DE3047162A1 - Universal environmental heat conserving roof - has ducts formed between support surface and large element with passages - Google Patents

Universal environmental heat conserving roof - has ducts formed between support surface and large element with passages

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DE3047162A1 DE19803047162 DE3047162A DE3047162A1 DE 3047162 A1 DE3047162 A1 DE 3047162A1 DE 19803047162 DE19803047162 DE 19803047162 DE 3047162 A DE3047162 A DE 3047162A DE 3047162 A1 DE3047162 A1 DE 3047162A1
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Abstract

The large-area heat-exchanger element, has ducts running close together with an exchanger medium flowing through them. It uses environmental heat from sunshine, atmosphere or rainfall,and may be used as a roof covering. The element (15), with one side facing the environment, and directly exposed to environmental influences, has passage (25) for the heat-exchanger medium aligned close together in at least one layer, and is located at an interval from an accommodating surface (11), with the space between this and its rear side forming a duct with environment air flowing through it. Cross arms holding it at the requisite interval can divide the space into a series of ducts.

Description

Vorrichtung zum Nutzbarmachen von Umgebungswäme,Device for harnessing ambient heat,

insbesondere Wärmetauscherdach Beschreibung: Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Nutzbarmachen von Umgebungswärme aus Sonneneinstrahlung, Luft oder Niederschlägen, insbesondere auf ein Wärmetauscherdach, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. especially heat exchanger roof Description: The The invention relates to a device for harnessing ambient heat from solar radiation, air or precipitation, especially on a heat exchanger roof, according to the preamble of claim 1.

Bei derartigen Vorrichtungen handelt es sich um Wärmetauscher, die allerdings sehr unterschiedlich ausgestaltet sein und auch nach unterschiedlichen Prinzipien arbeiten können. Typisch ist jedoch immer der Wärmeübergang von einem abgebenden Medium zu einem aufnehmenden Medium durch Wärmetauscherflächen hindurch. Auch Strahlungswärme, etwa von Sonneneinstrahlung herrührend, gelangt letztlich durch die Wandungen der ein Wärmeträgermedium führenden Strömungswege hindurch in das Wärmeträgermedium.Such devices are heat exchangers that however, be designed very differently and also according to different ones Principles can work. However, the heat transfer from one is always typical delivering medium to a receiving medium through heat exchanger surfaces. Radiant heat, for example from solar radiation, also ultimately gets there through the walls of the flow paths leading a heat transfer medium the heat transfer medium.

Vorrichtungen zum Nutzbarmachen von Umgebungswärme sind insbesondere in Form von Sonnenkollektoren bekanntgeworden, die häufig auf Dachflächen angeordnet und zuweilen auch in letztere integriert sind, also selbst Dachflächen bzw.Devices for harnessing ambient heat are in particular became known in the form of solar panels, which are often arranged on roof surfaces and are sometimes integrated into the latter, i.e. even roof areas or

Teile davon bilden. Dabei sind unter einer Abdeckung, die Strahlungswärme durchläßt, in zumeist nach außen dicht abgeschlossenen flachen Aufnahmeräumen Rohrschlangen verlegt, durch die das Wärmeträgermedium hindurchströmt und die eingefangene Umgebungswärme abführt, etwa zu einer Wärmepumpe.Form parts of it. Here are under a cover, the radiant heat lets through, in mostly sealed off from the outside flat Reception spaces pipe coils laid through which the heat transfer medium flows and dissipates the captured ambient heat, for example to a heat pump.

Bei derartigen Kollektordächern gelingt, soweit man von den recht kostenaufwendigen Installationen einmal absieht, im wesentlichen nur die Nutzung der durch Sonneneinstrahlung zugeführten Umgebungswärme. DemgegenUber ist durch die Erfindung eine Vorrichtung zum Einfangen und Nutzbarmachen von Umgebungswärme geschaffen worden, die zwar ebenfalls durch Sonneneinstrahlung einfallende Wärme der Nutzung zugänglich macht, darüber hinaus aber auch die in Niederschlägen und Umgebungsluft enthaltene Umgebungswärme.With collector roofs of this type, as far as one can tell from the right Apart from costly installations, essentially only the use the ambient heat supplied by solar radiation. In contrast, is through the invention provides a device for capturing and utilizing ambient heat was created, the heat that is also incident by solar radiation makes it accessible for use, but also in precipitation and Ambient heat contained in the ambient air.

