DE3017223A1 - House heating system using heat pump - has air gap between outside and inside walls and insulation and waterproof interior layers - Google Patents

House heating system using heat pump - has air gap between outside and inside walls and insulation and waterproof interior layers

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DE3017223A1 DE19803017223 DE3017223A DE3017223A1 DE 3017223 A1 DE3017223 A1 DE 3017223A1 DE 19803017223 DE19803017223 DE 19803017223 DE 3017223 A DE3017223 A DE 3017223A DE 3017223 A1 DE3017223 A1 DE 3017223A1
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Abstract

The heating system for a house using a heat pump and an underground water storage tank, has an outer wall spaced by an air gap from the load bearing wall of the house. This outer wall is black, and the inner wall is of waterproof concrete, with the water circulating pipes embedded in it. The outside wall forms a heat storage layer, and the inside wall carries an insulation layer on its inside surface. The air gap between them terminates under the roof which overhangs it, and communicates with atmosphere. The steel storage tank is embedded underground between the heat pump and the heat collector, and is enclosed by an insulation layer. The inside wall also carries a damp proof layer of e.g. aluminium.

Description

- 4- "Klimaanlage für Wohnhäuser11 - 4- "air conditioning for residential buildings 11

Die Erfindung betrifft eine Klimasinlage für Wohnhäuser ,und dergleichen, bestehend aus einer Wärmepumpe und einem an diese primärseitig angeschlossenen Kollektor, sowie einer sekundärseitig angeschlossenen Verbrauchsanlage, wobei der Kollektor aus einem Leitungssystem mit einer Zu- und einer Ableitung besteht, die mit der Wärmepumpe verbunden sind und so den Kollektorkreislauf bilden, nach Patente anmeldung P 28 19 642.1-12.The invention relates to an air conditioning insert for residential houses , and the like, consisting of a heat pump and one connected to it on the primary side Collector, as well as a consumption system connected on the secondary side, whereby the collector consists of a Line system with an inlet and an outlet, which are connected to the heat pump and so form the collector circuit, according to patent registration P 28 19 642.1-12.

Ausgehend von der Anlage der Hauptanmeldung liegtBased on the attachment of the main application

daßthat

der Erfindung die Aufgabe zugrunde,/Such die Gebäudewände als Kollektor dienen können.the invention is based on the object / search the building walls can serve as a collector.

Dazu schlägt die Erfindung folgende Merkmalskombination vor:
a.) die Hauswände sind aus wasserundurchlässigemFor this purpose, the invention proposes the following combination of features:
a.) The house walls are made of waterproof

Beton hergestellt;
b.) das Leitungssystem ist in den Beton der WandConcrete made;
b.) the pipe system is in the concrete of the wall

eingegossen}
c·) die Wärmedämmung ist an der Innenseite der Wand, in Bezug auf das Gebäude innenliegend angeordnet}poured into
c) the thermal insulation is on the inside of the wall, on the inside in relation to the building}

1300 46/016 81300 46/016 8

Ludowiga 743I/0O Ludowiga 743I / 0O

da) außen vor die Wand ist mit Abstand von dieser eine zoBa aus Fassadenplatten bestehende Wand angeordnet, so daß ein Luftspalt zwischen beiden Wänden verbleibt, wobei die Wand als Wärmespeicher dient.da) in front of the wall is outwardly spaced from this a o z a B, consisting of cladding panels wall so that an air gap remains between the two walls, the wall serves as a heat store.

Die Wände haben üblicherweise erheblich geringere Stärke als Betondächer, so daß deren Masse nur unzureichend als Speicher dienen kanne Durch die Vorlagerung einer zweiten Wand, die um Luftspaltstärke von der ersten distanziert ist, wird eine erheblich größere Kollektorfläche geschaffen, bezw. die bei Bauwerken häufig vorgelagerte Verkleidungswand als Speicher genutzt. Dies kann nur funktionsgerecht und bei gutem Wirkungsgrad durch die Luftspaltbildung geschehen.The walls usually have much lower strength than concrete roofs, so that its mass can not sufficiently serve as storage e Due to the preliminary storage to a second wall which is spaced by the air gap thickness of the first, there is provided a considerably larger collector, BEZW. the cladding wall, which is often in front of buildings, is used as storage. This can only be done functionally and with good efficiency through the formation of the air gap.

