DE2929004A1

DE2929004A1 - Verfahren und anlage zur rueckgewinnung von waerme

Info

Publication number: DE2929004A1
Application number: DE19792929004
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Schlappig
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-07-18
Filing date: 1979-07-18
Publication date: 1981-02-05

Description

Verfahren und Anlage zur Rückgewinnung von Wärme
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung der in den Oberbegriffen der AnsprUche 1 und 2 definierten Gattungen.
Angesichts der weltweiten Energieknappheit rückt das Einsparen oder Rückgewinnen von Energie aller Art immer stärker in den Vordergrund des öffentlichen Interesses. Im privaten Wohnbereich sind zu diesem Zweck beispielsweise neben verschiedenen Wärmedämm-Materialien insbesondre mit Wärmepumpen und Solaranlagen betriebene Heizeinrichtungen bekannt geworden. Bekannt ist es auch bereits, Gebäude doppelswandig auszubilden und durch die Hohlräume zwischen den beiden Wänden Luft zirkulieren zu lassen, die beim Vorbeigang an den Kamin- bze. Schornsteinschächten des Gebäudes erwär t wird.
Alle bekannten rten der Energieeinsparung bzw. Energierückgewinnung haben mehr oder weniger große Nachteile, da entweder ihr Wirkungsgrad zu wünschen übrig läßt oder die Gesteh ungskosten zu groß sind. Bei bekannten Heizanlagen mit Wärmepumpen ergibt sich außerdem insbesondere das Problem, daß keine Abwärmen zur VerfUgung stehen und deher die Wärme dem Erdboden, der Außenluft oder dem Grund-, FluS-,oder Meerwasser entnommen werden muß, wozu sehr große u d damit kostspielige Wärmetauscher benötigt werden.
Der Effindung liegt deher die Aufgabe zugrunde, das Verfahren und die Anlage der eingangs bczeichneten Gattung dahingehend zu verbessern, daß ihr Wirkungsgrad wesentlich erhöht und der Gestehungspreis der Anlage vermindert wird.
Zur Lösu ng dieser Aufgabe sind die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 und 2 vorgesehen.
Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß auf einfeche Weise Abwärme zur Verfügung gestellt wird, welche den Wirkungsgrad der Wärmepumpe verbessert und ihre Wirtschaftlichkeit erhöht, da relativ kleine Wärmetauscher eingesetzt werden können.
Weitere vorteilhafte Merkmale ergeben sich aus den Unteransprilchen.
Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert, das in der beiliegenden Zeichnung schematisch dargestellt ist.
Das in der Zeichnung dargestellte Gebäude ist im Bereich der Außennauern und des Daches doppelwandig ausgebildet.
Die Außenmauern enthalten eine Außenschale 1 und eine Innenschale 2. Durch den Einsatz von Doppelfenstern können auch die Fensterbereiche doppelwandig ausgebildet werden.
Entsprechend kann das D-h eine Außenschale 3 und eine Innenschale 4 erhalten. Zwischen den Außenschalen 1 bzw. 3 und Innenschalen 2 bzw. 4 sind Hohlräume 5 bzw. 6 ausgebildet, die durch einen im Dachboden ausgebildeten horizontalen Sammelkanal 7, einem vertikalen Ansaugschacht 8, der aus einem stillgelegten Lüftungs- oder Kaminschacht bestehen kann, und einem horizontalen Anschlußstutzen 9 mit einer beispielsweise in einem Kellerraum untergebrachten Wärmepumpe 10 verbunden sind, von der ebenfalls im Kellersum verlegte RUckfUhrungskanäle 11 zu den unteren Enden der durch die Außenschalen 1 und die Innenschalen 2 gebildeten Hohlräuxse 5 führen, wobei in den Hohlräumen 5 noch geschlitzte Verteilerrohre angeordnet sein können.
Zur Aufrechterhaltung einer Luftströmung in Richt-ng der in der Zeichrung dargestellten Pfeile ist im Anschlußstutzen 9 eine Uinwälzpuirpe 12 angeordnet, der ein Luftfilter 14 nackgeordnet ist.
Die Wärmepumpe 10 umfaßt im wesentlichen einen Verdampfer 15, in dem sich ein Kältemittel befindet, das von der durch die Wärmepumpe 10 strömenden Luft verdampft und durch eine Leitung 16 einem Kompressor 17 zugefUhrt wird, um es auf den erforderlichen Druck zu komprimieren. Vom Kompressor 17 aus wird das dampfförmige Kältemittel dann einem Kondensator 18 zugefiihrt, in dem das Kältemittel verflüssigt und danach durch eine Leitung 19 zum Verdampfer 15 zurücktransportiert wird. Da die Wirkungsweise einer Wärmepumpe und die übrigen zu ihrem Betreiben erforderlichen Teile bekannt sind, braucht auf weitere Einzelheiten nicht näher eingegangen zu werden.
Der Kondensator 18 ist gleichzeitig als Wärmetauscher für das in einem geschlossenen Leitungssystem 20 mittels einer Umwälzpumpe 21 umgewälzte Wasser einer Zentralheizung, z.B.
einer Fußbodenheizung 22, oder eines Heißwasserbereiters ausgebildet.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Wärmeruckgewinnungsanlage ist wie folgt: Die während der Heizperioden mittels einer üblichen Zentralhei@ung erhaltene und zum Heizen der Räume des Gebäudes verwendete Wärme durchströmt die Innenschalen 2 und 4 und erwärmt dadurch die in den Hohlräumen 5 und 6 strömende Luft. Die so erhaltene Warmluft wird durch den Sammelkanal 7, den Ansaugschacht 8 und den Anschlußstutzen 9 der Wärmepumpe 10 und von dort wieder den Hohlräumen 5 und 6 zugeführt. Beim Durchströmen der Wärmepumpe 10 wird der Luft Wärme entzogen, die zunachst zur Verdampfung des Kältemittels verwendet und dann beim Kondensieren des Kältemittels im Kondensator 18 wiedergetonnen wird. Die wiederge Dnnene Wärme kann zur usätzlichen Erwärmung des im Leitungssystem 20 strömenden Wassers und damit als zusätzliche Wärmequelle verwendet werden.
Die Konstruktion einer doppelwandigen Außenmauer ist anhand der Einzelheit 23 vergrößert dargestellt. Demnach enthält eine Außenmauer eine tragende, verputzte Wand 24, an die sich e4ne lsolierschicht 25 anschließt. Die Wand 24 und die IsolIerschicht 25 bilden die Innenschale 2. Die Außenschale 1 dagegen wird zweckmäßig von einer außen liegenden Fassade 26 und einer innenliegenden Isolierschicht 27 gebildet. Ahnlich könnten die Außenschale 3 und die Innenschale 4 ausgebildet sein. Hierdurch wird sichergestellt, daß der Wärmefluß von den Räumen des Gebäudes zu den Hohlräumen 5 und 6 und von dort zur äußeren Umgebung stark behindert wird, so daß einerseits eine klein dimensionierte Wärmepumpe ausreicht, während andererseits das Betreiben der Wärmepumpe weitgehend unabhängig von der Außentemperatur ist.
Während der Sommermonate, indenen nicht geheizt wird, kann die beschriebene Anlage zur Warmwasserbereitung verwendet werden, wobei gleichzeitig eine Kühlwirkung erzielt werden kann. Sowohl im Sommer als auch im Winter bewirkt die Wärmepumpe außerdem eine günstige Lufttrocknung, die einem Schwitzen der Wände entgegenwirkt. Abgesehen davon läßt sich die Erfindung bei praktisch Jeder Bauweise anwenden und die rückgewonnene Wärme für andere als die beschriebenen Zwecke und auf andere Weise nutzbar machen.
Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene AusfUhrungsbeispiel beschränkt. So könnte die Luft beispielsweise in der zu den Pfeilen entgegengesetzten Richtung umgewälzt werden, und anstelle der dargestellten Mauerteile könnten andere Elemente zur Herstellung der Innen- und Außenschalen vorgesehen werden. Weiterhin könnte die Wärmepumpe anstatt im Keller an irgendeiner anderen Stelle des Gebäudes, z.B. auch im Dachboden angeordnet werden, wobei die Umwälzpumpe 12 ggf. weggelassen werden konnte, da die Kaltluft automatisch absinkt, die Warmluft dagegen aufsteigt. Entsprechend könnten die Rückführunskanäle 11 weggelassen werden, wenn der durch den Betrieb der wärmepumpe am Eingang zu den Hohlräumen 5 erzeugte Unterdruck ausreichend groß ist. Schließlich läßt sich als lärmepulhpe 10 o de Einrichtung verwenden, die es ermöglicht, der mittels der Umwälzpumpe 12 umgewälzten Luft Wärme zu entziehen und die gewonnene Wärme als zusätzliche Energiequelle zu nutzen.