Erfindungsgemäß ist dies durch ein mit einer Seite zur Umgebung weisendes und Umgebungseinflüssen unmittelbar ausgesetztes Wärmetauscherelement mit in wenigstens einer Lage nebeneinander verlaufenden Strömungswegen für das Wärmeträgermedium gelöst, wobei das Wärmetauscherelement im Abstand von einer Aufnahmefläche angeordnet ist und der Raum zwischen dieser Aufnahmefläche und der Rückseite des Wärmetauscherlements einen von Umgebungsluft durchströmten Kanal bildet. Im Gegensatz zu den bekannten Kollektordächern sind bei der Erfindung die ein Wärmeträgermedium führenden Strömungswege, die aus Rohrleitungen bestehen oder auch in plattenförmigen Elementen integriert sein können, nicht abgedeckt, sondern auf der zur Umgebung hinweisenden Seite unmittelbar Luft-, Regen und Sonneneinstrahlung ausgesetzt, und darüber hinaus rückseitig von Umgebungsluft beaufschlagt, die durch den Kanal zwischen der Rückseite des Wärmetauscherelements und der letzteres aufnehmendes Fläche hindurchströmt. Diese Maßnahmen gewährleisten einen äußerst intensiven Wärmeübergang aus der Umgebung in das Wärmeträgermedium, so daß im Vergleich zu bekannten Tauschersystemen für den vorgenannten Verwendungszweck je Flächeneinheit große Wärmemengen selbst bei bedecktem Himmel oder gar bei Regen eingefangen werden können.According to the invention, this is achieved by one side facing the environment and heat exchanger element directly exposed to environmental influences with at least one a layer of adjacent flow paths for the heat transfer medium solved, wherein the heat exchanger element is arranged at a distance from a receiving surface and the space between this receiving surface and the rear of the heat exchanger element forms a channel through which ambient air flows. In contrast to the known Collector roofs are a heat transfer medium in the invention leading Flow paths that consist of pipelines or also in plate-shaped elements can be integrated, not covered, but on the one pointing to the environment Site directly exposed to air, rain and sunlight, and beyond acted upon by ambient air on the rear side, which flows through the channel between the rear side of the heat exchanger element and the latter receiving surface flows therethrough. These measures ensure an extremely intensive heat transfer from the environment in the heat transfer medium, so that compared to known exchanger systems for the aforementioned purpose of use per unit area even with large amounts of heat overcast skies or even when it rains.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den nachgeordneten Patentansprüchen 2 bis 15 angegeben.Appropriate refinements of the invention are in the subordinate Claims 2 to 15 specified.

Bei der Ausgestaltung nach Patentanspruch 2 ist eine besonders günstige Führung der die Wärmetauscherelemente rückseitig beaufschlagenden Umgebungsluft dadurch gewährleistet, daß die Rückseite des Wärmetauscherelements durch vorzugsweise mit Abstand parallel zueinander verlaufende Stege im Abstand von der Aufnahmefläche gehalten ist und diese Stege den Raum zwischen der genannten Aufstandsfläch und der Rückseite des Wärmetauscherelements in benachbart zueinander verlaufende Kanäle unterteilen Bei der Ausbildung der Vorrichtung als Wärmetauscherdach bildet das Wärmetauscherelement eine gegen Witterungseinflüsse dichte Dachhaut und die von den Stegen gebildeten Kanäle zwischen der Aufnahmefläche und der Rückseite des Wärmetauscherelements verlaufen zur Dachtraufkante hin fallend, so daß im Bereich der Dachtraufkante Umgebungsluft in die genannten Kanäle eintreten und als Warmluft der Fallinie entgegengerichtet diese Kanäle durchströmen kann. Dabei kann das Wärmetauscherelement auf einer entsprechende Flächensteifigkeit aufweisenden Dachisolierung mit einer flüssigkeitsdichten Oberschicht aufgenommen sein, so daß angesichts der überdeckung dieser flüssigkeitsdichten Oberschicht der Dachisolierung durch das im Abstand von der Aufnahmefläche gehaltene Wärmetauscherelement ein sogenanntes "Kaltdach" entsteht, bei dem anfallende Kondenswasserbildungen an der Oberseite der flüssigkeitsdichten Beschichtung der Dachisolierung ausfallen und dann der Dachneigung entsprechend in diesen Kanälen abfließen können.In the embodiment according to claim 2, a particularly favorable one Guiding of the ambient air acting on the rear of the heat exchanger elements this ensures that the back of the heat exchanger element through preferably spaced parallel webs at a distance from the receiving surface is held and these webs the space between said contact area and the back of the heat exchanger element in adjacent channels subdivide When the device is designed as a heat exchanger roof, the Heat exchanger element a roof membrane that is impervious to the effects of the weather and that of the webs formed channels between the receiving surface and the back of the heat exchanger element run down towards the eaves edge, so that ambient air in the area of the eaves edge enter the named channels and face the fall line as warm air can flow through these channels. The heat exchanger element can be on a corresponding Roof insulation showing sheet rigidity with a liquid-tight top layer be included, so that in view of the coverage of this liquid-tight upper layer the roof insulation through the heat exchanger element held at a distance from the receiving surface a so-called "cold roof" is created in which condensation forms the top of the liquid-tight coating of the roof insulation fail and then can flow off in these channels according to the roof slope.

Auf diese Weise ist jede Gefahr einer Durchfeuchtung der Dachisolierung ausgeschlossen.In this way, there is no risk of moisture penetrating the roof insulation locked out.

