DE3019637A1 - METHOD AND DEVICE FOR HEATING ROOMS AND WATER CONSUMED IN THESE ROOMS - Google Patents
METHOD AND DEVICE FOR HEATING ROOMS AND WATER CONSUMED IN THESE ROOMSInfo
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Description
Verfahren und Vorrichtung zum Erwärmen von Räumen und von in diesen Räumen verbrauchtem WasserMethod and device for heating rooms and of water consumed in these rooms
Die Erfindung betrifft die Erwärmung von Räumen und von Brauch- und/oder Heizungswasser für diese Räume.The invention relates to the heating of rooms and of service and / or heating water for these rooms.
Es wurde bereits vorgeschlagen, Räume unter Verwendung von Wärmepumpen zu konditionieren, in denen man einen Wärmeaustausch zwischen der Atmosphäre dieser Räume und einer äußeren Quelle, insbesondere der äußeren Atmosphäre, vornimmt, um diese Räume im Winter zu erwärmen und sie im Sommer zu kühlen.It has already been proposed to condition rooms using heat pumps in which one Heat exchange between the atmosphere of these rooms and an external source, especially the external atmosphere, to heat these rooms in winter and to cool them in summer.
Andererseits wurde auch vorgeschlagen, wenigstens teilweise, die Räume mit Hilfe von Solarzellen, die in der Fassade eines Gehäuses angeordnet werden, zu erwärmen und gleichzeitig mit den Wärmepumpen wenigstens einen Teil der Wärme der Luft, die zur Erneuerung der Atmosphäre abgeführt werden muß, auszunutzen.On the other hand, it was also proposed, at least in part, the rooms with the help of solar cells, which in the Facade of a housing are arranged to be heated and at the same time with the heat pumps at least one To use part of the warmth of the air, which has to be dissipated for the renewal of the atmosphere.
Durch die Maßnahme nach der Erfindung soll eine Anordnung vorgeschlagen werden, bei der die bekannten Heizeinrichtungen so kombiniert werden, daß deren Wirkungsgrad erhöht wird und wirksam die installierte Leistung vermindert werden kann. Hierbei wird die in die Räume eintretende Frischluft direkt beim Vorbeigang an thermischen eingebauten Speicherzellen, die im Dach oder der Fassade vorgesehen sind, erwärmt, während die verbrauchte hieraus abgezogene zum Abführen bestimmte Luft am Verdampfer einer Wärmepumpe vorbeistreicht, um dieser seine Wärme zugunsten eines Kreises abzugeben, der zur Heizung der Räume und/oder des zu verwendenden Brauchwassers dient. Dieser Kreis nimmt so wenigstens einen Teil seiner Kalorien am Kondensator dieser Wärmepumpe auf.The measure according to the invention is intended to propose an arrangement in which the known heating devices can be combined in such a way that their efficiency is increased and the installed power is effectively increased can be reduced. Here, the fresh air entering the rooms becomes thermal as soon as it is passed built-in storage cells, which are provided in the roof or facade, heated while the consumed the air drawn off for the purpose of evacuation sweeps past the evaporator of a heat pump in order to remove it To give off heat in favor of a circuit that is used for heating the rooms and / or the domestic water to be used serves. This circuit absorbs at least some of its calories on the condenser of this heat pump.
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Vorteilhaft bildet der Absorber die Vorderseite eines Speicherkörpers oder einer Speicherkammer, die eine Substanz hoher Wärmekapazität, beispielsweise glykolisiertes Wasser oder vorzugsweise wässriges Gel, inbesondere Acrylgel, enthält und dessen in die Räume eintretende Frischluft die Mauern bestreicht (Wassermauer).The absorber advantageously forms the front of a storage body or a storage chamber, which is a Substance of high heat capacity, such as glycolized water or preferably aqueous gel, in particular acrylic gel, and the fresh air entering the rooms brushes the walls (Water wall).
