DE202011108422U1 - Thermal solar system for the air conditioning of buildings with independent, decentralized solar distribution network - Google Patents

Thermal solar system for the air conditioning of buildings with independent, decentralized solar distribution network Download PDF

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Abstract

Thermische Solaranlage zur Klimatisierung insbesondere zum Beheizen von Räumen oder Gebäuden, vorzugsweise in Mehrfamilienhäusern, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein dezentraler thermischer Solarkollektor (1) und mindestens ein dezentraler Heizkörper (2) an ein solares Verteilnetz (3) angeschlossen werden, so dass ein vom konventionellen Heizungssystem unabhängiger Betrieb einzelner Heizkörper oder thermischer Solarkollektoren möglich ist.Thermal solar system for air conditioning, in particular for heating rooms or buildings, preferably in apartment buildings, characterized in that at least one decentralized thermal solar collector (1) and at least one decentralized heating element (2) are connected to a solar distribution network (3), so that one of the conventional heating system independent operation of individual radiators or thermal solar collectors is possible.

Description

Die Erfindung betrifft eine thermische Solaranlage zur Klimatisierung, insbesondere zum Beheizen, von Gebäuden, die ein vom konventionellen Heizkreislauf unabhängiges Verteilnetz für Wärme aufweist.The invention relates to a thermal solar system for air conditioning, in particular for heating, of buildings, which has a heat distribution system independent of the conventional heating circuit.

Üblicherweise werden in Europa Solaranlagen in Kombination mit einer Nachheizung zur Warmwasserbereitung eingesetzt, da hierbei niedrigere Wärmegestehungskosten erzielt werden können als bei Solaranlagen zur Raumheizungsunterstützung. Dabei sind in Mehrfamilienhäusern durchaus Konzepte bekannt, die ein ausschließliches Trinkwarmwasserverteilnetz für Solarwärme aufweisen. In den Wohneinheiten erfolgt dezentral die Nachheizung auf Solltemperatur bei nicht ausreichendem Strahlungsangebot.Usually solar systems are used in Europe in combination with a reheating for hot water, as this lower heat production costs can be achieved than in solar systems for space heating support. Concepts are well known in apartment buildings, which have an exclusive drinking water distribution network for solar heat. In the residential units, the afterheating is decentralized to the setpoint temperature if there is insufficient radiation.

Die Raumheizung hat jedoch einen höheren Anteil am Gesamtwärmebedarf als die Trinkwarmwasserbereitung. Auch bei sanierten und durchschnittlich gedämmten Gebäuden liegt der Anteil der Gebäudebeheizung bei über 60% des Gesamtwärmebedarfs, bei schlechter gedämmten Gebäuden sogar noch darüber. Die Deckung wesentlicher Anteile der Energieversorgung durch solare Wärme kann deshalb nur durch Konzepte zur Raumheizungsunterstützung erreicht werden. Daher werden Solaranlagen in zunehmendem Maße auch zur Unterstützung der Raumheizung eingesetzt.However, the space heating has a higher proportion of the total heat demand than the domestic hot water. Even in renovated and average insulated buildings, the proportion of building heating is more than 60% of the total heat demand, in poorly insulated buildings even higher. The coverage of substantial shares of the energy supply by solar heat can therefore only be achieved by concepts for space heating support. Therefore, solar systems are increasingly used to support the space heating.

In so genannten Kombisystemen stellen solarthermische Kollektoren gleichzeitig Wärme für die Trinkwarmwasserbereitung und die Raumheizung zur Verfügung. In der Regel unterstützen sie dabei einen zweiten Wärmeerzeuger, der bei geringem Solarwärmeangebot anderweitig Wärme bereitstellt. Diese Kombisysteme werden in Europa meist mit Flüssigkeiten betrieben und auf dem Dach oder an der Fassade angeordnet.In so-called combi systems, solar thermal collectors provide heat for DHW heating and space heating at the same time. As a rule, they support a second heat generator, which otherwise provides heat with low solar heat supply. These combination systems are usually operated in Europe with liquids and arranged on the roof or on the facade.

