DE3046949A1

DE3046949A1 - Sonnenkollektor und sonnenenergieanlage

Info

Publication number: DE3046949A1
Application number: DE19803046949
Authority: DE
Inventors: John Allen Palma de Mallorca McElwain
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-12-21
Filing date: 1980-12-12
Publication date: 1981-09-03
Also published as: IT8068958A0; ES8203143A1; US4350200A; PT72223A; ZA807490B; BE886789A; TR21367A; CA1139945A; JPS56124860A; ES497966A0; GB2073403B; CH653760A5; NL8006851A; FR2473159B1; FR2473159A1; IN155936B; IT1165531B; BR8008446A; GB2073403A; AU6535780A

Description

srl

i; -.,ΐ·-.·,^ 30469Α9

John Allen McElwain, Palma de Mallorca (Spanien)

Sonnenkollektor und Sonnenenergieanlage

AMS/mae 41 607

3.12.80

130036/0707

Sonnenkollektor und Sonnenenergieanlage

Diese Anmeldung ist eine Teilfortsetzungs-Anmeldung (continuation-in-part) einer vorgängigen US-Anmeldung Serie Nr. 927 048, die am 24.JuIi 1978 hinterlegt worden ist, auf welche vorgängige Anmeldung aus Offenbarungsgründen hier bezuggenommen wird. Um den-Vergleich zu vereinfachen und das Verstehen zu unterstützen, sind entsprechende Teile der Anordnung der vorgängigen und vorliegenden Anmeldung zum grössten Teil mittels denselben
Bezugsziffern bezeichnet.

Diese Erfindung betrifft ein Wärmen mittels Sonnenenergie und insbesondere Anordnungen zum Sammeln,
Speichern und Verteilen, welche in einem mittels Sonnenenergie geheizten Hause vorhanden sind.

Ein hauptsächliches Ziel in einer Hinsicht

der vorliegenden Erfindung ist ein gedrängte, wirksame und verhältnismässig kostengünstige Anlage zum Speichern gesammelter Sonnenwärme zu schaffen, und um die notwendigen Fluidströme (üblicherweise Luft) in, durch und aus der
Speicheranordnung zu steuern. Ein hauptsächliches Ziel in zweiten Hinsicht ist eine Anordnung für eine Luftströmung zu und von den Sonnenkollektoren und den bewohnten Räumen zu schaffen, welche an herkömmlichen Bauten gut angepasst ist, sich damit gut verträgt und einstückig damit ausgebildet ist. Andere Ziele umfassen das Schaffen verbesserter und kostengünstiger Steuerungen und Bauteile für solche Anordnungen.

In einer Hinsicht weist die Erfindung eine

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Anordnung auf, die insbesondere zum Einsatz mit einem mit Luft arbeitenden Sonnenkollektor ausgebildet ist, welche Anordnung einen kalten Behälter für eine Flüssigkeit aufweist, in welcher Wärme bei einer verhältnismässig tiefen Temperatur gespeichert wird, einen warmen Behälter für Flüssigkeit aufweist, der eine verhältnismässig höhere Temperatur aufweist, mit einer Wärmepumpe, welche dazu dient, Wärme vom kalten Behälter unmittelbar zum warmen Behälter überzuführen, wobei weiter Kälte- und Wärmetauscher im kalten bzw. warmen Behälter angeordnet sind, wobei jeder derselben einen Fluideinlass und einen Fluidauslass aufweist und derart angeordnet ist, dass Wärme zwischen Flüssigkeit im jeweiligen Behälter und durch den Wärmetauscher fliessendes Fluid überführt werden kann. In bevorzugten Ausführungsbeispielen, welche einen Heisswasserbehälter aufweisen, eine Wärmepumpe aufweisen, die dazu dient, Wärme unmittelbar vom warmen oder kalten Behälter zum Heisswasserbehälter überzuführen, wobei im Heisswasserbehälter ein Wärmetauscher vorhanden' ist, wobei Fluid von oder zu jeweils einer ausgewählten Luftquelle (z.B. ein ausgewählter Sonnenkollektor) oder dem zu beheizenden Raum durch irgendeiner der Wärmetauscher je nach Wunsch geführt werden kann, kann die Luft entfeuchtet und darauf erwärmt werden, indem sie nacheinander durch den kalten Behälter und die warmen Behälter und dann in den zu wärmenden Raum hindurchgeführt wird.

Andere wichtige Eigenschaften der Erfindung haben eine Luftbehandlungsanlage zum Inhalt, welche eine baukastenförmige, mehrere Blöcke enthaltende Ausbildung ist, in welcher zwischen benachbarten Blöcken Steuerflügel

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angeordnet sind, die die Strömung, welche durch Kanäle erfolgt, die durch ausgewählte Blöcke hindurchverlaufen steuern, wobei ein Luftverteiler vorhanden ist, der zwei mit unterschiedlicher Höhenstellung angeordnete, in Längsrichtung verlaufende Kanäle aufweist, wobei die Kanäle einer Höhenstellung senkrecht zu denjenigen der anderen Höhenstellung verlaufen und zwischen den zwei Höhenstellungen Steueröffnungen aufweisen, welche dazu dienen, die Strömung zwischen der Luftbehandlungsanlage und/oder dem zu heizenden Raum und für den Sonnenkollektor bzw. die Sonnenkollektoren zu führen, wobei weiter strukturelle Bohlen und Wandplatten vorhanden sind, welche alle notwendigen Kanäle innerhalb des Gebäudes, das zu heizen oder zu kühlen ist, beschreiben, wobei weiter preisgünstige Kunststoffe und Betonstoffe mit leichtem Gewicht zur Herstellung dieser Kanäle beschreibenden Glieder verwendet werden, wobei weiter eine baukastenförmige Wärmepumpenanlage bei der Verbindungsstelle zwischen dem kalten Behälter, dem warmen Behälter und dem Heisswasserbehälter vorhanden ist und die jeweils in jedem Behälter ein Wärmeübertragungselement aufweist.

Nachfolgend wird der Erfindungsgegenstand

anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schaubildliche Ansicht eines

Wohnhauses, in welchem Sonnenanlagen angeordnet sind, die gemäss der vorliegenden Erfindung ausgebildet sind,

Fig. 2 eine schaubildliche Ansicht, teilweise im Schnitt gezeichnet, der Speicheranordnung und Teile der Verteilanordnung der Behausung der Fig. 1,

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Fig. 3 in auseinanderqezogener, schaubildlicher Darstellung, teilweise im Schnitt gezeichnet, Teile der Speicheranlage und der Verteilanlage der Fig. 2,

Fig. 4A-4J Schnitte durch Teile der Luftbehandlungsanlage und der Verteilanlage,

Fig. 5a und 5B Aufsichten, teilweise im Schnitt gezeichnet, von Teilen der Verteilanlage,

Fig. 6 eine schaubildliche Ansicht, teilweise im Schnitt gezeichnet, einer Eckpartie der Behausung der Fig. 1,

Fig. 7 ein Schnitt durch zwei vertikal verlaufende schirmende Wandplatten,

Fig. 8 im vergrösserten Massstab gezeichnet eine Ansicht von Teilen der Platten der Fig. 7,

Fig. 8A im vergrösserten Massstab gezeichnet eine Ansicht eines Teiles einer Wandplatte mit einem Verbinder in Form einer sogenannten "Schwert- und Scheidekonstruktion" ,

Fig. 9 ein Schnitt durch die Kanalverbindung zwischen einem Bodenträger und einer Wandplatte, die einen Sammelkanal aufweist,

Fig. 10 einen Schnitt entlang der Linie 10-10 der Fig. 9,

Fig. 11 einen Schnitt durch einen Teil einer Wand der Behausung der Fig. 1, wobei Steuerflügel vorhanden sind,

Fig. llA eine Aufsicht auf die Steuerflüge1-anordnung der Fig. 11,

Fig. 12-15 Schnitte durch Teile eines Daches und einer Seitenwand der Behausung der Fig. 1,

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Fig. 16 eine Aufsicht auf einen Teil des Daches der Behausung der Fig. 1,

Fig. 17 und 18 Schnitte entlang den Linien 17-17 und 18-18 der Fig. 16,

Fig. 19 einen Schnitt durch Teile der Speicheranordnung ,

Fig. 20 eine schaubildliche Ansicht, teilweise geschnitten gezeichnet, der Wärmepumpenbaueinheit,

Fig. 21 eine schaubildliche Ansicht von Teilen der Wärmepumpenanlage,

Fig. 22-24 Schnitte von Teilen der Wärmepumpenanlage,

Fig. 25 eine schaubildliche Ansicht des Wärmetauschers,

Fig. 26 und 27 Schnitte durch Teile des Wärmetauschers der Fig. 25, ■

Fig. 28 eine schaubildliche Ansicht eines Steuerflügels,

Fig. 29 und 30 Schnitte entlang den Linien 29-29 der Fig. 28 und den Linien 30-30 der Fig. 29,

Fig. 31 einen Schnitt durch einen Schalter, und

Fig. 32 ein Steuerschema, welches den Schalter der Fig. 31 enthält.

Es wird nun auf die Fig. 1-3 hingewiesen.

Sonnenkollektoren 10,11 und 12 sind im gegen Süden gerichteten Dach 14 bzw. den gegen Osten und gegen Westen gerichteten Hauswänden 16,17 eines Einfamilienhauses 18 angeordnet, welche Sonnenkollektoren 10,11,12 mittels einer Kanalbzw. Schachtanordnung mit einer Speicheranordnung 20 und

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einer Luftbehandlungsanlage 21 verbunden sind. Die Speicheranordnung 20 weist einen grossen Betonbehälter 19 auf, welcher durch darin angeordnete vertikal verlaufende Betonwände in einen warmen Behälter 22, einen kalten Behälter und einen Heisswasserbehälter 26 für den Hausgebrauch aufgeteilt ist. Das Innere jedes Behälters ist mit einer Isolierschicht 23 beschichtet, welche beispielsweise aus einem zellförmigen Polystyren hoher Dichte hergestellt ist; jeder Behälter ist mit Wasser gefüllt, welches dazu dient, eine Wärmesenke mit im wesentlichen konstanter Temperatur zu bilden. Das gezeichnete und beschriebene Ausführungsbeispiel ist zum Einsatz in einem Klima gezeichnet, wie es beispielsweise in Spanien vorkommt, jedoch sind die Wandkollektoren, die kennzeichnenderweise in kälterem Klima verwendet werden aus Darstellungsgründen und Erklärungsgründen gezeichnet und beschrieben. Der' kalte Behälter 24 enthält ungefähr 8 m Wasser mit einer Temperatur von etwa 10 C (50° F); der warme Behälter 22 enthält ungefähr 8 m Wasser mit einer Temperatur im Bereich von 32 bis 38°C (90 bis 100° P); und der Heisswasserbehälter 26 enthält ungefähr 2 m Wasser mit einer Temperatur von ungefähr 52 C (125° F). Ein Luft-Wasser-Wärmetauscher 28 und Luft-Wasser-Wärmetauscher 29 sowie ein Luft-Wasser-Kältetauscher 32 sind im warmen Behälter 22, Heisswasserbehälter 26 bzw. kaltem Behälter 24 angeordnet. Bei der Verbindungsstelle · zwischen den Behältern 22,24,26 ist eine Wärmepumpenbaueinheit 25 angeordnet, die dazu dient, Wärme zwischen den Behältern überzuführen; im warmen Behälter 22 ist ein Wasser-Wasser-Wärmetauscher 128 angeordnet, der dazu dient, Heisswasser für den Hausgebrauch aufzuheizen und eine im

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Heisswasserbehälter 26 angeordnete Rohrschlange 128A aufweist. Aus der Zeichnung ist ersichtlich, dass die Wärmepumpenbaueinheit 25 einen Kondensator 31 und einen' Verdampfer 30 aufweist, welche im warmen Behälter 22 angeordnet sind und einen Verdampfer 34 und einen Verdichter 36 aufweist, welche im kalten Behälter 24 angeordnet sind und schliesslich einen Kondensator 126 aufweist, der im Heisswasserbehälter 26 angeordnet ist.

Aus den Zeichnungen ist ersichtlich, dass die Speicheranordnung 20 im Keller, d.h. unterhalb des Erdgeschosses der Behausung, des Hauses 10 angeordnet ist; und obwohl es in den Zeichnungen nicht derart dargestellt ist, ist es oft erwünscht, diese Anordnung im Zentrum des Hauses, unterhalb des Kellerbodens anzuordnen. Die Luft- . behandlungsanlage 21 ist auf der Decke 15 des Betonbehälter 19 der Speicheranordnung 20 angeordnet und weist eine grosse Anzahl quadratischer bzw. rechteckiger Blöcke aus einem halbstarren zellförmigen Kunststoff, beispielsweise Polystyren auf. Wie nachfolgend noch im einzelnen beschrieben sein wird, sind die verschiedenen Blöcke ausgehöhlt oder ausgeschnitten, 'uev je nach Bedarf innerhalb "der Luftbehandlungsanordnung die notwendigen LuftstrÖmüngswege zu bilden; weiter sind je nach Bedarf zwischen benachbarten Blöcken motorgesteuerte Steuerflügel angeordnet, welche dazu dienen, die Luftströmung zu steuern. Die Abmessungen der Kanäle bzw. Schächte können unterschiedlich gewählt werden. Ueblicherweise weisen sie ein Innenmass von 40 χ 40 cm auf, wobei ein Abstand von 10 cm zwischen diesen vorhanden ist.

Die Luftbehandlungsanlage 21 ist ihrerseits

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unmittelbar mit den Wärme- und Kältetauschern 28,29 und 32 verbunden; weiter ist sie durch einen Luftverteiler, der
allgemein mit der Bezugsziffer 500 bezeichnet ist, mit
Kanälen und Schächten innerhalb des Gebäudes, mit den Kollektoren 10,11,12 und mit der Umgebung verbunden. Die Luftbehandlungsanlage erzeugt je nach Wunsch die Luftströmung zwischen den Sonnenkollektoren 10,11,12 und irgendeinem
der Tauscher 28,39,32; zwischen sowohl dem Kältetauscher
32 und dem Wärmetauscher 28 und den innerhalb des Gehäudes 18 vorhandenen Räumen; und zu und von der Umgebung. Wie
dies im Einzelnen in der vorgängigen US-Anmeldung Serie
Nr. 927 048 beschrieben ist, und wie es nachfolgend noch
deutlicher aufgezeigt sein wird, sind über 50 verschiedene Luftströmungsmuster vorhanden, und der jeweilige Luftströmungsweg, der durch die Luftbehandlungsanlage gebildet
wird, hängt unter anderem vom Aussenklima und der innenteraperatur, von der Feuchtigkeit und den Zuständen der
Frischluft und von den Temperaturen in den Speicherbehältern ab.