Die Ausbildung der inneren Wand aus wasserundurchlässigem Beton ist bevorzugt, im das Durchtreten der Außen-Nässe ins Gebäudeinnere zu verhindern«, Die Wärmeübertragung von der Außenwand auf die Innenwand erfolgt durch Strahlung und Konvektion (Speicher an Luft, Luft an Wand). Der Speicher wird z.B. durch Sonneneinstrahlung geladen«, The formation of the inner wall from waterproof Concrete is preferred to prevent the outside moisture from penetrating into the interior of the building «, The heat transfer from the outer wall to the inner wall takes place through radiation and convection (Storage in air, air on the wall). The memory is charged e.g. by solar radiation «,

130046/0168130046/0168

Ludowigs 743I/8OLudowigs 743I / 8O

Jedoch ist der Wärmetransport von Außenwärme an die Wärmepumpe auch ohne Sonneneinstrahlung möglich. Die durch den Luftspalt z.B. infolge Kaminwirkung von unten nach oben strömende Luft enthält eine mehr oder weniger große Feuchte. Die Luftfeuchtigkeit kondensiert an der Außenfläche der inneren Wand aus, weil dieser Wand ständig Wärme entzogen wird (von der Wärmepumpe). Durch die Änderung des Aggregatzustandes wird eine erhebliche zusätzliche Energiemenge freigesetzt, die unmittelbar (durch Wärmeleitung) auf die innere Wand und die eingelagerten Leitungen, die mit Transportmedium gefüllt sind, übertragen. Je Liter Wasser ist der Energiegewinn etwa gleich dem zehnfachen Energiebetrag der zur Aufheizung dieser Wassermenge von 4-5°C auf 10O0C notwendig ist. Die je nach Ausbildung und Höhe des Luftspaltes erhebliche Strömungsgeschwindigkeit der Luft ist der Energiezufuhr förderlich.However, the heat transfer from outside heat to the heat pump is also possible without solar radiation. The air flowing upwards through the air gap, for example as a result of the chimney effect, contains a greater or lesser amount of moisture. The air humidity condenses on the outer surface of the inner wall because heat is constantly being extracted from this wall (by the heat pump). By changing the state of aggregation, a considerable additional amount of energy is released, which is transferred directly (through heat conduction) to the inner wall and the embedded lines, which are filled with the transport medium. Per liter of water is the energy gain equal to ten times the amount of energy required for heating is about this amount of water of 4-5 ° C to 10O 0 C. The air flow speed, which is considerable depending on the design and height of the air gap, is conducive to the supply of energy.

Besonders vorteilhaft ist, daß die als Wärmespeicher dienende Wand dunkel, z.B. schwarz, eingefärbt ist.It is particularly advantageous that the wall used as a heat store is colored dark, e.g. black.

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Ludowigs 7^31/8OLudowigs 7 ^ 31 / 8O

Dadurch wird die Speiciierfuiiktioii verbessert, da die Wärmeaufnähme (aus Sonneneinstrahlung) gefördert wird*This improves the storage function because the heat absorption (from solar radiation) is funded *

Es ist vorgesehen, daß der Luftspalt mindestens am unteren und oberen Ende der äußeren Wand nach außen mündet und das Hausdach die obere Mündung übergreift. Weiterhin ist beabsichtigt, daß zwischen Wärmepumpe und Kollektor ein Wärmepuffer eingeschaltet ist, z.B. ein erdeingelagerter, wärmegedämmter Stahltank. Damit kann eine gleichmäßigere Verteilung der Wärmeenergie über längere Zeiträume, z.B. über eine Nacht, erfolgen.It is envisaged that the air gap at least at the lower and upper ends of the outer wall to the outside opens and the roof of the house overlaps the upper mouth. It is also intended that between the heat pump and Collector a heat buffer is switched on, e.g. an underground, thermally insulated steel tank. This allows a more even distribution of the thermal energy take place over longer periods of time, e.g. over one night.

