DE8031975U1 - Absorberdach - Google Patents

Description

DIPL-ING.JOACHIM HELMS · · j

PATE NTANWALT *' *' Nymphenburger Straße

Telefon 089/187011 Telegrammadresse: Pathelms

1011

Michael Piller, 8229 Piding

Absorberdach

Die Erfindung betrifft ein Absorberdach gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die fortschreitende Verknappung der fossilen Brennstoffe zwingt zur Nutzung anderer Energieformen, wie z. B. der Solarenergie, der Windenergie, der Abwärme von Industrie und Haushalten usw., in Verbindung mit einer Wärmepumpe.

Dabei sind mit der Nutzung dieser Energieformen Probleme verbunden, die eine technisch sinnvolle Verwendung bisher nur in Ausnahmefällen wirtschaftlich vertretbar erscheinen lassen.

Die Wärmegewinnung aus dem Grundwasser oder aus dem Erdreich ist insoweit problematisch, als das Wärmereservoir bei dicht bewohnten Gebieten begrenzt ist. Eine übermäßige Abkühlung des Erdreiches würde zu unvertretbaren Folgen für Flora und Fauna führen.

Eine sinnvolle Wärmegewinnung stellt die Kombination der Gewinnung von Abwärme von Haushalten oder Industrie und der Gewinnung von Wärme aus der ümgebungsluft in Verbindung mit der Sonneneinstrahlung dar, wobei sich insbesondere geneigte Dachkonstruktionen als vorteilhaft erwiesen haben.

Zu diesem Zweck wurde bereits ein Bausatz für Klimadächer vorgeschlagen (DE-OS 2 733 899) , bei dem z. B. auf dem Dach eines Hauses haarnadelförmig verlegte Leitungen aus einem gut wärmeleitenden Werkstoff, wie z. B. Kupfer, an eine auf den Dachfirst angeordnete Sanmelleitung" angeschlossen sind. Die haarnadelförmigen Rohre verlaufen senkrecht zur Sammelleitung, wobei die Krümmungsstelle jeder Leitung gegen die Dachtraufe gerichtet ist. Unter den Rohren sind überlappende Bahnen bildende Auflagebleche angeordnet, die im Abstand voneinander vom First zur Dachtraufe, verlaufen. Zwischen den Auflageblechen sind Abdeckbleche angeordnet, die den Zwischenraum zwischen den Auflageblechen überbrücken. Die Auflagebleche und/oder die Abdeckbleche besitzen Abstands- und Haltemittel, die einerseits den Wärmeübergang von den Blechen auf die Leitungen ermöglichen und andererseits den ersehnten Abstand der Oberfläche der Abdeckbleche von den Auflageblechen selbsttätig sichern.

Bei einem derartigen Klimadach besteht jedoch der Nachteil, daß, bedingt durch das Erfordernis der guten Wärmeleitfähigkeit des Rohrmaterials/sich das Wärmeträgerfluid schnell erwärmt und entsprechend schnell wieder abkühlt. Hierdurch bedingt ist für einen Wärmepumpenbetrieb ein entsprechend großer

Pufferspeicher erforderlich. Weiter weist das bekannte Klimadach den Nachteil auf, daß die Rohre nur bei einer bestimmten Temperatur eng an den Abdeck- bzw. Auflageblechen anliegen. Bei zunehmender Erwärmung bildet sich auf Grund der unterschiedlichen Wärmeausdehnungen von Auflagebzw. Abdeckblechen und Rohren zwischen den Blechen und den Rohren ein Luftspalt, wodurch die Wärmeleitung wesentlich verschlechtert wird.

Ein weiterer Nachteil des bekannten Daches besteht darin, daß auf Grund der vorgefertigten Bauelemente nur die gängigen Dachformen für ein derartiges Klimadach geeignet sind.

Schließlich ist das bekannte Klimadach auf Grund der verwendeten Materialien teuer.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Dach der eingangs genannten Art zu schaffen, das die oben genannten Nachteile nicht aufweist, d. h., mit der Erfindung soll ein Dach geschaffen werden, das einen gleichmäßigeren Temperaturverlauf aufweist, sodaß die Größe des Pufferspeichers beim Wärmepumpenbetrieb verkleinert werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

So besteht gemäß Anspruch 2 das Rohrregister aus mehreren, getrennt dem Wärmepumpensystem zuführ-

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baren, parallel zum Dachfirst verlaufenden Rohrschlangen.

Durch diese Anordnung ist es möglich, da die Temperatur des Wärmeträgerfluids von den oberen Rohrschlangen zu den unteren Rohrschlangen hin abnimmt, jeweils die temperaturmäßig günstigsten Rohrschlangen den Wärmepumpenbetrieb und die übrigen Rohrschlangen einer anderen Verwendung, wie z. B. der Brauchwassererwärmung zuzuführen.