Es wird nun auf die Fig. 4A-4J hingewiesen. Die Blöcke, aus welchen die Luftbehandlungsanlage 21 zusammengesetzt ist, sind in zwei horizontalen Schichten angeordnet, wobei jede Schicht eine Länge von (8) Blöcken
und eine Breite von (5) Blocken aufweist. Die wichtigsten
Luftströmungswege bzw. Kanäle oder Schächte, die durch die ausgeschnittenen Abschnitte der Blöcke gebildet sind, sind die Sammelkanäle 38 und 40, welche die Strömung zu den
Kollektoren hin und von diesen her beinhalten, weiter sind dies die Verteilkanäle 42 und 44, die die Strömungsverteilung zu und vom eigentlichen Haus 18 führen. Aus der Zeich-

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nüng ist ersichtlich, dass der Sammelkanal 38 Luft gegen eine oder von einer Seite, die mit 28-1, 29-1,32-1 jedes Wärme- und Kältetauscher 28,2 9 und 32 leitet ,währenddem der Sammelkanal 40 mit der anderen Seite 28-2, 29-2 und 32-2 der Tauscher verbunden ist. Der Verteilkanal 42 ist mit der Seite 28-1 und 32-1 der Tauscher 28,32 verbunden; und der Verteilerschacht 44 ist mit der Seite 28-2, 32-2 derselben zwei Tauscher verbunden. Die grösseren Teile der Kanäle 38,40 sind in der unteren Schicht der Blöcke angeordnet, welche die Luftbehandlungsanlage 21 (Fig. 4B) bilden. Die meisten der Kanäle 42,44 sind in der oberen Blockschicht (Fig. 4a) angeordnet. Zusätzlich ist in der unteren Schicht (Fig. 4B) ein Ueberkreuzungskanal 50 angeordnet, welcher den Sammelkanal 38 (bei der Seite 28-1 des Wärmetauschers 28) mit dem Sammelkanal 40 (bei der' Seite 32-2 des Kältetauscher 32)verbindet. In der oberen Schicht (Fig. 4A) verbindet ein ueberkreuzungskanal 150 den Raumkanal bzw. Verteilkanal 42 (bei der Seite 32-1 des Kältetauschers 32) mit dem Raumkanal d.h. Verteilkanal 44 (bei der Seite 28-2 des Wärmetauschers 28).

Ein Gebläse 52 mit variabler Drehzahl, das in beiden Richtungen arbeiten kann, ist in demjenigen Abschnitt des Sammelkanales 38 angeordnet, der von der Verbindung mit dem Luftverteiler 500 (in der oberen Blockschicht) zum Hauptabschnitt des Kanales 38 (in der unteren Blockschicht) verläuft. Das Gebläse 52 ist zwischen vier der benachbarten Blöcke eingeschlossen, d.h. zwischen jeweils zwei Blöcken in der oberen Schicht und zwei Blöcken in der unteren Schicht der Blöcke der Luftbehandlungsanlage 21. Ein gleiches Gebläse 54 ist in den Abschnitten

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des Raumkanales, d.h. Verteilkanales 42 angeordnet, die von der Verbindung zum Luftverteiler 500 verläuft und ist zwischen zwei derjenigen Blöcke angeordnet, welche die obere Schicht der Luftbehandlungsanlage 21 bilden. Zwischen dem Gebläse 54 und der Verbindung zum Luftverteiler 500 ist zusätzlich im Raumkanal, d.h. Verteilkanal 42 ein Luftfilter 53 angeordnet.

In der Luftbehandlungsanlage 21 sind 16

motorgetriebene Steuerflügel angeordnet, welche dazu dienen, die Luftströmung in die Luftbehandlungsanlage 21 hinein und aus dieser heraus zu steuern, welche Steuerflügel mit den Bezugsziffern 39, 200, 202, 204, 206, 207, 210, 212, 214, 216, 218, 220, 222, 305, 307 und 309 bezeichnet sind. Die Steuerflügel 200, 206 und 216 sind horizontal zwischen den zwei Schichten der Blöcke angeordnet, welche die Luftbehandlungsanlage 21 bilden und steuern die Strömung im Kanal 42 neben der Tauscherseite 32-1,im Kanal 42 neben der Tauscherseite 28-1 bzw. im Kanal 44 neben der Tauscherseite 28-2. Die Steuerflügel 39, 207, 220 und 309 sind horizontal bei der Decke der Luftbehandlungsanlage zwischen dem Kanal 38 und dem Frischluftkananl 38-3, dem Kanal 42 und dem Frischluftkanal 42-3, dem Kanal 44 und dem Frischluftkanal 44-3 bzw. dem Kanal 40 und dem Frischluftkanal 40-2 angeordnet.

Die anderen Steuerflügel der Luftbehandlungsanlage 21 sind alle vertikal angeordnet und zwischen den Blöcken sowohl der oberen Schicht (Steuerflügel 210 und 218) als auch der unteren Schicht (Steuerflügel 202,204, 212,214,222,305 und 307) der Luftbehandlungsanlage angeordnet. Die zwei Steuerflügel 210 und 218 der oberen

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Schicht steuern die Strömung von der Tauscherseite 32-2 zum Kanal 44 bzw. in den Ueberkreuzungskanal 150. In der unteren Schicht steuern die Steuerflügel 202, 305 und 204 die Strömung durch den Sammelkanal 38 zu den Tauscherseiten 32-1, 29-1 und 28-1; die Steuerflügel 212, 307 und 214 steuern die Strömung von den Tauscherseiten 32-2, 29-2 bzw. 28-2 zum Sammelkanal 40; und der Steuerflügel 222 steuert die Strömungen durch den Ueberkreuzungskanal 50.

Die blockförmige Ausbildung der Luftbehandlungsanlage 21 und die Weise, gemäss welcher die Steuerflügel zwischen den Blöcken eingesetzt sind, ist am klarsten aus der Fig. 4G ersichtliche In den Fig. 4A-4F und 41 und 5A-5B sind die Flügel etwas schematisch gezeigt und aus Gründen der Klarheit erstrecken sie sich in der Zeichnung nicht vollständig durch die Kanäle hindurch. In der praktischen Ausführung erstrecken sich die Steuerflügel entlang der gesamten Breite der Kanäle und sind zwischen den Blöcken angeordnet, welche die Luftbehandlungsanlage ausmachen. Die Blöcke ihrerseits sind eng nebeneinander angeordnet und eng aneinander angepasst derart, dass ihre benachbarten jeweiligen flachen Seiten aneinander anliegen und sind mittels eines Rahmens 27 miteinander verbunden. Wenn ein Steuerflügel, wie dies der Fall bei den Flügeln 307 und 214 ist, die in der Fig. 4B gezeichnet sind, zwischen einem Paar benachbarter Blöcke angeordnet sein muss, ist einer der das Paar ausmachenden Blöcke weggeschnitten, wobei die Dicke des weggeschnittenen Teiles gleich derjenigen des Steuerflügels ist, derart, dass der Steuerflügel eng und genau passend zwischen den zwei Blöcken angeordnet sein kann, ohne dass die grundlegende Blockmatrix

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gestört wird. Somit werden die Seiten des Rahmens des SteuerflugeIs durch die benachbarten Blöcke festgehalten. Aus den Zeichnungen geht hervor, dass nur einer der zwei an einen jeweiligen Steuerflügel anliegenden Blöcke ausgeschnitten ist. Offensichtlich können, falls dies erwünscht ist, von beiden Blöcken kleinere Abschnitte entfernt sein. Die Gebläse 52,54 mit veränderlicher Drehzahl sind in der selben Weise angeordnet. Weil die Blöcke der Luftbehandlungsanlage 21 nicht physikalisch miteinander verbunden sind, kann die Luftbehandlungsanlage sehr einfach auseinander gebaut werden, um beispielsweise Wartungsarbeiten durchzuführen oder einen Steuerflügel oder ein Gebläse zu ersetzen.

Filter 280, 282, 284, 286 sind in den Einlassen zu den Kanälen 38-3, 44-3, 40-2 und 42-3 angeordnet. Die Einlasse zu jedem der Kanäle 38-3, 44-3, 40-2 und 42-3 sind in einem Gartenvorplatz 6 bei der Ostseite des Einfamilienhauses 18 (siehe Fig. 1) angeordnet. Auch ist ein Filter 288 mit dem Einlass 42 angeordnet. Um Druckverluste zu vermindern, sind alle Filter, in weicheneine in zwei Richtungen verlauf ende Luftströmung vorhanden "sein .kann, drehbar angeordnet und können geöffnet werden, wenn durch die Kanäle eine Auslassströmung anstelle einer Einlassströmung stattfindet. Die Ausbildung der Filtervorrichtungen ist grundlegend dieselbe, wie dies der Fall bei den Steuerflügeln ist, mit der Ausnahme, dass ein entfernbarer Filter anstelle des Flü'gelblattes 820 vorhanden ist, wie in der Fig. 28 gezeigt ist.

Aus der Fig. 4A ist ersichtlich, dass die vier wichtigsten Kanäle der Luftbehandlungsanlage 21, d.h.

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die Kanäle 38,40,42 und 44 mit den vier im Querschnitt allgemein rechteckigen Kanälen verbunden sind, welche Kanäle mit den Bezugsziffern 538-544 bezeichnet sind und die bei der unteren Schicht 502 des Luftverteilers 500 angeordnet sind. Jeder der Kanäle 538-534 ist mit,einem der vier wichtigsten Luftführungskanäle verbunden. Die obere Schicht 504 des Luftverteilers 500 (siehe Fig. 5A) weist acht im Querschnitt im allgemeinen rechteckförmige Kanäle auf, welche mit 506-520 bezeichnet sind, welche in sechs Reihen angeordnet sind und rechtwinklig zu den Kanälen 538-544 verlaufend angeordnet ausgerichtet sind. Jeder Kanal 538 und 540 weist einen kurzen Verbindungskasten auf, der mit der Bezugsziffer 538-a bzw. 54Oa bezeichnet ist, welcher Verbindungskasten jeweils gegen eine Seite des hauptsächlichen Verlaufes eines jeweiligen Kanales ragen, so dass es möglich ist, dass jeder der Kollektoren 10,11,12 unabhängig mit der Luftbehandlungsanlage 21 und der Speicheranordnung 20 verbunden werden kann. Entsprechend ist ein Ende des Kanales 538 mit dem Sammelkanal 38 zur Luftbehandlungsanlage verbunden, und die Oberseite des Kanales 538 weist drei Oeffnungen auf (zwei im Hauptraum des Kanales und eine im Kasten 538-a), wobei jede dieser drei Oeffnungen eine Strömung vom Auslass eines der Kollektoren 10,11,12 zur Luftbehandlungsanlage 21 ermöglicht. In gleicher Weise bilden Oeffnungen bei der Oberseite des Kanales 540 eine unabhängige Verbindung der jeweiligen Einlasse der. drei Kollektoren zur Luftbehandlungsanlage 42. Der Kanal 542 verbindet den Verteilkanal 42 zur Luftbehandlungsanlage mit dem Verteilkanal 508 der oberen Schicht (welcher seinerseits eine Strömung zu den Auslassöffnungen in den Räumen

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des Hauses 18 bewirken) und der Kanal 544 verbindet den Rückführkanal 42 der Luftbehandlungsanlage mit dem Verteilkanal 506 der oberen Schicht (welcher seinerseits derart verbunden ist, dass ein Zurückströmen der Luft aus den Räumen des Gebäudes gebildet ist).

Die acht Kanäle (506, 508, 510, 512, 514,

516,518,520) der oberen Schicht 504 des Verteilers bilden eine direkte Verbindung zwischen den vier Kanälen der unteren Schicht 502 und der Kanäle innerhalb des Gehäudes Im Boden der Kanäle der oberen Schicht sind Oeffnungen ausgeschnitten, so dass es möglich ist, dass von der unteren Schicht 502 eine Luftströmung in die obere Schicht erfolgen kann; und wie dies im Einzelnen weiter unten noch beschrieben sein wird, sind in den Trägern des Bodens des Gehäudes gleiche Oeffnungen ausgebildet, so dass es möglich ist, dass Luft vom Luftverteiler in diese Träger einströmen kann. Um diese Luftströmungen zu steuern, sind motorgetriebene Steuerflügel 38A, 38B, 38C, 4OA, 4OB, 4OC, 2O7A, 22OA horizontal in den jeweiligen Oeffnungen zwischen den zwei Schichten 502, 504 des Luftverteilers 500 angeordnet. Aus den Fig. 4C-4F, 41 und 5A ist ersichtlich, dass die Steuerflügel 38A, 38B und 38C die Strömung zwischen dem Kanal 538 der unteren Schicht bzw. den Kanälen 510, 520 und 512 der oberen Schicht steuern; die Flügel 4OA, 4OB und 4OC steuern die Strömung zwischen dem Kanal 540 der untern Schicht und den Kanälen 516, 514 und 518 der oberen Schicht; der Steuerflügel 2O7A steuert die Strömung zwischen- den Kanälen 542 und 508; und die Strömung zwischen den Kanälen 544 und 506 wird durch den Steuerflügel 22OA gesteuert. Die Verteilkanäle 504 der oberen Schicht

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sind ein keine Last tragender, permanenter fester Teil des Gebäudes und sind üblicherweise aus einem Isolierstoff mit leichtem Gewicht hergestellt, beispielsweise einem zellförmigen Kunststoff. Die Kanäle 502 der unteren Schicht sind aus einem gleichen Kunststoff hergestellt, sind jedoch entfernbar angeordnet, so dass ein Zugang zu den dazwischen angeordneten Steuerflügeln möglich ist.

Es wird nun Bezug auf die Fig. 6 genommen. Das Gebäude 18, also das Einfamilienhaus, ist mit einem bewehrten Betonrahmen hergestellt, der sowohl vertikal verlaufende Pfosten 250 und horizontal verlaufende Kreuzträger 254, 256 aufweist, und welcher Rahmen die Böden 258 und Wände 260 trägt (wobei in der Fig. 6 nur eine davon gezeigt ist), welche üblicherweise aus vorbespanntem extrudiertem Beton bzw. zellförmigem Glas hergestellt sind. Aus der Zeichnung ist ersichtlich, dass die relativ zueinander kreuzweise verlaufenden Träger 254,256 den Pfosten 2 50 bei unterschiedlichen Höhenstellungen schneiden, wobei die Oberseite des Trägers 256 in der selben Ebene liegt, in welcher die Unterseite des Träger 254 liegt. Die Träger, welche den Boden 258 bilden, stützen sich auf den unteren querverlaufenden Träger 2 56 ab, wobei ihre Oberseiten in derselben Höhe liegen, in welcher die Oberseite des höheren Trägers 254 verläuft. Die obere Schicht 504 der Kanäle (enthaltend die Kanäle 506-520) des Luftverteilers 500 liegen an der Unterseite der Bodenträger an. Die Platten, welche die Wand 260 bilden, sind mit den Enden dieser Bodenträger ausgerichtet und liegen an diesen an. Wie nachfolgend noch beschrieben sein wird, bilden die Wandplatten und die Träger, welche das Dach und die Decke

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bilden, sämtliche Kanäle, die notwendig sind, eine Luftströmung zwischen dem Luftverteiler 500 und den Kollektoren und dem Innern des Hauses zu bilden. Es sind also keine zusätzlichen metallene oder ähnliche Kanäle notwendig.

