DE3014577A1

DE3014577A1 - Heizungsanlage eines geaeudes

Info

Publication number: DE3014577A1
Application number: DE19803014577
Authority: DE
Inventors: Hans-Jürgen Dipl.-Ing. 3450 Holzminden Kohnke
Original assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Current assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Priority date: 1980-04-16
Filing date: 1980-04-16
Publication date: 1982-01-21

Description

STIEBEL ELTRON GmbH & Co. KG 3 O 1 Δ 5 7

Holzminden/Weser

10.4.1980 Akte

Heizungsanlage eines Gebäudes

Die Erfindung betrifft eine Heizungsanlage eines Gebäudes mit einem Ab sorb er dach., bei dem ein. Wärmetauscher unmittelbar die Dachhaut bildet und der Wärmetauscher im Primärkreis einer Wärmepumpe liegt.

Derartige Heizungsanlagen sind bekannt. Solche mit einem Absorberdach arbeitenden Heizungsanlagen nutzen nicht nur die eingestrahlte Sonnenenergie, sondern auch die Wärme der Umgebung, beispielsweise die Wärme der Umgebungsluft und des auf das Dach treffenden Regens. Hierin besteht ein Vorteil der Absorberdächer gegenüber den Sonnenkollektoren, bei denen der Wärmetauscher innerhalb eines zwar für die Sonnenstrahlung durchlässigen, jedoch gegenüber der Umgebung durch ein. eigenes Luftpolster isolierten Raum untergebracht ist. Absorberdachflächen können aus diesem Grunde wirtschaftlich auch an solchen Dächern eingesetzt werden, bei denen nur eine geringe

130063/0012

Sonneneinstrahlung zu erwarten ist. Die Absorberdächer haben jedoch den Nachteil, daß sich praktisch für eine Direktheizung notwendige Temperaturen nicht erreichen lassen. Der das Absorberdach bildende Wärmetauscher ist deshalb an eine Wärmepumpe angeschlossen.

Es sind auch Wärmepumpen-Heizungsanlagen bekannt, bei denen der Verdampfer in Lamellenbauweise in der Umgebungsluft angeordnet ist, wobei die Umgebungsluft mittels eines Gebläses durch die Verdampferlamellen gefördert wird. In der Praxis hat sich gezeigt, daß bei niedrigen Außentemperaturen die Lamellen eines solchen Verdampfers zum Vereisen neigen, was die Wärmegewinnung beträchtlich behindert. Oftmals wurden Lösungen vorgeschlagen, mit denen eine Vereisung des Primärkreises des Wärmetauschers zu erfassen ist und die notwendigen Abtaumaßnahmen in die Wege zu leiten sind. Eine durch einen zwangsgeführten Luftstrom geförderte Vereisung tritt bei Absorberdächern nicht ein, da die das Absorberdach beaufschlagende Umgebungsluft nicht zwangsgefördert ist. Schneefall kann bei einem in Lamellenbauweise aufgebauten Verdampfer dessen Wirkungsgrad kaum vermindern.

Es wurde gefunden, daß bei einer Heizungsanlage mit einem Absorberdach Schneefall zu einem praktisch vollständigen Ausfall der Heizungsanlage führt, wobei dieser Ausfall sich nicht auf eine kurze Zeit erstreckt sondern auch noch anhält, wenn die Umgebungstemperatur, sei es durch Warmlufteinflüsse oder Sonneneinstrahlung, bereits wieder so hoch ist, daß an sich das Absorberdach Wärme aufnehmen könnte.

130063/0012

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Heizungsanlage der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei der der Einfluß des Verschneiens des Absorberdaches auf die Heizungsanlage zumindest auf eine kurze Zeit beschränkt ist.

Es wurde gefunden, daß die Reduzierung des Wirkungsgrades einer Heizungsanlage mit einem Absorberdach im Falle des Verschneiens des Absorberdaches darauf beruht, daß einerseits der Schnee eine stark wärmeisolierende Schicht darstellt und daß andererseits unmittelbar am Absorberdach der Schnee zunächst schmilzt, ohne daß die gesamte Schneeschicht wegschmilzt, und daß andererseits aufgrund der dann ständig absinkenden Temperatur im Primärkreis der Wärmepumpe der geschmolzene Schnee an das Absorberdach anfriert. Dieser Vorgang verstärkt sich so, daß die am Absorberdach haftende Eisschicht immer stärker wird.

Eine Eisschicht jedoch, die einmal eine gewisse Stärke erreicht hat, löst sich selbst bei Sonneneinstrahlung nicht ohne weiteres.

Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe dadurch gelöst, daß dem Absorberdach, wenn es verschneit ist, im Primärkreis der Wärmepumpe ein Heizmedium zugeführt ist und gleichzeitig der Wärmepumpenbetrieb der Wärmepumpe abgeschaltet ist.

Damit ist erreicht, daß ein verschneites Absorberdach nicht mehr weiter durch den Wärmepumpenbetrieb abgekühlt wird, daß diesem vielmehr Wärme zugeführt wird, so daß

130063/0012

30H577

der Schnee schmilzt, ohne anzufrieren. Dies hat zur Folge, daß die Schneelast auf der bzw. den Dachflächen aufgrund deren Neigung abrutscht, so daß im Endergebnis das Absorberdach im wesentlichen schneefrei ist, und bereits kurz nach dem Verschneien des Absorberdaches die Nutzung der Umgebungswärme wieder einsetzt.

