DE2934505A1

DE2934505A1 - Waermespeicher und mit diesem verbundenes heizsystem

Info

Publication number: DE2934505A1
Application number: DE2934505A
Authority: DE
Inventors: Dr. Siegfried 4690 Herne Brandt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-08-27
Filing date: 1979-08-27
Publication date: 1981-04-09

Description

-Wärmespeicher und mit diesem verbundenes Heizsystem
Heizsysteme für Gebäude,die Energiearten verwenden, die nicht ununterbrochen mit konstantem Leistungsangebot zur Verfügung stehen,haben den Nachteil,daß sie Energie speichern müssen.Das kann verschiedene Ursachen haben.Bei der Heizung mit Sonnenwärme-Kollektoren oder mit bivalenten Wärmepumpen ist es der Wechsel von Tag und Nacht.Bei elektrischen Nachtspeicheröfen und monovalenten Wärmepumpen ist es der Überfluß an elektrischer Energie zur Nachtzeit und die Knappheit am Tage.Dies erfordert einen Wärmespeicher,aus dem für einen Teil des Tages die Wärme zum Betrieb der Heizung entnommen wird.Der Wärmespeicher ist umso aufwendiger, å e niedriger die höchste erreichbare Vorlauftemperatur ist.Die Schwierigkeiten sind daher am größten bei Verwendung von Sonnenkollektoren und Wärmepumpen in der kalten Jahreszeit.Man benötigt große Warmwasser- oder Salzspeicher.Reicht die Kapazität der Wärmespeicher nicht aus,so muß zusätzlich eine tageszeitlich knappe Energieform in Anspruch genommen werden.
Es besteht daher ein großes Interesse an einem Verfahren,das diese Nachteile vermeidet.
Nach dem Verfahren der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst,daß man die Geschoßdecken der Gebäude bzw.einen Estrich zur Wärmespeicherung verwendet und diesen Speicher durch eine stark wärmedämmende Isolation von dem Heizkörper trennt.Das Verfahren besteht darin,daß die Wärme zunächst in den Geschoßdecken bzw.
im Estrich gespeichert wird und zur Zeit des Wärmebedarfes geregelt aus diesem Speicher entnommen und über Heizkörper oder über den Fußboden den Räumen zugeführt wird,Die Masse der Geschoßdecke bzw.des Estriches ist groß genug,um die Wärme für einen Raum zu speichern, wenn sie nach allen Seiten hin gut gegen Wärmeverluste isoliert ist.
Die Speicherung erfolgt z.B.in Geschoßdecken,die einen Aufbau nach Skizze A haben:In den Geschoßdecken'sind Rohre verlegt,durch die das vom Wärmeerzeuger kommende Wärmeübertragungsmedium,z.B.Wasser strömt.Die Geschoßdecken werden dabei auf eine Temperatur aufge w mt,die nur wenige oC unter der des Mediums liegt,z.B.bei Wärmepumpen auf 40 - 45°C.Durch die Isolationsschichten (3 und 4),z.B.aus Steinwolle oder Schaumstoff werden die Geschoßdecken gegen die darunterliegenden Räume und gegen den darüberliegenden Estrich (2) isoliert, ggf.durch eine weitere Schicht gegen die Wånde.Im Estrich,der die normale Stärke haben kann,weil er keine Speicherfunktion mehr haben muß,sind im Fall von Fußbodenheizung Rohre verlegt,die bei Wärmebedarf geregelt vom Heizmedium durchströmt werden,wobei die Wärme aus der Geschoßdecke in den Fußboden überführt wird.
Auch der nachträgliche Einbau dieses Systems ist möx- lich.In diesem Fall (s.Skizze B) werden die Rohre fur das Wärmeübertragungsmedium auf der Geschoßdecke verlegt.Sie werden dabei mit besonderem Vorteil in eine gut wärmeleitende Schicht eingebettet(5),die,ggf.unter Zwischenlage eines Haftvermittlers,auf der Geschoßdecke vergossen wird.Im übrigen erfolgen hier Wärmeiso- llerung- una Ubertragung wie nacn Skizze A.2;s ist auch möglich,Fertigbau-Geschoßdecken nach dem Prinzip der Skizze A,B o.G herzustellen.
Das Verfahren ist besonders günstig,wenn Wärmepumpen zur Nachtzeit betrieben werden müssen.Die Aufladung der Geschoßdecken kann allerdings auch aus anderen Energiequellen erfolgen,z.B.durch elektrische Widerstands-oder Induktionsheizung.
Zur Übertragung der Wärme aus dem Speicher in den Fußboden oder in Heizkörper kann noch ein zweites Rohrsystem in der Geschoßdecke verlegt werden,um die Aufladung des Speichers von der Entladung unabhängig zu machen.