Hierbei werden hauptsächlich voneinander abhängige Verteilsysteme realisiert, bei denen Solarwärme und Nachheizwärme durch ein Verteilnetz im Gebäude verteilt werden. Aufgrund des geringeren Strahlungsangebotes während der Heizsaison und des relativ hohen Temperaturniveaus in den meisten Heizungskreisläufen ist aber von spezifischen Kollektorerträgen unter 150 bis 200 kWh pro m2 Kollektorfläche auszugehen.This mainly interdependent distribution systems are realized in which solar heat and Nachheizwärme be distributed through a distribution network in the building. Due to the smaller amount of radiation available during the heating season and the relatively high temperature level in most heating circuits, however, specific collector yields of between 150 and 200 kWh per m 2 of collector area are to be assumed.

EP 0647818 B1 beschreibt solch ein Heizungssystem mit zentralem Wärmeerzeuger, Dreileiter-Wärmeverteilung und dezentralen Wärmeübergabestationen an die Wohneinheiten. Die drei Verteilleitungen befinden sich auf unterschiedlichen Temperaturniveaus und übergeben etagenweise die Wärme an Heizkreise und Warmwasserkreise. Solarkollektoren werden mittels einer Übergabestation an das Verteilnetz angeschlossen. Durch die drei Temperaturniveaus in der Wärmeverteilung wird der Solarertrag zwar gesteigert, aber die Nutzung der Solarwärme verlangt weiterhin den Betrieb des Gebäudeverteilnetzes. EP 0647818 B1 describes such a heating system with central heat generator, three-wire heat distribution and decentralized heat transfer stations to the housing units. The three distribution lines are located at different temperature levels and hand over the heat to heating circuits and hot water circuits on a floor-by-floor basis. Solar collectors are connected to the distribution network by means of a transfer station. Although the solar yield is increased by the three temperature levels in the heat distribution, the use of solar heat continues to require the operation of the building distribution network.

EP 2312223 A2 beschreibt einen Solarkreislauf mit Pufferspeicher und ein von dort ausgehendes solares Verteilnetz, dem über ein Vier-Wege-Ventil ein Kombiheizgerät mit Brenner parallel geschaltet wird, so dass beide Vorläufe bedarfsgerecht miteinander gemischt werden. Der Austritt des Vier-Wege-Ventils geht entweder auf eine Frischwasserstation zur Warmwasserbereitung oder in den Heizungskreislauf. Das Verteilnetz zu den Kombiheizgeräten ist zwar solar, aber die Verteilung zu den Heizkörpern nicht, so dass auch hier das Temperaturniveau der Solarwärme oberhalb des Heizungsrücklaufs liegen muss, um einen Beitrag zu liefern. EP 2312223 A2 describes a solar circuit with buffer memory and an outgoing therefrom solar distribution network to which a combi heater with burner is connected in parallel via a four-way valve, so that both heats are mixed together as needed. The outlet of the four-way valve is either on a fresh water station for hot water or in the heating circuit. Although the distribution network to the combi heaters is solar, but the distribution to the radiators not so that here, too, the temperature level of solar heat must be above the heating return to contribute.

Die Verknüpfung solarthermischer Anlagen mit Heizungs- und Trinkwarmwasseranlagen bedingt ein hohes Maß an Komplexität. Diese Komplexität erwächst zum einen aus den Anforderungen beim Unterstützen eines Trinkwarmwassersystems, z. B. zugelassene Wärmeträger, Verkalkung, Prophylaxe gegen Legionellenwachstum. Zum anderen ist die Einbindung des solarthermischen Kollektors aufgrund der Wechselwirkung immer auf den Betrieb des zweiten Wärmeerzeugers (Kessel, Wärmepumpe, Pelletheizung, ...) anzupassen. Dies erfordert einen hohen Planungsaufwand und technisch anspruchsvolle Einzellösungen, die der Verbreitung im Markt entgegenstehen.The combination of solar thermal systems with heating and domestic hot water systems requires a high degree of complexity. This complexity arises on the one hand from the requirements in supporting a domestic hot water system, eg. B. approved heat transfer, calcification, prophylaxis against Legionella growth. On the other hand, the integration of the solar thermal collector due to the interaction is always on the operation of the second heat generator (boiler, heat pump, pellet heating, ...) adapt. This requires a high level of planning effort and technically demanding individual solutions which stand in the way of their dissemination on the market.