Eine wesentliche Verbesserung der Wärmeleistung eines derartigen Wärmetauscherdaches kann dadurch -erreicht werden, daß im Bereich der Dachtraufkante eine Luftleitvorrichtung zum Zuführen von Warmluft, die von den Wänden eines Gebäudes aufsteigt, zu den Kanälen zwischen der Rückseite des Wärmetauscherelementes und der dieses aufnehmenden Fläche angeordnet ist. Wenn darüber hinaus, nach.einem weiteren Ausgestaltungsmerkmal der Erfindung, eine Sauggebläseeinrichtung zum Ansaugen von Luft im Bereich der Dachtraufkante durch die Kanäle zwischen der Aufnahmefläche und der Rückseite des Wärmetauscherelements vorgesehen ist, gelingt es, etwa infolge Sonnenbestrahlung von den Gebäudewänden abstrahlende Wärme zumindest zum Teil einzufangen und-mit der durch die genannten Kanäle hindurchströmenden Umgebungsluft zur rückseitigen Beaufschlagung des Wärmetauscherelements heranzuziehen. Auch kann zumindest zum Teil von Innenräumen eines Gebäudes durch die Gebäudewandungen hindurchtretende Wärme in der vorgenannten Weise wieder eingefangen und einer erneuten Nutzung zugängig gemacht werden.A significant improvement in the thermal performance of such a heat exchanger roof can thereby be achieved that in the area of the eaves edge an air guiding device for supplying hot air from the walls of a building rises to the channels between the back of the heat exchanger element and which this receiving surface is arranged. If beyond that, after another Design feature of the invention, a suction fan device for sucking in Air in the area of the eaves edge through the channels between the receiving surface and the back of the heat exchanger element is provided, it succeeds, for example as a result To capture at least some of the heat emitted by solar radiation from the building walls and with the ambient air flowing through said channels to the rear Applying the heat exchanger element to be used. Also can at least for Part of the interior of a building passing through the building walls Heat is captured again in the aforementioned manner and can be used again be made.

Dabei sollten die Kanäle zwischen der Aufnahmefläche und der Rückseite des Wärmetauscherelements im Firstbereich des Daches austreten und diese Austritte durch eine Firsthaube abgedeckt sein und schließlich sollte ein vorzugsweise im Bereich wenlgriteZnu eines Ortganges des Daches angeordnrtr:; Sauggebläse zum Ansaugen von Luft durch die genannten Kanäle vorgesehen sein.The channels should be between the receiving surface and the back of the heat exchanger element in the ridge area of the roof and these outlets be covered by a ridge hood and finally a preferably im Area arranged next to a verge of the roof :; Suction fan for suction be provided by air through said channels.

Hinsichtlich des speziellen Aufbaues des Wärmetauscherelementes bestehen weitestgehende Freiheiten. Es kommt lediglich darauf an, daß die das Wärmeträgermedium führenden Strömungswege auf einer Seite des Wärmetauscherelements unmittelbar Umwelteinflüssen ausgesetzt sind und auf der anderen Seite deren Beaufschlagung durch Umgebungsluft erfolgt, die in rückseitigen Kanälen geführt ist. Als zweckmäßig hat es sich dabei erwiesen, wenn die das Wärmeträgermedium führenden Strömungswege und die rückseitigen Kanäle für die Umgebungsluft in gleichen Richtungen und vorzugsweise parallel zueinander verlaufen.With regard to the special structure of the heat exchanger element exist the greatest possible freedom. All that matters is that the heat transfer medium leading flow paths on one side of the heat exchanger element directly environmental influences are exposed and on the other hand their exposure to ambient air takes place, which is guided in rear channels. It has proven to be useful proven if the flow paths leading the heat transfer medium and the rear Channels for the ambient air in the same directions and preferably parallel to one another get lost.

Ebenfalls vorteilhaft ist der Aufbau des Wärmetauscherelements aus großformatigen Matten mit integrierten Strömungswegen für das Wärmeträgermedium, wobei es sich vorzugsweise um Rechteckmatten handeln kann, bei denen die Strömungswege in Richtung der größeren Erstreckung verlaufen. Dabei können die Strömungswege für das Wärmeträgermedium aus mit gegenseitigem Abstand parallel zueinander verlaufenden Rohren bestehen und auf der von der Aufnahmefläche entfernten Seite einer Träger schicht angeordnet sein, sich also über die genannte Trägerschicht erheben. Diese Rohre können mit Vorteil Kreisquerschnitt haben rund mit der Trägerschicht so verbunden sein, daß diese eine allen Rohren einer Matte gemeinsamen Tangente bildet, so daß ein maximaler Umfangsbereich der Rohrwandungen sich auf der Umwelteinflüssell ausgesetzten Seite der Trägerschicht erstreckt und mithin eine maximal mögliche Fläche zur Beaufschlagung durch Umwelteinflüsse vorhanden ist.The structure of the heat exchanger element is also advantageous large-format mats with integrated flow paths for the heat transfer medium, which can preferably be rectangular mats, in which the flow paths run in the direction of the greater extent. The flow paths for the heat transfer medium from mutually spaced parallel to each other There are tubes and on the side remote from the receiving surface of a carrier be arranged layer, so rise above said carrier layer. These Pipes can advantageously have a circular cross-section connected to the carrier layer in this way be that this forms a tangent common to all tubes of a mat, so that a maximum scope the pipe walls are influenced by the environment exposed side of the carrier layer and therefore a maximum possible Area for exposure to environmental influences is available.