Gemäß Anspruch 3 sollen die Rohre des Rohrregisters aus vernetztem Polyäthylen bestehen. Dies bedeutet gegenüber Kupferrohren nicht nur eine bedeutende Kostenersparnis, sondern verhindert ebenfalls eine Spaltbildung zwischen der Wärmeleitmasse und den Rohren.

Die Rohrschlangen werden in vorteilhafter Weise mittels Klemmschellen an einem Baustahlgewebe befestigt, das auf der Dachisolierung angeordnet ist. Hierdurch wird die Position der Rohre auf dem Dach sQ":ffestgelegt, daß ihre obere Kante bündig mit der auf dem Baustahlgewebe angeordneten Wärmeleitmasse abschließt. Zwischen den Rohren sind in der Wärmeleitmasse Befestigungslatten zur Befestigung der jeweiligen Dachabdeckung angeordnet. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise ein einfacher Aufbau des Daches gewährleistet, wobei die Grundkonstruktion des Daches im wesentlichen beibehalten werden kann und nur wenige, relativ billige Zusatzbauteile erforderlich sind. Dies ermöglicht ebenfalls die Anwendung des erfindungsgemäßen Daches bei bereits bestehenden Bauten.

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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des Daches,

teilweise geschnitten; Fig. 2 einen Querschnitt durch das Dach längs

der Linie II-II von Fig. 1.

In Figur 1 ist eine Aus f ührungs form des Absorberdaches 10 perspektivisch, teilweise geschnitten dargestellt. Man sieht die gewöhnlich bei einer Dachkonstruktion verwendete Sparrung 12 mit den darauf parallel zum Dachfirst 14 verlaufenden, befestigten Dachlatten 16, auf denen, wie üblich Dachpappe 18 angeordnet ist. Auf der Dachpappe 18 befindet sich eine Polyäthylenfolie 20, die mit einer darüber angeordneten Isolierung 22 aus Kunststoffschaum kalt verschweißt ist. Die Isolierung 22 hat gewöhnlich eine Stärke von 2 bis 4 cm und besteht aus Polyurethanschaum in Plattenform.

Auf der Isolierung 22 ist ein Baustahlgewebe 24, ζ. B. von der Qualität Q 130 verlegt. Auf dem Baustahlgewebe 24 sind die Rohrschlangen 26 aus vernetz tem Polyäthylen haarnadelförmig so verlegt, daß sie parallel zum Dachfirst verlaufen und die jeweiligen Krümmungssteilen 30 der einzelnen Rohre 28 gegen die Giebel 32 gerichtet sind.

Die -Rohre 28 sind in einzelne Kreisläufe 26a, 26b, 26c unterteilt, die wahlweise einzeln oder gemeinsam für den Wärmepumpenbetrieb oder die direkte Wärmenutzung geschaltet werden können. So ist das

Wärmeträgerfluid 34 in dem den Dachfirst 14 am nächsten liegenden Kreislauf 26 a gewöhnlich am wärmsten und das Wärmeträgerfluid 34 in dem der Dachtraufe 36 am nächsten liegenden Kreislauf 26c am kältesten.

Die Rohre 28 werden mit Klemmschellen 38 auf dem Baustahlgewebe 24 festgelegt. Diese Befestigung ist sehr einfach und stellt sicher, daß die Rohre 28 über das gesamte Rohrregister 40 den gleichen Abstand vom Baustahlgewebe 24 aufweisen. Der Abstand ist so bemessen, daß die äußere obere Kante der Rohre 28 bündig mit der Oberfläche der Wärmeleitmasse 42 abschließt. Die Klemmschellen 38 bestehen aus Kunststoff und sind X-fömig ausgebildet, wobei die Schenkel des"X" zum Erfassen und Festlegen der Rohre 28 und zur Befestigung an dem Baustahlgewebe 24 leicht nach innen gekrümmt sind.

Zwischen den einzelnen Rohrschlangen 26 des Rohrregisters 40 sind Befestigungslatten 44 für die jeweilige Dachabdeckung 46 angeordnet. Die Befestigungslatten 44 haben eine solche Querschnittsabmessung, z. B. von 70 mm mal 30 mm, daß sie ebenfalls bündig mit der Oberfläche der Wärmeleitmasse 42 abschließen und verlaufen parallel zu den Rohrschlangen 26. Die Befestigungslatten 44 unterstützen ebenfalls die Aufbringung der Wärmeleitmasse 42.

Auf dem Baustahlgewebe 24 ist die Wärmeleitmasse so angeordnet, daß sowohl die Rohre 28, als auch die Befestigungslatten 44 vollständig in der Wärmelei tmasse eingebettet sind. Die Wärmeleitmasse 42 besteht aus .