Vorzugsweise ist es möglich, einen Teil der Luft aus diesen Räumen so zu führen,daß er sich ebenfalls in Kontakt mit dem Körper der Solarzelle erwärmt, bevor er wieder in die Räume eingeführt wird. In diesem Fall bevorzugt man, daß Frischluft sich in Kontakt mit dem Absorber, die Luft der Räume am hinteren Teil der Zelle erwärmt. Nach der Erfindung umfaßt eine vorteilhafte Vorrichtung zum Konditionieren der Räume und zum Erwärmen des Brauchwassers in diesen Räumen also tvenigstens: eine Solarzelle mit integrierter Speicherung, die in der Fassade der Räume angeordnet ist; Einrichtungen zum Speisen der Räume mit Frischluft, die diese Frischluft direkt in Kontakt mit dem Absorber der Zelle ; und/oder hintere Wandungen der Wärmespeicherkammer, die hierhinter angeordnet sind, führen; eine Wärmepumpe; Einrichtungen zum Abführen der verbrauchten Luft aus den Räumen, wobei diese verbrauchte Luft in Kontakt mit dem Verdampfer der Wärmepumpe gebracht wird und einen Heizkreis für diese Räume und/oder das Brauchwasser, in welchen das Wasser in Kontakt mit dem Kondensator der Wärmepumpe kommt, wobei der Kreis vorteilhaft mit komplementären Heizeinrichtungen ausgestattet ist, die in Strömungsrichtung hinter der Wärmeaustauscherfläche angeordnet sind.It is preferably possible to lead some of the air out of these spaces in such a way that it is also in contact heated with the body of the solar cell before it is reintroduced into the rooms. In this case it is preferred that fresh air come into contact with the absorber, the air of the rooms at the rear of the cell warmed up. According to the invention comprises an advantageous device for conditioning the rooms and for heating of the domestic water in these rooms at least: a solar cell with integrated storage, which is arranged in the facade of the rooms; Facilities for feeding the rooms with fresh air that these Fresh air in direct contact with the cell's absorber; and / or rear walls of the heat storage chamber, which are arranged behind it, lead; a heat pump; Facilities for discharging the used Air from the rooms, this stale air being brought into contact with the evaporator of the heat pump and a heating circuit for these rooms and / or the domestic water in which the water is in contact comes with the condenser of the heat pump, the circuit advantageously with complementary heating devices is equipped, which are arranged in the flow direction behind the heat exchanger surface.
Wie bereits erwähnt, umfaßt die Vorrichtung gegebenenfalls Einrichtungen, um beliebig einen Teil der Luft aus den Räumen in Kontakt mit dem Absorber der Zelle oderAs already mentioned, the device optionally includes means to remove any part of the air the spaces in contact with the cell's absorber or
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den hinteren Wandungen ihrer Speieherkammer zu führen und um diese Luft in die Räume im Kreislauf rückzuführen sowie natürlich Einrichtungen, um die Solarheizung der Räume, wenn die Temperatur dies erfordert, insbesondere im Sommer, auszuschalten.to lead the rear walls of their storage chamber and to return this air to the rooms in the circuit and, of course, facilities for solar heating of the rooms when the temperature requires it, especially in summer.
Eine solche Anordnung ermöglicht es, die Zellen bei niedriger Temperatur zu betreiben und dabei eine Wärmespeicherung zu erhalten, welche die Schwankungen über den Tag kompensiert, während die mit gleichförmiger Temperatur gespeiste Pumpe mit relativ geringen und praktisch konstanten Temperaturabweichungen arbeitet. Such an arrangement makes it possible to operate the cells at a low temperature and thereby store heat to get, which compensates for the fluctuations over the day, while the with more uniform Temperature-fed pump works with relatively small and practically constant temperature deviations.
Es ergibt sich also ein erheblicher Vorteil, da es möglich wird, in einfacher und doch optimaler Weise die durch die Solarzellen gewonnene Solarenergie auszunutzen. Die Erfindung eignet sich besonders zum Konditionieren von Räumen mäßigen Volumens, einzelstehenden Häusern oder Mehrfamilienhäusern mittlerer Größe.So there is a significant advantage because it becomes possible in a simple and yet optimal way to use the solar energy generated by the solar cells. The invention is particularly suitable for Conditioning of rooms of moderate volume, single houses or multi-family houses of medium size Size.