Schließlich besteht ein weiteres wichtiges Erfindungsmerkmal darin, daß auf der von den Rohren zum Führen des Wärmeträgermediums entfernten Seite der Matten einstückig mit diesen schmale Stege zur Vermittlung des Abstandes der Rückseite des Wärmetauscherelements von der letzteres aufnehmenden BlEche angeformt sind. Eine solche Ausbildung erllliglicht einen besonders einfachen Aufbau der Anordnung. Dabei hat es sich auch als vorteilhaft erwiesen, wenn die Matten zum Aufbau des Wärmetauscherelements aus vorzugsweise schwarz, zumindest dunkel, eingefärbtem Kunststoff bestehen.Finally, another important feature of the invention is that on the remote from the tubes for guiding the heat transfer medium side of the Mats in one piece with these narrow bars to convey the distance to the rear of the heat exchanger element are formed from the latter receiving plate. Such a design verllliglicht a particularly simple structure of the arrangement. It has also proven to be advantageous if the mats to build the Heat exchanger element made of preferably black, at least dark, colored plastic exist.

Bei dem Aufbau eines derartigen Wärmetauscherelements.aus aneinandergrenzenden Matten ist es zweckmäßig, im Bereich der-Stoßstellen jeweils ein Wärmetauscherrohr vorzusehen, das mit seitlichen Flanschen die Ränder der benachbarten Matten überdeckt und mit diesen flüssigkeitsdicht verbunden ist. Dabei können im Bereich der Stoßstellen zwischen aneinandergrenzenden Matten deren Ränder von einem U-Profil aufgenommen sein, die mit parallel zu den rückseitigen Stegen verlaufenden Schenkeln auf der Aufnahmefläche aufstehen und, ebenso wie die genannten Stege der Matten, nur geringe Breitenerstreckung aufweisen, so daß zwischen dem Wärmetauscherelement und der oberseitig mit einer Flüssigkeitsdichten Schicht versehenen Dachisolierung nur schmale Kältebrücken auftreten und eine größtmögliche Fläche für Wasserdampfdiffusion sowie maximale Querschnitte der rückseitigen Kanäle gewährleistet sind, die einerseits zur Ableitung von Wasserdampf und aus diesem ausfallenden Kondensat und andererseits zum Hindurchführen von Umgebungsluft dienen, aus der infolge rückseitiger Beaufschlagung des Wärme-.In the construction of such a heat exchanger element.from adjoining Mats, it is useful to have a heat exchanger tube in the area of the joints provide that covers the edges of the adjacent mats with side flanges and is connected to these in a liquid-tight manner. This can be done in the area of the joints between adjoining mats the edges of which are recorded by a U-profile be that with legs running parallel to the rear webs on the Stand up on the recording surface and, as well as the mentioned webs of the Mats, have only a small width extension, so that between the heat exchanger element and the roof insulation with a liquid-tight layer on the top only narrow cold bridges occur and the largest possible area for water vapor diffusion and maximum cross-sections of the rear channels are guaranteed, on the one hand for the discharge of water vapor and condensate precipitating from this and on the other hand serve for the passage of ambient air, from which as a result of exposure to the rear of heat.

tauscherelements Wärme in das in den Strömungswegen des Tauscherelements geführte Wärmeträgermedium übergeht.exchanger element heat in the flow paths of the exchanger element guided heat transfer medium passes.

Anhand der beigefügten Zeichnungen sollen Möglichkeiten der praktischen Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und deren Ausgestaltung als Wärmetauscherdach erläutert werden. In schematischen Ansichten zeigen: Fig. 1 einen Ausschnitt aus einem Wärmetauscherdach in einer perspektivischen Darstellung, Fig. 2 eine vergrößerte Detailansicht im Ausschnitt gemäß II in Fig. 1, Fig. 3 ebenfalls eine vergrößerte Ansicht eines anderen Details im Ausschnitt gemäß III in Fig.-1 und Fig. 4 einen Teilquerschnitt durch ein Gebäude mit einem derartigen Wärmetauscherdach und einer im Bereich der Dachtraufkante angebrachten Leitvorrichtung sowie einem Sauggebläse zum Ansaugen der von den Gebäudewänden abstrahlenden Warmluft durch die sich zwischen dem Wärmetauscher und der Dachisolierung erstreckenden Kanäle.With the help of the attached drawings, possibilities of the practical Execution of the device according to the invention and its design as a heat exchanger roof explained. In schematic views: FIG. 1 shows a section from a heat exchanger roof in a perspective illustration, FIG. 2 an enlarged Detailed view in the detail according to II in Fig. 1, Fig. 3 also an enlarged View of another detail in the section according to III in Fig.-1 and Fig. 4 shows a partial cross-section through a building with such a heat exchanger roof and a guide device attached in the area of the eaves edge as well as one Suction fan for sucking in the warm air radiating from the building walls the ducts extending between the heat exchanger and the roof insulation.