In analoger Weise kann auch ein Estrich zur Wärmespeicherung verwendet werden,wenn er gut isoliert ist.Im Falle von Fußbodenheizunz ist dieses Heizungssvstem nach Skizze aufgebaut: Auf der Geschoßdecke (1) liegt eine wärmedämmende Schicht(3).Darauf wird ein Estrich (6) verlegt,in den die mit dem Heizgerät verbundenen Rohre eingebettet sind.Über diesem Estrich liegt eine zweite wärmedämmende Schicht (4),auf der ein zweiter Estrich verlegt wird,der die Rohre der Fußbodenheizung aufnimmt.Er kann wesentlich dünner sein als bei einer normalen Fußbodenheizung,weil er keine Speicherfunktion haben muß.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil,daß eine Nachladung des Speichers über eine längere Zeit nicht notwendig ist,weil die Wärme aus der Speicherschicht geregelt entnommen werden kann,d.h.dem jeweiligen Bedarf angepaßt werden kann.
Wird die Geschoßdecke zur Wärmespeicherung verwendet,so kann ihre Wärmeausdehnung die Speichertemperatur begrenzen.Der Wärmeabfluß in die Außenwand des Gebäudes kann in ungünstigen Fällen zu größeren Wärmeverlusten führen.Diese Nachteile werden dadurch vermieden,daß man die monolithische Kräfteübertragung von der Geschoßdecke auf diestützende Wand ersetzt durch eine zweiteilige Verbindung aus Stahl oder einer Legierung,deren Oberteil fest mit der Geschoßdecke und deren Unterteil fest mit der Wand verbunden ist, wobei die Berührungsfläche entsprechend der größeren Festigkeit des Materials auf einen Bruchteil der bei Beton notwendigen Berührungsfläche reduziert wird.Die dadurch freiwerdende Fläche wird mit wärmedämmenden Stoffen bedeckt. Dieses Prinzip kann z.B.nach Skizze(D,E und F'ausgeführt werden.In den unteren äußeren Rand der Geschoßdecke(1) wird umlaufend eine Schiene aus Stahl(3) in Stücken beliebiger Länge eingelegt und durch Anker(7) mit der Geschoßdecke verbunden.Die Schiene ist mit Nocken(4) versehen.Auf den Gegenseite ist in die Wand oder einen umlaufenden Rähm(2) eine Schiene (5) eingelegt und verankert,die mit Vertiefungen versehen ist,die etwas weiter sind,als die Nocken(4),die in sie eingreifen,so daß auch eine durch Temperaturunterschiede bedingte Bewegung ermöglicht wird.Der Zwischenraum(6) zwischen Geschoßdecke und Rähm wird mit einem Schaumstoff gefüllt.Am besten wird diese Verbindung realisiert durch ein Fertigelement nach Skizze F,das bei der Einschalung von Geschoßdecke und Rähm eingelegt wird,so daß diese gleichzeitig gegossen werden können.Es ist auch möglich,Oberteil und Unterteil der Verbindung in vorgefertigten Decken- und Wand-Elementen zu verwenden.
Beispiel 1 In der Geschoßdecke über dem Keller eines einstöckigen wonnnauses werden gema skizze A eiserne xonre eingeDettet,die an den Enden so miteinander verbunden sind,daß sie durch ein strömendes Heizmedium nacheinander durchflossen werden.Die Geschoßdecke ist nach unten durch eine 40 mm starke Polystyrol-Schaumschicht,gegen den Estrich durch eine Doppelschicht,bestehend aus 30 mm Mineralfaser-Preßmatte und 20 mm Polystyrol-Schaumstoff, abgedämmt.Der Vollwärmeschutz des Hauses umfaßt eine 50 mm starke Schicht von Polystyrol-Schaumstoff auf den Außenwänden'die mit einem Kunststoffputz versehen ist.
Im Estrich werden Kunststoffrohre verlegt'die über ein regelbares Ventil und eine Umwälzpumpe mit den Rohren in der Geschoßdecke verbunden werden.Diese werden über weitere Ventile mit den Wärmeerzeugern zum Primärwärme-Kreislauf zusammengeschlossen.Der Primär-Kreislauf wird in der wärmeren Jahreszeit vorwiegend durch Sonnenkollektoren,in den Wintermonaten durch eine elektrische Widerstandsheizung während der Nachtzeit erwärmt.
Beispiel 2 Ein dreigeschossiges Wohnhaus erhält Geschoßdecken nach Beispiel 1.Hier erfolgt jedoch die Aufheizung des Primär-Kreislaufes durch eine nachts betriebene Wärmepumpe, deren Wärmeaustauscher dem Wasser eines Brunnens Wärme entziehen.