Es wird nun Bezug auf die Fig. 4C-4I, 5B

und 6 genommen. Die Dielenträger, welche den Boden 258 bilden, weisen mindestens drei verschiedene Grundformen auf. Einige Dielenträger, beispielsweise diejenigen, die mit der Bezugsziffer 602 bezeichnet sind, sind einfache Träger und wirken nicht als Kanäle. Andere bilden entweder einen einzigen Kanal oder Mehrfachkanäle. Somit erlauben die Träger 604, wie dies nachfolgend noch im Einzelnen beschrieben sein wird, eine Strömung zu den Wandkollektoren 11, 12 und von diesen weg, wobei jeder Träger einen oberen Kanal und einen unteren Kanal aufweist, wobei sowohl der obere als auch der untere Kanal vertikal geteilt sind, so dass in entgegengesetzten Richtungen verlaufende Luftströmungen möglich sind, nämlich zum Westwand-Kollektor 12 und zum Ostwand-Kollektor 11 oder vom Westwand-Kollektor 12 und vom Ostwand-Kollektor 11. Die zwei Kanäle in jedem Träger 604, welche die Strömung zu und vom Kollektor 12 der Westwand 10 des Gebäudes erlauben, sind mit 604-a und 604-b bezeichnet und verbinden den Wandkollektor 12 mit den Verteilkanälen 518 bzw. 520; währenddem die in die andere Richtung verlaufenden Kanäle, die Kanäle 604-c und 604-d den Ostwand-Kollektor 11 mit den Kanälen 512 und verbinden. -

Die Bodendielenträger 606 und 608 weisen jeweils einen einzigen Kanal auf und verbinden den Dachkollektor 10 mit den Verteilkanälen 516 bzw. 510; während-

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dem die Bodendielenträger 610 und 612 Träger mit nur einem einzigen Kanal sind, die mit den Gebäudeverteilkanälen .506 bzw. 508 verbunden sind, so dass eine Strömung in die Räume des Gebäudes 10 und aus diesem hinaus möglich ist.

Ueblicherweise sind alle diese Bodendielenträger aus einem bewehrten extrudierten Beton hergestellt, weisen alle dieselbe Höhe über alles (und üblicherweise Breite über alles auch) auf, und weisen bogenförmige Ränder auf, welche gleichförmig ineinandereingrexfen, um das Gewicht von einem Träger zum anderen zu verteilen, dies in der gleichen Weise, wie dies der Fall ist bei den bogenförmigen und ineinandereingrexfenden Rändern der Wändplatten, die in den Fig. 7 und 8 gezeigt sind. Die Abmessung des offenen Kanales oder der Kanäle, welche durch einen jeweiligen Träger verlaufen, hängt vom jeweiligen Formstück ab, das zum Extrudieren des Trägers verwendet wurde und kann je nach Wunsch geändert werden, vorteilhaft um sicherzustellen, dass der Druckabfall innerhalb des Gebäudes und der Verteilanordnung ein gleichmässiger ist. Um die Löcher zur Verbindung mit den Kanälen des Luftverteiler 500 und mit den vertikalen Kanälen zu bilden, sind aus der Mitte des Deckels bzw. des Bodens der sonst fertiggestellten Dielenträger Löcher ausgesägt, jedoch sind die Ränder der Träger, welche den schweren Bewehrungsstahl tragen, unverändert gelassen. Nachdem die Träger abgelegt worden sind, um den Boden 258 zu bilden, wird ein Ueberzug aus Beton, der in der Fig. 9 mit 658 bezeichnet ist, auf die Oberseite derselben aufgebracht, welcher Ueberzug, falls notwendig, eine drahtförmige Bewehrung aufweist.

In gleicher Weise sind die schirmenden Wand-

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platten, welche die Wände des Gebäudes bilden, mit gleichförmiger Dicke ausgebildet, wobei ihr äusseres Aussehen und ihre gleichmässige Dicke (üblicherweise) dieselbe ist, wobei jedoch ihre innere Ausbildung, in derselben Weise, wie das der Fall bei den Bodendielen ist, unterschiedlich sein kann und verschiedene Aufgaben erfüllen kann. Einige, beispielsweise die Platten 620, sind herkömmliche hohle extrudierte Betonplatten und bilden einfach einen Teil der Aussenwand. Andere, beispielsweise die Platten 622, können dieselbe Ausbildung aufweisen, wie dies der Fall bei der Platte 620 ist (oder können bevorzugterweise eine etwas andere Ausbildung aufweisen, wie nachfolgend noch beschrieben sein wird), dienen jedoch auch als Kanäle, um Luft von den Räumen des Gebäudes zu den Dachkollektoren oder von den Dachkollektoren zu den Räumen des Gebäudes zu führen. Eine dritte Bauform einer Wandplatte, welche mit 624 bezeichnet ist, trägt sowohl die Abschnitte der Wandkollektoren und ermöglichen ein Strömen zu diesen und ein Durchströmen derselben.

Die bevorzugte Ausführungsform der Platten

622 und 624 ist am besten aus den Fig. 7 und 8 ersichtlich. Wie gezeigt ist, weist jede Platte eine im allgemeinen rechteckige QuerSchnittsform auf und umschreibt einen rechteckigen inneren Kanal 626, der mit Aluminiumfolie 628 ausgelegt ist. Die Aussenabmessungen der Platten 622 und 624 (und auch der Platte 620) sind dieselben. Jedoch ist der Kanal 626 der Platte 624 kleiner als derjenige der Platte 622, und die Platte 624 weist einen Wandkollektorteil auf, der allgemein mit 626 bezeichnet ist und mit der Aussenfläche des Hauptkörpers 638 der Platte verbunden ist. Die

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Seiten 630 und 632 der Platten sind wellenförmig, wobei gegenüberliegende Seiten entsprechend gleich und sich ergänzend ausgebildet sind, so dass, wie gezeigt ist, benachbarte Platten ineinander eingreifen. Die Verbindungsstelle 634 zwischen benachbarten Platten wird mit einem wasser- und dampfdichten Klebstoff oder Abdichtungsstoff abgedichtet.

Weil sie die inneren Trennwände des Gebäudes 18 bilden, sollten die Platten 620, 622 und 624 alle die üblichen, notwendigen baulichen Eigenschaften aufweisen, beispielsweise eine genügende Zugfestigkeit zusammen mit leichtem Gewicht und der Möglichkeit, dass sie einfach mit dem Rahmen des Gebäudes verbunden werden können und sollten wasserundurchlässig sein, sollten keinen Viasserdampf durchlassen und sollten feuerfest sein, sollten eine lange Lebensdauer aufweisen und wetterfest sein. Es ist auch erwünscht, dass ihre Innenflächen für ein Anbringen eines Verputzes zweckdienlich sind oder derart, dass irgendwel-. eher anderer Ueberzug auf sie aufgebracht werden kann. Zusätzlich sollten die Platten auch gute thermische Isolatoren sein und auch eine geräuscharme Luftströmung durch die Kanäle mit einem kleinsten Strömungswiderstand und somit Druckabfall erlauben.

In bevorzugten Ausführungsbeispielen sind diese Attribute geschaffen, indem diese Platten aus einem leichten Baustoff hergestellt werden, der gute Isoliereigenschaften aufweist, beispielsweise zellförmiges Glas oder Kunststoff, Perlitmörtel oder sie können aus einem Beton mit einer kleinen Dichte extrudiert werden. Ueblicherweise wird die Platte bewehrt sein, so dass die er-

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wünschte Zugfestigkeit sichergestellt ist und eine dünne Schicht (in der Fig. 7 mit 623 bezeichnet) eines zellförmigen Glases hoher Dichte oder Beton wird auf derjenigen Seite der Platte vorhanden sein, welche die Aussenflache des Gehäuses bilden wird. Ein Auskleiden des inneren Kanales 626 mit Aluminiumfolie oder einem ähnlichen Stoff erhöht die Isolierfähigkeit der Kanäle, erhöhte die laminare Strömung im Kanal und verhindert auch mögliche Schwierigkeiten auf Grund einer Erosion.

Falls die Platten 620, 622 und 624 nicht lediglich mittels eines Klebstoffes mit dem Gebäude verbunden sind, können sie von Bügeln getragen werden, welche Bügel allgemein mit der Bezugsziffer 640 bezeichnet sind und die von einer Stelle innerhalb der Platte ausragen und mit dem Rahmen des Gebäudes verbunden sind, einschliesslich einer Scheide 642 ,die in die Platte eingegossen oder laminiert ist, wobei das offene Ende derselben fluchtend mit der Innenfläche 644 endet und wobei ein Schwert 642 innerhalb dieser Scheide 642 angeordnet ist und mit dem Rahmen des Gebäudes verbunden ist. In den Fig. 8 und 8a ist gezeigt, dass die Aussenfläche des Schwertes 642 gerillt ist, derart, dass es in das Bewehrungsnetz 650 in den Platten 620, 622, 624 eingreift. Das Schwert 646 passt in die Scheide hinein und derjenige Abschnitt des Schwertes, welcher aus der Wandplatte hinausragt, stützt sich auf den Dielenträger auf und ist in diesem eingebettet, der den Boden 258 bildet. Das Loch im Handgriff des Schwertes 646 kann dazu verwendet werden, die Platte mittels eines Zapfens mit tragenden Bauteilen zu verbinden (Fig. 9).

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Die Platten, die in der Fig. 8 gezeigt sind, sind aus zellförmigem Glas hergestellt. Weil zellförmiges Glas am Ökonomisten in dünnen Schichten mit einer Dicke von nicht mehr als 50,8 mm (2 Inches) hergestellt wird und weil nun Teile der Platten dicker als 50,8 (2 Inches) dick sind, weisen mehrere Abschnitte der Platten mehrfache Schichten zellförmiger Glasplatten auf, die mittels eines Klebstoffes, beispielsweise Asphalt, seitlich zusammen verbunden sind. Ueblicherweise ist ein Bewehrungsgitter 650 in der Verbindungsstelle eingesetzt. Aus den Figuren ist ersichtlich, dass die Seiten a der Platten 622 und 624 und der Innenteil b der Platte 622 jeweils zwei Glasschichten aufweisen, währenddem der dickere innere Teil c der Platte 624 deren drei aufweist.

Der äussere Teil d der Platte 626 ist eine

einzige Schicht zellförmigen Glases. Um das gesamte Gewicht klein zu halten und aus Material-ökonomischen Gründen, jedoch um gleichzeitig die erwünschte harte Aussenfläche zu erhalten, weist diese Glasplatte eine ungleichförmige Dichte auf. Die Inneren ungefähr 80% ist ein zellförmiges Glas kleiner Dichte; die anderen bzw. äusseren 20%, welche ein Teil der Aussenwand des Gebäudes bilden und den äusseren Teil 623 aufweisen, sind mit einer hohen Dichte hergestellt. Wie in den Figuren gezeigt ist, überbrückt der äussere Teil d der Platte 622 die gesamte Breite der Platte und die zwei Seitenteile erstrecken sich jeweils von der Rückseite des äusseren Teiles bis zur Innenseite der Platte.

Wie vorgängig erwähnt worden ist, ist der

Abschnitt 636 des Kollektors mit der Aussenfläche des Körpers 638 der Platte 624 verbunden. Um eine zusätzliche

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3»

Stütze für den Wandkollektorabschnitt zu bilden, verlaufen die aus zellförmigem Glas hergestellten Seiten des Abschnittes a des Trägers bis zum hinteren Teil des Kollektorteiles 636 und sind damit verklebt.

Die Platten 622,624 können auch beispielsweise aus einem zellförmigen Polystyren hergestellt sein, in welchem Falle eine dünne Schicht Beton (um eine harte Aussenschicht 623 zu bilden) im allgemeinen mit der Aussenfläche des Polystyrenkörpers der Platte 622 verbunden sein wird, währenddem der Kollektorabschnitt 626 mit der Aussenfläche des Polystyrenkörpers der Platte verbunden sein wird. Solche Polystyrenplatten können in Schichten hergestellt werden, welche Schichten dann mit einem Klebstoff miteinander verbunden werden, wie dies auch der Fall beim Ausführungsbeispicl mit zellförmigem Glas ist, oder können mit Bewehrungen gegossen oder extrudiert werden, wie dies der Fall bei Beton ist.

Der Kollektorabschnitt 636 weist, wie dies im Wandkollektor der Fall ist, der in der oben erwähnten Anmeldung Serie Nr. 927 048 genannt ist, einen vertikalen Luftdurchgang 100 auf, der zwischen einer vorfabrizierten Betonplatte 102, die die Aussenwand des Gebäudes bildet und einer inneren Betonplatte 104 verläuft, die mit der Aussenfläche der zellförmigen Glasschicht verklebt ist, welche die Aussenseite des Körpers 638 des Trägers 624 bilden. In der Platte 102 ist ein Aluminiumsieb 105 eingebettet, welches parallel in einem Abstand von ungefähr 1 mm von der Aussenfläche der Platte verläuft. Erweiterte Aluminiumrippen (Streckmetall) /die eine ungefähr rechteckige Ouerschnittsform aufweisen, sind in den Platten 102 und 104 eingebettet und verlaufen zwischen denselben, wobei die

1 3 0 Ö 3²6 /~0 7 0 7

äusseren Ränder dieser Rippen in das Netz 105 eingreifen. Die Streckmetallausbildung· dieser Rippen 106 ist in den Fig. 9 und 11 gezeigt. Es ist offensichtlich, dass diese Rippen 106 eine hohe thermische Leitfähigkeit aufweisen, und dass sie korrosionsfest sind und einen gross bemessenen Oberflächenbereich zur Wärmeübertragung der durch den Durchgang strömenden Luft aufweisen. Die Ausbildung des Streckmetalles bewirkt

eine Turbulenz der Luft, so dass die thermische Leitfähigkeit weiter verbessert wird und bewirkt auch die Flexibilität, die erwünscht ist, dass eine Anpassung an verschiedene Zustände der thermischen Ausdehnung möglich sind und weiter ist ihre Handhabung während der Herstellung und während des Zusammensetzens einfach. Bei einigen Ausführungsarten können die Platten 102 und 104 aus zellförmigem Glas und nicht aus Beton hergestellt sein, in welchem Falle diese Rippen 106 aus Eisen und nicht aus Aluminium bestehen sollen, weil zum Backen und Aushärten des zellförmigen Glases Temperaturen notwendig sind, die höher als die Schmelztemperatur des Aluminiums sind. Falls Platten aus Beton verwendet werden, kann es erwünscht sein, einen ausgewählten Beschichtungsstoff, Ueberzugsstoff, beispielsweise Bleioxid mit dem Mörtel zu mischen, der zum Herstellen dieser Platten verwendet wird, so dass die Adsorptionsfähigkeit erhöht und gleichzeitig die Abgabefähigkeit vermindert wird.

Es wird nun auf die Fig. 9 und 10 bezuggenommen, welche F'iguren die Verbindung der Trennwandplatten 624 mit dem Rahmen des Gebäudes 18 darstellen, und die Verbindung der Kanäle 626 und 100 in den Trennwandplatten

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mit den Kanälen 6O4-d bzw. 604-c des Bodendielenträgers 604. Derjenige Abschnitt des Körpers 638 der Platte 604, der über dem Ende des Bodendielenträgers 604 hinaussteht, wird zusammen mit dem jeweiligen Abschnitt des inneren Trenners 104 und der Rippen 106 des Kollektorabschnittes 636 entfernt. Ein aus Kunststoff gegossener Luftströmungskrümmer, der allgemein mit der Bezugsziffer 650 bezeichnet ist, ist in sich ergebende Aushöhlung 652 eingesetzt, wobei die Innenfläche des Krümmers 650 am Ende des Trägers 604 anliegt und die Aussenfläche desselben an der Innenseite der Kollektorplatte 102 anliegt. Gemäss der Fig. erstreckt sich die Höhlung 652 nicht vollständig entlang der Breite der Platte 624 und belässt den Endabschnitt des die Platten tragenden Schwertes 642 unverändert. Im Krümmerabschnitt 650 befinden sich zwei bogenförmige Kanäle, die mit 654 und 656 bezeichnet sind. Der Kanal 654 erstreckt sich zwischen dem Kanal 626 der Wandplatte und dem Kanal 604-d des Bodendielenträgers und stellt eine gleichförmige Luftströmung sicher; der Kanal 656 verbindet in der gleichen Weise den Strömungsdurchgang 100 des Kollektors mit dem Kanal des Bodenträgers 604-c.

