DE3147632C2

DE3147632C2 - Anordnung zur Absorption von Umweltenergie an einer Gebäudeaußenwand

Info

Publication number: DE3147632C2
Application number: DE3147632A
Authority: DE
Inventors: Peter Dr.-Ing. 2902 Rastede Ferling; Manfred Dr.rer.pol. 8000 München Frei
Original assignee: Individual
Current assignee: Frei Manfred Drrerpol 8000 Muenchen De
Priority date: 1981-12-02
Filing date: 1981-12-02
Publication date: 1987-04-16
Also published as: DE3147632A1

Abstract

Mit der Erfindung wird ein Unterfassaden-Absorber für eine Wärmepumpenheizung vorgeschlagen. Der Unterfassaden-Absorber besteht im wesentlichen aus Flächenwärmetauschern (12, 18), welche im Abstand an der Außenseite von Gebäudewänden (10, 11) angebracht sind. Im Abstand vor den Flächenwärmetauschern (12, 18) ist eine Fassadenbekleidung (19, 20) vorgehängt. Zur Erzielung eines optimalen Wärmeaustausches sind die Wärmeleitbleche (12) der Flächenwärmetauscher und die tafel- oder leistenförmigen Bauteile (19) der Fassadenbekleidung im gegenseitigen Luftabstand voneinander angeordnet. Hierdurch werden Spalte bzw. Fugen (C, D, E) gebildet, über welche die Lufträume (A und B) beidseitig des Flächenwärmetauschers belüftet werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Absorption von Umweltenergie an einer Gebäudeaußenwand der im Oberbegriff des Hauptanspruchs angegebenen Art.
Derartige an einer Gebäudefassade montierte Flächenabsorber entziehen der unmittelbaren Umgebung, insbesondere der Umgebungsluft, Wärme zu Heizzwecken.
Die in der Regel aus metallischen Werkstoffen bestehenden Wärmetauscherelemente sind mit von einer Wärmteträgerflüssigkeit durchströmten Rohren oder Kanälen versehen, welche mit einer Wärmepumpe verbunden sind, die das Temperaturniveau der der Umwelt entzogenen Wärmeenergie auf eine Temperatur derart anhebt, daß eine Raumbeheizung bzw. eine Warmwasserbereitung ermöglicht wird.
Üblicherweise werden die großflächigen Wärmetauscherelememte in einem Abstand von der Außenwand eines Gebäudes angebracht, so daß zwischen dem Wärmetauscherelement und der Außenwand ein Zwischenraum begrenzt wird, der zum Zwecke der Belüftung mit dem Außenraum verbunden ist. In der Regel ist der Zwischenraum oben und unten offen, so daß sich eine Luftzirkulation in vertikaler Richtung ergibt.
Die Wärmetauscherelemente sind üblicherweise nicht abgedeckt, so daß sie nicht nur durch Konvektion sondern auch durch Strahlung Wärme aufnehmen können.
Den Wärmetauscherelementen wird mittels der durch die Rohre zirkulierenden Wärmeträgerflüssigkeit Wärme entzogen, so daß sie sich gegenüber der Umgebung abkühlen. Zum Ausgleich des Wärmedefizits nehmen die Wärmetauscherelemente aus der Umgebung Wärme auf, wobei im wesentlichen zwei Energiequellen ausgenutzt werden:

1. Energie aus der Umwelt, nämlich der vorbeiströmenden Luft, aus Feuchtigkeitsniederschlägen sowie aus Sonnenstrahlung.
2. Energie aus der durch Transmission und Strahlung aus dem Gebäude entweichenden Wärme.