Claims

Patentansprüche Verfahren zur Speicherung von Wärme,dadurch gekennzeichnet,daß man die abgedämmten Geschoßdecken von Gebäuden oder einen allseitig abgedämmten Estrich als Speicher verwendet.
2.Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet,daß die gespeicherte Wärme über ein flüssiges oder gasförmiges Medium der Raumheizung zugeführt wird.
3.Verfahren nach Anspruch 1-2,dadurch gekennzeichnet, daß die Raumbeheizung über einen vom Speicherkörper isolierten Estrich oder Fußboden erfolgt.
4.Verfahren nach Anspruch 1-3,dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherwärme durch im Speicher angeordnete elektrische Heizelemente erzeugt wird.
5.Verfahren nach Anspruch 1-3,dadurch gennzeichnet, daß der Speicher durch ein gasförmiges oder flüssiges Wärmeübertragungsmedium aufgeheizt wird,das durch im Speicher verlegte Rohre fließt.
6.Verfahren nach Anspruch 1-3 und 5,dadurch gekennzeichnet,daß die zur Aufheizung erforderliche Wärme durch eine Wärmepumpe erzeugt wird.
7.Verfahren nach Anspruch 1-3 und 5,dadurch gekennzeichnet,daß die zur Aufheizung erforderliche Wärme durch direkte oder indirekte Einwirkung von Sonnenlicht auf das Wärmeübertragungsmedium gewonnen wird.
8.Verfahren nach Anspruch 1-3 und 6-7,dadurch gekennzeichnet,daß die zur Aufheizung des Speichers erforderlichen Rohre oder elektrischen Heizelemente auf der Oberfläche des Speichers verlegt und in eine wärmeleitfähige Schicht eingebettet sind ,die fest mit dem Speicher,ggf.unter Zwischenlage einer Haftschicht verbunden ist.
9.Wäemespeicher,bestehend aus einer abgedämmten Geschoßdecke oder einem allseitig abgedämmten Estrich.
10.Wärmespeicher nach Anspruch 9,der mit einer Fußoodenneizung verbunden ist.
11.Wärmespeicher und Fußbodenneizung nach Anspruch 9 und 10 als Fertigbauteile.
12.Wärmedämmende und ausdehnungsfähige verbindung zwischen Geschoßdecke und Wand bzw.Rähm,dadurch gekennzeichnet, daß Geschoßdecke und Wand bzw.Rähm durch Stahlteile verbunden sind,die sicn nur in punkt-oder kugelförmigen Teilen berühren,wobei der Raum zwischen den Stanhlteilen mit wärmedämmenden stoffen ausgefüllt ist.
13.Verbindung nach Anspruch 12,dadurch gekennzeichnet,daß eine mit Nocken versehene Schiene,die mit der Geschoßdecke (Dzw.mit dem Rähm) fest verbunden ist,auf einer mit Vertiefungen versehenen Schiene,die mit Rähm (bzw.mit der Geschoßdecke) fest verbunden ist,aufliegt,derart,daß die locken in die Vertiefungen eingreifen.