Die Schwerter 646, welche die Wandplatten 624 tragen, sind in Betonschichten 658, 660 eingebettet, die auf dem Bodenträger 605 bzw. um den Kreuzträger 256 des Rahmens verlaufen. Oberflächenputz oder irgendwelche andere Stoffschichten 661 zum Bilden der endgültigen Oberfläche, die auf der Betonschicht 658 und innerhalb der Platte 624 aufgetragen sind, bilden den Boden und die Innenwand des benachbarten Raumes des Gebäudes 18.

Ein Steuerflügel, der in den Fig. 11 und HA

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allgemein mit der Bezugsziffer 101 bezeichnet ist, ist in einer Ausnehmung 670 angeordnet, die auf jedem Träger 624 ausgebildet ist und dient dazu, die Luftströmung in und durch den Sammelluftdurchgang 100 zu steuern. Aus der Zeichnung ist ersichtlich, dass jeder Flügel 101 ein Steuerblatt 672 aufweist, das (auf einer Drehwalle 673) zwischen zwei Stellungen drehbar ist, nämlich Stellung A (dargestellt) und Stellung B (gestrichelt gezeichnet). In der Stellung A erlaubt das Blatt 672 des Steuerflügels, dass Aussenluft durch die Einlassöffnung 674 in den Sammelluft— durchgang 100 einströmt; in der Stellung B schliesst das Blatt des Steuerflügels die Einlassöffnung 674 ab und die Strömung in den Sammeldurchgang 100 erfolgt vom Trägerkanal 626 her. Sowohl das Gehäuse 676 und das Blatt 672 des Steuerflügels 100 sind aus einem gegossenen organischen Kunststoff. Ein Schlitz 678 bei der Einlassöffnung 624 ist zur Aufnahme eines Luftfilters 680 angeordnet und um diesen oberhalb der Oeffnung 674 festzuhalten. Ein Motor .669 treibt die Welle 673 und das Blatt des Steuerflügels 67 2 durch eine Folge UntersetzungsZahnräder 671 und Grenzschalter 675 an, welche Grenzschalter 675 von einem Finger 677 betätigt werden, der auf der Welle 673 angeordnet ist, so dass das Ausmass der Drehung gesteuert ist. Die gesamte Steuerflügelanordnung kann als Einheit zur Wartung oder zum Ersetzen entfernt werden. Biegsame Dichtungen 680-A, die den Einlass zum Kanal 626 und der Kammer 676 umgeben und die neben der Eingangsstelle zur Ausnehmung 670 angeordnet sind, vermindern ein Eindringen von Luft.

Es wird nun Bezug auf die Fig. 12-18 genommen. In diesen ist der Dachkollektor und seine Verbindung

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mit dem verbleibenden Teil des Gebäudes 18 und der Solaranordnung gezeigt. Gemäss der Zeichnung ist das Dach 14 aus hohlen, extrudierten Dielenträger 60 aus Beton hergestellt, welche Träger 60 entlang der Breitenausdehnung des Daches verlaufen und den Dachkollektor 10 tragen, welcher Dachziegel 62 aufweist (die von aussen gesehen, wie die üblichen Dachziegel aussehen), welche Ziegel 62 von der obenliegenden Seite der Träger 60 entfernt angeordnet sind, derart, dass zwischen den Ziegeln und den Trägern Luftdurchgänge 64 vorhanden sind. In den Ziegeln 62 sind AIuminiumrippen'66 aus Streckmetall eingebettet und erstrecken· sich von den Ziegeln 62 nach unten, wobei ihre äusseren Ränder allgemein parallel zur Aussenfläche 82 der Ziegel und einen kleinen Abstand davon aufweisend verlaufen und wobei ihre inneren Ränder auf den Oberseiten der Träger 60 oder einem Isolierstoff, der auf diesen Trägern angeordnet ist,anliegen. Die Dicke dieser Rippen 66 beträgt ungefähr 1 mm und dienen dazu, sowohl die Ziegel 62 zu tragen, als auch den Luftdurchgang 64 in eine Anzahl kleinerer Strömungsdurchgänge aufzuteilen.

Die Träger 60 sind hohl. Die hohlen mittleren Innenräume der zwei Träger, die mit 60-1 und 60-2 bei den oberen bzw. unteren Enden des Kollektors 10 angeordnet sind, beschreiben in Längsrichtung verlaufende Luftkanäle 61-1 und 61-2. Oeffnungen 70,72, die in den Oberseiten der Träger 60-1 bzw. 60-2 angeordnet sind, erlauben eine Luftströmung zwischen dem Kanal 61 eines jeweiligen Trägers und des Kollektors. Jede der Oeffnungen 70,72 verläuft in Längsrichtung eines jeweiligen Trägers 60 um eine Strecke, die etwas kleiner als die Breite eines Ziegels 62 ist, so

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dass zwischen benachbarten Oeffnungen ein Steg 71 vorhanden ist.

' Gemäss der Fig. 13 liegt auf beiden Enden

sowohl des Dachträgers 60-1 und dem Bodenplankenträger eine Trennwandplatte 622, welche (durch eine in ihrem Boden ausgebildete Oeffnung) mit dem Luftverteilkanal 510 verbunden ist (siehe Fig. 4H, 5A und 5b). Die Abschnitte der Wandplatte, welche über die Enden des Trägers des Daches bzw. des Bodens hervorstehen, sind entfernt, so dass Ausnehmungen gebildet sind, die mit der Bezugsziffer 690 bzw. 692 sind, in welche Luftströmungskrümmer 694 eingesetzt
sind. Jede Ausnehmung 690,692 verläuft von der Innenfläche der Platte 622 bis zur Aussenseite des Plattenkanales 626 und weist eine Breite auf, die gleich gross ist, wie diejenige des Kanales 626. Jeder Krümmungsabschnitt 694 bildet einen bogenförmig verlaufenden Luftdurchgang 696, so dass zwischen dem Wandplattenkanal 626 und der Decke und den Bodenkanälen 61-1 und 609 ein gleichförmiges Strömen und Ueberführen sichergestellt ist. Die Krümmer 696 können mit Umlenkblechen bzw. -flügeln versehen sein, wie dies
der Fall bei anderen Krümmern der Anlage sein kann, so dass die Luftströmung noch mehr vereinfacht wird und so dass
der Druckabfall und die vom Gebläse abzugebende Energie verkleinert werden. Leitflügel können auch in den Kanälen des Luftverteilers 504 angeordnet sein, so dass die Luftströmung, die durch die Oeffnungen zu den Kanälen in den Dielenträgern 604,606,610 etc. erfolgt, einwandfrei geteilt und gesteuert wird. Die Schwerter 646, die dazu beitragen die Wandplatte 622 in ihrer Stellung zu halten, sind, wie dies der Fall bei der früher beschriebenen Wandplatte 624

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ist oberhalb des Bodens 258 in eine Oberflächen-Betonschicht 658 eingebettet. Beim oberen Teil der Platte 622 ist ein drittes Schwert 646 in gleicher Weise im Beton 659 eingebettet, der den oberen Kreuzregler 257 des Gebäudesrahmens umgibt.

Der Kanal 61-2 des Dachträgers 60-2 ist in einer gleichen Weise mit dem inneren Kanal 607 des Bodendielenträgers 606 verbunden, der seinerseits durch eine weitere Wandplatte 622 mit den Luftverteilkanälen 516 und 54Oa (siehe Fig. 4F und 5B) in Verbindung steht. Beim Boden 258 ist die Ausbildung, die die Verbindung aufweist, im wesentlichen identisch zu derjenigen, die in der Fig.13 gezeigt ist. Jedoch ist der Dach-Wand-Verbinder etwas anders ausgebildet. Gemäss der Fig. 14 passt ein Steuerflüge !zusammenbau 700 in eine Ausnehmung 701 bei der Verbindungsstelle einer Wandplatte 622 mit dem Dachträger 60-2 und steuert die Strömung in den Kanal 61-2 des Dachträgers. Diese Steuerflügelanordnung 700 weist ein in vertikaler Richtung verschiebbares Verschliessglied 702 auf, das abhängig von einer Drehung der Schraube 704 zwischen der gezeigten Stellung und der mit gestrichelten Linien gezeigten Stellung verschiebbar ist. In der gezeigten Stellung erlaubt das Verschliessglied 702 eine Luftströmung von aussen in den Trägerkanal 61-2, welche Luftströmung durch die Oeffnung 706 in der Wand 16 erfolgt und schliesst das obere Ende des Kanales 626 der Wandplatte. Ein Luftfilter 708, welcher nach unten geneigt abgewinkelt angeordnet ist und mittels eines Regendeckels 709 festgehalten ist, ist in der Oeffnung 706 angeordnet. In der mit gestrichelten Linien gezeigten Stellung schliesst das Verschliessglied 706

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die Oeffnung 702 und erlaubt eine Luftströmung vom Wandplattenkanal 626 zum Trägerkanal 61-2,und von dort zum Dachkollektor IQ. Eine Motor- und Getriebeanordnung 710, welche in einem ausgeschnittenen Teil im Ende des Trägers 61-2 angeordnet ist, treibt die Schraube 704 an, um damit das Verschlussglied 702 zwischen den zwei Stellungen zu bewegen. Aus der Zeichnung ist ersichtlich, dass dieses Verschlussglied 702 ein Paar relativ rechtwinklig stehender Ober- und Rückplatten 712,714 aufweist und zwei Luftströmungsführungsglieder 715,716 aufweist, welche über die gesamte Breite der Kanäle in der Wandplatte 622 und dem Dachträger 60-2 verlaufen, dies zwischen im Abstand angeordneter paralleler Seitenplatten 719, die in den entgegengesetzten Seiten der Steuerflügelanordnung eingreifen. Die vertikale Höhe der Rückplatte 714 ist etwas grosser als diejenige der Oeffnung 706; die obere Platte 712 weist eine horizontale Länge auf, die grosser ist, als diejenige des Kanales 626. Der Luftströmungsführer ist ein gegossener zellförmiger Kunststoffblock, der im Winkel zwischen den Platten 712,714 angeordnet ist und der eine bogenförmig verlaufende Innenfläche 717 aufweist, so dass eine gleichförmige Luftströmung vom Kanal 626 zum Kanal 61-2 dann erfolgt, wenn das Verschlussglied in der strichliniert gezeigten Stellung ist. Der Luftströmungsrichter 715 ist eine bogenförmig verlaufende Platte, welche koaxial mit der bogenförmig verlaufenden Fläche 717 mit kleinerem Radius als der Radius derselben angeordnet ist, und welche zwischen den Parallelen einen Abstand aufweist und den Seitenplatten 719 verläuft. Der Boden des Luftfilters 708 ist in einem Kanal neben der Wand 16 eingesetzt und der

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Oberteil des Luftfilters ist in einem gleichen Kanal eingesetzt, der entlang des äusseren Endes des Regenabdeckbleches 709 verlauft- Aus der Zeichnung ist ersichtlich, dass die gesamte Steuerflügelanordnung als Einheit in die Ausnehmung 701 eingesetzt werden und daraus entfernt werden kann. .

Die Fig. 15 zeigt eine modifizierte Ausbildung des Steuerflügels 720, der anstelle der Steuerflügelanordnung 700 dazu verwendet werden kann, die Luftströmung zum Kanal 61-2 des Dachträgers zu steuern. Aus der Zeichnung ist ersichtlich, dass die Oberseite der Wandplatte 622 und das Ende des Dachträgers 60-2 entfernt sind,und dass auf dem oberen Ende der Wandplatte 622 in der sich daraus ergebenden Höhlung 724 ein kurzer Kamin 722 aufgesetzt ist, welches auf dem Ende des Dachträgers 60-2 aufliegt. Der Kamin erstreckt sich über die Dachziegel 62 hinaus und weist bei seinem oberen Ende eine Kaminabdeckplat-.......

te 726 auf (aus herkömmlichen Ziegeln 621 gebildet), welche über alle vier Seiten des Kamins hervorsteht. Vom Boden dieser Kappe 726 erstreckt sich ein Flansch 728 bis zu einer Stelle nach, unten, die unmittelbar unterhalb des oberen Endes des Kamins 722 gelegen ist und bildet eine Oeffnung 730 in Form eines quadratischen Ringes, die zwischen dem Kamin und dem Flansch verläuft. In dieser Oeffnung sind Luftfilter 732 eingesetzt. Der Kanal 61-2 des Dachträgers 60-2 endet bei einer Oeffnung 734 in der Seite des Kamines 722 und ein Flügel·- und Strömungssteuerorgan 736 ist neben der Oeffnung 734 im Kamin angeordnet, welches Steuerorgan 736 auf einer sie tragenden Welle 738 zwischen der gezeigten Stellung, in welcher ein Luft-

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strom vom Kanal 626 der Wandplatte zum Kanal 61-2 des Daches zugelassen ist und eine Strömung von ausserhalb der Luftöffnung 730 in den Dachkanal verhindert ist und der Stellung, die mit strichlinierten Linien gezeichnet ist, drehbar ist, in welcher strichliniert gezeichneten Stellung das Steuerorgan 736 das obere Ende des Kanales 726 der Wandplatte abschliesst und ein Strömen der Luft von aussen in den Dachkanal 61-2 zulässt. Die Welle 738, auf welcher dieses Strömungssteuerorgan 736 angeordnet ist, ist motorgetrieben, und das Ausmass der Bewegung wird in herkömmlicher Weise mittels Grenzschalter gesteuert. Aus der Zeichnung geht hervor, dass das Strömungssteuerorgan 730 ein Paar im Abstand angeordneter parallel verlaufender Seitenplatten 740 aufweist, welche in entgegengesetzten Seiten des Kamines 722 eingreifen und weiter drei bogenförmig verlaufende Platten aufweist, welche zwischen den Seitenplatten verlaufen. Die Platte 742 mit dem grössten Krümmungsradius dichtet gegen eine Strömung von entweder dem Kanal 26 oder der Oeffnung 730 her und stellt eine gleichförmige Luftströmung um die 90° Krümmung in den Dachkanal 61-2 sicher. Die anderen zwei Platten 744 und 746 sind koaxial angeordnet, weisen jedoch einen kleineren Krümmungsradius als die Platte 742 auf und dienen dazu, einfach die Luft gleichmässig um die Krümmung.zu leiten, so dass ein Widerstand der Luftströmung vermindert wird und somit die benötigte elektrische Energie vermindert wird.

