorzugsweise sind die DMmmplatten in die Unterseite des Betondaches eingegossen und über Falzverbindungen aneinander gekoppelt.

Durch diese Dämmung ist sichergestellt, daB das Betondach keine nennenswerte Energie aus dem Gebäudeinneren entnehmen kann. Das Dach stellt einen Wärmespeicher erheblicher Maese dar. Das gekühlte Energietranspartmedium durchläuft von der Wärmepumpe kommend das Leitungssystem und erwärmt sich dabei, bevor es wieder zur Wärmepumpe zurückläuft. Die so erzielbaren

909845/0499

Ludowigs 69B2/78

Einsparungen an EnergiekDsten sind ganz erheblich, obwohl die Wärmepumpe natürlich mit geeigneten Energieträgern gespeist werden muß. Hierfür kommen feste, flüssige ader gasförmige Brennstoffe in Betracht. Auch elektrische Energie kann genutzt werden.

Durch Kreislaufumkehr kann die Anlage auch zur Kühlung des Gebäudes benutzt werden.

Um eine möglichst große Flöchenbelegung zu erreichen ist es vorteilhaft, wenn das Leitungssystem aus einer spiralförmig in dem Flachdach verlegten Rohrleitung besteht (Fig. 2).

Auch kann vorgesehen sein, daß das Leitungssystem aus einer mäanderförmig im Flachdach eingebetteten Rohrleitung besteht (Fig. 3).

Weiterhin ist es von Vorteil, wenn als Trägerflüssigkeit Sole in das Leitungssystem eingefüllt ist.

Dabei soll der Gefrierpunkt der Sole unter den niedrigsten zu erwartenden Temperaturen liegen.

Als besonders günstig wird angesehen, daß das Flachdach etwa 1Θ cm stark ausgebildet ist und das Leitungssystem etwa mittig darin verlauft, wobei der Abstand der benachbarten Rohrleitungsteile etwa β cm beträgt.

Die StSrke von 18 cm ist vorzugsweise eine Mindestangabe, wobei es vorteilhaft ist,das Dach stärker auszubilden.

909845/0493

Ludoiiiigs 6982/78

Die beanspruchten Werte stellen ErfahrungBUterte dar. Insbesondere kommen bei der Verlegung des Rohrleitungssysteme Kunststoffrohr von 20 mm Durchmesser und 2 mm Wandstärke in Betracht.

Die Verlegung erfolgt vor Vergießen des Betons in vorgefertigte, an der Bewehrung angebundene Halter. Es ist für die Benutzung unerheblich, ob die Rohrleitungen an den StoB-stellen dicht sind oder ansonsten Setzrisse oder dergleichen aufweisen, da der sie umhüllende Betonmantel vom Energietranspartmittel nicht durchdrungen werden kann.

Sofern erforderlich ist es möglich, daß unterhalb des Flachdaches eine Wärmedämmung mit Dampfsperre angebracht ist.

Ein AuaführungebeiBpiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Betonflachdaches mit Leitungssystem als Kollektor;

Fig. 2 desgleichen im Schnitt A-A der Fig. 1; Fig. 3 eine Variante wie Fig. 2 gesehen.

Die Klimaanlage besteht aus einer nicht dargestellten Wärmepumpe mit aekundäreeitig angeschlossenem Verbrauchssysten und einem primörseitig angeschlossenen Kollektor. Als Kollektor dient ein aus wasserundurchlässigem Beton hergestelltes Flachdach 1 in das ein Leitungssystem 2 eingebettet ist. Das Dach

809845/0499

Ludoidigs 6982/7Π Z O I 9 Ό 4

1 ist etwa 18 cm stark und weist randseitig T-förmige Verstärkungen 3 auf. Dar Abstand der aus Kunststoffrahren van 20 mm Durchmesser und 2 mm Wandstärke gebildeten Rohrleitungsadern voneinander beträgt etwa β cm.

Die Rohrleitung 2 kann spiralförmig (Fig. 2) oder mäanderförmig (Fig. 3) verlegt sein. In Fig. 3 ist der Aus- und Einlaß an gleicher Stelle angeordnet.

Durch das Rahrleitungssystem 2 zirkuliert eine Sole geeigneter Zusammensetzung.

An den Auflagerstellen k, an denen das Betondach 1 auf den Stützmauern 5 oder dergleichen aufliegt, ist das Dach 1 allseitig verschieblich gelagert.

Zum GebMudeinneren hin ist unterseitig an dem Dach 1 eine Wärmedämmung G mit Dampfsperre angebracht. Als Dampfsperre genügt eine Alufolie, eine Lackschicht oder dergleichen. Die Dachoberseite kann zusätzlich mit Kies 7 oder dergleichen belegt sein.

Die Dampfsperre ist nur unter bestimmten Bedingungen, beispielsweise bei Schwimmbädern wegen der erhöhten Luftfeuchte, erforderlich. Ansonsten kann auf sie verzichtet werden.

Es sei noch bemerkt, daß auch die Rohrleitungsspirale gemäß Fig. 2 so verlegt werden kann, daß Ein- und Auslaß an etwa der gleichen Stelle liegen.

Dazu wird die Rohrleitung vom Ein- bzw. Auslaß her als Doppelspirale verlegt.

8O8845/0A99

Leerseite

Claims

Patentansprüche :

/ 1. !Klimaanlage für LJohnhHuser und dergleichen, bestehend aus einer Wärmepumpe und einem an diese primgrseitig angeschlossenen Kollektor, souiE einer sekundärseitig angeschlossenen Uerbrauchsanlage, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollektor aus einem Flachdach (1) aus wasserundurchlässigem Beton mit eingebettetem Leitungssystem (2) besteht, wobei das Leitungssystem (2) eine Zuleitung und eine Ableitung aufweist, die mit der Wärmepumpe verbunden sind und so den Kollektorkreislauf bildet, daß das Flachdach (1) an allen Auflagestellen (k) uerschieblich gelagert und daß die Wärmedämmung (6) lediglich unterseitig am Flachdach (1) innerhalb des Gebäudes ausgeführt ist.

2. Klimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitungssystem (2) aus einer spiralförmig in dem Flachdach (1) verlegten Rohrleitung besteht (Fig. 2).

3. Klimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitungssystem (2) aus einer mäanderförmig im Flachdach (1) eingebetteten Rohrleitung besteht (Fig. 3).

909845/0499

LudDUiigs 6982/78

it. Klimaanlage nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Trägerflüssigkeit Sole in das Leitungssystem (2) eingefüllt ist.

5. Klimaanlage nach Anspruch 1 bis k, dadurch gekennzeichnet, daß das Flachdach (1) et tu a 18 cm stark ausgebildet ist und das Leitungssystem (2) etwa mittig darin verläuft, uiobei der Abstand der benachbarten Rohrleitungsteile etwa 8 cm beträgt.

G. Klimaanlage nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Flachdaches (1) eine bJMrmedämmung (6) mit Dampfsperre angebracht ist.

Dipl.-Ing. Conrad !Cö PmentanweJl

609845/0^99