Durch die Maßnahme nach der Erfindung wird es also möglich, die Räume zu konditionieren und das Brauchwasser in den Räumen mit Hilfe von Solarzellen zu erwärmen, deren Außenfläche erheblich kleiner als diejenige ist, die notwendig wäre, wenn keine Wärmepumpe verwendet würde, um Wärme der verbrauchten die Räume verlassenden Luft zu entziehen.The measure according to the invention therefore makes it possible to condition the rooms and the domestic water To heat the rooms with the help of solar cells, the outer surface of which is considerably smaller than that that would be necessary if no heat pump were used to heat the consumed leaving the rooms To withdraw air.
Hieraus folgt eine erhebliche Einsparung an Aggregaten, insbesondere in Wohnräumen.This results in considerable savings in units, especially in living spaces.
Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung sollen nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näherFor example, embodiments of the invention are intended now with reference to the accompanying drawings
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erläutert werden. Diese zeigen inexplained. These show in
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Konditionierungsanordnung für Luft und Brauchwasser nach der Erfindung; 1 shows a schematic representation of a conditioning arrangement for air and service water according to the invention;
Fig. 2 in größerer Darstellung die Solarzelle und die Wärmespeicherkammer (Wassermauer) mit der sie ausgestattet ist;Fig. 2 in a larger representation, the solar cell and the Heat storage chamber (water wall) with which it is equipped;
die Figuren 3 und 4 schematische Darstellungen der Anordnung der beiden Halbschalen, welche die Wärmespeicherkammer bilden;Figures 3 and 4 are schematic representations of the arrangement the two half-shells that form the heat storage chamber;
Fig. 5 eine Draufsicht auf eine bevorzugte Ausführungsform dieser Kammer; Fig. 5 is a plan view of a preferred embodiment of this chamber;
und die Figuren 6 und 7 schematische Schnitte, vertikal längs der Linie VI-VI und horizontal längs der Linie VII-ViI in Fig. 5.and FIGS. 6 and 7 are schematic sections, vertical along the line VI-VI and horizontally along the line VII-ViI in FIG. 5.
Fig. 1 zeigt ein Wohnhaus 1, dessen Fassade mit einer Doppelverglasung 2 versehen ist, vor der ein Schutzvorhang 3 herabgelassen werden kann und hinter dem eine Fläche 4 sich befindet, welche die Sonnenstrahlung absorbiert (Absorber); letzterer steht in thermischem Kontakt mit einer Kammer 5. zur Wärmespeicherung (Wassermauer), die gebildet wird durch verbundene Wasserspeicher 6. Eine Gegenwandung 7 aus einem thermisch isolierenden Material trennt die Kammer 5 von den Räumen 8, die erwärmt werden sollen.Fig. 1 shows a house 1, the facade of which is provided with double glazing 2, in front of which a protective curtain 3 can be lowered and behind which there is a surface 4 which absorbs solar radiation (Absorber); the latter is in thermal contact with a chamber 5. for heat storage (water wall), which is formed by connected water storage 6. A counter wall 7 made of a thermally insulating Material separates the chamber 5 from the spaces 8 that are to be heated.
Außenluft tritt bei 9 an der Basis der Doppelverglasung 2 ein, zirkuliert zwischen dieser und der Wassermauer 5 und erwärmt sich in Kontakt mit dem Absorber 4 und dringt bei 10 in den Raum 8 ein.Outside air enters at 9 at the base of the double glazing 2, circulates between it and the water wall 5 and heats up in contact with the absorber 4 and penetrates into the space 8 at 10.
Ein Teil der Luft innerhalb des Raums 8 erwärmt sich ebenfalls in Kontakt mit der Wassermauer 5 beim Durchgang bei 11 an der Basis der Gegenwand 7 und wirdA part of the air within the space 8 also heats up in contact with the water wall 5 during passage at 11 at the base of the opposite wall 7 and is
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in den Raum 10 im oberen Teil dieser Gegenwand nach Durchmischung mit Frischluft am Austritt aus der Zelle wieder eingeführt. Die Öffnung 11 ist vorzugsweise mit einer Klappe 11a versehen, die es ermöglicht, die Arbeitsweise der Zellen als Funktion der atmosphärischen Bedingungen zu verändern; eine Klappe 11b ermöglicht es auch, Frischluft auf den hinteren Teil der Zelle zu geben, wenn die Klappe 11a geschlossen ist. Die Öffnung trägt selbst eine Klappe 10a, die es ermöglicht, die Heizung der Zimmer abzuschalten.into the room 10 in the upper part of this opposite wall after mixing with fresh air at the outlet from the cell reintroduced. The opening 11 is preferably with provided with a flap 11a which allows the functioning of the cells as a function of the atmospheric To change conditions; a flap 11b also allows fresh air to be directed towards the rear of the cell give when the flap 11a is closed. The opening itself carries a flap 10a that allows the Turn off the heating in the room.