Die Ausbildung der Ziegel 62 und die Art

mit der sie miteinander und mit den Dachträgern 60 verbunden sind, ist am besten aus den Fig. 12 und 16-18 ersicht-

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φ,

lieh. Wie dies der Fall bei herkömmlichen Ziegeldächern ist, überlappen sich die Seiten und Enden der Ziegel 62. Entlang der Seiten weist ein Rand jedes Ziegels einen überlappenden Halbzylinder 750 auf, der dazu bestimmt ist, eine nach oben ragende Rippe 752 entlang des gegenüberliegenden Randes eines benachbarten Ziegels aufzunehmen (Fig. 17). Die Enden der Ziegel sind eingefugt. Das abwärtsliegende Ende des Ziegels bildet die obere Schicht der Verbindungsstelle und ist hinterschnitten, um das höhere Ende des darunterliegenden Ziegels aufzunehmen (Fig. 18). Die Verbindungsanordnung, die allgemein mit 754 bezeichnetest, welche Verbindungsanordnung das obere Ende des darunterliegenden Ziegels mit dem Dach verbindet, befindet sich innerhalb der gefugten Verbindungsstelle; eine Abdichtung 756 ist sowohl in der gefugten Verbindungsstelle zwischen den Ziegeln und der vertikalen stumpfen Stossstelle zwischen benachbarten Dachträgern 60 angeordnet.

Der Verbindungszusammenbau 754 weist ein hohles, im wesentlichen zylindrisches Distanzstück 758 aus Kunststoff auf, wobei ein Ende dieses Distanzstückes 758 in ein gebohrtes Loch 759 im oberen Teil eines Trägers 60 hineinpasst und das andere Ende in einem gegossenen Loch in den unten liegenden Ziegel 62 hineinpasst. Der Abstand, mit dem das Distanzstück in jedes Loch passt und somit der Abstand zwischen der Unterseite des Ziegels 62 und dem Oberteil des Trägers 60 ist durch in radialer Richtung hervorstehende Flansche 760 und 762 bestimmt, deren Stelle ihrerseits wieder von der Höhe der Rippen 66 abhängt. Der Flansch 760 greift in die Unterseite des Ziegels 62 ein und trägt diesen; der Flansch 762 greift in

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den Oberteil des Trägers 60 ein. Ein haftender Dichtungss.toff 764 ist im Loch 759 angeordnet, so dass das Distanzstück 758 festgehalten ist. Der unten liegende Ziegel 62 ist mittels eines Bolzens 766 mit dem Distanzstück verbunden, der durch das Loch im Ziegel 62 hindurch verläuft, wobei der Kopf des Bolzens in einer Gegenbohrung bei der Oberseite des Ziegels eingesetzt ist. Die Gewinde des Bolzens greifen in das innere Loch des Distanzstückes 758 ein.

Die Weise, gemäss welcher die Rippen 66 im Ziegel 66 eingebettet sind, ist am besten aus der Fig. 18 ersichtlich. Wie dies der Fall bei den Rippen der Wandkollektors 12 ist, greift jede Rippe 66 in ein wärmeleitendes Drahtgitter 770 ein, das im kleinen Abstand (ungefähr 1 mm) hinter der Aussenfläche des Ziegels angeordnet ist und vom Boden des Ziegels nach unten ragt, um auf der Oberseite dos Trägers 60 aufzuliegen. Im Gegensatz zu den Rippen des Wandkollektors 12 sind diese Rippen 66 nicht im darunterliegenden Träger eingebettet. Um ein Abheben der Ziegel zu verhindern, sind die Rippen beim unteren Ende der oberen Ziegel um das obere Ende der unteren Ziegel herumgebogen, wie in der Fig. 18 gezeigt ist. Es können mehrere Ziegel zu grösseren Ziegeleinheiten zusammengefügt werden, so dass die Arbeit in Bezug auf das Abdichten gegen Luft und das Anbringen während des Baues selbst vermindert wird.

Die Fig. 12, 16 und 17 zeigen auch wie die

Luftströmungen zwischen den Kanälen 61-1 und 61-2 der Träger und den Luftstromdurchgängen 6 4 des Kollektors erfolgt. Wie vorher beschrieben wurde, sind entlang der Oberseiten der Träger 60-1 und 60-2 in Längsrichtung einen Abstand

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aufweisende Oeffnungen 70 bzw. 72 der Trägerkanäle angeordnet. Die Oeffnungen 70 eine Luftströmung vom Dachkollektor in den Trägerkanal 61-1; die Oeffnungen 72 erlauben eine Strömung vom Trägerkanal 61-2 in den Luftdurchgang 64 des Kollektors.

Halbwegs der Breitenausdehnung des Daches

14 sind die Trägerkanäle 61-1 und 61-2 und der Luftdurchgang 6 4 des Kollektors durch Trenner 772 abgesperrt, welche Trenner 772 die Trägerkanäle in Längsrichtung gesehen in zwei teilen. Die Abschnitte des Dachkollektors 10 bei einer Seite der Trenner dieser Träger sind mittels Kanälen, die in der Westwand 17 des Gebäudes angeordnet sind mit einer Speicheranordnung 20 und der Luftbehandlungsanlage 21 verbunden; die Strömung zu und von den Abschnitten des Dachkollektors bei der anderen Seite der Träger erfolgt durch die bereits beschriebenen Kanäle in der Ostwand 16. Soweit als dies in der Praxis möglich ist, sind die Kanäle der zwei"Wände identisch zueinander ausgebildet.

Die Luftströmung von der Luftbehandlungsanlage 21 zu und von den Räumen des Gebäudes 18 erfolgt ebenfalls durch Kanäle, die im Boden und in den Wänden des Gebäudes angeordnet sind. Ein Luftverteilkanal 506 steht mit Oeffnungen in Verbindung, die in einer Anzahl Bodendielenträger 610 ausgebildet sind (siehe Fig. 4K, 5A und 5B), wovon jeder einen einzelnen innenliegenden Kanal 611 aufweist, der mit dem Kanal 626 einer Wandplatte 622 (in entweder der Ostwand 16 oder der Westwand 18) in Verbindung steht und/oder mit einem inneren hohlen Pfosten 770 in Verbindung steht. In gleicher Weise steht der Verteilkanal 508 mit Oeffnungen in Verbindung, die im Bodenplankenträ-

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ger 612 (siehe Fig. 41 und 5B) ausgebildet sind, welches ebenfalls eine Strömung zu ausgewählten Wandplatten 622 und inneren Pfosten 771 bildet. Löcher, die in'den Seiten der Wandplatten und den innenliegenden Pfosten ausgebildet sind, beispielsweise die Plattenöffnung 772, die in der Fig. 15 gezeichnet ist und die Oeffnungen 773 in dem Pfosten erlauben eine Strömung, die unmittelbar in die Räume des Gebäudes oder aus diesem hinaus verläuft. Die Oeffnungen in den Pfosten und in der Decke, welche durch die Bodendielenträger 612 mit den Kanälen 542 und 42 verbunden sind, befinden sich nahe der Raumdeckej diejenigen, welche mittels des Bodendielenträgers 610 mit den Kanälen 544 und 44 verbunden sind, sind neben oder im Bereich der Böden der Räume angeordnet. Die Verbindung zwischen den Boden- und Bandträgern der Verteilungsanordnung für die Räume des Gebäudes ist im wesentliehen gleich wie diejenige, wie bereits in der Fig. 12 gezeigt ist, und die unter Bezugnahme auf die Strömungsanordnung des Dachkollektors beschrieben worden ist.

Es wird nun Bezug auf die Fig. 19-24 genommen. Die Wärmepumpenbaueinheit 25 weist eine Matrix 400 aus einem thermisch isolierenden Stoff (beispielsweise Polystyren) auf, welche eine ungefähr L-förmige horizontale Querschnittsform aufweist und sowohl die Kondensatoren, Verdichter, Verdampfer etc. der Wärmepumpeneinheit trägt als auch den grössten Teil der dazugehörigen Drähte, Röhren, Ventile und ähnlichem, umschliesst. Die Matrix 400 ist im Betonbehälter angeordnet, wobei die Verbindungsstelle 402 der zwei Schenkel 404,406 innerhalb des Heisswasserbehälters 26 sind und die zwei Schenkel, die durch je-

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weils vertikal verlaufende Schlitze in den Wänden der Behälter hindurchragen, erstrecken sich in den kalten Behälter 24 bzw. warmen Behälter 22. Ein Verdampfer 30 und ein Kondensator 31 sind mit dem Schenkel 406 im warmen Behälter 22 verbunden; ein Verdampfer 34, ein Verdichter 36 und ein Sammler 122 sind mit dem Schenkel 404 im kalten Behälter 24 verbunden. Der Kondensator 126 und Motor 12O sind im Heisswassertank 26 angeordnet. Die Welle 121 des Motores 120 erstreckt sich durch die Matrix zum Verdichter 36. Innerhalb der Matrix sind Steuerventile 228, 230 und 224 sowie ein Expansion/Steuerventil 124 angeordnet. Jedes dieser Ventile wirkt als strömungsrichtendes Ventil, das die Strömung zu oder vom Kondensator oder Verdampfer steuert, mit welchem es verbunden ist. Die Verbindung dieser Ventile und der jeweiligen Strömung, welche von diesen jeweils gesteuert wird, gehen aus der Fig. 21 hervor, und dieses ist-etwa mehr im Einzelnen in der oben erwähnten Anmeldung Nr. 927 048 beschrieben. In der vorliegenden Anmeldung dient das Expansion/Steuerventil 124 sowohl als Expansionsventil 124 als auch als Steuerventil 226 der vorerwähnten Anmeldung.

Jeder Kondensator 31 und 126 und jeder Verdampfer 30 und 34 weisen parallele Platten auf, die eng nebeneinander angeordnet sind und die mit gemeinsamen Ein- und Auslass-Sammelleitungen verbunden sind. Jede Platte weist zwei Kupferplatten oder bevorzugterweise Aluminiumplatten auf, die in einer ausgewählten Weise miteinander verbunden sind, so dass die nicht miteinander verbundenen Flächenteile ausgeweitet sind, so dass die erwünschte Aussenform sowie die erwünschten Innenräume gebildet sind.

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Ueblicherweise werden diese Platten hergestellt, indem das herkömmliche "Roll-band" Verfahren der Olin Brass Co. von E.Alton, Illinois verwendet wird. In den Fig. 22 und 23, welche Schnitte durch Teile einer einzigen Platte eines Expänsionsgefässes 30 bzw. Kondensators 31 ist, sind die miteinander verbundenen Abschnitte der zwei Bleche, die die Platten bilden, im Schnitt gezeichnet.

Es ist erwünscht, dass in den Verdampfern

30 und 34 eine maximale Berührung zwischen der Flüssigkeit innerhalb des Verdampfers und der Aussenwände der Verdampferplatten vorherrscht, welche offensichtlich innerhalb des warmen oder kalten Behälters in Berührung mit Wasser stehen. Somit weist jede Verdampferplatte horizontal verlaufende Rinnen auf, die in vertikaler Richtung gesehen im Abstand oberhalb des Bodens der Platte angeordnet sind. Die oberen und abwechselnden Rinnen sind mit 410 bezeichnet und bei einem Ende mit der Einlasseite 412 der Platten verbunden und weisen am anderen Ende bei einer Stelle unmittelbar neben der Auslasseite 416 der Platte Lippen 414 auf, welche um eine Strecke nach oben ragen, die etwas mehr als die Hälfte des Abstandes vom Boden der darüberliegenden anderen Rinne 411 beträgt. Beim Ende jeder Rinne 411, das den kleinsten Abstand von der Einlasseite 412 aufweist, sind im wesentlichen identisch ausgebildete Lippen 415 vorhanden. Bei seinem anderen Ende, das den kleinsten Abstand von der Auslasseite 416 aufweist, weist jede Rinne 411 eine etwas höhere Lippe 417 auf, die nach oben an der darüberliegenden Rinne 410 vorbei und davon einen Abstand aufweisend ragt. Der Raum 418 zwischen dem linken (gemäss Fig. 22) Ende der Rinnen 411 und der Innenseite

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der Platte beschreiben einen vertikalen Dampfstromdurchgang.

Flüssigkeit wird durch ein Rohr von der Einlassammelleitung 420 in die Verdampferplatte eingeführt, wobei zuerst die obere Rinne (oberer Trog) angefüllt wird, und welche Flüssigkeit darauf durch die Lippe der Rinnen gesteuert über diese ausfliesst und die darunterliegenden Rinnen füllt. Dampf tritt durch die Auslassleitung 422 aus. Weil die Auslassleitung (Entlüftunasleitung) mit dem oberen Ende der Verdampferplatte verbunden ist, ist die Gefahr, dass Flüssigkeit in den Verdichter 36 eingezogen wird, weitgehend behoben.

In den Kondensatoren 31, 126 ist das Ziel

eine möglichst grosse dem Dampf ausgesetzte Fläche zu bilden, jedoch sollte gleichzeitig die vertikale Höhe irgendwelcher Wand derart begrenzt sein, dass das Ansetzen von Oberflächenfilmen minimal ist, welche Filme als thermische Isolatoren wirken,- Entsprechend beschreibt jede Kondensatorplatte in vertikaler Richtung jeweils einen Abstand aufweisende Kammern 430, wobei jede im wesentlichen entlang der gesamten Breite einer Platte verläuft, wobei sie von einem Eintritt bei einer Seite 436 aus verlaufend leicht aufwärts geneigt verläuft und mit einem vertikalen Durchgang 434 in Verbindung steht. Dampf wird von der Einlasssammelleitung 438 durch das Rohr 437 in den vertikalen Durchgang 434 eingeführt, welcher Dampf die Kondensatorkammern 430 füllt, in welchen die Flüssigkeit kondensiert wird. Das Kondensat strömt die kurzen vertikalen Wände hinunter und darauf zu den geneigt verlaufenden Böden der Kammern in den vertikalen Durchgang 438 und strömt dann

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beim untersten Teil des Durchganges in die Auslassammelleitung 440 hinein.

In den Kondesatoren und auch in den Verdampfern sind die vier Rohr der Einlass- und Auslassammelleitungen einzeln mit einzelnen Platten verbunden und die eigentliche Verbindung von Platte zu Sammelleitung ist dampfdicht gemacht, indem ein anärobischer Kühlmittel-Klebstoff verwendet wird, beispielsweise derjenigen Form, die durch die Loc-Tite Corporation hergestellt und vertrieben wird.

Die Gesamthöhe der VJärmepumpenbaueinheit 25 ist etwa.grosser als diejenige des Wassers, welche damit verdrängt wird. Die gesamte Baueinheit ist derart ausgebil det, dass sie vom Betonspeicherbehälter 19 je nach Bedarf von Wartung und Ersatz entfernt werden kann. Wenn die Baueinheit in dieser Weise entfernt wird, ist es wichtig, einen grösseren Wasserstrom zwischen den drei Behältern zu verhindern. Entsprechend können, wie in der Fig. 19 gezeigt ist, in jedem der drei Behälter Trennbleche eingesetzt werden, welche den Abschnitt der Wärmepumpenbaueinheit, der im jeweiligen Behälter ist, umgibt, welche Trenn platten vor dem Entfernen derselben eingesetzt werden. Jede Trennplatte, mit den Bezugsziffern 442, 444 und 446 weist eine Gesamthöhe auf, welche grosser ist, als die Tiefe des Wassers im kalten Behälter, warmen Behälter bzw. Heisswasserbehalter und verläuft von einem Schlitz, der im Boden des jeweiligen Behälters ausgebildet ist,nach oben. Die Seiten dieser Trennwände passen in die Wände der Behäl ter. Jeder der Schlitze, sowohl der Schlitz in den Wänden des jeweiligen Behälters und im Boden desselben, weist ein

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Streifen 448 eines nachgiebigen Dichtungsstoffes auf, der entlang einer Seite des Streifens verläuft, so dass eine enge Passung mit dem jeweiligen Trennblech vorhanden ist. Gemäss den Zeichnungen sind die Trennwände 446 und 444 im warmen Behälter 22 und im Heisswasserbehälter 26 lediglich flache Platten; die Trennwand 442 im kalten Behälter 24 ist U-förmig bzw. kanalförmig ausgebildet, im horizontalen Querschnitt gesehen. Diese Trennwände sind offensichtlich während des Betriebes der Anlage entfernt.

