HEAT RECOVERY SYSTEM FOR BUILDINGS

Abstract: 1. Heat recovery arrangement for buildings having a space (3) formed by two shells (1, 2) of an outer wall of a roof construction, respectively, which space (3) is connected with an evaporator of a heat pump (4) through an air fedding conduit, the outlet conduit of said evaporator of said heat pump (4) leading back to said space (3) and a closed circuit existing between said evaporator and said space (3), characterized in that the outer shell (1) is provided with a first heat insulating layer (1') directed to the inner shell (2) and that said inner shell (2) is provided with a second heat insulating layer (2') directed to said outer shell (1).

Description: "Wärmerückgewinnungsheizsystem für Gebäude in Verbindung mit einer Wärmepumpe Die Erfindung betrifft ein Wärmerückgewinnungsheizsystem für Gebäude in Verbindung mit einer Wärmepumpe. In Anbetracht der immer knapper werdenden natürlichen, bisher traditionell genutzten Energiequellen sind in den letzten Jahren Heizsysteme ins Gespräch gekommen, die durch das Prinzip der Wärmerückgewinnung den Wärmeinhalt physikalischer Aggregatzustände ausnutzen und daher teilweise die traditionellen Energiequellen substituieren sollen. Kernstück dieser Energiegewinnungsverfahren stellt die Wärmepumpe dar, deren Verfahrensweise nach vorherrschender Meinung als energiesparend und umweltfreundlich gilt. So sind Wärmerückgewinnungsheizsysteme in Verbindung mit Wärmepumpen bereits in vielfältiger Form bekannt. Bei der Anwendung dieser Systeme für den Hausbau, insbesondere für die Verwertung der von den Gebäudemauerwerken (Schalen) abgegebenen Wärmemengen ist man bisher so vorgegangen, dass ein zweischaliges Mauerwerk (Sandwichbauweise) errichtet wurde. Dabei wurde zwischen der äusseren und inneren Schale eine innenliegende Wärmedämmschicht eingebracht. Zur Energiegewinnung wurde der äusseren Schale Wärme entzogen und der inneren Schale Wärme über eine Wärmepumpe wieder zugeführt. Der Nachteil bei diesem Energiegewinnungssystem liegt darin, dass die Temperatur in der Aussenschale sehr stark abgesenkt wird und daher ein erhöhter Wärmefluss von innen nach aussen feststellbar ist. Die abfallende Aussemtemperatur hat zur Folge, dass die Wärmepumpe mit einem relativ schlechten Wirkungsgrad arbeitet. Eine Wärmerückgewinnung der irreversiblen Verluste der durch Fenster und Türen entweichenden Wärmemengen und eine Rückgewinnung der Lüftungsverluste ist hierbei nicht möglich. Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, auch diese bisher unabwendbaren Wärmeverluste gering zu halten und zusätzlich durch wärmerückgewinnun+7erwertbar zu machen. Die Lösung der Aufgabe besteht darin, dass auf der Aussenschale eine Wärmedämmschicht und auf der Innenschale eine weitere Wärmedämmschicht angebracht ist, dass die im Zwischenraum zwischen den Wärmedämmschichten enthaltene Luft als Wärmeträgermedium für eine Wärmepumpe verwendet wird, dass die Wärmepumpe in an sich bekannter Weise der im Zwischenraum befindlichen Luft Wärme entzieht und dass die Wärmepumpe die abgekühlte Luft zur Wärmeaufnahme erneut dem Zwischenraum zuführt. Durch die im Hauptanspruch dargestellte Lösungsmöglichkeit der zweischaligen Bauweise mit zwei Wärmedämmschichten und der im Zwischenraum zirkulierenden und wärmeentziehbaren Luft werden die bei der üblichen Sandwichbauweise auftretenden Wärmemengenverluste herabgesetzt. Eine zusätzliche Wärmequelle ist bei dem vorgeschlagenen Heizsystem entbehrlich. Durch die im ersten Unteranspruch