Die meisten vorhandenen solarthermisch unterstützten Kombisysteme für Bestandsgebäude machen üblicherweise einen Eingriff in die zentrale Heizungsanlage oder den vollständigen Austausch notwendig. Eine Einbindung für einzelne Wohneinheiten in Mehrfamilienhäusern ist deshalb selten mit vertretbarem Aufwand zu realisieren.Most of the existing existing solar thermal combined systems for existing buildings usually require intervention in the central heating system or complete replacement. An integration for individual residential units in multi-family houses is therefore rarely to realize with reasonable effort.

Durch die zentrale Einbindung von Solarwärme ist trotz Raumtemperaturen von 20°C oft nur ein höheres Temperaturniveau nutzbar. Denn die Solarwärme gelangt in solchen Systemen über eine Vielzahl von Wärmetauschern und weiteren Komponenten ins Gebäude.Due to the central integration of solar heat, despite room temperatures of 20 ° C often only a higher temperature level can be used. After all, solar heat enters the building in such systems via a large number of heat exchangers and other components.

Damit verbinden sich Wandlungs- und Speicherverluste, erhöhte Betriebstemperaturen für den Kollektor und ein hoher technischer Aufwand.This combines conversion and storage losses, increased operating temperatures for the collector and high technical complexity.

Neben den Kombisystemen gibt es auch Konzepte, die konventionelle Wärmeversorgung von der solarthermischen Wärmeversorgung zu trennen.In addition to the combi systems, there are also concepts for separating the conventional heat supply from the solar thermal heat supply.

In Systemen mit Luftkollektoren wird solare Wärme durch Ansaugen von Außenluft über einen Solarkollektor WO 2005/111517 A1 oder durch Umwälzen von Raumluft über einen Solarkollektor US 2003/0061773 A1 an die Raumluft abgegeben. Die umgewälzte Raumluft wird vom Kollektor erwärmt und so Wärme an den Raum abgeben. Die Luftkollektoren können auf dem Dach oder an der Außenwand angebracht werden. Luft als Wärmeträger ist in Europa wenig verbreitet, da für die Umwälzung ein hoher Hilfsenergieeinsatz für die Gebläse besteht. Weiterhin erschweren Geräusche, Zugluft und entstehende Gebäudeundichtigkeiten die Marktdurchdringung. In systems with air collectors, solar heat is generated by drawing in outside air through a solar collector WO 2005/111517 A1 or by circulating room air over a solar collector US 2003/0061773 A1 delivered to the room air. The recirculated room air is heated by the collector, thus giving off heat to the room. The air collectors can be mounted on the roof or on the outside wall. Air as a heat carrier is not widely used in Europe, as there is a high auxiliary energy input for the fans for the circulation. Furthermore, noise, drafts and emerging building leaks complicate market penetration.

CN 2548078 Y beschreibt ein thermosiphonisch arbeitendes System zur ausschließlichen, monovalenten Raumheizung über Solarkollektoren. Hierbei werden Solarkollektoren direkt mit einem Heizkörper verbunden und durch das Prinzip des thermosiphonischen Antriebs mit einem flüssigen Wärmeträger durchströmt. Mit dieser Lösung verbinden sich folgende Probleme, die die Verbreitung stark einschränken:

  • • Die Solarkollektoren müssen unterhalb des Heizkörpers angeordnet werden, damit sich eine natürliche Umwälzung einstellt.
  • • Der Wärmeeintrag in das Gebäude kann nicht geregelt, insbesondere nicht abgeschaltet werden.
CN 2548078 Y describes a thermosiphonically operating system for exclusive, monovalent space heating via solar collectors. Here, solar collectors are connected directly to a radiator and flows through the principle of thermosiphonic drive with a liquid heat transfer medium. This solution combines the following problems that severely restrict distribution:
  • • The solar collectors must be placed below the radiator to allow natural circulation.
  • • The heat input into the building can not be regulated, in particular not switched off.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die vorgenannten Nachteile zu vermeiden und ein kostengünstiges, vom konventionellen Heizungssystem unabhängiges System zur Klimatisierung von Räumen mittels Solarenergie bereit zu stellen.Object of the present invention is to avoid the aforementioned disadvantages and to provide a cost-effective, independent of the conventional heating system system for air conditioning of rooms by means of solar energy.

Die Aufgabe wird durch eine thermische Solaranlage zur Klimatisierung, insbesondere zum Beheizen, von Räumen oder Gebäuden realisiert, die dadurch gekennzeichnet ist, dass mindestens ein dezentraler thermischer Solarkollektor und mindestens ein dezentraler Heizkörper an ein solares Verteilnetz angeschlossen werden, so dass ein vom konventionellen Heizungssystem unabhängiger Betrieb einzelner Heizkörper oder thermischer Solarkollektoren möglich ist. Die thermische Solarenergie wird also unabhängig von einer zweiten Wärmeversorgung im Gebäude verteilt.The object is achieved by a thermal solar system for air conditioning, in particular for heating, of rooms or buildings, which is characterized in that at least one decentralized thermal solar collector and at least one decentralized radiator are connected to a solar distribution network, so that independent of the conventional heating system Operation of individual radiators or thermal solar collectors is possible. The thermal solar energy is thus distributed independently of a second heat supply in the building.

Zur Realisierung eines unabhängigen Betriebs verfügt nach Anspruch 2 jeder thermische Solarkollektor und jeder Heizkörper über eine Pumpe sowie ein Regelgerät.To realize an independent operation according to claim 2, each thermal solar collector and each radiator via a pump and a control device.

Alternativ kann zur Realisierung eines unabhängigen Betriebs eine zentrale Umwälzpumpe in dem solaren Verteilnetz angeordnet und in jeder Zu- und/oder Ableitung der thermischen Solarkollektoren und der Heizkörper ein Stellventil angeordnet sein (Anspruch 3).Alternatively, to realize an independent operation, a central circulating pump can be arranged in the solar distribution network and a control valve can be arranged in each inlet and / or outlet of the thermal solar collectors and the radiator (claim 3).

Eine Zwangsumwälzung des Wärmeträgers mit einer Umwälzpumpe macht den Höhenunterschied unnötig, was den Anwendungsbereich erheblich erweitert. Solarkollektoren können nun unabhängig von dem Aufstellort der Heizung z. B. auch auf dem Dach oder auf gleicher Höhe wie der Heizkörper im Rauminneren angebracht werden. Bei Erreichen einer maximalen Raumtemperatur kann zudem der Wärmeeintrag abgeschaltet werden, und das System ist bei wechselhafter Einstrahlung besser regelbar.A forced circulation of the heat carrier with a circulation pump makes the difference in height unnecessary, which extends the scope considerably. Solar collectors can now regardless of the location of the heater z. B. also be mounted on the roof or at the same height as the radiator in the interior of the room. In addition, when a maximum room temperature is reached, the heat input can be switched off and the system can be better regulated in the event of alternating radiation.

Ohne Hilfsenergie kann die Wärme von den thermischen Solarkollektoren zum Verteilnetz, innerhalb des Verteilnetzes und/oder von dem Verteilnetz zu den Heizkörpern nach dem Heat-Pipe Prinzip transportiert werden kann.Without auxiliary energy, the heat can be transported from the thermal solar collectors to the distribution network, within the distribution network and / or from the distribution network to the radiators on the heat pipe principle.