Die bekannten Fassaden-Absorber, welche vor der Gebäudeaußenwand in Form einer geschlossenen Fläche montiert sind, weisen zwei wesentliche Nachteile auf:
Einerseits bestehen auf der der Gebäudeaußenwand zugewandten Seite des Wärmetauscherelementes wegen der eingeschränkten Luftbewegung relativ ungünstige Wärmeübergangsverhältnisse und andererseits sind sie ein sichtbarer Teil der Fassadenkonstruktion, so daß sie in vielen Fällen aus ästhetischen Gründen unerwünscht sind.
Die aus der älteren, nachveröffentlichten deutschen Offenlegungsschrift 30 36 898 hervorgehende Energiefassade weist einen Flächenabsorber mit Konvektorflächen auf, der nach außen von einer im Abstand vorgehängten Fassadenverkleidung verdeckt ist, die über die Fläche verteilte Durchbrüche aufweist, welche eine Querbelüftung des Raumes zwischen den Flächenabsorbern und der Fassadenverkleidung ermöglichen. Dabei sind die Konvektorflächen im Unterschied zum Anmeldungsgegenstand senkrecht zur Gebäudewand angeordnet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Absorption von Umweltenergie zu schaffen, die von außen nicht sichtbar ist und die einen verbesserten Wirkungsgrad für den Wärmeübergang aufweist.
Diese Aufgabe wird bei einer Anordnung der genannten Art durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Durch die hierdurch gewährleistete Querbelüftung des Raumes zwischen Flächenabsorber und Gebäudeaußenwand wird der Wirkungsgrad dieser Anordnung zur Absorption von Umweltenergie deutlich erhöht, weil durch die bessere Durchmischung und Verwirbelung der Luft auf beiden Seiten des Flächenabsorbers bessere Wärmeübergangsbedingungen geschaffen werden.
Mit den erfindungsgemäßen Wärmeleitblechen ist es in relativ einfacher Weise möglich, ein Gebäude mit herkömmlicher Heizung nachträglich mit einem Flächenabsorber für eine Wärmepumpenheizung auszustatten. Sowohl die Wärmeleitbleche für die Flächenwärmetauscher als auch die Tafeln bzw. Leisten für die Herstellung der äußeren Fassadenverkleidung können vorgefertigte Bauteile sein, die auch von einem ungeübten Handwerker nachträglich an einer Hauswand montiert werden können.
Untersuchungen haben gezeigt, daß durch diese Maßnahmen die Wärmeaufnahme um mehr als 30% gegenüber einer herkömmlichen Konstruktion geschlossener Flächenabsorber gesteigert werden kann.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung läßt sich der Wirkungsgrad für den Wärmeübergang weiter dadurch erhöhen, daß die Wärmeleitbleche auf der der Fassadenverkleidung zugewandten Seite mit einer Beschichtung hohen Emissionsvermögens versehen sind.
Dadurch wird der langwellige Strahlungsaustausch verbessert. Ferner können nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Wärmeleitbleche auf ihrer der Gebäudeaußenwand zugekehrten Seite mit einer die Infrarotstrahlung reflektierenden Beschichtung versehen sein. Dadurch wird der Strahlungsaustausch mit der Wand verringert, d. h. der Wärmeverlust wird herabgesetzt.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der übrigen Unteransprüche.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel wird anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen
Fig. 1 einen Horizontalschnitt eines Teiles des Flächenabsorbers mit Fassadenverkleidung und
Fig. 2 eine Teilansicht der Anordnung gemäß Fig. 1 in Richtung II-II gesehen.
In Fig. 1 ist die Gebäudeaußenwand 10 dargestellt, auf welcher eine Wärmedämmschicht 11, ein Putz od. dgl. aufgebracht ist.
Vor dieser Außenwand sind Wärmeleitbleche 12 mit Hilfe von Distanzleisten 13 angebracht, so daß zwischen den Wärmeleitblechen 12 und der Wand ein Zwischenraum A entsteht.
Wie die Ansicht in Fig. 2 erkennen läßt, sind die Wärmeleitbleche 12 und 12&min; im Abstand voneinander angeordnet, so daß zwischen ihnen Fugen E für die Querbelüftung frei bleiben.
Die Wärmeleitbleche 12 sind zweckmäßigerweise vorgefertigte Bauelemente, deren abgewinkelte Ränder 16 mit Schrauben 17, Nägeln oder Bolzen, an den Distanzleisten 13 in einfacher Weise befestigt werden können. In diese Wärmeleitbleche 12 sind bereits vertikal verlaufende Rillen oder Sicken 14 eingeprägt, in welche nach der Montage die Rohre 18 bzw. Schläuche aus vorzugsweise Kunststoff eingelegt werden, welche die Wärmeträgerflüssigkeit führen und mit der nicht dargestellten Wärmepumpe verbunden sind. Die in die Rillen 14 eingelegten Rohre oder Schläuche werden mit herausbiegbaren Laschen 15 fixiert, so daß ein guter thermischer Kontakt zwischen den Rohren und den Wärmeleitblechen 12 gesichert ist.
Im Abstand vor den Wärmetauscherelementen ist die Fassadenverkleidung angeordnet, welche bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus parallel zueinander in der gleichen Ebene befestigten tafelförmigen Elementen 19 besteht, zwischen welchen offene Fugen C freigelassen sind. Sowohl aus optischen als auch aus strömungstechnischen Gründen sind diese Fugen nach vorn durch leistenförmige Elemente 20 abgedeckt, welche jedoch gleichfalls im Abstand montiert sind, so daß über die Spalte D eine Querströmung ermöglicht ist.