Zudem ist vorteilhaft, wenn innenliegend vor die Wärmedämmung der Wand eine Dampfsperre eingebaut ist. Auch kann es zur Vermeidung des Eindringens von seitlichen WindStrömungen vorteilhaft sein, daß an den Gebäudeecken die äußeren Wände den' Luftspalt seitlich überdeckend angeordnet sind.It is also advantageous if inside in front of the Thermal insulation of the wall is built in with a vapor barrier. It can also be used to avoid penetration lateral wind currents that at the building corners the outer walls are arranged laterally overlapping the air gap.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment.

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Ludowigs '7*31/50---' "--■--"Ludowigs '7 * 31/50 ---' "- ■ -"

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 eine Anlage schematisch} ep Fig. 2 eine Seitenwand im Schnitt im Maßstab 1:2,5.Fig. 1 shows a system schematically} ep Fig. 2 shows a side wall in section on a scale of 1: 2.5.

Die Klimaanlage besteht aus einem Dach 7» gemäß P 28 19 64-2.1-13, einer Wandkonstruktxon gemäß der Erfindung, die noch näher erläutert wird, einem als Wärmepuffer dienenden Wärmespeicher 8, einer Wärmepumpe 9 und weiteren üblichen Aggregaten. Die Wandkonstruktxon ist in Fig. 2 deutlich ersichtlich.
Es bedeuten:The air conditioning system consists of a roof 7 »according to P 28 19 64-2.1-13, a wall construction according to the invention, which will be explained in more detail, a heat accumulator 8 serving as a heat buffer, a heat pump 9 and other conventional units. The wall structure can be clearly seen in FIG.
It means:

Wand 1: Eine möglichst massive Vorsatzschale aus Klinker, Riemchen, Fassadenplatten aus Asbestzement, Sichtbeton- Fertigteile oder dergl., insbesondere mit dunkler z.B. schwarzer Oberfläche.Wall 1: A facing shell that is as massive as possible Clinker brick, brick slips, facade panels made of asbestos cement, exposed concrete prefabricated parts or the like, especially with a dark, e.g. black, surface.

Luftschicht 2: Luftschicht, die mit der Außenluft inAir layer 2: Air layer that enters with the outside air

Verbindung steht und einen offenen Kreislauf zum Transport der Wärmeenergie bildet.Connection and an open circuit for the transport of thermal energy forms.

Wand 5: Tragende Betonwand (z.B. B25) mitWall 5: Load-bearing concrete wall (e.g. B25) with

statischer Mindestbreite von 12 cm, instatic minimum width of 12 cm, in

die Kunststoffrohre von 2cm Stärke mäander-the 2cm thick plastic pipes meander-

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Ludowigs 74-31/80Ludowigs 74-31 / 80

förmig verlegt und eingegossen sind. Der Ronrabstand beträgt ca. 8 bis 12 cm. Die Rohre sind mit Soleflüssigkeit gefüllt, z.B, Wasser mit Frostschutzmittel und bilden eiien geschlossenen Kreislauf dessen Zu- und Ablauf über eine Förderpumpe mit dem Wärmepuffer 8 verbunden sind.are laid and cast in a shape. The distance between the rings is approx. 8 to 12 cm. The pipes are filled with brine, e.g. water with antifreeze and form a closed circuit whose inflow and outflow via one Feed pump are connected to the heat buffer 8.

Wärmedämmung 4:Thermal insulation 4:

Mindestens 5 cm starke Wärmedämmung aus nichtbrennbarem Material (A 1) wie Steinwolle oder derglc At least 5 cm thick thermal insulation non-combustible material (A 1) such as rock wool or the like

Dampfsperre 5 sVapor lock 5 s

Dampfsperre ist z.B. Aluminiumfolie.A vapor barrier is e.g. aluminum foil.