Zur Verschiebung der Solarerträge in die Nacht kann an das Verteilnetz ein thermischer Speicher angeschlossen werden (Anspruch 4).To shift the solar yields in the night, a thermal storage can be connected to the distribution network (claim 4).

Die Ringleitung des Verteilnetzes kann, um Installationskosten zu sparen, nicht innerhalb der Gebäudehülle, sondern außerhalb oder im Inneren der Gebäudehülle ausgeführt werden (Anspruch 5).The ring line of the distribution network, in order to save installation costs, not inside the building envelope, but outside or inside the building envelope are executed (claim 5).

Durch die Zwangsumwälzung mit einer Pumpe ist die erfindungsgemäße thermische Solaranlage unabhängig von der Einbausituation des einzelnen thermischen Solarkollektors, so dass der Solarkollektor auf dem Dach oder in die Dachhaut (11), in die Balkonüberdachung (12), an dem Balkon (6), in einer gebäudeunabhängigen Außenaufstellung (7), in Form eines in die Fassade integrierten Elementes (8), in einem Element aus Fassaden und Fenster Kombination (9) und/oder als Bestandteil der Fassade ausgeführt (10) werden kann (Anspruch 6).Due to the forced circulation with a pump, the thermal solar system according to the invention is independent of the installation situation of the individual thermal solar collector, so that the solar collector on the roof or in the roof skin ( 11 ), in the balcony roofing ( 12 ), on the balcony ( 6 ), in a building-independent outdoor installation ( 7 ), in the form of an element integrated in the façade ( 8th ), in an element of facades and window combination ( 9 ) and / or as part of the facade ( 10 ) can (claim 6).

Die solare Klimatisierung kann unterstützend zu einem konventionellen Heizsystem oder als alleinige Wärmequelle stattfinden. Als Heizkörper können Flächenheizkörper, Strahlungsheizkörper, gebaudeintegriertes Bauteil, Fußbodenheizung, in Kombinationen mit konventionellen Heizkörpern, mit Konvektionsunterstützung durch ein Gebläse und/oder in einer Speicher/Heizkörpereinheit ausgeführt werden können (Anspruch 7).The solar air conditioning can take place in support of a conventional heating system or as the sole source of heat. As a radiator panel heater, radiant heater, integrated building component, underfloor heating, in combination with conventional radiators, can be performed with convection support by a fan and / or in a storage / radiator unit (claim 7).

Wird an das solare Verteilnetz außerhalb des Gebäudes ein Kühler, insbesondere ein Wasser-Luft-Wärmeübertrager, angeschlossen, kann zum Kühlen des Gebäudes, Wärme von innen nach außen transportiert werden (Anspruch 8). Auch der Sonnenkollektor selbst kann nachts Kühlzwecken dienen (Anspruch 9).If a cooler, in particular a water-air heat exchanger, connected to the solar distribution network outside the building, can be transported to cool the building, heat from the inside out (claim 8). Also, the solar collector itself can serve cooling purposes at night (claim 9).

Bei thermischen Solaranlagen, die auf den Ansprüchen 2 und 3 basieren, ermöglicht es die Pumpe, bei passendem Temperaturniveau den Wärmetransport umzukehren und somit Wärme aus dem Raum an die Umgebung abzugeben.In thermal solar systems based on claims 2 and 3, it allows the pump at the appropriate temperature level the Reverse heat transfer and thus transfer heat from the room to the environment.

Die erfindungsgemäße Solaranlage führt insgesamt zu einer Reduzierung der Kosten pro bereit gestellter Nutzwärme oder Nutzkälte.Overall, the solar system according to the invention leads to a reduction in the cost per useful heat or useful refrigeration provided.

Im Heizfall nutzt der Solarkollektor Sonnenstrahlung oder Umgebungswärme und erwärmt ein Fluid. Das Fluid wird zwangsumgewälzt und gibt die Wärme über einen Heizkörper an den Raum ab.When heating, the solar collector uses solar radiation or ambient heat and heats a fluid. The fluid is forcibly circulated and releases the heat via a radiator to the room.