Es wird nun Bezug auf die Fig. 25-27 genommen, in denen die Ausbildung des Wärmetauschers 28 gezeigt ist, welche Ausbildung weitgehend identisch derjenigen zum Heisswassertauscher 29 und zum Kältetauscher 32 ist. Gemäss den Zeichnungen weist der Wärmetauscher vier vertikale, hohle, U-förmige Abschnitte 800, die jeweils einen Abstand voneinander aufweisen. Der Zwischenraum 802 zwischen benachbarten Abschnitten 800 beträgt ungefähr 2 cm. Jeder Abschnitt ist aus Beton oder gegossenem Kunststoff hergestellt und weist einen im allgemeinen rechteckigen inneren Kanal 804 auf, welcher zum Führen der Luftströme dient, welche durch einen vertikalen Schenkel des Abschnittes nach unten durch den horizontalen Verbinder 806 strömt, welcher horizontale Verbinder 806 zwischen den zwei Schenkeln angeordnet ist und diese miteinander verbindet und schliesslich erfolgt die Luftströmung durch den anderen Schenkel vertikal nach oben. Eine Mehrzahl Leiter 808 aus Streckmetall, üblicherweise Aluminium, erstrecken sich seitlich durch die gesamte Breite und um eine kurze Strecke (ungefähr 1 cm) über die gegenüberliegenden Seiten des Wärmetauschers hinaus. Wie aus den Fig. 26 und 27 ersichtlich ist, er-

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strecken sich die Leiter 808 ununterbrochen durch die Seitenwände aller vier Abschnitte 800 und sind darin eingebettet. Die in den zwei vertikalen Schenkeln vorhandenen Leiter sind vertikal orientiert und weisen einen Abstand von ungefähr 1 cm voneinander auf und verlaufen vom oberen Ende des^: horizontalen Verbinders 806 eine kurze Strecke bis unterhalb des oberen Endes der vertikalen Schenkel. Im horizontalen Verbinder 806 sind die horizontal orientierten Leiter 808 vertikal im Abstand voneinander angeordnet, und sind derart angeordnet, dass sie jeweils einen Abstand von 1 cm voneinander aufweisen und sind vom Boden bis zum oberen Ende des Kanals unterhalb des Verbinders 806 angeordnet.

Mit dem Boden jedes Schenkels jedes Abschnittes 800 ist ein Entwässerungsrohr.810 verbunden, welches dazu dient Kondensat wegzuführen; das Hauptentwässerungsrohr 812, zu welchem alle Rohre 801 führen, ist mit einem flexiblen Entwässerungsschlauch 814 verbunden. Der Entwässerungsschlauch jedes Wärmetauschers wird durch die Wand des Behälters 19 der Speicheranordnung 20 hindurch fortgeführt. Um einen Raum für die Entwässerungen und das Wegführen von Wasser zu bilden, ist der gesamte Wärmetauscher mittels Stützen 816 oberhalb des Bodens des Behälters 19 getragen. In denjenigen Fällen, bei denen ein Wasserumlauf durch Konvektion ungenügend ist, beispielsweise im kalten Behälter, mit 4 C, kann im Behälter unterhalb des Tauschers eine kleine Pumpe angeordnet .sein und falls nötig in Betrieb genommen werden.

Aufgrund des Streckmetalles bewirken die Ausbildungen der Wärmetauscher, dass ein maximaler Luft

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zu Metall Wärme-Uebergangsbereich vorhanden ist, und maximale Abmessungen des Tauschers erfolgen, so dass die Strömungsgeschwindigkeit der Luft vermindert wird, der Druckabfall vermindert wird und auch dass das Gebläse eine kleinere Menge elektrische Energie aufnehmen muss. Die Ausbildung verkleinert die Menge verwendeten Metalles, so dass die Kosten vermindert sind.

Die Wärmetauscher sind in vier Abschnitte geteilt, so dass der Temperaturabfall von Abschnitten der Leiter im Wasser zu den Abschnitten der Luftdurchgänge dem Wärmetauscher vermindert ist, und auch dass unterschiedliche Abschnitte mit unterschiedlichen Luftströmungsmustern eingesetzt werden können, so wie dies einem Mehrzonengebäude notwendig sein kann, wobei ein modifizierter Luftbehandlungsapparat vorhanden ist.

In den Fig. 28-30 ist die Ausbildung des

Iiuftbehandlungssteuerflügeis 218 gezeigt, welche Ausbildung identisch derjenigen der anderen Steuerflügel ist, die in Luftbehandlungsanlage 21 und im Luftverteiler 500 eingesetzt sind. Gemäss der Zeichnung weist dieser Steuerflügel ein quadratisches Blatt 820 auf, das derart in einem Rahmen 822 eingesetzt ist, dass es um eine verstärkte mittlere Achse 824 drehbar ist. Bei seinem oberen Ende (gemäss Fig. 28) wird das Blatt 820 mittels eines Zapfens 826 gehalten, welcher durch eine Lagerhülse im Rahmen in das Blatt hinein verläuft. Beim unteren Ende des Blattes ist ein Zapfen 828 im Pressitz in einer Bohrung im Abschnitt der verstärkten Achse eingepasst und erstreckt sich nach unten durch den Rahmen 822, um in den Abtrieb eines Motorzusammenbaues einzugreifen, der allgemein mit 850 bezeich-

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net ist. Die Innenseite des Rahmens 822 ist mit einer flexiblen, üblicherweise elastomeren Dichtung 832 ausqekleidet, so dass eine dichte Dichtung mit den Rändern des Blattes dann gebildet wird, wenn der Flügel geschlossen ist.

Die Motoranordnung weist einen in beiden Richtungen drehbaren Gleichstrommotor 833 auf, welcher durch Untersetzungsgetriebe 836 eine Abtriebswelle 834 antreibt. Die gesarate Anordnung ist innerhalb eines weitgehend luft- und schmutzdichten Plastikgehäuses 838 angeordnet. Die Abtriebswelle 834 erstreckt sich durch ein Lager 840, das im Gehäuse getragen ist und verläuft nach oben in die Ausnehmung 842, die durch das Gehäuse 838 beschrieben ist, in welcher der Rahmen 822 des Flügels eingesetzt ist und durch Kreuzzapfen 844 gehalten ist. Aus der Fig." 29. ist ersichtlich, dass der Zanfen 828 (der die Platte 820 im Rahmen 822 hält) und die Antriebswelle 834 koaxial sind und mittels einer Lagerhülse 844 innerhalb einer Bohrung 846 im Boden des Rahmens 822 miteinander verbunden sind. Um eine einwandfreie Bewegung des Blattes 820 sicherzustellen, bestehen zwischen der Hülse 844 und der Welle 834 und dem Zapfen 828 und zwischen dem Zapfen 828 und dem Blatt Pressitze.

Schalter 860 mit Ruhekontakten steuern den Motor 832 und damit die Bewegung des Blattes des Flügels 820. Ein Kontaktstück 82Oa ist auf dem Motorgehäuse 838 bei einer solchen Stelle angeordnet, bei welcher sie in einen Vorsprung 862 beim unteren Rand des Blattes 820 dann eingreift, wenn der Flügel offen ist, d.h. wenn das Blatt 820 in Bezug auf den Rahmen 822 einen Winkel von 90 aufweist (siehe Fig. 30); der andere Kontakt 86Ob ist

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bei der Seite des Rahmens 822 angeordnet, wobei das Blatt 820 dann in diesen eingreift, wenn der Steuerflügel geschlossen ist. Jeder Kontakt weist ein Paar Leiter 864, 866 auf, die innerhalb der inneren Höhlung von 866 eines zweiteiligen Kunststoffgehäuses 867 bei einem Ende der Höhlung 865 angeordnet, wobei die Kontakte 864, 866 durch Isolierscheiben 870 voneinander im Abstand gehalten werden. Eine Isolierbüchse 872 erstreckt sich durch die Scheibe 870 und die Kontaktstücke 864,866 an jeweils einer ihrer Seiten und ein Bolzen 876, der durch die Hülse 872 ragt, verbindet die gesamte Schalteranordnung mit dem Rahmen des Steuerflügels oder mit dem Motorgehäuse. Das Kontaktstück 864 ist in der Mitte abgesetzt ausgebildet, so dass ein Kontakttrenn-Abschnitt 876 gebildet ist, der mit dem Kontaktstück 864 in Flächenberührung, stirnseitig in Berührung steht. Das Gehäuse 867 ist abgestuft ausgebildet, so dass eine Stütze für diesen abgesetzten Abschnitt 876 gebildet ist. Das Kontaktstück 866 ist vorgespannt, d.h. gegen den Abschnitt 876 gespannt, so dass die zwei Kontaktstücke in Ruhestellung einander berühren. Um den elektrischen Kontakt zu unterbrechen, ist ein Zapfen 878 in einer Isolierbüchse 880 eingesetzt, wobei der Kopf 882 des Zapfens das freie Ende des Kontaktstückes 866 berührt.'Wenn der Zapfen 878 eingedrückt wird, entweder durch den Vorsprung 862 (im Falle des Schalters 86Oa) oder durch das Blatt 822 (im Falle des Schalters 86Ob) wird der Kontakt 866 geöffnet, so dass seine Berührung mit dem Kontaktabschnitt 876 des Kontaktstückes 864 aufgehoben wird.

Es wird nun Bezug auf die Fig. 32 genommen. Die Steuerschaltkreise 832 weisen eine Gleichstromquelle

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auf, ein Paar Umsteuerschalter 892 in der Hauptsteuerung und Schalter 860. Wenn die Schalter umgesteuert werden, welche immer zusammen bewegt werden, sind sie in der gezeichneten Stellung, die Energiequelle treibt den Motor 832, um den Flügel zu öffnen und dreht das Blatt 820 des Flügels (in der Zeichnung im Gegenuhrzeigersinn) bis der Vorsprung 86 2 des Blattes den Zapfen 818 des Schalters 86Oa berührt, womit der Schalter geöffnet wird. Um den Flügel zu schliessen, werden die Schalter 89 2 umgeschaltet und dann dreht das Blatt 820 (in der Zeichnung im Uhrzeigersinn) solange, bis sie den Schalter 86Ob berührt und damit öffnet.

Betrieb

.Im Betrieb stellt die oben beschriebene Anordnung viele verschiedene Dienste zur Verfügung, einschliesslich Heizen, Feuchtigkeitssteuerung (Befeuchten und Entfeuchten), Klimatisieren (Kühlen), Frischluftstrom, Wärme sammeln und Wärme verteilen, Wärmeüberführung zwischen den verschiedenen Behältern, und Erwärmen des Heisswassers für den Haushaltgebrauch, all das wie im Einzelnen in der eingangs genannten vorgängigen Anmeldung beschrieben. Die meisten dieser Dienste können in einer mehreren Weisen geleistet werden, je nach Wunsch den gesamten Wirkungsgrad und die gesamte Wirksamkeit zu verbessern; und manche können gleichzeitig durchgeführt werden.

Die ungewöhnlich tiefen Temperaturen (für eine Solaranordnung) der Luft, welche als Wärmeübertragungsfluid verwendet wird, erlaubt die Verwendung kostengünstiger zellförmiger Stoffe in den Kanälen, Kollektoren und der Luftbehandlungsanlage. Die höchste Lufttemperatur

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der Anlage, wenn Luft von den Kollektoren dazu gebraucht wird den Heisswasserbehälter direkt zu erwärmen, wird selten höher als 65 C (150 F) sein. Sollten die Kollektoren selbst eine höhere stagnierende Temperatur (beispielsweise ein Maximum von 90-95⁰C) erreichen, kann kühle Luft durch diese in der umgekehrten Richtung hindurch geblasen werden und dann aus einem der jeweiligen Steuerflügel 700,720 oder 101 ausgeblasen werden. Nach dem Kühlen wird dann die Anordnung wieder zum üblichen Betrieb mit offenem oder geschlossenen Kreislauf zurückkehren, bei welchem Luft, die von den Kollektoren herströmt, Flüssigkeiten in einem oder mehreren der Behälter, je nach Wunsch, erwärmt werden.

1. Heizen

Während der Heizperiode im Winter wird die Temperatur des Wasser im kalten Behälter 24 üblicherweise zwischen 10°C und 25°C gehalten und weil keine Salzlösung im kalten Behälter und kein Defroster im Kältetauscher vorhanden sind, wird diese Temperatur nie weniger als ungefähr 3°C betragen dürfen. Die höchste Temperatur im kalten Behälter hängt ab, ob eine Entfeuchtung gewünscht wird, in welchem Falle Temperaturen höher als 11 C unerwünscht sind und wird niemals die Stagnationstemperatur der Kollektoren erreichen, welche üblicherweise im Bereich von 20 bis 70 C im Winter und im Sommer entsprechend der vorhandenen Energie nie mehr als 30-85 C und möglicherweise etwas mehr betragen wird.

Das Wasser, das sich im kalten Behälter befindet, wird im Winter durch Luft erwärmt, die von irgendeinem oder mehreren ausgewählten Kollektoren 10,11,12

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stammt. Falls die Temperatur der Aussenluft höher ist als die Temperatur des Wassers im kalten Behälter 24, wird Luft von aussen in die Kollektoren hineingesaugt; wenn die Aussenluft kühler ist als der kalte Behälter, wird Luft durch die Anlage hindurchgefördert. In beiden Fällen strömt erwärmte Luft durch den Kältetauscher 32 iri den kalten Behälter 24, in welchem Behälter die Luft gekühlt wird, und die daraus entnommene Wärmemenge wärmt das Wasser im kalten Behälter auf.

Um das Gebäude 18 zu heizen, muss die Temperatur des Wasser im warmen Behälter 22 höher als die Temperatur innerhalb des Gebäudes sein, ist sie jedoch zu hoch, wird dieses unnötigerweise die Arbeit, welche vom Verdichter 36 durchgeführt werden muss, erhöhen. Ueblicherweisc wird das Wasser bei einer Temperatur von ungefähr 3O-35°C (ungefähr 85-95° F) gehalten, eine Temperatur, die genügend hoch ist, dass die Luft, die durch den Wärmetauscher 28 strömt, auf Raumtemperatur erwärmt wird. Wenn die Temperatur des Wassers im warmen Behälter 22 unterhalb des .zweckdienlichen Temperaturwertes fällt, wird eine Wärmemenge mittels der Wärmepumpeneinheit 25 vom kalten Behälter 2 4 in den warmen Behälter überführt. Falls jedoch die Umgebungszustände derart sind, dass die Temperatur der Luft, die aus den Kollektoren strömt, höher ist, als diejenige des Wassers im warmen Behälter 22, und insbesondere dann, wenn das Wasser im kalten Behälter bei der maximalen Temperatur ist, die erwünscht ist, ein Kühlen oder .eine Entfeuchtung durchzuführen, kann Luft, die von den Kollektoren stammt durch den Wärmetauscher 28 im warmen Behälter 22 geführt werden, so dass dem warmen Behälter unmittelbar

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Wärme zugeführt wird.