Claims

1. Anordnung zur Absorption von Umweltenergie an einer Gebäudeaußenwand, bestehend aus einem aus metallischen Wärmetauscherelementen und aus mit einer Wärmepumpe verbundenen Rohren für die Umwälzung von Wärmeträgerflüssigkeit gebildeten Flächenabsorber, der im Abstand von der Außenwand des Gebäudes angeordnet ist, sowie aus einer im Abstand vom Flächenabsorber angeordneten Fassadenverkleidung mit gleichmäßig über die Fläche verteilten Unterbrechungen zur Ermöglichung eines Luftaustausches zwischen dem von der Gebäudeaußenwand und der Fassade begrenzten Raum und dem Außenraum, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauscherelemente aus flächendeckenden, parallel zur Gebäudeaußenwand (10) angeordneten Wärmeleitblechen (12) bestehen, an welchen die Rohre (18) befestigt sind, wobei die Wärmeleitbleche (12) zur Belüftung des von der Gebäudeaußenwand (10) und den Wärmeleitblechen ( 12) begrenzten Raumes (A) im Fugenabstand voneinander montiert sind, und daß die Fassadenverkleidung aus tafel- bzw. leistenförmigen Elementen (19 bzw. 20 ) gebildet ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorzugsweise aus Kunststoff bestehenden Rohre (18) mittels aus den Wärmeleitblechen (12) herausbiegbarer Laschen (15) an diesen gehalten sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeleitbleche (12) auf der der Fassadenverkleidung zugewandten Seite zur Verbesserung des langwelligen Strahlungsaustausches mit einer Beschichtung hohen Emissionsvermögens versehen sind.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeleitbleche (12) auf ihrer der Gebäudeaußenwand (10) zugekehrten Seite zur Verringerung des Strahlungsaustausches mit einer die Infrarotstrahlung reflektierenden Beschichtung versehen sind.

5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die tafelförmigen Elemente (19) in einer Ebene mit gegenseitigem Abstand angeordnet sind und die offenen Fugen (C) von in geringem Luftabstand von den tafelförmigen Elementen (19) angebrachten leistenförmigen Elementen (20) nach Art einer überlugten Schalung abgedeckt sind.

6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Elemente (19, 20) schuppenartig mit geringem gegenseitigen Abstand überdecken.

7. Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente (19, 20) aus Metall, Kunststoff, Holzwerkstoffen oder Asbestzement bestehen.