Im Kühlfall verläuft der Wärmestrom entgegengesetzt zum Heizfall. Hier wird dem Raum durch den Heizkörper Wärme entzogen und über den Solarkollektor an die Umgebung abgeben.In cooling, the heat flow is opposite to the heating case. Here, heat is extracted from the room by the radiator and released to the environment via the solar collector.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Solaranlage sind:

  • – Sehr geringe Temperaturdifferenz zwischen Solarkollektor und Raum zur Nutzung von Solarwärme notwendig.
  • – Systeme sind einfach und verringern damit den Dimensionierungsaufwand und das Risiko von Installationsfehlern.
  • – Das System kann in Bestandsgebäude eingebaut werden, ohne in die zentrale Heizungsanlage eingreifen zu müssen. Damit ist die Nachrüstung für eine einzelne Wohnung möglich.
  • – Durch Mehrfachnutzen des Solarkollektors, Heizen, Kühlen und Fassadenbauteil ist die Solaranlage sehr kosteneffektiv.
  • – Die Anlage ist zudem einfach modular erweiterbar.
The advantages of the solar system according to the invention are:
  • - Very low temperature difference between solar collector and room to use solar heat necessary.
  • - Systems are simple, reducing sizing and risk of installation errors.
  • - The system can be installed in existing buildings without having to intervene in the central heating system. This makes retrofitting possible for a single apartment.
  • - By multiple benefits of the solar collector, heating, cooling and facade component, the solar system is very cost-effective.
  • - The system is also easy to expand modular.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der 1 bis 3 erläutert.An embodiment of the invention will be described with reference to 1 to 3 explained.

1 zeigt die hydraulische Verbindung der erfindungsgemäßen thermischen Solaranlage. 1 shows the hydraulic connection of the thermal solar system according to the invention.

2 stellt die Möglichkeiten zur Integration des solarthermischen Kollektors in die Gebäudehülle dar. 2 presents the possibilities for integrating the solar thermal collector into the building envelope.

3 zeigt die Ergebnisse einer dynamischen Simulation mit der Software TRNSYS 3 shows the results of a dynamic simulation with the software TRNSYS

Eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen thermischen Solaranlage befindet sich in 1.A schematic diagram of a solar thermal system according to the invention is located in 1 ,

Der Aufbau setzt sich aus drei Teilen zusammen.The structure consists of three parts.

Der Außenteil besteht aus einem oder mehreren Solarkollektoren (1). Dieser kann optional um einen Wasser-Luft-Wärmeübertrager erweitert werden, um einen besseren Wärmeübergang bei Wärmeabgabe an die Umgebungsluft zu erreichen (Raumkühlung).The outer part consists of one or more solar collectors ( 1 ). This can optionally be extended by a water-to-air heat exchanger to achieve a better heat transfer when heat is released to the ambient air (room cooling).

Der Innenteil besteht aus mindestens einem Heizkörper (2) und gibt Wärme an den Raum ab oder nimmt Wärme auf. Er kann ebenfalls mit einem Lüfter versehen werden, um die Wärmeabgabe an den Raum zu erhöhen. Weiterhin kann der Heizkörper die Speicherung von Wärme übernehmen (Wasser, Wände, PCM) und bauteilintegriert ausgeführt werden.The inner part consists of at least one radiator ( 2 ) and gives off heat to the room or absorbs heat. It can also be provided with a fan to increase the heat dissipation to the room. Furthermore, the radiator can take over the storage of heat (water, walls, PCM) and built-in integrated components.

Der Wärmetransport von innen nach außen oder andersherum findet in einem solaren Verteilnetz (3) durch ein zwangsumgewälztes Fluid statt. Ein Wärmetransport ohne Zwangsumwälzung unter Ausnutzung des Heat-Pipe Effekts ist ebenfalls möglich.The heat transport from inside to outside or vice versa takes place in a solar distribution network ( 3 ) by a forced circulating fluid. A heat transfer without forced circulation by utilizing the heat pipe effect is also possible.

