DE4204760A1 - Waermeisolierschicht (wand) - Google Patents

Waermeisolierschicht (wand)

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DE4204760A1
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    • F24D5/00—Hot-air central heating systems; Exhaust gas central heating systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S10/00—Solar heat collectors using working fluids
    • F24S10/80—Solar heat collectors using working fluids comprising porous material or permeable masses directly contacting the working fluids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S20/00—Solar heat collectors specially adapted for particular uses or environments
    • F24S20/60—Solar heat collectors integrated in fixed constructions, e.g. in buildings
    • F24S20/66—Solar heat collectors integrated in fixed constructions, e.g. in buildings in the form of facade constructions, e.g. wall constructions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F24D5/10—Hot-air central heating systems; Exhaust gas central heating systems operating without discharge of hot air into the space or area to be heated with hot air led through heat-exchange ducts in the walls, floor or ceiling
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    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/44—Heat exchange systems

Description

Gebiet der Erfindung: Haustechnik Stand der Technik
Wände (auch: Decken, Böden, allgemein: Wärmeisolierschichten) dienen u. a. der Wärmeisolierung. Es gibt Wärmedämmstoffe welche es ermöglichen mit mäßigem Energieaufwand die Innentemperatur in einem Gebäude zu halten.
Dennoch beträgt der Anteil der Heizenergie der privaten Haushalte am Gesamtenergieverbrauch etwa 80%. Besonders dicke Isolierschichten helfen diesen Verbrauch zu mindern.
Problem
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde eine neue Art Wand zu konstruieren, welche sich dadurch auszeichnet, daß fast keine Energie mehr aus dem Innenraum in die Umgebung (oder umgekehrt) vordringt, ja daß sogar ein Wärmetransport durch Strahlung oder durch Kondensation von Wasserdampf in das Haus hinein möglich wird. Der Kostenrahmen und die Ausmaße der Wand sollen dabei das Maß des Gewöhnlichen nicht sehr übersteigen.
Lösung des Problems
Gemäß der Erfindung wird die Wand von Gas (Luft) durchströmt (Anspruch 1, Bild 1). Zur Heizenergiereduzierung in Richtung zum Innenraum 11. Dabei senkt sich die Wandtemperatur ab, was an der Außenseite der Wand zu einer geringeren Wärmeabgabe an die Umgebung 12 führt. Die Wand wirkt als "Gegenstrom"- Wärmetauscher. Es zeigt sich, daß sich Isolierstoffe (Anspruch 2) als Materialien zur Durchströmung gut eignen. Das erwärmte Gas ist sehr trocken und kann dazu verwendet werden einen thermischen Speicher 23 (Anspruch 7), zum Beispiel einen chem. Speicher (Anspruch 8), zu laden (Bild 2).
Nachdem das Gas den Speicher verlassen hat kann es in Kanälen in der Wand seine restliche Energie an das einströmende kalte Gas übergeben (Bild 2). Eine direkte Leitung des erwärmten Gases in den Wärmetauscher zur Energierückführung in die Wand ist auch möglich (Anspruch 6, Bild 4).
Das Material aus dem die Wand besteht muß gasdurchlässig sein. Die Verwendung von transparenter Wärmedämmung 35 (TWD, Anspruch 3) ermöglicht die zusätzliche Nutzung von Strahlungsenergie 36 aus der Umgebung (Bild 3). Strahlungsenergie 36 kann die Isolierschicht aus TWD 35 passieren, die erzeugte Wärme kann jedoch nicht zurück ins Freie 32.
Durch die Richtungsumkehr des die Wand durchströmenden Gases kann bei hohen Außentemperaturen ein Kühleffekt erreicht werden (Anspruch 11). Der Gasstrom nimmt in den Innenraum einströmende Wärme mit sich nach außen.
Durch den Wechselbetrieb von 2 Speichern (Anspruch 10) ist es möglich, ständig einen Speicher zur Heizung bzw. zur Kühlung zu benutzen, während der andere geladen bzw. entladen wird (Bild 2).
Das strömende Gas kann Außenluft sein (Anspruch 9). Wenn Außenluft von geringer Temperatur (z. B.: 0°C, 100% r.F.) erwärmt wird (z. B. auf 20°C), so reduziert sich ihre relative Feuchte (hier auf 20% r.F.).
Darum muß sie von der Luft des Innenraumes durch eine Wasserdampfsperre 27 getrennt sein (Anspruch 5, Bild 2). Mit der von außen angesogenen Luft werden auf die Dauer Staubteile in das Wandsystem gesogen. Um die zu verhindern kann das System geschlossen werden. Hierzu wird die sonst in die Umgebung abgegebene Luft 48 in das System zurückgeführt (Anspruch 12, Bild 4). Um Verluste durch Umwälzpumpen zu vermeiden ist, in der Ausgestaltung der Erfindung nach Bild 5 eine selbstgeregelte Schwerkraftumwälzung möglich (Anspruch 13, Bild 5). Bei dieser Anwendung zirkuliert das Gas alleine wegen der größeren Dichte von kaltem Gas 51 gegenüber warmem Gas 52.
Bei geeigneter Wahl der Strömungswiderstände im Wandsystem kann sich die Strömungsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von dem Temperaturunterschied zwischen Außen- und Innenraum selbstregeln.

Claims (13)

1. Wärmeisolierschicht (Wand) dadurch gekennzeichnet, daß ein Gas Teile der Wand durchströmt.
2. Wärmeisolierschicht (Wand) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durchströmten Teile der Wand Isolierstoffe sind.
3. Wärmeisolierschicht (Wand) nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die durchströmten Teile transparente Wärmedämmstoffe (TWD) sind.
4. Wärmeisolierschicht (Wand) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas in Richtung zum Wärmeren strömt.
5. Wärmeisolierschicht (Wand) nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wasserdampfsperre das durchgeströmte Gas von dem Innenraum trennt.
6. Wärmeisolierschicht (Wand) nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das erwärmte Gas seine Energie teilweise wieder an die Wand zurückgibt.
7. Wärmeisolierschicht (Wand) nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das erwärmte Gas seine Energie an einen Wärmespeicher abgibt.
8. Wärmeisolierschicht (Wand) nach Anspruch 1, 4 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Speicher einen Wärmepumpeneffekt durch Wasserentzug ermöglicht (chem. Speicher).
9. Wärmeisolierschicht (Wand) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das strömende Gas Luft ist.
10. Wärmeisolierschicht (Wand) nach Anspruch 1, 4, 7, 8 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Speicher im Wechsel be- bzw. entladen werden.
11. Wärmeisolierschicht (Wand) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas in einer Hauswand vom Innenraum in Richtung zur Umgebung strömt.
12. Wärmeisolierschicht (Wand) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas in einem geschlossenen Kreislauf zirkuliert.
13. Wärmeisolierschicht (Wand) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwälzung des Gases selbstgeregelt geschieht.
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