Bei dem in seiner Gesamtheit mit 10 bezeichneten Wärmetauscherdach ist das Wärmetauscherelement 15 im Abstand von einer Aufnahmefläche 11 des Daches gehalten. Diese Aufnahmefläche ist von einer flächenstabilen Wärmedänmschicht 12, die auf einer nur angedeuteten Tragkonstruktion 13 aufgenommen ist, und einer oberseitigen Dachhaut 14 aus flüssigkeitsdichtem Material gebildet, was im einzel-nen hie jedoch nicht interessiert, weil sich die Erfindung nicht auf diese Besonderheit/des Dachaufbaues bezieht.In the case of the heat exchanger roof designated in its entirety by 10 is the heat exchanger element 15 at a distance from a receiving surface 11 of the roof held. This receiving surface is covered by a surface-stable thermal insulation layer 12, which is recorded on a supporting structure 13, which is only indicated, and one on the top Roof skin 14 formed from liquid-tight material, but what is specifically referred to here not interested because the invention does not focus on this particular feature / roof structure relates.

Das Wärmetauscherelement 15 ist aus großflächigen Matten 16, 16' aufgebaut, die aus einer flüssigkeitsdichten, die Dachaußenhaut bildenden Träger schicht 17 mit auf der von der Dachunterkonstruktion wegweisenden Seite einstückig angeformten Rohren 18 und auf der zur Dachunterkonstruktion hinweisenden Seite angeformten Stegen 19 besteht. Die das Wärmeträgermedium führenden Rohre 18 verlaufen in vorbestimmten Abständen parallel zueinander, desgleichen die rückseitigen Stege, deren von der Trägerschicht entfernte freie Enden auf der flüssigkeitsdichten Oberschicht 14 der Wärmeisolierung 12 aufstehen. Vorteilhafterweise ist im Bereich eines jeden Rohres 18 ein rückseitiger Steg 19 angeformt. Zwischen diesen Stegen einerseits und der Trägerschicht 17 und der oberseitigen Beschichtung 14 der Dachisolierung 12 andererseits sind Strömungskanäle 20 gebildet.The heat exchanger element 15 is made up of large-area mats 16, 16 ', the layer 17 made of a liquid-tight carrier layer forming the outer roof skin with integrally molded on the side facing away from the roof substructure Pipes 18 and webs formed on the side pointing towards the roof substructure 19 exists. The tubes 18 carrying the heat transfer medium run in predetermined Intervals parallel to each other, as are the rear webs, those of the carrier layer removed free ends on the liquid-tight top layer 14 of the thermal insulation 12 get up. Advantageously, in the area of each tube 18 there is a rear one Web 19 integrally formed. Between these webs on the one hand and the carrier layer 17 and the top-side coating 14 of the roof insulation 12, on the other hand, are flow channels 20 formed.

Benachbarte Matten 16, 16' sind im Bereich von Stoßstellen 22, bei denen es sich um parallel zu den Wärmeträgermedium führenden Rohren 18 verlaufende Fugen handelt, aneinandergefügt. Die Ränder der Matten 16, 16' liegen im Bereich einer derartigen Stoßstelle auf einem U-Profil 23 auf, dessen Schenkel mit ihren freien Enden auf der oberseitigen Beschichtung 14 der Dachisolierung 12 aufstehen. Abgedeckt sind diese Stoßstellen 22 durch ein parallel zu den in die Matten 16, 16t integrierten Wärmetauscherrohrail8 verlaufendes Wärmetauscherrohr 25, das seitliche Flanschen 26, 26' besitzt, welche die benachbarten Ränder der Matten 16, 16' überdecken und in solcher Weise mit dem die Mattenränder unterstützenden U-Profil 23 verbunden sind, daß Dichtigkeit gegen den Durchtritt von Flüssigkeit gewährleistet ist.Adjacent mats 16, 16 'are in the area of joints 22, at which are parallel to the heat transfer medium leading pipes 18 Joints, joined together. The edges of the mats 16, 16 'are in the area such a joint on a U-profile 23, the legs of which with their free ends stand up on the top coating 14 of the roof insulation 12. These joints 22 are covered by a parallel to the in the mats 16, 16t integrated heat exchanger tube, 8 running heat exchanger tube 25, the side Has flanges 26, 26 'which cover the adjacent edges of the mats 16, 16' and in such a way connected to the U-profile 23 supporting the mat edges are that tightness against the passage of liquid is guaranteed.