2 zeigt die Möglichkeiten zur Integration des solarthermischen Kollektors in die Gebäudehülle wie Dachfläche (11), Balkonüberdachung (12), Balkonbrüstung (6) oder Fassade (8, 9, 10). 2 shows the possibilities for integrating the solar thermal collector into the building envelope such as roof area ( 11 ), Balkonüberdachung ( 12 ), Balcony balustrade ( 6 ) or facade ( 8th . 9 . 10 ).

Zur Abschätzung des Potenzials wurden mit der Software TRNSYS dynamische Simulationen mit vereinfachten Annahmen durchgeführt. Den in 3 dargestellten Ergebnissen liegen folgende Annahmen zugrunde:

  • – Flachkollektor
  • – Kollektorausrichtung Süd, 90° Neigung
  • – Heizkörperkapazität 200 kJ/(K·m2 Kollektor)
  • – Norm Heizkörperleistung bei Temperaturdifferenz 60 K ist 2,7 kW/m2 Kollektor
  • – Heizwärmebedarf 60 kWh/m2a bei 20°C Raumtemperatur und Referenzwetter aus Kassel
  • – Gebäude entspricht dem Task 26 Einfamilienhaus mit 140 m2 Grundfläche modelliert als eine thermische Zone.
  • – Maximal erlaubte Raumtemperatur sind 23°C
To estimate the potential, dynamic simulations with simplified assumptions were performed with the TRNSYS software. The in 3 The results are based on the following assumptions:
  • - Flat plate collector
  • - collector orientation south, 90 ° inclination
  • - radiator capacity 200 kJ / (K · m 2 collector )
  • - Standard radiator output at a temperature difference of 60 K is 2.7 kW / m 2 collector
  • - Heating requirement 60 kWh / m 2 a at 20 ° C room temperature and reference weather from Kassel
  • - Building complies with Task 26 Detached house with 140 m 2 floor area modeled as a thermal zone.
  • - Maximum allowed room temperature is 23 ° C

Die Ergebnisse zeigen, dass mit steigender Kollektorfläche der solare Deckungsgrad steigt. Mit einer Kollektorfläche von 20 m2 werden etwa 25% des Raumwärmebedarfs solar gedeckt.The results show that the solar coverage increases with increasing collector area. With a collector area of 20 m 2 , about 25% of the space heat requirement is covered by solar energy.

Im angegebenen Beispiel entspricht die Energiemenge von 17% für die Raumheizung bereits einer 50%-igen solaren Deckung für die Trinkwarmwasserversorgung.In the given example, the energy quantity of 17% for space heating already corresponds to a 50% solar cover for the domestic hot water supply.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Thermischer SolarkollektorThermal solar collector
22
Heizkörperradiator
33
Ringleitung (Verteilnetz)Ring line (distribution network)
44
Wärmespeicherheat storage
55
Gebäudehülle (Wand)Building shell (wall)
66
Solarkollektor an BalkonbrüstungSolar collector at balcony parapet
77
Solarkollektor in AußenaufstellungSolar collector in outdoor installation
88th
Solarkollektor in die Fassade integriertSolar collector integrated into the facade
9 9
Solarkollektor in einem Kombinationselement aus Fassaden und FensterSolar collector in a combination element of facades and windows
1010
Solarkollektor als Bestandteil der FassadeSolar collector as part of the facade
1111
Solarkollektor auf dem Dach oder in die Dachhaut integriertSolar collector integrated on the roof or in the roof skin

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 0647818 B1 [0006] EP 0647818 B1 [0006]
  • EP 2312223 A2 [0007] EP 2312223 A2 [0007]
  • WO 2005/111517 A1 [0013] WO 2005/111517 A1 [0013]
  • US 2003/0061773 A1 [0013] US 2003/0061773 A1 [0013]
  • CN 2548078 [0014] CN 2548078 [0014]

Claims (9)

