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Gegenstand der Erfindung ist ein ein- oder mehrteiliger Abwärmesammelkanal für Wärmepumpen zur Gebäudeheizung, der unter dem Dach des Gebäudes angeordnet ist, in dem einzelne Teile der Wärmepumpe angeordnet sind, in welchem die aus dem Freien von einem Ventilator angesaugte
Luft durch einen vom Dach und einer im Abstand darunter liegenden Verschalung gebildeten Hohlraum oder aus dem Dachraum dem Verdampfer der Wärmepumpe zuführbar ist.
Es ist bekannt, dass Wärmepumpenanlagen einen um so geringeren Leistungsbedarf bzw. um so höheren Ausnutzungsgrad (Leistungsziffer) haben, je geringer die Temperaturdifferenz zwischen jenem Medium ist, dem die Wärme entzogen wird und jenem andern Medium (Heizmedium), dem die Wärme zugeführt wird. Bei einer Gebäudeheizung beispielsweise ist es daher als vorteilhaft bekannt, zur relativen Senkung der Temperatur des Heizmediums, mit Fussbodenheizung zu arbeiten, weil diese gegenüber Radiatoren oder Konvektorenheizungen mit einer niedrigeren Vorlauftemperatur das Auslangen findet. Der Kondensator einer Wärmepumpenanlage kann in Fällen einer Fussbodenheizung daher mit relativ geringerer Temperatur und der Kompressor mit niedrigerem Druck arbeiten.
Zahlreiche Wärmepumpensysteme entnehmen ihre Nutzwärme der Luft, welche im Verdampfer der Wärmepumpe abgekühlt wird. So ist es ebenfalls bekannt, diese den Verdampfer durchströmende Luft einem Dachbodenraum des Gebäudes zu entnehmen und somit die durch die Deckenkonstruktion des Gebäudes in den Dachbodenraum übergehende Verlustwärme nochmals zu nutzen. Trotzdem wird bei dieser bekannten Anordnung der Leistungsbedarf speziell für elektrische Antriebsmotoren so gross, dass bei Aussentemperaturen unter zirka -50C die Gebäudeheizung mittels Wärmepumpen seitens mancher EVU verboten wird.
Bekannt sind weiters solche Wärmepumpensysteme, welche die dem Wärmeentzug mittels des Verdampfers zugeführte Luft durch Kanäle aus der Aussenluft zum Verdampfer führen, welche die Aussenwand oder die Dachfläche umschliessen. Auch Fortluftströme aus dem Gebäudeinnenraum werden in diesem Sinne genutzt.
Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, einen Abwärmesammelkanal der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei dem auch die Fortluft aus dem Gebäudeinneren und die Abwärme des eine Wärmepumpe antreibenden Verbrennungsmotors zuführbar sind.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemässen Wärmesammlers ist es auch vorgesehen, die gesamte Wärmepumpenanlage im Wärmesammler unterzubringen und damit die Abstrahlungswärme auf direktem Wege zu nutzen. Diese Anordnung ist besonders vorteilhaft bei brennkraftmaschinengetriebenen Wärmepumpen wegen der dort erheblichen Strahlungsabwärme. In diesem Falle wird der Wärmesammler gleichzeitig als schallisolierende Umkleidung der Wärmepumpe ausgeführt, wozu dieser auch örtlich erweitert werden kann.
In den Zeichnungen ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise dargestellt. Darin zeigt
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ma des Wärmesammlers.
Fig. l zeigt eine beispielsweise Anordnung eines Abwärmesammeikanals-l-in einem Gebäude --2-- mit Satteldach --3--, welches in an sich bekannter Weise als kaltes Dach zweischalig so ausgeführt ist, dass Aussenluft zwischen den Dachschalen von unten nach oben oder quer strömen kann. Das Gebäude --2-- besitzt einen Heizraum --4-- mit Heizanlage --5-- und einen Kamin - -6--, welcher ausser dem Abgaszug --7-- zur Heizanlage --5-- auch noch Lüfterzüge --8-- für die Heizraumentlüftung und zumindest einen weiteren --9-- für die Küchen- bzw. für die Badent- lüftung --10-- enthält. Weitere Entlüftungszüge für die übrigen Räume sind sinngemäss zu behandeln.
Die Heizanlage kann ersetzt aber auch ergänzt werden durch eine Wärmepumpenanlage - -11--, welche beispielsweise im Keller, hier im Heizraum --4-- aufgestellt ist. Diese Gesamtanordnung entspricht einer im Hochbau sehr weitverbreiteten Art und ist nur beispielsweise, keinesfalls einschränkend, zu verstehen.
Die im Gebäude --2-- anfallenden normalerweise verlorengehenden Wärmemengen werden in einer sehr wirtschaftlichen Art einer Nutzung innerhalb des äusseren Kreislaufes einer Wärmepumpenanlage unter teilweiser Wärmerückgewinnung zugeführt.
Fig. 2 zeigt den Abwärmesammelkanal-l-im schematischen Schnitt, hier mit einem vier-
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eckigen Querschnitt, unter dem Dachgebälk in beliebiger, zweckentsprechender Form, befestigt.
Es ist durch mindestens einen Kanal --13-- mit dem Dachzwischenraum-14-so verbunden, dass die durch die Sonneneinstrahlung unter der südseitigen Dachhaut --15-- erwärmte Luft im Dach- zwischenraum --14-- durch den Kanal --13-- in den Wärmesammler-l-gelangen kann. Der Dachzwischenraum-14-, nach aussen begrenzt durch die Dachhaut --15--, nach unten durch eine Isolierung --17--, wirkt als Sammler für durch Sonneneinstrahlung über die Aussentemperatur erwärmte Luft.
Sie wird je nach Bedarf mittels Öffnen von Absperrelementen --18-- in den Wärmesammler strömen, wobei Kaltluft von unten in den dachtraufenseitig offenen Zwischenraum --14-- nach strömen kann.
Die Dachhaut --15-- in Verbindung mit dem Zwischenraum --14-- und der Isolierung --17-ist als Luft-Sonnenkollektor ausgebildet. Hiezu ist eine lichtdurchlässige Abdeckung --16-- vorgesehen, welche den Konvektionsverlust und Rückstrahlungsverlust beschränkt. Die Isolierung --17-an der Rückseite des Zwischenraumes --14-- verhindert den Wärmeverlust an der Unterseite. Die Dachhaut --15-- ist in an sich bekannter Weise durch absorptionsfördernde Methoden zur weitgehenden Umwandlung der auftreffenden Sonnenstrahlung in Wärme ausgestaltet.
Im übrigen gestattet die Ausbildung der sonnenseitigen Dachhaut als Luft-Sonnenkollektor verschiedene Variationen. Zum Beispiel wird die Anbringung einer lichtdurchlässigen Folie grossflächig dadurch erleichtert, dass als Dachhaut-15-eine wellige Form, beispielsweise ein Wellblech oder ein Welleternit, benutzt wird, auf deren Erhebungen die lichtdurchlässige Folie in einfachster Weise befestigt werden kann. Eine weitere beispielsweise Variation entsteht dadurch, dass die lichtdurchlässige Folie doppelwandig ausgeführt wird. Damit ist der isolierende Luftraum zwischen den beiden Wänden der lichtdurchlässigen Folie gegeben und kann der Zwischenraum --14-zwischen dieser und der Dachhaut --15-- angeordnet werden. Die Isolierung --17-- wäre demnach unmittelbar unter der Dachhaut --15-- vorzusehen.
Im allgemeinen wird es zweckmässig sein, die nach Süden orientierte Dachfläche als Luft-Sonnenkollektor auszubilden. Es wäre aber ohne weiteres denkbar, dass beispielsweise bei extrem flacher Dachneigung auch die gegenüberliegende Dachfläche als Luft-Sonnenkollektor ausgebildet wird.
In diesem Sinne kann auch ein Flachdach oder ein sehr flaches Pultdach analog ausgestattet werden.
Fig. 3 zeigt den Abwärmesammelkanal --1-- schematisch im Längsschnitt. Mindestens ein Zu-
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zu. In den Abwärmesammelkanal-l-wird auch durch Verbindungsstutzen --26-- die Fortluft aus den Entlüftungszügen zugeführt. Verbindungsstutzen --26-- sind in der den Lüftungszügen entsprechenden Anzahl vorgesehen. Ein Ventilator --22-- und mindestens ein Kältemittelverdampfer
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aussen zu dämpfen, ist vor dem Ende des Abwärmesammelkanals --1-- ein Schalldämpfer --23--, beispielsweise ein Relaxationsschalldämpfer bekannter Art, vorgesehen, der gegen Witterungseinflüsse durch beispielsweise eine Flatterjalousie --24--, geschützt ist.
Eine weitere verwertbare Wärmemenge ist das Abgas der Heizanlage --5-- oder der Wärme- pumpenanlage --11--, besonders falls diese beispielsweise brennkraftmaschinengetrieben ist. Die genannten Abgase werden aus dem in den Zeichnungen nicht gezeichneten Abgaszug --7-- über einen Verbindungsstutzen --26-- dem Wärmetauscher --27-- zugeführt. Um diese Abgase nämlich weitgehend abkühlen zu können, ohne durch die bekannten Korrosionserscheinungen Schäden im Wärmesammler und seinen Einbauteilen zu erhalten, werden die Abgase im Abgswärmetauscher --27-- abgekühlt und mit der frei werdenden Restwärme die über den Ventilator angesaugten Luftmengen weiter erwärmt.
Auch die Abstrahlungswärme der Wärmepumpenanlage --11-- wird in vorteilhafter Weise durch die Entlüftung beispielsweise mit dem Entlüftungszug --8-- des Heizraumes verwertet.
In Fig. 3 ist eine weitere Möglichkeit dargestellt. Durch eine zusätzliche Öffnung --28-- strömt Luft aus dem Dachbodenraum in den Abwärmesammelkanal --1--. Die relativ grosse Oberfläche der üblichen Dachbodenräume ergibt zwangsläufig eine gewisse Erwärmung der darin befindlichen Luft. Dieser Wärmeinhalt wird im Sammler --1-- dem Verdampfer --21-- zusätzlich übermittelt.
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In Fig. 2 und 3 sind Regelorgane --32-- dargestellt. Alle diese Regelorgane können zu einem zentralen Steuergerät zusammengefasst werden, das in an sich bekannter Weise beispielsweise durch einen Microprozessor in seinem Regelverhalten allen wärmetechnischen Erfordernissen entsprechen kann.
In diesen einheitlichen Regelkreis kann selbstverständlich auch das Absperrelement --18-gemäss Fig. 2 miteinbezogen werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Ein- oder mehrteiliger Abwärmesammelkanal für Wärmepumpen zur Gebäudeheizung, der unter dem Dach des Gebäudes angeordnet ist, in dem einzelne Teile der Wärmepumpe angeordnet sind, in welchen die aus dem Freien von einem Ventilator angesaugte Luft durch einen vom Dach und einer im Abstand darunter liegenden Verschalung gebildeten Hohlraum oder aus dem Dachraum dem Verdampfer der Wärmepumpe zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass auch die Fortluft aus dem Gebäudeinneren und die Abgase des eine Wärmepumpe (11) antreibenden Verbrennungsmotors über Kanäle (13,26) diesem Abwärmesammelkanal (1) zuführbar sind.