aufgeführte bauliche Konstruktion eines vorgefertigten Wärmedämmkörpers wird ausserdem bei der Bauausführung des der Erfindung zugrunde gelegten Erfindungdgedankens eine problemlose, zeit- und kostensparende Montage von Wärmedämmschichten erzielt. Die im Kreislauf integrierten Fenster sind vorteilhafterweise so ausgeführt, dass sie selbst beim Lüften der Innenräume den Wärmepumpenkreislauf durch Wärmezufuhr aufwärmen und dadurch den Wirkungsgrad der Wärmepumpe erhöhen. Der Erfindungsgedanke wird durch folgende Beschreibung näher erläutert, und es wird dabei auf die Figuren bezug genommen. Figur 1 zeigt schematisch anhand eines Gebäudequerschnitts Prinzip und Ausführung des Erfindungsgedankens. Figur 2 zeigt schematisch den Aufbau einer zweischaligen Wand und den beispielhaften Verlauf von Temperatur zuständen in den Schichten. Figur 3 zeigt schematisch Aufbau und Wirkungsweise eines in den Kreislauf integrierten Fensters. Figur 4 zeigt in isometrischer Darstellung zwei Wärme dämmkörper in Fertigbauweise. Gemäss Figur 1 ist auf einer Aussenschale 1 eine Wärmedämmschicht 1' und auf einer Innenschale 2 eine Wärmedämmschicht 2' angeordnet, wobei zwischen den beiden Dämmschichten ein Zwischenraum 3 (Luftkanal) vorhanden ist. Dieser Luftzwischenraum bzw. die darin befindliche Luft wird als Wärmeträgermedium für eine Wärmepumpe 4 benutzt. Diesem Wärmeträger wird durch die Wärmepumpe 4 in bekannter Weise Wärme entzogen. Die Wärmepumpe 4 kann dabei in einem beheizten Raum, im Weller, auf dem Dach oder ausserhalb des Gebäudes montiert werden. Die durch die Wärmepumpe abgekühlte Luft wird in den Zwischenraum 3 geführt. Durch die von der Innenschale 2 nach aussen abgegebene Wärmemenge wird die in Zwischenraum 3 befindliche Luft aufgeheizt und erneut der Wärme pumpe 4 zugeführt. Durch die Wärmepumpe 4 wird dann wiederum eine konventionelle Fussbodenheizung 5 oder eine nicht dargestellte Warmluft- oder Warmwasserheizung mit höherer Temperatur beschickt. Durch die Isolierung der Aussenschale treten durch den geringen Temperaturunterschied nach aussen nur geringe Energieverluste auf. Diese Verluste können durch die Antriebsenergie der Wärmepumpe 4, die auch in Wärmeenergie umgewandelt wird, voll ausgeglichen werden. Da bei dem vorliegenden Heizsystem in den meisten Tagen der Heizperiode genügend überschusswärme produziert wird, kann diese Überschusswärme in an sich bekannter Weise in einem Wärmereservoir 6 für die Versorgung z.B. eines Brauchwasserspeichers 7 gespeichert werden. Das Reservoir 6 ermöglicht des weiteren die Entnahme von Wärmeenergie für die Bereitstellung von Wärmemengen bei kurzfristigen ungünstigen Betriebsbedingungen der Wärmepumpe. In der Aussenschale 1 sind Lüftungsklappen 8 vorgesehen, die über eine Thermostatregelung dann geöffnet werden, wenn die Aussentemperatur erheblich über der im Zwischenraum 3 befindlichen Luft liegt, so dass durch die Öffnungen die abgekühlte Luft ins Freie gelangt und die wärmere Aussenluft in den Wärmepumpenkreislauf gelangen kann. Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der zweischaligen Wand, wobei zusätzlich angenommene Temperatursprünge von der Aussenschale 9 bis zum Innenraum eingezeichnet sind. Anhand dieses Beispiels wird deutlich, dass gegenüber der üblichen Sandwichbauweise die durch die hohen Temperaturunterschiede zwischen Aussenund Innenschale auftretenden Wärmeflüsse gemäss der im Luft zwischenraum 10 befindlichen und an der Wärmepumpe einstellbaren Wärmeträgertemperatur auf einen geringen Betrag reduziert werden können. In Figur 3 ist das Prinzip des Wärmeflusses innerhalb eines in den Wärmekreislauf integrierten Fensters dargestellt. Das Fenster besteht aus zwei kompletten Isolierglasfenstern 11 und 12, die zu einem Rechteck geformt, an den Seiten geschlossen und oben und unten für den Luftdurchlass geöffnet sind. Diese Anordnung des Fensters besitzt den Vorteil, dass die von innen nach aussen strömende Warmluft in den Luftzwischenraum 13 angesaugt wird und somit die im Wärmepumpenkreislauf befindliche Luft weiter aufwärmt. In Figur 4 sind Vorrichtungsgegenstände für die Ausführung des Erfindungsgedankens wiedergegeben. Es handelt sich dabei um einen aus Schaumstoff bestehenden Wärmedämmkörper 14, der mit einer inneren und äusseren Wärmedämmschicht 14' bzw. 14'' versehen ist und in der Mitte den für den Luftdurchlass erforderlichen Zwischenraum (Lüftungsquerschnitt) aufweist. Der Steg 15 dient zur Versteifung des relativ grossformatigen Wärmedämmkörpers. Diese modularen Bauelemente können in einfacher Weise während der Bauausführung zwischen den Schalen aufeinander gesetzt werden. Für die rechtwinklige Luftführung ist ein ebenfalls modulares Eckelement 16 entwickelt, das den Obergang von horizontaler in die vertikale Luftführung bzw. umgekehrt ermöglicht. Diese Wärmedämmkörper können nicht nur zwischen den Schalen, sondern auch unter dem Fussboden und unter dem Dach verlegt werden. Damit ist innerhalb des Wärmepumpenkreislaufs eine einwandfreie Luftführung gewährleistet. Als besonders fortschrittlich erweist sich die Erfindung bei der Altbausanierung. Werden nämlich in einem definierten Abstand um den Altbau Wärmedämmkörper nach der vorliegenden Erfindung montiert, so lässt sich das gleiche Heizsystemprinzip in Verbindung mit einer Luft-Luft- oder Luft-Wasser-Wärmepumpe anwenden.

Claims: Patentansprüche: 1. Wärmerückgewinnungsheizsystem für Gebäude in Verbindung mit einer Wärmepumpe t d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass auf der Aussenschale (1 eine Wärmedämmschicht (1') und auf der Innenschale (2) eine weitere Wärmedämmschicht (2') angebracht ist, dass die im Zwischenraum (3) zwischen den Wärmedämmschichten (1',2') enthaltene Luft als Wärmeträgermedium für eine Wärmepumpe(4) verwendet wird, dass die Wärmepumpe (4) in an sich bekannter Weise der im Zwischenraum (3) befindlichen Luft Wärme ent zieht und dass die Wärmepumpe (4) die abgekühlte Luft zur Wärmeaufnahme dem Zwischenraum (3) erneut zuführt. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Wärmedämmschicht aus Schaumstoff vorgefertigte Wärme dämmkörper (14,15, ) vorgesehen sind, die eine innere und äussere Wärmedämmschicht (14',14'') und einen Lüftungs querschnitt (14''') für die Luftführung besitzen. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichllet, dass im Wärmepumpenkreislauf Fenster integriert sind, die jeweils aus zwei einzelnen gleichartigen Isolierglasfenstern (11,12, - bestehen und ein an den Seiten geschlossenes Recht eck bilden und dessen Luftzwischenraum (13) einen ähnlichen Querschnitt wie der Zwischenraum (3 5 des Wärmepumpen kreislaufs aufweisen. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Wärmepumpenkreislauf thermostatgesteuerte Lüftungsklap pen (8 ¯¯ ) enthalten sind, die bei höherer Aussentempera- tur gegenüber der Wärmeträgertemperatur geöffnet werden, so dass wärmere Aussenluft in den kälteren Wärmepumpenkreislauf einfliessen kann.

Inventors: SAALFELD, WALTHER
Applicants: SAALFELD, WALTHER
Application year: 1981
Main classification: F24D11
IPC codes: F24D5