Das aus aneinandergrenzenden Matten 16, i6' und den die Stoßstellen abdeckenden Wärmetauscherrohren 25 aufgebaute Wärmetauscherelement 15 bildet somit eine gegen Witterungseinflüsse dichte Außenhaut eines derartigen Wärmetauscherdaches 10.That from adjoining mats 16, i6 'and the joints covering heat exchanger tubes 25 built Heat exchanger element 15 thus forms an outer skin of this type which is impervious to the effects of the weather Heat exchanger roof 10.

Wie oben bereits erwähnt, ist das Wärmetauscherelement aus Matten mit einstückig angeformten Rohren 18 für das Wrmcträgermedium und rückseitigen Stegen 19 zur Vermittlung des Abstandes der Wärmetauscherrückseite von der Aufnahmefläche aufgebaut. Grundsätzlich können die das Wärmeträgermedium führenden Rohre beliebige Querschnitte haben. So wäre beispielsweise die Ausbildung des Wärmetauscherelementes in'der Art von Stegdoppelplatten vorstellbar, wobei zwischen den beiden Außenplatten dann durch Zwischenstege unterteilte Strömungswege für das Wärmeträgermedium vorliegen würden. Allerdings wären bei einer derartigen Ausbildung die Wärmeübergangsflächen nicht optimal, weil nur im Bereich der Ober- und Unterseiten solcher Kanäle Wärme durch die Kanalwände hindurchfließen könnte. Aus diesem Grunde sind bei der veranschaulichten Ausführungsform zum Führen des Wärmeträgermediums Rohre mit Kreisquerschnitt vorgesehen, die im wesentlichen vollständig auf die Trägerschicht 17 aufgesetzt sind, so daß die Trägerschicht sich als gemeinsame Tangente an allen Rohren einer Matte erstreckt.As already mentioned above, the heat exchanger element is made of mats with integrally molded tubes 18 for the heat carrier medium and rear webs 19 to convey the distance between the rear of the heat exchanger and the receiving surface built up. In principle, any pipes carrying the heat transfer medium can be used Have cross-sections. This would be the design of the heat exchanger element, for example in'der type of double-walled panels imaginable, with between the two outer panels then there are flow paths for the heat transfer medium subdivided by intermediate webs would. However, with such a design, the heat transfer surfaces would be not optimal, because only in the area of the upper and lower sides of such channels heat could flow through the channel walls. For this reason, the illustrated Embodiment for guiding the heat transfer medium pipes with circular cross-section provided, which are essentially completely placed on the carrier layer 17, so that the carrier layer extends as a common tangent on all tubes of a mat.

Bei dem Anwendungsfall nach Fig. 4 sind im Bereich der Dachtraufkante eine Luftleitvorrichtung 30 zum Zuführen von Luft-zu den sich zwischen der Rückseite des Wärmetauscherelementes und der ob-erseitigen Beschichtung einer Dachisolierung erstreckenden Kanälen sowie im Bereich des Dachfirstes eine Abdeckhaube 32 mit einem nur angedeuteten Sauggebläse 33 vorgesehen. Bei der Luftleitvorrichtung 30 handelt es sich um ein Führungsblech, welches sich unterhalb einer nur angedeuteten, hier aber nicht interessierenden Regenrinne 34 längs der Dachtraufkante erstreckt und, wie in der Ansicht ersichtlich, einen sich nach unten trichterförmig erweiternden Querschnitt aufweist. Mittels dieser Luftleitvorrichtung wird im Bereich der darunterliegenden Gebäudewände aufsteigende Warmluft eingefangen und den Kanälen 20 zwischen der Rückseite des Wärmetauscherelements und der oberseitigen Beschichtung der Dachisolierung zugeführt. Eine besonders intensive Luftansaugung durch die genannten Kanäle hindurch ist gewährleistet, wenn dieser Vorgang durch ein im Firstbereich angeordnetes Saugluftgebläse unterstützt wird. Die von den Gebäudewänden aufsteigende Warmluft kann einerseits durch Sonneneinstrahlung, aber auch durch Wärme, die durch die Gebäudewand vom Gebäudeinneren her abgeflossen ist, auf gewärmt sein, so daß derartige Wärmeverluste zumindest zu einem wesentlichen Teil durch die Erfindung zurückgewonnen werden. Eine gegebenenfalls im Bereich der Dachtraufkante anzuordnende Rinne zum Auffangen von Kondenswasser, welches aus den Kanälen 20 austreten kann, ist nicht dargestellt.In the application according to FIG. 4 are in the area of the eaves edge an air guiding device 30 for supplying air to the between the rear side the heat exchanger element and the top-side coating of a roof insulation extending channels and in the area of the roof ridge a cover 32 with a only indicated suction fan 33 is provided. The air guiding device 30 acts it is a guide plate, which is below one only hinted at here but not of interest gutter 34 extends along the eaves edge and, as can be seen in the view, a funnel-shaped widening towards the bottom Has cross section. This air guiding device is used in the area of the Building walls trapped rising warm air and the channels 20 between the rear of the heat exchanger element and the top-side coating of the roof insulation. A particularly intensive air intake through the named channels is guaranteed, if this process is supported by a suction air fan located in the ridge area will. The warm air rising from the building walls can on the one hand be caused by solar radiation, but also through heat that flowed away from the inside of the building through the building wall is to be warmed up, so that such heat losses at least to a substantial extent Part recovered by the invention will. One if necessary gutter to be arranged in the area of the roof edge to collect condensation water, which can exit from the channels 20 is not shown.