Das Innere des Gebäudes 18 selbst wird

durch Luft erwärmt, welche durch den Wärmetauscher 28 im warmen Behälter 20 hindurchströmt. Das Gebläse 54 saugt Luft durch die ausgewählten Kanäle in den Bodendielenträgern, im Luftverteiler und in der Luftbehandlungsanlage, drückt die Luft durch den Wärmetauscher 28, in welchem sie erwärmt wird, und fördert diese dann zurück durch die andere Luftbehandlungsanlage, durch den Luftverteiler und durch die Kanäle in den Dielenträgern zurück in die Räume des Gehäudes. Falls es erwünscht ist, die Heizluft für das Gebäude zu entfeuchten, kann die gesamte oder nur ein Teil der Luftströmung, die von den Räumen des Gebäudes wegströmt anstatt, dass diese direkt zum Wärmetauscher 28 geführt wird, zuerst durch den Kältetauscher 32 hindurchgeführt und dann in den Wärmetauscher geführt werden, welches durch den Umleitkanal 50 der Luftbehandlungsanlage erfolgt.

Indem die verschiedenen Steuerflügel, je nach Wunsch, verstellt werden, kann von aussen stammende Frischluft in die Luftbehandlungsanlage 21 eingeführt werden und darauf im Wärmetauscher 28 erwärmt werden, wobei diese entfeuchtet werden kann oder auch nicht entfeuchtet werden kann und verbrauchte Luft kann unmittelbar nach aussen gefördert werden.

2. Kühlen (Luftklimatisierung) Der Kühlperiode (Klimatisierungsperiode) im Sommer beträgt die Temperatur im kalten Behälter 24 üblicherweise zwischen 10 bis 15°C (50-59° F), bevorzugterweise ungefähr 11°C (52°F); damit wird die relative

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Feuchtigkeit der Luft von 20 C (68 F) nicht höher als etwa 55% sein. Um zu verhindern, dass die Temperatur des Wassers im Tank zu hoch wird, muss die überschüssige Wärme im kalten Behälter abgeführt werden, welches entweder durch den warmen Behälter 22 erfolgt oder falls möglich, unmittelbar erfolgt. Ueblicherweise wird Wärme aus dem kalten Behälter weggeführt und in den warmen Behälter 22 eingeführt, indem die Wärmepumpeneinheit 25 in Betrieb■genommen wird, wie dies der Fall während der Heizperiode ist. Wenn die Temperatur des Wassers im warmen Behälter höher wird als die Temperatur der Umgebungsluft, wird sie gekühlt, indem Luft von der Aussenseite eingebracht wird, beispielsweise durch den Kanal 38-3, durch den Wärmetauscher 28 und dann zurück in die Umgebung. Wärme im warmen Behälter 22 kann auch abgeführt werden, indem sie mittels der Wärmepumpeneinheit 25 in den Heisswasserbehälter 26 überführt wird, oder indem sie unmittelbar dazu verwendet wird, in der Rohrschlange 128a, d.h. das heisse Haushaltswasser zu erwärmen. Während der Nacht kann Wärme in entweder dem kalten Behälter oder .warmen Behälter abgeführt werden, indem unmittelbar kalte Aussenluft durch die Kollektoren hindurchgeführt wird, darauf durch den kalten oder warmen Behälter hindurchgeführt wird und schliesslich wieder nach aussen abgeführt wird.

Um das Gebäude 18 abzukühlen, wird das Gebläse 54 in der umgekehrten Richtung betrieben; Luft aus den Räumen des Gebäudes wird durch die Dielenträgerkanäle etc. in den Tauscher 32 gefördert, in welchem sie gekühlt wird und entfeuchtet werden kann und von da wird die kühle Luft wieder in die Räume zurückgeführt. Es ist auch mög-

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lieh zu kühlen (klimatisieren), währenddem gleichzeitig Wärme im kalten Behälter gesammelt wird. Um mehr Wärme zu sammeln als es sonst möglich wäre, saugt das Gebläse 54 Luft aus dem Gebäude 18 und fördert diese durch den kreuzweise verlaufenden Kanal 150 und dann durch den Kältetauscher 32. Nachdem sie darin gekühlt wird und Wärme dem Wasser im kalten Behälter überführt wird, wird die Luft wieder in das Gebäude, in die Räume 18 zurückgeführt. Gleichzeitig wird von den Kollektoren stammende Luft mittels des Gebläses 52 durch den Kältetauscher 32 hindurchgefördert.

3. Aufheizen des heissen Wassers Während des Sommers wird das Wasser im Heisswasserbehälter 26 üblicherweise durch die Luft geheizt, die von den Kollektoren herströmt, wobei ein Luftströmungsmuster mit geschlossenem Kreislauf verwendet wird, wobei die Luft durch verschiedene Kanäle dem Wärmetauscher 29 im Heisswasserbehälter 26 hindurchgeführt wird und von dort zurück zu den Kollektoren geführt wird. Obwohl die Kollektoren nur bei 20-30% Wirkungsgrad arbeiten, wird ihr grosser Oberflächenbereich, der auf den Zuständen im Winter basiert, gewählt ist, die Kaltverluste mehr als ausgleichen. D.h., das Wasser im Behälter 26 kann auch erwärmt werden, indem die Wärmepumpeneinheit 25 verwendet wird, wobei dieses sowohl während der Heizperiode im Winter als auch während der Kühlperiode im Sommer durchgeführt werden kann. Unabhängig von der Weise, gemäss welcher das Wasser im Behälter 26 erwärmt wird, wird das Hoisswasser für den flausgebrauch durch den Auslass 127 entnommen, welches erwärmt worden ist, indem es durch die

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Schlange 128a im warmen Behälter 24 und 128 im Heisswasserbehälter 26 hindurchgeführt worden ist. Das Erwärmen erfolgt dauernd, wobei kaltes Wasser durch den Einlass 12 9 eingebracht wird.

4. Entfeuchtung

Die Verwendung bwz. der Betrieb des Kältetauschers und des Wärmetauschers getrennt von und unabhängig von der Wärmepumpeneinheit 25 ermöglicht, in das Gebäude 18 erwärmte, entfeuchtete Luft einzubringen. Luft, welche entweder von aussen stammt oder vom Innern des Gebäudes 18 stammt, wird durch den Kältetauscher 32 hindurchgeführt, in welchem sie gekühlt und entfeuchtet wird, und darauf wird sie mittels des Kreuzkanales 50 der Luftbehandlungsanlage geführt schliesslich durch den Wärmetauscher 28 geführt. Ist der Wärmetauscher in Betrieb, strömt die erwärmte und entfeuchtete Luft durch die Luftverteilungsanlage, durch die Kanäle der Dielenplanken etc. und somit in die Räume des Gebäudes 18.

5. Steuerflügel·, Gebläse und Wärmepumpenbaueinheit

Es ist offensichtlich, dass viele Steuerflügel in der Anordnung die Luftströmung in die Kollektoren und von diesen heraus steuern, die Luftströmung in und durch irgendeiner einer grossen Anzahl Strömungswege in der Luftbehandlungsanlage und im Verteiler steuern, und die Luftströmung in die Räume des Gebäudes 18 und aus diesen heraus steuern. Die Verschiedenheit der Einsatzmöglichkeiten von unterschiedlichen Strömungswegen, die mög-

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lieh, erlaubt, dass viele unterschiedliche Dienste, Arbeiten durchgeführt werden können (z.B. Heizen, Kühlen, Sammeln von Wärme, Abführen von Wärme, Wärmeübertragung und Heisswasserheizen), welche miteinander kombiniert werden können und gleichzeitig durchgeführt werden können. Auch ist es möglich, jeder dieser Dienste je nach den jeweiligen Zuständen in einer wirkungsvollen Weise durchzuführen. Wenn beispielsweise im Winter Wärme gesammelt wird und das Gebäude gewärmt wird, wird der jeweilige gewählte Luftstromweg u.a. abhängigen von den relativen Temperaturen der Innen- und Aussenluft, der vom Kollektor (von den Kollektoren) und Kältetausehern stammenden Luft und von der relativen Feuchtigkeit der Innen- und Aussenluft. Wenn die Luft im Gebäude 18, die wärmste ist, wird das einfachste Luftstromungsmuster zum Heizen verwendet - das Gebläse 54 saugt Luft vom Gebäude in den Kanal 42 und fördert die Luft im einem geschlossenen Kreislauf, der durch den Wärmetauscher 28 hindurch verläuft und dann zurück wieder in das Innere des Gebäudes verläuft. Falls jedoch die Temperatur der Luft bei den Ausgängen des Kollektors höher ist, als diejenige der Luft innerhalb des Gebäudes 18, wird Luft, die vom Kollektor (anstatt vom Inneren des Gebäudes) stammt,verwendet werden, um das Gebäude zu heizen, weil es weniger Wärme vom Wärmetauscher entnimmt und daher die Wärmemenge, die vom kalten Behälter zum warmen Behälter überführt werden muss (durch die Wärmepumpe), vermindern. Falls die Aussenluft auch wärmer als die Innenluft ist, wird ein noch weiteres Strömungsmuster verwendet. Aussenluft wird in die Kollektoren eingesogen, aufeinanderfolgend durch den Wärmetauscher, das Gebäude und den Kälte-

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tauscher gefördert und dann wieder in die Umgebung abgegeben. Falls die Temperatur der Luft im Gebäude zufälligerweise niedriger ist, als diejenige im Wärmetauscher, wird Luft unmittelbar vom Gebäude in die Umgebung abgegeben und nicht durch den Kältetauscher hindurchgeführt. In beiden letztbeschriebenen Strömungsmustern wird die Tatsache vorteilhaft ausgenützt, dass, falls die Temperatur der Aussenluf t höher ist als die·. Temperatur der innerhalb des Gebäudes vorhandenen Luft, weniger Wärme aus der Heizanordnung entnommen wird, wenn Aussenluft verwendet wird.

Ein wirksamer Betrieb wird auch unterstützt, indem der kalte Behälter, der warme Behälter und' der Heisswasserbehälter verhältnismässig grosse Abmessungen aufweisen und auch durch die Verdampfer und Kondesatoren der Wärmepumpeneinheit, verbunden mit der Anordnung, dass in jedem Behälter ein Kälte- oder Wärmetauscher vorhanden ist, der getrennt von der Wärmepumpenanordnung vorhanden ist. Dies ermöglicht, dass die erwünschten Temperaturen in den verschiedenen Behältern mit einem kleinstmöglichen Einsatzbetrieb der Wärmepumpeneinheit beibehalten werden können. Die grossen Behälter bleiben bei relativ konstanten Temperaturen; und Aenderungen der Temperatur werden sehr klein gehalten, indem der jeweilige Strömungsweg der Luft zu und vom Gebäude und zu und von den Kollektoren sorgfältig gewählt wird. Ueblicherweise sind lediglich die Gebläse 52, 54 notwendig, um gekühlte Luft zu bewegen oder um Wärme zu sammeln oder abzugeben. Falls es notwendig ist, die Wärmepumpeneinheit 25 zum Ueberführen von Wärme unmittelbar von einem Behälter zum anderen zu verwenden, ist es üblicherweise möglich, den Einsatz derselben solange zu

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verzögern, bis beispielsweise die Bedürfnisse tief sind oder die Zustände der Umgebung derart sind, dass die notwendige Energie vermindert ist. Sogar dann, wenn ein solches Ueberführen notwenig ist, ermöglichen die verhältnismässig tiefen und gleichbleibenden Temperaturunterschiede zwischen den Behältern und den grossen Verdampfern und den Kondensatoren, dass ein Verdichter bei einem gleichmässigen Betriebszustand gewählt und betrieben werden kann und nicht nur bei spitzen Zuständen in Betrieb genommen werden muss. Wärme wird von einem Behälter zum anderen überführt, indem die Wärmepumpeneinheit nur dann in Betrieb genommen wird, wenn die gesuchten Temperaturen im kalten Behälter, im warmen Behälter und im Heisswasserbehälter nicht in irgendeiner anderen Weise beibehalten werden können.

Andere Ausführungen

Bei anderen Ausführungen kann ein Ausgang von den Kollektoren mit höherer Temperatur erhalten werden, indem Glasstücke oder Platten eines anderen lichtdurchlässigen Stoffes zwischen benachbarten, überlappenden Rändern 750 der Dachziegel 62 verwendet werden. In gleicher Weise können die Aussenflachen der Kollektoren Sonnenenergiezellen aufweisen, welche die notwendige Energie liefern, die notwendig ist, die Gebläse, Steuerflügel und Verdichter zu betreiben, üeblicherweise werden solche Zellen ungefähr 19% der auf sie einstrahlenden Energie in Elektrizität umwandeln; die verbleibende Energie wird gesammelt und durch die Kollektoren in üblicher Weise gespeichert.

Bei einigen Klimas ist es erwünscht oder

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eine zusätzliche Wärmesammel/Speicherkapazität zu haben, indem der kalte Behälter und warme Behälter vergrössert werden, indem sie mit einer Flüssigkeit gefüllt werden, die eine grössere Wärmekapazität als Wasser aufweist und/ oder indem die Kollektoren vergrössert werden und die Strömungsgeschwindigkeit der durch diese hindurchströmenden Luft erhöht wird. Zusätzlich kann ein mögliches Gefrieren im kalten Behälter verhindert v/erden, indem eine Heizvorrichtung im Verteilkanal 44 angeordnet wird und während Zeitspannen eines ungewöhnlich kalten Wetters kann dann diese Heizung verwendet werden und nicht diejenige Wärme,' die in den warmen Behälter gefördert wird, um die Luft für das Gebäude 18 zu erwärmen. Ein Gefrieren kann auch verhindert werden, indem zwischen dem kalten Behälter und dem Erdboden unterhalb der Frostlinie eine wasserführende Schlange angeordnet wird, wobei eine Salzlösung im kalten Behälter angeordnet wird, ein Verdampfer auf dem Deich oder an der Wand zusammen mit einem Kondensator im kalten Behälter verwendet wird, oder indem eine Wärmevorrichtung im Tank eingesetzt wird.

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Claims

PatentansOrüche

1. Klimaanlage, gekennzeichnet durch einen kalten Behälter mit einer Flüssigkeit mit einer relativ tiefen Temperatur, ' ■

einen warmen Behälter mit einer Flüssigkeit mit einer verhaltnismässig hohen Temperatur,

eine Wärmepumpe, die dazu dient, Wärme vom kalten Behälter zum warmen Behälter überzuführen,

einen Kältetauscher im kalten Behälter, welcher einen Fluideinlass und einen -auslass aufweist und dazu dient, Wärme zwischen dem durch ihn hindurchströmenden Fluid und einer im kalten Behälter vorhandenen Flüssigkeit überzuführen, und

einen Wärmetauscher, der im warmen Behälter angeordnet ist, welcher einen Fluideinlass- und einen -auslass aufweist und dazu dient, Wärme zwischen der Flüssigkeit im warmen Behälter und dem Fluid, das durch den Wärmetauscher strömt, überzuführen, und

Leitungen, die mit dem Kältetauscher und dem Wärmetauscher verbunden sind und derart angeordnet sind, dass sie Fluid zwischen den Tauschern und dem Raum der durch die Klimaanlage gewärmt oder gekühlt wird, zu führen.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher zum Wärmen von ihn durchströmender Luft ausgebildet ist.

3. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluide Luft sind, und dass der Wärme-

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tauscher parallel zum Kältetauscher geschaltet ist.

4. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid, das zum Beheizen des Raumes verwendet wird, Luft ist, und dass der Kältetauscher und der Wärmetauscher in Serie geschaltet sind, so dass Luft aufeinanderfolgend durch den Kältetauscher und dann durch den Wärmetauscher und dann in den Raum geleitet wird.

5. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluide Luft sind,und dass Kanäle und Luftförderer vorhanden sind, die dazu dienen, Luft aus dem Raum zu entnehmen und die entnommene Luft wählbar durch den Kältetauscher und/oder den Wärmetauscher und dann in den Raum hinein zu führen.

6. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmepumpe einen Verdampfer aufweist, der getrennt vom Kältetauscher im kalten Behälter angeordnet ist, und einen Kondensator aufweist, der im warmen Behälter ge-trennt vom Wärmetauscher angeordnet ist.

7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfer neben dem oberen Ende des kalten Behälters angeordnet ist, und dass der Kondensator neben dem Boden des warmen Behälters angeordnet ist.

8. Anlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet

durch einen Heisswassertank mit Wasser mit einer verhältnismässig höheren Temperatur und durch eine Wärmepumpe, die dazu dient, Wärme vom warmen Behälter zum Heisswasserbehälter überzuführen.

9. Anlage nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen im kalten Behälter angeordneten Verdampfer, durch einen im Heisswasserbehälter angeordneten Kondensa-

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tor, durch einen im warmen Behälter angeordneten Kondensator und Verdampfer und durch einen Verdichter, welcher Verdichter wählbar einen ersten Betriebszustand annehmen kann, um ein Kühlmittel durch den Verdampfer im kalten Behälter und den Kondensator im warmen Behälter umlaufen zu lassen, um Wärme vom kalten Behälter zum warmen Behälter überzuführen, und in einem zweiten Betriebszustand Kühlmittel durch den Verdampfer im warmen Behälter und dem Kondensator im Heisswasserbehälter umlaufen zu lassen, um Wärme vom warmen Behälter zum Heisswasserbehälter überzuführen.

10. Anlage nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch Ventile, die den Kondensatoren und den Verdampfern zugeordnet sind und wählbar in Betrieb setzbar sind, um die Strömung des Kühlmittels dann zu steuern, wenn der Verdichter in entweder dem ersten oder dem zweiten Betriebszustand ist.

11. Anlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen im Heisswasserbehälter angeordneten Wärmetauscher, der einen Fluideinlass und einen Fluidauslass aufweist und dazu dient, Wärme zwischen dem durch ihn hindurchströmenden Fluid und im Heisswasserbehälter vorhandener Flüssigkeit überzuführen..

12. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluide Luft sind, und dass eine Kanalanordnung mit dem Kältetauscher verbunden ist, die dazu dient, Luft durch den Kältetauscher und durch den Raum hindurch zu leiten, wobei die Temperatur der Flüssigkeit

im kalten Behälter nicht mehr als 25°C beträgt.

13. Anlage nach Anspruch 12, gekennzeich-

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net durch eine Kanalanordnung, die dazu dient, Luft von einer Quelle erwärmter Luft dem Kältetauscher zuzuführen.

14. Anlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der Flüssigkeit im kalten Behälter etwa 11°C beträgt.

15. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluide Luft sind, dass die Temperatur der Flüssigkeit im warmen Behälter im Bereich von 3O-4O°C ist, und dass die Temperatur der Flüssigkeit im kalten Behälter im Bereich von 1O-25°C ist.

16. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungen Kanäle aufweisen, welche dazu dienen, Fluid zwischen dem warmen Behälter und dem kalten Behälter und jedem der Räume und der Umgebung zu führen.

17. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungen Kanalanordnungen aufweisen, die derart angeordnet sind, dass sie mit einem Sonnenkollektor oder einer anderen Quelle eines erwärmten Fluids verbunden sind, welche Kanalanordnung auch derart angeordnet ist, dass sie Fluid zwischen dem Wärmetauscher und dem Kältetauscher und jeweils der Aussenseite und dem •Kollektor oder einer anderen Quelle leiten.

18. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungen eine Kanalanordnung aufweisen, die derart angeordnet ist, dass eine gleichzeitige Fluidströmung zwischen einem ausgewählten Wärmetauschers oder Kältetauscher und vorgewählten zwei eines Sonnenkollektors dem Raum und der Umgebung erlauben.

19. Anlage nach Anspruch 1, dadurch ge-

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kennzeichnet, dass die Fluide und die Leitungen ein erstes Gebläse aufweisen, welches dazu dient, den Strom Luft zwischen den Tauschern und dem Raum zu steuern und ein zweites Gebläse aufweisen, das dazu dient, den Strom Luft zwischen den Tauschern und einem Sonnenkollektor oder einer anderen Quelle erwärmter Luft zu steuern.

2C. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungen eine Luftbehändlungsanl.age aufweisen, die neben den Behältern angeordnet ist., welche Luftbehandlungsanlage folgendes aufweist:

Oeffnungen, die derart angeordnet sind, dass eine Verbindung zwischen dem Raum und jedem der Einlasse gebildet ist, einen zum Raum führenden Auslass, einen Einlass von einem Sonnenkollektor oder einer anderen Quelle erwärmten Fluids, und einen Auslass zum Kollektor oder der anderen Quelle, und zum Einlass und Auslass jeder der Tauscher;

Kanäle, welche zwischen den Oeffnungen verlaufen; und

Steuerflügel, die dazu dienen, die Strömung in den Kanälen und zwischen den Oeffnungen zu steuern,

welche Kanäle einen Hauptraumeinlasskanal

aufweisen, der mit den Oeffnungen verbunden ist und einen Kanal vom Hauptkollektor oder einer anderen Quelle aufweist, welcher zu den Einlassen jedes der Tauscher verläuft und zu jeweils einer der Oeffnungen vom Raum und vom Kollektor oder einer anderen Quelle verläuft, und einen Hauptraumauslasskanal und einen Kanal von einem Hauptkollektor oder einer anderen Quelle aufweist, der mit den Oeffnungen von den Auslassen jedes der Tauscher verbunden ist

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und zu jeweils einer der Oeffnungen zum Raum und zum Kollektor oder der anderen Quelle verläuft, wobei

die Steuerflügel erlauben, dass Fluid in jeden Haupteinlasskanäle zu einem ausgewählten oder mehreren ausgewählten der Tauscher strömt und verhindert, dass in den Haupteinlasskanälen vorhandenes Fluid zu einem nicht ausgewählten Tauscher strömt.

21. Anlage nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalanordnung einen ersten Ueberkreuzungskanal aufweist, welcher zwischen den Kanälen des Hauptraumeinlasses und der Auslasskanäle verläuft, und einen zweiten Ueberkreuzungskanal aufweist, der zwischen dem Einlass des Hauptkollektors oder der anderen Quelle und den Auslasskanälen verläuft.

22. Anlage nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlungsanlage eine Mehrzahl baukastenförmiger Blöcke aufweist, die in zwei Schichten angeordnet sind, wobei eine der Schichten Blöcke aufweist, die den Hauptraumauslass beschreiben, den Hauptraumauslass und die ersten Ueberkreuzungskanäle beschreiben, und dass die andere der Schichten Blöcke aufweist, die den zweiten Ueberkreuzungskanal beschreiben und die Kanäle zum ersten Hauptkollektor oder der anderen Quelle beschreiben.

23. Anlage nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch in beiden Drehrichtungen drehbare Gebläse, welche in einem der Kanäle des Hauptraumes und einem der Kanäle für den Hauptkollektor oder der anderen Quelle angeordnet sind.

24. Anordnung nach Anspruch 21, dadurch ge-

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konnzeichnet, dass die Behandlungsanlage eine Mehrzahl Blöcke aufweist, welche in einer im allgemeinen rechteckförmigen Matrix angeordnet sind, wobei Teile einiger ausgewählter der Blöcke entfernt sind, um die Kanäle zu bilden, wobei die Steuerflügel zwischen benachbarten Paaren ' der Blöcke angeordnet sind.

25. Anlage nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch eine Luftverteilungsanlage, welche zwischen den Oeffnungen der Luftbehandlungsanlage und der Kanalordnung innerhalb des Raumes und dem Kollektor oder anderer Quelle angeordnet ist, welche Luftverteilungsanlage gekennzeichnet ist durch:

einen ersten Satz im allgemeinen in derselben Ebene in Längsrichtung verlaufender Kanäle, wovon jeder mit der Oeffnung der Luftbehandlungsanlage verbunden ist; und

einen zweiten Satz von im allgemeinen in

derselben Ebene in Längsrichtung verlaufender Kanäle, welche Kanäle mit der Kanalanordnung im Raum und zum Kollektor oder anderen Quelle verbunden sind,

wobei der erste und der zweite Satz der Kanäle in parallelen Ebenen nebeneinander angeordnet sind, wobei die Kanäle des einen Satzes im allgemeinen senkrecht zu den Kanälen des anderen Satzes verlaufen und durch

Oeffnungen, welche jeden der Kanäle des ersten Satzes mit einem ausgewählten Kanal des zweiten Satzes verbinden.

26. Anlage nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Satz der Kanäle eine Mehrzahl Paare Kanäle aufweist, wovon jeder mit dem Kollektor

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oder der anderen Quelle und mit dem ersten Satz Kanäle verbunden ist.

27. Anlage nach Anspruch 26, gekennzeichnet durch einen Steuerflügel, der in jeder der Oeffnungen der Luftverteiltungsanlage angeordnet ist und dazu dient, den dahindurch erfolgenden Luftstrom zu steuern.

28. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungen innerhalb der Struktur des Gehäudes, welche den Raum umschreibt, folgendes enthalten,

Bodendielenträger, die im allgemeinen horizontal verlaufende innere Kanäle bilden,

Wandplatten, die allgemein vertikal verlaufende innere Kanäle bilden, und

Krümmerabschnitte, die jeweils an einem benachbarten Bodenplankenträger anliegen und an einer benachbarten Wandplatte anliegen und einen inneren Kanal aufweisen, der eine Luftströmung zwischen den Kanälen des anliegenden Trägers und der anliegenden Platte bilden.

29. Anlage nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenplankenträger aus extrudiertem Beton sind.

30. Anlacfe·, nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandplatte mehrfache Platten zellförmigen Glases aufweist, welche miteinander verbunden sind, um den Kanal innerhalb der Platte zu umschreiben.

31. Anlage nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandplatte einen Kanalabschnitt aufweist, welcher einen im allgemeinen vertikalen inneren Kanal beschreibt und einen Kollektorabschnitt aufweist, der

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ausserhalb dos Kanalabschnittes angeordnet ist und eine äussere Kollektorfläche beschreibt und wobei hinter dem Luftstromdurchgang eine Mehrzahl Leiter vorhanden sind, die von einer Stelle unmittelbar neben der äusseren Kollektor fläche bis in den Luftstromdurchgang ragen. ■ .

32. Anlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Heisswasserbehälter mit einer Flüssigkeit mit einer relativ höheren Temperatur, wobei die Wände des kalten Behälters, des warmen Behälters und des Heisswasserbehälters derart angeordnet sind, dass eine gemeinsame Wand zwischen zweier dieser Behälter an einer gemeinsamen Wand zwischen einem der zwei und dem dritten der Behälter anliegt, und wobei die Wärmepumpe neben den aneinanderliegenden Wänden angeordnet ist und durch diese hindurch verläuft, wobei ein Abschnitt derselben innerhalb jedes der Behälter angeordnet ist.

33. Anlage nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmepumpe einen im kalten Behälter angeordneten Verdichter aufweist und einen Antrieb für den Verdichter aufweist, der in einem vom kalten Behälter verschiedenen Behälter angeordnet ist.

34. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Tauscher einen hohlen, im allgemeinen U-förmigen Abschnitt aufweist, der im Behälter angeordnet ist, wobei die Schwenkel des U allgemein vertikal gerichtet sind und eine Mehrzahl von im allgemeinen eben angeordneten Leiter aufweist, welche derart durch diesen Abschnitt hindurchverlaufen, dass Abschnitte des Leiters ohne diesen Abschnitt der Flüssigkeit im Behälter ausgesetzt sind und Abschnitte des Leiters innerhalb des Ab-

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schnittes dem Fluid ausgesetzt sind, welches durch diesen Abschnitt strömt.

35. Anlage nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Tauscher eine Mehrzahl dieser Abschnitte aufweist, welche Abschnitte nebeneinander angeordnet sind jedoch einen Abstand voneinander aufweisen, und dass jeder der Leiter durch alle Abschnitte dieses Tauschers hindurch verläuft.

36« Anlage nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass Leiter in den vertikalen Schenkeln der Abschnitte in im allgemeinen vertikalen Ebenen verlaufend angeordnet sind und Leiter im horizontalen Schenkel der Abschnitte in im allgemeinen horizontalen Ebenen verlaufend angeordent sind.

37. Anlage . nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiter aus Streckmetall sind.

38. Klimaanlage, gekennzeichnet durch eine Luftquelle, mit einem Lufteinlass und

einem Luftauslass; und

eine zentrale Anlage, enthaltend

einen Behälter mit Flüssigkeit zum Speichern von Wärme,

einen Behältertauscher, der Einlasse und Auslässe aufweist, die mit der Quelle verbunden sind und derart angeordnet sind, dass Wärme zwischen dem Behälter für die Flüssigkeit und Luft von der Luftquelle überführt werden kann, welche Verbesserung gekennzeichnet ist durch

einen ersten Satz Kanäle, die eine Luftströmung in einem geschlossenen Kreislauf beschreiben, welcher Kreislauf die Quelle und den Wärmetauscher enthält;

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einen zweiten Satz Kanäle, die einen Luftstrom in einem offenen Kreislauf beschreiben, welcher offene Kreislauf von der Umgebung durch die Quelle und den Wärmetauscher hindurchverläuft und dann zur Umgebung hin verläuft; und

Steuermittel, die dazu dienen, eine Luftströmung in einem vorgewählten aus dem geschlossenen Kreislauf und dem offenen Kreislauf zu.erzeugen.

39. Klimaanlage gekennzeichnet durch einen kalten Behälter für Flüssigkeit mit

einer verhältnismässig tiefen Temperatur;

einen warmen Behälter für Flüssigkeit mit einer verhältnismässig hohen Temperatur;

einen Kältetauscher im kalten Behälter,, der einen Lufteinlass und einen Luftauslass aufweit und dazu dient, die durch ihn hindurchströmende Luft zu kühlen und zvi entfeuchten;

einen Wärmetauscher im warmen Behälter, der einen Lufteinlass und einen Luftauslass aufweist und dazu dient, die durch ihn hindurchströmende Luft zu erwärmen; und

eine Kanalanordnung, die dazu dient, Luft

aufeinanderfolgend durch den Kältetauscher und den Wärmetauscher hindurchzuführen und von da in den durch die Anlage zu heizenden Raum einzuführen.

40. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungen Mittel aufweisen, welche dazu dienen, einen Luftstrom durch diese hindurch in einer Richtung zum Erwärmen des Raumes und in der entgegengesetzten Richtung zum Kühlen des Raumes zu bewirken.

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