Eine Wärmepumpe 12 mit einem Kompressor 13, einem Verdampfer 14 und einem Kondensator 15 ist derart angeordnet, daß die aus dem Raum 8 nach draußen abgezogene verbrauchte Luft (Pfeil F) am Verdampfer 14 vorbeistreicht und ihm einen Teil der Wärme abgibt, während ein Warmwasserkreis 16 wenigstens einen Teil seiner Wärme dem Kondensator 15 entnimmt. Dieser Warmwasserkreis speist beispielsweise wie dargestellt Heizungsradiatoren 17, einen Warmwasserballon 18 und einen Wärmeaustauscher 19, der dazu bestimmt ist, das sanitäre Brauchwasser zu erwärmen; außerdem ist er mit Zusatzheizeinrichtungen 20, 21 versehen.A heat pump 12 with a compressor 13, a Evaporator 14 and a condenser 15 is arranged such that the withdrawn from the space 8 to the outside Used air (arrow F) sweeps past the evaporator 14 and gives it off some of the heat while a hot water circuit 16 takes at least part of its heat from the condenser 15. This hot water circuit feeds, for example, as shown, heating radiators 17, a hot water balloon 18 and a heat exchanger 19, which is intended to heat domestic hot water; he is also equipped with additional heaters 20, 21 provided.
Die Wassermauer 5 kann in an sich bekannter Weise aufgebaut sein. Vorteilhaft jedoch kann, wie die Figuren und 4 zeigen, jeder Wasserspeicher 6 zwei über eine plane Fläche miteinander verbundene Halbschalen 6a und 6b umfassen, wobei letzterer parallel zu den Außenflächen des Speichers (Fig. 3) oder schräg bezüglich diesem (Fig. 4) angeordnet sein kann, um so eine gute mechanische Festigkeit aufzuweisen.The water wall 5 can be constructed in a manner known per se. However, it can be advantageous, like the figures 4 and 4 show that each water reservoir 6 has two half-shells 6a and 6a connected to one another via a flat surface 6b, the latter being parallel to the outer surfaces of the memory (Fig. 3) or obliquely with respect to this (Fig. 4) can be arranged so as to have good mechanical strength.
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Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung (Fig. 5, 6 und T) können die unterschiedlichen Speicher 6 auch aus einem einzigen Bauteil hergestellt sein, dessen Flächen alternativ plane Teile 22, 23 und einspringende Teile 24, 25 aufweisen, welche Umfangsrippen bilden. Diese dienen einer günstigen Festigkeit gegen hydrostatischen Druck.According to another embodiment of the invention (FIGS. 5, 6 and T) , the different reservoirs 6 can also be made from a single component, the surfaces of which alternatively have planar parts 22, 23 and re-entrant parts 24, 25 which form circumferential ribs. These serve to provide a favorable resistance to hydrostatic pressure.
Solche Speicher können aus einem plastischen thermoverformbaren oder in der Wärme härtenden Material hergestellt sein. Eine vordere Fläche kann den Absorber 4 bilden und hierzu eine zum Absorbieren der Strahlung geeignete Farbe, beispielsweise schwarz, aufweisen.Such memory can be made of a plastic thermoformable or made in the thermosetting material. A front surface can the Form absorber 4 and for this purpose a color suitable for absorbing the radiation, for example black, exhibit.
Durch die Maßnahme nach der Erfindung wird also zum Heizen von Räumen und eines Warmwasserkreises eine einfache nicht teure und leicht mit den üblichen Mitteln zu verwirklichende Anordnung vorgeschlagen.The measure according to the invention is used to heat rooms and a hot water circuit simple, inexpensive and easy to implement arrangement proposed by the usual means.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |