METHOD FOR USING LOW GRADE ENERGY FOR THE HEATING OF BUILDINGS

Abstract: 1. A method for using low grade energy for the heating of buildings having multilayer walls, wherein at least one layer of the walls is heated with a heat-carrying medium containing low grade energy, characterized in that in order to influence heat transfer the outer layer of the walls is heated to a temperature between the internal temperature and the external temperature.

Description: Verfahren zum Beeinflussen des Wärmedurchgangs durch Wandungen von Gebäuden oder Bauteilen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beeinflussen des Wärmedurchgangs durch Wandungen von Gebäuden oder Bauteilen. Die Erfindung betrifft auch eine Wandung zur Durchführung des Verfahrens und ein GebäuÅae mit derartigen Wandungen. Die rationelle Energieausnutzung bei der Beheizung von Gebäuden hängt wesentlich vom Wärmeverlust ab, d.h. von der durch die Wandungen des Gebäudes nach aussen fliessenden WÅarme. Dieser Wärmeverlust wird definiert durch das Produkt aus gesamter Fläche (z.B. Aussenfläche des Gebäudes), Wärmeübergangszahl (der Wandungen) und Temperaturdifferenz zwischen Innentempratur und Aussentemperatur. Da die Fläche der Aussenwandungen eines Gebäudes bei vorgegebenen Abmessungen des Gebäudes kaum reduziert werden kann und die Temperaturdifferenz bei vorgegebener Innentemperatur von Witterungseinflüssen abhängig ist, hat man sich bemüht, die Wärmedurchgangszahl der Wandungen soweit wie möglich zu verringern, z.B. durch mehrschichtigen Aufbau und durch Anordnung einer oder mehrerer Schichten aus isolierendem Material mit geringer Wärmedurchgangszahl. Das ändert jedoch nichts daran, dass zur Beheizung des Gebäudes stets verhältnismässig hohwertige Energie verwendet werden muss, um die Innentemperatur auch bei niedrigen Aussentemperaturen auf dem gewünschten Wert zu halten. Zwar sind in jüngerer Zeit verschiedene Vorschläge gemacht worden, um auch niederwertige Energie zur Beheizung eines Gebäudes auszunutzen, z.B. durch Einsatz von Sonnenkollektoren, Ausnutzung der Wasserwärme u. dgl., das funktioniert jedoch nur so lange, als die Temperaturen der dabei verwendeten Wärmeträger höher als die gewünschten Innentemperaturen im Gebäude liegen. Liegen die Temperaturen niedriger als die gewünschten Innentemperaturen dec Gebäudes, dann kann man zwar Wärmepumpen einsetzen, diese erfordern aber komplizierte Systeme und ausserdem zusätzlich höherwertige Energie in Form von strom¯ Au gebe der Erfindung ist es, niederweri.e energie bei cer Beheizung von Gebäuden oder Bauteilen auszunutzen. Diese Aufgabe wird bei dem Verfahren der eingangs beschriebenen Gattung dadurch gelöst, dass wenigstens eine Schicht der Wandungen mit niederwertiger Energie auf eine Temperatur gebracht wird, die zwischen den auf den beiden Seiten der Wandungen vorhandenen Temperaturen liegt. Bei dem erfindungsgemässen Verfahren wird die niederwertige Energie nicht unmittelbar zur Beheizung des Gebäudes oder des Bauteils eingesetzt sondern zur Reduzierung der Temperaturdifferenz zwischen Innenseite und Aussenseite der Wandung,so dass im Sinne der oben angegebenen Beziehung für den Wärmeverlust bzw. den Wärmedurchgang die Temperaturdifferenz und nicht die Fläche oder die Wärmedurchgangszahl beeinflusst wird. Geht man davon aus, dass Marmeträger- medien für niederwertige Energie in Form von Abluft, Abwasser, Kühlluft, Kühlwasser, Grundwasser u. dgl. in ausreichender Menge zur Verfügung stehen,dann läss sich diese niederwertige Energie auch darm für Beheizungszwecke von Gebäuden oder Rauteiler einsetzen, wenn die Temperaturen des Wärmeträgers- mediums unterhalb der gewünschten Innentemperaturen des Gebäudes liegen. Insbesondere bei Gebäuden mit wenigstens zweischichtien Wandungen kann die jeweils äussere Schicht der Wancunen mil dem Wärmeträgermedium beheizt werden, das eine zwischen Innentemperatur und Aussentemperatur liegende Temperatur aufweist. Wenn beispielsweise die Innen Temperatur des Gebäudes 22GC betrugt und cie AuBen- temperatur 120 C, dann kann mi einem .etrCger- medium, dessen Temperatur ca. 10 C beträgt, die Aussentemperatur der Wandungen im Bereich von 10 C gehalten werden, wodurch sich ein Wärmedurchgang bzw. Wärmeverlust ergibt, der lediglich einer Tem eratur- differenz von ca. 12 C anstatt 34 C ergibt. Das lunktioniert so lange, wie die Temperatur des Wärmeträgermediums höher ist als die tatsächliche Aussentemperatur des Gebäudes. Eine Wandung zur Durchführung des Verfahrens sollte wenigstens in einer Schicht ein Leitungssystem für den Durchfluss des Wärmeträgermediums aufweisen. Handelt es sich um eine Gebäudewandung mit Mauerwerk und äusserer Isolierschicht, dann kann das Leitungssystem zwecksmässig in der Isolierschicht verlegt sein. Wenn das Wärmeträgermedium für die niederwertige Energie nicht ständig zur Verfügung steht, kann ein Gebäude mit den oben beschriebenen Wandungen ausserdem auch einen Speicher für das Wrmetrgermedium aufweisen sowie zu dem Leitungasystem in den Wandungen führende Anschlussleitungen und ggf. eine oder mehrere Pumpen, die das Wärmeträgermedium aus dem Speicher in das Leitungssysteir. der Wandunger. und von aort wieder in den 'reicher oder zu einer anderen Stelle pumpen. vorteilhaft ist auch eine Ausführungsform, bei der i SPeicher wenigstens ein Wärmetauscher angeordnet ist. Dieser Speicher ist z.B. ständig mit Wasser ge-üllt, das bei Bedarf durch das Leitungasystem der Wandungen geführt wird. ber den oder die Wärme- tauscher im Speicher fliessen Wärmetauschermedien anderer Art, z.B. Wasser oder Dampf aus einer Fernwärmeleitung, Wasser aus einem Tiefbrunnen, in Sonnenkollektoren aufgeheiztes Wasser, Abwasser, Kühlwasser, Kühlluft od. dgl., die das im Speicher befindliche Wasser auf eine vergleichsweise niedrige Temperatur erwärmen, die jedoch für den angegebenen Zweck ausreicht. Unter Umständen Kann als Wärmeträger- meaium zur eine Sole verwendet werden. Im folgenden werden in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert; es zeigen: Fig. 1 teilweise einen Ouerschnitt durch eine Gebäude wandung, Fig. 2 in schematischer Darstellung ein System zur Beheizung der Gebäudewand nach Fig. 1 mit niederwertiger Energie. Die in Figur 1 dargestellte Gebäudewandung besteht in ihrem grundsätzlichen Aufbau aus einer Schicht 1 aus tragendem Mauerwerk od. dgl., einer innenseitigen Putzschicht 2, einer äusseren Isolierschicht 3 und einer hinterlüfteten Fassade 4. Die Isolierscnicnt weist ein nur angedeutetes T.eitungssystem 5 au, durch das ei Wärmeträgermedium, beim dargestellten Ausführungsbeispiel Wasser, geführt ist. Ausserdem enthält die Figur 1 Temperaturangaben, r.ä:.lich die Innentemperatur des Gehäuses mit 22 C, die Temperatur der putzschicht 2 mit ca. 20 C, die Temperatur im bergangsbereich zwischen dem Hauer- werk 1 und der Isolierschicht 3 mit ca. 150 C, die Temperatur des durch das Leitungssystem 5 geführten Wärmeträgermediums mit ca. 100 C und die Aussen- temperatur mit ca. - 12 C. Die entsprechenden Temperaturpunkte sind durch eine Linie 6 verbunden, die den Wärmeübergang bzw. den Wärmeverlust durch die Gebäudewandung charakterisiert. Die jeweilige steigung der Linie 6 kann als Mass für den Wärme fluss angesehen werden. Das durch das Leitungssystem 5 geführte Wärmeträgermedium führt niederwertige Energie mit sich, d.h. seine Temperatur liegt zwischen der Innentemperatur im Gebäude und der Aussentemperatur, beim dargestellten Ausführungsbeispiel bei ca. 100 C. Weil die Isolierschicht durch dieses Wärmeträgermedium auf eine über der Aussentemperatur liegende Temperatur erwärmt wird, verringert sich auch der rmedurchgang bzw. Wärmeverlust durch die Wandung insgesamt, weil die für den Wärmeverlust bzw. Wärmeübergang durch die Wandung verantwortliche Temperaturdifferenz entsprechend reduziert wird. olglich braucht zur Beheizung des Gebäudes weniger hochwertige Energie in Form von Kohle, Oel, Strom od.dgl. aufgewendet zu werden. Die vom W > rmetr ger- medium im Leitungssystem 5 mitgelührte niederwertige Energie steht in der Regel in ausreichender Elerge zur Verfügung, weil es sich dabei um Ahfallenergie oder um Energie formen handeln kann, bei denen keine höheren Temperaturen erreichbar sind. In Figur 1 ist mit gestrichelten Linien ausserdem noch eine Linie 7 eingetragen, die den wesentlich grösseren Wärmeverlust bzw. Wärmeübergang durch die Wandung andeuten soll, wenn auf die Erwärmung der Isolierschicht 3 mit niederwertiger Energie verzichtet wird. In Figur 2 ist in der rechten oberen Ecke ein Teil der Gebaudewandung mit dem Mauerwerk 1 und der Isolierschicht 3 sowie dem Leitungssystem 5 dargestellt. Das Leitungssystem 5 ist über eine Anschlussleitung 8 mit einer daran angeordneten Pumpe 9 und über eine Rücklaufleitung 14 an einen im Gebäude installierten Speicher 15 angeschlossen. Von der Anschlussleitung 8 bzw. der Rücklaufleitung 14 gehen Zweigleitungen 10, 11 zu einem Leitungssystem 12 in einer Dachisolierung 13 ab. Die Anschlussleitung 8 und die Rücklaufleitung 14 münden an einem im Speicher 15 angeordneten Wärmerauscher 16. Sie können aber auch direkt in den Speicher münden, der beim dargestellten Ausführungsbeispiel mit Wasser gefüllt ist. Der Speicher 15 enthält wenigstens einen weiteren Wärmeaustauscher, um das im Speicher befindliche wasser auf eine oberhalb der Aussentemperatur liegende Temperatur zu erwärmen. In Figur 2 sind mehrere Möglichkeiten angedeute-, wie cas im Speicher 15 befindliche Wasser erwsrmt werden kann, nmlich über einen Wirmetauscher 17, der an ein ernwrmesystem angeschlossen ist und/oder vom Kühlwasser eines Kraftwerkes od. dgl. durchstrimt ist, oder über einen Wärmetauscher 18, der von aus einem Brunnen mit Hilfe einer Pumpe 20 geförderten Grundwasser durchströmt ist, oder über einen Wärmetauscher 21, der an einen Sonnenkollektor 22 auf dem Dach des Gebäudes und/oder an ein Abluftsystem 23 angeschlossen ist. In allen Fällen wird das im Speicher 15 befindliche wasser mit niederwertiger Energie auf Temzeraturen aufgeheizt, die oberhalb der Aussentemperatur liegen und in der Regel unterhalb der gewünschten Innentemperatur des Gebäudes liegen. Das bedeutet, dass die Temperatur im Speicher 15 zwischen 10 und 200C liegt. Wird das im Speicher 15 befindliche Wasser entweaer direkt oder über den Wärmetauscher 16 den Leitungssystemen 5 bzw. 12 zugeführt, dann kann dadurch der Wärmeverlust durch Wandung und Dach des Gebäudes erheblich reduziert werden und kann dementsprechend bei der Beheizung des Gebäudes an nochwertiger Energie gespart werden. Bei Verwendung der Erfindung zur Energieeinsparung an Gebäuden sind zwei verschiedene Ausführungen möglich, je nach Anbringung der Wärmeisolierung innen oder aussen. 1) .ärmeisolierung innen. Durch Beheizung auf der Aussenseite der M > ärme- isolierung wird die Isolierung von Aussenflächen möglich, da eine Taupunktkondensation in der Iso ierschicht nicht auftreten kann. Die Taupunk.t- kondensation erfolgt trotz Isolierung wie bisher im diffusionsaktiven Aussenmauerwerk. 2) Wärmeisolierung aussen. Die Beheizung der Aussenwand bzw. Aussenflächen kann ausserhalb der Isolierung je nach Menge der zur Verfügung stehenden Niedertemperaturenergie erfolgen. Mittels Optimierung kann hier von Fall zu FAll die wirtschaftlichste Einsatzstelle ermittelt werden.

Claims: Anspruche: 1. Verfahren zum Beeinflussen des Wärmedurchgangs durch Wandungen von Gebäuden oder Bauteilen, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Schicht der Wandungen mit niederwertiger Energie auf eine Temperatur gebracht wird, die zwischen den auf den beiden Seiten der Wandungen vorhandenen Temperaturen liegt. 2. Verfahren nach Anspruch 1, insbesondere zum Aus nutze niederwertiger Energie bei der Beheizung vDn Gebäuden mit wenigstens zweischichtigen Wandungen, dadurch gekennzeichnet, da' die jeweils unsere Schicht der Wandungen mit einem W > rmetr-ger- medium erw rmt wird, das eine zwischen Innen temperatur und Aussentemperatur liegende Temperatur aufweist. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, dass als Wsrmeträgermedium für die niederwertige Energie Abluft, Abwasser, Kühlluft, Kühlwasser, Grundwasser od. dgl. verwendet wird. 4. Wandung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Anspruche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Schicht (3,13) ein Leitungssystem (5,12) für den Durchfluss des Wärmeträgermediums verlegt ist. 5. Wandung nach Ansrruch 4, insbesondere Geb udewandung mit Mauerwerk und unserer Isolierschicht, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitungssystem (5) in der Isolierschicht (3) verlegt ist. 6. Gebäude mit Wandungen nach den Ansprüchen 4 oder 5, gekennzeichnet durch einen Speicher (15) für das Wärmeträgermedium, zu dem Leitungssystem (5,12) in den Wandungen führende Anschlussleitungen (8,14) und ggf. eine oder mehrere Pumpen (9). 7. Geb ude nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Speicher (15) wenigstens ein Wärmetauscher (16,17,18,23) angeordnet ist.

Inventors: SCHILLING, HEINZ
Applicants: SCHILLING, HEINZ
Application year: 1981
Main classification: E04B1
IPC codes: F24J2, E04B1, F24D11