In Ausgestaltung der Erfindung ist in der zum Absorberdach führenden Leitung ein Heizaggregat vorgesehen. Vorzugsweise ist das Heizaggregat ein elektrischer oder gasbetriebener Durchlauferhitzer.

In anderer Ausgestaltung der Erfindung kann die Wärmepumpe auch umschaltbar ausgebildet sein. Zur Beheizung des Absorberdaches wird dann die notwendige Wärme aus dem Speicher der Heizungsanlage, den die Wärmepumpe im normalen Betrieb beheizt, genommen.

Das Einschalten des Heizaggregats bzw. das Umschalten der Wärmepumpe kann beispielsweise von einer Lichtschranke oder einem ähnlichen Sensor gesteuert werden, der auf eine Schneeschicht auf dem Absorberdach anspricht, Es können jedoch auch nur manuell zu betätigende Schalter vorgesehen sein. Dies insbesondere deswegen, da das Verschneien eines Daches für die Bewohner ein recht auffälliger Vorgang ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Die Figur zeigt ein Wohnhaus im Schnitt schematisch.

T30063/0012

Dachflächen 1 und 2 eines Wohnhauses sind als Absorberdach ausgebildet. Die Dachhaut ist dabei beispielsweise von Kupferblechen gebildet, mit denen ein Wärmeträgermedium führende Röhren wärmeleitend verbunden sind. Nach außen hin ist keine Isolation vorgesehen. Die Röhren sind an eine Vorlaufleitung 3 und an eine Rücklaufleitung h angeschlossen. Die Vorlaufleitung 3 und die Rücklaufleitung h sind mit einem Wärmetauscher 5 verbunden, der den Verdampferteil einer Wärmepumpe bildet, deren Kompressor und Drosselventil in einer Baueinheit 6 zusammengefaßt sind. Ein Kondensator 7 der Wärmepumpe liegt in einem Speicherbehälter 8, aus dem Raumheizkörper 9 gespeist werden.

In der Vorlaufleitung 3 ist ein elektrischer Durchlauferhitzer 10 angeordnet. Dieser Durchlauferhitzer ist im Regelfall außer Betrieb. Er wird nur dann eingeschaltet, wenn die Dachflächen 1 und/oder 2 verschneit sind. Immer wenn der Durchlauferhitzer 10 eingeschaltet wird, wird auch der Kompressor der Wärmepumpe abgeschaltet. Der Durchlauferhitzer 10 soll nicht den Verdampfer der Wärmepumpe beheizen. Er diftnt lediglich dazu, dann, wenn die Dachflächen 1 und 2 verschneit sind, das durch die Vorlaufleitung 3 dem Absorberdach 1, 2 zugeführte Wärmeträgermedium so zu erwärmen, daß Schnee in der Grenzschicht am Absorberdach schmilzt, so daß die Schneelast insgesamt von den Dachflächen 1, 2 rutscht und die Dachflächen 1 und 2 ohne Isolierung durch den Schnee wieder der Umgebungstemperatur ausgesetzt sind.

Sobald der Schnee von den Dachflächen 1_f 2 entfernt ist, wird der Durchlauferhitzer 10 abgeschaltet und die Wärmepumpe wieder in Betrieb genommen.

130063/0012 BAD ORIGINAL

30H577

Es ist damit einerseits vermieden, daß die Schneeschicht auf Dauer das Absorberdach von der an sich zur Verfügung stehenden Umweltwärme abschirmt und daß andererseits die Rücklauftemperatur der Wärmepumpe zu einer zunehmenden
Vereisung der Dachflächen 1 und 2 führt.

Mittels geeigneter Sensoren kann der Durchlauferhitzer selbsttätig eingeschaltet und der Kompressor der Wärmepumpe selbsttätig abgeschaltet werden. Entsprechendes
gilt für den umgekehrten Schaltvorgang.

Anstelle des Durchlauferhitzers kann auch eine umschaltbare Wärmepumpe vorgesehen sein. Solche Umschaltmöglichkeiten sind beispielsweise bei Klimageräten bekannt, die wahlweise auf Wärmung oder Kühlung umgeschaltet werden
können.

300 63/00 12

BAD ORIGINAL

■ g-

Leerseite

Claims

30U577

10.4.1980 Patentansprüche

Heizungsanlage eines Gebäudes mit einem Absorberdach, bei dem ein Wärmetauscher unmittelbar die Dachhaut bildet und der Wärmetauscher im Primärkreis einer Wärmepumpe liegt, dadurch gekennzeichnet, daß dem Absorberdach, wenn es verschneit ist, im Primärkreis der Wärmepumpe ein Heizmedium zugeführt ist und gleichzeitig der Wärmepumpenbetrieb der Wärmepumpe abgeschaltet ist.
2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der zum Absorberdach führenden Leitung ein Heizaggregat vorgesehen ist.
3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizaggregat von einem elektrischen oder gasbetriebenen Durchlauferhitzer gebildet ist.
k. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmepumpe umschaltbar ist.
5. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Absorberdach ein Sensor angeordnet ist, der auf Schnee anspricht und das Heizaggregat bzw. die Wärmepumpe schaltet.
6. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Einschalten des Heizaggregates bzw. der Wärmepumpe von Hand, das Ausschalten ebenfalls von Hand oder aber sensorisch erfolgt.

130063/001 2