Thermische Solaranlage zur Klimatisierung insbesondere zum Beheizen von Räumen oder Gebäuden, vorzugsweise in Mehrfamilienhäusern, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein dezentraler thermischer Solarkollektor (1) und mindestens ein dezentraler Heizkörper (2) an ein solares Verteilnetz (3) angeschlossen werden, so dass ein vom konventionellen Heizungssystem unabhängiger Betrieb einzelner Heizkörper oder thermischer Solarkollektoren möglich ist.Thermal solar system for air conditioning, in particular for heating rooms or buildings, preferably in multi-family houses, characterized in that at least one decentralized thermal solar collector ( 1 ) and at least one decentralized radiator ( 2 ) to a solar distribution network ( 3 ) are connected, so that an independent of the conventional heating system operation of individual radiators or solar thermal collectors is possible. Thermische Solaranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Realisierung eines unabhängigen Betriebs jeder thermische Solarkollektor und jeder Heizkörper über eine Pumpe sowie ein Regelgerät verfügt.Thermal solar system according to claim 1, characterized in that to realize an independent operation, each thermal solar collector and each radiator has a pump and a control device. Thermische Solaranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Realisierung eines unabhängigen Betriebs eine zentrale Umwälzpumpe in der Ringleitung (3) angeordnet ist und dass in jeder Zu- und/oder Ableitung der thermischen Solarkollektoren und der Heizkörper ein Stellventil angeordnet ist.Thermal solar system according to claim 1, characterized in that for the realization of an independent operation a central circulating pump in the loop ( 3 ) Is arranged and that in each supply and / or discharge of the solar thermal collectors and the radiator, a control valve is arranged. Thermische Solaranlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an die solare Ringleitung (3) ein thermischer Speicher (4) angeschlossen wird.Thermal solar system according to one of the preceding claims, characterized in that to the solar loop ( 3 ) a thermal storage ( 4 ) is connected. Thermische Solaranlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringleitung (3) innerhalb, außerhalb oder im Inneren der Gebäudehülle (5) ausgeführt wird.Thermal solar system according to one of the preceding claims, characterized in that the ring line ( 3 ) inside, outside or inside the building envelope ( 5 ) is performed. Thermische Solaranlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Solarkollektor auf dem Dach oder in die Dachhaut (11), in die Balkonüberdachung (12), an dem Balkon (6), in einer gebäudeunabhängigen Außenaufstellung (7), in Form eines in die Fassade integrierten Elementes (8), in einem Element aus Fassaden und Fenster Kombination (9) und/oder als Bestandteil der Fassade ausgeführt (10) wird.Thermal solar system according to one of the preceding claims, characterized in that the solar collector on the roof or in the roof skin ( 11 ), in the balcony roofing ( 12 ), on the balcony ( 6 ), in a building-independent outdoor installation ( 7 ), in the form of an element integrated in the façade ( 8th ), in an element of facades and window combination ( 9 ) and / or as part of the facade ( 10 ) becomes. Thermische Solaranlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizkörper als Flächenheizkörper, Strahlungsheizkörper, gebäudeintegriertes Bauteil, Fußbodenheizung, in Kombinationen mit konventionellen Heizkörpern, mit Konvektionsunterstützung durch ein Gebläse und/oder in einer Speicher/Heizkörpereinheit ausgeführt werden können.Thermal solar system according to one of the preceding claims, characterized in that the radiator can be performed as surface heating element, radiant heater, building integrated component, underfloor heating, in combination with conventional radiators, with convection support by a fan and / or in a storage / radiator unit. Thermische Solaranlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an das solare Verteilnetz außerhalb des Gebäudes ein Kühler angeschlossen wird, so dass zum Kühlen des Gebäudes, Wärme von innen nach außen transportiert werden kann.Thermal solar system according to one of the preceding claims, characterized in that a cooler is connected to the solar distribution network outside the building, so that for cooling the building, heat can be transported from the inside to the outside. Thermische Solaranlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sonnenkollektor Wärme von innen nach außen transportieren kann.Thermal solar system according to one of the preceding claims 1 to 7, characterized in that the solar collector can transport heat from the inside to the outside.
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