Claims

Patent ansprüche Verfahren eur Rückgewinnung; von Warme aus der durch Heizen eines Gebäudes erhaltenen und durch die Außenmauern des Gebäudes abströrenden Warmluft, dadurch gekennzeichnet, daß die Warmluft mittels doppelwandiger Außenmauern gesanmelt und einer Wärmepumpe zugeführt wird.
2) Anlage zur Rückgewinnung von Wärme aus der durch Heizen eines Gebäudes erhaltenen und durch die AuRenmauern des Gebäudes abströmenden Warmluft, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenmauern je eine Außen- und Innenschale (1 bzw. 2) und einen dazwischen befindlichen Hohlraum (5) aufweisen, der durch einen Sammelkanal (7) und einen Anschlußstutzen (9) mit der Eingangsseite und durch einen Rückführungskanal (11) mit der Ausgangsseite einer Wärmepumpe (10) verbunden ist.
3) Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Auschlußstutzen (9) eine Umwälzpumpe (12) angeordnet ist.
4) Anlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (18) der Wärmepumpe (10) als Wärmetauscher für das Wasser einer Zentralheizung (22) oder eines Warmwasserbereiters ausgebildet ist.
5) Anlage nach ein der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Außen- und Innenschalen (i bzw. 2) Je eine an den Hohlraum (5) grenzende Isolierschicht (25 bzw.

27) aufweisen.
6) Anlage nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Dach des Gebäudes Je eine Außen- und Innenschale (3 bzw. 4) und einen dazwischen befindlichen Hohlraum (6) aufweist, der mit dem Sammelkanal (7) und/oder mit dem IJhlraum (5) verbunden ist.