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Claims (15)

Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum Nutzbarmachen von Umgebungswärme aus Sonneneinstrahlung, Luft oder Niederschlägen, mit einem großflächigen Wärmetauscherelement, das von Wärmeträgermedium durchströmte, benachbart -zueinBnder verlaufende Strömungswege besitzt, insbesondere Wärmetauscherdach, gekennzeichnet durch ein mit einer Seite zur Umgebung weisendes und Umgebungseinflüssen unmittelbar ausgesetztes Wärmetauscherelement (15) mit in wenigstens einer Lage nebeneinander verlaufenden Strömungswegen (18, 25) für das Wärmeträgermedium sowie dadurch5 daß das Wärmetauscherelement im Abstand von einer Aufnahmefläche (11) angeordnet ist und der Raum zwischen der Aufnahmefläche und der Rückseite des Wärmetauscherelements einen von Umgebungsluft durchströmten Kanal (20) bildet.Claims: 1. Device for harnessing ambient heat from solar radiation, air or precipitation, with a large-area heat exchanger element, the flow paths running adjacent to one another through which the heat transfer medium flows possesses, in particular a heat exchanger roof, characterized by a with one side Heat exchanger element facing the environment and directly exposed to environmental influences (15) with flow paths (18, 25) for the heat transfer medium as well as dadurch5 that the heat exchanger element at a distance is arranged by a receiving surface (11) and the space between the receiving surface and the rear side of the heat exchanger element is flowed through by ambient air Forms channel (20). 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückseite des Wärmetauscherelements (15) durch vorzugsweise mit Abstand parallel zueinander verlaufende Stege (19) im Abstand von der Aufnahmefläche (11) gehalten ist, welche Stege den Raum zwischen der Aufnahmefläche und der Rückseite des Wärmetauscherelements in von Umgebungsluft durchströmte Kanäle (20) unterteilen.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the back of the heat exchanger element (15) by preferably spaced parallel to each other extending webs (19) is held at a distance from the receiving surface (11), which Line up the space between the recording surface and the back of the Divide the heat exchanger element into channels (20) through which ambient air flows. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Ausbildung als Wärmetauscherdach das Wärmetauscherelement (15) eine gegen Witterungseinflüsse dichte Dachhaut bildet und daß die von den Stegen (19) gebildeten Kanäle (20) zwischen der Aufnahmefläche (11) und der Rückseite des Wärmetauscherelements zur Dachtraufkante hin fallend verlaufen.3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the Training as a heat exchanger roof, the heat exchanger element (15) against the weather forms tight roof skin and that the channels (20) formed by the webs (19) between the receiving surface (11) and the back of the heat exchanger element to the eaves edge run downwards. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmetauscherelement (15) auf einer entsprechende Flächensteifigkeit aufweisenden Dachisolierung (12, 14) aufgenommen ist.4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the heat exchanger element (15) on roof insulation (12, 14) is included. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der -Dachtraufkante eine Luftleitvorrichtung (30) zum Zuführen von Warmluft, die von den Wänden eines Gebäudes aufsteigt, zu den Kanälen (20) zwischen der Rückseite des Wärmetauscherelements (15) und der dieses aufnehmenden Fläche (11) des Daches angeordnet ist.5. Apparatus according to claim 3 or 4, characterized in that in the area of the roof edge an air guiding device (30) for supplying warm air, rising from the walls of a building to the channels (20) between the rear of the heat exchanger element (15) and the surface (11) of the roof that receives it is arranged. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, gekennzeichnet durch eine Sauggebläseeinrichtung (33) zum Ansaugen von Luft im Bereich der Dachtraufkante durch die Kanäle (20) zwischen der Aufnahmefläche (11) una der Rückseite des Wärmetauscherelements (15).6. Device according to one of claims 3 to 5, characterized by a suction fan device (33) for sucking in air in the area of the roof edge through the channels (20) between the receiving surface (11) and the rear of the heat exchanger element (15). 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (20) zwischen der Aufnahmefläche (11) und der Rückseite des Wärmetauscherelements (15) im Firstbereich des Daches austreten, daß diese -Austrittsöffnungen durch eine Firsthaube abgedeckt sind und daß ein vorzugsweise im Bereich'wenigstens eines Ortganges des Daches angeordnetes Sauggebläse (33) zum Ansaugen von Luft durch di Kanäle (20) zwischen der Rückseite des Wärmetauscherelementes (15) und der letzteres aufnehmenden Dachfläche (11).7. Apparatus according to claim 6, characterized in that the channels (20) between the receiving surface (11) and the back of the heat exchanger element (15) emerge in the ridge area of the roof that these outlet openings through a Ridge hood are covered and that a preferably in the area of at least one verge Suction fan (33) arranged on the roof to suck in air through the ducts (20) between the back of the heat exchanger element (15) and the latter receiving Roof surface (11). 