Innenwand 6sInner wall 6s

Ca. 12,5 mm starke Gipskartonplatte oder Mauerwerksschale und Putz«, Die Elemente 4,5 und 6 können als Verbund= platte fabrikationsmäßig in einem Arbeitsgang montiert werden,,Approx. 12.5 mm thick plasterboard or Masonry shell and plaster «, the elements 4, 5 and 6 can be fabricated as a composite panel in one operation to be assembled,,

130046/0168130046/0168

Ludowigs 743I/8OLudowigs 743I / 8O

• - 10 -• - 10 -

Wie aus iig. 1 ersichtlich, erfolgt die Beheizung des Hauses mittels lußbodenheizung 10, die niedrige Vorlauftemperaturen ermöglicht.As from iig. 1, the heating takes place of the house by means of underfloor heating 10, the low one Allow flow temperatures.

Der wesentliche Effekt dieser Wandkonstruktion ist folgender:The main effect of this wall construction is the following:

Die äußere Wand 1 nimmt durch Sonneneinstrahlung 11 Wärme auf, speichert sie und gibt sie verzögert an die innere Wand 3 unä- damit an die Sole ab. Die Luftfeuchte der durch den Luftspalt 2 strömenden-Luft, die wärmer als die Wand 3 ist, kondensiert auf der Wand 3 aus und führt dieser zusätzliche Wärmeenergie zu.The outer wall 1 absorbs heat from solar radiation 11, stores it and releases it with a delay on the inner wall 3 and thus on the brine. The humidity of the air flowing through the air gap 2, which is warmer than the wall 3, condenses on the wall 3 and leads this additional Heat energy too.

Die Wand 3 dient im übrigen gleichzeitig als Speicher und Energietransportträger.The wall 3 also serves as a memory and energy carriers.

Zudem ist durch die Einbettung der Rohrleitungen in die Wand 3 sichergestellt, daß sie nicht zufrieren können.In addition, the embedding of the pipelines in the wall 3 ensures that they do not freeze over can.

Als Wärmepuffer 8 kann z.B. ein Wärmespeicher der Pa. Thyssen, Prospekt Nr. 0501-0379 Verwendung finden. Die !Funktion der Klimaanlage beruht auf dem Prinzip, daß die Wand 3 durch ständigem Wärmeentzug vom Wärmespeicher 8 bezw. von Wärmepumpe 9 kalter als die Umgebungstemperatur gehalten wird, was sie zum Tag und Nacht-Betrieb befähigt und von Sonneneinstrahlung unabhängig macht.A heat accumulator of Pa. Thyssen, prospectus no. 0501-0379 can be used. The! Function of the air conditioning system is based on the principle that the wall 3 by constant heat extraction from the heat storage 8 resp. from heat pump 9 colder than the ambient temperature is maintained, which enables it to operate day and night and is independent of solar radiation power.

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Ludowigs 7431/80 "Ludowigs 7431/80 "

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Selbst die Luftfeuchte oder auch Eis werden als Energielieferant benutzt.Even the air humidity or ice are used as a source of energy.

Die besonders häufige nasse Kälte ist sehr günstig für den Betrieb der Klimaanlage.The particularly frequent wet cold is very beneficial for the operation of the air conditioning system.

Bei sehr heißem Wetter mit hoher Sonneneinstrahlung wird durch die Speicherwirkung der Wände 1 und 3 eine Überhitzung des Systems verhindert, weil die überschüssige Wärme wieder an die Außenluft abgegebenIn very hot weather with high levels of solar radiation, the storage effect of walls 1 and 3 creates a Overheating of the system is prevented because the excess heat is released back into the outside air

Alle neuen in der Beschreibung und/oder Zeichnungen offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.All new in the description and / or drawings disclosed individual and combination features are considered essential to the invention.