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Sand mit einer Korngröße von etwa 0,3 bis 0,5 mm, etwa 77 Gew.% bis 78 Gew.% Zement, etwa 17 Gew.% bis 18 Gew.% Aluminiumspänen von 0,4 bis 0,6 mm,etwa 3 Gew.% bi 4 Gew.% H₂O, etwa 2 Gew.% bis 3 Gew.% Farbe

und etwa 0,5Gew.% bis 1 Gew.% Estrichkomponente.

Der Wärmeausdehnungskoeffizient der Wärmeleitmasse entspricht etwa dem der Rohre 28, sodaß sichergestellt ist, daß die Rohre 28 immer mit der Wärmeleitmasse 42 in engem Kontakt stehen. Die Wärmeleitmasse wird als breiige Mischung auf das Baustahlgewebe 24 aufgebracht und bindet dort nach einer bestimmten Zeit ab.

Auf die Befestigungslatten 44, die bündig mit der Wärmeleitmasse 42 und dem Rohrregister 40 abschließen, wird die jeweilige Dachabdeckung 46 in Form von Blechen, Schindeln ect., aufgebracht.

Beim Betrieb erwärmt sich das Wärmeträgerfluid 34 in den Rohren 28 und die Wärmeleitmasse 42 durch die Sonneneinstrahlung und die Abwärme des Gebäudes. Das Wärmeträgerfluid 34 wird zum Verbraucher geführt, gibt dort seine Wärme ab, und gelangt zurück zum Rohrregister 40. Die Wärmeleitmasse 42 dient hier als zusätzlicher Wärmespeicher und erwärmt das Wärmeträgerfluid 34 erneut, auch wenn die Umgebungstemperatur , bzw. die Sonneneinstrahlung nicht mehr vorhanden ist. Auf diese Weise kühlt sich das Wärmeträgerfluid 34 sehr langsam ab, wodurch der Pufferspeicher (nicht gezeigt) verkleinert werden kann.

Die Erwärmung des Wärmeträgerfluids 34 nach erfolgter Abkühlung erfolgt dagegen nicht wesentlich langsamer

als bei gewöhnlichen Konstruktionen, da die Rohre 28 bündig mit der Oberkante der Wärmeleitmasse 42 abschließen und somit mit der Dachabdekkung 46 direkt in Berührung stehen.

Mit dem erfindungsgemäßen Absorberdach ist es möglich, alle möglichen Dachformen auszubilden. Die Energieeinsparung gegenüber herkömmlichen Heizungen liegt zwischen 50% und 80%, wobei die Herstellungskosten gegenüber bekannten Konstruktionen um etwa 50% geringer sind.

Claims (4)

1. SCHUTZANSPRUCHE

   1 · ■ Absorberdach zum Anschluß an eine Wärmepumpe mit einem zwischen der Isolierung einer üblichen Dachkonstruktion mit der üblichen Dachabdeckung angeforderten Rohrregister für ein Wärmeträgerfluid, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrregister (40) in eine Wärmeleitmasse (42), bestehend aus Sand mit einer Korngröße von etwa 0,3 bis 0,5 mm, etwa 77 Gew.% bis 78 Gew.% Zement, etwa 17 Gew.% bis 18 Gew.% Aluminiumspänen von 0,4 mm bis 0,6 mm, etwa 3 Gew.% bis 4 Gew.% H₃O, etwa

   2 Gew.% bis 3 Gew.% Farbe und etwa 0,5 Gew.% bis 1 Gew.%. Estrichkomponente, eingebettet ist.
2. 2. Absorberdach nach Anspruch 1,

   dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrregister (40) aus mehreren, getrennt dem Wärmepumpensystem zuführbaren, parallel zum Fachfirst (14) verlaufenden

   -2-

   Rohrschlangen (26) besteht.
3. 3. Absorberdach nach Anspruch oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (28) des Rohrregisters (40) aus vernetztem Polyäthylen bestehen.
4. 4. . Absorberdach nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

   - daß die Rohre (28) mittels Klemmschellen (38) an einem auf die Isolierung aufgebrachten Baustahlgewebe (24) befestigt sind, wobei die Klemmschellen (38) den Abstand der Rohre (28) vom Baustahlgewebe (24) so festlegen, daß die Rohre (28) bündig mit der Oberfläche der Wärmeleitmasse (42) abschließen,

   - daß zwischen den Rohren (28) Befestigungslatten (44) zur Befestigung der jeweiligen Dachabdeckung (44) angeordnet sind, und

   - daß die Wärmeleitmasse (42) auf dem Baustahlgewebe (24) angeordnet ist.