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die das Wärmeträgermedium führenden Strömungswege (18, 25) und die rückseit.igen Kanäle (20) für Umgebungsluft in gleichen Richtungen und vorzugsweise parallel zueinander verlaufen.8. Device according to one of claims 2 to 7, characterized in that that the heat transfer medium leading flow paths (18, 25) and the zurückseit.igen Channels (20) for ambient air in the same directions and preferably parallel to one another get lost. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch den Aufbau des Wärmetauscherelements (15) aus großformatigen Matt-en (16, 16t) mit integrierten Strömungswegen für das Wärmeträgermedium, vorzugsweise Rechteckmatten, bei denen die Strömungswege in Richtung der größeren Erstreckung verlaufen.9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized by the structure of the heat exchanger element (15) made of large-format matt-en (16, 16t) with integrated flow paths for the heat transfer medium, preferably Rectangular mats, in which the flow paths in the direction of the greater extent get lost. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurchgekennzeichnet, daß die Strömungswege für das Wärmeträgermedlum aus mit gegenseitigem Abstand parallel zueinander verlaufenden Rohren (18) bestehen und auf der von der Aufnahmefläche (11) entfernten Seite einer Trägerschicht (17) angeordnet sind.10. Apparatus according to claim 9, characterized in that the flow paths for the heat transfer medium from mutually spaced parallel to each other Pipes (18) exist and on the side remote from the receiving surface (11) one Carrier layer (17) are arranged. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die als Strömungswege für das Wärmeträgermedium dienenden Rohre (18) Kreisquerschnitt haben und mit der Trägerschicht (17) so verbunden sind, daß diese eine allen Rohren einer Matte gemeinsame Tangente bildet.11. The device according to claim 10, characterized in that the serving as flow paths for the heat transfer medium pipes (18) circular cross-section have and are connected to the carrier layer (17) in such a way that this is one of all pipes a mat forms a common tangent. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß auf der von den Rohren (18) zum Führen des Wärmeträgermediums entfernten Seite der Matten (16, 16') einstückig mit diesen schmale Stege (19) zur Vermittlung des Abstandes der Rückseite des Wärmetauscherelements (15) von der letzteres aufnehmenden Fläche (11) angeformt sind.12. Device according to one of claims 9 to 11, characterized in that that on the side remote from the tubes (18) for guiding the heat transfer medium of the mats (16, 16 ') in one piece with these narrow webs (19) for conveying the Distance of the back of the heat exchanger element (15) from the latter receiving Surface (11) are formed. 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Matten (16, 16') zum Aufbau des Wärmetaucherelements (15) aus vorzugsweise schwarz, zumindest dunkel, eingefärbtem Kunststoff bestehen.13. Device according to one of claims 9 to 12, characterized in that that the mats (16, 16 ') for the construction of the heat exchanger element (15) from preferably black, at least dark, colored plastic. 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Stoßstellen (22) zwischen aneinandergrenzenden Matten (16, 16') j jeweils ein Wärmetauscherrohr (25) angeordnet ist, welches mit seitlichen Flanschen (26, 26') die Ränder der benachbarten Matten überdeckt und mit-diesen flüssigkeitsdicht verbunden ist.14. Device according to one of claims 9 to 13, characterized in that that in the area of the joints (22) between adjacent mats (16, 16 ') j each a heat exchanger tube (25) is arranged, which with side flanges (26, 26 ') covers the edges of the adjacent mats and is liquid-tight with them connected is. 15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Stoßstellen (22) zwischen aneinandergrenzenden Matten (16, 16') deren Ränder auf U-Profilen (23) aufgenommen sind, die mit parallel zu den rückseitigen Stegen (19) verlaufenden Schenkeln auf der AuSnahmefläche (11) aufstehen.15. Device according to one of claims 9 to 14, characterized in that that in the area of the joints (22) between adjacent mats (16, 16 ') the edges of which are recorded on U-profiles (23), which are parallel to the rear Web (19) extending legs stand up on the receiving surface (11).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE3700315A1 (en) * 1987-01-05 1988-07-14 Strobach Elektromeister Gmbh Large-surface-area heat exchanger
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DE102005049222A1 (en) * 2005-10-10 2007-04-19 Salvo Gonzalez, Augusto E. Roof cover for e.g. carports, has solar absorbers for hot water treatment, where entire surface of roof is designed such that it is convexly rounded, and includes beveling surfaces possessing different lengths and forming pent roof

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