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Claims (6)

Patentansprüche sPatent claims s Elimaanlage für Wohnhäuser und dergleichen, bestehend aus einer Wärmepumpe und einem an diese primärseitig angeschlossenen Eollektor, sowie einer sekundärseitig angeschlossenen Verbrauchsanlage, wobei der Eollektor aus einem Leitungssystem mit einer Zu— und einer iAb— leitung besteht, die mit der Wärmepumpe verbunden sind und so den Kollektorkreislauf bilden, nach Patentanmeldung P 28 19 642.1-13, gekennzeichnet durch die Eombination folgender Merkmale: a.) die Hauswände (3) sind aus wasserundurchlässigemElima system for residential houses and the like, consisting of a heat pump and one on the primary side connected e-collector, as well as a consumption system connected on the secondary side, whereby the e-collector consists of a pipe system with an inlet and an outlet which is connected to the heat pump are and so form the collector circuit, according to patent application P 28 19 642.1-13, characterized by the combination of the following features: a.) the house walls (3) are made of waterproof Beton hergestellt!
b„) das Leitungssystem ist in den Beton der Wand (3)Concrete made!
b ") the pipe system is in the concrete of the wall (3) eingegossen;poured; 130046/016 8130046/016 8 Ludowigs" "74-3Ϊ/8ΟLudowigs "" 74-3Ϊ / 8Ο c.) die Wärmedämmung (4·) ist an der Innenseite der Wand (3), in Bezug auf das Gebäude innenliegend angeordnet;c.) the thermal insulation (4 ·) is on the inside of the Wall (3) arranged inwardly of the building; d.) außen vor die Wand (3) ist mit Abstand von dieser eine z.B. aus Fassadenplatten bestehende Wand (1) angeordnet, so daß ein Luftspalt (2) zwischen beiden Wänden (1,3) verbleibt, wobei die Wand (1) als Wärmespeicher dient.d.) outside in front of the wall (3) at a distance from it is a wall (1) consisting, for example, of facade panels arranged so that an air gap (2) remains between the two walls (1,3), the wall (1) serves as a heat store. 2. Klimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die als Wärmespeicher dienende Wand (1) dunkel, z.B. schwarz, eingefärbt ist.2. Air conditioning system according to claim 1, characterized in that that the wall (1) serving as a heat store is dark, e.g. black, colored. 3. Klimaanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftspalt (2) mindestens am unteren und oberen Ende der äußeren Wand (1) nach außen mündet und das Hausdach (7) die obere Mündung übergreift.3. Air conditioning system according to claim 1 or 2, characterized in that the air gap (2) at least on lower and upper end of the outer wall (1) opens outwards and the house roof (7) the upper Muzzle overlaps. 4.) Klimaanlage nach einem der Ansprüche Λ bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Wärmepumpe (9) und Kollektor ein Wärmepuffer (8) eingeschaltet ist, z.B. ein erdeingelagerter, wärmegedämmter Stahltank.4.) Air conditioning system according to one of claims Λ to 3 »characterized in that a heat buffer (8) is switched on between the heat pump (9) and collector, for example an underground, thermally insulated steel tank. 130 04 6/0 168130 04 6/0 168 LudoTtfigs. 74-5 VPO-' --"*--LudoTtfigs. 74-5 VPO- '- "* - 5. Klimaanlage nach, einem der Ansprüche 1 bis 4-, dadurch, gekennzeichnet, daß innenliegend vor die Wärmedämmung (4·) der Wand (3) eine Dampfsperre (5) eingebaut ist. 5. Air conditioning system according to one of claims 1 to 4-, characterized in that a vapor barrier (5) is installed on the inside in front of the thermal insulation (4) of the wall (3). 6. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an den Gebäudeecken die äußeren Wände (1) den Luftspalt (2) seitlich überdeckend angeordnet sind.6. Air conditioning system according to one of claims 1 to 5, characterized in that the outer walls (1) at the building corners, the air gap (2) laterally Are arranged overlapping. DIPL-ING. CONRADDIPL-ING. CONRAD PATE :j τ λ r/ -J PATE: j τ λ r / -J 130046/0168130046/0168
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